91∼93
森林・樹木における放射性セシウムの動態（Ⅱ）
−宇都宮大学船生演習林におけるスギ材と放射性セシウムの関係−
Behavior of Radiocesium in Forest and Trees
（Ⅱ）
− Relationship between Sugi Wood and Radioactive Cesium in
Utsunomiya University Forests at Funyu −
飯塚和也1・相蘇春菜1・高嶋有哉1・逢沢峰昭1・大久保達弘1・石栗 太1・横田信三1
Kazuya IIZUKA1, Haruna AISO1, Yuya TAKASHIMA1, Mineaki AIZAWA1,
Tatsuhiro OHKUBO1, Futoshi ISHIGURI1, Shinso YOKOTA1
1
宇都宮大学農学部
1
Faculty of Agriculture, Utsunomiya University, 321-8505, Japan
1. はじめに 2011 年 3 月 11 日 14 時 46 分頃，東北地方太平洋沖 地震が発生した。その直後に東京電力第一福島原子力 発電所が緊急自動停止し，それに起因し数回にわたる 爆発に伴い，原子炉外の大気中に大量の放射能核種 が飛散・拡散された1) 。3 月 11 日∼ 29 日の間に大気 中に放出された137Cs は，シミュレーションによれば， 福島県，群馬県，宮城県，栃木県，茨城県の順に多い 2) とされている。 これらの状況下で，筆者らは，事故直後から福島原 子力発電所の事故に由来した，放射性降下物による環 境への影響，特に，森林・樹木を対象に放射性セシウ ムの動態に関する実態調査を進めている3,4,5,6)。主な 調査地は，事故を起こした福島原発から南西方向に約 140km 離れた栃木県北部の塩谷町に設定されている宇 都宮大学農学部附属船生演習林（面積 530ha）である。 本報告は，2011 年 10 月∼ 2013 年 4 月に伐採（間 伐と主伐）した主要な林業樹種であるスギを対象に， 木部の放射性セシウム濃度を測定した結果である。な お，材料の採取時における調査地は，地上高 1m の空 間線量率は 0.2 ∼ 0.3 μ Sv/h であった。 2. 材料と方法 材料は，宇都宮大学農学部附属船生演習林で間伐及 び主伐されたスギ人工林から供試した。立木を伐採し た後，地上高 0.3m ∼ 0.5m の部位から厚さ 5cm の円 盤を採取した。 供試材料の円盤は，木口の上下 2 面を鋸断し厚さ 3cm に加工し剥皮した。その円盤について，髄を中心 に 30 度の扇形試験体を作製し，心・辺材別に含水率 を測定した。その後，全乾状態で粉砕して U-8 プラ 壺に充填した。 全ての試料は，宇都宮大学バイオサイエンス教育研 究センター RI 施設に設置してあるゲルマニウム半導 体検出器 ( ORTEC, SEIKO EG ＆ G) を使用し，134Cs と 137Cs の核種ごとに，濃度（Bq/kg DW）を測定した。 測定時間は，試料により，4000 S，6000 S，10000 S， そして 40000 S （秒）とした。測定した試料の放射性 セシウム濃度は，採取日で半減期補正を行っている。 3. 結果と考察 3.1 測定結果の概要 本調査地における福島原発事故に伴うフォールア ウトの時期は，2011 年 3 月 15 日とあったと推察さ れる2.3)。福島原発事故（以下，「事故」とする。）に より大気に放出された134Cs と137 Cs の比率は，ほぼ 1：1 といわれている7)。それらの放射性核種の半減 期は，134Cs は約 2 年，137Cs は約 30 年である。このた め，放射性核種の崩壊から算出すると，2011 年 11 月 の事故後 8 ヶ月において，134 Cs は事故当初の約 80%， 137 Cs では約 99％が，2012 年 11 月の事故後 20 ヶ月で， 134 Cs の約 57%，137 Cs では約 96％が存在していたこと になる。そして，事故後 2 年 1 ヶ月後の 2013 年 4 月 では，134Cs の約 49%，137Cs では約 95％が残存容量と 宇 大 演 報 第 50 号（2014）資 料 Bull.Utsunomiya Univ.For.
92 宇都宮大学演習林報告第50号 2014年３月 して存在していると算出される。 調査したスギの概要は表 1 に示したとおり，林齢 25 年から 61 年の 6 林分（林小班）の計 65 個体である。 全ての個体の測定値は，一番丸太の元口の部位である。 生材含水率は、林分における，平均値をみると，全て の林分において，心材（110 ∼ 165％）は，辺材（183 ∼ 242％）よりも低い値を示したが，大きな標準偏差 を示したことから，個体間差異が大きいといえる。 まず，林齢 25 年の間伐林分について，事故後 8 ヶ 月の 2011 年 11 月の「3 を林小班」と事故後 20 ヶ月 の 2012 年 11 年の「1 い 1 林小班」について，放射性 セシウム濃度の平均値を見る。事故後 8 ヶ月では，心 材の平均値は 28 Bq/kg DW，辺材で 35 Bq/kg DW であ り，事故後 20 ヶ月では，2.4 倍の 68 Bq/kg DW，辺材 で 1.7 倍の 60 Bq/kg DW の値を示した。この結果，放 射性核種には自然崩壊があるにもかかわらず，事故後 8 ヶ月から 20 ヶ月に向けて，スギ木部の放射性セシ ウム濃度は，上昇していた。特に，134Cs の残存容量 が事故当初の 80％から 57％に減少するのもかかわら ず，放射性セシウム濃度は心・辺材ともに増加した。 つぎに，林齢 60 年以上の主伐したスギについて， 事故後 9 ヶ月の 2011 年 12 月に測定した「2 わ林小班」 と事故後 2 年 1 ヶ月の 2013 年 4 月における「8 り林 小班」をみる。放射性セシウム濃度は，心・辺材とも に増加し，特に，心材では 6 Bq/kg DW から 24 Bq/kg DW の 4 倍に増加した。この結果，時系列的に放射性 セシウム濃度をみると．主伐林分においても，林齢 25 年時の間伐林分と同様に増加を示した。事故 2 年 間における放射性セシウム濃度の増加は，森林生態系 における放射性核種の長期的動態に関する報告8)と同 様な傾向であった。 また，林齢と放射性セシウム濃度の関係をみる。事 故後 9 ヶ月以内において，林齢 25 年は，林齢 61 年よ りも 2 ∼ 5 倍程度，高い値を示した。また，事故後 20 ヶ月において，林齢 25 年は，林齢 45 年よりも 2 倍程度，高い値を示した。この結果，事故後 2 年にお いて，スギ木部における放射性セシウム濃度は，林齢 の若い林分が，林齢の高い林分よりも高い値であるこ とが示された。放射性核種による森林汚染に関する木 部の137Cs 濃度の長期予想モデルによると，同一土壌 条件の場合，当初の林齢が 20 年のものは 80 年よりも， 高い濃度で長期的に推移する9)，ことが示されている。 本調査の結果は，2 年間の調査であるが上記の報告と 同様な傾向を示した。 3.2 心材と辺材の放射性セシウム濃度の比較 林分ごとの心材と辺材の放射性セシウム濃度を図 1 に示した。心材と辺材の放射性セシウム濃度に関する t- 検定（一対の標本による平均の検定）の結果，事故 後 9 ヶ月の林齢 61 年の「2 わ林小班」は，辺材が心 材よりも有意に高い値 (p<0.05，t-test) を示した。しか しながら，他の 5 林分では，心・辺材の間の放射性セ 㻲㼛㼞㼑㼟㼠 㻯㼛㼘㼘㼑㼏㼠㼕㼛㼚 㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻴㼑㼍㼞㼠㼣㼛㼛㼐 㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻌㻿㼍㼜㼣㼛㼛㼐 㻿㼠㼍㼚㼐 㼜㼑㼞㼕㼛㼐 㼍㼓㼑 㼚 㻹㼏 㻾㼍㼐㼕㼛㼏㼑㼟㼕㼡㼙㻌㻔㻮㼝㻛㼗㼓㻌㻰㼃㻕 㻹㼏 㻾㼍㼐㼕㼛㼏㼑㼟㼕㼡㼙㻌㻔㻮㼝㻛㼗㼓㻌㻰㼃㻕 㻔㻑㻕 㼀㼛㼠㼍㼘 㻝㻟㻠㻯㼟 㻝㻟㻣㻯㼟 㻔㻑㻕 㼀㼛㼠㼍㼘 㻝㻟㻠㻯㼟 㻝㻟㻣㻯㼟 㼍㼢㼓㻚 㻝㻟㻝 㻞㻤 㻝㻞 㻝㻢 㻞㻞㻟 㻟㻡 㻝㻠 㻞㻝 㻟㼣㼛㻞 㻞㻜㻝㻝㻚㻝㻝 㻞㻡 㻣 㼟㼠㼐㻚 㻡㻢 㻝㻞 㻡 㻣 㻟㻡 㻝㻜 㻣 㻠 㻹㼍㼤㻚 㻞㻝㻢 㻠㻡 㻞㻝 㻞㻥 㻞㻢㻠 㻡㻠 㻞㻣 㻞㻣 㻹㼕㼚㻚 㻡㻤 㻝㻢 㻣 㻥 㻝㻣㻣 㻞㻠 㻣 㻝㻠 㼍㼢㼓㻚 㻝㻢㻤 㻢 㻞 㻠 㻞㻝㻝 㻝㻤 㻤 㻝㻜 㻞㼣㼍 㻞㻜㻝㻝㻚㻝㻞 㻢㻝 㻡 㼟㼠㼐㻚 㻡㻥 㻞 㻝 㻞 㻞㻟 㻣 㻠 㻟 㻹㼍㼤㻚 㻞㻝㻥 㻥 㻠 㻡 㻞㻠㻠 㻟㻜 㻝㻠 㻝㻢 㻹㼕㼚㻚 㻣㻜 㻟 㻝 㻞 㻝㻤㻥 㻝㻠 㻡 㻤 㼍㼢㼓㻚 㻝㻝㻜 㻢㻤 㻞㻡 㻠㻟 㻝㻤㻟 㻢㻜 㻞㻝 㻟㻥 㻝㼕㻝 㻞㻜㻝㻞㻚㻝㻝 㻞㻡 㻞㻜 㼟㼠㼐㻚 㻠㻟 㻠㻠 㻝㻣 㻞㻣 㻞㻜 㻠㻟 㻝㻡 㻞㻤 㻹㼍㼤㻚 㻝㻣㻝 㻝㻤㻣 㻣㻝 㻝㻝㻢 㻞㻝㻢 㻝㻣㻞 㻢㻝 㻝㻝㻝 㻹㼕㼚㻚 㻡㻟 㻝㻥 㻣 㻝㻝 㻝㻡㻝 㻝㻥 㻣 㻥 㼍㼢㼓㻚 㻝㻢㻡 㻟㻢 㻝㻟 㻞㻟 㻞㻟㻣 㻞㻡 㻥 㻝㻣 㻠㼗㼍㻝 㻞㻜㻝㻞㻚㻝㻝 㻠㻡 㻢 㼟㼠㼐㻚 㻡㻢 㻞㻜 㻠 㻝㻞 㻞㻤 㻣 㻞 㻡 㻹㼍㼤㻚 㻞㻝㻣 㻢㻟 㻞㻜 㻠㻟 㻞㻤㻣 㻟㻟 㻝㻝 㻞㻟 㻹㼕㼚㻚 㻤㻤 㻝㻣 㻤 㻥 㻞㻜㻥 㻝㻠 㻡 㻥 㼍㼢㼓㻚 㻝㻢㻡 㻟㻟 㻝㻞 㻞㻜 㻞㻠㻞 㻞㻣 㻝㻜 㻝㻣 㻠㼠㼍㻝 㻞㻜㻝㻟㻚㻌㻝 㻠㻜 㻞㻜 㼟㼠㼐㻚 㻡㻜 㻝㻝 㻡 㻣 㻟㻠 㻝㻟 㻡 㻤 㻹㼍㼤㻚 㻞㻟㻝 㻡㻞 㻞㻡 㻟㻝 㻞㻥㻣 㻡㻜 㻞㻝 㻟㻠 㻹㼕㼚㻚 㻣㻜 㻝㻡 㻠 㻥 㻝㻡㻟 㻝㻜 㻟 㻡 㼍㼢㼓㻚 㻝㻞㻜 㻞㻠 㻤 㻝㻢 㻞㻟㻢 㻞㻡 㻝㻜 㻝㻡 㻤㼞㼕 㻞㻜㻝㻟㻚㻌㻠 㻢㻜 㻣 㼟㼠㼐㻚 㻠㻞 㻤 㻡 㻠 㻞㻡 㻝㻝 㻣 㻢 㻹㼍㼤㻚 㻝㻥㻜 㻟㻢 㻝㻣 㻞㻝 㻞㻣㻤 㻟㻢 㻝㻣 㻞㻞 㻹㼕㼚㻚 㻢㻢 㻝㻟 㻟 㻝㻜 㻝㻥㻤 㻥 㻠 㻡 㼚䠖㼚㼡㼙㼎㼑㼞㻌㼛㼒㻌㼟㼍㼙㼜㼘㼑㻌㼠㼞㼑㼑 㻹㼏䠖㻹㼛㼕㼟㼠㼡㼞㼑㻌㼏㼛㼚㼠㼑㼚㼠㼟 表 1 調査したスギ木部の放射性セシウム濃度の測定結果
93 シウム濃度には，有意差が認められなかった。このた め，外部から吸収され樹体内部の木部に侵入した放射 性セシウムは，辺材から心材に移行し始め，林齢 25 年の林分では事故後 8 ヶ月において辺材と心材の放射 性セシウム濃度の差異には，有意差が示されない状況 にあったと推察される。そして，林齢 60 年（「8 り林 小班」）において，事故後 2 年 1 ヶ月には，心・辺材 の間に有意差が認められなかった。 また，木部の放射性セシウム濃度は，測定した全て の林分では，心・辺材の間には有意な相関関係が認め られなかった。このため，調査した時点において，辺 材の放射性セシウム濃度から，心材の濃度を推定する ことは難しいことが示された。 4. まとめ 福島原発事故後，2011 年 11 月∼ 2013 年 4 月にお ける宇都宮大学船生演習林におけるスギ材の放射性セ シウム濃度を調査した。得られた主な結果は、以下の とおりである。 ①放射性セシウム濃度は，時間とともに高くなる傾向 がみられ，若齢林分は高齢林分と比べて，高い値を示 した。 ②放射性セシウム濃度は，2011 年の 12 月時点で高齢 林分では，辺材は心材よりも高い値を示す傾向がみら れた。しかしながら，2012 年の 11 月以降では，調査 した全ての林分において，辺材と心材の放射性セシウ ム濃度の間に有意差が認めらなかった。 本研究は，文部科学省平成 24 年度科学研究費補助 金（新学術領域研究）「福島原発事故により放出され た放射性核種の環境動態に関する調査研究」の一部と して行われた。ここに感謝の意を表します。 引用文献 1）上澤千尋 (2011) 福島第一原発事故の推移と放射能 拡散・被曝について，科学 81(5), 417-419 2）大原利眞・森野 悠・西澤匡人 (2011) 福島原発か ら大気中に放出された放射性物質はどこに，どのよう に落ちたか？，科学 81(12), 1254-1258 3）飯塚和也・篠田俊信・石栗 太・横田信三・吉澤 伸夫 (2012) 福島原発事故後 10 ヶ月間の栃木県におけ る空間放射線量率の記録，宇都宮大学演習林報告 48， 161 − 164 4）飯塚和也・篠田俊信・関 菜穂子・牧野和子・逢 沢峰昭・大久保達弘・石栗 太・横田信三・吉澤伸夫 (2013) 森林・樹木における放射性セシウムの動態（Ⅰ） −福島原発事故後 10 ヶ月間の宇都宮大学演習林にお ける記録−，宇都宮大学演習林報告 49，77 − 80 5）飯塚和也・石栗 太・逢澤峰昭・大久保達弘・横 田信三・平田 慶 (2013) 低空間線量地域に生育する 数種の木本植物の樹体における放射性セシウムの挙 動，第 50 回日アイソトープ・放射線研究発表会講演 要旨集 6）飯塚和也・相蘇春菜・高嶋有哉・逢澤峰昭・大久 保達弘・石栗 太・横田信三・平田 慶 (2013) スギ 及びコシアブラの樹体における放射性セシウムの挙 動，日本植物学会第 77 回大会研究発記録 7）河田 燕・山田崇裕 (2012) 原子力事故より放出さ れた放射性セシウムの 134Cs/137Cs 放射能比につい て，ISOTOPE NEWS 697,16-20
8） A.I.SHCHEGLOV (1999) Dynamics of radionuclide redistribution and pathways in forest environment: Long-term field research in different landscapes, Contaminated Forests, 23-39
9） R.AVILA, L.MOBERG, L.HUBBARD, S.FESENKO, S.SPIRIDONOV, and R.ALEXAKHIN (1999) Conceptual overview of forestland – A model to interpret and predict temporal and spatial patterns of radioactively contaminated forest landscapes, Contaminated Forests, 173-183
