フィッション・トラック

ニュースレター第 19 号

33-37

2006 年

伊勢湾並びに大阪湾海底堆積物中のウラン，トリウムおよびランタノイドの分布と挙動
鈴木美咲*・本多照幸**

Distribution and behavior of uranium, thorium and lanthanoids in
Ise Bay and Osaka Bay marine sediments
Misaki Suzuki* and Teruyuki Honda***

武蔵工業大学工学部, Faculty of Engineering, Musashi Institute of Technology** 武 蔵 工 業 大 学 原 子 力 研 究 所 , Atomic Energy Research Laboratory, Musashi Institute ofTechnology

１．緒言
2-2 照射試料作製

湾口部に大小の島々が存在し，かつ，湾内の海底地形が中央域で盆状であることから外海水との海水中に多量に含まれ，分析の妨害の原因とな水交換が悪く汚染物質が蓄積しやすい閉鎖的海域

りうる Na や Cl などの元素をできるだけ少なくすである伊勢湾及び，集水域に大きな人口・産業集るため，海底堆積物試料を１ g 秤取り, 100ml ビ積を有する閉鎖性海域であり，陸域からの汚染物ーカーに移し，蒸留水を 80ml 注ぎガラス棒でか質が蓄積しやすい状況にある大阪湾（山崎・合田，き混ぜ，超音波洗浄器に３分間かけた．その後 0.1

1987 ）の海底堆積物試料中の微量元素等を中性μm のメンブランフィルターで吸引ろ過し，乾燥子放射化分析を用いて定量し，それらの値を使っ機で乾燥させたものをメノウ乳鉢にて粉体状にして特にランタノイド元素， Th ， U 等の堆積物中た．その堆積物試料を原子力研究開発機構 JRR-4における挙動を把握し，伊勢湾並びに大阪湾海底の T パイプ（ TB ）照射用試料は 30mg ，気送管堆積物の起源及び堆積環境を解明することを目的（ PN ）照射用試料は 10mg それぞれ電子天秤でとする．

正確に秤とり，洗浄済みのポリエチレン袋に密封した．

2. 実験
2-1 試料2-3 中性子照射

本研究には水産庁中央水産研究所で重力式柱状作製した海底堆積物試料，比較標準物質採泥器を用いて採取した伊勢湾及び大阪湾海底堆（ JLK-1 ），比較標準試料を照射用カプセルに入積物コア試料を用いた．
各 23 層ある試料のうち，れ， JRR-4 にて中性子を照射した．

各湾 12 層分を今回の堆積物試料として実験に供

2-4 γ線測定した．各試料の採取データを表 1 に示す．

長半減期核種分析用の T パイプ用試料は武蔵工大原子力研究所に郵送後，短半減期核種分析用

表 1 各試料の採取データの気送管用試料は照射後 JRR-4 にて測定を行った．γ線の測定は高純度 Ge 検出器にて行い，本研究所では ORTEC の GMX-30200-S （相対計数 効 率 :31.2 ％ ， 半 値 幅 :1.33MeV に お い て33

表2伊勢湾海底堆積物の定量結果 (表層)1.75keV ）を，また多チャンネル波高分析器には物も高くなっている．これは，西日本の地質が主SEIKO EG&G.の MCA7700 を使用した．に花崗岩質であり，一方，東日本は苦鉄質（玄武岩質）であることを反映しているものと思われる．

3. 結果および考察
3-1 定量結果

3-3 Mn 及び Sb

中性子放射化分析により伊勢湾，大阪湾共にラ堆積物中の Mn 及び Sb 濃度から，その堆積物ンタノイド元素（ Lu 0.26 ~ Ce 84.9ppm ）， Uが火山活動の影響を受けているか否か，およその（ 2.3 ~ 4.6ppm ）， Th （ 7.13 ~ 9.8ppm ）等推定が可能である．図 2 に本研究室で得られた各のべ 27 元素が sub ppm ~％のレベルで定量する

湾における Mn 及び Sb の深度分布（表層）を示ことができた．そのうちランタノイド元素は， 15す．図 2 より，例えば鹿児島湾の堆積物は桜島の元素中 9 元素が定量できた．表 2 に例として伊勢噴火活動の影響を受けている可能性があり， Mn湾海底堆積物の定量結果（表層）を示す．

(0.520%）， Sb (10ppm) ともに濃度が高くなっていたが，それに比べて伊勢湾（ Mn 0.091%，3-2 Th/Sc 比

Sb 0.97ppm ）， 大 阪 湾 (Mn 0.107% ， Sb

Th/Sc 比をとることにより，堆積物が花崗岩

0.48ppm ）は共に低く火山活動の影響は直接的に質なのか，玄武岩のような苦鉄質なのか，その起はないことが判明した．

源を知る指標となる（本多・木村， 2003; Minai et

3-4 ランタノイド元素パターン

al., 1997 ）．図 1 に伊勢湾及び大阪湾におけるTh/Sc 比を他の堆積物と共にプロットする．図 1

伊勢湾及び大阪湾（表層）のランタノイド元素より，西日本側の Th/Sc 比は一般的に東日本側を Leedey Chondrite で規格化したランタノイドより高く，本研究で求めた伊勢湾及び大阪湾堆積元素パターンを図 3 に示す．図 3 より，伊勢湾，34!

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図 1 伊勢湾及び大阪湾における Th/Sc 比%"
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Ce*/La*比の深度分布

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図 2 各湾における Mn 及び Sb の関係(表層)く受けていることが示唆された．

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3-6 Ce/U 比− Th/U 比?@ABCA

酸化還元に敏感な Ce ， Th ， U は Ce ， Th!""

が還元環境下に， U が酸化環境下にあると海水や間隙水に溶けやすく，また， Ce ， Th が酸化!"環境下に， U が還元環境下にあると海水や間隙水に溶けにくくなることから， Ce ， Th と U で!

は酸化還元の環境下で逆の挙動をすることになる．

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従って， Ce/U 比− Th/U 比の相関をとること

図 3 ランタノイド元素パターン

によって堆積物の堆積環境を推測することができ大阪湾共に右上がりであり，基本的に陸起源物質る（本多・木村， 2003 ）．両湾における Ce/U 比に近いパターンを示した．

− Th/U 比の関係を図 5 に，表層を 1.0 に規格化した両湾における Ce/U 比− Th/U 比の関係を

3-5 Ce*/La*比

図 6 にプロットする．図 5 より伊勢湾と大阪湾のLeedey Chondrite で規格化した Ce*/La*比

表層を比べると大阪湾の方が伊勢湾より 2 つの比は 1.0 よりやや小さいと堆積物が陸起源物質の影が小さく，より強い還元環境下にあることがわか

響を， 1.0 よりやや大きいと生物起源物質の影響る．図 6 より伊勢湾の相関係数は r=0.996 と極めを示す指標となりうる．両湾堆積物におけるて高い値と なってお り，下層 ほど Ce/U 比 ，Ce*/La*比の深度分布を図 4 に示す．図 4 より伊Th/U 比共に小さくなっていくことから，下層ほ勢湾の多くは 0.93 付近，大阪湾の多くは 1.0 超

ど還元環境下にあることが分かる．一方，大阪湾（ Ce の正のアノマリー）であることから，伊勢の相関係数は r=0.914 と伊勢湾に比べてやや低く湾の方が大阪湾より生物起源物質の影響をより強なっており，下層ほど Ce/U 比， Th/U 比の値

35図 5 伊勢湾及び大阪湾における Ce/U 比-Th/U 比の関係

図 6 伊勢湾及び大阪湾における Ce/U 比-Th/U 比の関係
(表層を 1.0 に規格化)も多くの場合表層の値を超えていることから，下た．しかし， Ce*/La*比より，大阪湾は Ce の正層ほど酸化環境下にあることが明らかとなった．のアノマリーを示し，伊勢湾はアノマリーを示さなかった．従って，大阪湾は生物起源物質の影響4. 結論など陸起源物質以外の影響をより強く受けている本研究により，以下の知見が得られた．

ことが示唆された．

①Th/Sc 比より，伊勢湾，大阪湾共に西日本の④Ce/U 比-Th/U 比の相関より，大阪湾堆積地質を反映していることが分かった．

物の表層は伊勢湾堆積物に比べより強い還元環境②Mn 及び Sb の濃度より，伊勢湾，大阪湾共に下にあることが分かった．ただし，大阪湾堆積物直接火山の影響は受けていないことが判明した．

は，下層の方が表層に比べより酸化環境下にあり，③ランタノイド元素パターンより，伊勢湾，大逆に伊勢湾堆積物は，下層の方が表層に比べより阪湾共に陸起源物質が主であることを反映してい還元環境下にあることが明らかとなった．

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参考文献

Radioanalytical and Nuclear Chemistry,

本多照幸，木村賢一郎 : 日本海水学会誌，第 57 巻第 3

Vol.216, No.2, 265, 1997号, 166, 2003

山崎秀夫，合田四郎 : 近畿大学環境科学研究所研究報

Minai, Y., U.Tsunogai, H.Takahashi, J.Ishibashi,

告，第 15 号, 33, 1987

R.Matsumoto & T.Tominaga : Journal of37