JP6090979B2 - 放射性セシウムの除染法 - Google Patents
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- Cultivation Of Plants (AREA)
Description
本願発明は、放射性セシウムの除染法の分野に関する。
２０１１年３月１１日に発生した東北地方太平洋沖地震を端緒として、東京電力の福島第一原子力発電所において福島第一原子力発電所事故が発生し、セシウム１３７などの放射性物質が大量に放出された。
土壌などに含まれる放射性物質の除染法としては、高吸収植物による除染（いわゆる、ファイトレメディエーション）、バイオレメディエーション、および、物理・化学的手法が候補として考えられる。ファイトレメディエーションは、比較的低コストで実施可能であり、外部エネルギーを必要とせず、低濃度・広範囲汚染に対応可能であり、土壌性能の維持にも優れるという利点があるものの、一般的に浄化効率は低いとされる（非特許文献１）。
ファイトレメディエーションを含む種々の農地土壌の放射性物質除去技術（除染技術）の開発が取り組まれ、平成２３年９月１４日には、「農地土壌の放射性物質除去技術（除染技術）について」が農林水産省からプレスリリースされた（http://www.s.affrc.go.jp/docs/press/110914.htm）。その中の別添２「実証した除染技術の成果の概要」（非特許文献２）に示されるように、放射性セシウムの吸収能力が高い植物を栽培し土壌を除染する手法の開発が試みられたものの、「現時点では、除染に利用可能な高吸収植物の候補が得られていないため、現場への普及の段階に無い。」と結論付けられている。セシウムが土壌中の粘土鉱物等に強く結合することが、放射性セシウム除染の困難性の一因であると考えられている（非特許文献３）。
土壌や水溶液中などにおける放射性セシウムの除染のためのファイトレメディエーション法の開発が求められている。
王効拳ら、ファイトレメディエーションによる汚染土壌修復、埼玉県環境科学国際センター報、埼玉県、平成１４年度、第３号、１１４頁〜１２３頁
農林水産技術会議、「農地土壌の放射性物質除去技術（除染技術）について」別添２、[online]、平成２３年９月１４日、農林水産省、［平成２４年１０月９日検索］、インターネット（URL: http://www.s.affrc.go.jp/docs/press/pdf/110914-02.pdf）
社団法人 日本土壌肥料学会 土壌・農作物等への原発事故影響ＷＧ、「原発事故関連情報（１）：放射性核種（セシウム）の土壌−作物（特に水稲）系での動きに関する基礎的知見」、[online]、社団法人 日本土壌肥料学会、［平成２４年１０月１０日検索］、インターネット（URL: http://jssspn.jp/info/secretariat/post-15.html）
放射性セシウムの除染のためのファイトレメディエーション法を提供することを、本発明の課題とする。
本発明の発明者らは、トウモロコシ、例えば、黒もちトウモロコシを用いることによって、放射性セシウムを効率良く除染できることを見い出し、本発明を完成した。
例えば、本発明は、以下を提供する。
（項目１）
放射性セシウムに汚染された場所から放射性セシウムを取り除くための方法であって、該方法は、以下：
（ａ）該汚染された場所上でトウモロコシを生長させる工程であって、この工程において該放射性セシウムが該トウモロコシ中に蓄積する、工程、
を包含する、方法。
（項目２）
前記トウモロコシが、黒もちトウモロコシ（Ｚｅａ ｍａｙｓ）である、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記汚染された場所が水溶液および土壌からなる群から選択される、項目１または２に記載の方法。
（項目４）
項目１〜３のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、
（ｂ）前記工程（ａ）において生長させたトウモロコシから、前記放射性セシウムが蓄積した器官を分離する工程、
を包含する方法。
（項目５）
項目１〜４のいずれか一項に記載の方法であって、前記放射性セシウムが蓄積した器官が、根、茎、葉、および、実からなる群から選択される、方法。
（項目６）
項目１〜４のいずれか一項に記載の方法であって、前記放射性セシウムが蓄積した器官が、根、および、葉からなる群から選択される、方法。
（項目７）
項目１〜４のいずれか一項に記載の方法であって、前記放射性セシウムが蓄積した器官が根である、方法。
（項目８）
項目４に記載の方法であって、さらに、
（ｃ）前記工程（ｂ）において分離した器官を、前記放射性セシウムを含まない画分と、前記放射性セシウムを含む画分とに分画する工程、
を包含する方法。
（項目９）
項目１〜３のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、
（ｄ）前記工程（ａ）において生長させたトウモロコシを、前記放射性セシウムを含まない画分と、前記放射性セシウムを含む画分とに分画する工程、
を包含する方法。
（項目１０）
項目１〜９のいずれか一項に記載の方法であって、前記放射性セシウムが根において、５０Ｂｑ／Ｋｇ、１００Ｂｑ／Ｋｇ、１５０Ｂｑ／Ｋｇ、２００Ｂｑ／Ｋｇ、２５０Ｂｑ／Ｋｇ、または、３００Ｂｑ／Ｋｇ以上の濃度である、方法。
（項目１１）
項目１〜１０のいずれか一項に記載の方法であって、前記汚染された場所が、さらに、放射性ヨウ素を含む、方法。
（項目１２）
項目１〜１１のいずれか一項に記載の方法であって、前記汚染された場所が、さらに、放射性ストロンチウムを含む、方法。
（項目１）
放射性セシウムに汚染された場所から放射性セシウムを取り除くための方法であって、該方法は、以下：
（ａ）該汚染された場所上でトウモロコシを生長させる工程であって、この工程において該放射性セシウムが該トウモロコシ中に蓄積する、工程、
を包含する、方法。
（項目２）
前記トウモロコシが、黒もちトウモロコシ（Ｚｅａ ｍａｙｓ）である、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記汚染された場所が水溶液および土壌からなる群から選択される、項目１または２に記載の方法。
（項目４）
項目１〜３のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、
（ｂ）前記工程（ａ）において生長させたトウモロコシから、前記放射性セシウムが蓄積した器官を分離する工程、
を包含する方法。
（項目５）
項目１〜４のいずれか一項に記載の方法であって、前記放射性セシウムが蓄積した器官が、根、茎、葉、および、実からなる群から選択される、方法。
（項目６）
項目１〜４のいずれか一項に記載の方法であって、前記放射性セシウムが蓄積した器官が、根、および、葉からなる群から選択される、方法。
（項目７）
項目１〜４のいずれか一項に記載の方法であって、前記放射性セシウムが蓄積した器官が根である、方法。
（項目８）
項目４に記載の方法であって、さらに、
（ｃ）前記工程（ｂ）において分離した器官を、前記放射性セシウムを含まない画分と、前記放射性セシウムを含む画分とに分画する工程、
を包含する方法。
（項目９）
項目１〜３のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、
（ｄ）前記工程（ａ）において生長させたトウモロコシを、前記放射性セシウムを含まない画分と、前記放射性セシウムを含む画分とに分画する工程、
を包含する方法。
（項目１０）
項目１〜９のいずれか一項に記載の方法であって、前記放射性セシウムが根において、５０Ｂｑ／Ｋｇ、１００Ｂｑ／Ｋｇ、１５０Ｂｑ／Ｋｇ、２００Ｂｑ／Ｋｇ、２５０Ｂｑ／Ｋｇ、または、３００Ｂｑ／Ｋｇ以上の濃度である、方法。
（項目１１）
項目１〜１０のいずれか一項に記載の方法であって、前記汚染された場所が、さらに、放射性ヨウ素を含む、方法。
（項目１２）
項目１〜１１のいずれか一項に記載の方法であって、前記汚染された場所が、さらに、放射性ストロンチウムを含む、方法。
本発明の方法を用いることによって、放射性セシウムを効率的に除染することが可能となる。
以下、本発明を説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書（定義を含めて）が優先する。
（用語の定義）
本明細書において使用される用語「放射性セシウム」とは、天然に存在するセシウムの安定同位体であるセシウム１３３（１３３Ｃｓ）の同位体をいう。放射性セシウムとしては、代表的には、セシウム１３４およびセシウム１３７が挙げられるがこれらに限定されない。
本明細書において使用される用語「放射性セシウム」とは、天然に存在するセシウムの安定同位体であるセシウム１３３（１３３Ｃｓ）の同位体をいう。放射性セシウムとしては、代表的には、セシウム１３４およびセシウム１３７が挙げられるがこれらに限定されない。
本明細書において使用される用語「放射性セシウムを取り除く」とは、放射性セシウムによって汚染された場所から、放射性セシウムの一部または全部を取り除くことをいう。
本明細書において使用される用語「汚染された場所」とは、放射性セシウムによって汚染された任意の場所をいい、代表的には、水溶液および土壌が挙げられるがこれらに限定されない。水溶液としては、例えば、河川の水、水道水、下水、地上水、雨水、および、地下水が挙げられるがこれらに限定されない。
本明細書において使用される用語「黒もちトウモロコシ」とは、熟すと実が赤紫から黒になるトウモロコシをいう（学名 Ｚｅａ ｍａｙｓ）。黒もちトウモロコシは、遺伝子組み換えがされているスイートコーンと異なり、次世代も育成できる種であり、繰り返し除染に利用できる点で優れている。
本明細書において使用される用語「器官」とは、植物体の構成単位であり、例えば、根、葉、茎、花、実、および、種子が挙げられるがこれらに限定されない。
本明細書において使用される用語「分画」とは、植物体または器官あるいは植物体または器官から調製した成分（例えば、水溶液もしくはバイオエタノール）を２つ以上の画分に分離することをいう。本発明の分画には、植物体または器官あるいは植物体または器官から調製した成分から放射性セシウムの一部または全部を除去することが包含される。本発明の分画としては、例えば、（１）器官から調製したバイオエタノールを、放射性セシウムを含む画分と、放射性セシウムを含まない画分に分離する手順；（２）器官から調製した成分に金属錯体化合物溶液を添加して、セシウムを除去する手順；ならびに、（３）器官から調製した溶液に、液体中でセシウムを捕捉する除染用磁性複合粒子を添加して、セシウムを除去する手順が挙げられるがこれらに限定されない。
以下、本発明の実施の形態を説明するが、この実施形態は本発明の例示であり、本発明の範囲はそのような好ましい実施形態に限定されないことが理解されるべきである。当業者はまた、以下のような好ましい実施例を参考にして、本発明の範囲内にある改変、変更などを容易に行うことができることが理解されるべきである。
（１．トウモロコシの生育による除染）
本発明においては、トウモロコシを放射性セシウムに汚染された場所で生育させることにより、トウモロコシの器官（例えば、根および葉、特に、根）に放射性セシウムを蓄積させることにより、汚染された場所の除染が可能となった。本発明において使用するトウモロコシの生育法としては、周知の生育法が利用可能である。セシウムは土壌鉱物と極めて強く結合しているために放射性セシウムの除染が困難と考えられており（非特許文献３）、ファイトレメディエーションによる除染法の開発が成功していないことに鑑みれば（非特許文献２）、本発明の効果は、驚くべき効果である。
（１．トウモロコシの生育による除染）
本発明においては、トウモロコシを放射性セシウムに汚染された場所で生育させることにより、トウモロコシの器官（例えば、根および葉、特に、根）に放射性セシウムを蓄積させることにより、汚染された場所の除染が可能となった。本発明において使用するトウモロコシの生育法としては、周知の生育法が利用可能である。セシウムは土壌鉱物と極めて強く結合しているために放射性セシウムの除染が困難と考えられており（非特許文献３）、ファイトレメディエーションによる除染法の開発が成功していないことに鑑みれば（非特許文献２）、本発明の効果は、驚くべき効果である。
トウモロコシとしては、任意の種が利用可能である。遺伝子組み換えがされているスイートコーンと異なり、黒もちトウモロコシは、複数世代にわたり生育させることができる点においてファイトレメディエーションによる除染に適している。
また、汚染された水溶液を用いてトウモロコシを栽培（例えば、水耕栽培）することによって、水溶液中の放射性セシウムを除染することも可能である。対象となる水溶液としては、例えば、河川の水、水道水、下水、地上水、雨水、および、地下水が挙げられるがこれらに限定されない。
（２．生育後のトウモロコシの処理）
トウモロコシを放射性セシウムに汚染された場所で生育させることにより、トウモロコシの根と葉に放射性セシウムが蓄積されたが、茎と実では放射性セシウムの蓄積が検出されなかった。ファイトレメディエーションでは、有害物質を蓄積した植物の処理が問題となるが、有害物質が蓄積する器官が限定された場合には、有害物質を含む植物器官のバイオマスが減少することとなり、ファイトレメディエーション全体に必要な労力・コストを大きく低減することができる。例えば、本発明においては、茎と実では放射性セシウムの蓄積が検出されなかったことから、汚染された場所で生育させたトウモロコシから分離した茎および実は、非汚染物質として（例えば、家畜飼料として）利用することが可能である。
トウモロコシを放射性セシウムに汚染された場所で生育させることにより、トウモロコシの根と葉に放射性セシウムが蓄積されたが、茎と実では放射性セシウムの蓄積が検出されなかった。ファイトレメディエーションでは、有害物質を蓄積した植物の処理が問題となるが、有害物質が蓄積する器官が限定された場合には、有害物質を含む植物器官のバイオマスが減少することとなり、ファイトレメディエーション全体に必要な労力・コストを大きく低減することができる。例えば、本発明においては、茎と実では放射性セシウムの蓄積が検出されなかったことから、汚染された場所で生育させたトウモロコシから分離した茎および実は、非汚染物質として（例えば、家畜飼料として）利用することが可能である。
例えば、根から茎や葉を分離する方法としては、トウモロコシを収穫するとき、まず実だけを収穫し、次に、葉を取り除き、その後、根に近いところから茎を切断して取り除く。茎と実は一緒にして家畜飼料ないしバイオ燃料などに使用可能である。残った根は人力や機械で掘り起こし、土を振るい落として乾燥し、一箇所に集めて、必要であれば、減容化のために、放射性セシウムを含まない画分と、放射性セシウムを含む画分とに分画する（例えば、放射性セシウムを回収する）。
トウモロコシは、バイオマスエタノールの原料としても有用であり、その需要が高まっている。トウモロコシの実は、高純度のデンプンを効率よく取り出すことができるため、バイオマスエタノールの原料として広く利用されている。
黒もちトウモロコシなどを用いた場合には、複数世代にわたり生育させることができるため、回収した実を用いてトウモロコシを汚染した場所で生育させることもできる。
近年、実以外のトウモロコシの器官（例えば、茎や葉）であるコーンストーバーと呼ばれるソフトバイオマス（農業残渣）をエタノール製造に利用する技術の開発も行われている。製造されたエタノールから放射性セシウムを除去することは比較的容易であることから、例えば、トウモロコシの根および／または葉を原料としてバイオマスエタノールを製造し、製造されたエタノール中に残存する放射性セシウムを除去することによって、最終的に燃料として利用可能なバイオマスエタノールを製造することができる。汚染された場所でトウモロコシを生長させ、放射性セシウムが蓄積した器官（例えば、根および／または葉）を、放射性セシウムを含まない画分と、放射性セシウムを含む画分とに分画する場合には、（１）放射性セシウムが蓄積した器官に対して、直接、放射性セシウムを除去しても、あるいは、（２）放射性セシウムが蓄積した器官を原料としてバイオマスエタノールを製造した後、製造されたエタノール（精製後のエタノール、または、未精製のエタノール、または、エタノールの粗精製物のいずれでもよい）から放射性セシウムを除去してもよい。
放射性セシウムを蓄積した器官（例えば、根および葉）を焼却することによって、容易に、汚染物質の減容化をすることが可能である。
（３．分画）
放射性セシウムで汚染された植物器官のバイオマスを減容化するためには、例えば、放射性セシウムが蓄積した器官を、放射性セシウムを含まない画分と、放射性セシウムを含む画分とに分画することができる。分画をする前に、必要に応じて、放射性セシウムを蓄積した器官から溶液（水溶液またはエタノール溶液）を調製し、バイオマスを減容化する。分画方法としては、例えば、以下の公知の方法が挙げられるがこれらに限定されない。
放射性セシウムで汚染された植物器官のバイオマスを減容化するためには、例えば、放射性セシウムが蓄積した器官を、放射性セシウムを含まない画分と、放射性セシウムを含む画分とに分画することができる。分画をする前に、必要に応じて、放射性セシウムを蓄積した器官から溶液（水溶液またはエタノール溶液）を調製し、バイオマスを減容化する。分画方法としては、例えば、以下の公知の方法が挙げられるがこれらに限定されない。
（３−１．ゼオライトなどを利用するセシウムの除去法）
ゼオライトのようなイオン交換体を用いて、溶液中のセシウムを選択的に除去する方法が公知である（例えば、特開平８−２７１６９２）。イオン交換体としてはゼオライト以外に、フェロシアン化合物やリンモリブデン酸アンモニウム等有機系物質を用いても同様の性能が得られる。例えば、ゼオライトの粒子をカラムに充填し、汚染水溶液または汚染エタノール溶液を通水することによって、汚染溶液中のセシウムを除去することができる。
ゼオライトのようなイオン交換体を用いて、溶液中のセシウムを選択的に除去する方法が公知である（例えば、特開平８−２７１６９２）。イオン交換体としてはゼオライト以外に、フェロシアン化合物やリンモリブデン酸アンモニウム等有機系物質を用いても同様の性能が得られる。例えば、ゼオライトの粒子をカラムに充填し、汚染水溶液または汚染エタノール溶液を通水することによって、汚染溶液中のセシウムを除去することができる。
（３−２．セシウムを選択的に吸着する吸着剤の使用）
セシウムを選択的に吸着する吸着剤として、チタン酸塩（または含水酸化チタン）およびフェロシアン化物の内の少なくとも何れか一方を使用する除去方法が公知である（特開２００１−１３３５９４）。吸着剤としてのチタン酸塩（または含水酸化チタン）およびフェロシアン化物の内の少なくとも何れか一方に、含水酸化チタン以外の含水金属酸化物、多価金属の酸性塩ヘテロポリ酸塩のグループからなる水不溶性の無機物の内の少なくとも一種を共存させてもよい（例えば、セリオン（ＳＥＬＩＯＮ）社（フィンランド国）の製品である「Ｃｓ−トリート（ＣｓＴｒｅａｔ（登録商標））」）。吸着剤としてのチタン酸塩（または含水酸化チタン）およびフェロシアン化物は、陽イオンの放射性核種の選択吸着性に優れており、イオン交換樹脂と比較して少なくとも１００倍以上の吸着能力を有しているので、遥かに小さい容積の吸着剤によって放射線核種を除去することができる。また、これらの無機吸着剤は耐放射線性にすぐれており、廃棄後の劣化についての考慮を要しない。汚染水溶液または汚染エタノール溶液を吸着剤と接触させることによって、放射性セシウムを除去することが可能である。
セシウムを選択的に吸着する吸着剤として、チタン酸塩（または含水酸化チタン）およびフェロシアン化物の内の少なくとも何れか一方を使用する除去方法が公知である（特開２００１−１３３５９４）。吸着剤としてのチタン酸塩（または含水酸化チタン）およびフェロシアン化物の内の少なくとも何れか一方に、含水酸化チタン以外の含水金属酸化物、多価金属の酸性塩ヘテロポリ酸塩のグループからなる水不溶性の無機物の内の少なくとも一種を共存させてもよい（例えば、セリオン（ＳＥＬＩＯＮ）社（フィンランド国）の製品である「Ｃｓ−トリート（ＣｓＴｒｅａｔ（登録商標））」）。吸着剤としてのチタン酸塩（または含水酸化チタン）およびフェロシアン化物は、陽イオンの放射性核種の選択吸着性に優れており、イオン交換樹脂と比較して少なくとも１００倍以上の吸着能力を有しているので、遥かに小さい容積の吸着剤によって放射線核種を除去することができる。また、これらの無機吸着剤は耐放射線性にすぐれており、廃棄後の劣化についての考慮を要しない。汚染水溶液または汚染エタノール溶液を吸着剤と接触させることによって、放射性セシウムを除去することが可能である。
（３−３．汚染物質の電気凝集によりセシウムを除去する方法）
汚染物質の電気凝集によりセシウムを除去する方法もまた公知である（特表２００９−５２０１８５）。代表的には、セシウムを含む非磁性体を含む汚染物質に強磁性成分を添加して、非磁性体と強磁性成分が強磁性錯体を形成し、アノード手段とカソード手段との間に位置する多量の汚染物質を含む溶液に電流を流して汚染物質の電気凝集を生じ、このアノード手段が、溶液に溶解して汚染物質上の負の電荷を中和するための金属のカチオンを付与し、中和された汚染物質を含有する金属の酸化物または水酸化物の沈殿物を形成する金属からなる少なくとも一つのアノード元素を備えることを特徴とする。
汚染物質の電気凝集によりセシウムを除去する方法もまた公知である（特表２００９−５２０１８５）。代表的には、セシウムを含む非磁性体を含む汚染物質に強磁性成分を添加して、非磁性体と強磁性成分が強磁性錯体を形成し、アノード手段とカソード手段との間に位置する多量の汚染物質を含む溶液に電流を流して汚染物質の電気凝集を生じ、このアノード手段が、溶液に溶解して汚染物質上の負の電荷を中和するための金属のカチオンを付与し、中和された汚染物質を含有する金属の酸化物または水酸化物の沈殿物を形成する金属からなる少なくとも一つのアノード元素を備えることを特徴とする。
（３−４．除染用磁性複合粒子を用いるセシウム除染システム）
除染用磁性複合粒子を用いるセシウム除染システムもまた公知である（特許第４９３２０５４号）。このシステムは、放射性物質類を液体中で捕捉する除染用磁性複合粒子と、液体中の前記除染用磁性複合粒子を集積する磁力集積手段とを備え、除染用磁性複合粒子は、コア部の磁性ナノ粒子、表層における液体中の放射性物質類を捕捉する捕捉性化合物、および、磁性ナノ粒子を直接被覆し、磁性ナノ粒子と捕捉性化合物の間に実質的に形成されている被覆層の多層構造からなる、ことを特徴とする。
除染用磁性複合粒子を用いるセシウム除染システムもまた公知である（特許第４９３２０５４号）。このシステムは、放射性物質類を液体中で捕捉する除染用磁性複合粒子と、液体中の前記除染用磁性複合粒子を集積する磁力集積手段とを備え、除染用磁性複合粒子は、コア部の磁性ナノ粒子、表層における液体中の放射性物質類を捕捉する捕捉性化合物、および、磁性ナノ粒子を直接被覆し、磁性ナノ粒子と捕捉性化合物の間に実質的に形成されている被覆層の多層構造からなる、ことを特徴とする。
放射能汚染水中に投入された除染用磁性複合粒子によって、放射性物質類を捕獲する。その後、磁力集積手段を放射能汚染水に浸漬して除染用磁性複合粒子を集積する。次いで、磁力集積手段を放射能汚染水から分離した後に、磁気発生をオフすることによって放射性物質類を回収する。すなわち、磁力集積手段の磁力により、放射性物質類をトラップした除染用磁性複合粒子を集積し、除染用磁性複合粒子を回収する。従って、簡便かつ効率よく放射性物質類を回収することができる。
以下に実施例等により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１：黒もちトウモロコシにおける非放射性セシウムの蓄積）
畑の土に一般的な追肥を行い、その土を３０Ｌずつ大き目のプランターに入れ黒もちトウモロコシの栽培プラントとした。２０１１年５月１５日、３０Ｌの栽培プラント１個につき塩化セシウムが終濃度で５００ｐｐｍとなるように添加した。このとき塩化セシウムは必要量を水に溶かし全体に均一になるように混合した。このプラント１０Ｌにつき１本の黒もちトウモロコシ（学名 Ｚｅａ ｍａｙｓ）の種を直播し、日当たりのよいところで栽培を開始した。途中表面の状態を観察しながら水を散水し、追肥は行わず栽培を続けた。
畑の土に一般的な追肥を行い、その土を３０Ｌずつ大き目のプランターに入れ黒もちトウモロコシの栽培プラントとした。２０１１年５月１５日、３０Ｌの栽培プラント１個につき塩化セシウムが終濃度で５００ｐｐｍとなるように添加した。このとき塩化セシウムは必要量を水に溶かし全体に均一になるように混合した。このプラント１０Ｌにつき１本の黒もちトウモロコシ（学名 Ｚｅａ ｍａｙｓ）の種を直播し、日当たりのよいところで栽培を開始した。途中表面の状態を観察しながら水を散水し、追肥は行わず栽培を続けた。
２０１１年９月２０日プラントからトウモロコシを根こそぎ取り出し、根に近い部分から根を切り離し、茎より実を剥がし、それぞれの部位を分別し、根はよく水洗いした後、自然乾燥を行った。十分に乾燥させた後、それぞれの部位の重量を測り、細かく刻んでからマッフル炉にて燃焼させ、炭として得た。炭の全量を測り取り、０．１Ｎ−ＨＣｌを１０倍量添加し、室温で５時間ゆっくりとセシウムを抽出した。抽出液をろ過し、透明の液に含まれるセシウムの濃度をＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析装置）によって分析した。６本のトウモロコシでの値の平均値を、以下の表１〜表２に示す。分析値からトウモロコシ全体の分布を確認した。
今回の震災で福島第一原発から放出された放射性物質は微粒子となって地面に降り注いだため、土壌中での存在形態は不明である。したがってトウモロコシによる放射性物質のファイトレメデーションを行うためには実際の汚染地域の土壌に栽培して放射性物質の分布を確認する必要があった。
そこで、以下の実施例２に記載の実験も行った。
（実施例２：黒もちトウモロコシを用いた、放射性セシウム汚染土壌の除染）
２０１２年５月２１日、福島県川内村において土壌中のセシウム濃度が土１ｋｇあたり２０００Ｂｅｑ以上の線量を示す畑に畝を作り、４０ｃｍ間隔で１箇所当たり２粒の黒もちトウモロコシの種を１５箇所に亘って直播した。肥料や除草などは通常のトウモロコシの栽培と同じように行い、幹の高さが４０ｃｍに達したところで添え木を行い倒木を防いだ。
２０１２年５月２１日、福島県川内村において土壌中のセシウム濃度が土１ｋｇあたり２０００Ｂｅｑ以上の線量を示す畑に畝を作り、４０ｃｍ間隔で１箇所当たり２粒の黒もちトウモロコシの種を１５箇所に亘って直播した。肥料や除草などは通常のトウモロコシの栽培と同じように行い、幹の高さが４０ｃｍに達したところで添え木を行い倒木を防いだ。
この状態で栽培を続け、２０１２年８月９日、黒もちトウモロコシを採取し、実施例１と同様に、黒もちトウモロコシの器官である根、茎、葉、および、実を調製した。２０１２年９月７日〜１１日に、株式会社ベクレルセンターにて、試験した圃場の土壌、黒もちトウモロコシの器官に含まれる放射性セシウムを以下の手順で測定した。
・前処理 文部科学省「緊急時におけるガンマ線スペクトロメトリーのための試料前処理法」（食品時）
・測定法 厚生労働省「食品中の放射性セシウムスクリーニング法」（食品時）
・検査官 文部科学省放射線取扱主任者
・測定器 ベルトールドＬＢ２０４５
・測定容器 ４２０ｍｌ。
・前処理 文部科学省「緊急時におけるガンマ線スペクトロメトリーのための試料前処理法」（食品時）
・測定法 厚生労働省「食品中の放射性セシウムスクリーニング法」（食品時）
・検査官 文部科学省放射線取扱主任者
・測定器 ベルトールドＬＢ２０４５
・測定容器 ４２０ｍｌ。
セシウム１３４とセシウム１３７の測定結果は、以下の表３のとおりである。
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
本発明によって、放射性セシウムによって汚染された場所（例えば、水溶液もしくは土壌）をファイトレメディエーションによって効率的に除染することが可能となった。
Claims (10)
- 放射性セシウムに汚染された場所から放射性セシウムを取り除くための方法であって、該方法は、以下：
（ａ）該汚染された場所上で黒もちトウモロコシを生長させる工程であって、この工程において該放射性セシウムが該黒もちトウモロコシ中に蓄積する、工程、
を包含する、方法。 - 前記汚染された場所が水溶液および土壌からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
- 請求項１または２に記載の方法であって、さらに、
（ｂ）前記工程（ａ）において生長させた黒もちトウモロコシから、前記放射性セシウムが蓄積した器官を分離する工程、
を包含する方法。 - 請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法であって、前記放射性セシウムが蓄積した器官が、根、および、葉からなる群から選択される、方法。
- 請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法であって、前記放射性セシウムが蓄積した器官が根である、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、さらに、
（ｃ）前記工程（ｂ）において分離した器官を、前記放射性セシウムを含まない画分と、前記放射性セシウムを含む画分とに分画する工程、
を包含する方法。 - 請求項１または２に記載の方法であって、さらに、
（ｄ）前記工程（ａ）において生長させた黒もちトウモロコシを、前記放射性セシウムを含まない画分と、前記放射性セシウムを含む画分とに分画する工程、
を包含する方法。 - 請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法であって、前記放射性セシウムが根において、５０Ｂｑ／Ｋｇ、１００Ｂｑ／Ｋｇ、１５０Ｂｑ／Ｋｇ、２００Ｂｑ／Ｋｇ、２５０Ｂｑ／Ｋｇ、または、３００Ｂｑ／Ｋｇ以上の濃度である、方法。
- 請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法であって、前記汚染された場所が、さらに、放射性ヨウ素を含む、方法。
- 請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法であって、前記汚染された場所が、さらに、放射性ストロンチウムを含む、方法。
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