(57)【要約】      （修正有）【課題】原発爆破に依りセシウム汚染され農林業復興を困難としている農地と山林を除染し、貯蔵量を可能なレベル迄減容化し、除染事業の最大の難点である中間貯蔵処理スペースを極小化し、また、放散し雑草や害虫に汚染荒廃される農地の荒廃を可能な限り抑制する方法、フローを提供する。【解決手段】最もセシウム汚染されている森林の腐蝕層をはぎ取り除染し、そこに生えていた樹の樹幹部をチップ化し、マルチングする。汚染した葉・枝・バークを燃焼あるいは発酵させ汚染物を濃縮減容化し、中間貯蔵地確保の困難を緩和し、燃焼熱より低温の加熱水を得て、チップを低温乾燥し、低温乾燥時に回収する樹液水より雑草と害虫を抑制するアレロパシー成分を抽出して、耕耘に至るまでの農地に投与して農業復興を容易にすることができる汚染地を逐次波及的に除染する森林木材減容化除染法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食層をはぎ取りそこを伐採樹木樹幹部チップ材でマルチングする除染運用法
を特徴とする汚染地を逐次波及的に除染する森林木材減容化除染法
【請求項２】
樹幹部チップ化過程で乾燥し、乾燥中に発生する樹液成分より雑草抑制用と害虫抑制用のアレロパシー成分類を抽出し、一時的に放置されている農地に投与する運用法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、原発事故後放散されたセシウムで汚染された農林地を生活できる状態にするために、汚染された森林樹木と地表腐食層を回収し、燃焼しあるいはメタン発酵させて減容化しながら除染し、その過程で樹液成分を回収して、農耕できない放置農地を雑草や害虫が野放図に荒廃することを抑制する薬剤として供給する、除染樹木を再生エネルギーに回収活用しながら汚染農林地を逐次波及的に除染する森林樹木減容化除染法に関する。
【背景技術】
【０００２】  これまでは、汚染農林地を逐次波及的に除染する森林樹木減容化除染法についての提示はなく、除染や減容化処理について個別に提示するものであった。【０００３】  個別の除染は、微細な粘土質に吸着したセシウムを物理的に分級分離する方法や水溶液や薬液を使って分離する方法が示されている。また森林については表土腐食層の植物質を発酵処理し、セシウムを吸着した粘土質汚泥を分離する減容化手法が提示されている。しかしながら、セシウムを分離し除染する技術的手法は提示されても、除染率は１００％ではなく、田畑を復興し農耕自体を再興して営農するのには不十分で、そのまま荒廃させ雑草繁茂が一層荒廃を促進する状況が続いている。また、腐食層を除去するとむき出しの表土は降雨により流下浸食され、地表崩壊まで引き起こす。
本発明は、現状の除染技術では農業復興できるまで除染することが不可能であり、結果的に農地は放耕田畑となり、雑草が繁茂して回復が難しい状態になっている事実に着目し、樹木精油に害虫を忌避しあるいは抑制し、草木成長を抑制する、フェノール抗酸化物質やフィトンチッド等のアレロパシーがあり、樹幹部をチップ化し乾燥処理をする過程で効率的にそれが得られること、及びチップを１０ｃｍ程度の厚さでマルチングすると、地表面の生物生息環境を保護し、地表流出を防止する効果があることに着目している。また、福島原発発災時に放散されたセシウムは樹木の葉、樹皮に付着し、その後これらが脱落して腐食層を形成していっているのであり、汚染し落葉した腐食層と樹木表皮を選別して除染すれば、除染物の減容化が可能であることが分かってきている。また本発明は、根から吸収されたセシウムは樹幹部表面近くの維管束・導管を通過するが、大半のセシウムが、植物体内の雲母質であるプラントオパールに存在し、樹幹内部にはわずかしか存在しないことに着目している。
この間発明者は片山栄作千葉大学工学部と除染法を探り、セシウムが雲母微粒子に吸着し、植物体に置いては植物の中のガラス質であるプラントオパールに多くのセシウムが吸着されていることを片山栄作教授が明らかにすることを確認してきた。このことから山林においては、プラントオパールを有す葉や茎の表面部分にセシウムが存在し、落葉後のセシウムは腐食層に存在し、この腐食層を剥離除去し、伐採して樹皮を剥離することが山林除染の基本課題であることが明確になってきた。
田畑に雑草が繁茂するとその種が落ち、復旧するのに時間と手間を要し、復興を困難にさせる。汚染された田畑では販売できる作物を栽培できないことから放耕され、雑草が繁茂し復興を一層困難にさせている。ところが、この田の土壌は粘土質であり、粘土に強固に固着したセシウムは容易には遊離しないことが明らかになっており、田に飛散落下したセシウムは表層の粘土に強固に固着し、深く移動していない。出願者下川は１ｃｍ以下の深さしか汚染されていないことを確認した。汚染された田でも、福島においては、表層に近い汚染土を除去すればセシウム汚染からの回復は可能であり、回復までの間の雑草繁茂を抑制すれば、農業復興の速度を大幅に改善できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】森林材を活用して農業復興に役立てる特許は存在していない。
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】植物精油のアレロパシーやフェノール抗酸化物質、フィトンチッドについては谷田貝光克著「植物の香りと性別活性」フレグランスジャーナル社刊がある。また、プラントオパールについては片山栄作氏らの研究発表「放射線汚染土壌および山林・原野の実用的除染システム（プラントオパールに着目した除染法とその課題）がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明は、以上のような従来の欠点に鑑み、汚染地を逐次波及的に除染する森林木材減容化除染法を提供することを目的としている。
現段階の森林除染は、樹木を伐採し地表腐食層をはぎ取りそれらをそのまま中間貯蔵する手法が実施され、減容化については燃焼減容化が検討されている。
セシウム汚染された地表腐食層をはぎ取ると、降雨に対する干渉層が亡失し、降雨による表土流出を押し止められず、浸食災害となる危険性を有している。また、伐採樹木は燃焼による減容化処理が検討されているが、大量の燃料を要し、伐採樹木の燃焼は燃料がカーボンニュートラルな素材であるとはいえ、結果的に温暖化を促進する二酸化炭素を短期的には増大させる。貯蔵場所が限定されていることが燃焼減容化を助長し、短期的な二酸化炭素の排出過多を促進する。一方で、農業生活の基本となる農地は、有効な手段が無いことから完全除染されるまで放置され、雑草が繁茂し復興を困難にさせている。
本発明は、除染を進めながら、農業生産活動を早く復活できるように、雑草や害虫に依る農地の荒廃を抑制し、国土を保全しながら林地が除染できるように、自前の森林材の有する特性・成分を活用し、経済的にも稼働エネルギー等も循環活用するエコロジカルな森林樹木減容化除染法である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記目的を達成する為に、本発明は、腐食層をはぎ取りそこを伐採樹木樹幹部チップ材でマルチングする運用法（［請求項１］の構成要件）と樹幹部チップ化過程で乾燥し、乾燥中に発生する樹液成分より雑草抑制用と害虫抑制用のアレロパシー成分類を抽出し、一時的に放置されている農地に投与する運用法（［請求項２］の構成要件）とで汚染地を逐次波及的に除染する森林木材減容化除染法を構成している。
【発明の効果】
【０００８】  以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）請求項（１）は、伐採した樹木樹幹部でチップを製造し、そのチップを腐蝕層をはぎ取った地表面にマルチングするので、地勢・環境に適合していた生命資材である樹木が地中生態系を保護カバーすることになり、物理的にも緩衝材となり、風雨に依る土砂の飛散流出を抑制することができる。  したがって、森林の汚染樹木を広範囲に皆伐し、除染速度を大幅に早めることができる。作業量も貯蔵保管量も極小化でき、除染作業の最大の障害が除去できる。【０００９】（２）前記（１）によって、マルチング材は生分解し、現地の生態系に悪影響を与えることはない。また、分解後にマルチング材を追加することも可能で、復興に向けた良好な土壌確保のためにも有益である。樹林は植林又は萌芽更新で再生できる。さらにまた樹幹部を燃焼させないので、一時的急激に温暖化作用の高い二酸化炭素を放出することも無い。【００１０】（３）請求項２は、手を入れられない農地の雑草・昆虫による攪乱を抑制し、生分解して化学物質による汚染も無いので、本格的に農業復興する段階で、素早く農業復興手順に移ることができる。かく、森林を除染して農業復興するのに必要で妥当な構成である。（１）〜（３）の構成で農業復興に向けた除染の社会的効果が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】  本発明の意義を明確にするための機能ブロック図である
【図２】  本発明を説明するフロー図である。
【本発明を実施するための形態】
【００１２】  以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【機能ブロック図１】
【００１３】  図１は、本発明の意義を特徴づける除染処理機能ブロック図であって、森林を構成する山１．より、汚染された腐蝕質２．をはぎ取りｄ、汚染された葉３を収集ｂし、皮剥ぎｃした樹皮部４と、汚染されていないあるいは規制値を超えていない低濃度の樹幹部５がある。汚染された腐蝕質２と葉３は燃焼ｇまたは発酵処理ｅで、樹皮部４は燃焼ｇされ、各々汚泥８または灰９に減容化され、比較的高濃度に減容化した汚染物である汚泥８と灰９は中間貯蔵施設１０に移送する。汚染されていないあるいは規制値を超えていない低濃度の樹幹部５は、チップ化ｆし、低温乾燥ｈされ樹液水１４が回収される。乾燥されたチップ１３は山に返しマルチングｊ被覆する。山が風雨で浸食されることなく、植生を維持できる。一方乾燥中に回収された樹液水１４には植物の成長を抑制し、あるいは害虫を忌避するアレロパシーが存在し、抽出ｋすることができる。高温にしないあるいは機械的な手段に依る乾燥ｈは、これら成分の熱変性を回避できるので、そのままアレロパシー機能を保持出来る。汚染された田畑１５にこれを散布するｍことに依り耕作までの田畑の荒廃を抑制管理する。ここで低温乾燥ｈには、高温で内温度下で真空吸引等で樹液水１４を回収する機械的処理法を含んでいる。
【実施フロー図】
【００１４】    図２は、本発明を実施する実施フロー図であって、セシウム汚染された立木は伐採ａし、樹皮部４と枝は給湯ボイラ１７に、葉３と腐蝕質はメタン発酵槽７または給湯ボイラ１７に送り、燃焼し高濃度に減容化された灰９とメタン発酵槽７で濃縮減容化された汚泥８はドラム缶等の管理保持できる容器１６に収納し減容化管理ロし、中間貯蔵施設１０に移送する。汚染されていないあるいは規制値を超えていない樹幹部５はチップ１１化し、乾燥チップ１３にさせて山１に戻し、マルチング材２０として表土を覆い、山土の流出荒廃を防ぐ。また、乾燥室１２では、凝縮機１８や真空吸引機で精油を含む樹液水１４を回収し、アレロパシー精油を抽出し、耕耘できない農地１５に散布し、雑草や害虫に依る荒廃を抑制する。これらの精油分は生分解し、環境に悪影響を与えない。山１での伐採ａと腐蝕層剥ぎ取りｄが森林除染イとなり、マルチング材２０で表土保持される。給湯ボイラ１７での燃焼と発酵槽７での処理で灰９と汚泥８に減容化される。農地はチップ乾燥で生じた樹液水中のアレロパシー成分１９を散布ｍすることで雑草害虫は抑制され、農耕再開に備えられる。
【農地汚染深さ測定表】
【００１５】    表１は、南相馬市原町区押釜地区の粘土質の田における深さ１ｃｍピッチでの放射性物質の放射線量（ｃｐｍ）の計測値である。１３ｃｍ深さの空き缶を田に叩き込み採取された土を１ｃｍ深さで漉き取り、各々の放射線量（ｃｐｍ）を計測記録したものである。これに依ると汚染されているのは１ｃｍ以下である。これは東大医科学研究所の児玉教授が指摘した、セシウムは粘土質に強固に結合しているという見解を裏付け、千葉大学片山栄作教授が電子顕微鏡写真でその機構を証明したプラントオパールト雲母質におけるセシウムの結合形態によって解明されている。農地は、農耕作業に入る迄雑草の根で深く攪乱されなければ、表層近く１ｃｍ程度の表土のすきとりで除染し、農業復興に向かうことができる可能性を示している。つまり、雑草の繁茂の抑制がセシウム汚染農地の復興に向けたカギとなることを示している。
【表１】
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【樹幹部乾燥室の乾燥速度を示す実験データ（表）】
【００１６】  表２は、１０ｍｍから５０ｍｍ厚の伐採して間もない杉板を４２〜４５℃の低温で乾燥したときの含水率の変化と横歪量を記録したものである。含水率６０％以上であったスギ材が２日後に４番目の試料を除き２５％以下になり試料番号１．２．３．５は１５％以下となっている。チップ化した場合には４５℃以下の低温でも２日間を要さずに乾燥する。
高温にせずに乾燥し、つまり乾燥室内で低温蒸発し、蒸発した水分を凝縮すれば容易に樹液水を得ることができることを意味する。常温に近い低温であるので成分は熱変性せず、雑草や昆虫を抑制するアレロパシーを抽出することができることを示している。
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００１７】    本発明は、最も汚染されている森林を除染し、雑草等に依る農地荒廃を抑制して、セシウムに汚染された除染汚染物（葉・枝、バーク、腐蝕層）を減容化して中間貯蔵設備に送り、同時に農地を農業再興まで雑草荒廃を抑制して、農業復興に向けた環境整備をサポートする、汚染地を逐次波及的に除染する森林木材減容化除染法を進める装置を製造し、作業者を雇用する産業で利用される。
【符号の説明】
【００１８】１：山、２：腐蝕層、３：葉、４：樹皮部、５：樹幹部、６：温水、７：発酵槽、８：汚泥、９：灰、１０：中間貯蔵施設、１１：乾燥前のチップ、１２：乾燥室、１３：乾燥チップ、１４：樹液水、１５：農地、１６：ドラム缶等の容器、１７：給湯ボイラ、１８：凝縮機、１９：アレロパシー成分、２０：マルチング材、２１：温水
ａ：伐採、ｂ：収集、ｃ：皮剥ぎ、ｄ：剥ぎ取り、ｅ：メタン発酵処理、ｆ：チップ化、ｇ：燃焼、ｈ：低温乾燥、ｉ：凝縮、ｋ：成分抽出、ｍ散布
イ：森林除染、ロ：減容化管理、ハ：農地の雑草・害虫抑制管理
【図１】
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【図２】
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