阿武隈高地に立地するNため池における水中の放射性セシウムのモニタリング

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やすはるめいこ
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1 阿武隈高地に立地する N ため池における水中の放射性セシウムのモニタリング * ** * * * ** 要旨 Bq/kg 3 Bq/kg Bq/kg キーワード : ため池, 放射性セシウム, 農業用水 Ⅰ 緒言 Bq/kg a b c Aoi et. al kBq/kg Bq/L 95% 2 31% 75 19Bq/L

農村工学研究所技報 86 第 217 号 2015 そのうち溶存態の放射性セシウムが検出されたため池は部が N ため池に流入するようになっているこれは池を 48% 36 ヶ所に上った越流した水の一部が流入する形となっており明瞭な流これらの調査では広く網羅的に調査がなされる一方ひとつのため池において継続的に水中の放射性セシ路は確認できなかった以下では渓流の集水域をそ

2 ウム濃度の変動傾向が調べられた例はほとんどないまため池からの流出地点は 3 ヶ所である ①洪水吐かたため池への流入水や流出水の放射性セシウム濃度のらの越流 ②斜樋からの流出 ③斜樋付近に設けられた変動について詳細に調べられた事例も少ない仮設の灌漑用ホースからの流出であるそこで本研究では農林水産省プロジェクト研究洪水吐は幅 1.

2 農村工学研究所技報 86 第 217 号 2015 そのうち溶存態の放射性セシウムが検出されたため池は部が N ため池に流入するようになっているこれは池を 48% 36 ヶ所に上った越流した水の一部が流入する形となっており明瞭な流これらの調査では広く網羅的に調査がなされる一方ひとつのため池において継続的に水中の放射性セシ路は確認できなかった以下では渓流の集水域をそれぞれ集水域 A B C と呼ぶこととする Fig.2 ウム濃度の変動傾向が調べられた例はほとんどないまため池からの流出地点は 3 ヶ所である ①洪水吐かたため池への流入水や流出水の放射性セシウム濃度のらの越流 ②斜樋からの流出 ③斜樋付近に設けられた変動について詳細に調べられた事例も少ない仮設の灌漑用ホースからの流出であるそこで本研究では農林水産省プロジェクト研究洪水吐は幅 1.6m の越流堰となっており斜樋は階農地等の放射性物質の除去低減技術の開発の一環段状でともに鉄筋コンクリート製である斜樋からのとしてため池における放射性セシウムの動態を詳細に流出は本研究のモニタリングのため連続的に流出が調べることを目的として 2013 年より現地のため池維持するよう操作した灌漑用ホースは黒色のポリエにおいて水中に含まれる放射性セシウム濃度のモニタリチレン製の長いホースで片端はため池内の水深数ｍにングに着手した本報では調査ため池の諸元と 2013 固定され堤体を跨いで約 500m 離れた水田まで敷設年の放射性セシウム濃度の推移を中心に報告するとともされたサイフォンにより常時ため池の水が比較的に 2013 年度末から 2014 年度前半に整備した観測施設安定した流量で流出したについて紹介したい 2.2 Ⅱ 調査ため池の概要と調査方法集水域の立地ため池集水域の地形はほぼ全域が山地丘陵地の一般斜面に分類されるが集水域 A の一部は山麓緩斜面調査対象としたため池以下では N ため池と呼ぶは阿武隈山中に立地する谷型ため池であり後述するとされている久保ら 1990 集水域の土壌はため池周辺が黒ボク土壌草野統ように集水域を含めた地質や土壌条件を勘案するととされ集水域の上流側の過半が適潤性褐色森林土壌本地域を代表する典型的な立地条件を有するため池であ花塚Ⅱ統で占められ集水域の尾根部を中心に乾性る褐色森林土壌花塚Ⅰ統が分布する草野統は主に耕地周辺の凹地に局所的にみられる火山灰を母材とする黒 2.1 ため池の立地と水の流入と流出経路色土壌であるのに対して花塚Ⅰ統およびⅡ統は花崗岩 N ため池は福島県相馬郡飯舘村内の阿武隈高地に立類を母材とする谷筋の一部では細粒褐色森林土壌地し複数の渓流を堰き止め貯水する谷型ため池であ杉沢統や表層腐植質多湿黒ボク土赤羽統または飯り標高は約 540m である古くから存在した小型ため舘統が分布する杉沢統は表層に腐植含量が少ない池を昭和 60 年代に県営事業により堤体をかさ上げし残積土で赤羽統は表層に黒色または黒褐色の腐植層現在に至っているを有する火山灰土壌であるが低位面に分布するため他 N ため池には 3 つの流入経路がある Fig.1 渓流 A の母材の混入もみられる一方集水域 A の一部に存在と渓流 B はそれぞれため池に接続し渓流水が全量流入する一方渓流 C では上流の池に貯留された水の一 Fig.1 ため池の流入流出経路 Inflow and outflow routes of the reservoir Fig.2 ため池集水域 Watershed of the reservoir

3 N A 集水域の特性 A B C 3 Fig ha C C 40.2ha ha A B C 2.4 ため池の諸元 Table 1 Fig.3 3.4m h V h モニタリングの方法 Table A B Fig.4 A B Fig ISCO 3700 Fig.6 Fig.6 a JFE AAQ-RINKO JFE Multi-Exciter TR-2Z Fig.6 b Fig.6 a 2 L 20L SS 500mL 1 L 250mL V h 22.25h h h h h 1 Table 1 Descriptive parameters of reservoir and catchment area 0.373ha 7500m 3 A 24.4ha B 15.5ha C 21.7ha 0.2ha 61.9ha Fig.3 Contour map of water depth of the reservoir

使用した濁度計はともにホルマジン標準対象地域の試料を通常浮遊物質分析 SS に用い液 400 度和光純薬製を用いて校正したられる孔径 1 μm のガラス繊維ろ紙を用いてろ過すると流入地点の採水地点の様子と観測機器 Fig.

4 農村工学研究所技報 88 第 217 号 2015 セシウム分析用試料には採水時に酸を添加するなどの降水量はため池堤体上に 0.5mm 転倒マス雨量計操作は行っていない試料は当日中に冷蔵 4 しを設置して 10 分毎に測定した雨量の欠測期間は近分析まで保管した隣のアメダス観測地点の値で補完し 2013 年 6 月からまた採水時に濁度計セントラル科学 TB-25A 2013 年 12 月末までの日雨量および時間雨量として整理または笠原理化工業 TR-2Z を用いて濁度および水温したを測定した使用した濁度計はともにホルマジン標準対象地域の試料を通常浮遊物質分析 SS に用い液 400 度和光純薬製を用いて校正したられる孔径 1 μm のガラス繊維ろ紙を用いてろ過すると流入地点の採水地点の様子と観測機器 Fig.4 Photographs of the inflow points and the equipment used for water monitoring Table 2 観測方法 The observation methods 水温計 2014 年自動採水器 ① 自記濁度計その他定期採水流量現地水質自動採水器自記濁度計定期採水現地水質地点観測項目 2013 年流量その他四角堰伝導度計雨量計渓流 A 流 ② ② 水温計入渓流 B ① 渓流 C 洪水吐堰水温計水位計三角堰 ② ② 堰水温計備考 ①調査時に流観森林総研が連続観測 ②遠隔監視制御可 3 各年に１回のみ実施水位計 2013 年前半は斜樋解雨量計放のため越流せず風向風速計 ②遠隔監視制御可流出年 5 月 17 日に斜斜樋 4 四角堰水温計四角堰樋を閉じ濁度計採水器を洪水吐に移動流出管採水多項目水質貯留水ため池堤体蛍光計水温計 ⑤ 不定期で実施不定期で実施不定期で実施不定期で実施 2013 年 8 月より水深別測定濁度計固定集中調査で実施集中調査で実施流速計固定集中調査で実施雨量計 2013/7/9 降水量ヒータ未設置のため冬期のデータは不確実 2014 年 5 月 17 日より渓流 A に移動 2014 年 9 月より洪水吐に増設 ⑤調査時に流観 2014 年は流出管は撤去

久保田富次郎申文浩濵田康治人見忠良阿武隈高地に立地する N ため池における水中の放射性セシウムのモニタリング 26.

5 久保田富次郎申文浩濵田康治人見忠良阿武隈高地に立地する N ため池における水中の放射性セシウムのモニタリング 26.6 (1:2) ため池水位計 (ため池水位 (1:2) 水位計 (越流水深) 6.5 水路幅=1.61 濁度センサー水温計採水器ストレーナ約6m a 洪水吐の縦断面図と観測機器センサーの配置単位 m b 洪水吐地点の様子と観測機器 Fig.5 c 斜樋流出口の採水地点と観測機器ため池流出地点の様子と観測機器 Schematic and photographic images of the outflow points a ため池内における採水と水質観測方法 Fig.6 ため池内の採水方法 Water sampling methods and equipment b 採水ストレーナと水質観測センサー 89

6 SS 0.4μm SS SS 0.4 2L μm 15cm 1 μm 0.45μm 20L 2 L Cs-134 Cs-137 SS 3.2 ため池流出水の放射性セシウム Fig Ⅲ 結果と考察 3.1 流入渓流における放射性セシウム濃度 Fig Bq/kg A B A mm Fig.8 SS 0.4 A B 1.8 SS mg/L A B 2012a 2012b 2012c 1Bq/kg Bq/kg 49Bq/kg Fig.7 Concentration of radioactive cesium in the inflow Fig.8 SS 0.4 Relationship between suspended solids and radioactive cesium in the inflow

7 N 91 Fig.10 SS mg/L cm 1.5m 3.3 ため池内の放射性セシウム Fig.11 Fig.11 a m Fig Fig mm mm mm Fig.11 b, c Fig.11 a m 1 m 0.5m mm 5 135mm m Fig.9 Concentration of radioactive cesium in the outflow Fig.10 SS 0.4 Relationship between suspended solids and radioactive cesium in the outflow

8 a b c Fig.11 Vertical profiles of radioactive cesium concentration, turbidity, and temperature in the reservoir

久保田富次郎申文浩濵田康治人見忠良阿武隈高地に立地する N ため池における水中の放射性セシウムのモニタリング Fig.13 93 ため池貯留水および渓流水の水温 Water temperature in the reservoir and inflow stream Fig.

14 ため池貯留水中の懸濁物質と放射性セシウム濃度の関係 Relationship between suspended solids and radioactive cesium in the 高いため池底質の巻き上げによるものか判別は困難で reservoir あるがこのどちらかまたは両方が要因として指摘されよう Fig.14 にため池貯留水の SS0.

4 を用いてほぼ一た例外はあるものの溶存態画分の割合は流出水よつの回帰直線で表すことができることがわかったこのり流入水の方がやや高いようであるなお溶存態画分ことは懸濁物質の質量当たりの放射性セシウム量すなの分析には採水後少なくとも数日以上を要しているわち懸濁物質中の放射性セシウム濃度がほぼ一定であるので保存中に懸濁物質に吸着されるなどの変化が生じ

9 久保田富次郎申文浩濵田康治人見忠良阿武隈高地に立地する N ため池における水中の放射性セシウムのモニタリング Fig ため池貯留水および渓流水の水温 Water temperature in the reservoir and inflow stream Fig.12 ため池流入部の底質の浸食状況 9 月 11 日 Bottom sediment in part of the reservoir inflow 2013/9/11 Fig.14 ため池貯留水中の懸濁物質と放射性セシウム濃度の関係 Relationship between suspended solids and radioactive cesium in the 高いため池底質の巻き上げによるものか判別は困難で reservoir あるがこのどちらかまたは両方が要因として指摘されよう Fig.14 にため池貯留水の SS0.4 と放射性セシウム濃度の全放射性セシウムに対する溶存態画分の割合は流入関係を示すため池内で採取した水に含まれる放射性セ水で 1 9% 程度流出水で 1 3% 程度と限定的であっシウム濃度は深さに関係なく SS0.4 を用いてほぼ一た例外はあるものの溶存態画分の割合は流出水よつの回帰直線で表すことができることがわかったこのり流入水の方がやや高いようであるなお溶存態画分ことは懸濁物質の質量当たりの放射性セシウム量すなの分析には採水後少なくとも数日以上を要しているわち懸濁物質中の放射性セシウム濃度がほぼ一定であるので保存中に懸濁物質に吸着されるなどの変化が生じことを示唆しているここで回帰直線の傾きが約 0.34 ている可能性があるであることから懸濁物質の放射性セシウム濃度はまた Cs-137 について全放射性セシウム TRCs 340kBq/kg となるまた y 切片の 0.7 は SS が 0 のときと溶存態放射性セシウム濃度 DRCs を用いて次式の放射性セシウム濃度を示すのでこの値は調査時のにより固液比を求めたなお簡便のため水中の放射平均の溶存態放射性セシウム濃度を表すと考えられる性セシウムの分析結果の単位は Bq/kg = Bq/L とした 3.4 溶存態の放射性セシウム TRCs Bq/L DRCs Bq/L 溶存態放射性セシウム濃度を分析した試料の測定値と関連項目について Table 3 に示す溶存態放射性セシウム濃度は流入水で Bq/kg 流出水で Bq/kg の範囲にあり調査の範囲では流出水の方がやや高かった CS 137 の固液比 L/kg 懸濁物質濃度 SS0.4 kg/l 2 DRCs Bq/L ここで算定した Cs-137 の固液比は固液相間で十分に平衡に達していれば固液分配係数原子力環境整備

10 Table 3 Total and dissolved radioactive cesium concentrations in inflow and outflow Cs/ Cs 137 SS 0.4 Cs 134 Cs 137 Cs Cs 134 Cs 137 Cs Cs mg/l Bq/kg Bq/kg Bq/kg Bq/kg Bq/kg Bq/kg 10 6 L/kg A 2013/ 7/17 13: / 8/ 8 13: / 8/22 11: / 9/11 11: / 9/25 11: /10/ 8 12: B 2013/ 7/ 7 11: / 8/ 8 13: / 6/28 14: / 7/17 14: / 8/ 2 13: / 8/ 8 11: / 9/11 11: /10/18 10: / 7/17 14: ND / 8/ 8 12: ND L/kg L/kg 3.5 降雨の影響 Fig Appendix 3.6 浮遊物質と放射性セシウムの関係について -Fig.8 -Fig.10 -Fig.14 Fig.16 A B y 3.3 y 0 y 0.4μm y A B y Fig Table Bq/kg 0.45μm 0.4μm y y 0.4μm 0.45μm

11 N 95 y 0.70 Fig.14 y SS mg/L y Bq/kg 0.06Bq/kg Table 3 y 0.45μm 0.4μm 0.5Bq/kg y Bq/kg μm 0.4μm Ⅳ 結言 Bq/kg Bq/kg 2 y Bq/kg Bq/kg 1 5 % 1 3 % Bq/kg 6 5 Fig.15 5 Relationship between rainfall during the preceding 5 days and radioactive cesium level Fig.16 Relationship between suspended solids and radioactive cesium in the reservoir

12 謝辞引用文献 Aoi Y. Fukushi K. Itono T. Kitadai N. Kashiwaya K. Yamada H. Hatta T. and Manpuku Y. (2014) Distribution and mineralogy of radioactive Cs in reservoir sediment contaminated by the Fukushima nuclear accident. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 109, p p /10/ Cs 81 9 pp p p Navi 2014/10/ Ver index.html , a ffpri.affrc.go.jp/press/ 2012 / /index.html b ffpri.affrc.go.jp/press/ 2012 / /index.html c / /index.html (2013) Cs Cs 81 9 pp (2013) 285 pp

13 N 97 付録 Table 1 Concentration of total radioactive cesium and antecedent precipitation (1) SS 0.4 mg/l Cs 134 Bq/kg Cs 137 Bq/kg Cs Bq/kg 12h 24h 3 mm A 2013/ 6/21 14: / 7/17 13: / 8/ 2 16: / 8/ 8 13: / 8/22 11: / 9/11 11: / 9/12 13: / 9/19 11: / 9/25 11: /10/ 3 13: /10/ 8 12: /10/18 11: /11/ 7 10: /11/26 11: B 2013/ 6/21 14: / 7/17 11: / 8/ 2 16: / 8/ 8 13: / 8/22 10: / 9/11 11: / 9/12 13: / 9/19 11: / 9/25 11: /10/ 3 12: /10/ 8 12: /10/ 8 0: /10/22 11: /10/25 16: /11/ 2 14: /11/26 11:

14 Table 2 Concentration of total radioactive cesium and antecedent precipitation (2) Cs 134 (Bq/kg) Cs 137 (Bq/kg) Cs (Bq/kg) 3 (mm) 5 (mm) 2013/ 6/11 14: / 6/21 11: / 6/28 14: / 7/ 9 14: / 7/17 14: / 8/ 2 13: / 8/ 8 11: / 8/15 0: / 8/22 13: / 8/29 10: / 9/11 10: / 9/19 14: / 9/25 10: / 9/27 16: / 9/27 11: /10/ 3 11: /10/ 8 11: /10/10 17: /10/18 10: /10/22 10: /11/ 2 15: /11/ 7 11: /11/15 14: /11/22 15: /11/25 10: /12/18 10: / 8/22 14: / 9/ 6 12: / 9/27 13: /10/ 3 0: /10/ 8 0: /11/ 2 14: /11/15 13: /11/22 15: /11/25 11: /11/26 12: /12/18 11:40 ND / 6/21 14: / 7/ 9 13: / 7/17 14: / 8/ 2 15: / 8/ 8 12: / 8/15 0:

15 N 99 Table 2 (cont.) Cs 134 (Bq/kg) Cs 137 (Bq/kg) Cs (Bq/kg) 3 (mm) 5 (mm) 2013/ 8/29 10: / 9/ 6 12: / 9/11 12: / 9/19 11: /10/ 8 0: /10/23 12: /10/25 12: /11/ 2 15: /11/ 4 12: /11/ 6 12: /11/ 8 12: /11/10 12: /11/15 13: /11/22 14: /11/25 10: /12/ 8 12: /12/18 10: /12/30 12:

16 Monitoring Radioactive Cesium Concentration in a Small Agricultural Reservoir in the Abukuma Mountains Tomijiro Kubota* Moono Shin** Koji Hamada* Tadayoshi Hitomi* * National Institute for Rural Engineering **Tohoku Agricultural Research Center Abstract Radioactive materials were released over wide areas around the Tokyo Power Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant after the accident caused by the earthquake and tsunami on March 11, Radioactive cesium pollution in agricultural reservoirs that supply irrigation water in this region was a concern for the restart of farming. Therefore, it is important to determine the movement characteristics of radioactive cesium around agricultural reservoirs. In this ongoing study since June 2013, we measured the concentrations of radioactive cesium in inflow, outflow, and pooled water in a small agricultural reservoir located in the Abukuma Mountains. The area of the reservoir was 0.37 ha, and its pondage was 7500 m 3. The concentration of total radioactive cesium in the water was relatively high, around 1 3 Bq/kg, during the summer, but decreased to Bq/kg after October. However, the concentration of total radioactive cesium of the outflow temporarily increased to Bq/kg, when the water level decreased by 1.2 m in the middle of September. The increase in radioactivity was believed to be due to disturbance of the bottom water and sediment caused by relatively fast water flow. The dissolved radioactive cesium concentration in the inflow was Bq/kg, whereas that in the outflow was Bq/kg; both were considerably lower than the total radioactive cesium concentration. The ratios of dissolved radioactive cesium to total radioactive cesium were 1 5% in the inflow and 1 3% in the outflow. Thus, our results showed a positive correlation between the total radioactive cesium concentration in stored water and that in precipitation that occurred over the previous 5 days. Key words: agricultural reservoir, radioactive cesium, agricultural water

LAGUNA LAGUNA 10 p Water quality of Lake Kamo, Sado Island, northeast Japan, Katsuaki Kanzo 1, Ni

LAGUNA LAGUNA 10 p Water quality of Lake Kamo, Sado Island, northeast Japan, Katsuaki Kanzo 1, Ni LAGUNA10 47 56 2003 3 LAGUNA 10 p.47 56 2003 1997 2001 1 2 2 Water quality of Lake Kamo, Sado Island, northeast Japan, 1997 2001 Katsuaki Kanzo 1, Niigata Prefectural Ryotsu High School Science Club, Iwao