以前には、
３－①：ヨウ素131はどのような物質か [1]
３－②：セシウム137はどのような物質か [2]
３－③：ストロンチウム90はどのような物質か [3]
を扱いました。その復習を兼ねて、農地汚染メカニズムを追ってみます。
◆核種と土壌汚染に関する知見
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【ヨウ素131】
・ヨウ素131(131I)の出す放射線量の約10％はガンマー線を介しており、90％はベータ線。半減期は８日なので土壌への長期蓄積はない。現在の汚染は、降下物としての農作物への付着だけに気をつける。
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【セシウム137】
・セシウム137(Cs－137)は、強いガンマー線発生源で、半減期は30年。土壌中では水には溶けにくく、土壌中に50～70％保持される。
★土壌中ではカリウムがあると置換され易く作物への移行を抑制できる。元素周期律表では、ナトリウム(Na)やカリウム(K)と同じアルカリ金属に分類され、元素としての挙動に第１族との類似性がある。
〔▲イラスト：ちわわ作〕
＜土壌に降下したセシウムの挙動＞
・セシウム137(Cs-137)は土壌に降下するとカリウム(K)と同様に１価の陽イオンとしてふるまう。土壌は負の電荷を帯びているため、正電荷を帯びた陽イオンを引きつけ、土壌の表面にとどめる性質がある。
・土壌の負電荷は、有機物や粘土鉱物に由来している。有機物に由来する負電荷に保持されたCs+は他の陽イオンによって容易 に置き換えられる（イオン交換反応）。
★しかしある種の粘土鉱物のもつ負電荷に、Cs+はきわめて強く「固定」 され、他の陽イオンによって簡単に置き換えることができなくなる。
2：1型層状ケイ酸塩の層間の負電荷がある場所は、Cs+を閉じ込めるのにちょうどいい大きさの穴のようになっている。この穴はCs+の他に、K+やNH4+を閉じ込めるのにもちょうどいい大きさであるため、通常はこれらの陽イオンの中で最も存在量が豊富なK+がこの場所を埋めている。だが、この場所との結合力はK+
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【ストロンチウム90】
・放射性ストロンチウム(Sr)は、Sr-89およびSr-90の２核種。半減期の短いSr-89は、放射性壊変によって速やかに減衰するが、半減期の長いSr-90はベータ線発生源で、半減期は28年。
・放射性ヨウ素（I）や放射性セシウム(Cs)は高温になるとガス化し揮散しやすいため広範囲に拡散するが、放射性ストロンチウム(Sr)は揮散しにくいため拡散の状況は大きく異なると考えられる。
・ストロンチウム(Sr)はアルカリ土類金属であり、化学的な性質は同属元素のカルシウム（Ca）と良く似ている。
〔▲イラスト：ちわわ作〕
＜土壌に降下した放射性Srの挙動＞
・放射性Srは環境中に放出された後、土壌に沈着しCaと同様に２価の陽イオンとしてふるまう。土壌は負の電荷を帯びているため、正荷電を帯びた陽イオンをひきつけ、土壌表面に留める性質がある。Srは、Csに比べ土壌中で動きやすく、Caと極めて類似した挙動を示す。
★ストロンチウムは同じ２族のカルシウムと置換されやすい。したがって土壌中ではカルシウムがあると作物への吸収は抑制される。土壌の中では20～30％が水に溶けて、下層土壌への移行と作物への吸収 がセシウム137と比べて１桁大きい。
・2001年に圃場から採取した土壌中Sr-90とCs-137の鉛直濃度分布では、Sr-90は１ｍ以深まで下方浸透しているが、Cs-137は表層耕作層に留 まっている例がある。
＜土壌から作物へのストロンチウム(Sr)移行＞
・放射性Srの作物への吸収経路は、放射性Csと同様に、大気から作物体に沈着し吸収される葉面吸収と、一度土壌に降下したのち根を通じて吸収される経根吸収がある。土壌－作物間のSrの移行は、作物の種類、土壌の性質によって大きく異なる。Caを良く吸収する作物は、Srも良く吸収する。
＜吸収されたSrの作物体内での存在割合＞
★Sr-90とCaはイネ体内で極めて類似した挙動を示す。白米中Sr-90濃度に対しヌカで29倍、モミガラで24倍、ワラで100倍の 濃度であった。イネに吸収されたSr-90のうち白米に移行した割合はわずか0.5%であるが、玄米には2.3%存在する。これは、ヌカ中Sr-90濃度が白米よりも高いためである。
★イネに吸収されたSr-90の97%が、非可食部（モミガラ・ワラ・根）に存在しているとの報告もある。また、キャベツ葉中におけるSrは、外葉部（外側の開いている非可食部）で高く、球葉部（内側の結球している可食部）で低い濃度にあり、Caと同様な濃度分布を示し、外葉部と球葉部のSr存在割合は91：9との報告がある。
<出典>
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・「福島原発による土壌汚染問題／新潟大学農学部の野中昌法教授（http://blog.goo.ne.jp/japaneurasiahiroshima/e/546b67228980f7defd62f5ca7ad722ff [4]）
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・「原発事故関連情報(1)：放射性核種（セシウム）の土壌ー作物（特に水稲）系での動きに関する基礎的知見（http://jssspn.jp/info/secretariat/post-15.html [5]）
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・「原発事故関連情報(2)：セシウム(Cs）の土壌でのふるまいと農作物への移行（http://jssspn.jp/info/secretariat/cs.html [6]）
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・「原発事故関連情報(3)：放射性ストロンチウム（Sr）の土壌－作物系での動きに関する基礎的知見（http://jssspn.jp/info/secretariat/3sr.html [7]）
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などから抜粋
by びん＆ちわわ つづく