634 化学と生物 Vol. 51, No. 9, 2013
セミナー室
放射性降下物の農畜水産物等への影響-10コムギにおける放射性セシウムの直接汚染の形跡と 玄麦への移行，および本連載最終回にあたって
田野井慶太朗
東京大学大学院農学生命科学研究科附属放射性同位元素施設
はじめに
2011年3月11日の東日本大震災に伴う東京電力福島 第一原子力発電所事故により，主に放射性セシウム
（137Cs, 134Cs） および放射性ヨウ素 （131I） で一部の地域 では農地が高濃度に汚染された．広く農地が放射性核種 により汚染された例としては，過去の大気圏内核爆発実 験やチェルノブイリ原子力発電所事故によるフォールア ウトがあり，これらの農地汚染の調査について，多くの 知見，報告がある．それによると，農地から作物への放 射性同位体の移行の度合いを表す指標として，「移行係 数 （TF : transfer factor）」が用いられ，土壌の性質や作 物の種類により異なるさまざまな値が算出されている．
セシウムを対象とした場合の移行係数は，農作物中のセ シウム濃度を土壌中のセシウム濃度で除することにより 求められる．なお，現在の日本では移行係数算出の際，
作物は新鮮重量，土壌は乾土での濃度が採用されている が，過去の研究では作物も乾燥重量で算出されているも のが多く，注意が必要である．これら移行係数の農産物 ごとの値については，農林水産省が2011年5月27日に 取りまとめている（1）．また，日本土壌肥料学会は，事故 直後の2011年3月28日にはweb siteにて放射性セシウ ムの土壌―作物（イネ）の動きについて解説を行うなど 積極的な活動を展開しており（2），移行係数についても言 及されている．
これらのデータや解説は，汚染地での作物中放射性セ シウム濃度の理解に多いに役立つものであった．特に多 くの作物中の放射性セシウム濃度が低かった理由につい ては，作物ごとの移行係数の値から考え理にかなったも のであった．なお，作物中の放射性物質濃度データベー スは，福島県が実施している農産物のモニタリング情報 を基にした ふくしま新発売。 のweb siteからも参照 できる（3）．作物中の放射性セシウムは事故直後こそ直接 汚染を受けた葉物野菜を中心として高濃度であったもの の，その後に栽培を開始した作物からはほとんど検出さ れていない．セシウムイオンは土壌中の雲母類など2 : 1 型層状ケイ酸塩により固定される性質が知られており，
この機構が少なからず働いているものと推察される．
一方で，移行係数では理解できない事象が散見され た．一つは果樹・樹木である．果樹はその移行係数の低 さから楽観していたところ，思いがけず果実から放射性 セシウムが検出された．この検討については，高田らが 精力的に試験を実施しており，本セミナー室にて解説が あるので，そちらをご参照いただきたい（4）．もう一つ は，コムギである．2011年に福島県内で生産されたコ ムギの放射性セシウム濃度は，多くが検出限界以下で あったものの，一部の玄麦から約500 Bq/kgという高濃 度の放射性セシウムが検出された．これまで，日本にお けるコムギの移行係数についてはデータの蓄積は少ない ものの，Uchidaらにより安定セシウムの値ではあるが，
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0.0038という非常に低い数値の報告がある（5）．事故当年 の汚染農地においては，多くのコムギで移行係数の値ど おり土壌から玄麦への移行は低かった．しかし，一部の コムギでは別の機構が働いた結果，玄麦に放射性セシウ ムが比較的多く移行したと推察されるので，それについ て以下に論じたい．
放射性セシウムによるコムギの汚染形態
まず，植物体全体の汚染状況を可視化させ解析を行っ た．すなわち，オートラジオグラフィ像を取得すること により，どこがどのくらい汚染されているのかを把握す ることにした．事故から約2カ月後の2011年5月26日に 福島県内の圃場よりコムギをサンプリングし，葉ごとに 分けてオートラジオグラフィを取得した．また，同時に 汚染された葉の放射性核種分析をGe半導体検出器によ り実施した．その結果，まず葉のオートラジオグラフィ では，図
1
に示すように，古い葉にスポット状に汚染が 確認された．この汚染は直接フォールアウトを受けてそ のまま付着し続けたものと思われる．また，このコムギ は3月20日に生育調査が行われており，図1中の下向き 矢印で示した葉 （FL1, FL2, FL3） は3月20日の時点で はまだ展開していないことが確認されている．このこと から，降下物があった3月中旬の時点で展開していた葉 に強い汚染が残っていることが判明した．このスポット 状の汚染であるが，図からは直径がさまざまな大きさに 見える．しかし，輝度をさまざまに変化させるとわかる のだが，この汚染は点であり，円形ではなかった．各器官を切り分けてその放射能をGe半導体検出器で
測定した結果を図
2
に示す．下位の葉ほど放射性セシウ ム濃度は高く，上位の葉や茎，穂の放射性セシウム濃度 は低かった．その濃度差は非常に大きく，穂と下位の葉 とでは1,000倍以上の濃度差があった．このことは，3 月中旬に展開していたFL4やそのほかの葉（より下方 の葉）に降下物が直接降り注ぎ，その葉に強く吸着した 放射性セシウムは事故後2カ月を経ても葉に吸着し続け た一方，極一部は葉から取り込まれて，新しい葉（FL1 やFL2）や穂へと移行したものと考えられる．なお，土 壌も汚染を受けていたが，放射性セシウムは極表層に沈 着することから（6），ほとんどの放射性セシウムは根圏ま で到達せず，極微量根圏まで達したとしても，その移行 係数の低さゆえ，経根によりコムギ植物体内へと移行す ることはほとんどなかったと思われる．なお，下位の葉 から最終的に穂へと移行する放射性セシウムは極一部で 図2■2011年5月26日に採取したコムギの器官別放射性セシウ ム濃度採取したサンプルは直ちにGe半導体検出器にて測定を行った．定 量は，134Csおよび 137Csの標準溶液にて検量線を作成することで 行った．
図1■2011年5月26日に採取したコ ムギのオートラジオグラフィ像 矢印で示したのは，3月20日の時点 で展開していなかった葉を示す．
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あるとはいえ，それでも穂で約500 Bq/kgの放射性セシ ウムが検出されたことは，葉の直接汚染はかなりの高濃 度であり，農業生産上の影響はたいへん大きかったとい うことが言える．
播種時期と玄麦中放射性セシウム濃度の関係 福島県農業総合センター作物園芸部・畑作科（荒井義 光，竹内 恵，遠藤あかり，二瓶直登）では，県の新奨 励品種（コムギ）である「ふくあかり」について，2010 年から2011年にかけての栽培試験で，最適な播種時期 を検討していた．原発事故に伴うフォールアウトはその 栽培試験中に生じたことになる．この播種時期を変えて 栽培したコムギから収穫された玄麦の放射性セシウムを 測定しところ，早く播種すればするほど玄麦中の放射性 セシウム濃度は高かった．これらのコムギは3月28日に 生育調査を実施しており，草丈などを測定していた．そ の結果3月28日時点での草丈と玄麦中の放射性セシウム の間に高い相関関係があることが示された（7）．実際に フォールアウトがあったのは，3月28日よりは2週間ほ ど前であったと想定されるが，この間の生長はそれほど 進まないことから，フォールアウト時の草丈もほぼ同様 であったことが予想できる．なお，本試験を行った圃場
（40 m2） の土壌中の放射性セシウム濃度（表層15 cm）
はおよそ4,000 Bq/kgである．これら試験結果から，玄 麦へ移行した放射性セシウムのほとんどは，茎葉へ降り 注いだ放射性セシウムであり，土壌中の放射性セシウム の寄与はほとんどないということが示された．
事故当年の玄麦への放射性セシウム移行機構の まとめと今後の展望
以上の調査結果より，コムギについて以下のことが明 らかになった．（1） 土壌中の放射性セシウムの経根吸収 は極めて少なかった．この事例は過去の試験データどお りであった．（2） 玄麦中の放射性セシウムは，茎葉に直 接降り注いだ放射性セシウムのごく一部が移行したもの であった．（3） 2011年産の玄麦中の放射性セシウム濃度 の大きなばらつきには，3月中旬のフォールアウトが生 じた時期のコムギの生育の違い（茎葉の大きさ）が寄与 している．
これらのことから，茎葉への直接汚染が生じない 2012年以降の玄麦中の放射性セシウム濃度は大きく減 少することが予想された（8）．実際に， ふくしま新発 売。 のモニタリング結果では，2012年産のほとんどの 玄麦中放射性セシウム濃度は検出限界以下であり，検出
されていても放射性セシウム合計 （134Cs＋137Cs） で 10 Bq/kg未満のものがほとんどである．
なお，本稿で示したラジオグラフィ像やその際の器官 別放射性セシウム濃度については，速報として公表され ている（9） ので，試験の詳細については当該文献を参照 していただければ幸いである．
10回にわたって「セミナー室」にて「放射性降下物 の農畜水産物等への影響」を連載した．これらの内容 は，「放射能の農畜水産物等への影響についての研究報 告会―東日本大震災に関する救援・復興に係る農学生命 科学研究科の取組み―」において，第一回（2011年11 月19日）および第二回（2012年2月18日）で報告され たものを中心としている．東京大学大学院農学生命科学 研究科では，当初教員のみの活動として実施していた が，2012年度からは，学生も活動に参加できることに なり，さらに幅広い活動が展開されている（10）．たとえ ば，第二回報告会では，山林のキノコの調査報告があ り，134Csが検出されずに，137Csのみ100 Bq/kgを超え るようなキノコが複数見つかっている．また，第三回の 報告会（2012年5月26日）では，イネの放射性セシウ ム吸収についての品種間差，イネ栽培ができない圃場で のエネルギー作物生産，自然凍結を利用した表土はぎと り法，警戒区域内で飼養されたブタの生殖機能調査，海 水魚のエラによりセシウム放出の機能解析などの放射性 物質動態，放射線影響に関する研究発表があった．さら に，市民が考える食品中の放射性物質のリスクについて の調査結果など，より社会活動に近い調査研究について も発表されている．また，2012年9月8日の第四回の報 告会では森林生態系でのセシウムの動態について，定期 的な調査活動がなされていることなどが報告された．こ れらの様子は，すべて動画にて配信されているので，ぜ ひ参照いただきたい（11）．さらに，当初は本研究科の教 員による独自の活動が多かったが，現在は，ほかの研究 機関や大学との連携が進んでいる．今後，より連携・協 力関係が進むことで，除染や作物への移行低減策などの 諸問題についての解決の糸口が見いだせることを期待し たい．
文献
1） 農林水産省：農地土壌中の放射性セシウムの野菜類と果 実 類 へ の 移 行 に つ い て，平 成23年5月27日，http://
www.maff.go.jp/ j/press/syouan/nouan/110527.html 2） 日本土壌肥料学会：おしらせ 原発事故・津波関連情報，
平成23年3月28日，http://jssspn.jp/info/nuclear/index.html 3） 福島県：ふくしま新発売。http://www.new-fukushima.
jp/monitoring/
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4） 高田大輔：化学と生物，51, 111 （2013）．
5） S. Uchida, K. Tagami, I. Hirai & M. Komamura :“Trans- fer Factors of Radionuclide from Soils to Agricultural Products,” Mosaics & Y. Ohmomo eds., Environmental Parameter series 1, Radioactive Waste Management Center, Tokyo, 1988, pp. 1‒50.
6） 塩沢 昌，田野井慶太朗，根本圭介，吉田修一郎，西田 和弘，橋本 健，桜井健太，中西友子，二瓶直登，小野 勇治： , 60, 323 （2011）.
7） T. M. Nakanishi & K. Tanoi :“Agricultural Implications of the Fukushima Nuclear Accident,” Chap. 2, Springer, 2013, p. 17.
8） 田野井慶太朗：農学生命科学研究科で取り組んでいるその 他の成果 放射能の農畜水産物等への影響についての研究 報告会―東日本大震災に関する救援・復興に係る農学生命 科学研究科の取組み―2011年11月19日（土）13 : 00 〜17 : 00, http://www.a.u-tokyo.ac.jp/rpjt/event/20111119.html 9） 田野井慶太朗，橋本 健，桜井健太，二瓶直登，小野勇
治，中西友子， , 60, 317 （2011）.
10） T. M. Nakanishi & K. Tanoi :“Agricultural Implications of the Fukushima Nuclear Accident,” Springer, 2013,
http://link.springer.com/book/10.1007/978-4-431-54328-2/
page/1 （オープンアクセス）
11） 東京大学大学院農学生命科学研究科：農学生命科学研究 科の復興支援プロジェクト，http://www.a.u-tokyo.ac.jp/
rpjt/index.html プロフィル
田野井慶太朗（Keitaro TANOI）
＜略歴＞2003年東京大学大学院農学生命 科学研究科応用生命化学専攻博士課程退 学，農学博士（論文）／同年同大学生物 生産工学研究センター助手／2007年同助 教／2012年東京大学大学院農学生命科学 研究科准教授＜研究テーマと抱負＞28Mg を利用した植物のマグネシウム輸送機構の 解析，放射性セシウムの測定＜趣味＞昔は 吹奏楽が趣味でした．あとはバレーボール を少々．現在は学科でのソフトボール大会 参加
