福島県飯館村の河川における放射性物質流出の現地観測
Field Monitoring for Sediment and Radiocesium Runoff in Iitate, Fukushima
大澤 和敏 1・片山 高嗣 1・辰野 宇大 1・田野井 慶太朗 2・溝口 勝 2
1

宇都宮大学農学部・2 東京大学大学院農学生命科学研究科

要旨(Abstract)；福島県飯舘村南部に位置する新田川水系の比曽川を対象として，流域における放射性セシウムの流出量を現地観測によって定量した．2013 年 6 月の一雨における観測の結果，河川水中における SS 濃度と 137Cs 濃度の相関は高く，放射性セシウムは懸濁物質に吸着された状態で輸送されていることが分かった．また，SS 流出量の総量は 3.9Mg(0.15g/m2)であり，137Cs 流出量の総量は 301MBq(0.012kBq/m2)であった．
テーマ：放射性物質と土壌物理
キーワード：放射性セシウム，懸濁物質，流出，モニタリング，飯舘村Key words: Radiocesium, Sediment, Runoff, Field monitoring, Iitate village
1.はじめに福島第一原子力発電所事故により大量の放射性物質が放出され福島県を中心に降り注いだ．現在，宅地や農地において放射性セシウムを含む土壌の除染が技術開発とともに進められているが，除染の対象面積が広大なため，進捗状況として十分ではない．また，除染は宅地およびその周辺地や平地の水田を優先的に実施しているが，汚染された地域は中山間地を多く含み，そのような地域における農林地の除染プランは確立されていない．放射性物質が自然

図-1

飯舘村比曽川観測地点と沈着量分布

崩壊や雨水の流れによる流去によってどのよ

２．研究の方法

うに変化していくのか，さらに合理的かつ効率(1) 観測対象地の概要的な除染方法を実施した場合，どの程度まで汚観測対象流域を福島県飯舘村南部に位置す染が軽減されるのか，といった情報は十分に得る新田川水系の比曽川とした(図-1)．観測地点られていないのが実情である．

は飯舘村蕨平に位置し，上流域には放射性物質

そこで，本研究では，福島県飯舘村におけるによる線量が比較的高く現在も帰還困難区域

河川を対象として，農林地からの放射性物質に指定されている長泥地区を有する．流域面積(主に 137Cs)の流出量を現地観測によって定量は 25.6km2 である．

することを目的とする．本観測によって除染対(2) 観測方法

策がなされていない状況下における自然流出

機器による計測および試料分析の流れを図量が明らかになり，将来的な除染計画の策定に-2 に示す．また，河道内および河岸における利活用される基礎データとなることが期待さ機器の設置状況を図-3 に示す．降水量，流量，れる．

土砂流出量を自動計測機器によって連続計測する．また，降雨に伴う出水時に自動採水機に

採水

降水量

レベル

自動採水機
6710（ISCO社）

転倒ます式雨量計
RG3-M（Onset社）

流速濁度

2次元電磁流速計
Conpact-EM（JFEアドバンテック）

後方散乱式濁度計
Conpact-EM（JFEアドバンテック）

通水断面積

SS濃度

20
Discharge
Precipitation

1.5
10.5
6/15 0:00

10150

吸引濾過法

5Precipitation(mm/10min)

測量

Discharge (m)水深
圧力式水位計U20-001-04（Onset社）

20
6/15 12:00

6/16 0:00

6/16 12:00

6/17 0:00

6/17 12:00

6/18 0:00

SS濃度（連続値）

流速鉛直分布：対数速度分布

濁度-SS濃度関係式

放射性物質含有率・濃度
ゲルマニウム半導体検出器γ線スペクトロメータ

SS流出量

SS濃度－Cs濃度関係式

5006/15 0:00

6/15 12:00

6/16 0:00

6/16 12:00

6/17 0:00

6/17 12:00

6/18 0:00

SS runoff

100500放射性物質流出量

6/15 0:00

6/15 12:00

6/16 0:00

6/16 12:00

6/17 0:00

10

計測および試料分析の流れ

Cs137 conc.
(Bq/L)

図-2SSC
100

150

SS runoff(g/s)

流量

SSC (mg/L)

150

6/17 12:00

6/18 0:00

Cs137 conc.

8
6
4
20
6/15 0:00

6/15 12:00

6/16 0:00

6/16 12:00

6/17 0:00

Cs137 runoff(kBq/s)15

6/17 12:00

6/18 0:00

Cs137 runoff

1050
6/15 0:00

6/15 12:00

6/16 0:00

6/16 12:00

6/17 0:00

6/17 12:00

6/18 0:00

図-4 2013 年 6 月 15 日から 17 日の観測結果（最上段：降水量・流量，2 段：SS 濃度，3 段：SS 流出量，4 段：137Cs 濃度，5 段：137Cs 流出量）見られた．SS 濃度の増減に伴い 137Cs 濃度も変図-3

計測機器の設置状況化した．なお，SS 濃度の最大値が 104mg/L のよる濁水の採取を行い，濁水に含まれている放時，137Cs 濃度は 9.61Bq/L を示した．SS 流出量

射性物質含有量を計測することによって，流域の総量は 3.9Mg(0.15g/m2)であり，137Cs 流出量から流出する放射性物質量を定量する．観測はの総量は 301MBq(0.012kBq/m2)であった．一方，2013 年 6 月から開始し，現在も計測中である．

134

３．結果と考察

流域の土地利用が森林および耕作されていな

Cs 流出量は 126MBq(0.005kBq/m2)であった．

2013 年 6 月 15 日から 6 月 17 日の降雨イベ

い水田や牧草地であったため，SS 流出量は小ントにおける結果を図-4 に示す．なお，総降さかったと考えられる．それに関係し， 137Cs

水 量 は 57.6mm ， 1 時 間 最 大 降 雨 強 度 は流出量も面積当たりでは，図-1 における 137Cs16.6mm/h であった．本降雨イベントは梅雨期沈着量に対して極めて小さく，降雨流出によるの初期であり，それ以前は降雨が極端に少なか自然浄化はこの程度の降雨イベントでは期待ったため，流出率は小さかった(0.11)．この期できないと考えられる．

間中に 12 回の採水を行い，濁度－SS 濃度関係４．今後の課題

137

Cs 濃度関係式を作成し，本観測において他の降雨イベントにおけるCs 濃度の連続値を求めた．な試料分析や観測値の整理を行い，確度の高い結お，両関係式の相関は高く，濁度－SS 濃度関果を求める．それと同時に，得られた試料の粒式および SS 濃度－SS 濃度および

137

2137

係式(累乗近似)の R 値は 0.97，SS 濃度－ Cs2濃度関係式(累乗近似)の R 値は 0.90 であった．
また，懸濁物質に含まれている

137

Cs の含有率はほぼ 50~100 kBq/g-SS の範囲内にあった．
結果を見ると，降雨のピーク後に流量のピークが現れ，流量の増大時に SS 濃度のピークが度分析や有機物分析なども行い，Cs の輸送形態について詳しく調べる．また，土壌侵食・土砂 流 出 モ デ ル で あ る WEPP(Water ErosionPrediction Project)モデルを援用し，Cs の流出モデルを構築し，Cs の流域内での動態評価を行うことが今後の課題として挙げられる．