JP2013096917A - 放射能汚染土除去方法及びこれに用いる汚染土用スイーパー - Google Patents

Abstract

【課題】放射能で汚染された土地の除染に際し、汚染濃度の高い表面付近土壌の除去回収を容易にする。
【解決手段】この方法では、小型の車両１及び回転式ブラシ２からなる汚染土用スイーパーを用い、回転式ブラシ２を汚染土上で汚染土の表層を所定の深さまで掻き取り可能な位置で回転させながら走行移動して、汚染土の表層を掻き取るようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、放射能汚染土除去方法及びこれに用いる汚染土用スイーパーに関する。

東日本大地震及びこれに伴う津波により原子力発電所に事故が発生したため、放射性物質が大気に拡散され地表に降下して土壌が放射能で汚染されるという事態が起きた。放射能汚染された地域では、汚染土の除去及びその処分が急がれている。この汚染土の除去では、除去された汚染土が、仮置きや中間貯蔵された後、洗浄等の処理を経て、最終処分されることになり、これには、多大な用地面積と費用が必要になるため、この点にも十分に配慮した適切な方法が採用されることが望まれる。
なお、このような放射能による汚染土の除去方法に関する技術の蓄積がなく、記載すべき先行技術文献情報はない。

そこで、ここでは、汚染された地域での除染対策と現状の問題点について検討する。
１．除染対策
そもそも放射性物質が地表に降下し土壌を放射能で汚染するという現象は、放射性物質がセシウム１３４、１３７等であった場合、これらの物質が土壌粒子に極めて強く吸着される状態である。つまり、降下した放射性物質は、地表面付近の土壌に吸着され、その後降雨等があった場合でも、ほとんど再溶出することなくその場所にとどまり、下方にはわずかしか移行しない。したがって、セシウム１３４、１３７等により汚染された土地の土壌は、表面のわずか２ｃｍ程度のみが高濃度に汚染され、それ以深はほとんど汚染されていないのが普通である。
よって、汚染された地域での除染対策としては、汚染土の表面の２ｃｍ程度の土のみを除去すればよく、これを超えて５ｃｍも１０ｃｍも除去（採取）したのでは、除去後の汚染土の仮置き、中間貯蔵、洗浄等の処理、最終処分の数量を大幅に増やすことになり、極めて不経済になるばかりか、用地の確保が困難になる。
このように汚染されている土地を修復するには、土壌表面のわずか２ｃｍ程度の高濃度の汚染土を除去するだけで十分である。なお、ここでいう「２ｃｍ」は例示であり、実際には状況により異なるが、１〜３ｃｍ程度になると考えられる。ここでは代表的な例として２ｃｍと表記する。
２．現状の問題点
しかしながら、汚染されている土地が、学校の校庭のようにほぼ平らで、ある程度以上の広い面積があり、雑草等が繁茂していない土地であれば、既存のモーターグレーダー等の機械を用いて、表面の２ｃｍ程度のみの土を除去することは可能であるが、実際には汚染されている土地にこのような好条件のところは少なく、例えば、狭い場所や障害物がある場所があり、しかも雑草等が繁茂して地上の草部分や地表面下の根が障害物になっているような場所も多く、土壌表面の２ｃｍ程度のみを精度よく除去することは難しい。

そこで、本発明は、放射能で汚染された土地の除染に際し、汚染濃度の高い表面の土壌を除去する場合において、既存のモーターグレーダー等では施工が困難な場所で、汚染土壌の表層を精度よく効率的に掻き取ることができ、汚染濃度の高い表面付近土壌の除去回収を容易にし得る新たな放射能汚染土除去方法及びこれに用いる汚染土用スイーパーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、放射能で汚染された土地の汚染土を除去するための放射能汚染土除去方法であって、土壌の表層を掻き取り可能な構造を有する回転式ブラシを備える汚染土用スイーパーを用い、前記回転式ブラシを汚染土上で汚染土の表層を所定の深さまで掻き取り可能な位置で回転させながら移動して、汚染土の表層を掻き取る、ことを要旨とする。

また、本発明は、上記放射能汚染土除去方法に用いる汚染土用スイーパーであって、汚染土上を走行可能な車両と、汚染土の表層を掻き取るための略円筒形のブラシ本体及びこれを回転駆動する駆動部からなる回転式ブラシとを備え、前記ブラシ本体は、前記車両の下部で前記車両の幅方向に延び、汚染土の表層を所定の深さに掻き取り可能な位置に回転可能に取り付けられる。
この汚染土用スイーパーはまた、ブラシ本体が車両の下部に高さを調整する手段を介して取り付けられることが好ましい。
また、ブラシ本体は、車両に取り付けられる回転軸と、前記回転軸の周囲に植設され、汚染土の表層を掻き取り可能な強度及び弾性を有するブラシとを有することが好ましい。この場合、ブラシは樹脂製のブラシに金属ワイヤーを混植してなるものでもよく、また、金属ワイヤーからなるものでもよい。

本発明の放射能汚染土除去方法及びこれに用いる汚染土用スイーパーによれば、放射能で汚染された土地の除染に際し、汚染濃度の高い表面の土壌を除去する場合において、汚染土用スイーパーを用い、回転式ブラシを汚染土上で汚染土の表層を所定の深さまで掻き取り可能な位置で回転させながら移動して、汚染土の表層を掻き取るようにしたので、モーターグレーダーが入れないような狭い場所でも表層土壌の回収が可能になった。また、対象土地に雑草等が繁茂している場合や地表面下にそれらの根が存在している場合は、モーターグレーダーでは地上部の草や地中部の根が障害となって表層土壌を精度よく回収することは困難であったが、汚染土用スイーパーを用いた場合は、作業の効率や精度には全く問題はなく、強靭な草や根をそのまま現地に残して、除去が必要な土壌のみを的確に回収することが可能になった。さらに、地表面に起伏があった場合も、モーターグレーダーのように高い部分は削りとりすぎ、低い部分は削りとりが不足することもなく、地表面の起伏にならって表面から必要な厚さの土砂を的確に除去できるようになった。

本発明の一実施の形態における放射能汚染土除去方法に用いる汚染土用スイーパーを示す図 同方法に用いる同スイーパーの特に回転式ブラシのブラシ本体を示す図 同方法及び同スイーパーによる作用（回転式ブラシで土壌の表層を所定の深さに掻き取る状態）を示す図

以下、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。
この放射能汚染土除去方法は、放射能で汚染された土地の汚染土を除去するためのもので、この方法では、特に、土壌の表層を掻き取り可能な構造を有する回転式ブラシを備える汚染土用スイーパーを用い、回転式ブラシを汚染土上で汚染土の表層を所定の深さまで掻き取り可能な位置で回転させながら移動して、汚染土の表層を掻き取る、ものとした。

図１にこの放射能汚染土除去方法に用いる汚染土用スイーパーを示している。図１に示すように、この汚染土用スイーパーは、汚染土上を走行可能な車両１と、汚染土の表層を掻き取るための略円筒形のブラシ本体２０及びこれを回転駆動する駆動部（図示省略）からなる回転式ブラシ２とを備え、ブラシ本体２０は、車両１の下部で車幅方向に延び、汚染土の表層を所定の深さに掻き取り可能な位置に回転可能に取り付けられる。
この汚染土用スイーパーの場合、車両１は乗員１名程度の小型車両で、車両の後部側に運転席１０を有している。この車両１の車体１１の下部には、前側の車輪１２の後方に近接して回転式ブラシ２のブラシ本体２０を回転可能に装着するためのブラシ装着部１１０が車体１１の幅方向に貫通して形成される。ブラシ本体２０は、図２に示すように、車両１に取り付けられる回転軸２１と、回転軸２１の周囲に植設され、汚染土の表層を掻き取り可能な強度及び弾性を有するブラシ２２とを有する。この場合、ブラシ２２には樹脂製のブラシに金属ワイヤーを混植されたものが採用される。このブラシ本体２０は、車体１１のブラシ装着部１１０に挿通され、車体１１に固定される支持ブラケット１１１を介して回動可能に支持される。この場合、支持ブラケット１１１はブラシ本体２０の高さ調整機能を有し、ブラシ本体２０は汚染土の表層を所定の深さに掻き取り可能に汚染土上の所定の高さに回転可能に取り付けられる。なお、ブラシ本体２０のブラシ２２は金属ワイヤーからなるものであってもよい。

図３にこの汚染土用スイーパーを用いて汚染土の表層を掻き取る作業状態を示している。図３に示すように、作業者は車両１に乗り、車両１の運転とともに回転式ブラシ２を操作し、汚染土上で回転式ブラシ２を回転させ、汚染土の表層を所定の深さまで掻き取りながら移動して、汚染土の表層の掻き取り作業を行う。

本願出願人は、このような汚染土用スイーパーの実機を作り、この実機で、土壌の表層を掻き取る実験を行った。
この実験では、車両の下部に、金属ワイヤーを混植した樹脂ブラシを、土壌の表層を表面下２ｃｍ程度まで掻き取り可能な位置に回転可能に低く装着し、土壌表面の土の掻き取りを行った。
その結果、この汚染土用スイーパーを走行させた土壌の掻き取り面は、土壌に植物が生えていても植物を残し、表面下２ｃｍ程度の表面土のみを効率的に掻き取ることができた。この汚染土用スイーパーの１回の走行（１パス）で土壌の掻き取りが不十分な場合は４回走行（４パス）程度まで行えば十分に２ｃｍ程度の厚さの表土を掻き取ることができた。
この実験から、この汚染土用スイーパーを用いた土壌の掻き取り方法で、地上に雑草等が繁茂して地上の草の部分や地表面下の根が障害になっていても、表層２ｃｍ程度の土壌の掻き取りを効率的に行えることが判明したため、実際にセシウムで放射能汚染されており雑草が繁茂している土地において、この方法での表層土の掻き取りによる除染効果を確認した。
この汚染土での実験では、土壌の掻き取り前の表土１〜２ｍｍをスコップで剥ぎ取り、この土壌の放射能をゲルマニウム半導体分析器で測定して、処理前の土壌の放射能濃度とした。そして、汚染土用スイーパーの回転式ブラシに通常の樹脂ブラシを用いた場合と金属ワイヤー混植ブラシを用いた場合に分けて、汚染土用スイーパーを同じ場所で４回ずつ走行（４パス）させ、回転式ブラシにより掻き取りされた後の新しい土壌表面の土１〜２ｍｍをスコップで剥ぎ取り、同様に放射能分析して、処理後の土壌の放射能濃度とした。
その結果を表１、表２に示す。

表１は、通常の樹脂ブラシを装着して走行した場合の結果であるが、処理前の濃度に比べ、４回走行（４パス）しても放射能濃度は減少していない（なお、処理前よりも濃度が高くなったのはサンプリングの誤差と考えられる。）。

表２は、金属ワイヤー混植ブラシを装着して走行した場合の結果である。４回走行（４パス）した後では、当初の濃度の５％にまで放射能濃度が減少しており、十分な効果が確認できた。

以上のことから明らかなように、この放射能汚染土除去方法及びこれに用いる汚染土用スイーパーによれば、放射能で汚染された土地の除染に際し、汚染濃度の高い表面の土壌を除去する場合において、小型の車両１及び回転式ブラシ２からなる汚染土用スイーパーを用い、回転式ブラシ２を汚染土上で汚染土の表層を所定の深さまで掻き取り可能な位置で回転させながら走行移動して、汚染土の表層を掻き取るようにしたので、モーターグレーダー等では施工が困難な場所でも、汚染土の表層土を精度よく効率的に掻き取ることができ、汚染濃度の高い表面付近の土壌の除去回収を容易にすることができる。

１ 車両
１０ 運転席
１１ 車体
１１０ ブラシ装着部
１１１ 支持ブラケット（高さ調整手段）
１２ 車輪
２ 回転式ブラシ
２０ ブラシ本体
２１ 回転軸
２２ ブラシ

Claims (6)

1. 放射能で汚染された土地の汚染土を除去するための放射能汚染土除去方法であって、
   土壌の表層を掻き取り可能な構造を有する回転式ブラシを備える汚染土用スイーパーを用い、前記回転式ブラシを汚染土上で汚染土の表層を所定の深さまで掻き取り可能な位置で回転させながら移動して、汚染土の表層を掻き取る、
   ことを特徴とする放射能汚染土除去方法。
2. 汚染土上を走行可能な車両と、汚染土の表層を掻き取るための略円筒形のブラシ本体及びこれを回転駆動する駆動部からなる回転式ブラシとを備え、前記ブラシ本体は、前記車両の下部で前記車両の幅方向に延び、汚染土の表層を所定の深さに掻き取り可能な位置に回転可能に取り付けられる請求項１に記載の放射能汚染土除去方法に用いる汚染土用スイーパー。
3. ブラシ本体は車両の下部に高さを調整する手段を介して取り付けられる請求項２に記載の汚染土用スイーパー。
4. ブラシ本体は、車両に取り付けられる回転軸と、前記回転軸の周囲に植設され、汚染土の表層を掻き取り可能な強度及び弾性を有するブラシとを有する請求項２又は３に記載の汚染土用スイーパー。
5. ブラシは樹脂製のブラシに金属ワイヤーを混植してなる請求項４に記載の汚染土用スイーパー。
6. ブラシは金属ワイヤーからなる請求項４に記載の汚染土用スイーパー。

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