(57)【要約】放射性物質による汚染飲料水を除染し、ミネラル分を適切に含んだ体内浄化飲料水とする放射性物質に汚染された飲料水の除染方法を提供する。放射性物質により汚染された飲料水を、セシウムイオン、ストロンチウムイオン、コバルトイオンを含むプラスに荷電した放射性物質を除去するためにゼオライト充填カラムを通過させる段階と、ゼオライト充填カラムを通過させた飲料水を、ヨウ素イオンを含むマイナスに荷電した放射性物質を除去するために陰イオン交換樹脂充填カラムを通過させる段階と、陰イオン交換樹脂充填カラムを通過させた飲料水を、カルシウム、マグネシウムを含むミネラル分を含有するミネラルウォーターにするために加熱処理殺菌した死滅珊瑚屑加工の細粒の充填カラムを通過させる段階と、を有する。
2012165026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性物質により汚染された飲料水を、セシウムイオン、ストロンチウムイオン、コバルトイオンを含むプラスに荷電した放射性物質を除去するためにゼオライト充填カラムを通過させる段階と、
前記ゼオライト充填カラムを通過させた飲料水を、ヨウ素イオンを含むマイナスに荷電した放射性物質を除去するために陰イオン交換樹脂充填カラムを通過させる段階と、
前記陰イオン交換樹脂充填塔を通過させた飲料水を、カルシウム、マグネシウムを含有したミネラルウォーターにするために加熱処理殺菌した死滅珊瑚屑加工の細粒の充填カラムを通過させる段階と、を有することを特徴とする放射性物質により汚染された飲料水の除染浄化方法。
【請求項２】
前記ゼオライト充填カラムを通過させる段階の前に、陽イオン交換樹脂充填カラムを通過させる段階を有することを特徴とする請求項１に記載の放射性物質により汚染された飲料水の浄化方法。
【請求項３】
前記加熱処理殺菌した死滅珊瑚屑加工の細粒の充填カラムを通過させる段階の後に、マイクロバブル処理を行う段階を更に有することを特徴とする請求項２に記載の放射性物質により汚染された飲料水の除染浄化方法。
【請求項４】
前記陽イオン交換樹脂充填カラム及び前記陰イオン交換樹脂充填カラムに、酸アルカリ洗浄処理、還元水洗浄、マイクロバブル水洗浄を行い、イオン交換樹脂を再生させる段階を更に含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射性物質により汚染された飲料水の除染浄化方法。
【請求項５】
セシウムイオン、ストロンチウムイオン、コバルトイオンを含むプラスに荷電した放射性物質を除去する陽イオン除去手段と、
ヨウ素イオンを含むマイナスに荷電した放射性物質を除去する陰イオン除去手段と、
カルシウム、マグネシウムを含有させるミネラルウォーター化手段と、
を有する飲料水の浄化装置であり、
前記陽イオン除去手段は、陽イオン交換樹脂充填カラム処理及び／又はゼオライト充填カラム処理であり、
前記陰イオン除去手段は、陰イオン交換樹脂充填カラム処理であり、
前記ミネラルウォーター化手段は、加熱処理殺菌した死滅珊瑚屑加工の細粒の充填カラム処理であることを特徴とする飲料水の除染浄化装置。
【請求項６】
前記ミネラルウォーター化手段の後にマイクロバブル処理手段を有することを特徴とする請求項５に記載の飲料水の除染浄化装置。
【請求項７】
ゼオライト充填カラム及び陰イオン交換樹脂充填カラムを通過させて、放射性物質を除去した飲料水に、加熱処理殺菌した死滅珊瑚屑加工の細粒の充填カラムを通過させて、カルシウム、マグネシウムを含むミネラル分を含有させたことを特徴とする体内浄化飲料水。
【請求項８】
飲料水中の水のクラスターを微小化するためにマイクロバブル処理を行ったものであることを特徴とする請求項７に記載の体内浄化飲料水。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性物質により汚染された飲料水の除染方法及び飲料水の浄化装置並びに体内浄化飲料水に係り、より詳しくは、汚染飲料水から放射性物質を除去してミネラル分を含有させ、生体に対する機能性の高い飲料水とする、放射性物質により汚染された飲料水の除染方法及び飲料水の浄化装置並びに体内浄化飲料水に関する。
【従来の技術】
【０００２】
２０１１年の東日本大震災による福島原子力発電所の事故は、多くの放射性物質を近隣に飛散させ、想定外の規模で放射性物質による汚染が発生し、従来考えられていなかった飲料水の放射能汚染が発生している。
【０００３】
放射性物質による汚染の除去についての従来技術は、極めて少ないが、代表的なものについて以下に概説する。
特許文献１には、適切な水温において腐食皮膜からの金属イオンの溶出が大となること、及び過酸化水素の存在により金属イオンの溶出が更に助長されることに着目した、配管等からの放射性物質を除去して、配管の空間線量率を低減させる沸騰水型原子炉プラントの停止方法が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、放射性物質で汚染されたセメント質表面を、微生物を適用して表面を劣化させ、放射性物質を含む残渣を吸引、掻き取り等で除去するセメント質表面の放射能除去方法が記載され、特許文献３には、イオンクラッドに放射能を吸着させて除去する原子炉圧力容器内の放射能除去装置が記載され、特許文献４には、貴金属溶液と水素を注入して原子炉構造材に貴金属を付着させ、ショットピーニング法で原子炉構造物の表面の酸化皮膜を除去する原子炉構造材への貴金属付着装置及びその方法が記載されている。
【０００５】
特許文献５には、トリフルオロアセチルアセトンの抽出溶媒を加温及び加圧して超臨界流体とし放射能除染を行う放射能除去装置が記載され、特許文献６には、ペーパーフィルターにより空気を清浄化する放射能除去装置が記載され、特許文献７には、放射能で汚染された鉄鋼材料の表面をジカルボン酸を用いて除染し、そこで使用された除染液を再利用できるように処理する化学除染方法及び化学除染装置が記載されている。
【０００６】
上述した従来技術は、原子力発電所における汚染除去に関するものや、鉄鋼材料の表面に関するもの、簡便な空気清浄化に関するものであり、飲料水の汚染の除去については十分な検討がなされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１６４８９０公報
【特許文献２】特開平５−２１５８９６公報
【特許文献３】特開平６−２１４０９１公報
【特許文献４】特開平１０−１８６０８５公報
【特許文献５】特開平１０−２３９４９３公報
【特許文献６】特開２００５−０１００１３公報
【特許文献７】特開２００６−０９８３６０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
福島の原子力発電所の事故により、飲料水中の放射性物質の検出が確認された現状では、飲料水からの放射性物質の除去は緊急を要する課題となっている。
今回の原子力発電所の事故により問題になった放射性物質は、ヨウ素１３１である。ヨウ素１３１は半減期が８日間と極めて短く、大量に飛散して最大の汚染物質となったが、長期的に見れば、やがて減衰して極めて微小の放射線量になるものと考えられる。【０００９】
現実的、かつ長期的な観点に立てば、ヨウ素１３１よりも遥かに低い汚染量であるが、半減期の極めて長いセシウム１３７、ストロンチウム９０、コバルト６０の汚染に対する対策が最大の課題であり、特に、局地的に高い放射性物質で汚染された地域においては、セシウム１３７、ストロンチウム９０、コバルト６０の除染技術が早急に必要とされている。【００１０】
微量の放射性物質に汚染された飲料水を浄化する技術としては、化学物質の添加による化学的処理があるが、高濃度の放射性物質のイオンを含む条件下では、これらの方法では対応できない。【００１１】
高濃度の放射性物質のイオンを含む飲料水の浄化方法としては、脱塩水を生成する形式のバーミキュライト、モンモリロナイト、ゼオライト等の粘土鉱物、陽陰両イオン交換樹脂の活用、逆浸透膜法等の膜透過技術が考えられるが、これら陽陰両イオンの除去のみによる飲料水の清浄化は、生成される水から塩類が全て除かれてしまうため、このような処理による飲料水は、長期的に見れば人の健康上好ましくない。【００１２】
また、ストロンチウム９０等の放射性物質は、人体に入った場合骨髄に沈着するので長期の放射線照射被害を体内照射の形で受ける。そのため骨髄性の癌発生やその他の癌発生を起こし易い。特に、カルシウムを含まない脱塩水等を常用した場合には、このような悪影響がいっそう助長されることが知られている。
このような放射性物質の骨髄沈着を防止するには、カルシウム、マグネシウムを人体に適量供給によることが効果的であり、人体に有用なカルシウム、マグネシウム等のミネラルを適切な量含有する体内での放射能ブロック機能を有する体内浄化飲料水が求められている。【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、放射性物質による汚染飲料水を除染し、ミネラル分を適切に含んだ体内浄化飲料水とする放射性物質に汚染された飲料水の除染方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、放射性物質に汚染された飲料水を効果的に除染して体内浄化飲料水とする飲料水の浄化装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、放射性物質に汚染された塵埃等の吸引による体内汚染による悪影響を防止する体内浄化飲料水を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による放射性物質に汚染された飲量水の除染方法は、放射性物質により汚染された飲料水を、セシウムイオン、ストロンチウムイオン、コバルトイオンを含むプラスに荷電した放射性物質を除去するためにゼオライト充填カラムを通過させる段階と、前記ゼオライト充填カラムを通過させた飲料水を、ヨウ素イオンを含むマイナスに荷電した放射性物質を除去するために陰イオン交換樹脂充填カラムを通過させる段階と、前記陰イオン交換樹脂充填カラムを通過させた飲料水を、カルシウム、マグネシウムを含むミネラル分を含有するミネラルウォーターとするために加熱処理殺菌した死滅珊瑚屑加工の細粒の充填カラムを通過させる段階と、を有することを特徴とする。【００１５】
前記除染方法は、前記ゼオライト充填カラムを通過させる段階の前に、陽イオン交換樹脂充填カラムを通過させる段階を有することが好ましい。【００１６】
前記除染方法は、前記加熱処理殺菌した死滅珊瑚屑加工の細粒の充填カラムを通過させる段階の後に、マイクロバブル処理を行う段階を更に有することが好ましい。【００１７】
前記除染方法は、前記ゼオライト充填カラム及び前記陰イオン交換樹脂充填カラムに、酸アルカリ洗浄処理、還元水洗浄、マイクロバブル水洗浄を行い、イオン交換樹脂を再生させる段階を含むことが好ましい。【００１８】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による飲料水の浄化装置は、セシウムイオン、ストロンチウムイオン、コバルトイオンを含むプラスに荷電した放射性物質を除去する陽イオン除去手段と、ヨウ素イオンを含むマイナスに荷電した放射性物質を除去する陰イオン除去手段と、カルシウム、マグネシウムを含むミネラル分を含有させるミネラルウォーター化手段を有し、前記陽イオン除去手段は、陽イオン交換樹脂充填カラム処理及び／又はゼオライト充填カラム処理であり、前記陰イオン除去手段は、陰イオン交換樹脂充填カラム処理であり、前記ミネラルウォーター化手段は、加熱処理殺菌した死滅珊瑚屑加工の細粒の充填カラム処理であることを特徴とする。【００１９】
前記飲料水の浄化装置は、前記ミネラルウォーター化手段の後にマイクロバブル処理手段を有することが好ましい。【００２０】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による体内浄化飲料水は、ゼオライト充填カラム及び陰イオン交換樹脂充填カラムを通過させて放射性物質を除去した飲料水に、加熱処理殺菌した死滅珊瑚屑加工の細粒の充填カラムを通過させてカルシウム、マグネシウムを含むミネラル分を含有させたことを特徴とする。【００２１】
前記体内浄化飲料水は、飲料水中の水のクラスターを微小化するためにマイクロバブル処理を更に行ったものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の放射性物質に汚染された飲量水の除染方法によれば、飲料水の汚染浄化に加え適切なミネラル分を含有させることができるので、放射性物質の高濃度汚染地域における飲料水確保に有益である。
また、本発明の飲量水の除染装置によれば、家庭における飲料水の緊急的な確保にも、大規模施設による恒久的な飲料水の確保にも対応することができる。
また、本発明の体内浄化飲料水によれば、適切なミネラル分を含有しているので、体内に吸引した放射性物質が骨髄に沈着するのを防止でき、放射性物質の骨髄沈着による長期にわたる体内被曝を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態による飲料水の除染方法のための装置の構成を模式的に示した図である。
【図２】本発明の一実施形態による飲料水の除染装置の例示図である。
【図３】本発明の一実施形態による飲料水の除染装置のマイクロバブル処理部の構成を模式的に示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の放射性物質により汚染された飲料水の除染方法及び浄化装置を実施するための形態の具体例を、詳細に説明する。
飲料水に含まれた放射性物質の除去については、家庭毎に応急処置的に行う簡易除染及び体内浄化機能付与の技術と浄水場で大量の水の除染と体内浄化機能を付与して水道に流す技術の２種類の技術が必要とされる。【００２５】
図１は、本発明の一実施形態による飲料水の除染装置の例示図であり、家庭毎に応急処置的に除染体内浄化機能付与する技術に対応したものである。
家庭毎に応急処置的に行う放射性物質の除去は、簡易的なものであっても、量的に多いヨウ素１３１と半減期の長いセシウム１３７をターゲットに除去できるものであることが必要である。【００２６】
図１に示すように、家庭において放射性物質で汚染された水道水を浄化するための放射性物質の除染及び除去装置は、水道蛇口１からゼオライト充填カラム２へ水を送る。半減期の長いセシウム１３７等の陽イオンは、ゼオライト充填カラム２で除去することができる。ゼオライトは、多孔質でマイナスにチャージされているので陽イオン化した放射性物質を多孔質の中へ引き込み、極めて強く放射性物質を吸着する。【００２７】
放射性汚染物質で最も多いものは、ヨウ素１３１である。このような陰イオン化した放射性物質を除去するにはプラスに荷電したエッジを有する交換体が必要で、陰イオン交換樹脂充填カラム３に導き、陰イオン化した放射性物質を除去する。【００２８】
最も重要なことは、生体内に入る放射能を骨髄に沈着する前にブロックして、体内からの放射線照射を防止することである。そのために、本発明の実施形態においては、カルシウムを適量溶解する珊瑚破砕粒を充填したカラム４を通過させて、飲料水中にカルシウムを溶解させ、体内浄化の機能を飲料水に付加している。そして、このようにして調製した体内浄化飲料水が浄化水蛇口５から供給される。【００２９】
上述のように、本発明によれば、家庭用の放射性物質汚染対策としては低価格の装置によって、飲料水中の放射性物質の除去を行うことができ、放射性物質が骨髄に沈着することを防止する体内浄化飲料水を得ることができる。【００３０】
飲料水に含まれた放射性物質の除去において、上水道浄水場で大量の水の放射性物質を除去し、水道水を体内浄化水をとする本発明の実施形態については、図２に示すように、放射性物質汚染飲料水源６の飲料水を一旦飲料水揚水ポンプ７で揚水パイプ８を通じて、放射性物質汚染飲料水貯水槽９に採取し、陽イオン交換樹脂タワー配水バルブ１０を開いて、陽イオン交換樹脂タワー１１に導き、半減期の長いセシウム１３４、セシウム１３７、ストロンチウム９０、コバルト６０などの陽イオン化した放射性物質を除去する。【００３１】
陽イオン交換樹脂タワー１１を通過した水は、陰イオン交換樹脂タワー配水バルブ１２を開いて、陰イオン交換樹脂タワー１３に導く。陰イオン交換樹脂タワー１３では、ヨウ素１３１等の陰イオン化した放射性物質の吸着除去を行う。【００３２】
半減期の長いセシウム１３４、セシウム１３７、ストロンチウム９０、コバルト６０などの陽イオン化した放射性物質は、長期にわたって放射線を放射するので、完全に除いておく必要がある。
陰イオン交換樹脂タワー１３を通過した水は、ゼオライトタワー配水バルブ１４を開いて、ゼオライトタワー１５へ導く。ゼオライトは多孔質でマイナスにチャージしているので放射性物質を多孔質の中へ引き込み、極めて強く放射性物質を吸着させる。
この一連の放射性物質の除去処理により、飲料水中の放射性物質は除去されると考えられる。【００３３】
次に、飲料水に体内浄化機能を付与するために、ゼオライトタワー１５で除染した水を、珊瑚タワー１７に通じる切り替えバルブ１６を開き、珊瑚破砕粒を充填した珊瑚タワー１７に導き、カルシウムを水に適切濃度で溶解させ、生成した水がストロンチウム９０を体内で骨髄に沈着することを防止する体内での放射能ブロックの役割を有する体内浄化水に変化させる。【００３４】
珊瑚タワー１７でカルシウムを補給した水は、放射能完全除去ミネラル水貯留水槽１８に貯留され、飲用のためにはマイクロバブルの発生が必要で、加圧噴射ポンプ１９でエジェクターとキャビテーションでマイクロバブルを発生するマイクロバブル発生装置２０へ送る。マイクロバブルを含有する生理的活性水は、配水パイプ２１で放射能除染体内浄化水が、各家庭に配水される。【００３５】
放射性物質による汚染は、飲料水だけでなく周辺の生活環境や塵埃にも及んでおり、その対策が必要であり、半減期の長いストロンチウム９０などは、体内に入ると骨髄に沈着するので、生涯にわたって体内被曝する恐れがある。
本発明の飲料水の除染浄化方法及び浄化装置によれば、飲料水を除染し、カルシウム分を水に適切な濃度で溶解させることにより、ストロンチウム９０等の放射性物質が体内で骨髄に沈着することを防止する体内での放射能ブロックの役割を果たす体内浄化水を製造することができる。【００３６】
また、飲料水の放射性物質による汚染の除染浄化は、一次的なものではなく、長期にわたって継続しなければならないことが予想される。そのため、放射性物質を吸着除去するイオン交換樹脂の長期洗浄効果を維持するために、イオン交換樹脂は洗浄再生して再利用を図り、イオン交換樹脂の放射性物質除去機能を維持する必要がある。【００３７】
本発明の飲料水の除染浄化方法においては、上記観点からイオン交換樹脂の洗浄再生の段階を含むものであることが好ましい。
以下に好ましいイオン交換樹脂の洗浄再生方法について説明する。【００３８】
陽イオン交換樹脂は、希塩酸溶液に浸漬し、吸着した陽イオン放射能を水素イオンと置換し、還元処理した純水で洗浄する。洗浄に使用する還元処理した純水は、図３に示したキャビテーションによる酸化還元処理装置で水素ガスを加え、還元処理することで製造することができ、生成した還元水により希塩酸溶液に浸漬した陽イオン交換樹脂を連続的に洗浄することで、陽イオン交換樹脂を洗浄再生することができる。
上記洗浄再生に使用した還元水は、マイナスにチャージしているのでプラスに荷電した放射能を溶解して除去することと、水のクラスターが小さくなるので、水の浸透力が大きくなることから、洗浄効率が高くなる。【００３９】
陰イオン交換樹脂は、希苛性ソーダ溶液に浸漬し、吸着した陰イオン放射性物質を水酸基と置換し、空気を微細化したマイクロバブルを処理した純水で洗浄する。マイクロバブル処理した純水は、図３に示したキャビテーションによる酸化還元処理装置で空気を加え、気泡の微細化処理を加えることで製造する。マイクロバブル処理水は、微細気泡により水のクラスターが小さくなるので、水の浸透力が大きくなることから、洗浄効率が高くなる。【００４０】
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  水道蛇口
２  ゼオライト充填カラム
３  陰イオン交換樹脂充填カラム
４  珊瑚破砕粒を充填したカラム
５  浄化水蛇口
６  放射性物質汚染飲料水源
７  飲料水揚水ポンプ
８  揚水パイプ
９  放射性物質汚染飲料水貯水槽
１０  陽イオン交換樹脂タワー配水バルブ
１１  陽イオン交換樹脂タワー
１２  陰イオン交換樹脂タワー配水バルブ
１３  陰イオン交換樹脂タワー
１４  ゼオライトタワー配水バルブ
１５  ゼオライトタワー
１６  切り替えバルブ
１７  珊瑚タワー
１８  放射能完全除去ミネラル水貯留水槽
１９  加圧噴射ポンプ  
２０  マイクロバブル発生装置  
２１  配水パイプ
２２  除染処理水の酸化還元処理装置導入口
２３  加圧水ポンプ
２４  エジェクター
２５  キャビテーション酸化還元処理（還元水処理・マイクロバブル処理）装置
２６  撹拌モーター
２７  水素ガス供給装置
２８  空気ポンプ
２９  水素・エアー切り替えバルブ
３０  酸化還元洗浄水供給口
【図１】
2012165026.tif 000003
【図２】
2012165026.tif 000004
【図３】
2012165026.tif 000005
【国際調査報告】
2012165026.tif 000006
2012165026.tif 000007
2012165026.tif 000008
2012165026.tif 000009