CN105689372A - 土壤等的清污方法以及土壤等的清污系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种土壤等的清污方法以及土壤等的清污系统,其可在现场可靠且迅速地对例如被放射性物质污染的田地等的土壤或水进行精密的清污并提高清污效率。该土壤等的清污方法中,将被放射性物质污染的清污对象物导入于洗提溶剂而溶出,从该洗提溶剂中分离放射性物质。清污对象物包含污染土壤和污染水,采集它们中的一者或两者并导入至洗提溶剂中。将溶出于洗提溶剂的放射性物质与清污对象物进行固液分离。回收已去除放射性物质的固液分离后的土壤,并且将固液分离后的包含洗提溶剂和污染水的分离液导入于电解槽并电解。使放射性物质等的金属离子析出于阴极。在电解槽内部捕集通过电解而产生出的包含氚的氢。将氢移动到电解槽的外部并捕获。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤等的清污方法以及土壤等的清污系统,其可在现场可靠且迅速地对例如被放射性物质污染了的田地等的土壤和水进行清污,实现精密的清污并提高清污的效率,并且在清污后的土壤中添加土壤活性剂而改良土壤,将其迅速地送回至原来的田地而促进农耕的恢复,另一方面将附着或沉积在土壤中的放射性物质从土壤中精密地分离、浓缩,由此,实现污染土壤的体积减小与放射性物质的安全处理,并且实现对放射性铯、氚的清污,消除由氚的内照射引起的不安,并且实现清污装置的合理且安全的废弃处理。
背景技术
因2011年3月发生的东日本大地震所致的东京电力福岛第1核电站的事故,造成了有害的放射性物质大面积地飞散,污染城市和田地、山林、海洋、湖沼、河流等,以及放射性物质附着或沉积在人和动植物上而使生命暴露于危险中,且使农业和林业、畜牧业、渔业等各种产业活动停止的巨大灾害。
在这样的产业活动的复兴与恢复时,从生活环境以及产业活动区域中除去放射性物质必不可少,尤其对农业从事者而言,田地土壤的清污成为紧迫的课题。
然而,就田地的土壤的清污而言,由于田地的分布区域较广,除平地以外还分散地遍布在乡村或山间,因而在通过人力对此进行处理需要大量的时间和劳力,且效率差,而且加上如近来农业从事者的高龄化而使其变得极为困难。
作为应对此种土壤的污染处理或清污处理的方法,有使放射性废弃物溶解于溶剂中后,从溶剂中分离放射性物质,从而对卤化放射性废弃物进行清污的方法,此时,将卤化物溶解于作为溶剂的水中而使得溶液中的稀土类元素沉淀并进行回收,另外,作为从溶剂中分离非放射性物质的方案,有使溶剂蒸发或冷却从而使非放射性物质析出沉淀的方案(例如参照专利文献1)。
然而,在前述清污方法中,存在如下问题:使卤化物溶解于水中而回收放射性物质的方法的回收率较低,另外,使溶剂蒸发或者冷却的方法需要加热装置或冷却设备,而使设备变得大型且昂贵。
另外,作为污染土壤的清污方法,有如下的方法:挖出被有害的化学物质污染了的土壤并投入于加热装置的漏斗中,一边对该土壤进行氮气清洗而排除氧一边进行加热,从而使土壤中的污染物脱附并分离(例如参照专利文献2)。
然而,该清污方法存在有如下问题:在将污染土壤移动至经隔离的清污装置,并将清污完毕的土壤送回至原来的位置的情况下,移动也会花费精力和时间,另外,污染土壤不仅为表层土而且需要较深地挖掘,因而需要适当的挖掘设备而变得昂贵且大型,而且清污装置需要氮气清洗装置或加热装置、分离器等而变得大型且昂贵。
进一步,作为被放射性铯污染的土壤的清污方法,有如下的方法:将被污染的土壤收容在供水箱中,向该箱中吹入高分压的二氧化碳气体而供给氢离子,在液相中提取土壤颗粒表面的铯离子后,将该溶液移动至敞开于大气的分离槽而使二氧化碳气体释放到大气中,使液相的pH升高而使铯以外的碱土类金属等共存离子以碳酸盐或者氢氧化物的方式析出、分离,从而将残留在液相中的铯浓缩分离(例如参照非专利文献1)。
然而,前述土壤的清污方法存在如下问题:由于将供水箱的上清液相送入至分离槽,因而在该液相中比重较大的铯的含量较少,因此,铯的浓缩分离效率较差,而且铯会滞留于供水箱的下部而助长对土壤的附着和/或沉积,清污的效果非常低,因而难以实现清污后的土壤的使用,无实用性。
另外,作为被放射性铯污染的土壤的另一种清污方法,有如下的方法:将被污染的土壤收容在反应槽中并加入水,在该反应槽中设置正负的电极,对该电极施加电压而在阴极侧析出放射性铯离子,使土壤或其它的附着物沉积在阳极侧,从而从污染土壤中分离、收集放射性铯,从而实现污染物的大幅的体积减小(例如参照非专利文献2)。
然而,前述土壤的清污方法存在如下问题:由于将土壤与其它附着物一起收容在反应槽中,因而需要施加高电压且电解效率较差,而且析出于阴极侧的放射性铯离子含有夹杂物而分离精度较低,另外清污后的土壤也含有其它附着物,因而需要进行其分离处理而花费精力,无法实现迅速的使用。
作为解决这样的问题的方法,申请人开发了一种土壤等的清污方法以及土壤等的清污系统,并且对其已经进行了提案,所述土壤等的清污方法将被放射性物质污染的清污对象物导入至酸性的洗提溶剂中而溶出,并从该洗提溶剂浓缩并分离放射性物质,其中,上述清污对象物包含污染土壤与污染液体,采集它们中的一者或两者而导入至洗提溶剂,使在洗提溶剂中溶出的放射性物质与上述清污对象物固液分离,回收从洗提溶剂分离的土壤,实现污染土壤的体积减小与不含放射性物质的土壤的再次使用以及农耕的恢复,并且电解并浓缩固液分离了的溶出有放射性物质的洗提溶剂,使析出于电极的放射性铯离子吸附于吸附剂从而回收,将前述吸附了放射性铯离子的吸附剂密闭地收纳于容器中,将该容器适当保管于保管设备从而实现放射性物质的安全处理(例如参照专利文献3)。
该已经提案了的土壤等的清污方法意在去除影响较大的放射性铯,因而没有意图对除了放射性铯以外的放射性物质,例如氚(3H)或氚水(HTO6)进行清污。
前述氚是质量数为3的作为氢的放射性同位素的三重氢,与氧结合而以氚水(HTO6)的形式混合存在于水中,在水圈中以气相、液相、固相的状态广泛地分散于蒸气、降水、地下水、河川水、湖沼水、海水、饮料水、生物中。
然而,即使摄取了氚,其也均等地分布在体内,并且生物半衰期比较短(2.3年),能量也很低,因而可认为是毒性最少的放射性核种之一,从对于生物的影响的方面考虑通常被人们轻视。
虽然前述氚放射较弱的β射线,但是该放射线在细胞内仅到达1μm,因而在随着血液在全身循环流动期间,基本上不攻击遗传基因DNA,不过当氚被摄入细胞中并进入细胞核中时,由于距离DNA的距离变近,因而会与放射性铯同样地攻击DNA。
在前述DNA中存在有大量的氢,由于氚的化学性质与氢相同,因而即使由氚替换了氢,DNA也正常发挥作用。
然而人们指出了如下问题:氚在放射了放射线之后变化为氦He时,变化为氦的部分的DNA会被破坏,从而导致遗传基因发生故障,该故障成为风险,会使得癌变的发生率变高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-213697号公报
专利文献2:日本特开平5-192648号公报
专利文献3:日本特开2014-41066号公报
非专利文献
非专利文献1:第1回環境放射能除染研究発表会要旨集環境放射能除染学会21頁「放射性セシウム汚染土壌を炭酸ガスのみで洗浄·修復する安全安心な可搬型装置の構築」丁子哲治、高田英治、布袋昌幹(富山高等専門学校)、原正憲(富山大学)[第1次环境放射能清除污染研究发表会摘要集环境放射能清除污染学会第21页「仅以二氧化碳清洗、修复放射性铯污染土壤的安全安心的可移动型装置的构筑」丁子哲治、高田英治、布袋昌干(富山高等专业学校)、原正宪(富山大学)]
非专利文献2:第1回環境放射能除染研究発表会要旨集環境放射能除染学会92頁「電気分解を利用した放射性物質除染技術の提案」上田祐子、渡邊功、戸井田英基、本田克久(愛媛大学農学部環境先端技術センター)[第1次环境放射能清除污染研究发表会摘要集环境放射能清除污染学会第92页「利用电解的放射性物质清除污染技术的提案」上田佑子、渡边功、户井田英基、本田克久(爱媛大学农学部环境先端技术中心)]
发明内容
发明想要解决的课题
本发明解决了这样的问题,其目的在于提供一种土壤等的清污方法以及土壤等的清污系统,其可在现场可靠且迅速地对例如被放射性物质污染的田地等的土壤或水进行清污,实现精密的清污与清污的效率提高,并且在清污后的土壤中添加土壤活性剂而改良土壤,并将其迅速地送回至原来的田地而促进农耕的恢复,另一方面,从土壤中精密地分离、浓缩附着或沉积在土壤的放射性物质,以实现污染土壤的体积减小与放射性物质的安全处理,并且实现对放射性铯、氚的清污,消除由氚的内照射引起的不安,并且实现清污装置的合理且安全的废弃处理。
用于解决问题的方案
技术方案1的发明是一种土壤等的清污方法,其将被放射性物质污染的清污对象物导入至洗提溶剂中而溶出,并从该洗提溶剂分离出放射性物质,上述清污对象物包含污染土壤与污染水,采集它们中的一者或两者并导入至洗提溶剂中,使在洗提溶剂中溶出的放射性物质与上述清污对象物固液分离,回收已去除了固液分离后的放射性物质的土壤,并且将固液分离后的包含洗提溶剂和污染水的分离液导入于电解槽并电解,使包含放射性物质的金属离子析出于阴极,其中,在电解槽内部捕集通过电解而产生出的包含氚的氢,将该氢移动到电解槽的外部并捕获,实现对氢中所含的氚的清污,消除由氚的内照射而引起的不安。
技术方案2的发明中,使电解槽密闭来进行电解,以便可靠地捕集通过电解而产生出的氢。
技术方案3的发明中,在电解时滞留于电解槽内的氧的压力达到规定值以上时,从电解槽排出前述氧,以便确保电解的安全。
技术方案4的发明中,在阴极的周围设置从该阴极通电的一个或多个析出构件,使放射性物质等的金属离子析出于前述阴极与析出构件,从而可精密地去除分离液中的放射性铯或其它放射性物质、重金属等金属离子,从而进行清污。
技术方案5的发明中,将分离液在导入于电解槽前导入于吸附过滤器,利用该过滤器来吸附放射性物质等的金属离子,从而通过划分为吸附过滤器与电解槽而合理地吸附放射性物质等的金属离子,实现提高电解槽的电解时间。
技术方案6的发明中,将氢填充于气体储罐并保管,从而阻止氢中所含的氚的泄漏并且安全地进行保管。
技术方案7的发明中,由于在使用过的电解槽的内部留置阴极和析出构件、析出于它们上的放射性物质等的金属离子、将氢捕集的捕集器、分离液的残液、吸附过滤器,并且进行保管,因而可消除分别保管它们的不合理之处,合理、安全、容易并廉价地进行保管。
技术方案8的发明中,氚水混合存在于前述污染水,因而通过捕集对包含氚水的污染水或分离液进行电解而产生的氢,从而可将氚水中所含的氚去除并且清污。
技术方案9的发明中,放射性物质中包含放射性铯与氚,将反应性强并且半衰期比较长的放射性铯、以及被认为是半衰期比较短并且毒性最少的放射性核种之一而被轻视的氚设为清污对象,可将各种放射性物质进行清污。
技术方案10的发明是一种土壤等的清污系统,其具备:分离槽,其收容被放射性物质污染了的清污对象物与洗提溶剂,并且可使放射性物质溶出于该洗提溶剂;固液分离过滤器,其可将溶出于洗提溶剂的放射性物质与所述清污对象物进行固液分离;电解槽,其收容固液分离后的包含洗提溶剂和污染水的分离液并可进行电解,所述清污对象物包含污染土壤和污染水,可回收去除了放射性物质的固液分离后的土壤,并且可使包含放射性物质的金属离子析出于阴极,所述土壤等的清污系统中,在前述电解槽内设置可捕集氢的捕集器,可将通过电解而产生出的包含氚的氢捕集于前述捕集器,将该氢移动到电解槽的外部并且捕获,从而实现对氢中所含的氚的清污,消除由氚的内照射引起的不安。
技术方案11的发明中,电解槽具备中空的密闭容器,在该容器的中央部设置阴极,并且对该密闭容器施加正电位而制成阳极,实现在密闭容器内的电解,并且可防止产生出的氢发生泄漏,从而安全地电解。
技术方案12的发明中,在电解槽内的捕集器的上方空间设置安全阀,滞留于电解槽内的氧的压力达到规定值以上时,可由电解槽排出前述氧,实现安全电解。
技术方案13的发明中,在捕集器的下方围绕前述阴极而设置一个或多个析出构件,可使放射性物质等的金属离子析出于前述阴极和析出构件,从而精密且高效地进行放射性物质等的金属离子的析出。
技术方案14的发明中,将捕获管的一端设置于捕集器内,将另一端设置于氢气填充装置,该氢气填充装置具备有可将捕集器内的氢进行抽吸的抽吸泵以及可将前述氢压入气体储罐的填充装置,将氢从捕集器抽吸出,从而安全地填充于气体储罐。
技术方案15的发明中,在电解槽内设置可将分离液中的放射性物质等的金属离子吸附的吸附过滤器,从而合理地吸附与电解槽一起的放射性物质等的金属离子,并且可容易将使用过的电解槽进行保管。
技术方案16的发明中,密闭容器内的底部进行绝缘被覆,可阻止源自密闭容器内的底部的氧的产生,可安全地将氢捕集。
技术方案17的发明中,在清污对象物的采取地设置可移动的清污车辆,在该车辆上搭载前述分离槽和电解槽、固液分离过滤器和可生成洗提溶剂的二氧化碳气体储罐、以及供水箱和氢气填充装置,在清污对象物的采取地有机且合理地对包含氚的放射性物质进行清污。
发明的效果
技术方案1的发明中,由于在电解槽内部捕集通过电解而产生出的包含氚的氢,将该氢移动到电解槽的外部并捕获,因而可实现对氢中所含的氚的清污,消除由氚的内照射引起的不安。
技术方案2的发明中,由于使电解槽密闭来进行电解,因而能可靠地捕集通过电解而产生出的氢。
技术方案3的发明中,在电解时滞留于电解槽内的氧的压力达到规定值以上时,从电解槽排出前述氧,因而可确保电解的安全。
技术方案4的发明中,在阴极的周围设置从该阴极通电的一个或多个析出构件,使放射性物质等的金属离子析出于前述阴极与析出构件,因此可精密地去除分离液中的放射性铯或其它放射性物质、重金属等的金属离子,从而清污。
技术方案5的发明中,将分离液在导入于电解槽前导入于吸附过滤器,利用该过滤器来吸附放射性物质等的金属离子,因此可通过划分为吸附过滤器与电解槽,从而合理地吸附放射性物质等的金属离子,实现提高电解槽的电解时间。
技术方案6的发明中,由于将氢填充于气体储罐并保管,从而可阻止氢中所含的氚的泄漏,从而安全地进行保管。
技术方案7的发明中,由于在使用过的电解槽的内部留置阴极和析出构件、析出于它们上的放射性物质等的金属离子、将氢捕集的捕集器、分离液的残液、吸附过滤器,并且进行保管,因而可消除分别保管它们的不合理之处,合理、安全、容易并廉价地进行保管。
技术方案8的发明中,氚水混合存在于前述污染水中,因而通过捕集对包含氚水的污染水或分离液进行电解而产生的氢,从而可将氚水中所含的氚去除并且清污。
技术方案9的发明中,放射性物质中包含放射性铯和氚,因而可将反应性强并且半衰期比较长的放射性铯、以及被认为是半衰期比较短并且毒性最少的放射性核种之一而被轻视的氚设为清污对象,从而将各种放射性物质进行清污。
技术方案10的发明中,在电解槽内设置可捕集氢的捕集器,可将通过电解而产生出的包含氚的氢捕集于前述捕集器,将该氢移动到电解槽的外部并且捕获,因而可实现氢中所含的氚的清污,消除由氚的内照射引起的不安。
技术方案11的发明中,电解槽具备中空的密闭容器,在该容器的中央部设置阴极,并且对该密闭容器施加正电位并设为阳极,因而可实现在密闭容器内的电解,并且防止产生出的氢的泄漏,从而安全地电解。
技术方案12的发明中,在电解槽内的捕集器的上方空间设置安全阀,在电解时滞留于电解槽内的氧的压力达到规定值以上时,从电解槽排出前述氧,因而可实现安全电解。
技术方案13的发明中,在捕集器的下方围绕前述阴极而设置一个或多个析出构件,可使放射性物质等的金属离子析出于前述阴极和析出构件,因而可精密且高效地进行放射性物质等的金属离子的析出。
技术方案14的发明中,将捕获管的一端设置于捕集器内,将另一端设置于氢气填充装置,该氢气填充装置具备有可抽吸捕集器内的氢的抽吸泵以及可将前述氢压入气体储罐的填充装置,因此可将氢从捕集器抽吸出,从而安全地填充于气体储罐。
技术方案15的发明中,在电解槽内设置了可将分离液中的放射性物质等的金属离子进行吸附的吸附过滤器,因此可与电解槽一同地合理地吸附放射性物质等的金属离子,并且容易将使用过的电解槽进行保管。
技术方案16的发明中,由于密闭容器内的底部进行了绝缘被覆,因而可阻止源自密闭容器内的底部的氧的产生,安全地将氢捕集。
技术方案17的发明中,在清污对象物的采取地设置可移动的清污车辆,在该车辆搭载了前述分离槽和电解槽、固液分离过滤器和可生成洗提溶剂的二氧化碳气体储罐、以及供水箱和氢气填充装置,因此可在清污对象物的采取地有机且合理地对包含氚的放射性物质进行清污。
附图说明
图1所示为搭载了本发明的清污设备的清污车辆的清污作业状况的主视图。
图2是放大显示图1的清污车辆的主视图。
图3是图2的俯视图。
图4:(a)~(h)是表示本发明的土壤的清污作业次序的说明图。
图5是表示本发明的土壤的清污作业的状况的说明图,表示将所污染的土壤与污染水导入分离槽前的状况。
图6是表示本发明的清污作业的状况的说明图,表示将所污染的土壤导入到制作出碳酸水的分离槽,将放射性铯溶出并分离的状况。
图7是本发明的清污作业的状况的说明图,表示了在分离槽中分离放射性铯,将碳酸水与污染土壤导入到固液分离过滤器与电解槽的状况。
图8是表示本发明的清污作业的状况的说明图,表示在电解槽将分离液进行电解,使放射性铯离子等的金属离子析出于阴极,将包含氚的氢捕集并捕获的状况。
图9是表示本发明的清污作业的状况的说明图,表示将清污土壤回收,并将氢填充于气体储罐的状况。
图10是表示本发明的清污作业的状况的说明图,表示在分离液的电解后,清洁地调制并返还到分离槽的状况。
图11表示了本发明的使用过的电解槽的保管状况。
图12放大显示本发明的使用过的电解槽的保管状况。
图13表示了本发明的填充了氢的气体储罐的保管状况。
具体实施方式
以下,当对将本发明应用于田地、水田、湿地等的土壤的清污的图示的实施形态进行说明时,在图1至图13中,1为被放射性物质污染了的清污对象地,其中包含具有表土2的田地3、将表土2浸渍在污染水中4而成的水田5或含有大量的水的湿地等,上述表土2具有一定的湿气、或干燥且硬化,本发明可应对该两者的清污。图中,6为生长于田地3的表土2的杂草,7为生长于污染水中4的表土2的水稻或杂草。
将清污车辆9停放在接近于上述清污对象地1的农用道路8或空地,从清污箱10送出吸入软管11,从该软管11的前端抽吸并采集混合存在有规定的污染土壤或者氚水(HTO6)的污染水4。图中,d为田地3的表土2的抽吸或采集深度,相当于作为放射性物质的铯的浸透深度,在实施形态中采集5cm以上的表土2。
上述清污车辆9为基于公知的真空车而构成,在其车身搭载有分离槽10、供水箱12、浓缩槽13、以规定压力填充有二氧化碳的储气瓶14以及可吸入固体、液体及气体的吸入泵15。
其中,分离槽10由可开盖的箱形的容器构成,在其上部以可转动的方式设置有可供吸入软管11卷绕的圆筒状的转盘16,该转盘16经由复位簧(recoilspring)(省略图示),可朝向图3上的逆时针方向转动地被施力,且可在其周面卷绕吸入软管11。
并且,在将污染土壤17抽吸时将吸入软管11向外侧拉出,利用其拉伸力使转盘16朝向图3上的时针方向转动,从而可陆续送出吸入软管11。
前述吸入软管11的一端连通于分离槽10的内部,可将从其前端部抽吸进来的污染土壤17或者污染水4导入于分离槽10内。在前述吸入软管11的基端部设置有开闭阀18,在另一端部设置有用于防止吸入异物的过滤器19。
图中,20是在转盘16的外侧设置在同心圆上的圆筒状的软管引导器,并且在其接线部设置有软管插通孔21。22是设置于分离槽10的后端部的软管夹具,23是有底的软管支承部。
上述供水箱12构成为可开盖的箱形的容器,且与上述分离槽10邻接设置,在其内部收容有可对上述分离槽10与浓缩槽13定量供给的清洁的水24。在该情形时,较理想为在供水箱12的周面设置有加热器,实现防止水24的冻结。
在前述供水箱12的底部设置有开闭阀25、26,它们连接供水管27、28的一端,其中供水管27的另一端设置于分离槽10内的上部,另外供水管28的另一端连接于设置在电解槽13的底部的开闭阀29。
前述电解槽13具备不锈钢板制的圆筒状的密闭容器30,其容积为约1.8L,在其表面被覆铅从而可遮蔽放射线,可相对于车体或相邻构件而绝缘设置。
另外,在密闭容器30内的底面设置绝缘被覆部30a,阻止源自该部的氧的产生。此时,从除了绝缘被覆部30a以外的侧壁内表面产生的氧可沿着侧壁内表面向上移动,并且可滞留于密闭容器30内上部的捕集器35的上方空间。
予以说明,优选在电解槽13的外周部装载加热器(省略图示)从而可加热,促进铯离子、重金属离子等的电泳。
棒状的阴极31贯通于前述密闭容器30的中央并垂直设置,该阴极31与作为阳极的密闭容器30之间设置引线32,该引线32连接着DC电源33与开关34。
前述阴极31的下端部设置于密闭容器30的底部正上方,在该密闭容器30内的阴极31的中高位置处设置有捕集氢气的圆筒状的捕集容器35。前述捕集容器35由一端开口了的深底的圆筒状的容器形成,将其开口部设为朝下设置。
在前述捕集容器35的内侧下方,一个或多个析出构件36围绕阴极31并相互接近地设置,且这些析出构件36以电连接于阴极31的方式设置。
实施方式的析出构件36利用金属网制的鼓状物或金属板、金属棒等而构成,在电解时可没入于从后述的固液分离过滤器送入的分离液37中。
上述储气瓶14立设在由供水箱12与浓缩槽13划分而成的空闲空间中而设置,在其上端部设置有开关阀44,该开关阀44连接有气体导管45,该气体导管45的另一端连接在设置于分离槽10的底部的开关阀39。
另外,在上述气体导管45的上游部插入有三通阀47,该三通阀47连接有气体导管48的一端,其另一端连接在浓缩槽13的下部周面,从而可供给二氧化碳。
在前述捕集容器35内的上部,在分离液37的液面上,设置捕获管38的一端,该管38的另一端将捕集容器35与密闭容器30贯通,并连接于外部的氢气填充装置39。
前述氢气填充装置39具有抽吸泵40以及可填充氢气的气体储罐41,在该储罐41的嘴角部装卸捕获管38的端部,平时具有可进行闭阀的开闭阀(省略图示)。
图中,42是设置在密闭容器30内的上部的沸石等的吸附过滤器,可吸附从后述的固液分离过滤器导入的分离液37中的放射性物质、重金属等。43是可测定密闭容器30内的分离液37的酸性浓度的pH传感器。
关于前述分离槽10,在供水后,可从气体储罐14介由气体导管45供给二氧化碳,可利用该二氧化碳制作规定酸性浓度的碳酸水(H2CO3)49作为放射性铯的洗提溶剂。
在实施方式中将分离槽10的碳酸水49的酸性浓度设定为pH3~7,用作电解槽13的电解液。图中,50是设置于分离槽10的底部的搅拌用的叶片。
在前述分离槽10的底部设置开闭阀51,该开闭阀51连接固液导管52的一端,该导管52的另一端连接于纵长筒状的固液分离过滤器53。
前述固液分离过滤器53是垂直设置的,在其内部具有旋转筒(省略图示),在该旋转筒的内部设置有离心分离机(省略图示)。
而且,从前述分离槽10导入的固液成分之中,因它们的比重差而使得重的土壤17移动到旋转筒的外侧,使混合存在有放射性铯离子、氚水的碳酸水49移动到旋转筒的内侧,从而可将它们进行固液分离,使得从放射性物质与碳酸水分离的土壤17a沉降并堆积于前述分离过滤器53内的下方,可从外部回收,另一方面,可将混合存在有放射性铯、锶、重金属等的分离液37送出到电解槽13。
在前述固液分离过滤器53的下部,以向下方突出的方式设置有排出管54,在该管54上以可开闭的方式设置有排出阀55,可介由该排出阀55的开阀来回收前述土壤17a。
因此,如果在固液导管52上设置多个固液分离过滤器53,则可高精度且高效地将土壤17a与包含放射性铯离子、氚水的碳酸水49分离。
在前述固液分离过滤器53的上端部的中央处连接着分离液导管56的一端,其另一端部通过开闭阀57连接于前述吸附过滤器42,将其管端部设置于密闭容器13内的底部。
而且,在电解槽13的阴极31与多个析出构件36上析出放射铯、锶、重金属等的金属离子,另外将通过电解而产生出的氢捕集于捕集容器35后,停止前述离心分离机,可将电解槽13内的不包含放射性物质的清洁的碳酸水49通过送回管(省略图示)而送回至分离槽10。
另一方面,前述吸入泵15连接着一对环状导管58、59,在该环状导管58、59的另一端连接四通阀60,在该四通阀60的两个端口连接着一端开放于大气的通气管61、以及一端设置在分离槽10内的连通管62。
前述四通阀60可通过切换杆63来切换配管端口,其切换位置设定为中立位置与排出位置以及吸入位置,平时是设定于中立位置,可控制连接于四通阀60的通气管61与连通管62的导通、以及设置在分离槽10的吸入软管11的吸入以及排出动作。
采取前述污染土壤17来向分离槽10导入的情况下,驱动吸入泵15,如图6那样将切换杆63从中立位置切换为吸入位置,将环状导管58、59连通于连通管62而将分离槽10内设为负压,从吸入软管11的前端部吸入污染土壤17,将其导入到分离槽10,从而浸没于碳酸水49中。
而且,利用碳酸水49将导入于前述分离槽10的污染土壤17进行二元酸(ジ·プロトン酸)清洗,将放射性铯离子、锶、重金属等的金属离子进行电离,可将它们与污染土壤17和碳酸水49等一起送出到固液分离过滤器53或电解槽13。
此时,驱动吸入泵15,如图7那样将切换杆63从吸入位置切换为排出位置,将环状导管58、59与通气管61连通于连通管62,将开闭阀18、46进行闭阀,并且将开闭阀51、57进行开阀,从通气管61吸入大气,将其从环状导管58、59送出到连通管62,从而将分离槽10内进行加压。
并且,将分离槽10内的混合存在有分离后的土壤17和放射性铯离子、锶、重金属等的金属离子以及碳酸水49等的泥状液送出到固液导管52,从该导管52导入到固液分离过滤器53中,从而将前述泥状液进行固液分离,将包含有分离后的放射性物质、重金属等的金属离子、碳酸水49等的分离液37送出到电解槽13。
此时,前述分离液37在导入电解槽13之前导入于吸附过滤器42,由该过滤器42吸附分离液37中的放射性物质、重金属等的金属离子,将通过了该过滤器42后的分离液37导入到电解槽13并且实行电解。
前述电解槽13的电解如图8那样,将开关34设为ON而将阴极31与作为阳极的密闭容器30进行通电,使得在阴极31产生氢,在作为阳极的密闭容器30产生氧。
在前述氢中存在有微量的氚,使包含该氚的氢的气泡沿着阴极31以及析出构件36而上浮,前述气泡到达分离液37的液面时将其捕集于捕集器35。
并且,通过驱动抽吸泵40将所捕集的包含氚的氢进行抽吸,将其导向捕获管38并注入于气体储罐41,将该气体储罐41填充为大气压左右。
另一方面,从密闭容器30内的侧面产生氧,其气泡沿着侧壁上升,移动到密闭容器30内上部的捕集器35的上方空间而滞留。在此情况下,在密闭容器30内的底面形成绝缘被覆部30a,因此不从该部产生氧。
在前述密闭容器30内的上部安装安全阀72,该安全阀72平时是闭阀,在密闭容器30内滞留了规定气压以上的氧时,可进行开阀,介由前述氧排出管73释放到外部。
另外,前述电解中,使通过吸附过滤器42并残留下来的放射性物质、重金属等的金属离子在分离液37中进行电泳,使其析出于阴极31以及施加于与阴极31相同的电位的析出构件36。
如此将密闭容器30内的分离液37进行电解,使放射性物质、重金属等的金属离子析出于阴极31和析出构件36,另一方面将包含氚的氢填充于气体储罐41,从分离液37中去除包含放射性物质的金属离子和氢气,调整为包含碳酸水49的清洁的水。
按照将前述制成为清洁的包含碳酸水49的分离液37送回到分离槽10而活用的方式进行操作,在该情况下如图10那样驱动吸入泵15,将切换杆63从排出位置切换至吸入位置,将开闭阀18、46进行闭阀,并且将开闭阀51、57进行开阀,从而将分离槽10内的包含碳酸水49的泥水介由连通管62吸出,使分离槽10内形成为负压,另一方面,将电解槽13内的清洁的分离液37由分离液导管56吸出,将其导向固液导管52,从而导入到分离槽10。
另一方面,将所回收的清污后的土壤17a进行晒干或者加热干燥,在干燥后通过添加规定量的土壤活性剂65并混合,将所采取的土壤17进行清污并且改性。
作为前述土壤活性剂65,包含堆肥等有机肥料、菌根菌或者包含氮、磷、钾的各种化学肥料,将改性了的土壤17送回到所采取的原来的田地,从而实现着清污土壤17的体积减小。图中,64是可测定分离槽10内的碳酸水49的酸性浓度的pH传感器,66是清污作业者。
在实施方式中,作为前述土壤活性剂65,使用经过灭火器的未使用期限后的含有磷酸二氢铵或硫酸铵的粉末状的灭火剂,而实现其有效利用。
另一方面,在电解槽13的阴极31或析出构件36上,通过电解而蓄积规定量的放射性物质,因而以分离液37的电解处理量为基准,需要对使用过的电解槽13进行废弃和替换。
其中,关于使用过的电解槽13的废弃,将开闭阀57从密闭容器30取下,将分离液导管56在中间部切断而与固液分离过滤器53分离。
此时,吸附过滤器42也同样需要废弃和替换,但是吸附过滤器42设置于密闭容器30内,因而与电解槽13同时期进行废弃并且替换。
另外,通过切断引线32从而实现与电极33或开关34一起再利用,也同样实现pH传感器43的再利用。
进一步,切断捕获管38的中间部,实现抽吸泵40及其喷出管的再利用,并且切断供水管28的端部,实现开闭阀29、26与供水管28的剩余部分的再利用。
通过这样操作,将使用过的电解槽13的周围构件取下而形成为圆筒状,在其密闭容器30的内部留置下阴极31与多个析出构件36、析出于它们上的包含放射性物质的金属离子、捕集器35与分离液37的残液、吸附过滤器42、安全阀72,从而将电解槽13以立式姿势堆积,将其保管于混凝土制的安全的保管设备67。该状况如图11以及图12那样。
另一方面,撤去使用过的电解槽13后,将新型的电解槽13绝缘处理并设置在清污车辆9的同位置,将一端连接于固液分离过滤器53的分离液导管56的另一端连接于开闭阀57,另外将捕获管38的一端装载于密闭容器30内,将其另一端连接于抽吸泵40,将其喷出管插入于新的气体储罐41。
进一步,在阴极31的上端部连接引线32,将其另一端连接于密闭容器30,将pH传感器43安装于密闭容器30,从而进行替换。
另外,在将填充了氢气的气体储罐41保管的情况下,设置与前述保管设备67同样的保管设备69,如图13那样在该设备69内将气体储罐41以横向堆积状态保管。在此情况下,在气体储罐41的嘴角部设置平时可进行闭阀的阀门(省略图示),防止了所填充的氢气的泄漏。
此外,图中,70、71是设置于清污车辆9的车体下部的供水管27、28用的供水泵。
如此构成的土壤等的清污方法以及土壤等的清污系统需要清污车辆9,该清污车辆9是改良了以往的真空车,在其车体搭载有分离槽10和供水箱12、电解槽13和填充了二氧化碳的气体储罐14、可将土壤或草木、田地的滞留水等进行抽吸的吸入泵15、以及固液分离过滤器53、土壤活性剂65、吸附过滤器42等。其状况如图2、图3那样。
其中,分离槽10由可开盖的箱形的容器构成,在其上部以可转动的方式设置有可供吸入软管11卷绕的圆筒状的转盘16,该转盘16经由复位簧(省略图示)而朝向逆时针方向转动地被施力,可在其周面卷绕吸入软管11。
并且,在将污染土壤抽吸时将吸入软管11向外侧拉出,利用其拉伸力使转盘16朝向图3上的时针方向转动,从而可陆续送出吸入软管11。
前述吸入软管11的一端连通于分离槽10的内部,可将从其前端部抽吸进来的污染土壤17导入于分离槽10内,在其基端部设置有开闭阀18,在另一端部设置有用于防止吸入异物的过滤器19。
将前述供水箱12构成为可开盖的箱形的容器,且与前述分离槽10邻接设置,从而可在其内部收容可向前述分离槽10和电解槽13供给的定量的清洁的水24。
在前述供水箱12的底部设置开闭阀25、26,它们连接供水管27、28的一端,其中将供水管27的另一端设置在分离槽10内的上部,将供水管28的另一端连接于设置在电解槽13的底部的开闭阀29,在这些供水管27、28上设置供水泵70、71。
前述电解槽13具备不锈钢板制的圆筒状的密闭容器30,其容积为约1.8L,在其表面被覆铅从而可遮蔽放射线,可相对于车体或相邻构件而绝缘设置。而且,将前述电解槽13设置在清污车辆9的装货台面的前部空间,与气体储罐14或供水箱12相邻设置。
棒状的阴极31贯通于前述密闭容器30的中央并垂直设置,该阴极31与作为阳极的密闭容器30之间设置引线32,该引线32连接着DC电源33与开关34。
将前述阴极31的下端部设置在密闭容器30的底部正上方,在该密闭容器30内的阴极31的中高位置处设置有捕集氢气的圆筒状的捕集容器35。前述捕集容器35形成为一端开口的深底的圆筒状,使开口部朝下并设置于密闭容器30内。
另外,在密闭容器30内的上部安装吸附过滤器42,该过滤器42连接分离液导管56,将其下端部设置于密闭容器30内的底部的正上方,并且在密闭容器30内的上部安装安全阀72,将其排出管73开口在容器30的外部。
进一步,在前述捕集容器35的内侧,一个或多个析出构件36围绕阴极31并相互接近地设置,将它们电连接于阴极31,且将各析出构件36进行电解时没入于分离液37中。
在前述捕集容器35内的上部,在分离液37的液面上,设置捕获管38的一端,将该管38的另一端贯通捕集容器35与密闭容器30,从而连接于外部的氢气填充装置39。
前述氢气填充装置39具备抽吸泵40以及可填充氢气的气体储罐41,在该储罐41的嘴角部设置着平时是闭阀并且可装卸捕获管38的端部的开闭阀(省略图示),该氢气填充装置39与电解槽13邻接设置。
使前述气体储罐14相邻于电解槽13以立设的方式设置,在其上端部设置开闭阀44,该开闭阀44连接气体导管45,将该气体导管45的另一端连接于设置在分离槽10的底部的开闭阀46。
在前述气体导管45中介插三通阀47,该三通阀47连接气体导管48的一端,其另一端连接于电解槽13的下部周面,可将二氧化碳选择性地向供水箱12或电解槽13供给。
关于前述分离槽10,在供水后,可从气体储罐14介由气体导管45供给二氧化碳,利用该二氧化碳制成放射性铯的洗提溶剂,可制作规定酸性浓度的碳酸水(H2CO3)49。
在前述分离槽10的底部设置开闭阀51,该开闭阀51连接固液导管52的一端,该导管52的另一端连接于纵长筒状的固液分离过滤器53。
将前述固液分离过滤器53垂直设置,在其内部所具备的旋转筒(省略图示)的内部具有离心分离机(省略图示),使从前述分离槽10导入的固液成分之中的土壤17移动到旋转筒的外侧,使包含混合存在有铯离子、氚水的碳酸水49的轻污染流体移动到旋转筒的内侧,从而可将它们进行固液分离。
如此,在前述清污车辆9中,合理且紧凑地设置分离槽10和供水箱12、小形槽13和气体储罐14、吸入泵15和固液分离过滤器49、可卷绕在分离槽10的上部的吸入软管11等,因此实现其小形化、轻型化以及低廉化,在山间的梯田或农地的狭隘的农道上也可移动,并发挥其机动性,在土壤17的采取上不需要使用重型设备,并且利用前述搭载机器来进行一连串的清污作业。
接着,在利用前述清污车辆9将被放射性物质污染了的污染土壤17与污染水4进行清污的情况下,存在有在现场无法筹备清洁的水24的情况,因而预先在供水箱12中收容规定量的清洁的水24,在分离槽10中也一并收容规定量的水24,将该清污车辆9移动到清污对象地1的田地3或水田5、山林或休耕地、湖沼,停车于相邻的农道8等。该状况如图1那样。另外,清污作业前的分离槽10与供水箱12、电解槽13、吸入泵15的状况如图5那样。
而且,开始清污作业时,介由气体导管45将填充于气体储罐14的二氧化碳送入到分离槽10的水24中,驱动搅拌装置50将二氧化碳与水24进行搅拌,基于pH传感器42来制作规定酸性浓度的碳酸水49。在实施方式中将碳酸水49的酸性浓度设定为pH3~6。
在此情况下,将二氧化碳加压为大气压或其以上,使其溶解于水24,因而促进其溶解度,促进碳酸水49的酸性浓度的升高。另外,在实施方式中,作为铯的洗提溶剂,使用了由二氧化碳与水24得到的弱酸性的碳酸水49,因此不需要使用昂贵且操作危险的草酸等强酸,即可安全地进行后述的清污作业。
如此制作碳酸水49后,将吸入软管11从分离槽10抽出,作业者66保持吸入软管11向规定的清污作业位置移动。另外,在其前后驱动吸入泵15,将其切换杆63切换为吸入位置,利用通气管61和连通管62将分离槽10内的空气吸出,可从吸入软管11的前端抽吸。该状况如图6那样。
在这样的状况下,将吸入软管11的前端安置于被污染的田地3的表层土2的正上方,另外在水田5或湿地带的情况下没入于污染水4中,抽吸正下方的污染土壤17或污染水4以及混合存在于污染水4中的氚水。该状况如图1以及图4(a)、图4(b)那样。
并且,从吸入软管11的前端抽吸污染水4或氚水、污染土壤17,将它们导入于吸入软管11而移动向分离槽10。该状况如图6那样。
前述抽吸到的土壤17或污染水4、氚水等混合存在,并且被导入于吸入软管11且移动到分离槽10的上部,从该软管11的开口端落入到分离槽10内的碳酸水49中且没入。该状况如图6那样。
由此,附着或沉积于土壤17或污染水4的放射性铯离子被碳酸水49清洗而溶出,将该离子从土壤17或污染水4分离并混合存在于碳酸水49中。
在此情况下,伴随着土壤17或污染水4的导入,使得碳酸水49的酸性浓度缓慢降低,因而该变化通过利用pH传感器42进行确认,根据需要从气体储罐14供给二氧化碳,从而将酸性浓度维持于一定。
此后,抽吸规定量的污染土壤17或污染水4,然后暂时停止抽吸,将它们在分离槽10中搅拌规定时间,使铯离子充分地溶出于碳酸水49后,将开闭阀18进行闭阀,使吸入软管11卷绕于转盘16并卷回,暂时结束污染土壤17或污染水4的抽吸作业。
接着,将开闭阀51进行开阀,将切换杆63从吸入位置切换为排出位置。
如此操作时,则从通气管61吸入大气,将大气经由环状管58、59送出到连通管52,从分离槽10内的上部吹出并对分离槽10进行加压。
由此,将污染土壤17或污染水4、氚水与分离出的铯离子一同地从开闭阀51送出到固液导管52,将这些固液成分导入于固液分离过滤器53。
关于前述固液分离过滤器53,在切换杆63的切换操作的前后起动离心分离机,向其旋转筒中导入前述固液成分,根据它们的比重差而使得污染土壤17移动到旋转筒的外侧,使得不包含前述土壤17的碳酸水49移动到旋转筒的内侧,从而将它们进行固液分离。此时,附着于土壤17的碳酸水49利用离心分离作用与放射性铯离子一起从土壤17分离。
因此,将放射性铯离子的大致总量和氚水与碳酸水49一起地设为分离液37而送出到分离液导管56,不含放射性铯离子的土壤17a沉降并堆积到前述分离过滤器49的下方。该状况如图7那样。
将前述分离液37导入于分离液导管56,并移动到电解槽13上的吸附过滤器42,利用该过滤器42吸附放射性物质、重金属等的金属离子并流到密闭容器30内,浸没内部的阴极31和析出构件36。
如此将分离液37导入于电解槽13,然后停止吸入泵15的驱动并且将开闭阀57进行闭阀。另外,利用pH传感器43确认分离液37中的酸性浓度,根据需要将二氧化碳补给于电解槽13,调整碳酸水49的酸性浓度,并且使装载于电解槽13的外部的加热器(省略图示)进行发热而促进放射性铯离子的电泳。该状况如图7那样。
此后,将开关34设为ON,对电极30、31间进行通电而使分离液37进行电解,在作为阳极的密闭容器30产生氧,在阴极31产生氢。
其中,从密闭容器30内的侧面产生氧,其气泡沿着侧壁向上移动,移动到捕集器35的上方空间并滞留。此时,在密闭容器30内的底面设置有绝缘被覆部30a,因此不从该绝缘被覆部30a产生氧,从而可安全地捕集氢。
如此,在捕集器35的上方空间滞留规定压的氧时,则安全阀72自动动作并开阀,前述氧介由排出管73被释放到外部。
另外,关于前述产生的氢,其气泡沿着阴极31或析出构件36在分离液37中上浮,移动到其液面上从而被捕集于捕集器35内。
并且,伴随着前述氢的捕集而将捕集器35内的空气挤出,将氢浓缩为一定浓度后,启动抽吸泵40,将捕集器35内的氢进行抽吸而导入于捕获管38,将其注入并填充于装载在捕获管38的端部的气体储罐41中。该状况如图8那样。
另一方面,利用分离液37的电解,使得溶出于碳酸水49的放射性物质、重金属等的金属离子向阴极31以及周围的析出构件36侧进行电泳,在它们上析出而附着。在此情况下,由于析出构件36按照围绕阴极31的方式密集地设置,故精密且可靠地析出前述金属离子等,吸附分离液37中的夹杂物并清洁化。该状况如图8那样。
如此,以规定时间将氢填充于气体储罐41,并且将放射性物质、重金属等的金属离子析出于阴极31以及析出构件36时,则在电解槽13内蓄积规定量的放射性物质,需要进行该电解槽13的废弃和替换。
因此,驱动吸入泵15,将切换杆63切换向吸入位置,将开闭阀18、46进行闭阀,并且将开闭阀51、57进行开阀,从而将分离槽10内的包含碳酸水49的泥水介由连通管62而吸出,使分离槽10内形成为负压,另一方面,将电解槽13内的清洁的分离液37吸出到分离液导管56,将其从固液分离过滤器53经由固液导管52而回流到分离槽10,实现其有效利用。该状况如图10那样。
另一方面,设置于电解槽13内的吸附过滤器42吸附放射性物质、重金属等的金属离子,蓄积规定量的放射性物质,因而将使用过的吸附过滤器42与电解槽13一起地保管于保管设备67。
另外,将填充了规定量的氢的填充完毕的气体储罐41从捕获管38拔出,并将其保管于保管设备69。
另一方面,通过前述固液分离在固液分离过滤器53中贮留规定量的分离后的土壤17a,对下次使用造成妨碍的情况下,从固液分离过滤器53回收土壤17a。
在该情况下,将排出阀54进行开阀将土壤17a从排出管54落下。并且,将所回收的前述土壤17a干燥,向其中添加规定的土壤活性剂65,将前述土壤17进行改良或改性。
关于前述土壤活性剂65,可选择并使用堆肥等有机肥料、菌根菌、或含有氮、磷、钾的各种化学肥料,将其添加于前述土壤17a并混合,散布回采取该土壤的田地3。该状况如图4(g)、图4(h)那样。
在实施方式中,作为前述土壤活性剂65,使用经过了灭火器的灭火剂的未使用期限后的含有磷酸二氢铵或者硫酸铵的粉末状的灭火剂,将其制成进行了亲水化处理的肥料,从而实现其有效利用。
因此,关于采取了污染土壤17的田地3,通过将改良或改性了的土壤17a进行散布,使土壤恢复到原状以上,并且变肥沃,因此与仅将污染土壤清污而送回到原来的田地3的情况相比,可迅速地恢复农业。
另一方面,使清洁的分离液37回流于分离槽10,根据需要将供水箱12内的新型的水24补给向分离槽10,从气体储罐14供给二氧化碳而制作了碳酸水49之后,将吸入软管11抽出并且驱动吸入泵15,从而恢复对污染土壤17或污染水4以及混合存在于其中的氚水进行抽吸或采取。
并且,与前述同样地将污染土壤17或污染水4、氚水等导入于分离槽10,使得它们的包含放射性物质的金属离子溶出于碳酸水49,将该固液分离液介由固液分离导管56来导入于固液分离过滤器53,利用该过滤器53将土壤17a与包含放射性物质、金属离子的洗提溶剂进行固液分离,将分离出的土壤17a贮留于固液分离过滤器53,将包含放射性物质、金属离子、碳酸水49的分离液37导入于吸附过滤器42,吸附分离液37中的放射性铯、重金属等。
如此,在实施方式中,在电解槽13内将分离液37的残液与析出于阴极31或析出构件36的放射性物质和金属离子、吸附过滤器42和安全阀72等一并保管,因而与将它们解体并分别保管的情况相比,可合理、紧凑、安全地进行保管,并且可预防由放射线照射引起的事故。
另一方面,撤去使用过的电解槽13后,将新的电解槽13进行绝缘处理并设置在清污车辆9的同位置,在固液分离过滤器53上连接分离液导管56的一端,将其另一端连接于开闭阀57,另外将捕获管38的一端设置于密闭容器30内,将其另一端连接于抽吸泵40,将其喷出管插入于新的气体储罐41。
进一步,在阴极31的上端部连接引线32,将其另一端连接于密闭容器30,将pH传感器43安装于密闭容器30并替换。如此,在电解槽13的替换之时,再利用了没有被放射性物质污染的构件,因此可将其合理且廉价地替换。
另外,将填充了氢的气体储罐41安全保管于保管设备69。该状况如图13那样。在此情况下,微量混合存在于氢中的氚的半衰期为12.32年,比较短,因而在半衰期经过前严格保管,经过半衰期后变化为氦3(3He),因而可将其进行再利用或者释放到大气。
如此,在实施方式中,将清污车辆9移动到清污对象地1,在该清污对象地1中采取污染土壤17或污染水4,利用搭载于清污车辆9的设备对该污染土壤17或污染水4迅速进行清污,将清污的土壤17a改性而送回原来的田地3,这一连串的清污作业是在清污对象地1进行的,因而可高效且迅速地进行这种清污作业,可将农耕迅速地恢复,并且实现污染土壤17的体积减小。
而且,在实施方式中不限于污染了的土壤17,也可适用于对存在污染了的水4的水田5或湿地带进行清污,因此具有可在广阔区域采用该清污作业的实用性效果。
另外,在该实施方式中,除了放射性铯之外,还将混合存在于从清污对象地1采取的污染水4中的氚水与土壤17进行固液分离,将利用电解槽13将该分离液37电解而产生出的氢进行捕集,将该氢捕获而填充于气体储罐41,将微量存在于氢中的氚封入于气体储罐41,从而安全地保管于保管设备67,因而可防止基于氚的照射。因此,可消除由氚的内照射导致的DNA的破坏以及由遗传基因的故障导致的癌症的不安。
进一步,在该实施方式中,将使用过的电解槽13或吸附过滤器42与分离液37的残液封入密闭容器30中,将它们安全地保管,因而可防止源自电解槽13或吸附过滤器42的放射线照射,可将它们合理且安全地保管。
产业上的可利用性
如此,本发明的土壤等的清污方法及土壤等的清污系统可在现场可靠且迅速地对例如被放射性物质污染的田地等的土壤或水进行清污,实现精密的清污与清污的效率提高,并且在清污后的土壤中添加土壤活性剂而改良土壤,将其迅速地送回至原来的田地而促进农耕的恢复,另一方面,可将附着或沉积于土壤的放射性物质从土壤精密地分离/浓缩,实现污染土壤的体积减小和放射性物质的安全处理,并且实现对放射性铯或氚的清污,消除由氚的内照射引起的不安,并且实现清污装置的合理且安全的废弃处理。
附图标记说明
1清污对象地
4污染水
9清污车辆
10分离槽
12供水箱
13电解槽
14二氧化碳气体储罐
15抽吸泵
17污染土壤(清污对象物)
17a清污土壤
30密闭容器
30a绝缘被覆部
31阴极
35捕集器
36析出构件
37分离液
39氢气填充装置
41气体储罐
42吸附过滤器
49洗提溶剂(碳酸水)
53固液分离过滤器。
Claims (17)
1.一种土壤等的清污方法,其将被放射性物质污染的清污对象物导入至洗提溶剂中而溶出,并从该洗提溶剂分离出放射性物质,上述清污对象物包含污染土壤与污染水,采集它们中的一者或两者并导入至洗提溶剂中,使在洗提溶剂中溶出的放射性物质与上述清污对象物固液分离,回收已去除了固液分离后的放射性物质的土壤,并且将固液分离后的包含洗提溶剂和污染水的分离液导入于电解槽并电解,使放射性物质等的金属离子析出于阴极,其特征在于,
在电解槽内部捕集通过电解而产生出的包含氚的氢,将该氢移动到电解槽的外部并捕获。
2.根据权利要求1所述的土壤等的清污方法,其中,使电解槽密闭来进行所述电解。
3.根据权利要求1所述的土壤等的清污方法,其中,在电解时滞留于电解槽内的氧的压力达到规定值以上时,从电解槽排出所述氧。
4.根据权利要求1所述的土壤等的清污方法,其中,在阴极的周围设置从该阴极通电的一个或多个析出构件,在电解时,使放射性物质等的金属离子析出于所述阴极与析出构件。
5.根据权利要求1所述的土壤等的清污方法,其中,将所述分离液在导入于电解槽前导入于吸附过滤器,利用该过滤器来吸附放射性物质等的金属离子。
6.根据权利要求1所述的土壤等的清污方法,其中,将所述氢填充于气体储罐并保管。
7.根据权利要求1所述的土壤等的清污方法,其中,在使用过的电解槽的内部留置阴极和析出构件、析出于它们上的放射性物质等的金属离子、将氢捕集的捕集器、分离液的残液、吸附过滤器,并且进行保管。
8.根据权利要求1所述的土壤等的清污方法,其中,氚水混合存在于所述污染水。
9.根据权利要求1所述的土壤等的清污方法,其中,所述放射性物质中包含放射性铯和氚。
10.一种土壤等的清污系统,其具备:分离槽,其收容被放射性物质污染的清污对象物与洗提溶剂,并且能使放射性物质溶出于该洗提溶剂;固液分离过滤器,其能将溶出于洗提溶剂的放射性物质与所述清污对象物进行固液分离;电解槽,其收容固液分离后的包含洗提溶剂和污染水的分离液并能进行电解,所述清污对象物包含污染土壤和污染水,所述土壤等的清污系统能回收去除了放射性物质的固液分离后的土壤,并且能使放射性物质的金属离子析出于阴极,所述土壤等的清污系统的特征在于,
在所述电解槽内设置能捕集氢的捕集器,能将通过电解而产生出的包含氚的氢捕集于所述捕集器,将该氢移动到电解槽的外部并且捕获。
11.根据权利要求10所述的土壤等的清污系统,其中,所述电解槽具备中空的密闭容器,在该容器的中央部设置阴极,并且对该密闭容器施加正电位并设为阳极。
12.根据权利要求10所述的土壤等的清污系统,其中,在电解槽内的捕集器的上方空间设置安全阀,滞留于电解槽内的氧的压力达到规定值以上时,从电解槽排出所述氧。
13.根据权利要求10所述的土壤等的清污系统,其中,在所述捕集器的下方围绕所述阴极而设置一个或多个析出构件,能使放射性物质等的金属离子析出于所述阴极和析出构件。
14.根据权利要求11所述的土壤等的清污系统,其中,将捕获管的一端设置于所述捕集器内,将另一端设置于氢气填充装置,该氢气填充装置具备有能抽吸捕集器内的氢的抽吸泵以及能将所述氢压入气体储罐的填充装置。
15.根据权利要求10所述的土壤等的清污系统,其中,在所述电解槽内设置了能吸附分离液中的放射性物质等的金属离子的吸附过滤器。
16.根据权利要求11所述的土壤等的清污系统,其中,所述密闭容器内的底部进行了绝缘被覆。
17.根据权利要求11所述的土壤等的清污系统,其中,在清污对象物的采取地设置能移动的清污车辆,在该车辆上搭载了所述分离槽和电解槽、固液分离过滤器和能生成洗提溶剂的二氧化碳气体储罐、以及供水箱和氢气填充装置。
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CN111996011A (zh) * | 2020-09-30 | 2020-11-27 | 泉州师范学院 | 一种基于过期干粉灭火器粉末的酸性土壤改良材料制备方法 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109712740A (zh) * | 2017-10-25 | 2019-05-03 | 株式会社奥特-塞特 | 污染土壤处理方法、处理装置以及处理系统 |
CN111996011A (zh) * | 2020-09-30 | 2020-11-27 | 泉州师范学院 | 一种基于过期干粉灭火器粉末的酸性土壤改良材料制备方法 |
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