バーミキュライト固定態セシウムの Mg-有機酸による溶出 Dissolution of vermiculite-fixed cesium by Mg-organic acid （農学研究院・生物生産科学専攻*1）鈴木創三*1 ・光山拓実*2 ・田中治夫*1 *1 ：農学研究院・生物生産科学専攻 *2：農学部・生物生産学科(現・環境省) 福島農業復興支援プロジェクト：「大学固有の生物資源を用いた放射性元素除去技術、バイオ肥料・植物保護技術開発」 *連絡先１．はじめに福島原発から放出されたセシウム(Cs) は土壌の雲母鉱物(Mc)やバーミキュライト(Vt)の層間に固定されてセシウム固定態バーミキュライト(Cs-Vt)となり、安定化するといわれる。しかし、作物が根から分泌する有機酸(OA)は酸および陽イオン吸着交換作用などにより、Vt に固定された Cs を土壌水中に溶かして作物に吸収させる作用を持つことが推察される。本研究では、作物の根から分泌される OA が肥料のマグネシウム(Mg)と協働して、Vt に固定された Cs を溶かすあるいは遊離させて、作物に吸収しやすくすることについて調べた。２．試料と方法１）土壌：福島県二本松の稲葉、北作、および問屋地区の水田および針道地区の畑地の表層 0～10cm 深から採取した。２）粘土：１）の土壌から腐植などの有機物を分解除去後、沈底法で粒径 2μm 以下の粘土を採取した。３）バーミキュライト(Vt)：市販品の標準試料を磨砕後、沈底法で粒径 2μm 以下を採取し、脱鉄・脱層間 Al 処理して精製した。４）方法：①土壌の化学性：pH、EC を各々pH-、EC-メーターで測定。②結晶性粘土鉱物組成：粘土あるいは Vt を Mg あるいは K 飽和後、X 線回折。③Vt 固定態 Cs および Vt 固定態 K の溶解(あるいは遊離)反応：pH 調整した有機酸(OA)、Mg 等と OA の混液(Mg-OA など)中で反応させた Cs-Vt、K-Vt の底面間隔(d)を X 線回折で測定。 E-mail: [email protected] ３．結果および考察 ①福島土壌の粘土の含量と組成：水田と畑地の土性は各 CL、SC で、粘土含量は各 10～17%、20%、粘土のうち結晶性粘土鉱物が各 72～74%、66％で、水田、畑地ともに主成分は Vt で、残りは Mc、カオリン鉱物(Ka)であった。このように、Cs 固定作用の大きい粘土の割合が大きかった。水田ではスメクタイト(Sm)、畑地ではクロライト(Ch)も認められた。水田の砂画分には土改材の Vt も含まれていた。 ②福島土壌の酸性とイオン量：pH は水田が 5.8～6.1、畑地は 5.7 で、EC は水田の 1 地区(8.8mS/m)以外は 1.6mS/m であった。 ③pH と Vt 固定態 Cs の溶解性：アルカリ性～酸性の pH10、8、5 の Cs 溶液と反応させた Na/K-Vt(d=1.24nm)のピークは各 1.06、1.04、1.03nm に移動して、K-Vt (d=1.01nm)に近づいた。 ④有機酸と Mg-有機酸の Vt 固定態 Cs の溶解性の比較：Cs/K-Vt(d=1.03nm)のピークはクエン酸などの OA のみとの反応では変化しなかったが、Mg-OA、Na-OA あるいは K-OA 溶液中では各 1.19、1.18 あるいは 1.02nm に、それぞれ移動した。この反応から OA と共存する Mg 等のイオンと Cs との交換作用が推察された。 ⑤牧草・麦類の根分泌物の Vt 固定態 Cs の溶解性：Cs/K-Vt(d=1.03nm)のピークは培養液のみと反応させても変化しなかった。しかし、イタリアンライグラス、エンバクの栽培区ではいずれも 1.02nm に移動し、K-Vt(d=1.01nm)に近づいた。この変化は Vt に固定されていた Cs が溶解したためと判定された。