Doc:Radiation/Agriculture

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文責: 有田正規 (東大・理・生物化学）   質問、コメント、誤り指摘、リクエスト等は arita＠bi.s.u-tokyo.ac.jpまで

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農作物の移行係数

農業に携わる人にとって、露地栽培において何を作付けするかは重要な決断です。 4月12日に稲の作付制限基準が 5000 Bq（ベクレル） / kg土壌 となりましたが、この値がどうやって決まったのでしょう。また、他の野菜等に関してはどうなのでしょう。少しまとめてみました。土壌の汚染を防ぐ手段のページもご覧ください。

まとめ

• セシウムの移行係数とは、農作物中のセシウム濃度 ÷ 土壌中のセシウム濃度
• 移行係数は土壌や農作物、測定条件によって大きく異なる
• 農水省による稲の作付制限である 5000 Bq / kg土壌 という値は、野菜の規制値 500 Bq / kg と稲の移行係数 0.1 から逆算
• 稲の移行係数 0.1 は玄米における見積の最大値　（白米の場合はもっと低い）
• 土が酸性だと移行係数は大きくなる （セシウム量が増えてしまう）

何を植えるべきか

• 施設栽培、ハウス栽培の場合は、セシウム汚染されにくいので問題なし　（ハウス屋根等のセシウムが混入しないように注意。雨水排水口付近は注意。井戸水や水道水は利用して大丈夫）
• 穀物では、麦類を避けたほうがよい （米よりも移行係数が1桁大きい）
• カラシナは避ける （農水省データでは根拠の論文数が少なく、土壌より多い量を蓄積する可能性がある。)
• アカザ科、ヒユ科は避ける。(最新の植物分類 APG IIにおいてアカザ科とヒユ科は同じです。) 汚染を防ぐ手段のページもご覧ください。
• サツマイモ、ジャガイモは蓄積が大きい可能性があるので、できるだけ避ける。
• 葉菜は比較的、移行係数が高いと思われるが、農水省のデータを見る限りは大丈夫
• 葉菜でないもの（イモ、タマネギ、キュウリ、トマト、ナス、ピーマン、ニンジン、ダイコン、ウリ等）はどのデータを見ても大丈夫
• イチゴ、メロン、りんごなどの果実はどのデータを見ても大丈夫

農水省による移行係数

5月27日付けで農林水産省から移行係数が発表されました（プレスリリース。移行係数の表はこちら）。 結果として以下が記されています（そのまま転載）。

• 気候が日本の気候に近い地域で実施された圃場試験のデータに基づいて、野菜類17品目と果実類4品目について、セシウム137の土壌から農作物への移行係数の最小値、最大値、平均値を取りまとめました。最小値と最大値とが大きく異なる場合が多いため、平均値としては幾何平均値（データがn個あるとき、データ値の積のn累乗根）を用いました（メロン、ブドウを除く）。
• イモ類を除く野菜類と果実類における移行係数の最大値は0.1未満、幾何平均値は0.05未満でした。
• イモ類の移行係数の最大値は0.36と他の野菜より大きい値を示しましたが、幾何平均値は0.05未満であり他の野菜類と同程度でした。
• キャベツとジャガイモについては、データが50程度存在したため、米の場合と同様の方法で指標値を算出したところ、キャベツで0.0078、ジャガイモで0.067でした。

なぜ幾何平均を使うのか

幾何平均は、対象とする数値が数桁にわたって大きくばらつくときに用いられます。大雑把な言い方をすると、数値の中に非常に大きいハズレ値が入っているときに、その値に影響にくい平均の取り方です。（対象が対数正規分布していると仮定して、logをとって算術平均する作業と同等です。）

移行係数は論文によって数百から数千倍の違いが見られる値なので、データ数が多い場合に幾何平均を取るのは妥当でしょう。データ数が少なく似通ったときに算術平均を取るのも、処理としては納得がいきます。

他の移行係数よりも低くなっている訳ではない

従来の移行係数よりも数値が低いように思う人は、作物を乾燥重量ではなく生鮮重量で測っている点を見落としているからでしょう。従来のデータを比較しても必ずしも低く見積もられているわけではありません。（論文に基づいて算出しているので、当たり前といえば当たり前です。）　

本ページに掲載されるデータにおけるキャベツの例

日本土壌肥料学会	乾燥比	0.026
那珂湊支所 報告会	乾燥比	0.15?
安全研究センター	生鮮比	0.00024 (国内), 0.016 (世界)
今回の農水省による値	生鮮比	0.00092

本ページに掲載されるデータにおけるジャガイモの例

日本土壌肥料学会	乾燥比	0.03, 0.02
安全研究センター	生鮮比	0.0009 (国内), 0.0078 (世界)
今回の農水省による値	生鮮比	0.011

論文における移行係数は乾燥重量比が多いのですが、これまでの報道でも農作物の被曝線量を測る際には生鮮重量を用いているのですから、今回の判断は比較をし易くするための措置でしょう。

全体として葉菜より根菜の値が高く出ているようにも思いますが、いずれも安全研究センターがまとめた国内外の論文に記された値の範囲に入っており、既存の論文に基づいた数値です。

移行係数の使い方

土壌汚染を防ぐ対策（きちんと施肥をする、石灰を撒く等）はしたほうが良いでしょう。今回の移行係数をみると 1 論文や 2 論文に基づくものがほとんどで、福島の土壌で計測したものではない可能性が高いです。論文の詳細もわかりません。移行係数は下にある英国放射線防護委員会によるデータを見てもわかるとおり、土壌によって 1 桁以上異なります。（ただし、福島では土壌とセシウムにあるとおり、粘土質のため植物がセシウムを吸収しにくいはずです。）

心配な場合は移行係数の平均値ではなく最大値をみて作付けを考える、最大値がわからない場合はこのページにある他の移行係数を参考にしてください。

移行係数とは

農作物中に蓄積される元素の濃度と、土壌に含まれる同じ元素の濃度比を移行係数 (transfer factor) といいます。

移行係数　= 農作物中の元素濃度　／　土壌中の元素濃度

とりわけ核実験により大気中から降下する放射性元素について多くの研究がなされてきました。 移行係数の値は、同じ元素であっても土壌や農作物、測定条件によって大きく異なります。 また同じ移行係数でも農作物の重量が、乾物の場合と生の場合があるので気をつけなくてはなりません。

以下にいくつかの文献からあつめた移行係数を掲載します。古い文献ですが陸上植物葉の元素濃度一覧も参考にしてください。

英国放射線防護委員会のデータ

英国の放射線防護委員会 (National Radiological Protection Board) のA. Nisbet と R. Woodmanによる論文 Nisbet A & Woodman R (2000) "Soil-to-plant transfer factors for radiocaesium and strontium in agricultral systems" Health Physics 78(3)279-288 のデータです。乾燥重量比です。

Recommended value というのが可食部におけるTFの推定値 (95%信頼区間) になります。 アブラナ科(Brassicas)や葉菜(Green vegetables)は、どの土壌においても比較的セシウムの吸収量が多いことがわかります。

日本土壌肥料学会のデータ

日本土壌肥料学会のホームページで解説されるセシウムの移行係数 です。乾燥重量比です。 葉菜のセシウム吸収量が多いという傾向がみられます。実は葉菜の多くはアブラナ科なので、Nisbet & Woodmanのデータとも一致します。

財団法人原子力環境整備センターのデータ

RWMC-88-P-11 「土壌から農作物への放射性物質の移行係数」 1988年PDF全文 から取得しています。古いデータであまり役立たないかもしれませんが、土壌のpHと移行係数の関係がはっきりわかります。

安全研究センターのデータ

原子力エネルギー関連施設安全評価研究ユニット 「生物圏評価のための土壌から農作物への移行係数に関するデータベース」 2009年　PDF全文 から取得しています。この報告書は過去のデータを集めて評価しています。生鮮重量比です。

具体的には、放射線医学研究所の内田らが平成14-18年度にかけて日本全国の土壌、農作物を対象として算出した移行係数と、2009年に安全評価研究ユニットがIAEAなど国際機関が発表するデータもあわせて総合判断したデータ（果実は放医研のデータ無し）です。日本の土壌に基づいた内田データが実情にあっていると思われますが、サンプル数は後者のほうが多いので一長一短といえます。 以下の表にある例えば 6.0E-4 という表記は、6.0 × 10^-4という意味です。どの作物でも係数が2以上違う、つまり数百倍の幅があることに注意してください。これは栽培条件（土壌を含む）の違いによると思われます。

まずは穀類です。上が内田らが国内で測定した値、下が海外の文献も含めて様々な値を集積したデータベースから総合的に判断した値です（以下同じ）。このデータによると米、麦の移行係数の平均値は低く、農水省が定めた0.1を大幅に下回ります。麦類の移行係数最大値は0.13です。

葉菜のデータです。カラシナのセシウム吸収量が圧倒的に多いところに注意してください。 二つの表（内田らの国内データのみと、海外データも合わせた場合）で値が 2 桁異なる場合も多いです。

実菜や果実のデータです。果実については、内田らが国内で測定した値がありません。また大豆やサツマイモ、ジャガイモは大きく値が変化していることも読み取れます。果樹は軒並みセシウムの吸収量が少ないこともわかります。野菜よりも地中深く根を下ろすので当たり前かもしれません。

那珂湊支所研究成果報告会のデータ

放射線科学 2008 Vol.51 那珂湊支所研究成果報告会 「水、土壌、農作物と放射能」内田滋夫 [PDF全文 にある表です。乾燥重量比です。 一番上にある部分がセシウムの移行係数です。キャベツ、白菜、ホウレンソウが多く、ニンジン、大根、カブが少なくなっています。

海産物の移行係数

魚についても移行係数の概念は有効ですが、農作物に比較すると心配する必要はなさそうです。

まとめ

• 一般に、魚はセシウムを蓄積しにくい （生物学的半減期は約50日、人間に比較して半分以下）
• 海水に比較するとセシウムは16∼176倍に濃縮されるが、ベクレルでいうとマアナゴの0.04からスズキの0.67Bq/kg　程度（魚を 1kg 食べても1ベクレルに満たない、極めて低い値）
• エビ、カニ類やイカなどは魚よりも濃縮度が低い
• 魚が取り込むセシウムはカリウムと同様に振舞うため、大型魚だからといって高濃度に蓄積しているとは限らない
• 海底土に沈んだセシウムは強固に吸着されるため、ゴカイなどにも蓄積されない

長期的にみれば海中の魚は安全

海中の汚染がどの程度続くのか考えるのに、チェルノブイリ事故時のセシウム量が参考になります。 1987年にセシウム量が上昇しているのがチェルノブイリ事故の影響です。今回の排出で、チェルノブイリ事故で海に入った量より100倍多い量が近海に拡散したとしても、平均すれば、海産魚では 100 Bq/kg に満たない値になります。 ただし、近海に廃棄した汚染水に含まれる放射性セシウムの微粒子が沈殿する場合は別問題です。チェルノブイリ事故の場合でも、廃棄物が堆積した湖底における汚染が問題になっています。

海中にはセシウム以外の核種も存在します。放射線科学 2008 Vol.51 那珂湊支所研究成果報告会の資料のデータによると（[PDF全文]）、魚類の放射線の多くは「亜鉛-65」に加えて、「鉄-55、-59」「カドミウム-113m、-115m」です。これらが内臓やえらに蓄積します。（セシウムはカリウムと挙動が同じで全身にいきわたる。）ただし、放射性の亜鉛、鉄、カドミウム等の生態に及ぼす影響はセシウム等よりもずっと小さいので、セシウムやストロンチウムに比較すると問題はほとんどないと結論できます。

チェルノブイリ事故の場合

チェルノブイリ原発の場合は、原子炉冷却のために隣接する湖に 6.5 ± 2.7 × 10¹⁵ Bq（ベクレル）の放射性廃棄物が継続的に排出されました。（量の大きさについては海水汚染の項を参照。）

藻類やプランクトンの汚染は主にヨウ素により、事故後10日程度をピークに減少しました。魚類の汚染は主にセシウムによります。草食の魚(carp, goldfish, bleak)における放射線内部被曝量は事故と同年(1986)に 3 mGy/day のピークに達し、翌年以降は大きく減少しました。肉食の魚(perch)における放射線内部被曝量は1988に入るまで増加し続けました。湖底に住む魚(goldfish, silver bream, bream, carp)は堆積物から計10 Gyもの被曝をうけたと考えられます。 今回、福島・茨城県近海の海底が同様の汚染を受けていないかどうか、調査する必要があるでしょう。

参考文献