著者 大塚 良仁, 山本 政儀, 小藤 久毅, 横田 喜一郎,  小村 和久

著者 大塚 良仁, 山本 政儀, 小藤 久毅, 横田 喜一郎,  小村 和久

著者別表示 Ohtsuka Yoshihito, Yamamoto Masayoshi, Kofuji Hisaki, Yokota Ki‑ichirou, Komura Kazuhisa

雑誌名 地球化学

巻 35

号 2

ページ 85‑106

発行年 2001‑06‑20

URL http://doi.org/10.24517/00063582

doi: 10.14934/chikyukagaku.35.85

地 球 化 学

35

，

85− ¹⁰⁶

（

2001

_）

Chikyukagaku　

（

Geochemistry ） 　35， 　 ⁸⁵ − ₁₀₆

　

^（

2001

）

報 　 文

湖 沼 環 境 ^{で の 物 質 循 環 に 関 す る 研 究}

一 琵 琶湖

^に

^お け ^る 天然 放 射性核種 ²¹

^°

Pb と

^21°

Po

の

挙 動 一

大 塚 良 仁

^＊

・

^＊＊＊

・ _山 本 政 儀

^＊

・小 藤 久 毅

^＊

　　　　　　 横 　 田 　 喜 一 郎

^＊＊

・小 　村 　和 　久

^＊

（

2000

年

6

月

30

日

受付 ，2DO1 年 3

月

11

日受 理 ）

　　　　　 Studies



^on



geochemical



^cycles



in

　

lake

　

e

皿

vironment

− Behavior

^of

^naturally

^ocounringradionuclides 　^2’oPb 　

and

　2】oPo

　

in

　

Lake

　

Biwa

_，　

Japan −

　　　Yoshihito



OHTsuKA

^“

¹

^＊＊＊，

Masayoshi



^YA

^］

^scAMoTo

^＊，　

Hisaki



KoFuJI

^＊

， 　　 　　　 　　　 　 Ki ⁻ ichirou



YoKoTA

^＊＊

^and



Kazuhisa



KoMuRA

^’

　　 Low



Level

　

Radioactivity

　

Laboratory，



Kanazawa



University

_，

　　 Tatsunokuchi，



Nomi ・ gun

，　

Ishikawa



923 − ₁₂₂₄

，　

Japan

＊＊

　 Lake



Biwa



Research



lnstitute

_，

　　 1 − ₁₀

，

Uchidehama

_，

Otsu，

　

Shiga

　

520−0806，

　

Japan

＊＊＊

Present



address

；

Institute



of



Environmenta1



Sciences ， Obuchi，



Rokkasho，



^Kamikita

，　

Aomori



039−3212，



Japan

　　 The



behavior

of21^°

Pb

and ^脚

Po



in



Lake



Biwa

_，a

large



mesotorophic



lake

situated 　

in



the Kinki



district

^ofJapan

，

^was

investigated

　

by

　analyzing 　

lake

　water atvarious 

depths

　and 

precipi −

tation

　at　approximately 皿 ont｝11y　

intervals

　

fbr

　a

period

^ofl

． 5

　

years ，

　and sediments

，

　

streams flowing

　

into

　

and

　

out

　

ofthe

　

lake，

　　 Flux



balance

calculation 

indicated



that

atmospheric 

depositien

^was

^the

^{major 　source} （

97

％ of　

total

）^of21°

Pb



to



the



lake，

^and

^for

^210Po

growth



in −

_situ

_from

　

the



decay

of21ePb 

eontributed

^about

75

％

ofthe

　

total

²¹

ロ _Po

　supply 　

to

　

the

　

lake ．

　

Most

（^about 　

90

％）

of

all

the



！

1 

Pb

　

inputs

　

to

　

this

　

lake

　was

f

（）

und

　

to



be

　

inc

_町 ^〕orated 　

into

　sediment

．

　

Residence

　

times

　viasedimentation 

in

　

the

　epilimnion and 　

hypoliminion

　were 　estimated 　

to

　

be

　

27

（

6 − ₄₀

_）and

₂₂

_（

₅ − ₄₅

_）

days，

　respectively

，

　

for

^2i°

Pb

　

and 95

（

47 −146

）^and

32

（

7−109

）

days



^for

^21°

^Po ．

　

These

　residence 　

times

　sugges 七

that



there



is

a

difference between

^21°

Pb

and ^2’°

Po



in



the

extent eftheir 

cycling



in

　

the

　water 　column _，　with 　a　more 　rapid 　re

−

moval of2i^°

Pb



than

^2ioPo

，



Overall

， 210Pb

　and ^21°

Po

　were _，　

furthermore，



f

（）

und



to



be

^{remeved 　more 　ef}

− ficiently



during



^the



^transit



periods

^of

high

　

biological

　

productivity ，

^{such 　as}

plankton



blooms．

Key

words ：

Lead−210，



Polonium− 210 ，



^Removal



process ，



Scavenging，



Sedimentation

，　

Biogeo − 　　 　　　 　 ^chemical

^cycle ，　

Lake

　

Biwa

＊＊

金 沢 大 学 理 学 部附属

低

^レベル放 射 能 実 験 施 設

〒

923 − ₁₂₂₄

_{石 川県 能 美 郡 辰口町 和 気 オ}

₂₄

滋

賀県

琵 琶 湖 研 究 所

〒

52

〔｝

− ₀₈₀₆

_{滋 賀 県 大}

_{津市 打}

_{出 浜}

1−1Q

＊

’＊

現

在 ，

^働

環

境 科 学 技 術 研 究 所

〒

039 − ₃₂₁₂

_{青 森 県上北 郡六 ケ}

_所村

_大

_字

_{尾 駮}

字 家^ノ前

1 − ₇

1 ．

は じ め に

　

大 気や河川 を通^じて湖 内^に運 び 込 ま れ る外 来 性 物 質

，

あ^{る い}は湖 内^で生産さ れ た プラン ク ト^ン な ど^の 自 生 性 物 質は生 物

・

化 学 的作 用 を受 け^て 固相^{へ と}移 行 す る。 更に^{こ れ ら は}そ^の場^の環 境 条

件

^の

影響

^を

受

^{け な が}

ら深 層 を経^て湖 底^に堆 積 す^る。 湖 底^{で は}堆 積^{し た}物 質

86

_{大 塚}

・

_山本

・

_{小 藤}

・

_横田

・

_小

_村

が 続 成作^{用 を}受 け

，一

部^は水 中に 回帰 する

、

世 界 各 地 で湖 沼^の 水 質 汚 濁 が 深 刻 化 してい る 現在， 吸

着 ，

脱 離

， 沈

降

，

拡 散

，

堆 積 な^どの複 雑 な^メカ^ニ ズ_{ム の}

結

果 と して起 こ る湖 沼生態 系^の変 化 を

・

予^{測 し}， 水 質^を保^全 す^る施 策^を策 定 す^{る た めの}物 質 循 環 機 構 解明の研

究

^が 重

要

^かつ 緊

急

^の課 題とな^っ てい る

。

　

^{海 洋に は}

，

湖 沼^と同様^に， 大

気

^や

河

^川を通^{じ て}流 入 し た ウラ ン （

U

）や トリ ウ^ム （

Th ）壊

^変

系

列^{の 天}然 放

射性

核

種

及^び大 気 圏 核 実 験 等に由 来 する^セ シウ ム

137

（^LS℃s） などの人^工放 射 性

核

^種が

微

^{量 で は}あ^{る が} 広 く分 布

・

_{存 在 してい る。 これ らの}

_{放射 性核種}

_は

，

注 目する成 分^の ト^レ

ー

_サ

ー

_{になるだけ で な く}

，

^固有^の物 理 的 半減 期^で減 少 す^{る ことに}加 え， そ^の供 給 源と供 給 量 が よく把 握 されて^い るため に存 在 量 を測定 す^{る だ}け で

水

圏^で起^{こっ てい る}種^{々 の}過 程^の時 間や速

度

^の

変化

を 提 供 して くれる側 面 を持 ち 合わ^せてい る。 海 洋 学^の 分 野^では

，

^{た と}え ば， 水 中で粒 子 との反応

性

^が高 く固 相 を形 成し やす^い トリウム 同 位 体 （^2：

M 、

^2a‘

Th

）

，

^プ

ロ トア ク チニ ウム

231

（^z31Pa ）， 鉛

210 （

²ⁱ

° Pb _）

及び ポ

ロ ニ ウ^ム

210

（^：i°

Po

） を 水 中^の粒 子^の鉛 直

・

_{水 平 方}

_向

の輸 送及 び 生物^地球 化 学 的^プロセス解 明^の ト^レ

ー

_サ

ー

とし て 利 用 す る な ど

，

海 洋 内^で起^{こっ て}い る諸現

象

^解

明^の ト^レ

ー

_サ

ー

_{と し て多 くの}放 射 性 核 種 が 利 用 され そ

の有 効 性が実証 さ れ て き た

（

例え ば

， ^Bacon



et

　

al ． ， 1976

；

Brewer

　et　al

．

_，



ユ

980

_；

Spencer

　et α

1 ． ， ¹⁹⁸¹

；

An − derson

etal

． ， ¹⁹⁸³

；

Fleer

　and 　

Bacon ，1984

；

Tsunogai

et α

1、 ，1985， 1988

；

角皆 ， 19871Kasemsupaya

　

et

　al

． ， 1989

_；原 田

， 1989

_；

Nozaki

　et α

L

_，

1976 ， ¹⁹⁸⁷

，

1991

_；

Isotopic

　

Tracers



in



U ．



S ．



JGOFS ， 1990

_；

Wei



and

Murry ，1994 ） 。

　 一

_方

，

湖 沼 系 で は その利 用 は 広 が り^{つ つ} あ^る も^の

の _， 海 洋 と比^べ て， 湖盆形 成

，

周 辺 地 形

，

集 水 域 など の性 状 が 様^々であ り

，

^内

部

^での諸^過程^が季 節 変 化^や湖 底及 び縁辺 か らの影 響 を受 け^やす く

，

^{さ らに}非 定 常 的

な

一

_{時 的あるい は}

突^発現 象^{に よっ て}支 配 さ れ^る部 分 が あるな ど余 りにも複

雑

^{な た め に その}利 用は数 少 ない

（

Stumm ， 1985

_；

Schuler

et α

1 ．

_，

1991

_；

Balistrieri



et

α

1 ． ， 1995） 。

^これ ま で に放

射

性 核 種 を利 用 した湖 沼^の 物 質 循

環

^研究の対

象

^は

，

北 米 （例^{え ば}

， Talbot

 and

Andren

，

1984

_；

Hawley

　et α

1 ．

_，

1986

_；

Balistrieri

　et α

1 ． ， 1995

）やス イス を中 心^とす^るヨ

ー

_{ロ ッ パ （例 えば}

， Benoit

　 and 　

HemDnd ， 1987 ， ¹⁹⁹⁰

；

Dominik

　et _α

1． ， 1989

_；

Santschi， ₁₉₈₉

；

Santschi 

et

　

^al

．

_，

₁₉₈₈ ， 1990

_；

Schuler

etal

．

_，

199

_ユ；

Robbins

　et　al

，

_，

1992

_；

Wieland

et

α

1 ．

_，

199

ユ

， 1993

；

Vogler

ef 畆

，1996 ）

^{の主 と し て}貧 栄 養 湖^に限^{ら れて} き^た。

　 著 者

^{ら は}

，

放 射 性 核 種 利用^の

一

_{環 と し て}

，

^{中 栄 養 湖}

の 琵 琶 湖 を研 究フィ

ー

_{ル ド に ウ ラン}

_{壊 変 系}

_{列に属 す}

る^u°

pb

（

T

、　_、

，

　

＝



₂₂ ．

　

3



y ，

β

一

）及び脚

Po

（

T

， ，

＝ ₁₃₈ ．



38



d ，

or

）

^{を トレ}

ー

_サ

ー

_{と した湖沼}に お け る 物 質 循 環 研 究 を 始 め た。 地 表 よ り大 気に拡 散し た ラ ド^ン

222 （

^222Rn

）

の放 射 壊 変に よ^っ て生 成 した^21°

Pb

が

，

^大

気 降

^下

物

^と

して湖 沼 表 面^へ も^た ら さ れ る

。

^Lt’°

Po

は

，

^z1°

Pb

の

β 一

壊 変^{に よ}り短 寿 命^{の ビス マ ス}

210 _（

^Zl°

Bi _{＞ （} T

、　_Z

＝ ₅ ．



O



d ，

β

一

） を経て生 成 される。

21°

Pb

や^：］°

Po

は

，

^上記^{し た よ} う^に湖 水 中^で粒 子^との親 和 性が高く

，

難溶性 物 質が湖 水 か ら 除 去 さ れる過 程 を 調^べ る ト レ

ー

_サ

ー

_{にな り う}

る。 琵 琶 湖^で も

，

湖 内^の物 質循 環^の鍵 を 握る もの と し て主栄 養 塩や重 金 属^の湖 水か らの 沈降 粒 子 に よ る除 去 過 程 に 注 目 し， セ ジメ^ン ト トラップを用^いた研 究 がこ れ ま^でにい くつ か 行 われ てきた （

Toyoda

et　al

、 ， ¹⁹⁶⁸

；

前田 ほ か

， 1987

_；手 塚^{ほ か}

， 1990

_；

Hama

　et α

t．

_，

1990

_；

Takahashi



et



al ．

，

1995

；杉

PLI ，1996

；杉 山ほ か，

1998 ） 。

こ れ ら に より

，

沈 降 す^る粒 子 束や組 成^の季 節 変 化及び 水 深^との関 係な ど

，

そ^の全体 像があ^る程 度明 ら か に さ れ て き た が

，

^トラップそ^の も^のが 鉛 直 方 向^の沈 降粒子 の みを

補 集

^{してい るのか ど}うか などの検 討 課 題 （

Bin−

ford

　a皿

d

　

Brenner， 1986

_；

Bloesch

　and 　

Evans ， 1982

；

Butman ， 1986

） も多 く

，

新たな動 的 側 面^の情 報が

得

ら れ る

手

法^{が 望 ま れてい る}。

　

^{本研究で は}

，

琵琶湖^で

1 ． 5

年 問 約

1

ヶ月間 隔 で 湖水

中

^の2u

° Pb

，　^LI°

PO



ue

度^の 深 度 分 布 を 継 続 測 定 し， それ と 併せ て大 気及 び 流 入河川 か らの^：’°

Pb



lk

給 量

，

さ ら に湖 底 堆 積 物 中の21°

Pb

蓄 積 量 も測

定

^して

，

年 間^を通 じ^{て の こ}れ ら

核種

^の

供

給

，

内 部^{で の}循 環

，

除 去 過 程 を 含 む循 環^メカ^ニ ズム を

解

明 す^{る こ と を}目 的^{と し た}。

2 ． _{琵 琶 湖}

の

概 要

　

^{琵 琶 湖の表 面}

積

^は

674km2

，

貯水

^量は

275

億 トン

，

最 大 幅

22 ． 8km

， 長 軸 （瀬田

〜

_塩

_津）63 ． 5km

の 大 き な 湖であ

り

，

Fig．1

に示 すよ

う

^に

，

琵 琶 湖 大 橋 を 基 準 に北 が 北 湖

，

南が南 湖 と呼ば れ てい る

。

北 湖 と南 湖 は

，

地 質 的 な差 異 だ けで なく

， 水 質

^も生

物

相 も異 な

る_。 北湖^の

表

面

積

^は

616



km2

， 貯 水^{量 は}

273

_億 トンで平 均 深 度は

44m

（最 大 深 度は 湖 西の

安

^曇川沖で

1041n

）

である

。一

方， 南 湖の 表 面 積は

58



kmz， 貯水

^量は

0 ． 2

億 ^{トン で}最 大 深 度^は

8m

平 均

深

^度は

3． 5m

であ り

，

琵 琶 湖 全 貯 水 量^の

1

％に も 満 た ない （

Table



1

^：

Lake

湖 沼 環 境^{で の}

物質循

環^{に 関}する研 究

87

Fig．1

Table



_l Physical



^Dimensiens

^ofLake

^Biwa ．

U

面t　　　　　

No

^曲 　BasinSouthBasin@To 煽 S曲ce 　Area 　 　

2Volume 　 　　　^瓦1 9

m3Maximum 　

de

μ

h

　

　　mM ¢a_面

epth

　  　 　 　

m

  帥

ofshheli

e　　 2Reside 馳ce　

time

_o

Wa

艶r 　yCa ‘伽

e

皿 t

。

a

　  

z167

1

咽

C5

028o

．

6

．

40441

53174

　

9

喚

Location



map

　of 　Lake 　Biwa

showing



sam

⁻

^Pling

^sites 　

of

　lake 　

water

，r

erine

　

water

， precipitation

and

　sediment ． ^Biwa

Research

　 Institute 　and 　National

Institute



f

^{（ ）}rResearch 　

Advancement

^，1984

。 集 水^域

3

，

174

　km2 は ， 滋 賀 県^の面^{積 に} 敵し，流入 河 川^は小 水^{路 ま}

で

_{含 める}

_と 500

^{河川以上 に}

るが 一

級

河 川 に限 定する

と 121

^{河川 になる。琵琶湖}

ら の 流 出 河 川^は

瀬

田 川 （

1905

年

に

^{南 郷 洗 堰}

を

設 し，水 位調 整^開始 ） で，下^流 で^宇 治

川

， 淀川と名を えて 大阪 湾 に 注 い でい る。 また，

1890

年 に 建 された 琵 琶湖疏

水

^{からも京都}

方

面 に 湖^水を供 給 し て^い

（ 横山^，

1995

） 。

そ

^{れ らの流 出 量は ， 合 計 で 年}

約

51 億トン

と 見

ら

れ^{て い る}

（ 滋

^{賀県琵琶湖研 究 所，}

1988

）。

　

^{琵 琶}

湖 は

^，

年 1

回成 層す

る

^{亜 熱 帯湖 に 属し，}

4

月

旬から 成

層

^{し 始 め}

8

月

頃

に 水 温躍層の深 度 が最も 浅

ｭ

，

10m

程 度 までになる 。 そ れ

か

ら

12

^月

^初

^旬に^向 っ ^{て 徐 々}

に 水

^{温 躍層 の 深度 が下が り}，翌^年の

1

〜

3

_月

に z

環 期に 入る 。

表

層水 はほと ん ど の

場

^合

pH

　

6

，

8 9

，

1

_{を 示す}^。

pH

は

水

_深

と

とも に 下 がり ，^堆

積

物 と 水 と

境 界 付 近 では

pH

　

6

．

8

〜

7

^．

7

に^なる（ 例^えば ，

賀県 琵 琶 湖 環境 部^環境 政

策

課 ，

1999

^）。湖 水 生

物

^及び 化

学

^{的 特 性は長 年調査 されて おり ， 溶存}

素濃度 は8 月 頃 に^水温 躍 層 付 近^で有^機物 の^分解 の め に低 くなる傾向 に^あるが

， 年

^{間を通じて無 酸 素状 態 に}

な

る^時

期

^は

存

しない （

Ueda



^et

　at ，

， 1998

） 。^{北 湖 お}

び南湖の水の滞 留時間 は^，それぞれ約5_．

5

^年，約O ．

04

年と推定 さ れて いる　（Lak

@Biwa

　

Research

　 Institute 　and 　NationalInstitut

@for

　R

earch 　 Advanceme

，ユ984 ；

Te

ka

^，

¹⁹⁹²

^）。

³

^{．調査方法と試料 採 取及 び 測 定}

3

，

1

調 査^{方 法}年間 を 通^じて の

ti ° Pb

　

b ﾑ

：

mPO

の湖^底へ^の

除

_{去過程 を含}

む

環 メ^カニ ズ ム を 把^握す る 観^{点か ら ，調 査対象 を}

の 4

^項目 （

1

：

i

^〜〔

4

^｝

^に

分けた^。 　 〔

1

_{）大 気 から}

降 水

^{な ど に よる}

m

°

Pb

_供給量 　（

2 ）

河 川 か ら の 孔

0

．

45

μ

m

フィル^{タ ーを通過する 　　溶存態}及 び孔

0

．

45

μ

m

フ^ィルタ

ー

^に補

集

^{され る 　 　 懸濁態 成} と して の ：

1

Pb

^及び ！ ’ °

Po

供^給量　〔

3

｝^湖

中

の^両核^種の溶存^態及^び懸濁態成分

の 鉛

^{直 　 　濃 度 分布}

@

（

4

）湖 底 堆^積物中 の ！

1

°

Pb 蓄

積 ^{量 　 特 に}

1

｝ と〔

3

〕 に重点 を置 き，

へ^の

供

給と 存 在 量 の

化

を

時

間 分 解能よ く

追

^{跡 す る ため に ，約}

1

ヶ 月 間 隔 で 同期 さ せ^て採 取 を実

施 し

^{た 。}

3

，

2

　 試 料 採取 3 ^．

2

．

1

大気 降 下

物

^琵琶

湖

研究

所

^（滋賀県

大

^津市

）

_と滋賀県

大^学（

滋

^賀県^彦根市 ） の 屋 上 に 有 効面積

O

．

2M ﾌ

水盤 を 設 置し （

Fig

^．

1

） ，

1997 _年 2

^{月 一1}

8

年

8 月

^まで

，

^湖水採取と同期 さ せて約

1

^{ヶ 月間 隔}

大 気か らの降

下

^物（湿 性 降 ド 物＋ 乾

性

下物

）

を

採

取した 。 採 取 し た^試料^は洗液^と共^に

20e

容折

畳み 式ポ リ エ チ レ ン タ

ン

^クに移し，^研究^室に持ち帰

っ

。 

3

，

2

．

2

　

河

_{川水　 全 流 入 量 の 約}

₈₃

％

を

占

め る

主 な1

88

大 塚

・

_{山 本}

・

_{小 藤}

・

_横田

・

_小

_村

両

核種

^の流 出 量を評 価 す^るために南 郷 洗 堰^の直 前^の瀬 田 川で も採 水^を実 施^{し た}。 河 川水^は

， 35e

容^{ポ リエ チ}

レ ン バケツに採 水 し

，

直 ち^にダイ ヤ^フラ^ム式 加 圧 ポ^ン プ を 用いて孔 径

0 ． 45

μm ^ニ トロセ ルロ

ー

_{ス製メ ン ブ ラ}

ン フ ィル タ

ー

_（

_ADVANTEC

_製

，

直 径

142

mm ）^{で ろ} 過^{し た}。 ろ液^は直接

20e

容 折 り畳 み 式 ポ リ^エ チ^{レ ン タ}

ン クに

受

け

，

濃 硝 酸を

O ．



1

moM 程 度^の 硝 醐 容液にな る よう^に添 加^{してか ら}研 究 室^に持 ち 帰^{っ た}。 フ ィ ル タ

ー

_{もポ リエチ レン容 器 に 入 れて持 ち帰っ た}

。 ろ液 中

に

含

^{ま れ る もの を}溶

存

態 成 分

，

^{フ ィル タ}

ー

_{上に補 集 さ}

れ た 成 分 を 懸濁態 成分と して分 析^に供し た。

　

3． 2． 3

湖 水 　^{こ れ}ま^{で に}数 多 く^の水 質デ

ー

_{タが 蓄}

積

^{さ れてい る}北 湖

南

部^に位 置 す^る琵 琶 湖 研 究 所^の定 点 観 測 地 点

c8

（

Fig ． 1

；

135 °

58 ’ oo ”

N ， 35 ° 10 ’

30 ” E

；

水

深

51m ）

を採 水 場 所と して 選 定 した。 湖 水^の採 取 は

， 1997年 2

月

〜 ₁₉₉₈

_年

_6H

_の期間で

，

大 気 降下物 採 取と同 期さ せて約

1

ヶ月 間 隔^で実 施 した。 琵琶 湖 研 究 所 所 有^の実 験 船

」 ’

はっ け^ん号

”

に乗 船^し

，C8

地 点^で

4 〜 ₆

_層の

_採水

_を

， ^5e

^{ニ ス キン型}採 水 器を

24

本 放 射 状 に 取 付 け たロゼッ ト型採 水 器^を用^いて行^{っ た}。 実 際 の

採水

^{で は}，

F−Probe

（

Fine



Scale



Profiler

：高 精 度 多 項目水 質プロ フ ァイラ

ー _）

_{を採 水に先だっ て湖 水 中}

に 下^ろ し

，

水温

，

電 気 伝導度

， pH ，

^{クロ ロ フ ィル}

ー

_a

蛍 光 度， 光 透 過

率

^の鉛

直

^分

布

^を把^{握 し た}

E

で採 水 深 度 を決 定 した。 成 層 期

（4

^月

〜 ₁₂

_月

_）

_{に は}

， 表層 （O 〜 1m

）

，

表層 中 部 と水温 躍 層の 上 部 お よ び水^温躍 層^下

の中 部， 下部^の

5

層で

， 一

方 ，

循 環^期

（1

月

〜 ₃

_月）

には 表 層 （

0 〜 lm

）

， 10

m

， 20m ， 40m

の

4

層で

各

層 約

206

採 水し た

。

採 取し た 湖水は

，一

^旦

^35e

^{容 ポ リ}

エ チ^{レ ンバ} ケ ツ に移し， 河川

水

^{と同様な処理 を 施し}

て

，

^ろ液^と懸 濁 物 を 得^た。 この 操 作 と並 行 して各深 度

の 試 水^の

． 一

_{部 を 分 取 し て浮 遊 懸濁物 （}

SPM

^；

Sus−

pended



Particle



Matter

） 濃 度 測 定 用の試 料 も調 整し た。 こ の試 料は，

1 〜 2e

を 用い 孔 径

0． 45

μm セ ル ロ

ー

_{ス 混 合アセ テ}

ー

_{ト系フ ィ ル タ}

ー

_（

ADVANTEC

製 ；直 径

47



mm

， 予 め蒸 留

水

^{で よ く洗浄し}

，80

^℃で

恒

量に成るまで乾 燥さ せ秤 量し たもの

〉

で 吸 引 ろ 過 して 得 た

。

^これ らの 試 料 以 外 に

，

^2］°

Pb

の先 行核^{zz6Ra か ら}

の^2］DPb＝ 与 を 評 価 する た め に

， 1993 年 2

月 に

C8

地 点 を含 む 北 湖

6

地 点 （

Fig ． 1

）で

2m ， ³⁰



^m ，

^更に水

深 に依 存 し て

40〜80m

深 さ^の

3

層で各 層 約

204

採 水 し た

。

その

後

， 同

様

^{に ろ 過 し}

濃

硝

酸

^を

O ．



1

moM 程 度

の硝 酸 溶 液になる ように添 加し て か ら研 究 室に持 ち 帰っ た

。

　

3． 2．4

湖 底土　

C8

点での^1’°

Pb

蓄 積 量 を 評 価 す る た め に， 内

径 5cm

， 長 さ

60

cm の ア ク リ^ル 製^{の パ} イ プ を装 備し た重 力 型 採泥器

（

^{橋 本}

科

学 社 製

，K ． K ． 式

採泥 器）を 用^い て 堆 積物^コ ア

ー

試 料 を 数 本 採 取 し た

。

保 存 性^の良 好な試 料につ い て

，

^{直 ちに}

1Cln

深^さ

毎

^に 切 断 し た。 試 料は

，

^{ポリエ チ レン}

容

^{器に 入 れ て}

密 閉

し

，

研 究 室に持 ち帰っ た

。

　

3． 3

　 分 析

・

_{測 定}

　

3． 3．1

大 気 降下物 中の^SL°

Pb

測 定 持 ち 帰っ た試 料

は

，

直 ちに粉 末 状^の陽イ オ^ン及 び陰イ オ^ン交 換 樹 脂

　

^（

^The



^Graver



^Company

^{が開発したパ ウ デックス}

^樹

脂 ^：

Powdex

 

PCH

及 び

PAO ，

オ^{ル ガ ノ}製

）

^を

各 30



_g

ずつ混 合し て詰め た

2

段の カ ラ^ム （内 径

5cm ，

^{樹 脂}

相^の長さ

5cm

）に通し，　 ZL°

Pb

を】

00

％^の回

収率

^で

補集

した （

Kimura

，

1978

；

Matsuura

and 

Kitagawa，1983

；

Yamamoto



et



al ． ， ¹⁹⁹⁸

^）

。

カ ラ ムか ら樹 脂 を 取 り出 し た 後， 乾 燥

・

_均

一

_化し

， 一

_{定 容器 に}

_詰

_{め たものを}

_線

源 とし^て

，

^umPb か ら放 出 さ れる ガ^ンマ

ー

_{線 （γ線 ）}

46．5 keV

（放 出 比

， ⁴ ． 05

％） を低^エ ネ^ルギ

ー

_{用 ゲルマ} ニ ウ

ム （

Ge

） 半 導 体 検 出 器 （

Low

　

Energy

　

Photen

　

Spec−

trometer，



LEPS

） を用い て測 定 した。 比 較 試 料に は

，

21DPb

濃 度^の既 知 量 を^上記^の樹 脂に均

一

_{に混ぜ たもの}

を測 定 試 料と同

一

_{の容 器に入れ た もの を用い た}

。 な

お

，

^m°

Po

につ い て は採 取 期 間 （約

1

ヶ月 間） 中^{で の}

3L°

Pb

か ら成 長 す^る21DPo 寄 与があ り

，

今回そ^の補 正が 困 難^{な た めに}測 定^を実 施^しな^{かっ た}。

　

3． 3． 2

　河 川 及び湖 水 試 料^の2i°

Pb

と^21°

Po

測 定 　 溶

存

態 及^び

懸

濁

態

^に分 け^た試 料^は

，

^山本^ほか （

1994

）^の 分 析^スキ

ー

_{ムに従っ て化 学 分 離し}

，

銀 板上に

Po



e1

^°

^Po

と化 学

収

率 補^{正の た め に}添 加^し

k

^”°9Pe ト レ

ー

_サ

ー

_）

を析 出さ せ た

。

^この銀 板 を測定 線 源 として

， 表

^面

障

^壁

型 シ リコ ン （

Si ）

^半

導

^{体 検出 器 を 用い たアル フ ァ}

ー

（α

）線

^{スペ ク トロ メ ト リ}

ー

_{に よ}

_り

^21ePo _を

_定

_{量 し た}

。 一

_方

，

^ベ

ー

_タ

_（

β）

^{線 放}

射体

^のz⊥°

Pb

は

濃 度

^が

低

^く

， 非

破 壊_γ線^{ス ペ} ク ト^ロ メ ト リ

ー

で は 十 分 な 測 定 精 度 を 得 に く^{い た め}

，

^ZL°

Po 析

^出

後

^{の 試}料^{につ い て}

，

残

存

^{し て}

い る^21°

Po （

^z°SPo

）

^{を 陰 イ オン}交 換 法^{に よ}り完 全に 除去 し た 後

，

^{数ヶ 月 放 置 し てZi°}

Pb

か ら 成 長 し た^21rPo を 上 記と 同

様

^な

方 法

^{で 処 理}

・

_測定す る こ と に より 間 接的 に^21°

Pb

を 定 量し た （

Yamamoto

etal

． ， ¹⁹⁹⁷

^）

。

　

3．3． 3

　 湖 水 試 料の^amRa 測 定 　 試 水

20



e

に化 学 収 率 補 正 用の ト レ

ー

_サ

ー

^225R

_岬 Th

の娘

核

^種

）

^{を添 加 後}，

Yamamoto

et

al ．

（

1989

）^の方 法に従^{っ て}放 射 化 学 分 離 を行い

，

精 製し た

Ra

を銀 板 上に電 着し表 面 障 壁 型