JP5605782B2 - Improved purification method for soil contaminated with radioactive material - Google Patents

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本発明は、放射性物質汚染地の土壌を、人の健康及び、食物又は植物の安全と良好な育成に悪影響を及ぼさないように改質する、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物による放射性物質汚染土壌の改良浄化方法に関するものである。   The present invention relates to a radioactive material-contaminated soil by a porous granular paper sludge carbonized fired product, which is modified so as not to adversely affect human health and food or plant safety and good growth. This relates to an improved purification method.

原子力発電所や放射性物質取扱施設から発生する放射性廃棄物の濃縮廃液、あるいは固体状の使用済みのイオン交換樹脂などに含有される液体廃棄物中の放射性物質の処理に関する提案は、下記特許文献1ないし特許文献21に記載されている。   A proposal regarding the treatment of radioactive materials in concentrated waste liquid of radioactive waste generated from nuclear power plants and radioactive material handling facilities, or liquid waste contained in solid used ion exchange resin, etc. is disclosed in Patent Document 1 below. Or it is described in patent document 21.

また、原子炉の事故時に環境へ放出される放射能を低減する設備として、非常用ガス処理系が知られている。この設備は、原子炉施設が異常な状態に陥る可能性のある事象のうち、原子炉施設の安全設計とその評価に当たって考慮する事象への対策設備であり、具体的にはヨウ化物添着活性炭を用いて無機および有機ヨウ素を高効率で捕集するフィルターを備えた設備である。上記のようなガス系の放射性廃棄物の処理に関する提案は、下記特許文献22ないし特許文献29に記載されている。   In addition, an emergency gas treatment system is known as a facility for reducing the radioactivity released to the environment in the event of a nuclear reactor accident. This facility is a countermeasure against the events that can be considered in the safety design and evaluation of the reactor facilities among the events that may cause the reactor facilities to be in an abnormal state. It is a facility equipped with a filter that uses and collects inorganic and organic iodine with high efficiency. Proposals relating to the treatment of the above-described gas-based radioactive waste are described in the following Patent Documents 22 to 29.

原子炉の爆発事故が実際に起きた時、ヨウ素131、セシウム134、セシウム137等の放射性物質が環境へ放出され、広い地域で土壌が汚染される。しかし、下記特許文献を調査した結果、これらに原子炉のメルトダウン、メルトスルー等の事故が想定されたものはない。したがって、放射性物質により汚染された農場(畑、田んぼ等)、住宅、学校、公園、道路、砂漠等の土壌を浄化するための放射性物質汚染土壌の改良浄化方法について何ら開示されていないため、これらの放射性物質汚染土壌の処理が問題となっている。   When a nuclear explosion accident actually occurs, radioactive substances such as iodine 131, cesium 134, and cesium 137 are released to the environment, and soil is contaminated in a wide area. However, as a result of investigating the following patent documents, no accidents such as meltdown and meltthrough of the reactor are assumed. Therefore, since there is no disclosure of an improved purification method for radioactive material-contaminated soil for purifying soil such as farms (fields, rice fields, etc.), houses, schools, parks, roads, and deserts contaminated with radioactive materials, The treatment of radioactive material contaminated soil is a problem.

下記特許文献において、原子力発電所や放射性物質取扱施設で発生した濃縮廃液、固体状の使用済みイオン交換樹脂の放射性廃棄物は、一般に化学的または物理的な方法で処理されることが記載されている。化学的な方法には、化学沈殿、共沈、吸着、抽出等の処理方法があり、物理的な方法には、フィルター除去、磁気分離、繊維状活性炭、イオン交換繊維またはチタン酸アルカリ繊維等の吸着、活性炭ろ過器のろ過等の処理方法がある。下記特許文献には、これらの活性炭が、発明者、特許権者等の自社製品であるのか、あるいは市販品であるのかが明確に記載されていない。更にこれらの活性炭の品質は殆ど不明である。   In the following patent document, it is described that concentrated waste liquid generated at nuclear power plants and radioactive material handling facilities and radioactive waste of solid used ion exchange resin are generally treated by chemical or physical methods. Yes. Chemical methods include treatment methods such as chemical precipitation, coprecipitation, adsorption, and extraction. Physical methods include filter removal, magnetic separation, fibrous activated carbon, ion exchange fibers, or alkali titanate fibers. There are treatment methods such as adsorption and filtration with activated carbon filters. The following patent documents do not clearly describe whether these activated carbons are in-house products of the inventors, patentees, etc., or are commercial products. Furthermore, the quality of these activated carbons is almost unknown.

活性炭は、一般に穀物、ヤシ殻、木材、石炭、泥炭等の原材料から製造され、飲料水や空気の浄化、脱臭、有害薬品の除去、有害なガスの吸収等に用いられる。これらの特定利用により活性炭の能力を向上させるため、活性炭は薬品または薬品の塩化の溶液に含浸される。なお、含浸工程には含浸浸漬、噴霧含浸の2つの方法がある。   Activated carbon is generally produced from raw materials such as cereals, coconut shells, wood, coal, and peat, and is used for purification of drinking water and air, deodorization, removal of harmful chemicals, absorption of harmful gases, and the like. In order to improve the ability of the activated carbon by these specific uses, the activated carbon is impregnated with a chemical or a solution of chemical chloride. There are two methods for impregnation, impregnation dipping and spray impregnation.

ここで、原子力発電所や放射性物質取扱施設で使用される活性炭は、主に放射性メチルヨウ素131を浸漬することが求められ、ヨウ化カリウム(KI)とトリエチレンジアミン(TEDA)のいずれか一方、又はKIとTEDAとの混合物の溶液に含浸することで活性炭の能力を向上させることができる。なお、放射性メチルヨウ素131の吸収能力は、米国原子力規制委員会の1978年3月付け第2回改定の規制ガイド1.52に記載されている。   Here, activated carbon used in nuclear power plants and radioactive material handling facilities is mainly required to immerse radioactive methyl iodine 131, and either potassium iodide (KI) or triethylenediamine (TEDA), or By impregnating a solution of a mixture of KI and TEDA, the ability of activated carbon can be improved. The absorption capacity of radioactive methyl iodine 131 is described in the Regulation Guide 1.52 of the 2nd revision dated March 1978 of the US Nuclear Regulatory Commission.

特開平5−027094号公報JP-A-5-027094 特開平6−273589号公報JP-A-6-273589 特開平8−110395号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-110395 特開平10−020090号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-020090 特開平10−510924号公報JP-A-10-510924 特開平11−264896号公報JP 11-264896 A 登録実用新案第3065325号公報Registered Utility Model No. 3065325 特開2000−081498号公報JP 2000-081498 A 特開2000−098087号公報JP 2000-098087 A 特開2002−031698号公報JP 2002-031698 A 特開2002−2267795号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-226795 特開2002−2267796号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-226796 特開2003−033653号公報JP 2003-033653 A 特開2004−520586号公報JP 2004-520586 A 特開2006−078336号公報JP 2006-078336 A 特開2006−116376号公報JP 2006-116376 A 特開2008−064703号公報JP 2008-0664703 A 特開2008−232773号公報JP 2008-232773 A 特開2009−244089号公報JP 2009-244089 A 特開2009−294017号公報JP 2009-294017 A 特開2010−194541号公報JP 2010-194541 A 特開平11−512181号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-512181 特開2005−147667号公報JP 2005-147667 A 特開2006−112817号公報JP 2006-112817 A 特開2006−112820号公報JP 2006-112820 A 特開2006−118986号公報JP 2006-118986 A 特開2007−057285号公報JP 2007-057285 A 特開2008−249358号公報JP 2008-249358 A 特開2010−127662号公報JP 2010-127662 A 特許第3352019号公報Japanese Patent No. 3352019

ところで、製紙工場で発生したペーパースラッジは、一部がそのままの状態でペット用トイレ用品、肥料原材、ホーミング剤、補助燃料、セメント原料、土壌改良剤等として使用される。しかし、その殆どは焼却され、得られた灰が埋め立てられ、または再利用される。再利用の用途としては、製鉄の酸化防止剤、土壌改良剤、道路用路床剤、セメント原料等がある。   By the way, the paper sludge generated in the paper mill is used as pet toilet articles, fertilizer raw materials, homing agents, auxiliary fuels, cement raw materials, soil improvers, etc. with some of them intact. However, most of it is incinerated and the resulting ash is landfilled or reused. Applications of reuse include iron-making antioxidants, soil conditioners, roadbed materials, and cement raw materials.

特許文献30では、古紙を原料とする再生紙工場から排出される工場排水処理汚泥から水分量50〜65%のペーパースラッジを絞り、炭化焼成することによって得られた吸水能力に優れた多孔質粒状炭化物が、土壌改良資材、融雪材、調湿材、吸着材及びケイ酸質資材として有効なことが見いだされ、ペーパースラッジの再資源化が図られている。炭化焼成の温度は550〜750℃であり、得られた多孔質粒状炭化物中の炭素、ケイ酸、アルミ、鉄、カルシウム、マグネシウムの含有量やpH(8〜11)が測定されている。しかし、当時と現在とでは古紙の構成が変化したため、ペーパースラッジの水分量が50〜85%に増加しており、炭化焼成温度を1,300℃まで上げていて、得られる多孔質粒状炭化物のpHは11以上であり、チタン、ナトリウム、カリウム等も検出されるように変化している。なお、何れの操業条件下でもペーパースラッジはKIとTEDAのいずれか一方、又はKIとTEDAとの混合物の溶液に含浸されていない。   In Patent Document 30, a porous granular material having excellent water absorption capability obtained by squeezing paper sludge having a water content of 50 to 65% from a factory wastewater treatment sludge discharged from a recycled paper factory using waste paper as a raw material, and carbonizing and firing the paper sludge. Carbides have been found to be effective as soil improvement materials, snow melting materials, humidity control materials, adsorbents and siliceous materials, and paper sludge has been recycled. The temperature of carbonization baking is 550 to 750 ° C., and the content and pH (8 to 11) of carbon, silicic acid, aluminum, iron, calcium and magnesium in the obtained porous granular carbide are measured. However, due to the change in the composition of waste paper at that time and now, the moisture content of the paper sludge has increased to 50-85%, and the carbonization firing temperature has been raised to 1,300 ° C. The pH is 11 or more, and changes so that titanium, sodium, potassium and the like are also detected. Under any operating condition, the paper sludge is not impregnated with a solution of either KI or TEDA or a mixture of KI and TEDA.

上記の原子力発電所や放射性物質取扱施設で使用される活性炭、あるいはペーパースラッジを炭化焼成することからなる多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物のどちらも、放射性物質汚染土壌に直接処理し、放射性物質汚染土壌を改良浄化する試みはなされていなかった。   Both activated carbon used in the nuclear power plants and radioactive material handling facilities mentioned above, and porous granular paper sludge carbonized products made by carbonizing and baking paper sludge are treated directly into radioactive material contaminated soil and contaminated with radioactive materials. No attempt was made to improve and clean the soil.

上記したように、原子炉のメルトダウン、メルトスルー等の事故が起きた時は、ヨウ素131、セシウム134、セシウム137等の放射性物質が環境へ放出され、あるいは原子力発電所や放射性物質取扱施設から放射性物質が流出されることにより、畑、田んぼ、住宅、学校、公園、道路等の土壌が放射性物質により汚染され、米、野菜、豆類、イモ類等の食物が生育せず、また、子供、学生が学校、公園等の施設を利用できなくなる。したがって、人々の健康及び食品への悪影響を及ぼさないようにする放射性物質汚染土壌の改良浄化方法が必要となる。   As mentioned above, when an accident such as meltdown or melt-through of a nuclear reactor occurs, radioactive materials such as iodine 131, cesium 134, and cesium 137 are released to the environment, or from nuclear power plants and radioactive material handling facilities. The radioactive material is spilled, so soil in fields, rice fields, houses, schools, parks, roads, etc. is contaminated with radioactive material, and food such as rice, vegetables, beans, and potatoes does not grow. Students will not be able to use facilities such as schools and parks. Therefore, there is a need for an improved purification method for radioactive material contaminated soil that does not adversely affect human health and food.

そこで、本発明は、KIとTEDAのいずれか一方、及びKIとTEDAとの混合物の溶液のいずれにも含浸させずに、ペーパースラッジを炭化焼成することからなる多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の使用による放射性物質汚染土壌の改良浄化方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides a porous granular paper sludge carbonized fired product comprising carbonized and fired paper sludge without impregnating any one of KI and TEDA and a mixture solution of KI and TEDA. Provided is a method for improving and purifying soil contaminated with radioactive materials by use.

上記課題を解決するために、本発明は、古紙、木材チップの単独あるいは古紙や木材チップの両方を使用する製紙工場のペーパースラッジを炭化焼成することからなる多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を放射性物質汚染土壌に散布又は混合し、放射性物質を放射性物質汚染土壌から除去する放射性物質汚染土壌の改良浄化方法である。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention radioactively converts a carbonized fired product of porous granular paper sludge made by carbonizing and firing paper sludge of a paper mill using waste paper, wood chips alone or both waste paper and wood chips. This is an improved purification method for radioactive material-contaminated soil, which is sprayed or mixed with material-contaminated soil to remove radioactive material from the radioactive material-contaminated soil.

多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物が放射性物質を除去することができるかどうかを確認するため、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物のアルカリ相当値、カチオン交換容量及び塩化セシウム溶液中のセシウムへの除去性をラボテストにて測定し、評価した。これらの結果より、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は放射性物質を除去可能であることを確認したため、実地テスト(フィールドテスト)を実施した。   To confirm whether the porous granular paper sludge carbonized calcined product can remove radioactive materials, the alkali equivalent value of the porous granular paper sludge carbonized calcined product, cation exchange capacity and removal to cesium in cesium chloride solution The property was measured and evaluated by a laboratory test. From these results, it was confirmed that the carbonized calcined product of the porous granular paper sludge was able to remove radioactive substances, and therefore, a field test was performed.

本発明は、以下のことを特徴とする。
(1)pH8以上、望ましくは10以上、アルカリ相当値1.0〜4.0meq/g(NaOH)、望ましくは1.5〜2.5meq/g(NaOH)、カチオン交換容量1.0〜4.0meq/100g(NH )、望ましくは1.5〜3.0meq/100g(NH )、電気伝導度70〜150μS/cmである多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を、古紙、木材チップの単独あるいは古紙や木材チップの両方を使用する製紙工場からのペーパースラッジを炭化焼成することで生成し、前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を放射性物質汚染土壌に散布や混合して放射性物質を前記放射性物質汚染土壌から除去する放射性物質汚染土壌の改良浄化方法。
(2)前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の製造工程には、KIとTEDAのいずれか一方、及びKIとTEDAとの混合物の溶液のいずれへの含浸工程も含まれない。
(3)前記放射性物質汚染土壌は、放射性セシウム134及びセシウム137の合計濃度が800Bq/kg以上を含有する。
(4)前記放射性物質汚染土壌に拡散又は混合する前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の添加量は、0.1〜6kg/m(0.5〜50kg/m)(乾土の0.1〜6重量%)、望ましくは1.0〜3.5kg/m(8〜30kg/m)(乾土の0.9〜3.3重量%)である。
(5)前記ペーパースラッジは、水分量50〜85%を有し、このペーパースラッジを造粒し、乾燥した後、乾留温度500〜1,300℃、望ましくは700〜1,200℃の還元炭化焼成炉で炭化焼成する。さらに望ましくは、800〜1,100℃で炭化焼成する。
(6)前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は、絶乾重量で、可燃分(炭素を含む):15〜25%、TiO:0.5〜3.0%、NaO:0.0001〜0.0005%、KO:0.0001〜0.0005%、SiO:15〜35%、Al:8〜20%、Fe:5〜15%、CaO:15〜30%、MgO:1〜8%、その他(不純物):0.5〜3.0%を含み、これらの合計が100%であり、JISC2141による吸水率が100〜160%、BET吸着法による比表面積が80〜150m/gであり、連続気泡を有する。
(7)前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は、容積空隙率が70%以上、空隙容積が1,000mm/g以上を有し、平均空隙半径が20〜60μmであり、全空隙容積に占める半径1μm以上の空隙が70%以上、長径が1〜10mmの球状、楕円状、円柱状等である混合物質であり、黒色である。
The present invention is characterized by the following.
(1) pH 8 or more, desirably 10 or more, alkali equivalent value 1.0 to 4.0 meq / g (NaOH), desirably 1.5 to 2.5 meq / g (NaOH), cation exchange capacity 1.0 to 4 0.0 meq / 100 g (NH 4 + ), preferably 1.5 to 3.0 meq / 100 g (NH 4 + ), a porous granular paper sludge carbonized product having an electric conductivity of 70 to 150 μS / cm, Generated by carbonizing and baking paper sludge from paper mills using single chips or both waste paper and wood chips, and spraying and mixing the porous granular paper sludge carbonized products to radioactive material contaminated soil Is improved from the radioactive material contaminated soil.
(2) The manufacturing process of the porous granular paper sludge carbonized fired product does not include an impregnation process of any one of KI and TEDA and a solution of a mixture of KI and TEDA.
(3) The radioactive substance-contaminated soil contains a total concentration of radioactive cesium 134 and cesium 137 of 800 Bq / kg or more.
(4) The amount of the carbonized calcined porous granular paper sludge diffused or mixed in the radioactive material contaminated soil is 0.1-6 kg / m 2 (0.5-50 kg / m 3 ) (0 of dry soil 0.1 to 6% by weight), preferably 1.0 to 3.5 kg / m 2 (8 to 30 kg / m 3 ) (0.9 to 3.3% by weight of dry soil).
(5) The paper sludge has a moisture content of 50 to 85%, and after granulating and drying the paper sludge, the carbonization temperature is 500 to 1,300 ° C, preferably 700 to 1,200 ° C. Carbonized and fired in a firing furnace. More desirably, the carbonization is performed at 800 to 1,100 ° C.
(6) The porous granular paper sludge carbonized fired product is an absolute dry weight, combustible content (including carbon): 15 to 25%, TiO 2 : 0.5 to 3.0%, Na 2 O: 0.00. 0001~0.0005%, K 2 O: 0.0001~0.0005 %, SiO 2: 15~35%, Al 2 O 3: 8~20%, Fe 2 O 3: 5~15%, CaO: 15-30%, MgO: 1-8%, other (impurities): 0.5-3.0%, the total of these is 100%, the water absorption rate according to JISC2141 is 100-160%, BET adsorption method The specific surface area is 80 to 150 m 2 / g and has open cells.
(7) The porous granular paper sludge carbonized fired product has a volume void ratio of 70% or more, a void volume of 1,000 mm 3 / g or more, an average void radius of 20 to 60 μm, and a total void volume of It is a mixed material having a spherical shape, an elliptical shape, a cylindrical shape or the like in which a void having a radius of 1 μm or more is 70% or more and a major axis is 1 to 10 mm, and is black.

本発明によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)原子力発電所の原子炉の爆発事故が起こると、ヨウ素131、セシウム134、セシウム137等の放射性物質が環境へ放出され、あるいは原子力発電所や放射性物質取扱施設で発生した濃縮廃液、固体状の使用済みイオン交換樹脂等の放射性廃棄物が環境へ流出され、広い地域で土壌が汚染される。ここで、古紙、木材チップの単独あるいは古紙や木材チップの両方を使用する製紙工場のペーパースラッジを炭化焼成することからなる多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を放射性物質汚染土壌に散布又は混合することで、放射性物質を放射性物質汚染土壌から除去することができる。更に、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物と放射性物質汚染土壌との散布や混合を繰り返すことにより放射性物質汚染土壌中の放射性物質濃度を、800Bq/kgと同等以下にすることができる。
(2)農業用畑、田んぼ等が放射性物質により汚染された場合であっても、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を使用することにより、野菜類、穀類は、放射性物質汚染前の土壌と同等程度収穫される。且つ、放射性物質濃度が0又は500Bq/kg以下となり、人々が安全に野菜類、穀類を消費できる。
(3)住宅、学校、公園、道路等に用いられている土壌が放射性物質により汚染された場合であっても、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を繰り返し使用することにより、放射性物質汚染土壌中の放射性物質濃度が800Bq/kgと同等以下とすることができる。これにより、人々へ悪影響を及ぼすことなく人々の健康を保護することができる。
(4)砂漠、乾燥地等が放射性物質により汚染された場合であっても、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を繰り返し使用することにより、放射性物質汚染土壌中の放射性物質濃度が低下し、緑化、あるいは耕地に適する土壌に改善することができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) When an explosion accident occurs at a nuclear power plant reactor, radioactive materials such as iodine 131, cesium 134, and cesium 137 are released to the environment, or concentrated waste liquids and solids generated at nuclear power plants and radioactive material handling facilities. Radioactive waste, such as used ion exchange resin, is discharged into the environment, and soil is contaminated in a wide area. Here, spraying or mixing a porous granular paper sludge carbonized product made by carbonizing and firing paper sludge of a paper mill using both waste paper and wood chips alone or both waste paper and wood chips to radioactive material contaminated soil The radioactive material can be removed from the radioactive material contaminated soil. Furthermore, the radioactive substance concentration in radioactive substance-contaminated soil can be made equal to or less than 800 Bq / kg by repeating spraying and mixing of the porous granular paper sludge carbonized fired product and radioactive substance-contaminated soil.
(2) Even when agricultural fields, rice fields, etc. are contaminated with radioactive substances, by using the porous granular paper sludge carbonized fired products, vegetables and cereals are equivalent to the soil before radioactive substance contamination. Harvested to a degree. And a radioactive substance density | concentration becomes 0 or 500 Bq / kg or less, and people can consume vegetables and cereals safely.
(3) Even if the soil used in houses, schools, parks, roads, etc. is contaminated with radioactive materials, the use of carbonized calcined porous granular paper sludge in the soil contaminated with radioactive materials The radioactive substance concentration can be equal to or less than 800 Bq / kg. Thereby, people's health can be protected without adversely affecting people.
(4) Even when deserts, dry land, etc. are contaminated with radioactive substances, the repeated use of carbonized calcined porous paper sludge reduces the concentration of radioactive substances in the soil contaminated with radioactive substances, resulting in greening Or, it can be improved to soil suitable for arable land.

以下に、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The present invention is not limited to these.

(1)放射性物質の除去方法の概要
ヨウ素131、セシウム134、セシウム137等の放射性物質により汚染された放射性物質汚染土壌に、例えば、古紙、木材チップの単独あるいは古紙や木材チップの両方を使用する製紙工場から排出されたペーパースラッジを、ヨウ化カリウム(KI)とトリエチレンジアミン(TEDA)のいずれか一方、及びKIとTEDAとの混合物の溶液のいずれにも含浸させずに炭化焼成することからなる多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を散布し、耕運機にて掻き混ぜて混合する。その結果、放射性物質汚染土壌に含まれる放射性物質の濃度が経時変化と共に減少する。なお、野菜類、穀類、花類等のための肥料、殺虫剤等が必要な場合は、放射性物質汚染土壌に多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を混合してから少なくとも3日間が経過した後に散布する。
(1) Outline of removal method of radioactive material For example, waste paper, wood chips alone or both waste paper and wood chips are used in radioactive material contaminated soil contaminated with radioactive materials such as iodine 131, cesium 134, and cesium 137. Paper sludge discharged from a paper mill is calcined and fired without impregnating any one of potassium iodide (KI) and triethylenediamine (TEDA) and a mixture of KI and TEDA. Sprinkle the porous granular paper sludge carbonized fired product, stir in a cultivator and mix. As a result, the concentration of radioactive material contained in the radioactive material contaminated soil decreases with time. If fertilizers, insecticides, etc. for vegetables, cereals, flowers, etc. are needed, spray after at least 3 days have passed since the porous granular paper sludge carbonized fired material was mixed with radioactive material-contaminated soil. To do.

(2)放射性物質汚染土壌
社団法人日本土壌肥料学会(http://jssspn.jp/info/secretariat/4317.html)によると、セシウム137は大気圏核実験により1960年代をピークに地球全体に広がり、土壌に降下した。このため、今日でもセシウム137は微量ではあるが世界中の土の中に存在している。セシウム134、セシウム137の合計値は、通常の畑土壌で33Bq/kg、田んぼ土壌で28Bq/kgである。一方、この測定結果に対し、原子力発電所での事故により放出された放射性物質に汚染された放射性物質汚染土壌の場合、場所によっては低値の800Bq/kgから高値の数万Bq/kgとなる。これらの放射性物質汚染土壌中の放射性物質濃度は、経時変化と共に天候変動により変動する。ここで、これらの放射性物質汚染土壌を多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物で処理した場合、放射性物質汚染土壌中の放射性物質が除去されるという結果が確認された。
(2) Radioactive material-contaminated soil According to the Japan Society of Soil Fertilizer (http://jssspn.jp/info/secretariat/4317.html), cesium 137 has spread to the whole of the earth in the 1960s as a peak by atmospheric nuclear tests, It fell to the soil. For this reason, even today, cesium 137 is present in soils all over the world, albeit in trace amounts. The total value of cesium 134 and cesium 137 is 33 Bq / kg for normal field soil and 28 Bq / kg for rice field soil. On the other hand, for this measurement result, in the case of radioactive material contaminated soil contaminated with radioactive material released by an accident at a nuclear power plant, the low value is 800 Bq / kg, and the high value is several tens of thousands Bq / kg. . The concentration of radioactive material in the soil contaminated with these radioactive materials varies with the change in weather with time. Here, when these radioactive substance contaminated soil was processed with the porous granular paper sludge carbonized fired product, the result that the radioactive substance in radioactive substance contaminated soil was removed was confirmed.

(3)多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の散布量
多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は、0.1〜6kg/m(0.5〜50kg/m)(乾土の0.1〜6重量%)、望ましくは1.0〜3.5kg/m(8〜30kg/m)(乾土の0.9〜3.3重量%)が適正な散布量であるが、放射性物質汚染土壌中の放射性物質を除去するには、少なくとも2週間以上経過することが望ましい。
(3) Application amount of carbonized calcined product of porous granular paper sludge The calcined product of porous granular paper sludge is 0.1-6 kg / m 2 (0.5-50 kg / m 3 ) 6% by weight), preferably 1.0 to 3.5 kg / m 2 (8 to 30 kg / m 3 ) (0.9 to 3.3% by weight of dry soil) is an appropriate application amount, but radioactive material In order to remove radioactive substances in the contaminated soil, it is desirable that at least two weeks or more elapse.

(4)多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物が放射性物質汚染土壌中の放射性物質を除去する推定メカニズム
(4−1)社団法人日本土壌肥料学会の仮説(http://jssspn.jp/info/secretariat/4317.html)
元素の周期律表によると、セシウムは、ナトリウムやカリウムと同じアルカリ金属に分類され、これらの元素と同様に振る舞うことが分かっている。土壌は負荷電を持つため陽イオンのセシウムを引き付けて留める性質がある。更に土壌中にはセシウムを閉じ込める粘土鉱物が存在するため、土壌に浸入するセシウムが粘土鉱物に強く保持され、離れにくくなる。
(4) Presumed mechanism of removal of radioactive material in soil contaminated with radioactive material by porous carbonized paper sludge carbonized product (4-1) Hypothesis of Japan Society of Soil Fertilizer (http://jssspn.jp/info/secretariat) /4317.html)
According to the periodic table of elements, cesium is classified as the same alkali metal as sodium and potassium, and it is known that it behaves like these elements. Soil has a property of attracting and retaining cation cesium because it has negative charge. Furthermore, since clay minerals that trap cesium exist in the soil, cesium that infiltrates the soil is strongly held by the clay mineral and is difficult to separate.

(4−2)孟宗竹を炭化焼成することからなるヨウ化物添着活性炭の研究結果(Chien,C−C,Huang,Y−P,Wang,W−C,Chao,J−H,Wei,Y−Y,2011,Efficiency of Moso bamboo charcoal and activated carbon for adsorbing radioactive iodine. Clean−Soil,Air,Water,39(2),103−108)
上記の研究では、孟宗竹を炭化焼成することからなるヨウ化物添着活性炭が揮発性放射性ヨウ素131を閉じ込めるには、ヨウ化物が先ず活性炭の表面に吸着し、それからヨウ素イオンの位置に移行し、そこで同位体交換が起きるというメカニズムが提案された。また、ヨウ化物添着活性炭の表面への吸着性は、活性炭の表面のアルカリ基、例えば水酸基(OH)及び活性炭基底面のπ電子系に大きく左右された。アルカリ基は、活性炭の表面とヨウ化物(KI)との静電気の相互作用を強化するとされた。
(4-2) Research results of iodide impregnated activated carbon obtained by carbonizing and firing Munetake bamboo (Chien, CC, Huang, YP, Wang, WC, Chao, JH, Wei, YY) , 2011, Efficiency of Moso banbo charcoal and activated carbon for adsorbing radioactive iodine. Clean-Soil, Air, Water, 39 (2), 103-108).
In the above study, in order to confine the volatile radioactive iodine 131 by the iodide-added activated carbon obtained by carbonizing and firing the scorpion bamboo, the iodide is first adsorbed on the surface of the activated carbon, and then moves to the position of iodine ions, where A mechanism was proposed in which body exchange occurred. Further, the adsorptivity to the surface of the iodide-added activated carbon was greatly influenced by the alkali group on the surface of the activated carbon, for example, the hydroxyl group (OH ) and the π electron system on the bottom surface of the activated carbon group. Alkali groups were said to enhance the electrostatic interaction between the surface of activated carbon and iodide (KI).

(4−3)本実施形態においてKI、TEDAを含浸させないとする推定メカニズム
原子力発電所で使用される活性炭には、日常稼働時の排気ガスに含まれ、又は爆発等の事故時に放出される放射性ヨウ素131の濃度を安全なレベルまで除去して環境への放出を防ぐ役割がある。上記の米国原子力規制委員会の規制ガイド1.52によれば、活性炭の基本的な原料として、穀物、ヤシ殻が用いられる。更に、放射性ヨウ素131を浸漬する能力を強化するために、これらの活性炭をヨウ化カリウム(KI)とトリエチレンジアミン(TEDA)のいずれか一方、又はKIとTEDAとの混合物の溶液に含浸させるとされている。したがって、米国原子力規制委員会の規制ガイド1.52によれば、原子力発電所事故により排出される放射性セシウム134や137による汚染を想定していないことが分かった。
(4-3) Presumed mechanism that KI and TEDA are not impregnated in this embodiment The activated carbon used in nuclear power plants is included in exhaust gas during daily operation or released in the event of an accident such as an explosion It removes the concentration of iodine 131 to a safe level to prevent release to the environment. According to the above Regulatory Guide 1.52 of the US Nuclear Regulatory Commission, grain and coconut shells are used as the basic raw material for activated carbon. Furthermore, in order to enhance the ability to immerse radioactive iodine 131, these activated carbons are impregnated with a solution of either potassium iodide (KI) or triethylenediamine (TEDA) or a mixture of KI and TEDA. ing. Therefore, according to the Regulatory Guide 1.52 of the US Nuclear Regulatory Commission, it was found that contamination by radioactive cesium 134 and 137 discharged by a nuclear power plant accident was not assumed.

上記した活性炭の基本的な原料である穀物、ヤシ殻は、主成分がセルロース、ヘミセルロース、リグニンであり、炭化前では約95%が有機分であり、残存の5%が無機分である。そして、炭化後では有機分が80%、無機分が20%となる。(Raveendran,K.,Ganesh,A.,Khilar,K.C.,1996,Pyrolysis characteristics of biomass and biomass components.Fuel,75(8),987−998)。さらに、植物の無機分は一般に陽イオンの金属である。このため、放射性ヨウ素131を多量に浸漬するには、穀物、ヤシ殻からなる活性炭をヨウ化カリウム(KI)とトリエチレンジアミン(TEDA)のいずれか一方、又はKIとTEDAとの混合物の溶液に含浸させることが必要になる。 Grains and coconut shells, which are the basic raw materials for activated carbon, are mainly composed of cellulose, hemicellulose, and lignin. Before carbonization, about 95% is organic, and the remaining 5% is inorganic. After carbonization, the organic content is 80% and the inorganic content is 20%. (Ravenendran, K., Ganesh, A., Khilar, KC, 1996, Pyrolysis charactaristics of biomass components and Biomass components. Fuel, 75 (8), 987-998). In addition, the inorganic content of plants is generally a cationic metal. For this reason, in order to immerse a large amount of radioactive iodine 131, activated carbon consisting of cereals and coconut shells is impregnated in a solution of either potassium iodide (KI) or triethylenediamine (TEDA) or a mixture of KI and TEDA. It is necessary to make it.

一方、本実施形態は有機分が25%未満、無機分が75%以上であり、成分の構成比率が上記の穀物、ヤシ殻からなる活性炭と異なる。また、本実施形態の無機分は殆どが陽イオンの金属であり、陰イオンのヨウ素を浸漬すること、あるいは陽イオンのセシウムとのイオン交換を行うことが可能である。したがって、本実施形態では、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を、KIとTEDAのいずれか一方、及びこれらの混合物の溶液に含浸させることが必要ないと考える。   On the other hand, in the present embodiment, the organic content is less than 25% and the inorganic content is 75% or more, and the constituent ratio of the components is different from the activated carbon composed of the above-mentioned grains and coconut shells. In addition, most of the inorganic content of the present embodiment is a cation metal, and it is possible to immerse an anion of iodine or to exchange ions with a cation of cesium. Therefore, in the present embodiment, it is considered unnecessary to impregnate the carbonized fired product of the porous granular paper sludge with a solution of either KI or TEDA, or a mixture thereof.

(5)多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の性質等
多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は、次の性質を含有する。pH:8.0以上、望ましくは10以上、アルカリ相当値:1.0meq/g以上(NaOH)望ましくは1.5〜2.5meq/g(NaOH)、カチオン交換容量:1.0meq/100g以上(NH )望ましくは1.5〜3.0meq/100g(NH )、電気伝導度:70〜150μS/cm、Na含有率:0.0003%以上、K含有率:0.0003%以上である。
(5) Properties of carbonized fired product of porous granular paper sludge The carbonized fired product of porous granular paper sludge contains the following properties. pH: 8.0 or more, desirably 10 or more, alkali equivalent value: 1.0 meq / g or more (NaOH), desirably 1.5 to 2.5 meq / g (NaOH), cation exchange capacity: 1.0 meq / 100 g or more (NH 4 + ) desirably 1.5 to 3.0 meq / 100 g (NH 4 + ), electric conductivity: 70 to 150 μS / cm, Na content: 0.0003% or more, K content: 0.0003% That's it.

また、次の成分を含有する。絶乾重量で、可燃分(炭素を含む):15〜25%、TiO:0.5〜3.0%、NaO:0.0001〜0.0005%、KO:0.0001〜0.0005%、SiO:15〜35%、Al:8〜20%、Fe:5〜15%、CaO:15〜30%、MgO:1〜8%、その他(不純物):0.5〜3.0%を含む。また、JISC2141による吸水率が100〜160%、BET吸着法による比表面積が80〜150m/gであり、連続気泡を有する。なお、これら各成分は含有率の合計が100%となる。 Moreover, the following component is contained. Absolute dry weight, combustibles (including carbon): 15~25%, TiO 2: 0.5~3.0%, Na 2 O: 0.0001~0.0005%, K 2 O: 0.0001 ~0.0005%, SiO 2: 15~35% , Al 2 O 3: 8~20%, Fe 2 O 3: 5~15%, CaO: 15~30%, MgO: 1~8%, others ( Impurity): 0.5 to 3.0% included. Moreover, the water absorption rate by JISC2141 is 100-160%, the specific surface area by a BET adsorption method is 80-150 m < 2 > / g, and it has an open cell. Note that the total content of these components is 100%.

(6)上記した多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物が放射性物質汚染土壌中の放射性物質を除去する推定メカニズムを考慮した場合の本実施形態の作 (6) for action of the present embodiment in which the porous particulate paper sludge carbonized baked product using an estimation mechanism for removing radioactive materials radioactive pollution in soil

多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物においては、SiO(15〜35%)やAl(8〜20%)が多く含まれるが、Si4+のAl3+の同型置換からの永久負電荷は微々たるものである。更に、多くの交換性カチオンは、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物のアルカリ性(OH)表面に極端に存在すると推定される。(Ma,C.,Eggleton,R.A.,1999,Cation exchange capacity of kaolinite.Clays and Clay Minerals,47(2),174−180) The porous granular paper sludge carbonized fired product contains a large amount of SiO 2 (15-35%) and Al 2 O 3 (8-20%), but the permanent negative charge from the isomorphous substitution of Al 3+ in Si 4+ is It is insignificant. Furthermore, many exchangeable cations are presumed to be extremely present on the alkaline (OH ) surface of the calcined product of porous granular paper sludge. (Ma, C., Eggleton, RA, 1999, Cation exchange capacity of kaolinite. Clays and Cray Minerals, 47 (2), 174-180)

多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の交換性カチオンは、Ca2+、Mg2+、K、Na等である。多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の表面に吸着した放射性セシウムは、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物のアルカリ性(OH)表面に極端に存在するカルシウム、マグネシウムのカチオンの位置に移行してイオン交換を起こす。多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は、カチオン交換容量やカルシウム、マグネシウムの含有量が高いため放射性セシウムとのイオン交換が多く起こり、結果として放射性セシウムが大幅に減少すると考えられる The exchangeable cation of the porous granular paper sludge carbonized fired product is Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na + or the like. The radioactive cesium adsorbed on the surface of the carbonized calcined product of porous granular paper sludge migrates to the position of calcium and magnesium cations that are extremely present on the alkaline (OH ) surface of the calcined product of porous granular paper sludge. Wake up. Since the porous granular paper sludge carbonized product has a high cation exchange capacity and calcium and magnesium contents, it is considered that ion exchange with radioactive cesium occurs frequently, and as a result, the radioactive cesium is greatly reduced .

(7)多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の炭化焼成
炭化焼成は、水分量50〜85%を有するペーパースラッジを造粒した後、球状化し、乾燥後、還元炭化焼成炉で乾留温度500〜1,300℃、望ましくは700〜1,200℃で行う。さらに望ましくは、800〜1,100℃で行う。
(7) Carbonization and calcination of porous granular paper sludge carbonization calcination Carbonization calcination is performed by granulating paper sludge having a moisture content of 50 to 85%, then spheronizing, drying, and then dry distillation temperature 500 to 1 in a reduction carbonization furnace. , 300 ° C., preferably 700 to 1,200 ° C. More preferably, it is performed at 800 to 1,100 ° C.

(8)多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の外形等
多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は、容積空隙率が70%以上、空隙容積が1,000mm/g以上を有し、平均空隙半径が20〜60μmであり、全空隙容積に占める半径1μm以上の空隙が70%以上、長径が1〜10mmである。また、球状、楕円状、円柱状等の混合物質であり、黒色である。なお、その他の形状であってもよい。
(8) Porous granular paper sludge carbonized calcined product, etc. The porous granular paper sludge carbonized calcined product has a volume porosity of 70% or more, a void volume of 1,000 mm 3 / g or more, and an average void radius. It is 20 to 60 μm, and voids having a radius of 1 μm or more in the entire void volume are 70% or more, and the major axis is 1 to 10 mm. Moreover, it is a mixed substance such as a spherical shape, an elliptical shape, and a cylindrical shape, and is black. Other shapes may also be used.

(9)多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の特性評価法
(9−1)pH
多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物20gに、室温と同程度の温度まで冷ました沸騰蒸留水100mlを加え、一晩かけて撹拌した後、2G4のガラスフィルタにてろ過を行い、硝子電極のpH計でろ液のpHを測定した。
(9) Characteristic evaluation method of carbonized fired product of porous granular paper sludge (9-1) pH
Add 100 ml of boiling distilled water cooled to the same temperature as room temperature to 20 g of the porous granular paper sludge carbonized fired product, stir overnight, filter with a 2G4 glass filter, and measure the pH of the glass electrode The pH of the filtrate was measured.

(9−2)アルカリ相当値
次に、上記のろ液10mlを取り、0.01N塩酸にて比色滴定を行い、アルカリ相当値を算出した。
(9-2) Alkali equivalent value Next, 10 ml of the above filtrate was taken and colorimetric titration was performed with 0.01N hydrochloric acid to calculate an alkali equivalent value.

(9−3)カチオン交換容量
多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物25gに1M/L酢酸アンモニウム溶液125mlを加え、1時間撹拌した後、一晩置き、17G4のガラスフィルタにてろ過を行った。次に、残渣を1M/L酢酸アンモニウム溶液25mlで4回、クラックさせずにゆっくり洗浄した。その後、残渣を95%エタノール25mlで8回、クラックさせずにゆっくり洗浄した。最後に、残渣を1M/L塩化カリウム溶液25mlで8回、クラックさせずにゆっくり洗浄し、ろ液を集め、追加の1M/L塩化カリウム溶液を用いて250mlに構成した。このろ液を20ml取り、0.01N塩酸にて比色滴定を行い、カチオン交換容量を求めた。
(9-3) Cation Exchange Capacity 125 ml of 1M / L ammonium acetate solution was added to 25 g of the porous granular paper sludge carbonized calcined product, stirred for 1 hour, then left overnight, and filtered through a 17G4 glass filter. The residue was then slowly washed 4 times with 25 ml of 1 M / L ammonium acetate solution without cracking. Thereafter, the residue was washed slowly with 25 ml of 95% ethanol 8 times without cracking. Finally, the residue was washed slowly with 25 ml of 1 M / L potassium chloride solution 8 times without cracking, the filtrate was collected and made up to 250 ml with additional 1 M / L potassium chloride solution. 20 ml of this filtrate was taken and subjected to colorimetric titration with 0.01N hydrochloric acid to determine the cation exchange capacity.

(9−4)ナトリウム、カリウム定量
多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物1gに0.1M/L硝酸溶液100mlを加え、72時間撹拌した後、1G4のガラスフィルタにてろ過を行い、ろ液中のナトリウム、カリウムを原子吸光光度計で測定した。
(9-4) Quantitative determination of sodium and potassium To 1 g of porous granular paper sludge carbonized fired product, 100 ml of 0.1 M / L nitric acid solution was added, stirred for 72 hours, filtered through a 1G4 glass filter, Sodium and potassium were measured with an atomic absorption photometer.

(10)放射性物質汚染土壌中の放射性物質の定量
ヨウ素131、セシウム134、セシウム137等の放射性物質の測定は、平成14年3月厚生労働省医薬局食品保健部監視安全課「緊急時における食品の放射能測定マニュアル」に準拠した。
(10) Quantification of radioactive substances in soil contaminated with radioactive substances Measurement of radioactive substances such as iodine 131, cesium 134, cesium 137, etc. Conforms to the Radioactivity Measurement Manual.

以下、実施例を用いて本発明の効果を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、フィールドテストは福島県で行った。同県では、2011年3月11日に起きた東日本大震災における原子力発電所事故により、一部の土壌から放射性物質が検出された。   Hereinafter, although the effect of the present invention is explained using an example, the present invention is not limited to these examples. The field test was conducted in Fukushima Prefecture. In the same prefecture, radioactive materials were detected in some soils due to the nuclear power plant accident in the Great East Japan Earthquake that occurred on March 11, 2011.

[実施例1]
(1)放射性物質汚染畑土壌
福島県飯舘村の畑(面積=324m)を用い、そのうち120mに、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を240kg散布し、耕運機で掻き混ぜて土壌と混合した。残存した204mのうち144mをブランク土壌とした。多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を混合した放射性物質汚染畑土壌及びブランク土壌にジャガ芋を植えた。これらの土壌の間には60mの空所を設けた。放射性物質汚染畑土壌中の放射性物質の測定結果を表1に示す。
なお、以下の全実施例において、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物をPSCと示す。
[Example 1]
(1) using a radioactive contaminated Soils Fukushima Iitate vineyard (area = 324m 2), to of which 120 m 2, a porous particulate paper sludge carbonization was 240kg sprayed and mixed with soil swirled in cultivators . Of the remaining 204 m 2 , 144 m 2 was used as blank soil. Potato pods were planted in radioactive material-contaminated field soil and blank soil mixed with carbonized calcined porous paper sludge. A space of 60 m 2 was provided between these soils. Table 1 shows the measurement results of radioactive substances in the soil contaminated with radioactive substances.
In all the following examples, the porous granular paper sludge carbonized fired product is indicated as PSC.

Figure 0005605782
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放射性物質汚染畑土壌にPSCを混合した時には、その瞬間、放射性物質濃度が増加した。上記で説明したように、これはPSC表面のアルカリ(OH)基が土壌中の閉じ込められた放射性物質と静電気の相互作用を強化し、放射性物質はPSC表面に吸着することが原因と考えられる。経時変化に伴い放射性物質汚染畑土壌の放射性物質濃度が減少し、PSCが放射性物質を低下させる効果があったことが分かった。ジャガ芋を収穫した日(73日目)を基準とした場合、PSCの除去能力は9,372Bq/日/kgであった。 When PSC was mixed with radioactive material contaminated field soil, the concentration of radioactive material increased at that moment. As explained above, this is thought to be due to the fact that the alkali (OH ) group on the PSC surface enhances the interaction between the trapped radioactive material and the static electricity in the soil, and the radioactive material is adsorbed on the PSC surface. . It was found that the radioactive substance concentration in the radioactive material contaminated field soil decreased with time, and that PSC had the effect of reducing the radioactive substance. When based on the day when the potato camellia was harvested (day 73), the PSC removal capacity was 9,372 Bq / day / kg.

[実施例2]
(2)放射性物質汚染田んぼI土壌
福島県飯舘村の田んぼI(面積=495m)を用い、PSC600kgを散布し、耕運機で掻き混ぜて土壌と混合した。この放射性物質汚染田んぼIで米の耕作を行った。放射性物質汚染田んぼI土壌中の放射性物質の測定結果を表2に示す。
[Example 2]
(2) Radioactive material-contaminated rice field I soil Using rice field I (area = 495 m 2 ) in Iitate Village, Fukushima Prefecture, PSC 600 kg was sprayed, stirred with a cultivator and mixed with soil. Rice was cultivated in this radioactive material contaminated rice field I. Table 2 shows the measurement results of radioactive substances in the radioactive substance-contaminated rice field I soil.

Figure 0005605782
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実施例1における放射性物質汚染畑土壌と同様に、放射性物質汚染田んぼI土壌は、初日の放射性セシウム濃度が上がったが経時変化に伴い減少し、66日目を基準とした場合のPSCの除去能力は7,466Bq/日/kgであった。   Similar to the radioactive material-contaminated field soil in Example 1, the radioactive material-contaminated rice field I soil increased in concentration of radioactive cesium on the first day, but decreased with time, and the ability to remove PSC when based on the 66th day Was 7,466 Bq / day / kg.

[実施例3]
(3)放射性物質汚染田んぼII土壌
福島県飯舘村の田んぼII(面積=495m)を用い、PSC1,200kgを散布し、耕運機で掻き混ぜて土壌と混合した。放射性物質汚染田んぼII土壌中の放射性物質の測定結果を表3に示す。
[Example 3]
(3) Radioactive material-contaminated rice field II soil Using rice field II (area = 495 m 2 ) in Iitate-mura, Fukushima Prefecture, 1,200 kg of PSC was sprayed, stirred with a cultivator and mixed with soil. Table 3 shows the measurement results of radioactive substances in the radioactive substance contaminated rice field II soil.

Figure 0005605782
Figure 0005605782

実施例1における放射性物質汚染畑土壌と同様に、放射性物質汚染田んぼII土壌は、初日の放射性セシウム濃度が上がったが経時変化に伴い減少し、66日目を基準とした場合のPSCの除去能力は6,440Bq/日/kgであった。   Similar to the radioactive material-contaminated field soil in Example 1, the radioactive material-contaminated rice field II soil increased with the radioactive cesium concentration on the first day, but decreased with time, and the ability to remove PSC when based on the 66th day Was 6,440 Bq / day / kg.

[実施例4]
(4)放射性物質汚染田んぼIII土壌
福島県南相馬市での田んぼIII(面積=2,700m)を用い、PSC3,600kgを散布し、耕運機で掻き混ぜて土壌と混合した。この放射性物質汚染田んぼIIIで米の耕作を行った。放射性物質汚染田んぼIII土壌中の放射性物質の測定結果を表4に示す。
[Example 4]
(4) Radioactive material-contaminated rice field III soil Using rice field III (area = 2,700 m 2 ) in Minamisoma City, Fukushima Prefecture, 3,600 kg of PSC was sprayed and stirred with a cultivator to mix with soil. Rice was cultivated in this radioactive material contaminated rice field III. Table 4 shows the measurement results of radioactive substances in the radioactive substance contaminated rice field III soil.

Figure 0005605782
Figure 0005605782

実施例1ないし実施例3の放射性物質汚染土壌(畑、田んぼI、II)と異なり、放射性物質汚染田んぼIII土壌はPSCと混合した当初から放射性物質濃度が減少したが、経時変化に伴い増加した。これは、雨等の天候変化により土壌中の放射性物質濃度が変動したことによるものと考えられる。しかし、何れの実施例においてもPCSが放射性物質を低下させる効果を再度確認できた。放射性物質汚染田んぼIII土壌において61日目を基準とした場合のPSCの除去能力は908Bq/日/kgであった。   Unlike the radioactive material-contaminated soil (field, rice field I, II) of Example 1 to Example 3, the radioactive material-contaminated rice field III soil had a reduced radioactive material concentration from the beginning of mixing with PSC, but increased with time. . This is thought to be due to changes in the concentration of radioactive materials in the soil due to changes in weather such as rain. However, in any of the examples, it was confirmed again that PCS reduces the radioactive substance. The removal ability of PSC was 908 Bq / day / kg based on the 61st day in the radioactive material contaminated rice field III soil.

上記の実施例の結果を考慮すると、場所によって放射性物質汚染土壌の放射性物質濃度は変動するが、このことにかかわらず、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を放射性物質汚染土壌と混合すると放射性物質濃度が減少する。当初の放射性物質濃度が高いほど、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の放射性物質除去能力は高くなる。   Considering the results of the above examples, the concentration of radioactive material in the radioactive material contaminated soil varies depending on the location. Regardless of this, the concentration of radioactive material when the calcined porous granular paper sludge is mixed with the radioactive material contaminated soil. Decrease. The higher the initial radioactive substance concentration, the higher the radioactive substance removal ability of the porous granular paper sludge carbonized fired product.

本発明は、多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を使用することによって原子力発電所や放射性物質取扱施設の事故による放射性物質汚染地である畑、田んぼ、学校、公園、道路、砂漠等の土壌中の放射性物質を除去する改良浄化方法を提供する。本発明によれば、放射性物質汚染土壌に多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を散布し、耕運機にて掻き混ぜて混合するだけの簡単な作業で、経時変化に伴い放射性物質汚染土壌中の放射線物質が除去される。これにより穀類が従来通り成長し、よって本発明は人々の健康及び食品への悪影響をなくすための有効的な改良浄化方法である。   The present invention uses a porous granular paper sludge carbonized fired product in soils such as fields, rice fields, schools, parks, roads, and deserts that are radioactive material contaminated areas due to accidents at nuclear power plants and radioactive material handling facilities. An improved purification method for removing radioactive material is provided. According to the present invention, the radioactive granular material sludge carbonized fired material is sprayed on the radioactive material contaminated soil, and the radioactive material in the radioactive material contaminated soil is changed with the lapse of time with a simple operation of stirring and mixing with a cultivator. Is removed. As a result, cereals grow as usual, and therefore the present invention is an effective improved purification method for eliminating adverse effects on people's health and food.

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said embodiment. The present invention can be modified in various ways without departing from the scope of the claims.

Claims (6)

pH8以上、アルカリ相当値1.0〜4.0meq/g(NaOH)、およびカチオン交換容量1.0〜4.0meq/100g(NH )、有機分が25%未満、無機分が75%以上である多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を、ヨウ化カリウム(KI)トリエチレンジアミン(TEDA)、又は前記KIと前記TEDAとの混合物の溶液のいずれにも含浸させずにペーパースラッジを炭化焼成することで生成し、
前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物を放射性物質汚染土壌に散布又は混合して、ヨウ素を含浸し、またはセシウムとのイオン交換を行う
ことを特徴とする放射性物質汚染土壌の改良浄化方法。
pH 8 or higher, alkali equivalent value 1.0 to 4.0 meq / g (NaOH), and cation exchange capacity 1.0 to 4.0 meq / 100 g (NH 4 + ), organic content is less than 25%, inorganic content is 75% or in which the porous particulate paper sludge carbonization product, potassium iodide (KI), triethylenediamine (TEDA), or carbonizing the paper sludge without also impregnated with either a solution of a mixture of the KI and the TEDA To generate
Dispersing or mixing the porous granular paper sludge carbonized fired product on radioactive material contaminated soil, impregnating with iodine, or performing ion exchange with cesium ,
An improved purification method for soil contaminated with radioactive material.
前記放射性物質汚染土壌は、セシウム134及びセシウム137の合計濃度が800Bq/kg以上を含有する、
ことを特徴とする請求項1記載の放射性物質汚染土壌の改良浄化方法。
The radioactive material-contaminated soil contains a total concentration of cesium 134 and cesium 137 of 800 Bq / kg or more.
The improved purification method for radioactive material-contaminated soil according to claim 1.
前記放射性物質汚染土壌に拡散又は混合する前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物の添加量は、0.1〜6kg/m ある、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放射性物質汚染土壌の改良浄化方法。
The amount of the porous particulate paper sludge carbonization product diffuses or mixed with the radioactive substance contaminated soil is 0.1~6kg / m 2,
The method for improving and purifying radioactive material-contaminated soil according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記ペーパースラッジは、水分量50〜85%を有し、このペーパースラッジを造粒し、乾燥した後、乾留温度500〜1,300℃の還元炭化焼成炉で炭化焼成する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の放射性物質汚染土壌の改良浄化方法。
The paper sludge has a moisture content of 50 to 85%, and after granulating and drying the paper sludge, it is carbonized and fired in a reducing carbonization furnace having a dry distillation temperature of 500 to 1300 ° C.
The method for improving and purifying radioactive material-contaminated soil according to any one of claims 1 to 3.
前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は、絶乾重量で、可燃分(炭素を含む):15〜25%、TiO:0.5〜3.0%、NaO:0.0001〜0.0005%、KO:0.0001〜0.0005%、SiO:15〜35%、Al:8〜20%、Fe:5〜15%、CaO:15〜30%、MgO:1〜8%を含み、これらと不純物との合計が100%であり、吸水率が100〜160%、BET吸着法による比表面積が80〜150m/gであり、連続気泡を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の放射性物質汚染土壌の改良浄化方法。
The calcined product of the porous granular paper sludge is absolutely dry weight, combustible content (including carbon): 15 to 25%, TiO 2 : 0.5 to 3.0%, Na 2 O: 0.0001 to 0 .0005%, K 2 O: 0.0001~0.0005 %, SiO 2: 15~35%, Al 2 O 3: 8~20%, Fe 2 O 3: 5~15%, CaO: 15~30 %, MgO: 1 to 8%, the sum of these and impurities is 100%, the water absorption is 100 to 160%, the specific surface area by the BET adsorption method is 80 to 150 m 2 / g, Have
The method for improving and purifying radioactive material-contaminated soil according to any one of claims 1 to 4.
前記多孔質粒状ペーパースラッジ炭化焼成物は、容積空隙率が70%以上、空隙容積が1,000mm/g以上を有し、平均空隙半径が20〜60μmであり、全空隙容積に占める半径1μm以上の空隙が70%以上、長径が1〜10mmの球状、楕円状、円柱状の混合物質であり、黒色である、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の放射性物質汚染土壌の改良浄化方法。
The carbonized calcined porous paper sludge has a volume porosity of 70% or more, a void volume of 1,000 mm 3 / g or more, an average void radius of 20 to 60 μm, and a radius of 1 μm in the total void volume. The above void is 70% or more, and the mixed material is spherical, elliptical, cylindrical with a major axis of 1 to 10 mm, and is black.
The method for improving and purifying radioactive material-contaminated soil according to any one of claims 1 to 5, wherein:
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