(57)【要約】【課題】  環境から有害物質を高効率で除去するとともに、濃縮し減容する有害物質吸着媒体であって、厳しい環境条件下であっても有害物質が漏出しない吸着媒体を作成する。【解決手段】  プルシアンブルー等の有害物質吸着剤をアルギン酸カルシウム等のゲルに包接させることにより内包し、さらにエポキシ架橋させることにより、物理的強度、耐薬品性、耐候性に優れた有害物質吸着媒体を作成する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害物質吸着媒体を製造する方法であって、
ゲルを形成する多糖類又はポリペプチド類からなる少なくとも１つのゲル化成分を含む溶液に有害物質吸着剤を添加し分散させる分散工程と、
有害物質吸着剤を分散させた後、前記溶液全体をゲル化させるゲル化工程とを有し、
前記有害物質吸着剤のゲル化成分に対する重量比が１〜１００であることを特徴とする有害物質吸着媒体を製造する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の有害物質吸着媒体を製造する方法であって、
前記分散工程において、さらに磁性体を添加することにより、磁性を備えたことを特徴とする有害物質吸着媒体を製造する方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の有害物質吸着媒体を製造する方法であって、
ｐＨよって変化する化学物質及び／又は放射線線量によって変化する化学物質を添加することにより、化学センサ機能を備えたことを特徴とする有害物質吸着媒体を製造する方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の有害物質吸着媒体を製造する方法において、
前記有害物質吸着媒体にジエポキシ化合物、又はポリエポキシ化合物を作用させ、エポキシ架橋されたゲルを得る工程を含むことを特徴とするエポキシ架橋化有害物質吸着媒体を製造する方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項記載の有害物質吸着媒体を製造する方法において、
前記有害物質吸着媒体製造後に、有害物質吸着媒体を乾燥させることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項４記載のエポキシ架橋化有害物質吸着媒体を製造する方法において、
前記エポキシ架橋後に、エポキシ架橋化有害物質吸着媒体を乾燥させることを特徴とする方法。
【請求項７】
有害物質吸着剤と、
多糖類又はポリペプチド類を含むゲル化成分とが含まれる有害物質吸着媒体であって、
前記有害物質吸着剤のゲル化成分に対する重量比が１〜１００であることを特徴とする有害物質吸着媒体。
【請求項８】
請求項７記載の有害物質吸着媒体であって、
磁性体を含むことを特徴とする有害物質吸着媒体。
【請求項９】
請求項７又は８記載の有害物質吸着媒体であって、
ｐＨよって変化する化学物質及び／又は放射線線量によって変化する化学物質を含むことを特徴とする有害物質吸着媒体。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項記載の有害物質吸着媒体であって
ジエポキシ化合物又はポリエポキシ化合物からなるエポキシ架橋形成成分が含まれることを特徴とするエポキシ架橋化有害物質吸着媒体。
【請求項１１】
請求項７〜９のいずれか１項記載の有害物質吸着媒体であって、
吸着媒体製造後、乾燥させることを特徴とする有害物質吸着媒体。
【請求項１２】
請求項１０記載のエポキシ架橋化有害物質吸着媒体であって、
エポキシ架橋化後、乾燥させることを特徴とするエポキシ架橋化有害物質吸着媒体。
【請求項１３】
請求項７〜９、又は１１のいずれか１項記載の有害物質吸着媒体の使用方法であって、
有害物質と有害物質吸着媒体を接触させることにより、有害物質を吸着除去、固定化する工程と、
前記有害物質を吸着した有害物質吸着媒体を圧搾処理、又は乾燥処理する工程とを含むことを特徴とする有害物質吸着媒体の使用方法。
【請求項１４】
請求項１０又は１２のいずれか記載のエポキシ架橋化有害物質吸着媒体の使用方法であって、
有害物質とエポキシ架橋化有害物質吸着媒体を接触させることにより、有害物質を吸着除去、固定化する工程と、
前記有害物質を吸着したエポキシ架橋化有害物質吸着媒体を圧搾処理、又は乾燥処理する工程とを含むことを特徴とするエポキシ架橋化有害物質吸着媒体の使用方法。
【請求項１５】
有害物質吸着方法であって、
有害物質を含む溶液に、ゲルを形成する多糖類又はポリペプチド類からなる少なくとも１つのゲル化成分と有害物質吸着剤を添加し、有害物質吸着剤に有害物質を吸着させながら、有害物質吸着剤を分散させる吸着／分散工程と、
前記有害物質が前記有害物質吸着剤に吸着している溶液全体をゲル化させるゲル化工程とを有し、
前記有害物質吸着剤のゲル化成分に対する重量比が１〜１００であることを特徴とする有害物質吸着方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の有害物質吸着方法であって、
前記有害物質が吸着した有害物質吸着剤を含むゲルに、
ジエポキシ化合物、又はポリエポキシ化合物を作用させ、エポキシ架橋されたゲルを得る工程を含むことを特徴とする有害物質吸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
環境中に排出される有害物質の除去は大きな問題となっている。工場排水に含まれる重金属等の有害物質を除去し、環境に影響のない低レベルにすることは、従来から大きな課題である。
【０００２】
また、福島原子力発電所の事故に伴い、現在、福島県内各地で放射性物質の除染作業が行われており、環境中の放射性物質の除去が新たな問題となっており、環境中からいかにして高効率で放射性廃棄物を除去するかが重要な課題となっている。
【０００３】
また、これに関連して、放射性廃棄物の保管が新たな問題として浮上している。事故により放出された放射性物質が多量であることから、中間処理施設、最終処理施設を建て、そこに環境から除去した放射性廃棄物を保管するにしても、放射性物質を濃縮し、容量を少なくすることが必要となっている。さらに、環境中に再放出されないように放射性物質を固定化し、高密度で安全に保管することが重要である。
【０００４】
現在、放射性物質の除去・固定化には、プルシアンブルーやゼオライト、活性炭等、放射性物質を吸着する吸着剤が利用されている。これら吸着剤は、粉末状の微量な粒子として用いる場合には、液相中によく分散するため、多量の放射性物質を吸着するものの、使用後に放射性物質が吸着した吸着剤の回収が困難であり、扱いづらい。
【０００５】
また、使用時にプルシアンブルーなどの吸着剤からは、分散媒に鉄など吸着剤の成分が溶出したり、あるいは、吸着剤に一度吸着された放射性物質等の有害物質が再度分散媒に再放出される懸念がある。そのような事態が生じれば、除去・固定化の効率が低下するだけではなく、環境に重大な影響を与えかねない。
【０００６】
従来、吸着剤をアルギン酸で内包したカプセルを製造し、マイクロカプセル内の吸着剤に有害物質を閉じ込めることにより、重金属や放射性核種を除去する廃液処理方法が知られている（特許文献１〜３）。
【０００７】
しかしながら、これら特許文献に記載のマイクロカプセルは、機械強度が弱く、圧搾等によって減容すると、ゲル内に封じ込められている有害物質が吸着剤とともに漏出する危険性がある。そのため、大量の放射性物質を容量を減らして処分するうえでは、重大な問題がある。
【０００８】
また、これら特許文献に記載のマイクロカプセルは、酸類、塩基類、塩類、ならびに有機溶媒類に代表される各種薬品に対する耐薬品性に劣ることから、過酷な環境下において有害物質を吸着する上で問題があり、かつ、純水などの浸透圧の低い液体中においてはマイクロカプセル成分の溶出などが起こりうる。
【０００９】
また、これらマイクロカプセルの有害物質の吸着、除去能力は内包する吸着剤の量と相関するが、有害物質の漏出等の危険性を伴わず、吸着剤をどの程度まで内包できるかの検討はこれまでなされてこなかった。また、耐薬品性、耐浸透圧性についての改善に関する議論はこれまでなされていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１４８４１号公報
【特許文献２】特開平１１−７０３８４号公報
【特許文献３】特開２０１１-４７６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、放射性物質等、有害物質の除去・固定化に用いられる吸着剤を、吸着性能を損なわないまま、扱いやすい形状とすることを課題とする。また、有害物質の吸着能力を最大限に備えつつ、吸着剤からの有害物質の再放出や、吸着剤の漏出を防止するとともに、分散媒に対する吸着剤成分の溶出を防止し、環境中に有害物質が放出されることのない吸着媒体を提供することを課題とする。
【００１２】
また、様々な環境下で作用することのできる耐薬品性、耐浸透圧性を備えた吸着媒体を提供することを課題とする。
【００１３】
さらに、本発明は、環境中の放射性物質を高濃度に濃縮した後に高密度化し、現在、放射性物質の保管、廃棄で問題となっている減容を行うことができる吸着剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、有害物質吸着媒体を製造する方法であって、ゲルを形成する多糖類又はポリペプチド類からなる少なくとも１つのゲル化成分を含む溶液に有害物質吸着剤を添加し分散させる分散工程と、有害物質吸着剤を分散させた後、前記溶液全体をゲル化させるゲル化工程とを有し、前記有害物質吸着剤のゲル化成分に対する重量比が１〜１００であることを特徴とする。
【００１５】
有害物質吸着剤を多糖類又はポリペプチド類で形成されるゲルに内包させることによって、有害物質吸着剤や吸着剤に吸着された有害物質の流出を著しく低減させることができる。ゲルに内包される有害物質吸着剤の量は、有害物質吸着媒体が吸着できる有害物質の量と相関がある。したがって、より多くの吸着剤を含有させることができれば、より多くの有害物質を吸着させることが可能となる。本発明者らは、ゲル化成分に加えることのできる吸着剤の量を鋭意検討した結果、ゲル化成分に対して重量比で１００であれば、９９％以上の分配率で有害物質吸着剤をゲルに包接することができることが明らかとなった。
【００１６】
また、この重量比の範囲であれば、吸着剤の漏出、有害物質の溶出等もほとんど起こらず、安全に取り扱うことが可能である。
【００１７】
また、本発明は、前記分散工程において、さらに磁性体を添加することにより、磁性を備えた有害物質吸着媒体を製造することを特徴とする。
【００１８】
磁性体を含有する有害物質吸着媒体とすることによって、磁石による回収が可能となり有害物質を含む溶液に分散させ、十分に有害物質を吸着させた後、容易に回収することができる。また、磁力による回収であるため、作業者が直接有害物質に触れる可能性が少なく、取り扱いの安全性を確保することができる。
【００１９】
さらに、本発明は、ｐＨよって変化する化学物質及び／又は放射線線量によって変化する化学物質を添加することにより、化学センサ機能を備えた有害物質吸着媒体を製造することを特徴とする。
【００２０】
化学センサ機能を備えることで、有害物質吸着媒体を使用しながら、有害物質の吸着許容量を容易に判断することが可能となり、効率良く有害物質の除去・固定化が可能となる。
【００２１】
また、本発明は、ジエポキシ化合物、又はポリエポキシ化合物を作用させ、エポキシ架橋されたゲルを得る工程を含むことを特徴とする。
【００２２】
ゲルの表面、あるいは全体がエポキシ架橋されていることから、化学的、物理的に強度が増した有害物質吸着媒体を得ることができる。そのため、非常に安定な有害物質吸着媒体を製造することができ、従来の吸着媒体に比べ、耐候性、耐薬品性が増すことから、環境中に存在する様々な物質や、気温等の環境条件によっても影響を受けにくく、有害物質を再度漏出したり、吸着剤そのものが環境中に漏出することがないため非常に安全である。
【００２３】
さらにまた、本発明の製造方法は、有害物質吸着体製造後、又はエポキシ架橋後に、これら有害物質吸着媒体を乾燥させることを特徴とする。
【００２４】
本発明の有害物質吸着媒体は、乾燥させることによって減量、減容することが可能である。使用時に有害物質が含有されている溶液に分散させることで、再度吸水し乾燥前の容量に戻るとともに、有害物質吸着媒体として機能するようになる。したがって、多量の有害物質吸着媒体を使用する場合には、予め乾燥させ、減量した吸着媒体を用意することにより、保管に必要な場所が少なくて済み、また、減量、減容することから輸送コストも低減することが可能となる。
【００２５】
本発明の有害物質吸着媒体は、有害物質吸着剤と、多糖類又はポリペプチド類を含むゲル化成分とが含まれる有害物質吸着媒体であって、前記有害物質吸着剤のゲル化成分に対する重量比が１〜１００であることを特徴とする。
【００２６】
本発明者らの検討の結果、ゲル化剤に対して重量比１００までの有害物質吸着剤を添加しても、吸着剤がゲルに内包された安全な有害物質吸着剤を製造できることが明らかとなった。ゲル内に有害物質吸着剤を包接させることで、有害物質をゲル内に封じ込めることができ、安全に取り扱うことが可能となる。
【００２７】
また、本発明の有害物質吸着媒体は、磁性体を含むことを特徴とする。
【００２８】
磁性体を含有することにより、有害物質吸着後磁力により回収することができるため、容易に回収できるだけではなく、取扱上の安全性も増すこととなる。
【００２９】
さらに、本発明の有害物質吸着媒体は、ｐＨよって変化する化学物質及び／又は放射線線量によって変化する化学物質を含むことを特徴とする。
【００３０】
有害物質吸着媒体自体に化学センサ機能を持たせることによって、有害物質吸着媒体の交換時期、回収時期等を簡便に判断することができるため、効率良く有害物質を環境から除去できる。
【００３１】
本発明の有害物質吸着媒体は、有害物質吸着剤と、多糖類又はポリペプチド類を含むゲル形成成分と、ジエポキシ化合物又はポリエポキシ化合物からなるエポキシ架橋形成成分が含まれることを特徴とする。
【００３２】
有害物質吸着剤とゲル化成分からなる有害物質吸着媒体をさらにエポキシ架橋することで、物理的、化学的強度を増すことができる。そのため、過酷な環境条件下においても、安全に有害物質を除去することができる。
【００３３】
また、本発明は、上記有害物質吸着媒体の使用方法であって、有害物質と有害物質吸着媒体を接触させることにより、有害物質を吸着除去、固定化する工程と、前記有害物質を吸着した有害物質吸着媒体を圧搾処理、又は乾燥処理する工程とを含むことを特徴とする。
【００３４】
本発明によれば、有害物質を吸着、固定後、有害物質吸着媒体を圧搾処理、又は乾燥処理することによって、有害物質は有害物質吸着剤に吸着させたままゲル内に内包し、減容することが可能となる。環境中に存在している有害物質を吸着し、固定化後にさらに減容することができることは、高密度に放射性物質等の有害物質を濃縮することができることを意味する。除染による多量の放射性廃棄物の保管が重要な問題となっているが、本発明の有害物質吸着媒体は有力な解決策の一つとなり得る。
【００３５】
さらに、本発明は有害物質吸着方法であって、有害物質を含む溶液に、ゲルを形成する多糖類又はポリペプチド類からなる少なくとも１つのゲル化成分と有害物質吸着剤を添加し、有害物質吸着剤に有害物質を吸着させながら、有害物質吸着剤を分散させる吸着／分散工程と、前記有害物質が前記有害物質吸着剤に吸着している溶液全体をゲル化させるゲル化工程とを有し、前記有害物質吸着剤のゲル化成分に対する重量比が１〜１００であることを特徴とする。
【００３６】
本発明の有害物質吸着方法によれば、有害物質を含む溶液から有害物質を含むゲルを濾別、あるいは遠心分離等によって、分別することにより、有害物質を含まない溶液として排水することが可能となる。
【００３７】
さらに本発明の有害物質吸着方法は、前記有害物質が吸着した有害物質吸着剤を含むゲルに、ジエポキシ化合物、又はポリエポキシ化合物を作用させ、エポキシ架橋されたゲルを得る工程を含むことを特徴とする。
【００３８】
エポキシ架橋化したゲルとすることで、有害物質が漏洩することなく、安全に環境から除去することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に、本発明を実施例を示しながら詳細に説明する。実施例は吸着剤としてプルシアンブルー、ゲルとしてアルギン酸ナトリウムを用いた例を用いて示しているが、環境中から除去したい対象物質によって、吸着剤を適宜選択可能であることはいうまでもない。
【００４０】
例えば、放射性物質の除去が目的であれば、プルシアンブルー、プルシアンブルーのコバルト置換体等のプルシアンブルー類縁体、ゼオライト、活性炭、不溶性カルシウム塩およびそれを主成分とした鉱物等を用いることができる。
【００４１】
重金属及びヒ素の除去が目的であれば、吸着剤として活性炭、不溶性カルシウム塩およびそれを主成分とした鉱物、シリカゲル、メソポーラスシリカに代表されるメソ多孔体、粘土等を、有機リン化合物類、有機ハロゲン化合物、ダイオキシン類、シマジンに代表される農薬類等の有害有機物の除去が目的であれば、活性炭、不溶性カルシウム塩およびそれを主成分とした鉱物、シリカゲル、メソポーラスシリカに代表されるメソ多孔体等を用いることができる。
【００４２】
また、ゲルとして本発明ではアルギン酸ナトリウムを使用しているが、ゲル化し、上記列挙した吸着剤を包接する物質であれば、どのようなものを使用してもよい。例えば、アルギン酸ナトリウムの他にゲルとして用いることができる多糖類としては、アルギン酸、アルギン酸塩、カラギーナン、アガロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース塩等が挙げられる。また、ポリペプチド類としては、ポリグルタミン酸等が挙げられる。
【００４３】
〔吸着剤含有ゲルの製造〕
（１）プルシアンブルー含有ゲルの製造
１．０重量％アルギン酸ナトリウム水溶液２０ｇに対して、プルシアンブルーを０．２０ｇ添加し、撹拌及び超音波照射により均一に分散させる。この分散液を２０重量％の塩化カルシウム水溶液１００ｍｌに滴下することで、プルシアンブルーを包接したヒドロゲルが得られる。
【００４４】
（２）プルシアンブルー及び磁性体を含有したゲルの製造
１．０重量％アルギン酸ナトリウム水溶液２０ｇに対して、プルシアンブルーを０．２０ｇ、磁性体１．０ｇ添加し、撹拌及び超音波照射により均一に分散させる。この分散液を２０重量％の塩化カルシウム水溶液１００ｍｌに滴下することで、プルシアンブルーを包接したヒドロゲルが得られる。
【００４５】
ここで用いた磁性体は、マグネタイトだが、マグヘマタイト、フェライト、バリウムフェライト等周知の磁性体を使用することができる。
【００４６】
（３）ゼオライト含有ゲルの製造
１．０重量％アルギン酸ナトリウム水溶液２０ｇに対して、ゼオライトを０．２０ｇ添加し、撹拌及び超音波照射により均一に分散させる。この分散液を２０重量％の塩化カルシウム水溶液１００ｍｌに滴下することで、プルシアンブルーを包接したヒドロゲルが得られる。
【００４７】
（４）ゼオライト及び磁性体を含有したゲルの製造
１．０重量％アルギン酸ナトリウム水溶液２０ｇに対して、ゼオライトを０．２０ｇ添加し、撹拌及び超音波照射により均一に分散させる。この分散液を２０重量％の塩化カルシウム水溶液１００ｍｌに滴下することで、プルシアンブルーを包接したヒドロゲルが得られる。
【００４８】
ここでは、吸着剤の他に磁性体を含有し、磁力で集めることが可能なゲルの作成方法を示しているが、磁性体の他にｐＨや放射線量によって変化する化学物質を添加することにより、センサ機能を備えた吸着媒体を作成することも可能である。
【００４９】
ｐＨによって変化する化学物質としては、例えばチモールブルー、メチルレッド、ブロモチモールブルー、フェノールフタレインに代表される酸塩基指示薬、放射線量によって変化する化学物質としては、例えばキシレノールオレンジ、塩化金酸およびその塩類、ベンゾフェノン、プルシアンブルーとジヒドロキシベンゾキノン類の混合物等が知られている。これらの物質を含むことで、有害物質がどの程度吸着媒体に吸着したか肉眼で知ることができるため、吸着媒体の交換時期等を容易に知ることができる。
【００５０】
〔吸着剤のゲル内への取り込みの検討〕
上記のように、吸着剤としてプルシアンブルーを用いた場合でも、ゼオライトを用いた場合でも吸着剤を包接した吸着媒体が作成できた。ゲル内に包接される吸着剤の量は、吸着媒体が吸着できる有害物質の量と密接に相関する。そこで、ゲルに包接可能な吸着剤の量を検討するために、吸着剤を添加し、ゲルに分配される吸着剤の分配率を検討した。
【００５１】
所定量のプルシアンブルーを１．０重量％アルギン酸ナトリウム水溶液２０ｍｌに加え撹拌した後、２分間超音波照射を行い分散させた。次に２０重量％塩化カルシウム水溶液１００ｍｌを用意し、マグネチックスターラーを用いて１００ｒｐｍで撹拌しながら、前記アルギン酸ナトリウム水溶液に滴下する。塩化カルシウム水溶液を滴下すると直ちにプルシアンブルーが含まれたアルギン酸カルシウムの球体が得られる。表１に実際にゲルを作成する際に添加したプルシアンブルーの量と、そのアルギン酸ナトリウムに対する重量比を示す。
【００５２】
【表１】
2014213218.tif 000002
【００５３】
上記方法により得られたプルシアンブルーを含有するゲル（以下、プルシアンブルーゲルという。）は濾別して秤量する。また、水溶液中に残存しているプルシアンブルーは、比色法で定量し、ゲルへ分配されたプルシアンブルーの量を推算した。表２に結果を示す。
【００５４】
【表２】
2014213218.tif 000003
【００５５】
上記結果から、アルギン酸ナトリウムに対して重量比で５０倍までは、９９．９％以上の吸着剤を包接することができ、１００倍でも９９．８％の吸着剤を包接できることが確認された。このことは、アルギン酸ナトリウム中に非常に多量の吸着剤が包接可能であることを示し、吸着能力の高い吸着媒体を形成できることを示している。また、ゲル化することによって、ビーズ状、板状等、所望の形状に形成することが可能であり、有害物質を吸着した後の処理に都合のよい形状に形成することが可能となる。
【００５６】
重量比１００を超えると、カプセルに吸着剤の全量が取り込まれなかった。しかしながら、実施例７に示したように、重量比１００であれば、９９．８％の吸着剤が包接されることから、有害物質吸着剤のゲル化成分に対する重量比が１〜１００であれば、実用性の高い吸着媒体が製造できる。
【００５７】
〔プルシアンブルー漏出試験〕
作成したゲルからプルシアンブルーが漏出するようなことがあれば、プルシアンブルーに吸着している放射性物質等有害物質も漏出することになる。そこでゲル化後に、包接されたプルシアンブルーの漏出が起こるかを次に検討した。
【００５８】
蒸留水１００ｍｌ中に実施例１〜６の湿潤状態のプルシアンブルーゲルを各３．０ｇとり、恒温振とう機で３０℃、１００ｒｐｍ、２４０時間振とうし、その後プルシアンブルーゲルを濾別し、液相中のプルシアンブルーを比色法により定量し、プルシアンブルーの漏出を解析した。結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】
2014213218.tif 000004
【００６０】
プルシアンブルーがアルギン酸ナトリウムに対し、重量比で５０倍含まれている実施例６のプルシアンブルーゲルでも、プルシアンブルーの漏出率は０．１７％と１／５００以下の非常に少ない漏出率であった。したがって、吸着剤であるプルシアンブルーをゲル化剤であるアルギン酸ナトリウムの５０倍程度の量用いても、漏出率が非常に低く安全な吸着媒体を作成することができる。
【００６１】
また、吸着剤がアルギン酸ナトリウムに対し、重量比で１０倍含まれている実施例２では、液相中のプルシアンブルーは検出限界以下であり、漏出が認められなかった。したがって、ゲル化剤に対し、吸着剤の量が１０倍程度であれば、より安全な吸着媒体を製造することができる。
【００６２】
さらに、プルシアンブルーの蒸留水への漏出が検出されなかった実施例２のプルシアンブルーゲルを用い、環境中での使用を考慮した漏出試験を行った。蒸留水に代えて海水を模した水溶液（５重量％塩化ナトリウム水溶液）を使用した他は、上記蒸留水を用いたプルシアンブルー漏出試験と同様の条件で試験を行った。その結果、塩化ナトリウム水溶液であっても、蒸留水の場合と同様にゲルからのプルシアンブルーの漏出は検出されなかった。したがって、環境中でも漏出が生じない安全な吸着媒体であることが確認された。
【００６３】
〔鉄イオン溶出試験〕
プルシアンブルーは化学組成として鉄を含んでいるが、鉄イオンが置換されることも多い。吸着媒体使用時にプルシアンブルーから鉄イオンが環境中に漏出するようなことがあれば、二次的な環境問題となり得る。そこで、吸着剤だけではなく、吸着剤に含まれる鉄イオンの漏出に関しても検討を行った。
【００６４】
上記実施例１〜６の湿潤状態のプルシアンブルーゲル各３．０ｇを、１００ｍｌの蒸留水に入れ、恒温振とう機で３０℃、１００ｒｐｍ、２４０時間振とうし、プルシアンブルーゲルを濾別した後、液相中の鉄イオンを全鉄イオン（Ｆｅ２＋／Ｆｅ３+）試験紙で簡易定量した。液相中の鉄イオン濃度を表４に示す。
【００６５】
【表４】
2014213218.tif 000005
【００６６】
上記結果が示すように、鉄イオンの漏出はいずれのプルシアンブルーゲルであっても１ｐｐｍ以下であり、非常に微量であることから、新たな環境問題が生じる虞もない。
【００６７】
〔放射性セシウム吸着試験〕
実際の廃棄物試料には、放射性物質の他にも、様々な物質が含まれており、放射性物質と競合することが想定される。そのため、これら混在する物質によりプルシアンブルー等の吸着剤に対して吸着阻害が生じる虞がある。そこで実際の廃棄物試料を用いて、放射性物質をどの程度除去できるか検討を行った。
【００６８】
一般廃棄物焼却処分場から排出された焼却飛灰に対して水を加え、２００ｒｐｍで６時間撹拌した後、３０分間静置し粒子を沈降させた後、メンブレンフィルターで濾過することにより、放射性セシウム汚染水（１６００  Ｂｑ/ｌ、全鉄イオン濃度  １ｐｐｍ以下）を調整した。次に、実施例１、３、５、６の湿潤状態のプルシアンブルーゲル各３．０ｇを上記放射性汚染水１００ｍｌに加え、恒温振とう機で３０℃、１００ｒｐｍ、３時間振とうし、プルシアンブルーゲルを除いた後に汚染水の放射性セシウム含有量をゲルマニウム半導体検出器で定量した。結果を表５に示す。
【００６９】
【表５】
2014213218.tif 000006
【００７０】
処理後の放射性セシウム汚染水の放射性セシウムはいずれも検出限界以下となっており、実際の環境試料であっても高効率で放射性セシウムが除去できることが確認された。
【００７１】
特にプルシアンブルー添加量の少ない実施例１のプルシアンブルーゲルであっても、処理後の放射性セシウム濃度は検出限界以下であることから、非常に高効率に汚染水から放射性セシウムを除去可能であることが示された。
【００７２】
〔放射性セシウム再溶出試験〕
吸着後に吸着媒体から放射性セシウム等有害物質が再度溶出するようなことがあっては、有害物質が環境中に再び放出されることになり問題が生じることから、放射性セシウムの再溶出試験を行った。
【００７３】
上記放射性セシウム吸着試験で、放射性セシウムを吸着させたプルシアンブルーゲルに蒸留水１００ｍｌを加え、恒温振とう機で３０℃、１００ｒｐｍ、３時間振とうし、液相中の放射性セシウムを測定し、再溶出試験を行った。結果を表６に示す。
【００７４】
【表６】
2014213218.tif 000007
【００７５】
再溶出試験の結果、溶出液中の放射性セシウムはいずれも検出限界以下であり、放射性セシウムの再溶出は認められなかった。
【００７６】
上述のように、吸着剤を含有したゲルは、有害物質の吸着能力も高く、また、吸着剤の漏出、有害物質の溶出も生じないものである。しかしながら、有害物質吸着媒体は、環境中で過酷な気象条件に曝されたり、極端なｐＨ等の汚染水で使用する可能性等、極端な使用条件にも耐えるものでなければならない。
【００７７】
本発明では、吸着剤を含んだゲルをさらにジエポキシ化合物、又はポリエポキシ化合物によりエポキシ架橋させ、物理的強度及び化学的強度を増した有害物質吸着媒体を作成した。
【００７８】
〔エポキシ架橋化有害物質吸着媒体の作成〕
・  ０重量％アルギン酸ナトリウム水溶液２０ｇに対して、プルシアンブルーを０．２０ｇ添加し、撹拌及び超音波照射により均一に分散させる。この分散液を２０重量％の塩化カルシウム水溶液１００ｍｌに滴下することで、プルシアンブルーを包接したヒドロゲルが得られた。得られたゲルを純水で洗浄し、結合していないカルシウムを除去した。溶媒中に、得られたゲルを分散させ、触媒共存下で１，２，７，８−ジエポキシオクタンを加えて、室温で反応させた。アセトン／純水およびイソプロピルアルコール／純水で３回洗浄し架橋ゲルを得た。
【００７９】
また、１，２，７，８−ジエポキシオクタンの他に、アルカンジグリシジルエーテル、アルケンジグリシジルエーテル、アルカンジオールジグリシジルエーテル、脂環式ジエポキシド等を用いることができる。
【００８０】
〔エポキシ架橋化有害物質吸着媒体の耐薬品性の検討〕
本発明のエポキシ架橋化有害物質吸着媒体の耐薬品性を検討した。
【００８１】
前述の非架橋および架橋有害物質吸着媒体を、３Ｍ 水酸化ナトリウム水溶液ならびに３Ｍ 塩酸に浸漬した。室温で静置して１００時間後に観察を行った。その結果、非架橋有害物質吸着媒体ではプルシアンブルーの溶出はないが、水酸化ナトリウム中の試料においてはアルギン酸の分解等により溶液が白濁し、液色も黄色く変化した。また、３Ｍ塩酸中においては３００時間後に観察を行うと、有害物質吸着媒体が脆化していた。一方、エポキシ架橋有害物質吸着媒体についてはこの様な変化がみられなかった。
【００８２】
また、純水中に静置し、３００時間後に観察を行うと、非架橋有害物質吸着媒体には若干の硬度の変化がみられたが、架橋有害物質吸着媒体においてはこの様な変化がみられなかった。
【００８３】
上記結果のように、エポキシ架橋したことにより、吸着媒体の耐薬品性が増強している。本発明の有害物質吸着媒体は様々な環境中での使用が想定されるが、本発明の有害物質吸着剤は過酷な環境条件であっても、吸着した有害物質を再溶出することなく、有害物質を保持し、濃縮することが可能である。
【００８４】
〔有害物質吸着媒体の減容〕
本発明の有害物質吸着媒体は水分等の溶媒を圧搾、乾燥等により除去することにより、減容することができる。
【００８５】
シリンジの筒部分に実施例１のマイクロカプセルを入れ，プランジャを押し込むことによって圧搾率を測定した。
【００８６】
その結果，嵩体積で２．５  ｃｍ3であったマイクロカプセルが２０％にまで圧縮され、嵩体積が０．５０ ｃｍ3となった。またこのとき、質量は４２％にまで圧縮され１．８８  ｇから０．８０  ｇまで減少した。
【００８７】
乾燥試験においては，２．５  ｇのマイクロカプセルが２０％まで乾燥減量し、０．５０  ｇの重量となり、マイクロカプセルは硬化した。硬化後のマイクロカプセルを水溶媒に再分散、３時間の振蕩をおこなったが，プルシアンブルーの流出はみられなかった。
【００８８】
以上、有害物質吸着媒体を製造した後に、有害物質を吸着させ、有害物質を除去する方法を説明してきたが、本発明の方法は、有害物質を含む溶液に直接ゲルを形成する多糖類又はポリペプチド類のようなゲル化成分と有害物質吸着剤を添加し、ゲル化を行い、有害物質を吸着除去することも可能である。
【００８９】
有害物質を含む溶液の量や、場所によっては、直接有害物質吸着剤とゲル化成分とを添加することにより、有害物質の除去が可能となり、簡便な方法により有害物質を除去することができる。また、この場合であっても、有害物質が吸着した有害物質吸着剤を含むゲルをさらにエポキシ化することにより、ゲルから有害物質が漏洩しにくい構造となる。
【００９０】
本発明の有害物質吸着媒体は、有害物質を高効率で吸着し、溶出を起こさず、また耐候性、耐薬品性等にも優れたものである。さらに、どのような形状にも形成することが可能であることから、非常に扱いやすいものとなっている。また、有害物質を吸着した後に、圧搾、乾燥等によって減容することができることから、放射性物質の保管等、長期保管を行ううえでも優れた媒体である。
【００９１】
以上、主としてプルシアンブルーを吸着剤とし、アルギン酸カルシウムゲルを用いた吸着媒体について示したが、環境中から除去すべき対象によって、吸着剤、ゲル化剤を選択し、除去可能であることは言うまでもない。