JP5362926B1 - 放射性物質による汚染土壌の除染法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、放射性物質により汚染された土地あるいは地域において、分離した放射性物質を濃縮した細菌群をコンパクトで、かつ軽量化した状態で放射線遮蔽容器に収納することができることを目的とした放射性物質による汚染土壌の除染法及び該汚染土壌の除染用濃縮能細菌増殖剤を提供する。
【解決手段】 本発明は、濃縮能を有する細菌が生息する放射性物質汚染土壌に、リンゴ酸を主成分とした除染用濃縮能細菌増殖剤を液体又は粉体として散布浸透させるか又は汚染土壌と混ぜた後、該細菌増殖剤により増殖した細菌群が高濃度にセシウムを含む放射性物質を濃縮する養生期間を経た後、水洗浄により放射性物質を濃縮した細菌群と放射性物質が安全基準値の許容範囲にある土壌とに分離することを特徴とする放射性物質による汚染土壌の除染法である。
【選択図】 図１

Description

この発明は、放射性物質による汚染土壌の除染に於いて、該汚染土壌の除染効率を上げるため、細菌の濃縮能を利用して土壌内部に蓄積したセシウム等の放射性物質を取り込んだ細菌が多量に含まれた汚染土壌を洗浄によって、放射性物質を取り込んだ細菌群と、放射性物質が安全許容基準範囲の土壌との分離除去が効果的に成され、能率向上と確実性を実現するものである。これにより、洗浄水の循環利用が出来、放射性物質を取り込んだ細菌群をコンパクト化、軽量化した状態で放射線遮蔽容器に収納出来る放射性物質による汚染土壌の除染法及び該汚染土壌の除染用濃縮能細菌の増殖剤に関するものである。

従来は、単純に放射性物質による汚染土壌を洗浄したり、放射性物質による汚染土壌にひまわりや菜の花等の植物を植えたりしていたが、放射性物質による汚染土壌の洗浄では洗浄水汚染の問題があり、また、植物での除染は効果的な結果が出にくいものであった。

また、非特許文献として、国立環境研究所ニュース１５巻１号（１９９６年４月発行）「微生物による環境汚染物質の濃縮」（独立行政法人 国立環境研究所、執筆者：農学博士の富岡典子氏）には、チェルノブイリ原子力発電所の事故により放射性セシウムが多量に環境中に放出され、穀物、きのこなどが高濃度に濃縮されて大きな問題となっている旨の記載がされ、土壌中に存在する細菌の約１／１０がセシウムを濃縮する能力を持っていることが明らかとなった。濃縮機構について調べたところ、この細菌はカリウムを濃縮するのと同じ機構でセシウムを濃縮していることが分かった旨の記載がされている。

国立環境研究所ニュース１５巻１号（１９９６年４月発行）の「微生物による環境汚染物質の濃縮」

前記水洗浄による除染技術においては、次のような難点があった。
（イ）土粒子と放射性物質の分離が難しく洗浄では完全に放射性物質を取り出すことが難しく効率が上がらなかった。
（ロ）洗浄水に放射性物質が混入する結果、洗浄水の処理が必要であった。
（ハ）植物処理ではセシウム等放射性物質を土中より植物に吸収させる媒体となる細菌が土中に少なく、放射性物質は土中に取り残され、効果を得ることが出来なかった。

また、前記非特許文献１は、あくまでも実験室段階での説明であり、福島県の原子力発電所事故による放射性物質による広大な土壌汚染を如何にして効率的に除染するかに付き、具体的な手段や処方については何ら具体的に開示されていない。

本発明は、放射性物質により汚染された土地あるいは地域について、除染対象の土地等に除染用濃縮能細菌に対して増殖剤を散布し、一定の養生期間を経て、所定深さの土壌を削り取り、該削り取った土壌を水洗浄により除染された土壌と、セシウムを含む放射性物質を濃縮した細菌群とに分離し、該分離した放射性物質を濃縮した細菌群をコンパクトで、かつ軽量化した状態で放射線遮蔽容器に収納することができることを目的とした放射性物質による汚染土壌の除染法及び該汚染土壌の除染用濃縮能細菌増殖剤を提供することにある。

請求項１に係る発明は、濃縮能を有する細菌が生息する放射性物質汚染土壌に、リンゴ酸を主成分とした除染用濃縮能細菌増殖剤を液体又は粉体として散布浸透させるか又は汚染土壌と混ぜた後、該細菌増殖剤により増殖した細菌群が高濃度にセシウムを含む放射性物質を濃縮する養生期間を経た後、水洗浄により放射性物質を濃縮した細菌群と放射性物質が安全基準値の許容範囲にある土壌とに分離することを特徴とする放射性物質による汚染土壌の除染法である。

請求項２に係る発明においては、請求項１記載の放射性物質による汚染土壌の除染法に使用する放射性物質の除染用濃縮能細菌増殖剤は、リンゴ酸を主成分とすることを特徴とする放射性物質による汚染土壌の除染法である。

請求項３に係る発明においては、請求項１記載の放射性物質による汚染土壌の除染法に使用するリンゴ酸を主成分とする放射性物質の除染用濃縮能細菌増殖剤は、配合比が主成分であるリンゴ酸４０〜９５％で、クエン酸６０〜５％である液体又は粉体であることを特徴とする放射性物質による汚染土壌の除染法である。

本発明で使用する放射性物質による汚染土壌の除染法に使用するリンゴ酸を主成分とする細菌増殖剤は、人畜無害のものであり、濃縮能を有する細菌自体がセシウム等の放射性物質を濃縮する能力を持っていることを積極的に利用することにより汚染土壌の除染効率を上げることができる。また、本発明は濃縮能を有する細菌が生息する放射性汚染土壌に、除染用濃縮能細菌増殖剤の主成分であるリンゴ酸が、土壌の表面だけではなく土壌粒子間に浸透していく性質があり、土壌中の表面だけではなく内部にも浸透して菌を多量に増殖できる結果、放射性汚染土壌の水洗浄等により放射性物質を濃縮した細菌群と放射性物質が安全基準値の許容範囲にある土壌とに分離することができ、分離した放射性物質を濃縮した細菌群のみをコンパクトな状態で、かつ軽量化した状態で放射線遮蔽容器に収納することができる。

また、本発明は細菌の中に高いセシウム蓄積能をもつ放線菌が土壌内部に存在することから濃縮能を有する細菌である放線菌を土壌内でリンゴ酸を主成分とする除染用濃縮能細菌増殖剤を使用することにより、大量に増殖させた高いセシウム蓄積能をもつ放線菌群と放射性物質が安全基準値の許容範囲にある土壌との分離が効率良くなされる。

さらに、本発明は放射性物質の濃縮能を有する細菌にセシウム等の放射性物質を取り込ませることにより、除染洗浄時の分離除去が効果的になされ、除染作業の能率向上と確実性を実現することができる。汚染土壌地盤にリンゴ酸を主成分とする細菌増殖剤を散布浸透させるか混ぜることにより、放射性物質の濃縮能を有する細菌の増殖養生期間として例えば１ヶ月から３ヶ月を経て、汚染土壌中の放射性物質の濃縮能を有する細菌が増殖し、セシウムを含む放射性物質を取り込み土粒子から水洗浄やエア洗浄等によって容易に離脱させることができる。これにより除染洗浄は土粒子と放射性物質を濃縮した細菌群とを水等の分離にて、放射性物質を濃縮した細菌群に取り込まれたセシウム等放射性物質は水に溶け出さずに済み、効果的に、かつ確実に除染洗浄ができる。

さらに、本発明で使用するリンゴ酸を主成分とする細菌増殖剤を放射線により汚染された土壌に散布することにより、放線菌を含む放射性物質を取り込む細菌が該細菌増殖剤を栄養素として土壌中で効率良く短期間で増殖し、例えば放線菌が土粒子の表皮に付着したセシウムを吸収する結果、セシウムに汚染された土粒子と、汚染されていない土粒子の分別が水洗浄作業により容易となる。

さらにまた、本発明は、対象となる土壌中のセシウム等の放射性物質を濃縮する能力を持っている細菌がリンゴ酸を主成分とする細菌増殖剤により増殖し、該濃縮する能力を持っている細菌は土中のカリウムに対する濃縮作用と同じように細菌内に吸収し、土壌中の土粒子より離脱分離する。これにより、土壌中で土粒子・放射性物質を取り込んだ細菌の分離が完了する。分離土粒子は再利用とし、コンパクト化した放射性汚染物質のみを処分出来る。洗浄に使用した水は汚染水とならず再利用が出来、確実で無駄のない土壌の除染が容易に出来る。

本発明の一実施例である５００ｇ汚泥ケーキにリンゴ酸を主成分とする細菌増殖剤を重量比で０．５％添加した場合の放線菌の増殖状態を示す写真である。 本発明の一実施例である５００ｇ汚泥ケーキにリンゴ酸を主成分とする細菌増殖剤を重量比で１．０％添加した場合の放線菌の増殖状態を示す写真である。 本発明の一実施例である５００ｇ汚泥ケーキにリンゴ酸を主成分とする細菌増殖剤を重量比で２．０％添加した場合の放線菌の増殖状態を示す写真である。 比較例として、５００ｇ汚泥ケーキにリンゴ酸を主成分とする細菌増殖剤を重量比で０％とした場合を示す写真である。 土粒子とセシウムと放射性物質を濃縮した細菌との関係を示す説明図である。

以下、本発明の実施例について説明する。
（イ）リンゴ酸を主成分とする細菌増殖剤を液体又は粉体として得た。この細菌増殖剤を汚染土壌地盤に散布するか浸透させて混ぜ、放射性物質を濃縮した細菌の微生物増殖養生期間として１ヶ月から３ヶ月を経て、汚染土壌中の放射性物質を濃縮した細菌が増殖しセシウム等を取り込み土粒子から離脱させる。これにより除染洗浄は土粒子とセシウム等を濃縮した細菌とが水の分離にて、該細菌に取り込まれたセシウムを含む放射性物質は水に溶け出さずに済み、放射性汚染土壌の除染分野に於ける問題点を防止、効率向上と確実な除染が出来た。具体的には、表１の実施例１〜３に、細菌増殖剤添加量を増加させることにより、放線菌発生分布量が増加することが判明した。尚、図１〜４については参考写真１〜４（図１〜４のカラー写真）を参照されたい。

（ロ）リンゴ酸を主成分とし、液体及び粉体にして土壌中の放射性物質を濃縮した細菌の増殖剤を得た。ひまわり、菜種等の植物利用の除染では汚染土壌培地に同様な放射性物質を濃縮した細菌の増殖剤を散布浸透、散布混合後の、作付けにより放射性物質を濃縮した細菌より植物へセシウム等の放射線物質を確実に送ることが可能で、放射性汚染土壌の植物利用除染分野に於ける問題点を防止、効率向上と確実な除染が出来た。

（ハ）リンゴ酸を主成分とする細菌増殖剤として、その配合比が主成分であるリンゴ酸４０〜９５％で、クエン酸６０〜５％である液体又は粉体を得た。
リンゴ酸は放線菌の栄養剤として働き、放線菌の増殖を促す。図５に示す土壌の粒子１の表面に、セシウム２を取り込んだ放線菌３が土壌の粒子１の表面全体を被覆する。リンゴ酸は土壌の表面だけではなく土壌粒子間に浸透していく性質が有る。したがって、土壌中の表面だけではなく内部にも浸透して菌を多量に増殖できる。これに対し、クエン酸も放線菌の栄養剤として働き、放線菌の増殖を促すが、土壌表面にとどまっており、土壌内部に浸透していかない性質があるので、クエン酸を使用する場合に配合量を多くすることは、土壌内部まで栄養剤を浸透させて細菌の増殖を図るという観点からは好ましくない。したがって、リンゴ酸とクエン酸の配合比は、上記範囲であることが好ましい。

この発明は、放射性汚染土壌の除染に於いて、放射性汚染土壌の除染効率を上げるため、土壌内部の放射性物質を、除染バイオに取り込ませ、除染洗浄時の分離除去を効果的にすることができるので、除染作業に能率向上と確実性を実現するものであり、被災者や被災地企業等の復興が早期に実現できる。除染作業時には、洗浄水循環利用が出来、濃縮能を有する細菌により不純物の少ない放射性汚染物質の取り出しによる軽量化が出来る。セシウムを含む放射性汚染物質を効率的に取り込む放線菌を含む細菌を短期間で増殖させて除染を可能とし、復興事業に直ぐに役立つ発明である。

１ 土壌の粒子
２ セシウム
３ 放線菌
４ 汚泥ケーキ

Claims (3)

1. 濃縮能を有する細菌が生息する放射性物質汚染土壌に、リンゴ酸を主成分とした除染用濃縮能細菌増殖剤を液体又は粉体として散布浸透させるか又は汚染土壌と混ぜた後、該細菌増殖剤により増殖した細菌群が高濃度にセシウムを含む放射性物質を濃縮する養生期間を経た後、水洗浄により放射性物質を濃縮した細菌群と放射性物質が安全基準値の許容範囲にある土壌とに分離することを特徴とする放射性物質による汚染土壌の除染法。
2. 請求項１記載の放射性物質による汚染土壌の除染法に使用する放射性物質の除染用濃縮能細菌増殖剤は、リンゴ酸を主成分とすることを特徴とする放射性物質による汚染土壌の除染法。
3. 請求項１記載の放射性物質による汚染土壌の除染法に使用する放射性物質の除染用濃縮能細菌増殖剤は、配合比が主成分であるリンゴ酸が４０〜９５％で、クエン酸が６０〜５％である液体又は粉体であることを特徴とする放射性物質による汚染土壌の除染法。

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