JP2018511035A - 放射性核種を除去するための組成物および方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、放射性核種を除去するための組成物および方法に係り、さらに詳しくは、放射性核種と反応して放射性核種を除去するヘマトコッカス属微細藻類を含むことにより、環境にやさしく且つ容易に放射性核種を効率よく除去することができる、放射性核種を除去するための組成物および方法に関する。【選択図】図５
Description
本発明は、放射性核種を除去するための組成物および方法であって、放射性核種と反応して放射性核種を除去するヘマトコッカス属微細藻類を含むことにより、環境にやさしく且つ容易に放射性核種を効率よく除去することができる、放射性核種を除去するための組成物および方法に関する。
発電分野、医学分野、産業分野などの様々な分野で原子力の利用が増加するにつれて、放射性廃棄物の量が増加し、環境的および社会的に多くの問題を起こしている。低レベル放射性廃棄物であっても、人体及び環境に極めて有害なので、廃棄の際に適切な処理が要求される。このような前記放射性廃棄物（廃液）による環境汚染の問題を解決するために、例えば下記の論文文献及び特許文献ではイオン交換樹脂を用いて放射性廃棄物を処理している。
しかし、イオン交換樹脂を用いて放射性廃棄物を処理するとき、イオン交換樹脂は、選択性が低いため、放射性廃液に一般化学成分（カルシウム、マグネシウムなど）が多量含有された場合には寿命が短くて非効果的であり、また廃イオン交換樹脂は、固化の際に膨潤などの問題により固化体の健全性が低いという問題がある。
イナムギョン、「イオン交換樹脂を用いた放射性核種除去評価」、学位論文（修士）−慶北大学校大学院：環境工学科環境工学専攻（韓国）、２０１１年２月
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、放射能漏れ及び汚染について効率的で環境にやさしい、放射性核種を除去するための組成物および方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、微細藻類（例えば、ヘマトコッカス・プルビアリス）を用いて放射性核種を除去するため、環境にやさしく且つ容易に放射性核種を除去することができる、放射性核種を除去するための組成物および方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、微細藻類（例えば、ヘマトコッカス・プルビアリス）の培養条件と反応条件を調節して放射性核種の除去効率を向上させることができる、放射性核種を除去するための組成物および方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記の目的を達成するために、次の構成を持つ実施例によって実現される。
本発明の一実施例によれば、本発明に係る組成物は、放射性核種と反応して放射性核種を除去するヘマトコッカス属微細藻類を含むことを特徴とする。
本発明の他の実施例によれば、本発明に係る組成物において、前記ヘマトコッカス属微細藻類は、ヘマトコッカス・プルビアリスであることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る組成物において、前記放射性核種はセシウム（Ｃｅｓｉｕｍ−１３７）またはストロンチウム（Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ−９０）であることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る組成物において、前記放射性核種とヘマトコッカス属微細藻類との反応はｐＨ７．１乃至９の条件で行われることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る組成物において、前記組成物は、放射性核種を８０乃至９０％除去することを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る組成物において、前記ヘマトコッカス属微細藻類は、増殖及び成熟したヘマトコッカス属微細藻類が使用されることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る組成物において、前記ヘマトコッカス属微細藻類は、パルメラ状態まで細胞分裂するように培養して増殖し、その後に細胞分裂を停止し、細胞が成長して細胞内に物質を蓄積するように培養して成熟することを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る組成物において、前記ヘマトコッカス属微細藻類を、培地を用いて常温でパルメラ状態まで強度４０乃至６０μｍｏｌｍ−２ｓ−１の蛍光灯条件で明期１２乃至１６時間、暗期８乃至１２時間の明暗周期で培養して増殖させることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る組成物において、前記ヘマトコッカス属微細藻類が増殖した後、培地を除去し、洗浄した後、２乃至４ｍＭ ＮａＨＣＯ３溶液で取り替え、しかる後に、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）で１４６〜１５１．１４μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で４０乃至８０時間培養して１次成熟させ、次いで青色発光ダイオード（ＬＥＤ）で１２〜１５μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で８乃至１２日間培養して２次成熟させることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る除去方法は、ヘマトコッカス属微細藻類を放射性核種と反応させて放射性核種を除去する反応段階を含むことを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る除去方法において、前記ヘマトコッカス属微細藻類は、ヘマトコッカス・プルビアリスであることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る除去方法において、前記放射性核種はセシウム（Ｃｅｓｉｕｍ−１３７）またはストロンチウム（Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ−９０）であることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る除去方法において、前記反応段階はｐＨ７．１乃至９の条件で行われることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る除去方法において、放射性核種は８０乃至９０％が除去されることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る除去方法は、微細藻類を増殖および成熟させる培養段階をさらに含むことを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る除去方法において、前記培養段階は、ヘマトコッカス属微細藻類が細胞分裂して増殖するように培養する増殖段階と、前記増殖段階の後にヘマトコッカス属微細藻類が細胞分裂を停止し、細胞が成長して細胞内に物質を蓄積するように培養する成熟段階とを含むことを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る除去方法において、前記増殖段階は、ヘマトコッカス属微細藻類を、培地を用いて常温でパルメラ状態まで強度４０乃至６０μｍｏｌｍ−２ｓ−１の蛍光灯条件で明期１２乃至１６時間、暗期８乃至１２時間の明暗周期で培養して行われることを特徴とする。
本発明の別の実施例によれば、本発明に係る除去方法において、前記成熟段階は、前記増殖段階の後に培地を除去し、洗浄した後、２乃至４ｍＭ ＮａＨＣＯ３溶液で取り替え、しかる後に、赤色ＬＥＤで１４６〜１５１．１４μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で４０乃至８０時間培養する第１成熟段階と、前記第１成熟段階の後に青色ＬＥＤで１２乃至１５μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で８乃至１２日間培養する第２成熟段階とを含むことを特徴とする。
本発明は、先立って本実施例によって次の効果を得ることができる。
本発明は、放射能漏れ及び汚染に対して効率的で環境にやさしく対処することができるという効果がある。
また、本発明は、微細藻類（例えば、ヘマトコッカス・プルビアリス）を用いて放射性核種を除去するので、環境にやさしく且つ容易に放射性核種を除去することができるという効果がある。
また、本発明は、微細藻類（例えば、ヘマトコッカス・プルビアリス）の培養条件と反応条件を調節して放射性核種の除去効率を向上させることができるという効果がある。
以下、本発明に係る放射性核種を除去するための組成物および方法を、添付図面を参照して詳細に説明する。特別な定義がない限り、本明細書のすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する技術者が理解する当該用語の一般的な意味と同じであり、もし本明細書で使用された用語の意味と衝突する場合には、本明細書に使用された定義に従う。また、本発明の要旨を無駄に曖昧にするおそれのある公知の機能及び構成についての詳細な説明は省略する。明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特別に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
本発明は、放射性核種を除去するための組成物に関するもので、前記組成物は、微細藻類や緩衝溶液などを含み、７．１乃至９．０のｐＨを有する。前記組成物によって様々な放射性核種の除去が可能であり、一例としてセシウム（Ｃｅｓｉｕｍ−１３７）、ストロンチウム（Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ−９０）の除去が可能である。
前記微細藻類は、放射性核種と反応（放射性核種を吸着）して放射性核種を除去する構成であって、好ましくは、ヘマトコッカス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ）属の種が使用され、さらに好ましくは、ヘマトコッカス・プルビアリス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ）が使用される。前記ヘマトコッカス属の種は、ヘマトコッカス・カペンシス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｃａｐｅｎｓｉｓ）、ヘマトコッカス・カロセルース（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｃａｒｏｃｅｌｌｕｓ）、ヘマトコッカス・ドロエバケンシス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｄｒｏｅｂａｋｅｎｓｉｓ）、ヘマトコッカス・ラキュストリス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｌａｃｕｓｔｒｉｓ）、ヘマトコッカス・ムロルム（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｍｕｒｏｒｕｍ）、ヘマトコッカス・プルビアリス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｐｌｕｖｉａｌｉｓ）、ヘマトコッカス・サマリス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｔｈｅｒｍａｌｉｓ）、ヘマトコッカス・ジンバビエンシス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｚｉｍｂａｂｗｉｅｎｓｉｓ）、Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｏｂｔｕｓｉｓｐｉｎｕｓ、ヘマトコッカス・インシグニス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｉｎｓｉｇｎｉｓ）、Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｔｒｕｎｃａｔｉｓｐｉｎｕｓ、ヘマトコッカス・サリヌス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｓａｌｉｎｕｓ）、ヘマトコッカス・サンギネウス（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｓａｎｇｕｉｎｅｕｓ）、ヘマトコッカス・アルマニ（Ｈａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ａｌｌｍａｎｉｉ）、およびＨａｅｍａｔｏｃｏｃｃｕｓ ｂｕｅｔｓｃｈｌｉｉよりなる群から少なくとも一つが使用できる。
前記ヘマトコッカス属の種の一例であるヘマトコッカス・プルビアリスは、様々な放射性核種に対して強い生存力を有するとともに、優れた放射性核種除去能力を有する。除去可能な放射性核種は、セシウム（Ｃｅｓｉｕｍ−１３７）、ストロンチウム（Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ−９０）、ウラン（Ｕｒａｎｉｕｍ−２３８）、バリウム（Ｂａｒｉｕｍ−１３３）、カドミウム（Ｃａｄｍｉｕｍ−１０９）、コバルト（Ｃｏｂａｌｔ−５７）、コバルト（Ｃｏｂａｌｔ−６０）、ユウロピウム（Ｅｕｒｏｐｉｕｍ−１５２）、マンガン（Ｍａｎｇａｎｅｓｅ−５４）、ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ−２２）、亜鉛（Ｚｉｎｃ−２２）、テクネチウム（Ｔｅｃｈｎｅｔｉｕｍ−９９ｍ）、タリウム（Ｔｈａｌｌｉｕｍ−２０４）、ポロニウム（Ｐｏｌｏｎｉｕｍ−２１０）、アメリシウム（Ａｍｅｒｉｃｉｕｍ−２４１）などを含むが、これに限定されない。前記微細藻類（例えば、ヘマトコッカス・プルビアリス）は、放射性核種と反応する前に、培養条件を変えて増殖及び成熟過程を経るが、これについては以下に詳しく説明する。
前記緩衝溶液は、一例としてＮａＨＣＯ３緩衝溶液、ＮａＨＣＯ３、ＮａＮＯ３およびＮａＣｌを含む緩衝溶液などが使用できるが、これに限定されるものではない。前記緩衝溶液は、様々な栄養塩類を排除した純粋な基本緩衝溶液のみで構成されることが好ましい。不要な成分は排除するのは、過剰な栄養物質及びその他のイオンが存在する場合に微細藻類による放射性核種の吸着及び吸収を解析する上で変数になるおそれがあり、緩衝溶液内の様々な元素との反応によって放射性核種自体の沈殿が発生するおそれがあるためである。前記緩衝溶液の組成に応じて、前記微細藻類と放射性核種は淡水と海水の条件で反応することが可能であるが、淡水条件で微細藻類と放射性核種とが反応することが好ましく、これについては以下に詳しく説明する。
以下、前述したような組成物（微細藻類）を用いて放射性核種を除去する方法について説明する。
前記放射性核種の除去方法は、微細藻類を増殖および成熟させる培養段階と、前記培養段階で培養された微細藻類を一定の条件下で放射性核種と反応（放射性核種を微細藻類の細胞壁に接触させて微細藻類が放射性核種を吸着）させる反応段階などを含む。以下では、ヘマトコッカス属の微細藻類を例として説明する。
前記培養段階は、ヘマトコッカス属微細藻類を増殖および成熟させる段階であって、ヘマトコッカス属微細藻類の細胞分裂が起こって増殖するように一定の条件下で培養する増殖段階と、前記増殖段階の後にヘマトコッカス属微細藻類が細胞分裂を停止し、細胞が成長して細胞内に物質を蓄積するように一定の条件下で培養する成熟段階とを含む。
前記増殖段階は、ヘマトコッカス属微細藻類が細胞分裂して増殖するように一定の条件下で培養する段階であって、例えば、ヘマトコッカス属微細藻類をＢＧ１１（または３ＮＢＢＭ）培地を用いて常温でパルメラ（ｐａｌｍｅｌｌａ）状態まで強度４０乃至６０μｍｏｌｍ−２ｓ−１の蛍光灯条件で明期１２乃至１６時間と暗期８乃至１２時間の明暗周期で培養して行われる。前記ヘマトコッカス属微細藻類は、成長段階で細胞の運動性の程度によって運動型の形態と非運動型の形態を有する。前記運動型の形態は８乃至５０μｍの細胞範囲の洋ナシ型の形状を有し、パルメラ（ｐａｌｍｅｌｌａ）状態と呼ばれる非運動型の形態は、球形の原形質が緊密に接着されたパルメラメンブラン（ｐａｌｍｅｌｌａ ｍｅｍｂｒａｎｅ）内に覆われており、フラジェラ（ｆｌａｇｅｌｌａ、鞭毛）を除く細胞構造は、運動型の形態と同様に残っている。前記増殖段階を経る間に、ヘマトコッカス属微細藻類は、細胞分裂して増殖し、運動型の形態から非運動型の形態（パルメラ状態）に変化するが、増殖段階の前後のヘマトコッカス・プルビアリスの位相差顕微鏡のイメージを示す図１と図２とを比較してこれを確認することができる。増殖段階の後にヘマトコッカス・プルビアリスを位相差顕微鏡で撮影すると、図２に示すように、緑色のイメージが撮影され、一定程度の運動性を有することが分かるが、以下では、前記増殖段階を経たヘマトコッカス属微細藻類はＧｒｅｅｎ Ｃｅｌｌ状態にあると称する。
前記成熟段階は、前記増殖段階の後にヘマトコッカス属微細藻類が細胞分裂を停止し、細胞が成長して細胞内に物質を蓄積するように一定の条件下で培養する段階であって、例えば、前記増殖段階の後に培地を除去し、洗浄した後、２乃至４ｍＭ ＮａＨＣＯ３溶液で取り替え、しかる後に、赤色ＬＥＤで１４６〜１５１．１４μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で４０乃至８０時間培養する第１成熟段階と、前記第１成熟段階の後に青色ＬＥＤで１２〜１５μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で８乃至１２日間培養する第２成熟段階とを含む。前記第１成熟段階を経る間に、細胞分裂は徐々に減少し、細胞は成長して細胞壁が厚くなり、内部に物質を蓄積し、運動性が著しく減少するが、第１成熟段階の前後のヘマトコッカス・プルビアリスの位相差顕微鏡のイメージを示す図２と図３とを比較してこれを確認することができる。前記第１成熟段階の後にヘマトコッカス・プルビアリスを位相差顕微鏡で撮影すると、図３に示すように、褐色のイメージが撮影される。前記第２成熟段階を経る間に、細胞分裂を停止し、細胞は成長して細胞壁は最大に厚くなり、内部に物質をびっしり蓄積し、ほぼ運動性を持たなくなるが、第２成熟段階の前後のヘマトコッカス・プルビアリスの位相差顕微鏡のイメージを示す図３と図４とを比較してこれを確認することができる。前記第２成熟段階の後にヘマトコッカス・プルビアリスを位相差顕微鏡で撮影すると、図４に示すように、赤色のイメージが撮影される。前記第２成熟段階では、細胞分裂を停止し、細胞が最大に成長して内部にびっしり物質を蓄積するので、以下では、前記第２成熟段階を経たヘマトコッカス属微細藻類は静止期（Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ）状態にあると称する。また、前記第１成熟段階は、前記増殖段階を経て増殖した細胞が前記第２成熟段階を介して細胞分裂を停止し、最大に細胞成長が起こるようにするための中間段階に該当するので、以下では、前記第１成熟段階を経たヘマトコッカス属微細藻類は誘導期（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）状態にあると称する。
前記反応段階は、培養段階で培養された微細藻類を一定の条件下で放射性核種と反応（放射性核種を微細藻類の細胞壁に接触させて微細藻類が放射性核種を吸着）させて放射性核種を除去する段階である。前記反応段階は、ｐＨ７．１乃至９．０の条件において緩衝溶液内で微細藻類と放射性核種とが反応して微細藻類が放射性核種を吸着することにより、放射性核種を除去する。
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明する。しかし、これらの実施例は、本発明をより詳細に説明するためのもので、本発明の権利範囲を限定するものではない。
ヘマトコッカス・プルビアリスの増殖及び成熟過程の誘導
１）ヘマトコッカス・プルビアリス（Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ａｌｇａ ａｎｄ Ｐｒｏｔｏｚｏａ社のＣＣＡＰ３４／７製品）を、ＢＧ１１（または３ＮＢＢＭ）培地を用いて常温でパルメラ（ｐａｌｍｅｌｌａ）状態まで強度４８．５８μｍｏｌｍ−２ｓ−１の蛍光灯条件で明期１４時間と暗期１０時間の明暗周期で培養した（Ｇｒｅｅｎ ｃｅｌｌ状態）。
２）その後、培地を除去し、洗浄した後、３ｍＭ ＮａＨＣＯ３溶液で取り替え、赤色ＬＥＤで１４６〜１５１．１４μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で６０時間培養した（Ｉｎｄｕｃｉｔｏｎ状態）。
３）その後、青色ＬＥＤで１２〜１５μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で１０日間培養した（Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ状態）。
ヘマトコッカス・プルビアリスの増殖および成熟過程による状態の確認
１）増殖前のヘマトコッカス・プルビアリス（ＣＣＡＰ３４／７製品の状態）、Ｇｒｅｅｎ Ｃｅｌｌ状態のヘマトコッカス・プルビアリス、Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ状態のヘマトコッカス・プルビアリス、Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ状態のヘマトコッカス・プルビアリスをそれぞれ位相差顕微鏡で撮影し、その結果を図１乃至図４に示した。
２）図１と図２とを対比すると、増殖段階を経る間に、ヘマトコッカス属微細藻類は、細胞分裂して増殖し、パルメラ状態に変化し、一定程度の運動性を有することが分かる。図２と図３とを比較すると、第１成熟段階を経る間に、細胞分裂は徐々に減少し、細胞は成長して細胞壁が厚くなり、内部に物質を蓄積し、運動性が著しく減少することが分かる。図３と図４とを対比すると、第２成熟段階を経る間に細胞分裂を停止し、細胞は成長して細胞壁は最大に厚くなり、内部に物質をびっしり蓄積し、ほぼ運動性を有しないことが分かる。
放射性核種を除去するための組成物（試料）の準備
１）実施例１の１）で培養されたヘマトコッカス・プルビアリスを、イオンが最小化されたバッファ溶液（３ｍＭ ＮａＨＣＯ３溶液）で３回以上洗浄し、栄養塩類を除去したバッファ溶液（３ｍＭ ＮａＨＣＯ３溶液）に保管し、保管された微細藻類を分注してヘマトサイトメーターを用いて細胞数を測定した後、微細藻類を１０分の１もしくは１００分の１に希釈して組成物（試料１）を準備した。
２）実施例２の１）の製造方法で、実施例１の２）で培養されたヘマトコッカス・プルビアリスを使用した以外は他の条件を同様にして、組成物（試料２）を準備した。
３）実施例２の１）の製造方法で、実施例１の３）で培養されたヘマトコッカス・プルビアリスを使用した以外は他の条件を同様にして、組成物（試料３）を準備した。
放射性核種の除去効率の評価
１）韓国原子力研究院で放射性核種（３．７×１０２Ｂｑ／ｍｌの放射性セシウム（Ｃｅｓｉｕｍ−１３７））の注入が完了した遠心チューブそれぞれに注射器を用いて試料１（１０７ｃｅｌｌｓ／ｍｌの濃度）、試料１（１０５ｃｅｌｌｓ／ｍｌの濃度）、試料２（１０５ｃｅｌｌｓ／ｍｌの濃度）、試料３（１０５ｃｅｌｌｓ／ｍｌの濃度）を注入して反応溶液を形成した。その後、遠心チューブをインキュベーターに入れ、２５℃、１５０ｒｐｍ、２４時間光条件の恒温状態を維持させた。
２）その後、一定の時間間隔で遠心チューブから反応溶液を採取して、ＭＣＡ（Ｍｕｌｔｉ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎａｌｙｚｅｒ）を利用したγ線分析によって微細藻類吸着率（除去率）を測定し、結果を図５に示した。
３）図５を参照すると、試料３（１０５ｃｅｌｌｓ／ｍｌの濃度）の場合、３日内に８０％以上の放射性核種が除去され、６日内に９０％以上の放射性核種が除去されることが分かるため、特定の培養条件（Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ状態）を有するヘマトコッカス・プルビアリスは、放射性核種に対して強い生存力だけでなく、優れた放射性核種除去能力を有することが分かる。
淡水と海水による放射性核種の除去効率の評価
１）試料３の製造過程でバッファ溶液として３ｍＭ ＮａＨＣＯ３溶液（淡水の組成に該当）の代わりに海水（一般な海水）を使用し、他の条件を同様にして試料４を準備した。
２）実施例３の１）の反応条件と同様にして、試料３と４を放射性核種と反応させた後、一定の時間間隔で遠心チューブから反応溶液を採取し、ＭＣＡ（Ｍｕｌｔｉ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎａｌｙｚｅｒ）を利用したγ線分析によって微細藻類吸着率（除去率）を測定し、結果を図６に示した。
３）図６を参照すると、試料３（淡水条件）が試料４（海水条件）よりも遥かに高い放射性核種除去効率を有することが分かるため、同じ濃度のヘマトコッカス・プルビアリスを使用しても、海水では淡水よりも放射性核種除去効率を高めることができることが分かる。
ヘマトコッカス・プルビアリスの細胞個々の大きさ、凝集形態の確認及び成分分析
１）試料３に対し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＣ、ＳＮＥ−４５００Ｍ）分析を実施して図７に示し、ＥＤＳ成分分析を実施して図８に示した。
２）実施例３の１）の反応条件と同様にして、試料３を放射性核種と反応させた後、反応溶液を４０００ｒｐｍ（１０分）で遠心分離して固液を分離し、沈んだ沈殿物を凍結乾燥させて常温（約２５℃）で保管した後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＣ、ＳＮＥ−４５００Ｍ）分析を実施して図９に示し、ＥＤＳ成分分析を実施して図１０に示した。
３）図７を参照すると、ヘマトコッカス・プルビアリスは、細胞表面積が広いため、放射性核種の吸着及び吸収が容易であり、凝集した形態での挙動が、実際の放射性核種が位置する地域の汚染源の処理及び回収に容易であると判断され、図７と図９（放射線核種が吸着された状態のイメージを確認）とを比較し、図８と図１０（化学分析によって、放射性核種（Ｃｓ）吸収された状態を確認）とを比較すると、ヘマトコッカス・プルビアリスに放射性核種が吸着されたことが分かる。
以上、出願人は本発明の好適な実施例を説明したが、これらの実施例は、本発明の技術的思想を実現する一実施例に過ぎないもので、本発明の技術的思想を実現する限り、いかなる変更例または修正例も本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
Claims (18)
- 放射性核種と反応して放射性核種を除去するヘマトコッカス属微細藻類を含むことを特徴とする、組成物。
- 前記ヘマトコッカス属微細藻類がヘマトコッカス・プルビアリスであることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
- 前記放射性核種がセシウム（Ｃｅｓｉｕｍ−１３７）またはストロンチウム（Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ−９０）であることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
- 前記放射性核種とヘマトコッカス属微細藻類との反応がｐＨ７．１乃至９の条件で行われることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
- 前記組成物は、放射性核種を８０乃至９０％除去することを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
- 前記ヘマトコッカス属微細藻類には、増殖及び成熟したヘマトコッカス属微細藻類が使用されることを特徴とする、請求項１に記載の組成物。
- 前記ヘマトコッカス属微細藻類は、パルメラ状態まで細胞分裂するように培養して増殖し、その後に細胞分裂を停止し、細胞が成長して細胞内に物質を蓄積するように培養して成熟することを特徴とする、請求項６に記載の組成物。
- 前記ヘマトコッカス属微細藻類を、培地を用いて常温でパルメラ状態まで強度４０乃至６０μｍｏｌｍ−２ｓ−１の蛍光灯条件で明期１２乃至１６時間と暗期８乃至１２時間の明暗周期で培養して増殖させることを特徴とする、請求項７に記載の組成物。
- 前記ヘマトコッカス属微細藻類が増殖した後、培地を除去し、洗浄した後、２乃至４ｍＭ ＮａＨＣＯ３溶液で取り替え、しかる後に、赤色ＬＥＤで１４６〜１５１．１４μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で４０乃至８０時間培養して１次成熟させ、次いで青色ＬＥＤで１２〜１５μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で８乃至１２日間培養して２次成熟させることを特徴とする、請求項８に記載の組成物。
- ヘマトコッカス属微細藻類を放射性核種と反応させて放射性核種を除去する反応段階を含むことを特徴とする、放射性核種の除去方法。
- 前記ヘマトコッカス属微細藻類がヘマトコッカス・プルビアリスであることを特徴とする、請求項１０に記載の放射性核種の除去方法。
- 前記放射性核種がセシウム（Ｃｅｓｉｕｍ−１３７）またはストロンチウム（Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ−９０）であることを特徴とする、請求項１０に記載の放射性核種の除去方法。
- 前記反応段階がｐＨ７．１乃至９の条件で行われることを特徴とする、請求項１０に記載の放射性核種の除去方法。
- 前記放射性核種の除去方法において、放射性核種が８０乃至９０％除去されることを特徴とする、請求項１０に記載の放射性核種の除去方法。
- 前記放射性核種の除去方法は、微細藻類を増殖および成熟させる培養段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の放射性核種の除去方法。
- 前記培養段階は、
ヘマトコッカス属微細藻類が細胞分裂して増殖するように培養する増殖段階と、
前記増殖段階の後にヘマトコッカス属微細藻類が細胞分裂を停止し、細胞が成長して細胞内に物質を蓄積するように培養する成熟段階とを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の放射性核種の除去方法。 - 前記増殖段階は、
ヘマトコッカス属微細藻類を、培地を用いて常温でパルメラ状態まで強度４０乃至６０μｍｏｌｍ−２ｓ−１の蛍光灯条件で明期１２乃至１６時間と暗期８乃至１２時間の明暗周期で培養して行われることを特徴とする、請求項１６に記載の放射性核種の除去方法。 - 前記成熟段階は、
前記増殖段階の後に培地を除去し、洗浄した後、２乃至４ｍＭ ＮａＨＣＯ３溶液で取り替え、しかる後に、赤色ＬＥＤで１４６〜１５１．１４μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で４０乃至８０時間培養する第１成熟段階と、
前記第１成熟段階の後に青色ＬＥＤで１２乃至１５μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度で８乃至１２日間培養する第２成熟段階とを含むことを特徴とする、請求項１７に記載の放射性核種の除去方法。
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