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水環境における放射能汚染の現状と

環境回復に向けた取組

国立研究開発法人国立環境研究所

福島支部　林　誠二

－放射線と放射性物質について－

• 放射能：原子核が崩壊して放射線を出す能力

• 放射性物質：放射能を持つ物質の総称

• 半減期：放射性物質の量が2分の１になるのに要する時間

放射線

放射性物質

放射能の量(強さ）

Bq（ベクレル）

人への影響の大きさを

考慮した被ばく量Sv（シーベルト）

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福島第一原発事故で大気中に放出された主な放射性物質と半減期

・ヨウ素131 (131I)：8日

・セシウム134 (134Cs) ：2年

・セシウム137 (137Cs) ：30年

－放射性物質に関する基準値等について－

➢ 食品中の放射性物質に関する基準値（食品衛生法）

対象物質：放射性セシウム（セシウム134＋セシウム137）

・飲料水（水道水は管理目標値）：10Bq/kg

・魚介類を含む一般食品：100Bq/kg

➢ 灌漑用水から水稲への移行を考慮する場合の目安

・放射性セシウム（溶存態）：1Bq/L

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福島第一原発事故による放射能汚染状況の推移

出典：放射性物質の分布状況等調査による航空機モニタリング（H23年度

- H27年度　文部科学省, 米国エネルギー省, 原子力規制庁）

2011年5月

2013年11月

2015年11月

汚染状況は改善されつつある

→自然減衰（特にセシウム134）や市街地等からの流出、面的除染の効果

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航空機モニタリングによる地表面から

1m高さの空間線量率の経年変化

国立環境研究所による

原発事故時セシウム137

沈着シミュレーション

蓄積量（kBq/m2)

面的除染の実施

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●宅地：洗浄・表土剥取

●農地：5cmの表土除去→客土

●森林：堆積物除去・枝打（生活圏近隣、林縁から20mまでの範囲）

（環境省：「除染関係ガイドライン」平成25年5月第2版（平成26年12月追補）

除染後の様子（福島県川俣町、飯館村）

森林

畑地

水田

福島県においては、除染特別区域（国直轄）は実施済、除染実施区域

（市町村除染）は大部分が実施済

但し、県域の7割を占める森林については検討課題となっている

’12 ’13 ’14 ’16 ’12 ’13 ’14 ’16 ’12 ’13 ’14 ’16

セシウム137蓄積量の鉛直分布の推移

森林土壌における放射性セシウムの挙動

－宇多川流域の森林土壌を対象とした調査結果－

○地下水への影響は非常に小さい。

×林内の空間線量の減少率は小さい。土砂等流出に伴い水域へ流入。

セシウムは落葉や土壌最表層に強く吸着し、下方へ移動していない

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松川浦

宇多川

土壌断面

松ヶ房ダム

アカマツ

スギ

落葉広葉樹

落葉層

土壌

深さ

河川流域における放射性セシウムの動き

溶存態

（水に溶けた状態）

懸濁態

（土の粒子に吸着）

＋

S

水域でのセシウム

の移動形態

将来、森林からの流出や

河川水による運搬によって、

放射性セシウムが生活圏

に堆積し、線量率が増加

するのでは？

農作物を作っても

100Bq/kg を超え

るのでは？

いつになったら、

規制値を下回る

山野草、淡水魚

等を食べられよう

になるのか。

国立環境研究所による河川水系における調査

浜通り北部

：河川水観測地点

宮城県

福島県

宇多川

真野川

太田川

松ヶ房ダム

真野ダム

横川ダム

上流の森林域に放射性セシウムが高濃度に沈着した

河川流域において、河川水やダム湖水・底質を

定期的にモニタリング

3河川の8地点, 3つのダムでの採水・採泥

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宇多川

真野川

太田川

福島第一

原発

本日お話しすること

➢水環境における放射性セシウムによる汚染実態

•水源地である森林域からの流出状況

•水利用に不可欠なダム湖での動き

•淡水魚への移行状況

➢国立環境研究所における環境回復に向けた研究取組紹介

森から放射性セシウムは流れ出しているのでは？

下流へ流れ出して様々な影響

をもたらしているのでは？

自宅の裏庭や生活道路へ流れ出して

空間線量（被ばくリスク）を上昇させて

いるのでは？

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森林急斜面からの流出状況は？

急斜面地（斜度38度）における

試験流出枠を用いた実験

1m

2m

実験結果

土砂移動に伴うセシウム137移動量

（期間：2013年7月21日～10月16日，総降水量720mm）

➢ 地表面の被覆状況が強く影響

➢ 急斜面からでもセシウムの移動量は

少なく、線量の上昇に与える影響は

小さい

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場所：宇多川上流域

太田川上流

（24か月間）

宇多川上流

（36か月間）

137Cs沈着量

(kBq/m2)

1,900

170

流出土砂由来

137Cs濃度

（kBq/kg)

61～130

6.8～9.3

流出土砂由来

137Cs流出量

（kBq/m2)

8.8

0.51

年間流出率

（%）

0.08～0.38

0.04～0.16

森林流域からの流出状況は？

➢ セシウム流出は、主に土粒子に

付着した状態（懸濁態）で発生

➢ 雨の降り方に強く依存

➢ ただし、流出は限定的で流出源と

しての影響は小さい

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森林渓流における土砂流出の様子

晴天時

降雨時

森林流域からの原発事故由来の

セシウム137流出状況

観測期間：

宇多川上流：2012年9月15日～2015年9月15日

太田川上流：2014年1月1日～2015年12月31日

高汚染森林域における溶存態セシウムの流出実態①

太田川流域

調査流域

太田川

採水地点

13

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

冬 春 夏 秋　冬 春 夏

2016

2015

137

Cs (Bq/L)

溶存態

懸濁態

2014

冬 春 夏 秋

平水（晴天）時における

河川水中のセシウム137濃度

夏季における濃度上昇

→微生物分解による落葉からの溶脱？

福島第一原発

調査地の概要

<10

10‐ 50

50‐100

100 - 200

200‐500

500‐1,000

1,000‐2,000

2,000 <

Cs-137(kBq/m2)

高汚染森林域における溶存態セシウムの流出実態②

降雨流出時のセシウム137流出状況（2015年7月16日観測）

➢ 溶存態濃度は平水時よりも上昇し、流量ピーク時でも低下しない

➢ 年間流出量の30％を溶存態が占めている

平水時の溶存態濃度

なぜ流れ出てくるのか、今後の推移は？　対策は可能か？

現在検討している課題

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放射性セシウムの動きに対するダム湖の影響は？

出典：三春ダム管理所HP

ダムの目的

洪水防止，水資源利用（灌漑・生活・工業）

河川流量の維持

発電

大雨に備えて

水位を下げる

大雨の時、少しずつ

流して水を貯める

雨がやむと、

水位を下げる

雨が弱まったら、

貯めた水を少しずつ

流す

例：洪水調節の仕組み

ダムにおける貯水・放流量の調節

↓

ダム湖への流入土砂の堆積

➢放射性セシウムも湖底へ貯留し、

下流への移動・拡散を防止？

➢どれくらい貯留できるのか？

➢溜まった状態は安全か？

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アの深度

1.5から3cmごとの

底泥コアの切り分け

0.0 - 1.5 cm

1.5 – 3.0 cm

3.0 – 6.0 cm

6.0 – 9.0 cm

9.0 - 12 cm

12 - 15 cm

15 - 18 cm

18 - 21 cm

21 - 24 cm

24 - 27 cm

27 - 30 cm

採取試料を層別

に切り分け

ダム湖調査の概要

流入部

ダム堤体

放流水路で流量と濁度、

セシウム濃度を連続観測

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流入河川で流量と濁度、

セシウム濃度を連続観測

採取した

底泥コア試料

水深の深い地点：

調査船からコアサンプラーによって採泥

比較的水深の浅い地点：

潜水士による採泥

ダム湖への放射性セシウム蓄積状況

はやま湖

（真野ダム）

宇多川湖

（松ヶ房ダム）

底泥中のセシウム137濃度鉛直分布

宇多川湖

はやま湖

（2015年4月）

事故初期の沈着・

流入が直接影響

高濃度の泥層がそれよりも濃度の低い

流入土砂で徐々に遮蔽されている

137Cs（kBq/kg湿重）

採泥地点

採泥地点

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上流

下流

上流

下流

大規模豪雨による流入土砂

の堆積による下方への移動

ダム湖水の溶存態放射性セシウム濃度

0

0.2

0.4

0.6

0.8

表層　底層

表層　底層

表層　底層

2014

2015

2016

137

Cs濃度

(Bq/L)

夏季(8月)

湖水の溶存態セシウム137濃度

0

0.2

0.4

0.6

0.8

表層　底層　表層　底層

冬季(3月)

137

Cs濃度

(Bq/L)

2015

2016

➢ 夏季の底層水における明確な濃度上昇（底泥からの溶出）を確認

➢ 現状の水利用への影響は小さい、環境変化による影響評価が課題

底質

表層水

底層水

バンドーン

採水器

バケツ

ゴムボート

採水方法

－太田川水系横川ダム湖での調査結果－

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ダム湖における放射性セシウムの貯留作用

ダム湖におけるセシウム137の年収支推定結果

ダム湖

宇多川湖（宇多川）

（期間：2014.1.1－2014.12.31）

4.1GBq

0.3GBq

0.66GBq

0.57GBq

ダム湖

横川ダム湖（太田川）

（期間：2014.1.1－2014.12.31）

130GBq

12GBq

37GBq

33GBq

溶存態

懸濁態

➢ 懸濁態セシウムの大部分は湖底に沈降・堆積し、下流へ移動しない

➢ 主要なダムは十分な土砂堆積容量を有している。安定的な蓄積を確

認するため、定期的かつ長期的なモニタリングは必須

流入

放流

19

※GBq：109Bq

放射性セシウムの淡水魚への移行状況は？

魚の汚染の推移を把握するには、

食物網を介した移行実態を

明らかにすることが必要

出典：Ukraine Hydrometeorological Institute(2004)

河川・湖沼における食物網

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1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

1000

800

600

400

200

0

Bq

/kg

湿重

Bq

/kg

湿重

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

非肉食魚（コイの一種）

肉食魚（カマスの一種）

100Bq/kg

↓

チェルノブイリ原発事故後の

川魚におけるセシウム137濃度の推移

（測定地点：キエフ・ダム湖）

100Bq/kg

↓

1986

1987 1988 1989 1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

汚染の長期化！

水生生物の放射性セシウムモニタリング

✓福島県浜通り地方北部主要河川・ダム湖や猪苗代湖で実施

✓餌となる水生昆虫や底生動物なども含めた食物網全体の採集

✓環境省によるモニタリング結果も含めた移行実態の解析

投網による魚の採取

底生生物の採取

21

福島県内の淡水魚への放射性セシウムの移行状況

魚への濃縮係数（Concentration factor, CF)を用いた評価

[ / ] =

魚の137 濃度 [ / ]

水の137 濃度[ / ]

魚種の比較

22

環境省測定値（2014-2016年）を用いた濃縮係数算定結果

➢ 魚の種類によっては移行状況は異なり（雑食魚<肉食魚）、水の濃度が

下がっても（<0.1Bq）出荷規制が続くケースが生じる可能性が高い

ドジョウ

アブラハヤ

カワムツ

オイカワ

ギバチ

フナ類

アユ

コイ

ニゴイ

ウグイ

ヨシノボリ

ヤマメ

コクチバス

イワナ

10000

1000

100

黒字は福島県内で出荷制限

されている水産有用魚種

C

F (L/kg)

まとめ：

水環境における放射性セシウムによる汚染実態

➢ 森林域では、放射性セシウムの流出は限られている

→流出源としての影響は小さいが、土壌表層に長期的に貯留

➢ ダムは、下流へのセシウムの移動を抑え、湖底に安定的に貯めて

いる →環境変化を考慮した長期的な監視は必須

➢ 河川流域全体でも上流から下流への移動量は少なく、且つ、減って

いる →下流域の生活圏での顕著な再汚染は、生じ難い状況

➢ 淡水魚への移行は魚種によって異なり、水中のセシウム濃度が

低くても出荷規制が続く可能性 →汚染の長期化、水産業への影響

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今後、速やかに検討すべき課題

● 溶存態等の生物利用性の高いセシウムの動きを正確に理解する

● 水生生物や農作物への移行を予測する

● 生活環境へのリスクの評価や管理手法を考え、形にする

国立環境研究所における環境回復に向けた

研究取組の紹介

①水環境における中長期的な放射性セシウム

モニタリングの在り方を考える

②放射能に汚染された廃棄物等の適切な

処理処分に向けて

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水環境の将来に向けた取組：

中長期的な放射性Csの水環境モニタリングの在り方について

：河川・湖沼等

：沿岸

：地下水

環境省：放射性物質の常時監視

「福島県及び周辺地域（東日本大震災の被災地等）

における放射性物質モニタリング」（緊急時対応）

・公共用水域については約600地点で測定

・2011年8月以降、各地点で年2～10回測定

・水質については、原水を測定

行政による放射性物質のモニタリング

出典：環境省

直近の報告では、水質はほとんどの地点で不検出

検出下限値：セシウム134,セシウム137ともに１Bq/L

汚染の実態と推移を踏まえると、このまま続けても

測定結果にN.D.（不検出）が並ぶだけでは？

モニタリング地点

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今後の水環境における放射性Cs

モニタリングの在り方とは？

•安全・安心な飲料水の提供

（検出下限値：1 Bq/L）

•食の安全や水環境の保全

のための生物移行・濃縮を考慮

（同：0.01〜0.1 Bq/L）

•水環境におけるCsの挙動研究

（〜0.001 Bq/L）

検出下限値の向上

検出下限値の向上

現行の汚染地域での

行政モニタリング（緊急時対応）

研究として取り組むべき課題

最新の科学的知見を踏まえた

新たな行政モニタリングとして

対応

支援

再構築

活用

26

社会的ニーズやコストも考慮しつつ、国内の主要研究機関

の協力を仰ぎ、具体的なプラン作成・提案を検討中

一般ごみ

除去土壌

県外

処分

除染廃棄物

8千(Bq/kg)

以下

除染

活動

減容化

減容化

固型化

焼却

仮置場

管理型

処分場(国営)

中間貯蔵施設

減容化

日常

生活

廃棄物

処理に伴う

県内Cs流れ

管理型処分場

汚染廃棄物等の適切な処理処分に向けた取組

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10万(Bq/kg)

以下

10万(Bq/kg)

超え

実除去土壌を用いたライシメータ試験による

中間貯蔵後の発生ガス/浸出水の予測

実際の除去土壌：

草木等が

混ざっている

∎ 目的

除染による除去土壌等の、安全かつ長期保管

可能な中間貯蔵施設の要件を示す

∎ 方法　実試料を実証試験ﾚﾍﾞﾙで評価

●ライシメータ …容積8m3 x2基

（コンクリートや金属製の大きな枠に土壌を充填し、

物質の移動等を計る装置）

●人工降雨 …10mm/日

除去土壌等に含まれる草木由来の発熱や分解に伴

う沈下、発生ガスや浸出水の特性を把握

↓

●危険なガスの発生しにくい埋め方

●汚水処理などの付帯設備の設計　へ貢献

ライシメータ

28

排水孔

ご清聴ありがとうございました！

29

2014年9月太田川上流での河川水採取作業の様子