(57)【要約】【課題】放射性物質で汚染された土壌から放射性物質を効率よく除去しうる汚染土壌の浄化方法を提供する。【解決手段】放射性物質に汚染された土壌と、該土壌の３０容量％以上の水とを含有する混合物を調製する工程と、得られた混合物にマイクロ波を照射する工程と、マイクロ波を照射した混合物より水と土壌とを分離して土壌を回収する工程と、をこの順で有する汚染土壌の浄化方法である。混合物を調製する際、土壌に対し、３０容量％以上の水を添加することが好ましく、水には、有機酸、有機酸塩、及びアンモニウム化合物から選ばれる添加剤を含有することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質に汚染された土壌と、該土壌の３０容量％以上の水とを含有する混合物を調製する工程と、
得られた混合物にマイクロ波を照射する工程と、
マイクロ波を照射した混合物より水と土壌とを分離して土壌を回収する工程と、
をこの順で有する汚染土壌の浄化方法。
【請求項２】
前記混合物を調製する工程が、放射性物質に汚染された土壌に対し、該土壌の３０容量％以上の水を添加する工程である、請求項１に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項３】
前記水が、さらに、有機酸、有機酸塩、及びアンモニウム化合物から選ばれる１種以上を含有する、請求項１又は請求項２に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項４】
前記回収された土壌を水洗する工程を更に含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項５】
前記回収された土壌を水洗する工程が、水洗に用いた水を分離回収する工程をさらに含む、請求項４に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項６】
前記得られた混合物にマイクロ波を照射する工程におけるマイクロ波の波長が３００ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲であり、マイクロ波の照射時間が１分以上３００分以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質を含む汚染土壌を浄化する汚染土壌の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性物質、例えば、放射性セシウム、放射性ストロンチウムなど、による土壌汚染は深刻であり、田畑や住宅地において土壌より効率よく汚染物質を除去する技術が望まれている。放射性物質のうち、水溶性のものは降雨などにより流出除去されており、現在問題となっている残留放射性物質は、土壌中で、粘土鉱物や雲母に吸着固定されたり、炭酸塩鉱物を形成したりして残留したものであり、その除去は困難である。
土壌に水分と共に放射性物質を吸着させるゼオライトを添加して、水分中の放射性物質を吸着させる方法が試みられている。しかしながら、液体中に溶出された放射性物質の吸着には有効であるものの、既述のように、粘土鉱物などに吸着固定されている物質を積極的に除去する機能はなく、さらなる改良が必要であった。また、土壌を炉内にて８００℃以上に加熱して放射性物質を除去する方法では、消費エネルギーが多大であり、また、例えば農業用土壌の場合、植物の栽培に有効な成分まで分解してしまうため、田畑の土壌の浄化に適用するには不適であった。
【０００３】
そこで、塩化第一鉄などの鉄塩、アンモニウム塩、及びカリウム塩から選択される薬剤を土壌に適用し、混合撹拌することで放射性物質を抽出除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、汚染土壌にシュウ酸を含有する処理液を加えて８０℃〜９５℃程度に加熱して、放射性物質を抽出除去する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３７６５８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】平成２３年度「除染技術実証試験事業」の結果概要  平成２４年３月（内閣府  原子力被災者生活支援チーム）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に記載の方法によれば、ある程度の土壌浄化を達成しうるが、土壌に含まれる土粒子、砂粒子、粘土粒子など（以下、適宜、これらを土粒子と総称する）に、化学的、静電気的に吸着した放射性物質を除去するには十分ではない。また、非特許文献１に記載のように、シュウ酸のような強酸を用いても、液体を加熱したのみでは土壌中の粘土物質などに吸着した放射性物質を除去するには不十分であり、さらなる効率化が望まれていた。
【０００７】
上記のような問題点に鑑みてなされた本発明は、放射性物質で汚染された土壌に対して、土壌中の放射性物質が効率よく除去され、且つ、土壌中に含まれる放射性物質以外の成分への影響が抑制された汚染土壌の浄化方法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】
【０００８】
上記課題は、以下の手段により解決される。
＜１＞  放射性物質に汚染された土壌と、該土壌の３０容量％以上の水とを含有する混合物を調製する工程と、得られた混合物にマイクロ波を照射する工程と、マイクロ波を照射した混合物より水と土壌とを分離して土壌を回収する工程と、をこの順で有する汚染土壌の浄化方法である。
第１の実施形態によれば、放射性物質に汚染された土壌と水との混合物中に、土壌に対して水が３０容量％含まれた状態でマイクロ波が照射されることで、土壌中の土粒子が十分に加熱され、土壌に付着した放射性物質が効率よく抽出除去される。
また、このとき、土壌に対して篩を掛けて分級したり、有機成分を分解させるような長時間に亘る高温処理を行ったり、加圧環境下で実施したりする必要がないこと、農耕土壌に対してシュウ酸等の有害物質を使う必要がなく、水や所望により併用される添加剤も有機酸や酢酸アンモニウムなど弱酸乃至中性物質であることなどに起因して、農耕用土壌に含まれる有効成分への影響が低減され、土壌の機能低下が抑制されるために、農耕用土壌として再利用することが容易であることなどの利点も有する。
【０００９】
＜２＞  前記混合物を調製する工程が、放射性物質に汚染された土壌に対し、該土壌の３０容量％以上の水を添加する工程である、＜１＞に記載の汚染土壌の浄化方法である。
放射性物質に汚染された土壌が十分な水分量を含有しない場合には、第２の実施形態の如く、必要な水を土壌に添加することにより、放射性物質の除去効率がより向上する。
【００１０】
＜３＞  前記水が、さらに、有機酸、有機酸塩、及びアンモニウム化合物から選ばれる１種以上を含有する、＜１＞又は＜２＞に記載の汚染土壌の浄化方法である。
第３の実施形態によれば、水に放射性物質と相互作用を形成したり、イオン交換したりする物質を含有させることにより、土壌に吸着した放射性物質の抽出が促進され、放射性物質の除去効率がより向上する。
【００１１】
＜４＞  前記回収された土壌を水洗する工程を更に含む、＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化方法である。
第４の実施形態によれば、回収された土壌の表面に残存する土壌から分離された放射性物質がリンスにより除去されるために、放射性物質の除去効率がより向上する。
＜５＞  前記回収された土壌を水洗する工程が、水洗に用いた水を分離回収する工程をさらに含む、＜４＞に記載の汚染土壌の浄化方法。
第５の実施形態を経た土壌は水洗により土壌粒子の表面に残存する放射性物質が水洗除去されるため、より清浄になる。また、第４の実施形態において水洗に用いられた水は放射性物質を含むために、これを分離回収し、水分の徐染を行うことで、そのまま廃棄することもでき、再生水として利用しうるなどの利点をも有する。
【００１２】
＜６＞  前記得られた混合物にマイクロ波を照射する工程におけるマイクロ波の波長が３００ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲であり、マイクロ波の照射時間が１分以上３００分以下である、＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化方法である。
本発明においては、照射するマイクロ波の波長には特に制限はないが、第６の実施形態の如く、マイクロ波の波長を、土壌粒子に直接振動を与えて加熱する波長、除去の目的となる物質、例えばセシウムなどに直接振動を与える波長、水分に振動を与え加熱する波長などを含む波長とすること、及び、十分な放射性物質の抽出を行いうる時間とすることにより、放射性物質の除去効率がより向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放射性物質で汚染された土壌に対して、土壌中の放射性物質が効率よく除去され、且つ、土壌中に含まれる放射性物質以外の成分への影響が抑制された汚染土壌の浄化方法が提供される。
また、本発明の浄化方法においては、好ましくは放射性物質が付着した土壌粒子が直接加熱されるために、放射性物質の種類に拘わらず、この方法を適用しうるという利点をも有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の汚染物質の除去方法の一態様を示す概略構成図である。
【図２】実施例１〜４、比較例１の汚染物質の除去方法における土壌からのセシウム抽出率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の汚染土壌の浄化方法について詳細に説明する。
本発明の汚染土壌の浄化方法は、放射性物質に汚染された土壌と、該土壌の３０容量％以上の水とを含有する混合物を調製する工程と、得られた混合物にマイクロ波を照射する工程と、マイクロ波を照射した混合物より水と土壌とを分離して土壌を回収する工程と、をこの順で有する。
図１は、本発明の汚染物質の除去方法の一態様を示す概略構成図である。
図１に示すように、汚染土壌を採取し、風乾したものを処理対象とする。ここに、土壌に対して３０容量％以上の水又は添加剤入りの水を加え、反応槽内で十分に撹拌、混合して混合物を調製する。
その後、所望により有機物を篩により除去して、マイクロ波を照射する。マイクロ波により加熱されることで、汚染土壌の土粒子から放射性物質が剥離、抽出され、水へ移行する。
十分にマイクロ波を照射した後、ろ過などにより固液分離を行って浄化された土壌を回収し、放射性物質を含有する液成分（排液）も別途回収する。
放射性物質を含有する排液は、必要に応じて放射性物質の除去を行った後、放射性物質が高濃度に含まれた残渣と放射性物質が除去された水に分離し、水はそのまま放流しても再生水として使用してもよい。
浄化された土壌に対しては、さらに水洗して土壌粒子の表面などに残存した放射性物質を除去する工程を行ってもよい。水洗した水（排液）についても、放射性物質の濃度を測定し、必要に報じて、既述の分離排液と同様に放射性物質除去を行うことが好ましい。
【００１６】
＜放射性物質に汚染された土壌と、該土壌の３０容量％以上の水とを含有する混合物を調製する工程＞
本工程では、放射性物質に汚染された土壌（以下、単に、汚染土壌と称することがある）と水との混合物を調製する。
まず、汚染された領域から汚染土壌を掘削などにより回収する。通常は、風乾して水分をある程度減じてから、別途水を添加して混合物を調製する。
農耕地などの土壌を掘削回収する場合、土壌中の放射性物質の量は不均一であるため、土壌は十分な均一化を行うことが好ましく、水を添加した混合物を十分に攬絆し、自然乾燥してから用いることが好ましい。
なお、農耕地などの汚染土壌を処理対象とする場合には、土壌から放射性ヨウ素、放射性セシウム、放射性ストロンチウムなどの放射性物質を含有している可能性のある有機物を予め取り除く工程を実施してもよい。この工程では、草などの除去可能な有機物や、ミミズなどの土中生物などを、篩などを用いて予め除去する。
【００１７】
なお、汚染土壌が水田土壌のように十分な水分を含有し、水分が土壌の固形分に対し３０容量％以上含まれている場合には、掘削した汚染土壌を特別の処理なくそのまま使用してもよい。
汚染土壌中の水分量が少ない場合、或いは、風乾により水分を減じた場合には、当該汚染土壌に、汚染土壌に対して３０容量％以上の水を添加して混合物を調製することが好ましい。
混合物中の水の含有量としては、汚染土壌と水との混合物に対して３０容量％以上であることを要し、５０容量％以上であることが好ましく、１００容量％以上であることがより好ましい。
水の含有量に特に制限はないが、加熱による汚染物質の除去効率の観点からは、２００容量％より過剰であることは好ましくなく、土壌の２００容量％以下であることが好ましい。
例えば、乾燥した汚染土壌に対して水を別途追加する場合には、処理される土壌１容量部に対して、水を０．５容量部（半量）以上添加することが好ましく、１容量部（等量）以上あることがより好ましい。また、上限としては、５容量部（容量基準で５倍量）以下であることが好ましく、３容量部以下であることがより好ましい。
【００１８】
水の含有量は、土壌サンプルを乾燥処理することにより容易に測定される。
本明細書では、以下の方法で測定した値を用いている。
土壌５０ｇを正確に測りとり、十分に洗浄して乾燥させた容器にいれる。これを１０５℃の恒温器に入れて１時間ごとに重量を測る。この値が一定になったら、それを土壌の乾燥重量とする。測定前の重量との差から水分量が測定され、土壌の比重を勘案することで、土壌に含まれる水の含有量（容量％）が算出される。
水を所定量含有する汚染土壌と水との混合物は、土壌粒子と水とがより均一に存在するために、十分に撹拌することが好ましい。
【００１９】
混合物中に含まれる水としては、特に制限はなく、水道水などを用いてもよいが、有機酸などの添加剤を併用する際に、添加剤への影響を低減するという観点からは、不純物の少ない水、例えば、蒸留水、イオン交換水、純水などを用いることが好ましい。
【００２０】
混合物を調製する水は、添加剤を含んでいてもよい。
添加剤を併用することで、放射性物質の土壌粒子からの剥離効率、除去効率をより向上させ得る。
添加剤としては、有機酸、有機酸塩、アンモニウム化合物などが挙げられ、これらは２種以上併用してもよい。
有機酸としては、酢酸、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、コハク酸、フマル酸、マロン酸、グリコール酸、乳酸などが挙げられる。
有機酸の塩としては、上記例示した有機酸のアルカリ金属塩、アンモニウム塩などが挙げられる。有機酸塩としては、より具体的には、クエン酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、酒石酸ジアンモニウム、などが挙げられる。
アンモニウム化合物としては、アンモニア、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、酢酸アンモニウムなどが挙げられる。
有機酸等の添加剤を併用することが有効な作用については明確ではないが、以下のように推定している。
放射性物質であるストロンチウムはカルシウムと化学的挙動が似ているため，カルシウムと共に炭酸塩鉱物を形成している、即ち、炭酸カルシウムと炭酸ストロンチウムの固溶体を形成している、と考えられる。一方、セシウムもまた、炭酸セシウムとして土壌中に存在していることが知られており、有機酸或いは有機酸塩を水に添加することで、水単独を汚染土壌に接触させるよりも炭酸塩を溶解しやすくなり、抽出が促進されるものと考えている。
また、アンモニウム化合物を添加した場合には、セシウムイオンと大きさが近く、電荷が等しいアンモニウムイオンがイオン交換することで、セシウムをイオン化させて土壌から剥離しやすくなることにより抽出が促進されるものと考えている。ここで、有機酸を用いる場合は、液のｐＨをできるだけ低くすること、具体的には、ｐＨ０．５〜１．５程度とすることが望ましい。
【００２１】
本工程において用いられる水に添加剤を含有する際の含有量としては、水と添加剤との総量に対して、０．５質量％〜３０質量％の範囲であることが好ましく、５質量％〜２０質量％の範囲であることがより好ましい。
これらの添加剤は、放射性物質と相互作用を形成して、放射性物質とイオン交換反応を生起することで、土壌粒子表面からの放射性物質の脱離性をより向上させる。
なお、別途水を添加しないで調製される汚染土壌と水との混合物（掘削土壌）を用いる場合には、掘削された土壌（混合物）にこれらの添加剤が０．５質量％〜３０質量％の水溶液になるように、添加剤を直接散布することにより添加することもできる。
【００２２】
水には、上記添加剤に加えて、本発明の効果を損なわない限りにおいて、目的に応じて種々の他の成分を併用してもよい。他の公知の成分としては、界面活性剤などが挙げられる。
水に、さらに界面活性剤を添加することで、土粒子から剥離した放射性物質の溶解分散性がより向上すると共に、土粒子への再付着が抑制される。
【００２３】
＜得られた混合物にマイクロ波を照射する工程＞
次に、汚染土壌と水との混合物にマイクロ波を照射する。
土粒子に含まれる粘土鉱物や雲母などは、その結晶構造内に水酸基〔−ＯＨ〕を有しているため、マイクロ波を照射することで、この水酸基に振動を与え、放射性物質を吸着している土粒子自体を直接加熱できるため、通常行われている、容器をヒーターなどの加熱手段により加熱して、水などの液状成分を加熱し、土粒子の周縁部から加熱するよりも、効率よく目的物を加熱しうるために、放射性物質の除去効果に優れるものと推定される。
【００２４】
本発明においては、照射するマイクロ波の波長には特に制限はなく、通常、電波法上問題のない波長、例えば、電子レンジに使用される出力：１５０Ｗ〜１５００Ｗ、波長：２０００ＭＨｚ〜２８００ＭＨｚ程度のものを用いてもよい。
さらに可能ならば、マイクロ波の波長を３００ＭＨｚから１０，０００ＭＨｚの範囲とすることが好ましい。これは、マイクロ波の波長を、土壌粒子に直接振動を与えて加熱しうる波長、除去の目的となる物質、例えばセシウムなどに直接振動を与える波長、水分に振動を与え加熱する波長などを含む波長とすることにより、放射性物質の除去効率がより向上するためである。より具体的には、波長３００ＭＨｚ〜２８００ＭＨｚにおいて水の分子や土壌粒子を振動させることのみならず、放射性物質であるセシウムを直接加熱するための８５００ＭＨｚ〜９５００ＭＨｚの波長を用いることも除去効率の観点から好ましい。
本工程においては、マイクロ波の照射は１回でもよいが、これに限定されず、同じ波長のマイクロ波を、間隔を置いて複数回照射してもよく、異なる波長のマイクロ波を順次照射してもよい。
【００２５】
マイクロ波の照射時間は、当初は時間に応じて除去率も向上するため、１分以上が好ましく、５分以上がより好ましく、１０分以上がさらに好ましい。
本発明者らの検討によれば、照射時間は２０分〜６０分の範囲で、本発明の効果が十分に得られた。
【００２６】
＜マイクロ波を照射した混合物より水と土壌とを分離して土壌を回収する工程＞
マイクロ波を照射することで、汚染土壌から剥離、抽出された放射性物質が水（液体）系へと移行するので、固液分離を行い、処理済みの土壌と放射性物質を含む水とを分離する。
固液分離は、常法により行えばよく、ろ過、遠心分離などの手段をとることができる。なかでも、ろ過による方法は簡易で土壌中の水分を効率よく除去できるため好ましい。土壌と水との混合物に含まれる水分量が少ない場合などは、水分除去を確実に行うために、吸引ろ過などの減圧ろ過を行ってもよい。
【００２７】
（水洗工程）
処理後の土壌は、放射性物質が除去されるため、再利用できるが、土壌表面に付着した遊離放射性物質を除去するために、水洗工程、即ち、すすぎ工程を行うことが好ましい。
水洗工程では、土壌は水洗され、土壌中、土粒子間或いは土粒子の表面に残存する放射性物質が水洗除去され、土壌からの放射性物質の除去性がより向上する。
通常、水洗工程には、水が使用されるが、これに限定されず、すすぎに用いる水には所望により界面活性剤などの添加剤を添加してもよく、土壌に付与したい有効成分を添加しもよい。
処理後の土壌は、放射性物質が除かれていることを確認した上で、再利用され、例えば、農耕用の土壌であれば、田畑へ戻して再利用すればよい。
【００２８】
また、固液分離により回収された放射性物質を含む水、及び、水洗水は、常法により放射性物質の除去を行い、放流したり、処理水として再利用したりしてもよい。
処理方法には特に限定はないが、例えば、吸水ポリエステルに封入したゼオライトやプルシアンブルー担持珪藻土でろ過し、セシウムを除去する方法、カラギーナンやアルギン酸塩などに吸着させて回収する方法などをとることができる。
【００２９】
以上、本発明について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例を用いて本発明の作用効果について検証する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、下記実施例及び比較例では、特に断らない限り、「％」は「質量％」を、「部」は「質量部」をそれぞれ表す。
【００３１】
（実施例１）
実施例１〜実施例８、及び比較例１では、定量化されたセシウム吸着土壌にて、汚染物質の除去率を検証した。
（処理する汚染土壌を準備する工程）
水田土５０ｇに対して，１０，０００ｐｐｍの塩化セシウム溶液を５０ｍｌ加え、１１０℃で乾燥させたものを試験用の汚染土壌とした。
（汚染土壌と、該土壌の３０容量％以上の水とを含有する混合物を調製する工程）
乾燥後、それぞれの土壌に、水（蒸留水）５００ｍｌを添加して、よく撹拌した。土壌に対する水の添加量は約５０容量％である。
【００３２】
（マイクロ波の照射工程）
土壌と水との混合物にマイクロ波を照射した。照射に使用したレンジは、サンヨーオーブンレンジ（ＥＭＯ−ＦＲ１０（Ｓ））で、出力は１０００Ｗ、２４５６ＭＨｚである。抽出時間は６０分まで行い、１０分刻みで上澄み液を採取し、採取した液中のセシウム抽出量を測定した。抽出量の測定には，プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ：ＳＥＩＫ０社製、ＳＰＳ７７００：商品名）を用いた。抽出量の測定結果を下記表１に示す。
マイクロ波照射後、２０分で沸騰が始まり、急激にセシウム抽出効率が高くなり、３０分で最大抽出効率を示した。
【００３３】
（実施例２〜実施例４）
土壌に添加した水に以下の添加剤を添加した処理液を用いた以外は、実施例1と同様にしてセシウムの抽率を測定した。結果を下記表１に併記した。
実施例２：クエン酸  添加量：５％
実施例３：クエン酸アンモニウム  添加量：１％
実施例４：酢酸アンモニウム  添加量：１０％
（比較例１）
実施例１で用いた土壌と水との混合物について、マイクロ波照射を行なわず、恒温層で６０℃に加熱してセシウムの抽出率を測定した。測定は、０分（開始時）、３０分、６０分に行い、結果を下記表１に併記した。
【００３４】
【表１】
2014197000.tif 000003
【００３５】
（実施例５〜実施例８）
測定に用いる土壌を水田土から黒土に代えた以外は、実施例１〜実施例４と同様にしてセシウムの抽出率を測定した。結果を下記表２に記載した。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
表１については、図２に抽出率を記載したグラフを示した。
上記表１、２の結果より、マイクロ波を照射することで、短時間でセシウムを効率よく抽出除去しうることが確認された。
実施例１と比較例１との対比により、マイクロ波を照射すると、恒温槽による加熱に比較し、高い除去効率が達成されることが分かる。
また、水にクエン酸アンモニウムや酢酸アンモニウムを加えた処理液を用いた場合、さらに高い抽出率を実現できることが分かる。
粘土質の多い水田土に比較し、黒土を処理対象として場合には、除去性がより良好であった。
【００３８】
（実施例９）
（処理する汚染土壌を準備する工程）
放射性物質を含有する汚染土壌（福島県楢葉町Ｊビレッジ付近）を採取した。採取した土壌を撹拌機や篩を用いて解砕、撹拌するとともに、石や有機物を除去した。この土壌を５００ｍｌ（５２４ｇ）計量して試料として用いた。土壌の含水率は２２．１％であった。
放射能量を測定し、含水率で補正することで、放射能量の乾物換算値を得た。測定は、ゲルマニウム半導体検出器〔ＯＲＴＥＣ社製：ＧＥＭ−３０(商品名）〕を用いた。
測定対象の前処理方法は、平成４年科学技術庁  放射能測定法シリーズ２４「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方法」に準拠して行い、測定は、平成４年科学技術庁  放射能測定法シリーズ７「ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリー」に準拠して行った。
その結果、放射性ヨウ素は測定限界以下であり、放射性セシウム１３４（Ｃｓ−１３４）は、３０８００Ｂｑ／ｋｇであり、放射性セシウム１３７（Ｃｓ−１３７）は、５６５００Ｂｑ／ｋｇであった。
【００３９】
（汚染土壌と、汚染土壌の３０容量％以上の水とを含有する混合物を調製する工程）
準備した土壌５００ｇに対し、酢酸アンモニウムを水１５００ｇに対し１５０ｇ添加した水溶液を添加し、十分に撹拌混合した。
（マイクロ波照射工程）
出力７００Ｗ、波長２４５０ＭＨｚのマイクロ波を、６０分間照射した。
（固液分離工程）
マイクロ波を照射後、土壌のみをろ別して得られた土壌の放射性物質を処理前と同条件にて測定したところ、放射性ヨウ素は測定限界以下であり、放射性セシウム１３４（Ｃｓ−１３４）は、２１９００Ｂｑ／ｋｇであり、放射性セシウム１３７（Ｃｓ−１３７）は、４０８００Ｂｑ／ｋｇであり、放射能量の大幅な低下がみられた。
なお、水洗工程を行うことにより、放射能量のさらなる低減が期待される。
【００４０】
これらの結果より、本発明の放射性物質の除去方法によれば、簡易な方法で放射性物質を効率よく除去しうることがわかる。
【００４１】
（実施例１０）
（処理する汚染土壌を準備する工程）
福島県南相馬市の水田から採取した水田土壌を用いた。
実施例９と同様にして放射能量を測定した。以下に放射能含有量を示す。
試料１０：南相馬市水田土壌
土壌中の放射性セシウム１３４（Ｃｓ−１３４）は、１，４１０Ｂｑ／ｋｇであり、放射性セシウム１３７（Ｃｓ−１３７）は、２，８２０Ｂｑ／ｋｇであった。
【００４２】
（第１回目の処理）
（放射性物質に汚染された土壌と、該土壌の３０容量％以上の水とを含有する混合物を調製する工程）
準備した試料１０の土壌３００ｇに対し、５０％乳酸水溶液６００ｇに塩化アンモニウム６０ｇを添加した溶液を添加し、十分に撹拌混合した。
（マイクロ波照射工程）
出力１５０Ｗ、波長２４５０ＭＨｚのマイクロ波を照射し、土壌と水とを含む混合物を２分間撹拌し、混合物の温度を測定し再度マイクロ波を照射した。結果を下記表３に示す。この照射操作を繰り返し、混合物の温度が１００℃を超えたところで終了した。なお、表３中において、一部、温度が１００℃を超えているところがあるが、これは混合物中に存在する土壌の温度が影響したためである。
マイクロ波の照射は、はじめは１５０Ｗで９分間行ったが、沸騰の恐れがないことが確認されたため、次回以降の照射では、１回当たりのマイクロ波照射は、５００Ｗで２分間とした。
（固液分離工程）
その後、静置し、土壌が沈殿して、液が清澄になるのを確認してから、注射器を用いて静かに溶液のみを回収し、放射能量を測定した。
溶液を回収した後の土壌を得て、第１回目の処理を終了した。
【００４３】
第１回目の処理を行なった土壌に対し、以下に述べる第２回目の処理〜第５回目の処理を行なった。
（第２回目の処理〜第５回目の処理）
溶液を回収して得た土壌に、５０％乳酸水溶液３００ｇに、以下に記載のアンモニウム塩を、以下に記載された量で、それぞれ添加した溶液を十分に撹拌混合した溶液を調製し、第１回目の処理で用いた５０％乳酸水溶液６００ｇに塩化アンモニウム６０ｇを添加した溶液に代えて下記溶液を用いて混合物を調製し、得られた混合物にマイクロ波照射を照射する第１回目と同様の処理を行なった。
第２回目：クエン酸水素二アンモニウム３０ｇ
第３回目：酒石酸ジアンモニウム３０ｇ
第４回目：酢酸アンモニウム３０ｇ
第５回目：クエン酸水素二アンモニウム３０ｇ
【００４４】
第１回目〜第５回目の処理で回収された溶液量、及び、溶液中に含まれるＣｓ−１３４及びＣｓ−１３７の量を測定し、下記表３に示す。
なお、以下、半減期が約２．１年と、比較的短いセシウム１３４（Ｃｓ−１３４）ではなく、半減期が約３０．１年と長いセシウム１３７（Ｃｓ−１３７）に着目し、除去率を算出した。
【００４５】
第１回目の処理を経て回収されたＣｓ−１３７を含有する溶液は２００ｇであり、分離された溶液に含まれるＣｓ−１３７は４２０Ｂｑ／ｋｇであったため、８４Ｂｑのセシウムを抽出したことになる。
【００４６】
【表３】
2014197000.tif 000005
【００４７】
（第２回目〜第５回目の処理）
第２回目の処理を経て回収されたＣｓ−１３７を含有する溶液は２００ｇであり、分離された溶液に含まれるＣｓ−１３７は３２０Ｂｑ／ｋｇであったため、６４Ｂｑのセシウムを抽出したことになる。
第３回目の処理を経て回収されたＣｓ−１３７を含有する溶液は３００ｇであり、分離された溶液に含まれるＣｓ−１３７は２３０Ｂｑ／ｋｇであったため、６９Ｂｑのセシウムを抽出したことになる。
第４回目の処理を経て回収されたＣｓ−１３７を含有する溶液は２５０ｇであり、分離された溶液に含まれるＣｓ−１３７は１７０Ｂｑ／ｋｇであったため、４２．５Ｂｑのセシウムを抽出したことになる。
第５回目の処理を経て回収されたＣｓ−１３７を含有する溶液は４５０ｇであり、分離された溶液に含まれるＣｓ−１３７は１２０Ｂｑ／ｋｇであったため、５４Ｂｑのセシウムを抽出したことになる。
また、第５回目の処理が完了した後、試料１０の土壌中に残存する残留溶液は５８０ｇ（遠心分離等により回収可能）であり、溶液に含まれるＣｓ−１３７は第５回目の処理と同じ１２０Ｂｑ／ｋｇであることから、６９．６Ｂｑのセシウムを抽出したことになる。
【００４８】
（第１回目の処理〜第５回目の処理でのＣｓ-１３７の全抽出量）
第１回目〜第５回目の処理を経た結果、試料１０の土壌では、溶液に抽出されたＣｓ−１３７の総量は３８３．１Ｂｑであった。試料１０の土壌のセシウム１３７含有量は２，８２０Ｂｑ／ｋｇで、本実験に使用した量は３００ｇであり、処理前の土壌には、総量で８４６Ｂｑの放射能を含んでいた。
従って、実施例１０の処理により、水田土壌である試料１０では、約４５％のＣｓ−１３７が抽出できたことになる。
【００４９】
本実施例１０で用いた土壌は水田土壌であり、粘土質が多いため、他の土壌よりも汚染物質の除去が困難であるところ、本発明の処理方法により、約４５％の放射性物質が除去できた。このため、黒土などの、粘土質を含まないか、粘土質の含有量が少ない土壌に対しては、より高い効果を奏することが期待できる。
【００５０】
（実施例１１）
（処理する汚染土壌を準備する工程）
福島県伊達市月舘町において採取した放射性セシウム含有汚染土壌試料を３００ｇずつ三つに分け、それぞれを１１Ａの土壌、１１Ｂの土壌、１１Ｃの土壌と名付ける。
試料１１：伊達市月舘町土壌
土壌中の放射性セシウム１３４（Ｃｓ−１３４）は、１，７１０Ｂｑ／ｋｇであり、放射性セシウム１３７（Ｃｓ−１３７）は、４，０４０Ｂｑ／ｋｇであった。
【００５１】
（放射性物質に汚染された土壌と、該土壌の３０容量％以上の水とを含有する混合物を調製する工程）
これら試料、それぞれに対し、乳酸水溶液と硫酸アンモニウムを添加する。
添加量は以下の通りである。
１１Ａの土壌：１０％乳酸水溶液３００ｇ  硫酸アンモニウム１０ｇ（初回のみ倍の量を添加する）
１１Ｂの土壌：１０％乳酸水溶液３００ｇ  硫酸アンモニウム２０ｇ（初回のみ倍の量を添加する）
１１Ｃの土壌：４０％乳酸水溶液３００ｇ  硫酸アンモニウム１０ｇ（初回のみ倍の量を添加する）
【００５２】
（マイクロ波照射工程）
波長２４５０ＭＨｚのマイクロ波照射を次のように行った。
各マイクロ波照射では、１回当たり、５００Ｗで２分間行った。また、各回のマイクロ波照射の後に土壌と水とを含む混合物試料の温度を測定し、その後、２分間撹拌した。これを１００℃になるまで繰り返した。
【００５３】
（固液分離工程）
１００℃に到達後、最後の撹拌を行った後に、静置した。土壌が沈殿して液が清澄になるのを確認してから、注射器を用いて静かに溶液のみを回収し、放射能量を測定した。
三つ全ての試料に対してこの一連の処理を７回繰り返し行った。また、7回目終了後に土壌と水とを含む混合物試料から回収しなかった水分の量を基に、土壌試料から抽出したが未回収のセシウム量を見積もった。結果を下記表４に示す。
【００５４】
第１回目の処理から７回目までに回収された溶液量と水溶液残量、及び、溶液中に含まれるＣｓ−１３４及びＣｓ−１３７の量を測定した。その結果を下記表４に示す。
なお、実施例１０と同様に、以下、半減期が約２．１年と、比較的短いセシウム１３４（Ｃｓ−１３４）ではなく、半減期が約３０．１年と長いセシウム１３７（Ｃｓ−１３７）に着目し、抽出率を算出した。
【００５５】
例として、１１Ａの土壌で第１回目の処理に基づいて計算を行うと、回収されたＣｓ−１３７を含有する溶液は３５６ｇであり、分離された溶液に含まれるＣｓ−１３７は１８０Ｂｑ／ｋｇである。従って、６４．１Ｂｑのセシウムを抽出したことになる。
同様の計算を、３つの試料に対し、各回で回収した溶液に対して実施した。なお、試料に残存している水溶液量は総添加溶液量から回収溶液量を差し引いて見積もり、溶液に含まれるＣｓ−１３７量は第７回目の回収溶液に対する分析データを利用して計算した。
【００５６】
【表４】
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【００５７】
以上の実験の結果、１１Ａの土壌（１０％乳酸３００ｇ  硫酸アンモニウム１０ｇを各回に添加）では７回の抽出でＣｓ−１３７が約１７％、１１Ｂの土壌（１０％乳酸３００ｇ  硫酸アンモニウム２０ｇを各回に添加）では約２３％、１１Ｃ３の土壌（４０％乳酸３００ｇ  硫酸アンモニウム１０ｇを各回に添加）では約４０％抽出されることが明らかになった。
１１Ａの土壌〜１１Ｃの土壌におけるＣｓ−１３７の抽出量の変動は、処理に用いる水溶液に含まれるアンモニウムイオンの存在だけではなく、有機酸の濃度がセシウムの抽出効率に大きく影響することを意味している。
【図１】
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【図２】
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