(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動しながら放射性物質汚染芝生地の表層部を剥離し、剥離された芝生及び汚染土壌を移送する剥離装置と前記剥離装置の牽引車と前記剥離装置の側方を併走する伴走車を用いた放射性物質汚染芝生地の除染方法であって、
前記剥離装置が、
回転して放射性物質汚染芝生地の根系及び地下ほふく茎の一部を残し表面から２〜５ｃｍの芝生の葉部を含む前記地下ほふく茎の残された部分より上の表層部を削り巻き上げるローター刃と、前記ローター刃の上方部に位置し巻き上げられた前記剥離された芝生及び汚染土壌の飛散を防ぐフードと、前記フード内で落下した前記剥離された芝生及び汚染土壌を載せ、前記伴走車に移送する移送手段と、
からなり、
前記放射性物質汚染芝生地及び汚染土壌を剥離、回収し、芝生の張り替えなく芝生の再生力を維持させたまま、芝生地の除染をすることを特徴とする
放射性物質汚染芝生地の除染方法。
【請求項２】
前記移送手段が、略水平の第１ベルトコンベアであって、前記第１ベルトコンベアに側面に固定されるとともに、前記ローター刃の下方到達位置までの長さを有し、かつ、前記ローター刃との間に僅かなクリアランスで配置されたカバーを備えることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
【請求項３】
前記牽引車が、前記ローター刃の回転動力及び前記コンベアの回転動力を供給することを特徴とする請求項２に記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
【請求項４】
前記ローター刃は、回転軸と、前記回転軸に連設固定される固定部と固定部にＬ字に屈曲して連設する平坦部からなる刃とからなり、前記刃は回転軸の長手方向に複数列配置され、前記回転軸に固定されていない平坦部は前記回転軸が回転することで円柱側面軌跡を描くことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
【請求項５】
前複数列配置された刃は、前記回転軸に螺旋状に複数列配置されたことを特徴とする請求項４に記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
【請求項６】
前記刃の先端が回転方向に向け、テーパーであることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
【請求項７】
前記ローター刃、フード、カバーが一体として、上下移動可能としたことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌表層部等を汚染する放射性物質等の汚染物、土壌表層に堆積した汚泥等を効率的かつ効果的に除去する汚染土壌除去装置及びその除染方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１１年３月１１日の東日本大震災の折り、福島原発から放射性物質が放出され、広範囲に放射性物質が拡散し、放射性物質を取り除く或いは低減させる作業（以下、単に「除染」という。）が急がれている。
【０００３】
他方、除染手法は、住宅（屋根、壁、樋）、宅地、校庭、耕作地などで異なり、また構造、形状、範囲などにより、多種多様である。
【０００４】
特に、広範な土壌表層の除染作業は、例えば校庭では、人力による表土の削り取りと回収、ショベルカーなど既知重機による表土の削り取りと回収作業（非特許文献１、２）が一般的である。
【０００５】
しかしながら、広範な土地における手作業による除染では効率が良くない。また既知の重機を用いた除染作業では必要以上の土壌を回収してしまい、回収土壌の処理が問題になる。さらには、いずれの土壌表層部の除染手段でも、コストが高い上、土壌の削り取り作業を伴うため、放射性物質の再拡散の問題があり、効果的に放射線濃度の低減を図れない。さらに、浮遊した放射性物質を作業員が吸引した場合には内部被曝の問題もある。したがって、それらの除染方法は、効率的で効果的な除染方法とは言えない。
【０００６】
福島原発から遠方であっても、ホットスポットと呼ばれる地域のセシウム１３４、１３７に起因する放射線量が高く、問題視されている。子供への放射線の影響が高いとされることから、公共施設、例えば、校庭、公園、運動場などの除染は急務であり、効率的かつ効果的な除染方法の確率が望まれている。
【０００７】
また、当該震災においては、津波によって、耕作地等に、海中の堆積物、ゴミ、そのた不要不適切な土砂（以下、単に「汚泥」という。）の堆積が広範囲に発生し、汚泥の除去も重要な問題である。
【０００８】
汚泥があると、耕作地への作物の作付け、栽培は到底できない上、腐敗臭も発生し、健康にもよい環境とはいえない。しかしながら、その汚泥の除去においても、人力、既知の重機作業による対応以外、目下のとろころ対処方法がない。
【０００９】
今のところ、広範な土壌表層部における効率的かつ効果的な除染手法、汚泥の除去方法、その他汚染物質の除去手段がないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】http://www.city.yoshikawa.saitama.jp/11,30190,115,636.html
【非特許文献２】http://josen.env.go.jp/photo.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、土壌表層の除染、汚泥の除去、その他汚染物質の除去を、効率的かつ効果的に、さらに低コストで除去するとともに、２次健康被害を極力低減させた剥離装置、汚染土壌除去装置及びその除去方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）
移動しながら放射性物質汚染芝生地の表層部を剥離し、剥離された芝生及び汚染土壌を移送する剥離装置と前記剥離装置の牽引車と前記剥離装置の側方を併走する伴走車を用いた放射性物質汚染芝生地の除染方法であって、
前記剥離装置が、
回転して放射性物質汚染芝生地の根系及び地下ほふく茎の一部を残し表面から２〜５ｃｍの芝生の葉部を含む前記地下ほふく茎の残された部分より上の表層部を削り巻き上げるローター刃と、前記ローター刃の上方部に位置し巻き上げられた前記剥離された芝生及び汚染土壌の飛散を防ぐフードと、前記フード内で落下した前記剥離された芝生及び汚染土壌を載せ、前記伴走車に移送する移送手段と、
からなり、
前記放射性物質汚染芝生地及び汚染土壌を剥離、回収し、芝生の張り替えなく芝生の再生力を維持させたまま、芝生地の除染をすることを特徴とする
放射性物質汚染芝生地の除染方法。
（２）
前記移送手段が、略水平の第１ベルトコンベアであって、前記第１ベルトコンベアに側面に固定されるとともに、前記ローター刃の下方到達位置までの長さを有し、かつ、前記ローター刃との間に僅かなクリアランスで配置されたカバーを備えることを特徴とする（１）に記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
（３）
前記牽引車が、前記ローター刃の回転動力及び前記コンベアの回転動力を供給することを特徴とする（２）に記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
（４）
前記ローター刃は、回転軸と、前記回転軸に連設固定される固定部と固定部にＬ字に屈曲して連設する平坦部からなる刃とからなり、前記刃は回転軸の長手方向に複数列配置され、前記回転軸に固定されていない平坦部は前記回転軸が回転することで円柱側面軌跡を描くことを特徴とする（１）〜（３）の何れかに記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
（５）
前複数列配置された刃は、前記回転軸に螺旋状に複数列配置されたことを特徴とする（４）に記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
（６）
前記刃の先端が回転方向に向け、テーパーであることを特徴とする（１）〜（５）の何れかに記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
（７）
前記ローター刃、フード、カバーが一体として、上下移動可能としたことを特徴とする（１）〜（６）の何れかに記載の放射性物質汚染芝生地の除染方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記構成であるので、広範囲の汚染土壌であっても効率的かつ低コストで汚染土壌表層部を剥離することができ、汚染物質濃度の低減が可能になる。
【００１４】
また、汚染物質が放射性物質であっても、剥離した汚染土壌の飛散が少ないので、内部被曝等の健康への２次被害の程度を極めて低減できる上、放射線量を効果的に低減できる。
【００１５】
除染対象が芝生地の場合、地下ほふく茎、根系を残して最小限の剥離であっても、放射線量を低減することができる。したがって、芝の張り替えをすることなく芝を再生することができるので、低コストで、芝生地の除染には最適である。その他、汚染土壌、グランドなど広範な土壌が露出した土地、津波汚泥による圃場、水田など耕作地の除染にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明である汚染土壌除去装置を用いた芝生地の除染の様子を撮影した写真である。
【図２】本発明である剥離装置の斜視図である。
【図３】剥離装置の分解斜視図である。
【図４】ローター刃の一例の斜視図である。
【図５】移送ユニットの部分分解斜視図である。
【図６】剥離装置による土壌表層部の剥離の様子を示す断面模式図である。
【図７】ゴルフ場の除染工程の説明図である。
【図８】本発明である汚染土壌除去装置を用いた校庭の除染作業の様子を撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
・芝生地の放射性物質の除去
図１に芝生の除染試験の様子を写真で示した。除染試験には、本発明である汚染土壌除去装置１を用いた。
【００１９】
汚染土壌除去装置１は、移動しながら汚染物で汚染された土壌表層部、ここでは芝生地に吸着、滞留する放射性物質を含む芝生表層部８を剥離し、移送する剥離装置２と、剥離装置２を牽引するとともに剥離装置２へ動力を供給する牽引車６と、剥離装置２に併走し剥離した剥離土壌８ａを積載、回収する伴走車７と、からる。
【００２０】
除染作業は、牽引車６であるトラクターに連結され移動する剥離装置２で、放射性物質に汚染された芝生表層部８を２ｃｍ程度剥離し、伴走車７であるトラックの荷台に汚染土壌である剥離土壌８ａに移送し、トラックが回収する。なお、トラックの荷台１側面には、剥離土壌８ａが剥離装置２のベルトコンベアから勢いく移送されてくるため、板７ａを立て、剥離土壌８ａの飛散を防いでいる。
【００２１】
図１で明らかなように、剥離装置２では、放射性物質で汚染された芝生表層部８の剥離を行っているが、その周辺には剥離土壌８ａの飛散が見られない。また、当該試験芝地の除染前の放射線量は毎時０．５２０μシーベルト（表層から５ｃｍ）であったが、剥離装置２及び汚染土壌除去装置１を用いた除染試験後の剥離部８ｂの放射線量は、環境省が示す除染基準値の毎時０．２３μシーベルト以下の毎時０．１７８μシーベルトであった。この結果、芝生地での有効な除染効果が認められた。その他、複数箇所での試験でも、平均５０％以上の除染効果を発揮した。
【００２２】
従って、剥離装置２及び汚染土壌除去装置１は、放射性物質の再飛散、内部被曝の問題を解決し、効率的に、広範な汚染芝生地、即ち広範な汚染土壌の表層部の除染に有効であるといえる。
【００２３】
以下、汚染土壌除去装置１の構成について、図２〜図６を参照してさらに詳細に説明する。図２に剥離装置２の斜視図、図３に剥離装置２の部分分解斜視図、図６に図２のＡ−Ａ矢視断面模式図を示した。
【００２４】
牽引車６に牽引される剥離装置２は、ローター刃３と、駆動ユニット４と、移送ユニット５からなる。なお、剥離装置２は自走機構を備えてもよい。
【００２５】
駆動ユニット４は、図２、３、６に示すように、牽引車６に連結部４ａで連結され、その内部には回転して汚染土壌の表層部を剥離するローター刃２ａを収納し、後部には移送ユニット５を連結する。
【００２６】
ここでは、図２に示すように、外部（牽引車６）から、動力を入力する回転駆動入力部４ｄを備え、ローター刃３、移送ユニット５の移送手段（第１、第２ベルトコンベアー５ｂ、５ｅ）を回転させる動力を伝達（一点鎖線矢印（動力伝達系４ｅ））する。破線矢印は回転方向を示す。
【００２７】
牽引車６がトラクターであれば、一般にパワーテイクアウト６ａ（図３）が備えられ、そこから回転駆動を回転駆動入力部４ｄで取得できる。なお、ローター刃３、移送ユニット５の回転は、パワーテイクアウト６ａからの入力だけに限らず、バッテリー、自走駆動力などからも入手してもよい。
【００２８】
駆動ユニット４は、図６等に示すように、前フード４ｂ、前フードと連結する上フード４ｃを備え、前フード４ｂの下端は土壌表層部に近接し、剥離土壌８ａの飛散を防止する。
【００２９】
さらに、駆動ユニット４には、前支柱４ｈを備える。前支柱４ｈの下端には前ローラ４ｇが、上端にはハンドル４ｆが備えられ、ハンドル４ｆを回転させることで前支柱４ｈの長さが可変で、ローター刃３の位置を上下させることができる。その際、前フード４ｂも同様に上下する。
【００３０】
ローター刃３は、図３、４、６に示すように、駆動ユニット４から回転動力（図３破線）を受けて進行方向側に向かって回転（破線矢印方向）する回転軸３ａと、回転軸３ａの長手方向に垂直に固定された複数箇所の突起３ｇ（ここでは４箇所）を備える複数のプレート３ｆと、突起３ｇに固定された略Ｌ字状の刃３ｂとからなる。図６では、黒色の刃３ｂが奥側で、グレー色の刃３ｂが手前である。
【００３１】
プレート３ｆの形状は特に限定されるものではないが、突起３ｇの位置は隣のプレート３ｆの突起３ｇ位置とは角度をずらして配置される。結果的に、刃３ｂが螺旋状（破線）に４列配置される。
【００３２】
刃３ｂは、プレート３ｆにネジなどで固定される略Ｌ字型とするとよい。すなわち、プレート３ｆを介して回転軸３ａに固定される固定部３ｃと、固定部３ｃに略９０°に屈曲して連設する平坦部３ｄからなる。さらに、平坦部３ｄの回転方向側は、先端に向け細くなるテーパー３ｅ形状とすることで、剥離効果が高い。
【００３３】
そして、刃３ｂは、回転軸３ａの長手方向に複数列配置され、回転軸３ａに固定されていない平坦部３ｄは回転軸３ａが回転することで円柱側面軌跡を描き、汚染土壌表層部を削り、巻き上げる。
【００３４】
移送ユニット５は、図３、５、６に示すように、フレーム５ｎで駆動ユニット４に連結する。そして、フレーム５ｎには、第１ベルトコンベア５ｂ、後方フード５ａ、左右フード５ｐ、５ｐ‘、５ｑが接続する。
【００３５】
後方フード５ａは、駆動ユニット４の上フード４ｃと重なる。そして、駆動ユニット４の前フード４ｂ、上フード４ｃ、移送ユニット５の後方フード５ａ、左右フード５ｐ、５ｐ‘、５ｑでフードを形成し、汚染土壌のフード外への飛散を防止する。
【００３６】
また、略水平の第１ベルトコンベア５ｂの側面には、図６に示すように、ローター刃３の下方到達位置までの長さを有し、かつローター刃３との間に僅かなクリアランス５ｓもって配置されたカバー５ｋを備える。カバー５ｋの下端は、剥離された土壌表面に近接する長さとすると、剥離土壌８ａの剥離部への落下による取りこぼしが減少し、汚染物質の低減が一層図れる。カバー５ｋの上端（ガイド部５ｔ）は、第１ベルトコンベア５ｂより上方に位置することも剥離土壌８ａの飛散防止に効果的である。
【００３７】
また、第１ベルトコンベア５ｂに近接して、油圧５ｆで角度調節可能な第２ベルトコンベア５ｅを備える。これにより、伴走車７の荷台への移送が容易になる。第２ベルトコンベア５ｅの両サイドにはサイドガイド５ｇが立設され、移送中の剥離土壌８ａのこぼれ落ちを防止するとよい。図２に示すように、第２ベルトコンベア５ｅの延長線上には、剥離土壌を当てるストッパ５ｉを固定してもよい。目的の荷台を越えて、剥離土壌８ａの吹き上げを防止する。
【００３８】
さらに、移送ユニット５には、図６等に見えるように、後支柱５ｒを備える。後支柱５ｒの下端には後ローラ５ｄが、上端にはハンドル５ｃが備えられ、ハンドル５ｃを回転させることで後支柱５ｒの長さが可変で、ローター刃３の位置を上下させることができる。その際、カバー５ｋも同様に上下する。
【００３９】
図１に示す芝生地（芝生表層部８）の除染について、図７を参照して詳細に説明する。図７左列が、芝生の再生力を維持したままでの除染メカニズムの断面模式図である。右列が、実際の除染試験、再生状況を撮影した左列に対応する写真である。
【００４０】
図７（Ａ）に示すように、芝生地、即ち芝生表層部８における放射性物質吸着層９は、鋭意研究の結果、根系８ｅ、地下ほふく茎８ｄを一部残した上層であり、地下部８ｆ深くまでは到達していないことが判明した。
【００４１】
従って、芝生地の除染は、芝生の葉部８ｃと地下ほふく茎８ｄの一部を除去（剥離深度（破線内））することで可能になる。つまり、図７（Ｂ）のように刃３ｂで地下ほふく茎８ｄを一部残して芝生表層部８を剥離することで、十分に放射性線量を低減できる。実際の作業の様子を図８（Ｂ‘）に示した。
【００４２】
また、一部地下ほふく茎８ｄを残し、さらに目土８ｇ、必要に応じて肥料を施肥することで、芝生が張り替えをすることなく再生図８（Ｄ）することができ、極めて経済的であえる。実施の試験後の様子を図８（Ｄ‘）に示した。本発明である剥離装置２で剥離した後５８日で芝生が再生（長方形状に色の濃い部分）し、剥離後３９日で再生がまだら（部分的に色の濃い部分）に確認できる。
【００４３】
なお、芝生の張り替えなしに芝生地の除染をするに際して、放射性濃度の測定、地下ほふく茎、根系、刈りカスの集積導合いを調査するとともに、放射性物質の吸着部を推測し、剥離深度など適宜調節することが望ましい。
【００４４】
そして、一区画の除染作業を行って剥離深度を決定し、除染作業を行うと効率的かつ効果的である。最後に、放射線濃度が、毎時０．２３μシーベル以下であることを確認して、除染作用を終了する。
【００４５】
従来、芝生地、グラウンドの除染の場合、剥離深度は５ｃｍ程度とされているが、鋭意研究した結果、本発明である汚染土壌除去装置１、特に剥離装置２を用いた場合、剥離深度は２ｃｍ〜３程度、好ましくは２ｃｍ前後でよいことが判明した。その結果、剥離土壌の処理が最小限で済むとともに、芝生の張り替えなしに再生でき経済的に芝生地の除染作業を行うことができる。
【実施例２】
【００４６】
［グランドの放射性物質の除去（校庭の除染への応用）］
図８に、汚染土壌除去装置１を用いた学校の校庭１０の除染試験の写真を示した。公共施設、特に幼児、学童は、放射線感受性が高く、園庭、校庭、運動場、公園の除染も急がれている。
【００４７】
図８に示したように、本発明である汚染土壌除去装置１を校庭の除染に用いることで、広範囲にわたる土壌が露出した敷地、園庭、校庭、運動場、公園の除染でも効率的かつ効果的に行うことができる。その際の剥離深度（剥離部１０ａ）は２〜５ｃｍで、さらに、剥離土壌の飛散、拡散も少なく、十分に毎時０．２３マイクロシーベルを下回ることができる。
【００４８】
したがって、剥離土壌１０ｂの処理量も従来の作業に比べ極端に少なくて済む。さらに、剥離土壌１０ｂの飛散、即ち放射性物質の再拡散がなく作業者の内部被曝など人体の健康への２次被害も最小限に抑制できる。
【実施例３】
【００４９】
［津波被害による汚泥の除去への応用］
本発明である汚染土壌除去装置１を用いることで、耕作地（圃場、水田）などに堆積した海中堆積物など汚泥の除去にも効率的に使用することができる。放射性物質の拡散による汚染の他に、東北地方沿岸地域では耕作地などに堆積した汚泥除去も緊急の課題で、効率的な除去方法が確立していないが現状であるが、本発明である汚染土壌除去装置１の応用は極めて有効である。
【符号の説明】
【００５０】
１      汚染土壌除去装置
２      剥離装置
３      ローター刃
３ａ    回転軸
３ｂ    刃
３ｃ    固定部
３ｄ    平坦部
３ｅ    テーパー
３ｆ    プレート
３ｇ    突起
４      駆動ユニット
４ａ    連結部
４ｂ    前フード
４ｃ    上フード
４ｄ    回転駆動入力部
４ｅ    動力伝達系
４ｆ    ハンドル
４ｇ    前ローラ
４ｈ    前支柱
５      移送ユニット
５ａ    後方フード
５ｂ    第１ベルトコンベア
５ｃ    ハンドル
５ｄ    後ローラ
５ｅ    第２ベルトコンベア
５ｆ    油圧
５ｇ    サイドガイド
５ｈ    回転軸
５ｉ    ストッパ
５ｋ    カバー
５ｍ    回転軸
５ｐ    左カバー
５ｐ‘  左カバー
５ｑ    右カバー
５ｒ    後支柱
５ｓ    クリアランス
５ｔ    ガイド部
６      牽引車
６ａ    パワーテイクアウト
７      伴走車
７ａ    板
８      芝生表層部
８ａ    剥離土壌
８ｂ    剥離部
８ｃ    葉部
８ｄ    地下ほふく茎
８ｅ    根系
８ｆ    地下部
８ｇ    目土
９      放射性物質吸着層
１０    校庭
１０ａ  剥離部
１０ｂ  剥離土壌
【図１】
0005648004.tif 000002
【図２】
0005648004.tif 000003
【図３】
0005648004.tif 000004
【図４】
0005648004.tif 000005
【図５】
0005648004.tif 000006
【図６】
0005648004.tif 000007
【図７】
0005648004.tif 000008
【図８】
0005648004.tif 000009