1.2.3 土壌におけるヨウ素の浸透性
Parameters of Iodine Migration in Soil
山上 睦, 武田 晃, 海野 佑介, 高久 雄一, 久松 俊一
環境影響研究部

Mutsumi YAMAGAMI, Akira TAKEDA, Yusuke UNNO
Yuichi TAKAKU, Shun’ichi HISAMATSU
Department of Radioecology
Abstract
7

Iodine-129 (half-life, 1.6 × 10 y) is one of the important radionuclides discharged from the firstcommercial nuclear fuel reprocessing plant in Rokkasho, Japan for the assessment of radiation dose to thepublic. A part of the 129I discharged to the atmosphere from the plant is deposited on the land surface andretained in surface soil. Downward migration of 129I in soil is important for the prediction of its concentrationin both ground water and surface soil during and after long-term operation of the reprocessing plant. Theaims of this study are to evaluate the rate of downward migration of 129I in soil around the reprocessing plant
and to clarify physico-chemical and biological factors affecting the migration rate. In FY 2015, we studied:
1) the downward migration rate of radioiodine in core soil samples (3–20 m), and 2) factors controlling thedownward migration rate of radioiodine in surface soil.
A core sample of 3–20 m was collected from a pasture field in Rokkasho to study the downward
migration rate of I. The distribution coefficient (Kd) values of 125I, as well as 85Sr and 137Cs, in the soil
samples fractionated from different depths of the soil core sample were measured by the batch sorption
method. Downward migration rate of the nuclides was estimated up to the depth of 11.7 m at which a watertable was found. The downward migration rate was estimated by using a retardation factor, which wasobtained by the measured Kd value, under the assumption that half of the precipitation in Rokkasho
permeates in the soil. The downward migration rate of the 125I from the 3 m depth and deeper was higher
than that in the upper 3 m and almost constant up to the water table, while the rates of 137Cs and 85Sr
gradually decreased with depth in the soil profile.
To study the controlling factor of the migration rate of radioiodine, surface soil samples were collected
at four points around the nuclear fuel reprocessing plant from different depths up to 50 cm. Soil samples
before and after the pot cultivation of pasture grasses were also collected. The Kd of 125I and soil chemical
properties were determined for those samples and the relationships between the Kd and soil properties wereexamined. The Kd value of 125I in the soil samples was positively correlated with Kd value of organic carbon,
which was calculated from the concentrations of soil total carbon and dissolved organic carbon. The results
suggest that radioiodine is transformed from inorganic to organic form in surface soil rapidly after deposition,and migration in soil is controlled by the partitioning of dissolved organic substances.
1. 目的
大型再処理施設の稼動に伴い放射性ヨウ素が大気中に排出され、周辺土壌に沈着する。これまでの調査によって、土壌に沈着した放射性ヨウ素の一部は植物に吸収されるが、大部分は土壌内に残留するこ

浸透する割合を 50%として、分配係数から下方浸透とが分かっている。さらに、大気圏核実験等に由来速度を算出した。

する

2.2 ヨウ素下方浸透速度に及ぼす変動要因の調査

I の土壌深度分布から、 I には表層土壌に残129129

留する画分や、表層から下方へ移行する画分のある表層土壌における 125I の Kd に与える変動要因を明ことが確認されている。表層土壌における放射性ヨらかにすることを目的として、六ヶ所村内の 4 地点

ウ素の浸透性はその存在形態に依存し、存在形態は（放牧地、雑木林、クロマツ林、裸地）から 50 cm

多様な環境因子により影響を受ける。浸透した放射深まで層別に 10 試料ずつ採取した土壌試料を対象

性ヨウ素はやがて地下水に達すると考えられるため、に 125I-の Kd を求め、土壌の各種物理化学的特性と下方へ移動する放射性ヨウ素の浸透速度を求めるこ

Kd の関連を解析した。とは被ばく線量評価上重要である。

更に、前年度までの調査結果を踏まえて、土壌溶

本調査では、表層土壌から地下浸透するヨウ素の液中のヨウ素動態に強く影響した植物種（チモシー、下方浸透速度を求めることを目的とし、更に、土壌ソルガム、アルファルファ）及び各種土壌（放牧地、表層での物理・化学的要因（温度、水分、土壌種）クロマツ林、耕地、休耕地）を使ってポット栽培実や生物学的要因（植物の有無等）が、土壌中ヨウ素験を行い、125I-の Kd に与える影響を調査した。の存在形態及び浸透性に与える影響を明らかにする。
平成 26 年度までに、六ヶ所村二又（放牧地）及び尾3. 成果の概要

駮（雑木林）でそれぞれ採取した深度 0～3 m 及び 03.1 土壌コア試料を用いたヨウ素の化学形態別下方～0.5 m の土壌を対象に分配係数（Kd）法によりヨ浸透速度調査（中層 3～20 m）ウ素の下方浸透速度を求めた。 I の下方浸透速度は、層別に求めた Kd 値から、各層の 125I-、85Sr 及び 137Cs後者の表層（0~3 cm）において著しく大きな値を示の下方浸透速度を求めた。深度 11.7 m 以深に地下水した。また、森林や草地の表層土壌において、土壌の存在が確認されたため、中層 3～11.7 m における溶液中の安定ヨウ素は I-及び有機態ヨウ素が主要な下方浸透速度をこれまでに報告した表層及び浅層の形態であり、安定ヨウ素の溶出は、溶存有機炭素の結果とともに Fig. 1 に示した。125I-の下方浸透速度は影響を強く受けていること、更に高温条件下では主3 m 以深で速く、ほぼ一定の速度を保っており、85Srに有機態ヨウ素、還元状態では I-の溶出が増加すると 137Cs では逆に遅く、全体として漸減するパターンことを明らかにした。加えて、植物の有無による差を示した。

異は明確で、土壌溶液中の全ヨウ素、有機態ヨウ素、3.2 ヨウ素下方浸透速度に及ぼす変動要因の調査

125I 濃度が植物栽培で増加することが判明した。平成表層土壌における 125I-の Kd 値は 9.7E+0～1.2E+3

27 年度は、以下の項目について調査を実施した。の範囲にあった。土壌中全炭素濃度が 10 g kg-1 以上-

1) 土壌カラムを用いたヨウ素の化学形態別下方浸透速度調査（中層 3～20 m）
2) ヨウ素下方浸透速度に及ぼす変動要因の調査の有機物に富む表層土壌では、溶存有機炭素（DOC）濃度と 125I-の Kd の間に負の相関関係が見られた。また、土壌中の有機物量に関わらず、土壌中全炭素濃度と DOC 濃度から算出した有機炭素の Kd は、125I-2. 方法の Kd と正の相関関係が認められた（Fig. 2）。

2.1 土壌コア試料を用いたヨウ素の化学形態別下方浸透速度調査（中層 3～20 m）

植物栽培後の土壌では、栽培前と比較し土壌溶液中 DOC 濃度が増加しており、125I-の Kd は低い傾向

ボーリングにより六ヶ所村二又の放牧地から深さにあった。有機炭素の Kd と 125I-の Kd の関係は、前20 m までのコア土壌を採取し、深度別に分け 125I-、述の表層土壌において見られた関係と同様であった

Sr 及び（Fig. 2）。

85

Cs のバッチ法による分配係数（Kd）をそ137

れぞれ求めた。六ヶ所村での年間降水量のうち下方更に、これまでに得られた放牧地及び雑木林の 0

～3 m までの層別土壌試料における 125I-の Kd につい

表層土壌に沈着した放射性ヨウ素は、速やかに有ても、有機炭素の Kd との間に正の相関関係が認め機態に変化し、その後の下方への浸透は、溶存有機られた（Fig. 2）。

物の分配に支配されると考えられた。

Downward migration rate (mm y-1)
Surface soils
Pot cultivation soils
Pasture soils
Forest soils

Depth (m)y = 0.99 x ‒ 1.1
r = 0.82

Fig. 2

Fig. 1

Downward migration rate 125I-, 85Sr and 137Cs
in soil samples from different depths in a
pasture field. Results were obtained inFY2012, FY2014 and FY2015.

Kd of 125I- and organic carbon in soils.
Kd (125I-), Kd of 125I- evaluated from batch sorption
experiment of 125I-. Kd (OC), Kd of organic carbon
evaluated from concentration of soil total carbon anddissolved organic carbon. Surface soils represents
soil samples from different depths (0-50 cm)
collected from four different sites around the nuclear
fuel reprocessing plant.
Pot cultivation soils represents soil samples before
and after the pot cultivation experiments. Pasturesoils represents soil samples from different depths(0-3 m) in a pasture field. Forest soils represents soil
samples from different depths (0-3 m) in a forest
area.