JP5054246B1 - Method for recovering radioactive cesium from contaminated environmental media using lactic acid bacteria - Google Patents

Method for recovering radioactive cesium from contaminated environmental media using lactic acid bacteria Download PDF

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Abstract

【課題】 放射性セシウムで汚染された土壌又はヘドロの環境媒体から放射性セシウムを回収する方法において、環境媒体中の有機物に強く結合した放射性セシウムを環境媒体から遊離させて生物学的方法などの従来公知の方法で容易に吸着させるための方法を提供する。
【解決手段】 放射性セシウムで汚染された土壌又はヘドロの環境媒体中から放射性セシウムを回収する方法であって、前記環境媒体に水を添加して環境媒体を懸濁状態にし、この状態の環境媒体に乳酸菌を添加して嫌気培養することによって、環境媒体中の有機物に結合されていた放射性セシウムを水中に放出させることを含むことを特徴とする方法。
【選択図】図6
PROBLEM TO BE SOLVED: To recover radioactive cesium from soil contaminated with radioactive cesium or sludge environmental medium, and to release the radioactive cesium strongly bound to organic matter in the environmental medium from the environmental medium, such as biological methods. A method for easily adsorbing by the method is provided.
A method for recovering radioactive cesium from soil or sludge environmental medium contaminated with radioactive cesium, wherein the environmental medium is suspended by adding water to the environmental medium. And releasing anaerobic cesium bound to organic substances in the environmental medium by adding lactic acid bacteria to the anaerobic culture.
[Selection] Figure 6

Description

本発明は、放射性セシウムで汚染された土壌又はヘドロの環境媒体から乳酸菌を使用して放射性セシウムを放出させて回収する方法に関する。特に、本発明は、放射性セシウムを強く担持したままで遊離しにくい土壌又はヘドロの環境媒体から乳酸菌を使用して放射性セシウムを水中に放出させて回収を容易にする方法に関する。   The present invention relates to a method of releasing and recovering radioactive cesium from soil contaminated with radioactive cesium or sludge environmental medium using lactic acid bacteria. In particular, the present invention relates to a method for facilitating recovery by releasing radioactive cesium into water using lactic acid bacteria from soil or sludge environmental medium that is hard to release while strongly carrying radioactive cesium.

昨今、原子力発電所からの事故やトラブルによる放射性物質の漏れに起因する水や土壌などの環境媒体の放射能汚染の浄化が検討されている。原子力発電所から放射性物質が大気中に放出されると、放射性物質は、大気中を浮遊しながら周囲に拡散する。そして、放射性物質は、降雨などにより地上に落下し、河川などの水や田畑などの土壌に侵入し、これらの環境媒体の隅々まで汚染する。   Recently, purification of radioactive contamination of environmental media such as water and soil caused by leakage of radioactive materials due to accidents and troubles from nuclear power plants has been studied. When radioactive materials are released from the nuclear power plant into the atmosphere, the radioactive materials diffuse around while floating in the atmosphere. Radioactive substances fall to the ground due to rainfall, etc., enter water such as rivers and soil such as fields, and pollute every corner of these environmental media.

環境媒体の放射能汚染の原因となる放射性物質のうち特に問題となる物質は、半減期の長い放射性セシウムである。放射性セシウムが土壌中に侵入すると、放射性セシウムは、土壌に含まれる粘土や有機物と強く結合し、土壌中に長期間残留し、放射能を放出しつづけ、外部被ばくをもたらす。また、放射性セシウムで汚染された土壌や水を使用して栽培された農作物を人間が摂取することにより放射性セシウムが体内に取り込まれると、放射性セシウムは、体全体に分配され、長期間にわたって内部被ばくをもたらす。   Among the radioactive substances that cause radioactive contamination of environmental media, a particularly problematic substance is radioactive cesium with a long half-life. When radioactive cesium enters the soil, the radioactive cesium binds strongly with clay and organic matter contained in the soil, remains in the soil for a long time, continues to release radioactivity, and causes external exposure. In addition, when human cesium is taken into the body by ingesting crops grown using soil or water contaminated with radioactive cesium, the radioactive cesium is distributed throughout the body and exposed to internal exposure over a long period of time. Bring.

放射性セシウムの除去方法としては、従来から無機イオン交換体や選択性イオン交換樹脂による物理的吸着法や、クラウンエーテルを用いる溶媒抽出法などの化学的処理法が提案されている(特許文献1参照)。また、最近では、ゼオライト等の粘土による物理的吸着法も報道等で知られている。これらの物理的又は化学的方法は、高レベル放射性廃液から放射性セシウムを回収するためにはある程度有効であるが、原子力発電所からの放射能漏れにより低濃度で広範囲に汚染された水や土壌から放射性セシウムを回収するためには効率が極めて悪く、高コストである。それに加えて、化学的方法は、安全性に欠け、実用的でない。さらに、物理的方法は、放射性セシウムを吸着した吸着剤が膨大な量になり、中間処理や最終処分の用地確保が問題となっている。   As a method for removing radioactive cesium, a chemical treatment method such as a physical adsorption method using an inorganic ion exchanger or a selective ion exchange resin or a solvent extraction method using crown ether has been proposed (see Patent Document 1). ). Recently, the physical adsorption method using clay such as zeolite is also known in the press. These physical or chemical methods are effective to some extent for recovering radioactive cesium from high-level radioactive liquid waste, but from water and soil that has been contaminated at low concentrations and extensively due to radioactive leaks from nuclear power plants. In order to recover radioactive cesium, the efficiency is extremely low and the cost is high. In addition, chemical methods are not safe and impractical. Furthermore, the physical method has a huge amount of adsorbent that has adsorbed radioactive cesium, and there is a problem of securing land for intermediate treatment and final disposal.

一方、放射性セシウムの除去方法として、微生物を使用した生物学的除去方法も着目されており、本願発明者は、光合成細菌の一種であるロドバクター・スファエロイデスの特定の菌株を利用した、放射性セシウムで汚染された環境媒体の浄化方法を既に提案した(特許文献2参照)。   On the other hand, as a method for removing radioactive cesium, biological removal methods using microorganisms are also attracting attention, and the inventor of the present application uses a specific strain of Rhodobacter sphaeroides, a kind of photosynthetic bacteria, Has already proposed a method for purifying an environmental medium contaminated with (see Patent Document 2).

この生物学的方法は、物理的又は化学的方法以上に、環境媒体からの放射性セシウムの吸着に効果的であるが、環境媒体が水ではなく、土壌やヘドロの場合、それらに含まれる有機物と放射性セシウムが強く結合した状態にあるため、どのような方法で吸着を図ろうとしても、土壌やヘドロから放射性セシウムが遊離しがたく、放射性セシウムを効果的に吸着できない場合があるのが現状である。   This biological method is more effective for adsorption of radioactive cesium from environmental media than physical or chemical methods. However, when the environmental media is not water but soil or sludge, Since radioactive cesium is in a strongly bound state, no matter what method is used to adsorb it, it is difficult to release radioactive cesium from soil or sludge, and there are cases where radioactive cesium cannot be adsorbed effectively. is there.

特開平5−317697号公報JP-A-5-317697 特願2011−208475号Japanese Patent Application No. 2011-208475

本発明は、かかる従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的は、放射性セシウムで汚染された土壌又はヘドロの環境媒体から放射性セシウムを回収する方法において、環境媒体中の有機物に強く結合した放射性セシウムを環境媒体から遊離させて生物学的方法などの従来公知の方法で容易に吸着させるための方法を提供することである。   The present invention was devised in view of the current state of the prior art, and its object is to provide a method for recovering radioactive cesium from soil contaminated by radioactive cesium or sludge environmental medium, and strongly against organic matter in the environmental medium. It is intended to provide a method for releasing bound radiocesium from an environmental medium and easily adsorbing it by a conventionally known method such as a biological method.

本発明者は、かかる目的を達成するために鋭意検討した結果、土壌又はヘドロの環境媒体に水を添加して環境媒体を懸濁状態にしてから、人体に安全な乳酸菌を添加して培養することにより、環境媒体中の有機物が放射性セシウムを遊離して水中に放出し、従来公知の方法で容易に吸着できることを見出し、本発明の完成に至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor added water to soil or sludge environmental medium to suspend the environmental medium, and then added and cultured lactic acid bacteria that are safe for the human body. As a result, it was found that the organic matter in the environmental medium liberates radioactive cesium and releases it into water, and can be easily adsorbed by a conventionally known method, thereby completing the present invention.

即ち、本発明は、以下の(1)〜(4)からなるものである。
(1)放射性セシウムで汚染された土壌又はヘドロの環境媒体中から放射性セシウムを回収する方法であって、前記環境媒体に水を添加して環境媒体を懸濁状態にし、この状態の環境媒体に乳酸菌を添加して嫌気培養することによって、環境媒体中の有機物に結合されていた放射性セシウムを水中に放出させることを含むことを特徴とする方法。
(2)水中に放出させた放射性セシウムをロドバクター・スファエロイデスSSI株(FERM P−21462)の菌体に吸着させ、放射性セシウムを吸着した菌体を環境媒体中から回収することをさらに含むことを特徴とする(1)に記載の方法。
(3)土壌が、田畑の土、住宅の庭の土、公園の土、学校の校庭の土、里山の土、又は森林の土であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の方法。
(4)ヘドロが、水泳用プール、浄水場、下水場の処理池、又は農業用のため池の底に堆積しているヘドロであることを特徴とする(1)又は(2)に記載の方法。
That is, this invention consists of the following (1)-(4).
(1) A method for recovering radioactive cesium from soil or sludge environmental medium contaminated with radioactive cesium, wherein the environmental medium is suspended by adding water to the environmental medium. A method comprising releasing radioactive cesium bound to an organic substance in an environmental medium into water by adding lactic acid bacteria and anaerobic culture.
(2) The method further comprises adsorbing the radioactive cesium released in water to the cells of Rhodobacter sphaeroides SSI strain (FERM P-21462) and collecting the cells adsorbed with radioactive cesium from the environmental medium. (1) characterized by these.
(3) Described in (1) or (2), wherein the soil is a field soil, a house garden soil, a park soil, a school school ground soil, a satoyama soil, or a forest soil the method of.
(4) The method according to (1) or (2), wherein the sludge is a sludge accumulated at the bottom of a swimming pool, a water treatment plant, a sewage treatment pond, or an agricultural pond. .

本発明の方法は、汚染された土壌又はヘドロ中の有機物を分解して乳酸を生成する能力を有する乳酸菌を水懸濁状態の土壌又はヘドロに添加することによって行なわれるので、放射性セシウムを強く担持する有機物がすぐに分解されて放射性セシウムを水中に遊離・放出させることができる。従って、放射性セシウムは、土壌又はヘドロから水中に放出された状態にあるので、例えば生物学的方法などの従来の吸着法によって放射性セシウムの吸着を極めて容易に行なうことができる。また、本発明の方法は、乳酸菌や水の添加によって土壌やヘドロから放射性セシウムを放出させるので、作業が容易であり、極めて安全性が高い。   Since the method of the present invention is carried out by adding lactic acid bacteria having the ability to decompose lactic acid by degrading organic matter in contaminated soil or sludge to water-suspended soil or sludge, it strongly supports radioactive cesium. The organic matter to be decomposed immediately can release and release radioactive cesium into water. Therefore, since radioactive cesium is in a state released from the soil or sludge into water, it can be adsorbed very easily by a conventional adsorption method such as a biological method. Moreover, since the method of this invention releases radioactive cesium from soil or sludge by addition of lactic acid bacteria and water, work is easy and it is very safe.

図1は、実験1Aの測定結果を示す。FIG. 1 shows the measurement results of Experiment 1A. 図2は、実験1Bの測定結果を示す。FIG. 2 shows the measurement results of Experiment 1B. 図3は、実験1Cの測定結果を示す。FIG. 3 shows the measurement results of Experiment 1C. 図4は、実験2Aの測定結果を示す。FIG. 4 shows the measurement results of Experiment 2A. 図5は、実験2Bの測定結果を示す。FIG. 5 shows the measurement results of Experiment 2B. 図6は、実験2Bの測定結果を示す。FIG. 6 shows the measurement results of Experiment 2B. 図7は、実験2Cの測定結果を示す。FIG. 7 shows the measurement results of Experiment 2C. 図8は、実験2Cの測定結果を示す。FIG. 8 shows the measurement results of Experiment 2C. 図9は、実験2Dの測定結果を示す。FIG. 9 shows the measurement results of Experiment 2D. 図10は、実験2Dの測定結果を示す。FIG. 10 shows the measurement results of Experiment 2D.

放射性セシウムで汚染された環境媒体が水の場合は、水中に放射性セシウムが遊離しているのでその吸着を容易に行なうことができるが、環境媒体が土壌又はヘドロの場合は、土壌又はヘドロ中の有機物に放射性セシウムが強く結合しているので、その吸着は容易でない。本発明の方法は、汚染された環境媒体が土壌又はヘドロの場合に、土壌又はヘドロ中の有機物から放射性セシウムを乳酸菌により遊離させてから回収しようとするものであり、具体的には、汚染された土壌又はヘドロの環境媒体に水を添加して環境媒体を懸濁状態にし、この状態の環境媒体に乳酸菌を添加して嫌気培養することによって、環境媒体中の有機物に結合されていた放射性セシウムを水中に放出させるものである。この方法により、汚染された環境媒体が土壌又はヘドロであっても、従来公知の吸着法で放射性セシウムを容易に吸着できるようになる。   When the environmental medium contaminated with radioactive cesium is water, the radioactive cesium is liberated in the water, so that it can be adsorbed easily. However, when the environmental medium is soil or sludge, Since radioactive cesium is strongly bound to organic matter, its adsorption is not easy. In the method of the present invention, when the contaminated environmental medium is soil or sludge, the radioactive cesium is to be recovered from the organic matter in the soil or sludge after being released by lactic acid bacteria. Radioactive cesium bound to organic matter in the environmental medium by adding water to the environmental medium of the soil or sludge to make the environmental medium in a suspended state, adding lactic acid bacteria to the environmental medium in this state and performing anaerobic culture Is released into water. By this method, even if the polluted environmental medium is soil or sludge, radioactive cesium can be easily adsorbed by a conventionally known adsorption method.

本発明の方法の浄化対象となる放射性セシウムで汚染された環境媒体は、土壌又はヘドロであり、例えば事故やトラブルにより放射能漏れを起こした原子力発電所の近隣の土壌又はヘドロが挙げられる。具体的には、土壌としては、原子力発電所の近隣の田畑の土や住宅の庭の土、公園の土、学校の校庭の土、里山の土、森林の土が挙げられる。ヘドロとしては、原子力発電所の近隣の水泳用プール、浄水場、下水場の処理池、農業用のため池などの底に堆積しているヘドロが挙げられる。   The environmental medium contaminated with radioactive cesium to be purified by the method of the present invention is soil or sludge, for example, soil or sludge in the vicinity of a nuclear power plant that has caused radioactive leakage due to an accident or trouble. Specifically, the soil includes soil in a field near a nuclear power plant, soil in a garden in a house, soil in a park, soil in a school yard, soil in a satoyama, and soil in a forest. Examples of sludge include sludge that accumulates at the bottom of swimming pools, water treatment plants, sewage treatment ponds, agricultural ponds, etc. in the vicinity of nuclear power plants.

本発明の方法では、まず土壌又はヘドロの環境媒体に水を添加して環境媒体を懸濁状態にする。具体的には、水の添加量は、土壌又はヘドロが懸濁状態になれば十分であり、例えば、土壌又はヘドロの環境媒体の体積に対して20容量%以上の水を添加することが好ましい。環境媒体を懸濁状態にするのは、環境媒体中に取り込まれた放射性セシウムの放出場所を確保するため、そして、後で添加される乳酸菌の培養領域を確保するためであり、さらには、環境媒体から遊離した放射性セシウムの吸着を容易にするためでもある。   In the method of the present invention, first, water is added to the soil or sludge environmental medium to suspend the environmental medium. Specifically, the amount of water added is sufficient if the soil or sludge is in a suspended state. For example, it is preferable to add 20% by volume or more of water to the volume of the environmental medium of the soil or sludge. . The environmental medium is suspended in order to secure a release site for radioactive cesium incorporated in the environmental medium, and to secure a culture area for lactic acid bacteria to be added later. This is also for facilitating the adsorption of radioactive cesium released from the medium.

次に、本発明の方法では、懸濁状態の土壌又はヘドロの環境媒体に乳酸菌を添加する。乳酸菌は、糖を強力に乳酸発酵する能力を有する細菌であり、Lactobacillus属、Streptococcus属、Pediococcus属、Leuconostoc属などに属するものが好ましい。本発明では、土壌又はヘドロの環境媒体中の有機物を分解して乳酸を生成することができる限り、いずれの種類のものも使用可能である。乳酸のみを生成するホモ乳酸菌のみならず、乳酸と酢酸を生成するヘテロ乳酸菌も使用可能である。乳酸菌を使用する場合は、予め対象となる環境媒体を少量取り寄せ、これを懸濁状態にしたものに対して使用する予定の乳酸菌を添加して培養することより、有機物分解能力の高さを確認して選抜することが好ましい。このように、予め有機物分解能力の高い乳酸菌を選抜すると、土壌又はヘドロの環境媒体中の有機物の分解及び放射性セシウムの水中への放出が一層効率的になる。   Next, in the method of the present invention, lactic acid bacteria are added to suspended soil or sludge environmental medium. Lactic acid bacteria are bacteria having the ability to strongly lactically ferment sugar, and those belonging to the genus Lactobacillus, Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc and the like are preferable. In the present invention, any type can be used as long as it can decompose organic matter in soil or sludge environmental medium to produce lactic acid. Not only homolactic bacteria producing only lactic acid but also heterolactic bacteria producing lactic acid and acetic acid can be used. When using lactic acid bacteria, obtain a small amount of the target environmental medium in advance, add the lactic acid bacteria that are to be used to the suspension, and incubate them to confirm the high organic matter decomposing ability. It is preferable to select them. Thus, when a lactic acid bacterium having a high ability to decompose organic matter is selected in advance, the decomposition of the organic matter in the soil or sludge environmental medium and the release of radioactive cesium into water become more efficient.

次に、乳酸菌を添加された環境媒体を嫌気培養する。具体的には、乳酸菌の増殖に好適な温度で通気を行なわずに一定期間環境媒体を維持すればよい。培養温度は、乳酸菌の種類によって異なるが、一般に10〜40℃であり、好ましくは15〜35℃である。また、培養期間は、乳酸菌の量が培養条件によって変動するが、一般に乳酸菌の添加から約1日〜約2週間である。培養開始前や培養中に、必要により、乳酸菌の増殖促進のため、グルコースやペプトン、ビタミン類(ビタミンB1、ニコチン酸、ビオチンなど)を培養液に添加してもよい。また、ビタミン類の代わりに、ビール酵母、魚や動物の内臓などのビタミン類を多く含む廃棄物を添加してもよい。嫌気培養により、乳酸菌は、土壌又はヘドロの環境媒体中の有機物を分解し、その際に、有機物に結合されていた放射性セシウムを水中に放出させる。   Next, the environmental medium to which lactic acid bacteria are added is anaerobically cultured. Specifically, the environmental medium may be maintained for a certain period without aeration at a temperature suitable for the growth of lactic acid bacteria. The culture temperature varies depending on the type of lactic acid bacterium, but is generally 10 to 40 ° C, preferably 15 to 35 ° C. In addition, although the amount of lactic acid bacteria varies depending on the culture conditions, the culture period is generally about 1 day to about 2 weeks after the addition of lactic acid bacteria. Glucose, peptone, and vitamins (vitamin B1, nicotinic acid, biotin, etc.) may be added to the culture solution before the start of culture or during culture, if necessary, in order to promote the growth of lactic acid bacteria. Further, instead of vitamins, waste containing a large amount of vitamins such as brewer's yeast, fish or animal viscera may be added. By anaerobic culture, lactic acid bacteria decompose organic substances in the soil or sludge environmental medium, and at that time, radioactive cesium bound to the organic substances is released into water.

乳酸菌によって土壌又はヘドロの環境媒体から水中に放出された放射性セシウムは、次に、従来公知の方法によって吸着されることができる。吸着は、生物学的、物理的、又は化学的方法によって行なうことができるが、安全性、効率性及びコストの点から、生物学的方法によって行なうことが好ましい。   The radioactive cesium released into the water from the soil or sludge environmental medium by the lactic acid bacteria can then be adsorbed by conventionally known methods. The adsorption can be performed by a biological, physical, or chemical method, but is preferably performed by a biological method from the viewpoint of safety, efficiency, and cost.

生物学的方法を使用する場合は、例えば、放射性セシウムをロドバクター・スファエロイデスSSI株(以下、単にSSI株と称する)という特定の微生物菌株の菌体に吸着させることができる。SSI株は、光合成細菌ロドバクター・スファエロイデスS株(以下、単にS株と称する)を継代培養する間に得られた自然変異株である。SSI株は、茨城県つくば市東1−1−1中央第6の独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターにFERM P−21462として寄託されている(平成19年12月7日寄託)。   In the case of using a biological method, for example, radioactive cesium can be adsorbed to cells of a specific microorganism strain called Rhodobacter sphaeroides SSI strain (hereinafter simply referred to as SSI strain). The SSI strain is a natural mutant obtained during subculture of the photosynthetic bacterium Rhodobacter sphaeroides S strain (hereinafter simply referred to as S strain). The SSI strain has been deposited as FERM P-21462 at the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Tsukuba City, 1-1-1 Central, Ibaraki Prefecture (deposited on December 7, 2007).

従来の光合成細菌株は、親株であるS株を含め、凝集性を全く示さないが、SSI株は、培養中に多量の細胞表面タンパク質やRNAを生産するため、これらのタンパク質やRNAによって菌体細胞同士が凝集する。これらのタンパク質やRNAの存在により、SSI株は、放射性セシウムを電気的に吸着すると考えられる。なお、SSI株の菌学的性質は、多量の細胞表面タンパク質やRNAの生産による凝集性を示す点を除いて親のS株と全く同じである。   Conventional photosynthetic bacterial strains, including the parent strain S, do not show any aggregability, but SSI strains produce large amounts of cell surface proteins and RNA during culture. Cells aggregate. Due to the presence of these proteins and RNA, the SSI strain is considered to electrically adsorb radioactive cesium. The mycological properties of the SSI strain are exactly the same as the parent S strain, except that it exhibits agglutination due to the production of large amounts of cell surface proteins and RNA.

SSI株は人体や環境に対して特に害を与えず、安全である。実際、SSI株が属する光合成細菌は、自然界の環境浄化に重要な働きをする土壌細菌であり、し尿や食品廃水中の有機質を分解することができ、水質の浄化に有用な細菌である。   SSI stocks are safe and harmless to the human body and the environment. In fact, the photosynthetic bacteria to which the SSI strain belongs are soil bacteria that play an important role in the purification of the environment in nature, can decompose organic matter in human waste and food wastewater, and are useful for purification of water quality.

SSI株の増殖は、菌株が効果的に増殖できる限りいかなる培養条件でも行うことができるが、例えばグルタメート−マレート培地を使用して30℃〜35℃の温度で、好気暗条件又は静置明条件(5klux〜10kluxのタングステン光照射下)で培養することによって容易に行うことができる。   The SSI strain can be grown under any culture conditions as long as the strain can grow effectively. For example, a glutamate-malate medium is used at a temperature of 30 ° C. to 35 ° C. under aerobic dark conditions or standing light. It can be easily performed by culturing under conditions (under irradiation with tungsten light of 5 klux to 10 klux).

SSI株は、様々な形態で環境媒体に投与して使用することができるが、例えば、粒状の菌体集合体を作成し、それより小さいが懸濁状態の環境媒体が通過可能な大きさの開口を有するメッシュ付き袋に菌体集合体を入れ、その袋を環境媒体中に投与する方法や、SSI株の菌体の培養液をセラミックなどから形成された担体に含浸させ、乾燥して作成した菌体固定化担体を環境媒体中に投与する方法が好ましい。   The SSI strain can be used by being administered to an environmental medium in various forms. For example, the SSI strain can be used to produce a granular bacterial cell aggregate, which is smaller than a suspended environmental medium. Prepared by putting the bacterial cell aggregate into a mesh bag with an opening and administering the bag into an environmental medium, or by impregnating the culture medium of the bacterial cell of SSI strain into a carrier made of ceramic etc. and drying it A method of administering the microbial cell-immobilized carrier in an environmental medium is preferable.

粒状の菌体集合体は、SSI株の菌体の液体懸濁液を作った後、これに多糖類を添加した混合液を作り、この混合液を乾燥させることによって作成することができる。多糖類は、液体懸濁液をゲル化させて菌体同士を結合させる役割を有し、例えばアルギン酸、でんぷん、カラギーナン、ペクチンなどが使用される。菌体集合体は、成形機によって略球形に成形され、その粒径を0.5cm以上3cm以下とすることが好ましい。メッシュ付き袋としては、菌体集合体が通過できないが懸濁状態の環境媒体が通過できる大きさのメッシュを有する袋を使用することができる。これにより、環境媒体と菌体集合体の接触と、袋からの菌体集合体の流出の防止が図られる。   The granular bacterial cell aggregate can be prepared by preparing a liquid suspension of the bacterial cells of the SSI strain, making a mixed solution to which polysaccharides are added, and drying the mixed solution. Polysaccharides have the role of gelling a liquid suspension to bind cells together. For example, alginic acid, starch, carrageenan, pectin and the like are used. The bacterial cell aggregate is preferably formed into a substantially spherical shape by a molding machine, and the particle size thereof is preferably 0.5 cm to 3 cm. As the bag with a mesh, a bag having a mesh size that cannot pass through the bacterial cell aggregate but can pass through the suspended environmental medium can be used. Thereby, contact of an environmental medium and a microbial cell aggregate and prevention of the outflow of the microbial cell aggregate from a bag are achieved.

菌体固定化担体に使用する担体としては、菌体を固定化できる表面構造を有するものが使用でき、例えば多孔質担体が比表面積の大きさの点で好ましい。多孔質担体の原料は、特に限定されないが、廃棄物ガラスを使用することがコストを抑える点で好ましい。多孔質担体は、表面の一部に鉄粉を塗布して焼結させるなどの手段により磁性体を含ませることが、磁石による回収を容易にする点で好ましい。   As the carrier used for the microbial cell immobilization carrier, those having a surface structure capable of immobilizing microbial cells can be used. For example, a porous carrier is preferable in terms of the specific surface area. The raw material of the porous carrier is not particularly limited, but it is preferable to use waste glass from the viewpoint of cost reduction. It is preferable that the porous carrier contains a magnetic material by means such as applying iron powder to a part of the surface and sintering it, in order to facilitate recovery with a magnet.

菌体の回収時期は、菌体の量や培養条件によって変動するが、一般に菌体の添加から約1日〜約2週間後である。回収した菌体は、菌体集合体の場合は、乾燥や焼却により重量及び容積を大幅に減容させることができる。また、環境媒体から回収した袋は、除染処理後に再び新たな菌体集合体を入れて繰り返し使用することができる。菌体固定化担体の場合は、環境媒体中から回収した担体を塩酸又は硝酸で洗浄することにより、担体から放射性セシウムと菌体を分離して、放射性セシウムを高濃度で含有する水溶液を調製することができる。この水溶液は、さらなる焼却処理や化学的処理、最終処分に供することができる。   The collection time of the bacterial cells varies depending on the amount of the bacterial cells and the culture conditions, but is generally about 1 day to about 2 weeks after the addition of the bacterial cells. In the case of a bacterial cell aggregate, the collected bacterial cells can be greatly reduced in weight and volume by drying or incineration. Moreover, the bag collect | recovered from the environmental medium can put a new microbial cell aggregate again after a decontamination process, and can be used repeatedly. In the case of a cell-immobilized carrier, the carrier recovered from the environmental medium is washed with hydrochloric acid or nitric acid to separate the radioactive cesium and the bacterial cell from the carrier to prepare an aqueous solution containing the radioactive cesium in a high concentration. be able to. This aqueous solution can be subjected to further incineration, chemical treatment and final disposal.

物理学的方法を使用する場合は、例えば、無機イオン交換体や選択性イオン交換樹脂による物理的吸着法や、ゼオライト等の粘土による物理的吸着法により放射性セシウムを吸着させる。また、化学的方法を使用する場合は、クラウンエーテルを用いる溶媒抽出法などの化学的処理法により放射性セシウムを分離する。   When a physical method is used, radioactive cesium is adsorbed by, for example, a physical adsorption method using an inorganic ion exchanger or a selective ion exchange resin, or a physical adsorption method using clay such as zeolite. In addition, when a chemical method is used, radioactive cesium is separated by a chemical treatment method such as a solvent extraction method using crown ether.

以下、本発明を実施例によって具体的に実証する。なお、実施例の記載は純粋に発明の理解のためのみに挙げるものであり、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be concretely demonstrated by examples. In addition, description of an Example is given only for an understanding of invention, and this invention is not limited at all by this.

1. 水泳用プール水中に蓄積した底質(ヘドロ)からの放射性Csの除染
実験方法
濃縮ヘドロの調製
福島市中の公立学校のプールの底にたまったヘドロを採取した。当初、プールの水の除染を依頼されたが、2011年9月の時点で、プールの水には1.10μSv/h以下の放射能しか検出されず、底のたまったヘドロにやや高い放射能(1.38μSv/h)を検出した。このヘドロは、周辺の垣根の木の葉が風により水中に入り込み腐食したり、夏季に発生したアオコが腐食して底に堆積したものであった。なお、この9月の時点で、プール周辺の空間線量は、1.18−1.39μSv/hであった。プール周辺の溝のヘドロからは、20−30μSv/hの高い線量が検出された。
1. Decontamination of radioactive Cs from sediment (sludge) accumulated in swimming pool water
experimental method
Preparation of concentrated sludge Sludge collected at the bottom of a public school pool in Fukushima City was collected. Initially, I was asked to decontaminate the water in the pool, but as of September 2011, the pool water was only detected with a radioactivity of 1.10 μSv / h or less, and the bottom had a slightly higher activity. (1.38 μSv / h) was detected. The sludge was the leaves of the surrounding hedge trees entering the water and corroded by the wind, and the sea urchins that were generated in the summer were corroded and accumulated on the bottom. As of September, the air dose around the pool was 1.18-1.39 μSv / h. A high dose of 20-30 μSv / h was detected from the sludge in the groove around the pool.

そこで、このプールの底のヘドロを含む濁水を1トン、水中ポンプでタンクに引き込み、天然凝集沈殿剤キトサン(フジクリ−ン、札幌)の0.5重量%溶液を1L添加し、pH6.5−7.0で24時間放置し、ヘドロを沈殿させた後、上澄みを放水し、底に沈殿したヘドロ30Lを採取した。このヘドロは12−15μSv/hの放射線量を示した。このヘドロを濃縮ヘドロとして実験に使用した。   Therefore, 1 ton of muddy water containing sludge at the bottom of this pool was drawn into the tank with a submersible pump, and 1 L of a 0.5% by weight solution of natural coagulating precipitant chitosan (Fuji Clean, Sapporo) was added, pH 6.5 The mixture was allowed to stand at 7.0 for 24 hours to precipitate sludge, and then the supernatant was discharged to collect 30 L of sludge that had settled to the bottom. The sludge showed a radiation dose of 12-15 μSv / h. This sludge was used in the experiment as a concentrated sludge.

なお、この濃縮ヘドロの固形分は6.69g dry solid/Lであり、COD(Mn)は32,000mg/Lであった。また、放射能は14.4μSv/hのもので、134Csは6,912Bq、137Csは8,567Bq(放射性Csとして合計15,479Bq)であり、放射性ヨウ素131Iは2Bq以下で検出されなかった(福島市環境放射線モニタリングセンターでの、ゲルマニウム半導体検出器[キャンベラ社製、USA]による分析)。 The concentrated sludge had a solid content of 6.69 g dry solid / L and COD (Mn) of 32,000 mg / L. The radioactivity is 14.4 μSv / h, 134 Cs is 6,912 Bq, 137 Cs is 8,567 Bq (15,479 Bq in total as radioactive Cs), and radioactive iodine 131 I is not detected at 2 Bq or less. (Analysis with germanium semiconductor detector [Canberra, USA] at Fukushima City Environmental Radiation Monitoring Center).

ロドバクター・スファエロイデスSSI株の培養及び菌体集合体の作成
ロドバクター・スファエロイデスSSI株の培養は、通常のグルタメート・マレート培地(GM培地)を使用し、1.5Lのルー式培養ビンで、静置明条件(5klux)で2−3日行った。培養後、培養液を遠心分離(10,000xg,20分)し、OD660=20に濃縮した。この濃縮液に4重量%のアルギン酸(最終濃度2重量%)を等量加えてよく攪拌して、直径約2cmの球状粒子に成型した。これらの球状粒子を2重量%の塩化カルシウム溶液に一晩浸漬し、粒状の菌体集合体を作成した。
Cultivation of Rhodobacter sphaeroides SSI strain and production of cell assembly Rhodobacter sphaeroides SSI strain is cultured using a normal glutamate malate medium (GM medium) in a 1.5 L roux culture bottle. This was carried out for 2-3 days under stationary light conditions (5 klux). After the culture, the culture solution was centrifuged (10,000 × g, 20 minutes) and concentrated to OD660 = 20. An equal amount of 4% by weight alginic acid (final concentration 2% by weight) was added to this concentrated solution and stirred well to form spherical particles having a diameter of about 2 cm. These spherical particles were immersed in a 2% by weight calcium chloride solution overnight to prepare granular bacterial cell aggregates.

菌体集合体による濃縮ヘドロの除染
菌体集合体を、メッシュ袋(ナイロン製、1.0x1.0cmメッシュ、直径15cm、長さ30cmの円筒状)に一袋につき約210個(約10g乾燥重量の菌体に相当)入れ、これを9袋用意して、濃縮ヘドロ中に投入し、所定期間放置した。
Concentrated sludge decontaminated bacterial cell aggregates by bacterial cell aggregates About 210 pieces (about 10 g dried) in a mesh bag (nylon, 1.0 x 1.0 cm mesh, cylindrical shape with a diameter of 15 cm and a length of 30 cm) (Corresponding to the weight of cells), 9 bags were prepared, put into a concentrated sludge, and left for a predetermined period.

放射能の測定
放射能の測定は、Aloka TGS121(Aloka日立)、及びDose RAE2(PRM−1200、USA)を使用して行った。Aloka TGS121については、センサー部分を防水ビニル袋で包み、水深1−3cmの位置で計測した。DoseRAE2については、小型なので全体を防水ビニル袋で被い、水深1−3cmに浸漬して計測した。それぞれ3回測定し、平均値を求め、μSv/h及びcps単位で表示した。1μSv/hは3.33cpsであった。
Measurement of radioactivity Radioactivity was measured using Aloka TGS121 (Aloka Hitachi) and Dose RAE2 (PRM-1200, USA). For Aloka TGS121, the sensor portion was wrapped in a waterproof vinyl bag and measured at a water depth of 1-3 cm. About DoseRAE2, since it was small, the whole was covered with the waterproof vinyl bag, and it immersed in water depth 1-3cm and measured. Each was measured three times, the average value was determined, and displayed in μSv / h and cps units. 1 μSv / h was 3.33 cps.

(実験1A)ヘドロの放射性物質除染(繰り返し回分処理)
採取したヘドロを、濃硝酸でpH2.0−1.6に調整して、24時間放置した。この処理は、ヘドロに吸着したCsを硝酸で溶解することが目的であった。しかし、結果として、Csはほとんど水中にCsとしては溶解してこなかった。産業総合研究所の実験では、硝酸を使用して土壌からのCsの溶出を試みているが、常温ではほとんど溶解してこず、常温での硝酸分解によるCsの溶出は難しいとされている。しかし、少しは溶出することを期待して、この硝酸処理ヘドロを溶解濃縮ヘドロとして実験に使用した。
(Experiment 1A) Sludge decontamination (repeated batch processing)
The collected sludge was adjusted to pH 2.0-1.6 with concentrated nitric acid and allowed to stand for 24 hours. The purpose of this treatment was to dissolve Cs adsorbed on sludge with nitric acid. However, as a result, Cs was hardly dissolved as Cs + in water. In the experiment of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, elution of Cs from soil using nitric acid is attempted, but it hardly dissolves at room temperature, and it is considered difficult to elute Cs by decomposition of nitric acid at room temperature. However, this nitric acid-treated sludge was used in the experiment as a lysate-concentrated sludge in the hope that it would elute a little.

実験条件
(1)55L角型プラスチックコンテナに溶解濃縮ヘドロ50Lを入れた。
(2)そこにグルコース4g/L、ペプトン0.15g/Lを添加し、6N−NaOH又は6N硝酸でpH6.5−7.0に調整した。温度は屋外なので制御しなかった(28.2−15.9℃)。
(3)通気を0.2−0.3vvmで実施し、1回目の回分処理を行った。
(4)一日おきに、袋をコンテナ外に取り出し、ヘドロをよく攪拌し、直ちに水深1−3cmで放射能を計測した。水中の放射性物質は、溶解濃縮ヘドロを木綿布で繰り返し濾過して透明な水を得た後、水深1−3cmで放射能を計測した。
(5)3日後、袋はそのままで、溶解濃縮ヘドロを取り除き、新たな溶解濃縮ヘドロを投入し、グルコース及びペプトンを同様に添加し、pH調整を行いつつ、0.2−0.3vvmで通気を行い2回目の回分処理を行い、同様に放射能を計測した。
(6)さらに3日後、同様に溶解濃縮ヘドロを入れ替え、同様に3回目の回分処理を行った。同様に放射能を計測した。
Experimental conditions (1) 50 L of dissolved concentrated sludge was placed in a 55 L square plastic container.
(2) 4 g / L of glucose and 0.15 g / L of peptone were added thereto, and the pH was adjusted to 6.5 to 7.0 with 6N-NaOH or 6N nitric acid. Since the temperature was outdoor, it was not controlled (28.2 to 15.9 ° C.).
(3) Aeration was performed at 0.2-0.3 vvm, and the first batch treatment was performed.
(4) Every other day, the bag was taken out of the container, the sludge was thoroughly stirred, and the radioactivity was immediately measured at a depth of 1-3 cm. Radioactive substances in water were measured by repeatedly filtering dissolved sludge with cotton cloth to obtain transparent water, and then measuring the radioactivity at a depth of 1-3 cm.
(5) Three days later, the bag remains intact, the dissolved and concentrated sludge is removed, a new dissolved and concentrated sludge is added, glucose and peptone are added in the same manner, and the pH is adjusted and aerated at 0.2 to 0.3 vvm. The second batch treatment was performed, and the radioactivity was measured in the same manner.
(6) Three days later, the dissolution and concentration sludge was similarly replaced, and the third batch treatment was performed in the same manner. Similarly, the radioactivity was measured.

実験結果
実験結果を図1に示す。図1から以下のことがわかる。
(1)溶解濃縮ヘドロの放射能除染では、最初47.78cpsの溶液の放射能が2日後に8.66cpsに低減し、82%の除去率であった。このプール周辺の空間線量は1.2μSv/h、つまり4.0cpsの放射能であり、もしこれをバックグラウンドとして差し引くと、(8.86−4.0)/(47.78−4.0)x100=11.1%、つまり約90%の放射性物質の除染ができたことになる。また、水中の放射性物質はほとんど検出されず、バックグラウンド値とほぼ同じであった。
(2)2回目の回分処理でも、同様に放射能は低減した。ただし、温度が低下したためか、1回目よりも低減の度合いは緩やかであった。ロドバクター・スファエロイデスSSI株は25−35℃で高い活性を示すことが判っている。
(3)3回目の回分処理でも同様に放射能は低減した。
(4)以上の結果より、ロドバクター・スファエロイデスSSI株の菌体集合体は、ヘドロに結合したCsをはぎとってロドバクター・スファエロイデスSSI株の菌体に移行させ、ヘドロ中の放射能を低減していることが示唆された。
また、3回の繰り返し処理でも放射能は低減していることが確認され、菌体集合体の繰り返し使用も可能なことが明らかとなった。
放射能が除去できる理由としては、ロドバクター・スファエロイデスSSI株は、菌の表面に粘着物質(EPS)を生産し、それがマイナスに帯電しており、有害金属Cd2+の除去の場合と同様にCsイオンを電気的引力で引きつけていると推定される。また、光合成細菌は、カリウムポンプによるカリウムの取り込みが活発なことが報告されており、化学的性質の似たCsも同様にカリウムポンプにより菌体に取り込まれている可能性もあり、両方の引力で、ヘドロに吸着したCsをはぎとっていると推定される。
Experimental Results The experimental results are shown in FIG. The following can be seen from FIG.
(1) In radioactive decontamination of dissolved concentrated sludge, the radioactivity of the first 47.78 cps solution was reduced to 8.66 cps after 2 days, with a removal rate of 82%. The air dose around this pool is 1.2 μSv / h, or 4.0 cps of radioactivity, and if this is subtracted as background, (8.86−4.0) / (47.78−4.0) ) X100 = 11.1%, that is, about 90% of radioactive material was decontaminated. Moreover, the radioactive substance in water was hardly detected and was almost the same as the background value.
(2) The radioactivity was similarly reduced in the second batch treatment. However, the degree of reduction was more gradual than the first time, probably because the temperature decreased. Rhodobacter sphaeroides SSI strain has been shown to be highly active at 25-35 ° C.
(3) The radioactivity was also reduced in the third batch treatment.
(4) From the above results, the Rhodobacter sphaeroides SSI strain cell assembly was transferred to Rhodobacter sphaeroides SSI strain cells by stripping Cs bound to sludge. It was suggested that
In addition, it was confirmed that the radioactivity was reduced even after three repeated treatments, and it was revealed that the bacterial cell aggregate could be used repeatedly.
The reason why the radioactivity can be removed is that Rhodobacter sphaeroides SSI produces an adhesive substance (EPS) on the surface of the fungus, which is negatively charged, similar to the removal of harmful metal Cd 2+. It is estimated that Cs + ions are attracted by electrical attraction. In addition, it has been reported that photosynthetic bacteria are actively taking up potassium by a potassium pump, and Cs having similar chemical properties may also be taken into cells by a potassium pump. Therefore, it is estimated that Cs + adsorbed on the sludge is removed.

(実験1B)非硝酸処理ヘドロの除染
実験1Aでは、Csをなるべく多く水中にCsとして溶解する目的で硝酸処理を行ったが、ほとんどCsは水中に溶解してこなかった。そこで、本実験では、硝酸処理を省いて、直接濃縮ヘドロを使用してヘドロの放射能除染ができるかどうかを検討した。
(Experiment 1B) non nitrated sludge decontamination experiment 1A, were subjected to nitric acid treatment for the purpose of dissolving the Cs + as much water Cs, most Cs + have not dissolved in water. Therefore, in this experiment, it was investigated whether radioactive decontamination of sludge was possible by using concentrated sludge directly without nitric acid treatment.

実験条件
硝酸処理ヘドロ(溶解濃縮ヘドロ)の代わりに濃縮ヘドロを使用した以外は実験1Aと同じ条件で回分処理を実施し、放射能測定もほぼ同じ条件で実施した。
Experimental conditions Batch treatment was performed under the same conditions as in Experiment 1A, except that concentrated sludge was used instead of nitric acid-treated sludge (dissolved concentrated sludge), and radioactivity measurement was also performed under almost the same conditions.

実験結果
実験結果を図2に示す。図2から以下のことがわかる。
(1)溶解濃縮ヘドロを使用しなくても、汚染された濃縮ヘドロをそのまま除染できた。1日目で、放射能は38.93cpsから12.45cpsに低減しており、86%の除去率であった。バックグラウンドを考慮すると、(12.45−4.0)/(38.93−4.0)x100=26.48%、つまり73.5%の除染ができたことになる。本実験では、温度が低く、ロドバクター・スファエロイデスSSI株の活性が十分でなく、一度ロドバクター・スファエロイデスSSI株に吸着したCsがやや再溶出しているために、放射能は2日以降はそれほど低減していなかった。
(2)以上の結果より、硝酸処理は必ずしも必要ではなく、直接濃縮ヘドロの除染が可能であることが示唆された。このことはコスト及び操作の煩雑さを低減する意味で重要であった。
Experimental Results The experimental results are shown in FIG. The following can be seen from FIG.
(1) Contaminated concentrated sludge could be decontaminated as it was without using dissolved concentrated sludge. On the first day, the radioactivity was reduced from 38.93 cps to 12.45 cps, with a removal rate of 86%. Considering the background, (12.45-4.0) / (38.93-4.0) x100 = 26.48%, that is, 73.5% decontamination was completed. In this experiment, the temperature was low, the activity of Rhodobacter sphaeroides SSI strain was not sufficient, and Cs once adsorbed to Rhodobacter sphaeroides SSI strain was slightly re-eluted. Did not decrease so much.
(2) From the above results, it was suggested that nitric acid treatment is not always necessary, and that concentrated sludge can be decontaminated directly. This is important in terms of reducing cost and complexity of operation.

(実験1C)菌体集合体の量を半分にした場合の放射性物質除染
実用的なコストを考え、菌体集合体の量を半分にして除染を行った。
(Experiment 1C) Radioactive substance decontamination when the amount of bacterial cell aggregates was halved Considering practical costs, decontamination was performed with the amount of bacterial cell aggregates halved.

実験条件
(1)菌体集合体の量を半分にした以外は実験1Aと同じ条件で回分処理を実施し、放射能測定もほぼ同じ条件で実施した。
Experimental conditions (1) Batch treatment was performed under the same conditions as in Experiment 1A except that the amount of bacterial cell aggregates was halved, and radioactivity measurement was also performed under substantially the same conditions.

実験結果
実験結果を図3に示す。図3から以下のことがわかる。
(1)菌体集合体の量を半分にしても十分な放射能除去能力があった。さらなる菌体集合体の減量も考えられる。
(2)ヘドロの水分画分には実験1Aと同様に、放射能は検出されなかった。放射性物質はほとんど、ヘドロの沈殿画分に存在していることを確認した。
Experimental Results The experimental results are shown in FIG. The following can be seen from FIG.
(1) There was sufficient radioactivity removal ability even if the amount of the bacterial cell aggregate was halved. Further weight loss of the cell aggregate is also conceivable.
(2) No radioactivity was detected in the sludge moisture fraction, as in Experiment 1A. It was confirmed that most of the radioactive material was present in the sludge precipitation fraction.

(実験1D)放射能除染後の菌体集合体の乾燥及び焼却による減容化
放射能性物質の従来の除染方法では、除去した後の中間廃棄物の量が膨大なものになり、問題となっている。本発明の方法で使用する菌体集合体は、光合成細菌菌体とアルギン酸Caという天然有機物からなるので、乾燥及び焼却による減容が可能であった。
(Experiment 1D) Volume reduction by drying and incineration of cell aggregates after radioactive decontamination In the conventional decontamination method of radioactive substances, the amount of intermediate waste after removal becomes enormous, It is a problem. Since the cell aggregate used in the method of the present invention is composed of a photosynthetic bacterial cell and a natural organic substance such as Ca alginate, the volume could be reduced by drying and incineration.

実験条件
(1)放射能除染に使用した後の菌体集合体の一部(湿重量で852g)をビーカーにとり、オーブン中で80−900Cで3日間加熱乾燥した。
(2)さらに、500−6000Cで炭化させ、焼却した。Csは6400C以上では気化して飛散する恐れがあるからである。
(3)この実験は放射能のほとんどない地域で行った。バックグラウンド値は0.12μSv/hであった。
Experimental conditions (1) A part of the bacterial cell aggregate (852 g in wet weight) after being used for radioactive decontamination was placed in a beaker and heat-dried in an oven at 80-900C for 3 days.
(2) Further, carbonized at 500-6000C and incinerated. This is because if Cs is 6400C or higher, it may be vaporized and scattered.
(3) This experiment was conducted in an area with little radioactivity. The background value was 0.12 μSv / h.

実験結果
(1)乾燥後の菌体集合体の重量は23.8gとなり、97.2%の重量減容が可能であった。
(2)この乾燥中、オーブン中の空間線量は0.12−0.13μSv/hであり、バックグラウンド値とほぼ同じであった。このことは、放射能は空気中に漏れていないことを示す。
(3)炭化及び焼却後(約1日後)の菌体集合体の重量は、5.59gとなり、99.3%の重量減容が可能であった。オーブン中の空間線量は0.12−0.13μSv/hであり、バックグラウンド値とほぼ同じであった。このことは、放射能は空気中に漏れていないことを示す。
(4)菌体集合体の容量は、炭化及び焼却後に98.3%の減容が可能であった。
(5)このように、放射性物質を含む中間廃棄物を、放射能が外に漏れることなく、約98−99%の容量及び重量減容が可能であった。この炭化・焼却灰は、放射性物質を多く含むために最終処理が必要であるが、中間処理量の大幅な減容が可能であり、実用面から極めて有用である。
Experimental Results (1) The weight of the microbial cell aggregate after drying was 23.8 g, and a weight reduction of 97.2% was possible.
(2) During this drying, the air dose in the oven was 0.12-0.13 μSv / h, which was almost the same as the background value. This indicates that the radioactivity has not leaked into the air.
(3) The weight of the cell aggregate after carbonization and incineration (after about 1 day) was 5.59 g, and a weight reduction of 99.3% was possible. The air dose in the oven was 0.12-0.13 μSv / h, which was almost the same as the background value. This indicates that the radioactivity has not leaked into the air.
(4) The volume of the bacterial cell aggregate could be reduced by 98.3% after carbonization and incineration.
(5) As described above, it was possible to reduce the volume and the volume of the intermediate waste containing the radioactive substance by about 98 to 99% without leakage of radioactivity. This carbonized / incinerated ash requires a final treatment because it contains a large amount of radioactive material, but the volume of intermediate treatment can be greatly reduced and is extremely useful from a practical standpoint.

2. 菌体集合体による土壌の放射能除染
(実験2A)菌体集合体による粘土質土壌の除染
ヘドロの放射能除染に成功したので、ロドバクター・スファエロイデスSSI株の菌体集合体による土壌の放射能除染を試みた。汚染土壌としては、福島南相馬市に広く分布する粘土質の汚染土壌を使用した。
2. Radioactive decontamination of soil with bacterial cell assembly (Experiment 2A) Decontamination of clay soil with bacterial cell assembly Since sludge was successfully radioactively decontaminated, Rhodobacter sphaeroides SSI strain Attempt was made to decontaminate the soil. As the contaminated soil, clayey contaminated soil widely distributed in Fukushima Minamisoma City was used.

実験条件
(1)粘土質土壌5kg(湿重量)と水(放射性物質0.1μSv/h以下)10Lを20L角型容器に入れてよく懸濁した。同じものを4個用意した。
(2)1個の容器には菌体集合体を全く入れず、対照として使用した。残りの3個の容器にはそれぞれ、1袋、2袋、又は3袋と菌体集合体量を変化させて投入した。一袋には実験1Aと同様に菌体集合体210個を入れた。さらに、実験1Aと同様に、グルコース4g/L、ペプトン0.15g/Lを添加し、pH6.0−7.5に調整し、0.2−0.3vvmで通気を行い、2−3日おきにサンプリングを行い放射能を計測した。温度はヒーターで25℃に保った。
(3)サンプリングは、袋を容器外に取り出し、溶液をよく懸濁して直ちに、実験1Aと同様に、センサーを溶液中に浸して(水深1−3cm)放射能を計測した。
(4)サンプリング時に、容器中の残存グルコース濃度を試験紙で測定し、残存していなければ同じように、グルコース及びペプトンを添加した。
(5)南相馬市の実験場の空間線量は、実験期間中0.3−0.5μSv/hであった。
Experimental conditions (1) 5 kg (wet weight) of clayey soil and 10 L of water (radioactive material 0.1 μSv / h or less) were placed in a 20 L square container and well suspended. Four of the same were prepared.
(2) No bacterial cell aggregate was put in one container and used as a control. The remaining three containers were each loaded with one bag, two bags, or three bags with varying amounts of bacterial cell aggregates. As in Experiment 1A, 210 bacterial cell aggregates were placed in one bag. Further, as in Experiment 1A, glucose 4 g / L and peptone 0.15 g / L were added, pH was adjusted to 6.0-7.5, and aeration was performed at 0.2-0.3 vvm. Sampling was performed every other day to measure radioactivity. The temperature was kept at 25 ° C. with a heater.
(3) For sampling, the bag was taken out of the container, the solution was well suspended, and immediately after Experiment 1A, the sensor was immersed in the solution (water depth: 1-3 cm) and the radioactivity was measured.
(4) At the time of sampling, the residual glucose concentration in the container was measured with a test paper, and if it did not remain, glucose and peptone were added in the same manner.
(5) The air dose at the experimental site in Minamisoma was 0.3-0.5 μSv / h during the experimental period.

実験結果
実験結果を図4に示す。図4から以下のことがわかる。
(1)ロドバクター・スファエロイデスSSI株の菌体集合体による粘土質土壌の放射能除染は、ヘドロほど除染効率が良くなく、3袋投入した容器でも7日後で、最初24.18cpsの放射能が20.15cpsと、約16%しか低減していなかった。さらに、8日目に新たな菌体集合体を入れ替え投入しても、15日後に16.78cpsと、最大で約31%しか低減していなかった。
(2)以上の結果より、粘土質土壌への放射性Csの吸着は、ヘドロへの吸着より強く、ロドバクター・スファエロイデスSSI株のCs吸引力では十分な除染は容易ではなかった。
Experimental Results The experimental results are shown in FIG. The following can be seen from FIG.
(1) Radioactive decontamination of clay soil by the cell assembly of Rhodobacter sphaeroides SSI strain is not as decontamination as sludge, and even in a container filled with 3 bags, the first 24.18 cps after 7 days The radioactivity was 20.15 cps, a reduction of only about 16%. Furthermore, even if a new bacterial cell aggregate was replaced and introduced on the 8th day, it was 16.78 cps after 15 days, a reduction of only about 31%.
(2) From the above results, the adsorption of radioactive Cs to clayey soil was stronger than the adsorption to sludge, and sufficient decontamination was not easy with the Cs suction of Rhodobacter sphaeroides SSI strain.

(実験2B)嫌気発酵および乳酸発酵による汚染土壌の除染
実験2Aから、粘土質土壌へのCsの吸着はかなり強固なものと推定された。これは、土壌を硝酸や酸で処理してCsを溶出させることが容易でないことと一致していた。
一方、本発明者らは河川や海底に蓄積したヘドロの浄化実験を長く行っているが、ヘドロ中には有機物を分解して乳酸を生成する乳酸生成菌が広く生息していることを見出している。また、これらの菌に、ビタミン類(ビタミンB1,ニコチン酸、ビオチン)を添加すると、乳酸生成活性が高まり嫌気発酵が促進され、ヘドロの有機物分解が促進されることを見出している。そこで、乳酸生成菌や嫌気消化菌の作用により、嫌気状態で汚染土壌の有機物が分解され、土壌の有機物分に強く吸着されたCsが水溶液中に溶出されやすくなる可能性があるのではないかと着想した。
乳酸生成菌群は、ごみやヘドロ、河川の浄化に利用されている市販の環境浄化資材(えひめAI)から乳酸菌培養培地で培養して使用した。この環境浄化資材は、ヨーグルト、納豆菌、及び酵母からなる環境浄化資材であり、愛媛県内では広く利用されている。
(Experiment 2B) Decontamination of contaminated soil by anaerobic fermentation and lactic acid fermentation From Experiment 2A, it was estimated that Cs adsorption to clayey soil was quite strong. This was consistent with the fact that it was not easy to elute Cs by treating soil with nitric acid or acid.
On the other hand, the present inventors have been conducting purification experiments on sludge accumulated in rivers and the seabed for a long time, but found that lactic acid producing bacteria that decompose organic matter and produce lactic acid are widely inhabited in sludge. Yes. In addition, it has been found that addition of vitamins (vitamin B1, nicotinic acid, biotin) to these bacteria increases lactic acid production activity, promotes anaerobic fermentation, and promotes organic decomposition of sludge. Therefore, there is a possibility that the organic matter in the contaminated soil is decomposed in anaerobic conditions due to the action of lactic acid producing bacteria and anaerobic digestive bacteria, and Cs strongly adsorbed by the organic matter in the soil may be easily eluted in the aqueous solution. Inspired.
The lactic acid-producing bacteria group was used after being cultured in a lactic acid bacteria culture medium from a commercially available environmental purification material (Ehime AI) used for purification of garbage, sludge, and rivers. This environmental purification material is an environmental purification material consisting of yogurt, natto, and yeast, and is widely used in Ehime Prefecture.

実験条件
(1)土壌としては、粘土質土壌の中でも、放射能を多く含む落ち葉等が多く含まれる腐葉土を南相馬市の里山の土壌から採取した。この腐葉土を含む粘土質土壌5kg(湿重量)に水10Lを加えたものを2つ用意した。それぞれを20L容の透明円筒容器に入れてよく攪拌して懸濁状態にした。この懸濁状態の粘土質土壌の放射能を測定したところ、実験開始直前で24.38cpsの放射能を有していた。
(2)乳酸菌群は、以下のようにして培養した。
乳酸菌培地(BCP液体培地:グルコース1.0g/L、酵母エキス2.5g/L、ペプトン5.0g/L、Tween80 1.0g/L、L−システイン0.1g/L、ブロモクレゾールパープル0.06g/L)を115℃で20分間殺菌した培地1Lに、市販のえひめAI溶液を1ml添加し、35℃で6日間、静置暗条件で培養した。6日後、乳酸菌群はOD660=0.7に増殖し、培養液は酸性の黄色を呈し、乳酸は0.4g/L生成していることを確認し(ベーリンガーマンハイムFキット使用)、乳酸生成菌群の多く生息している乳酸菌群の種とした。この乳酸菌群の種培養液の大部分(約90%以上)を占める桿菌を単離して遺伝子配列の同定を行ったところ、公知のLactobacillus casei JCM1134(Accession No.D16551)に対して99.4%の相同性を有していた。このことから、この種培養液は、Lactobacillus caseiを主な乳酸菌とする培養液であると考えられた。
(3)(1)で用意した2つの容器にグルコース4g/L、ペプトン0.15g/L、およびビタミン類(ビタミンB1 5mg/L、ニコチン酸5mg/L、ビオチン0.05mg/L)を加えた。1つの容器には対照として菌は加えず、残りの容器には乳酸菌群の培養液1Lを添加してよく攪拌し、ともに35℃で嫌気発酵を行った。
(4)2−3日おきにサンプリングを行った。円筒容器をよく攪拌し、20秒放置して、沈殿と上澄みの濁った懸濁液(泥画分)が明確に分離した後、デカンテーションで上澄み懸濁液を分離して、泥各分と沈殿土壌画分の放射能を測定した(土壌にはセンサーを押し込んで計測した)。さらに、泥画分の一部は遠心分離(3,000rpm、10,000xg、20分)を行い、透明な水画分も採取し、同様に水深1−3cmの放射能を測定した。
(5)サンプリング時にグルコース濃度を測定し、不検出の場合はグルコース及びペプトンを同様に添加した。
Experimental conditions (1) As soil, humus soil containing a lot of radioactive leaves and other soils was collected from soil in Satoyama, Minamisoma City. Two things were prepared by adding 10 L of water to 5 kg (wet weight) of clay soil containing humus. Each was placed in a 20 L transparent cylindrical container and stirred well to be in a suspended state. When the radioactivity of this suspended clay soil was measured, it had a radioactivity of 24.38 cps immediately before the start of the experiment.
(2) The lactic acid bacteria group was cultured as follows.
Lactic acid bacteria medium (BCP liquid medium: glucose 1.0 g / L, yeast extract 2.5 g / L, peptone 5.0 g / L, Tween 80 1.0 g / L, L-cysteine 0.1 g / L, bromocresol purple 1 g of a commercially available Ehime AI solution was added to 1 L of a medium sterilized at 115 ° C. for 20 minutes and cultured at 35 ° C. for 6 days under static dark conditions. After 6 days, the group of lactic acid bacteria grew to OD660 = 0.7, the culture solution showed an acidic yellow color, and it was confirmed that 0.4 g / L of lactic acid was produced (using Boehringer Mannheim F kit). A species of lactic acid bacteria that inhabit many groups. As a result of isolation of Aspergillus oryzae occupying the majority (about 90% or more) of the seed culture solution of this group of lactic acid bacteria and identifying the gene sequence, 99.4% of the known Lactobacillus casei JCM1134 (Accession No. D16551) was identified. It had the homology of. From this, this seed culture solution was considered to be a culture solution containing Lactobacillus casei as a main lactic acid bacterium.
(3) Glucose 4 g / L, peptone 0.15 g / L, and vitamins (vitamin B1 5 mg / L, nicotinic acid 5 mg / L, biotin 0.05 mg / L) are added to the two containers prepared in (1) It was. As a control, bacteria were not added to one container, and 1 L of a lactic acid bacteria group culture solution was added to the remaining containers and stirred well, and both were subjected to anaerobic fermentation at 35 ° C.
(4) Sampling was performed every 2-3 days. Stir the cylinder well and let it stand for 20 seconds. After the precipitate and the turbid suspension (mud fraction) are clearly separated, the supernatant suspension is separated by decantation. The radioactivity of the sedimented soil fraction was measured (measured by pushing a sensor into the soil). Furthermore, a part of the mud fraction was centrifuged (3,000 rpm, 10,000 × g, 20 minutes), a transparent water fraction was also collected, and the radioactivity at a depth of 1-3 cm was measured in the same manner.
(5) Glucose concentration was measured at the time of sampling, and glucose and peptone were similarly added when not detected.

実験結果
実験条件を図5及び6に示す。図5及び6から以下のことがわかる。
(1)対照の嫌気発酵のみでは、2日及び6日後に沈殿した土壌画分には放射能が比較的多く残存しており、上澄みの泥画分にはあまり放射能は検出されなかった(図5)。一方、乳酸菌群を添加した場合には、3−14日にかけて、沈殿した土壌画分の放射能は大きく低減した(図6)。それに反して、上澄みの泥画分に比較的多くの放射能が検出された。透明な水中には放射能は対照実験ともにほとんど検出されなかった。
(2)このことは、乳酸発酵と嫌気発酵の共同の作用で、腐葉土中のCsを吸着した有機物が分解され、Csが泥画分の粒子の細かい泥の中に溶出し懸濁していることを示唆している。このCsの溶出を乳酸菌群の活性で促進していると考えられた。
(3)乳酸菌群を添加して嫌気発酵した場合、14日後に分離した粘土質土壌は、初め17.83cpsであった放射能が14日後には6.49cpsとなり、約64%の放射能が除染されたものと認められた。さらに、沈殿画分土壌については、実験開始直前には24.38cpsであった放射能が14日後には8.32cpsとなり(図6)、約66%の放射能が除染されたものと認められた。
(4)このように、乳酸菌群と嫌気発酵の組み合わせで、土壌の放射能の64%の除染が可能という新規の事実を見出した。このような報告は今で無く、極めて簡便な手法であることから、コスト面から有用な除染方法と考えられる。
Experimental Results Experimental conditions are shown in FIGS. The following can be seen from FIGS.
(1) In the control anaerobic fermentation alone, a relatively large amount of radioactivity remained in the soil fractions precipitated after 2 and 6 days, and not much radioactivity was detected in the supernatant mud fraction ( FIG. 5). On the other hand, when the lactic acid bacteria group was added, the radioactivity of the precipitated soil fraction was greatly reduced over 3-14 days (FIG. 6). In contrast, a relatively large amount of radioactivity was detected in the supernatant mud fraction. In clear water, radioactivity was hardly detected in the control experiment.
(2) This is due to the combined action of lactic acid fermentation and anaerobic fermentation, the organic matter adsorbing Cs in the humus is decomposed, and Cs is eluted and suspended in the fine mud of the mud fraction. It suggests. It was considered that this Cs elution was promoted by the activity of the lactic acid bacteria group.
(3) When anaerobic fermentation was performed with the addition of lactic acid bacteria group, the clay soil separated after 14 days had a radioactivity of 17.83 cps at the beginning of 6.49 cps after 14 days, and had a radioactivity of about 64%. It was recognized that it was decontaminated. Furthermore, for the sediment fraction soil, the radioactivity that was 24.38 cps just before the start of the experiment became 8.32 cps after 14 days (FIG. 6), and it was confirmed that about 66% of the radioactivity was decontaminated. It was.
(4) As described above, the present inventors have found a new fact that 64% of soil radioactivity can be decontaminated by a combination of lactic acid bacteria and anaerobic fermentation. Such a report has not been reported so far, and is a very simple method, and is considered to be a useful decontamination method in terms of cost.

(実験2C)ロドバクター・スファエロイデスSSI株の菌体集合体と乳酸発酵及び嫌気発酵との組み合わせによる放射能除染
嫌気発酵及び乳酸発酵で、土壌の放射能の多くを粒子の細かい泥画分に移行させることに成功したので、泥画分の放射能をヘドロとみなしてロドバクター・スファエロイデスSSI株の菌体集合体で除染して、土壌全体をさらに除染できないかと着想した。
(Experiment 2C) Radioactive decontamination using a combination of Rhodobacter sphaeroides SSI strains and lactic acid fermentation and anaerobic fermentation In anaerobic fermentation and lactic acid fermentation, much of the soil radioactivity is divided into fine mud fractions. As a result, it was thought that radioactivity in the mud fraction could be regarded as sludge and decontaminated with the cell assembly of Rhodobacter sphaeroides SSI strain to further decontaminate the entire soil.

実験条件
(1)腐葉土を含む粘土質土壌と砂を多く含む土壌それぞれ5kgを採取し(南相馬市原町)、水10Lに懸濁した。
(2)実験2Bと同様に、グルコース、ペプトン、及びビタミン類を添加し、よく攪拌した。さらに、乳酸菌群培養液1Lを添加し、よく攪拌した。そして35℃で3日間、嫌気発酵及び乳酸発酵を行った。
(3)3日後、ロドバクター・スファエロイデスSSI株の菌体集合体2袋(1袋あたり菌体集合体210個を含む)を投入し、温度を30℃としてさらにグルコース、ペプトン、及びビタミン類を同様に添加し、0.2−0.3vvmで通気を行いつつ、除染を行った。
(4)サンプリングは実験2Aと同様に袋を除去した後、よく攪拌し直ちに放射能を測定することによって行った。
(5)サンプリング時にグルコース濃度を測定し、消費されていればグルコース及びペプトンを実験2Aと同様に添加した。
Experimental conditions (1) 5 kg each of clay soil containing humus soil and soil rich in sand were collected (Haramachi, Minamisoma City) and suspended in 10 L of water.
(2) Glucose, peptone, and vitamins were added and stirred well as in Experiment 2B. Furthermore, 1 L of lactic acid bacteria group culture solution was added and stirred well. Then, anaerobic fermentation and lactic acid fermentation were performed at 35 ° C. for 3 days.
(3) Three days later, two bacterial cell aggregates of Rhodobacter sphaeroides SSI strain (including 210 bacterial cell aggregates per bag) are added, and the temperature is set to 30 ° C., and glucose, peptone, and vitamins are added. Was added in the same manner, and decontamination was performed while aeration was performed at 0.2-0.3 vvm.
(4) Sampling was carried out by removing the bag as in Experiment 2A, and then stirring well and immediately measuring the radioactivity.
(5) The glucose concentration was measured at the time of sampling, and if consumed, glucose and peptone were added as in Experiment 2A.

実験結果
実験結果を図7及び8示す。図7及び8から以下のことがわかる。
(1)腐葉土を含む土壌では、最初42.42cpsであった放射能が、14日後には12.65cpsに低減した(図7)。70.2%の除去率であった。
(2)砂を多く含む土壌では、最初28.62cpsであった放射能が、14日後には10.48cpsに低減した(図8)。63.3%の除去率であった。砂を多く含む土壌のほうが嫌気発酵、乳酸発酵でのCsの泥画分への溶出が容易であり、菌体集合体にCsが移行しやすい条件となったと思われる。
(3)このように、嫌気発酵、乳酸発酵及びロドバクター・スファエロイデスSSI株の菌体集合体処理の組み合わせで、土壌中の放射能の63.3〜70.2%の除染が可能なことが明らかとなった。
Experimental Results Experimental results are shown in FIGS. 7 and 8 show the following.
(1) In the soil containing humus, the radioactivity, which was initially 42.42 cps, decreased to 12.65 cps after 14 days (FIG. 7). The removal rate was 70.2%.
(2) In the soil rich in sand, the radioactivity which was 28.62 cps at first was reduced to 10.48 cps after 14 days (FIG. 8). The removal rate was 63.3%. It seems that the soil containing a lot of sand was more easily eluted into the mud fraction of Cs in anaerobic fermentation and lactic acid fermentation, so that Cs was easily transferred to the cell aggregate.
(3) In this way, 63.3 to 70.2% of the radioactivity in the soil can be decontaminated by a combination of anaerobic fermentation, lactic acid fermentation and cell assembly treatment of Rhodobacter sphaeroides SSI strain. It became clear.

(実験2D) ロドバクター・スファエロイデスSSI株の菌体集合体と乳酸発酵及び嫌気発酵との組み合わせによる放射能除染−その2
南相馬市原町の別の里山地域から採取した腐葉土を含む土壌を使用した以外は実験2Cと同様の実験を行い、ロドバクター・スファエロイデスSSI株の菌体集合体と乳酸発酵及び嫌気発酵との組み合わせによる放射能除染効果を再確認した。さらに、土壌、泥、及び水画分の放射能をそれぞれ計測し、より詳細に放射能除染効果を確認した。
(Experiment 2D) Radioactive decontamination by combination of cell assembly of Rhodobacter sphaeroides SSI strain with lactic acid fermentation and anaerobic fermentation -Part 2
The same experiment as in Experiment 2C was conducted except that soil containing humus soil collected from another satoyama area in Minamisoma City was used. The radiation decontamination effect by the combination was reconfirmed. Furthermore, the radioactivity of each of the soil, mud, and water fractions was measured to confirm the radiation decontamination effect in more detail.

実験条件
(1)腐葉土を含む粘土質土壌(実験2Cで採取した地点から数キロメートル離れた別の里山の土壌)5kgを採取し、水10Lに懸濁した。これを3つの水槽に分注した。このうち、1つの水槽は対照実験用とした。この土壌は実験開始時、水に懸濁する前の土壌自体は35.2cpsの放射能を有していた。
(2)実験2Cと同様に、グルコース、ペプトン、及びビタミン類を添加し、よく撹拌した。さらに、乳酸菌群培養液1Lを添加し、よく撹拌した。そして35℃で4日間、乳酸発酵及び嫌気発酵を行った。
(3)4日後、ロドバクター・スファエロイデスSSI株の菌体集合体(1袋あたり菌体集合体210個を含む)を2つの水槽に2袋又は3袋投入した。残りの1つの水槽には対照として、菌体集合体は投入しなかった。温度を30℃として、グルコース、ペプトン、及びビタミン類を実験2Cと同様に投入し、0.2−0.3vvmで通気を行いつつ、除染を行った。
(4)14日後にロドバクター・スフェロイデスSSI株の新鮮な菌体集合体をそれぞれ2袋又は3袋入れ替え、栄養塩の添加、及び通気を同様に継続し、さらに24日間実験を継続した。
(5)サンプリングは実験2Cと同様に,袋を除去した後、よく撹拌して直ちに放射能の測定を行った。ただし、実験2Dでは、土壌の懸濁液全体の放射能を測定した(図9)後、一部の土壌懸濁液は、実験2Bと同様に静置して(ただし、静置時間は、実験操作の容易のため、20秒でなく40秒に変更した)土壌を沈殿させ、沈殿画分土壌とし、上部泥画分に分離して、放射能を測定した(図10)。
(6)サンプリング時にグルコース濃度を測定し、消費されていればグルコース、ペプトン、及びビタミン類を実験2Cと同様に添加した。
Experimental conditions (1) 5 kg of clay soil containing humus soil (soil of another satoyama several kilometers away from the point collected in Experiment 2C) was collected and suspended in 10 L of water. This was dispensed into three water tanks. Among these, one water tank was used for control experiments. At the start of the experiment, this soil itself had a radioactivity of 35.2 cps before being suspended in water.
(2) Glucose, peptone, and vitamins were added and stirred well as in Experiment 2C. Furthermore, 1 L of lactic acid bacteria group culture solution was added and stirred well. Then, lactic acid fermentation and anaerobic fermentation were performed at 35 ° C. for 4 days.
(3) After 4 days, 2 or 3 bags of Rhodobacter sphaeroides SSI strain cells (including 210 cell assemblies per bag) were placed in two water tanks. The remaining one aquarium was not charged with the bacterial cell aggregate as a control. Glucose, peptone, and vitamins were added in the same manner as in Experiment 2C at a temperature of 30 ° C., and decontamination was performed while aeration was performed at 0.2-0.3 vvm.
(4) After 14 days, two or three fresh cell aggregates of Rhodobacter sphaeroides SSI were replaced, and the addition of nutrients and aeration were continued in the same manner, and the experiment was continued for another 24 days.
(5) Sampling was performed in the same manner as in Experiment 2C, after the bag was removed, the mixture was well stirred and the radioactivity was measured immediately. However, in Experiment 2D, after measuring the radioactivity of the entire soil suspension (FIG. 9), some soil suspensions were allowed to stand as in Experiment 2B (however, the standing time was The soil was changed to 40 seconds instead of 20 seconds for ease of the experimental operation, and the precipitate fraction soil was separated into the upper mud fraction, and the radioactivity was measured (FIG. 10).
(6) The glucose concentration was measured during sampling, and if consumed, glucose, peptone, and vitamins were added as in Experiment 2C.

実験結果
実験結果を図9および図10に示す。図9および図10から以下のことがわかる。
(1)図9から、土壌を別のものに変更しても実験2C(図7および図8参照)とほぼ同様の結果が得られた。すなわち、図9に示すように、乳酸発酵、嫌気発酵の4日後、ロドバクター・スフェロイデスSSI株の菌体集合体を3袋投入して通気を行ったところ、土壌懸濁液の放射能は初めは24.41cpsであったが、14日後には、11.38cpsまで低下した。これは53.4%の除去率であった。しかし、14日目に新鮮なSSI菌体集合体に入れ替え、さらに実験を継続すると、24日後には10.22cpsまで、土壌懸濁液の放射能は低下した。これは、58.13%の除去率であった。ロドバクター・スフェロイデスSSI株の菌体集合体を2袋使用した実験もほぼ同様の結果であった。実験2Cでは、63.3%〜70.2%の除染が可能であったので、実験2Dは実験2Cよりやや低い結果であった、これは、腐葉土の種類により有機質が異なり、分解しやすい腐葉土と分解しにくい腐葉土があるためと思われるが、このように、別の腐葉土を含む土壌でも近似した結果が得られたことは、実験2Cおよび実験2Dの除染手法が、様々な土壌の除染に使える汎用性があることを証明するものである。
(2)図9に示す実験で、沈殿画分土壌、上部泥画分、遠心分離後の透明な水画分の放射能を詳細に測定した。図10にその結果を示す。ロドバクター・スフェロイデスSSI株の菌体集合体3袋のデータのみ示した。
図10から判るように、菌体集合体を入れない対照実験では、乳酸発酵と嫌気発酵で土壌から上部泥画分に移行した放射能と沈殿土壌自体の放射能が次第に上昇したが、菌体集合体を3袋投入した場合は、上部泥画分と沈殿画分土壌の放射能は次第に低下しており、放射能が、菌体集合体に吸着又は吸収されていることが示された。この時、24日後の菌体集合体3袋添加実験の沈殿画分土壌の放射能は11.72cpsであり、初めの土壌の放射能は、35.16cpsであったことから、除去率は66.7%であった。実験2Bの乳酸発酵、嫌気発酵での土壌の除染は、65.9%の除去率であり、ほぼ同様の除染効果が得られた。
(3) 透明な水画分には、ヘドロの除染と同様に放射能はほとんど存在しなかった。
(4) さらに、菌体集合体を添加した場合は、図10に示すように、上部泥画分の放射能除去が、初めの24.41cpsから、24日後では8.39cpsまで低下し、65.6%の除染が行えるので、乳酸発酵のみより、除染効果が高い。つまり乳酸発酵のみの除染より、ロドバクター・スフェロイデスSSI株の菌体集合体による除染を乳酸発酵と組み合わせることにより、土壌と上部泥画分で全体として約70%もの放射能の除染ができ、大きな除染効果を上げることができる。
Experimental Results The experimental results are shown in FIGS. The following can be understood from FIGS.
(1) From FIG. 9, even if the soil was changed to another one, the same results as in Experiment 2C (see FIGS. 7 and 8) were obtained. That is, as shown in FIG. 9, four days after lactic acid fermentation and anaerobic fermentation, three bags of Rhodobacter sphaeroides SSI strains were introduced and aerated, and the radioactivity of the soil suspension was initially Although it was 24.41 cps, it decreased to 11.38 cps after 14 days. This was a 53.4% removal rate. However, when it was replaced with fresh SSI cell aggregates on the 14th day and the experiment was further continued, the radioactivity of the soil suspension decreased to 10.22 cps after 24 days. This was a 58.13% removal rate. An experiment using two bags of Rhodobacter spheroides SSI strains also showed similar results. In Experiment 2C, 63.3% to 70.2% of decontamination was possible, so Experiment 2D had a slightly lower result than Experiment 2C. This is different in organic matter depending on the type of humus and is easy to decompose. This seems to be due to the presence of humus and humus that is difficult to decompose. Thus, similar results were obtained even in soil containing other humus, because the decontamination techniques of Experiment 2C and Experiment 2D This proves the versatility that can be used for decontamination.
(2) In the experiment shown in FIG. 9, the radioactivity of the sediment fraction soil, the upper mud fraction, and the transparent water fraction after centrifugation was measured in detail. FIG. 10 shows the result. Only data for 3 bags of Rhodobacter spheroides SSI strains are shown.
As can be seen from FIG. 10, in the control experiment in which the bacterial cell aggregate was not added, the radioactivity transferred from the soil to the upper mud fraction by lactic acid fermentation and anaerobic fermentation and the radioactivity of the precipitated soil itself gradually increased. When 3 bags of the aggregate were added, the radioactivity of the upper mud fraction and the sedimented fraction soil gradually decreased, indicating that the radioactivity was adsorbed or absorbed by the bacterial cell aggregate. At this time, the radioactivity of the precipitate fraction soil in the experiment of adding 3 bags of bacterial cell aggregates 24 days later was 11.72 cps, and the radioactivity of the first soil was 35.16 cps, so the removal rate was 66 0.7%. The decontamination of the soil by lactic acid fermentation and anaerobic fermentation in Experiment 2B was a removal rate of 65.9%, and almost the same decontamination effect was obtained.
(3) There was almost no radioactivity in the clear water fraction, similar to sludge decontamination.
(4) Furthermore, when the bacterial cell aggregate was added, as shown in FIG. 10, the radioactivity removal of the upper mud fraction decreased from the initial 24.41 cps to 8.39 cps after 24 days, and 65 Since 6% decontamination can be performed, the decontamination effect is higher than lactic acid fermentation alone. In other words, by combining decontamination with Rhodobacter spheroides SSI strains with lactic acid fermentation rather than decontamination using only lactic acid fermentation, approximately 70% of the total radioactivity can be decontaminated in the soil and upper mud fraction. , Can greatly increase the decontamination effect.

以上の2.土壌の放射能除染の結果から、懸濁状態の土壌に乳酸菌を添加して嫌気培養することによって、土壌中の有機物に結合されていた放射性セシウムを水中に放出させる本発明の方法が極めて有効であることが明らかになった。この結果は、本発明の方法が、土壌よりも放射性セシウム吸着力が低いヘドロにも適用でき、ヘドロを対象とする場合も放射性セシウムの放出効果が極めて高いことを示唆する。   2. From the result of radioactive decontamination of soil, the method of the present invention is very effective in releasing radioactive cesium bound to organic matter in water by adding lactic acid bacteria to suspended soil and culturing anaerobically. It became clear that. This result suggests that the method of the present invention can also be applied to sludge having a lower radioactive cesium adsorption capacity than soil, and the radioactive cesium releasing effect is extremely high even when sludge is targeted.

本発明の方法は、上述のように、放射性セシウムで汚染された土壌又はヘドロの環境媒体から放射性セシウムを水中に効率的に放出させることができる。また、本発明の方法は、乳酸菌や水の添加によって土壌やヘドロから放射性セシウムを放出させるので、極めて安全性が高い。   As described above, the method of the present invention can efficiently release radioactive cesium into the water from soil contaminated with radioactive cesium or sludge environmental medium. Moreover, since the method of this invention releases radioactive cesium from soil or sludge by addition of lactic acid bacteria or water, it is extremely safe.

特に、本発明の方法で使用する乳酸菌や光合成細菌(ロドバクター・スフェロイデスSSI株)は、長年農業分野で肥料や土壌改良剤、成長促進剤として用いられており、安全性も確立されている。物理的放射能除染(ゼオライト処理等)や化学的放射能除染(クラウンエーテル、硝酸、シュウ酸、フェロシアン化鉄処理等)は、安全性が確立されておらず、作物や人体の影響も未知であり、農学用土壌や他の土壌の除染には受け入れられにくいが、乳酸菌や光合成細菌は農業従事者には親しみがあり、本発明の方法は、受け入れやすい。   In particular, lactic acid bacteria and photosynthetic bacteria (Rodobacter spheroides SSI strain) used in the method of the present invention have been used as fertilizers, soil conditioners, and growth promoters in the agricultural field for many years, and safety has also been established. Physical radiation decontamination (zeolite treatment, etc.) and chemical radioactivity decontamination (crown ether, nitric acid, oxalic acid, ferrocyanide treatment, etc.) have not been established for safety and are affected by crops and the human body. Although it is unknown and is not acceptable for decontamination of agricultural soil and other soils, lactic acid bacteria and photosynthetic bacteria are familiar to farmers, and the method of the present invention is easy to accept.

さらに、本発明の乳酸菌や光合成細菌処理で放射能の約70%を除染された土壌には、約30%の放射能(放射性セシウム)が残存しているが、これは土壌の結晶構造に強く結合してしまったセシウム由来の放射能であり、容易に水中には移行できない。酸処理等の化学処理でも常温、常圧では水中に溶出させることはできないとされている。従って、本発明の方法で除染した土壌を農学生産や園芸生産に用いても、移行しうる放射性セシウムは既に存在しておらず、植物体や作物に放射性セシウムは移行しない可能性が高い。つまり、本発明の方法で除染した土壌は、放射性セシウム不溶性の土壌になっており、残存放射能が低い場合は直接農学生産や園芸生産に用いる可能性も開ける。従って、本発明の方法は産業上極めて有用である。   Furthermore, about 30% of the radioactivity (radioactive cesium) remains in the soil decontaminated with about 70% of the radioactivity by the treatment with the lactic acid bacteria and photosynthetic bacteria of the present invention, which is in the crystal structure of the soil. It is radioactivity derived from cesium that has been strongly bound, and cannot easily migrate into water. Even chemical treatment such as acid treatment cannot be eluted in water at room temperature and pressure. Therefore, even if the soil decontaminated by the method of the present invention is used for agricultural production or horticultural production, there is no possibility that the radioactive cesium that can be transferred already exists, and the radioactive cesium is not transferred to the plant body or crop. That is, the soil decontaminated by the method of the present invention is a radioactive cesium-insoluble soil, and if the residual radioactivity is low, the possibility of using it directly for agricultural production or horticultural production is also opened. Therefore, the method of the present invention is extremely useful industrially.

Claims (4)

放射性セシウムで汚染された土壌又はヘドロの環境媒体中から放射性セシウムを回収する方法であって、前記環境媒体に水を添加して環境媒体を懸濁状態にし、この状態の環境媒体に乳酸菌を添加して嫌気培養することによって、環境媒体中の有機物に結合されていた放射性セシウムを水中に放出させることを含むことを特徴とする方法。   A method of recovering radioactive cesium from soil or sludge environmental medium contaminated with radioactive cesium, adding water to the environmental medium to suspend the environmental medium, and adding lactic acid bacteria to the environmental medium in this state And then releasing the radioactive cesium bound to the organic matter in the environmental medium into the water by anaerobic culture. 水中に放出させた放射性セシウムをロドバクター・スファエロイデスSSI株(FERM P−21462)の菌体に吸着させ、放射性セシウムを吸着した菌体を環境媒体中から回収することをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method further comprises adsorbing radioactive cesium released in water to the cells of Rhodobacter sphaeroides SSI strain (FERM P-21462) and recovering the cells adsorbed with radioactive cesium from an environmental medium. The method of claim 1. 土壌が、田畑の土、住宅の庭の土、公園の土、学校の校庭の土、里山の土、又は森林の土であることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。   3. The method according to claim 1, wherein the soil is a field soil, a residential garden soil, a park soil, a school school ground soil, a satoyama soil, or a forest soil. ヘドロが、水泳用プール、浄水場、下水場の処理池、又は農業用のため池の底に堆積しているヘドロであることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。   3. A method according to claim 1 or 2, wherein the sludge is a sludge deposited at the bottom of a swimming pool, a water purification plant, a sewage treatment pond, or an agricultural pond.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009178074A (en) * 2008-01-30 2009-08-13 Kansai Electric Power Co Inc:The New photosynthetic bacterial strain having high adsorption ability of heavy metal, and method for purifying environment using such bacterial strain
JP2014115273A (en) * 2012-11-14 2014-06-26 Yokohama National Univ Method of decontaminating radioactive cesium in soil

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6726637B2 (en) * 2017-03-30 2020-07-22 慧 佐々木 SSI precipitation and environmental purification method using SSI precipitation
JP2019109144A (en) * 2017-12-19 2019-07-04 株式会社ダイワ Decontamination reagent of radioactive contamination and production method thereof
KR102210922B1 (en) * 2019-03-29 2021-02-01 가천대학교 산학협력단 Chitosan nanoparticles adsorbent loading lactic acid bacteria and method of preparing the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204295A (en) * 1990-11-30 1992-07-24 Tomoji Tanaka Cleaning of dust, sump and soil contaminated with radioaction in reactor power plant

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04204295A (en) * 1990-11-30 1992-07-24 Tomoji Tanaka Cleaning of dust, sump and soil contaminated with radioaction in reactor power plant

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6012036527; 岸部貴 他5名: '「セラミック固定化光合成細菌によるCs,Srの同時除去」' 第63回日本生物工学会大会講演要旨集 , 20110825, 131頁 *
JPN6012036528; '「微生物セシウム9割除去」' 毎日新聞 14新版, 20111111, 24面 *
JPN6012036529; '「セシウム除去 福島で実証」' 中国新聞 16版, 20111026, 28面 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009178074A (en) * 2008-01-30 2009-08-13 Kansai Electric Power Co Inc:The New photosynthetic bacterial strain having high adsorption ability of heavy metal, and method for purifying environment using such bacterial strain
JP2014115273A (en) * 2012-11-14 2014-06-26 Yokohama National Univ Method of decontaminating radioactive cesium in soil

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