(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリチウム水による汚染土壌および汚染水を採取して分離槽の炭酸水に導入し、前記汚染土壌と汚染水と炭酸水を含む固液混合成分から土壌を固液分離して回収し、汚染水と炭酸水を含む分離液を電解槽へ導入して電気分解し、該電解によって発生したトリチウムを含む水素を電解槽内で捕集し、該水素を電解槽の外部へ移動してトラップするトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染方法において、有底筒状の捕集容器の開口部を前記電解槽内の分離液に没入し、該捕集容器内の分離液の液面上方の水素捕集スペースに、水素ガス充填装置に連通するトラップ管の一端を配置し、捕集スペース内の水素ガスを水素ガス充填装置へ導入してガスボンベに充填し、該ガスボンベを使用済み電解槽の保管設備と別設の保管設備に保管することを特徴とするトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染方法。
【請求項２】
トリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染対象地における採取工程と、分離槽における炭酸水の作製工程と、前記汚染土壌および汚染水の分離槽への導入工程と、汚染土壌と汚染水と炭酸水を含む固液混合成分の固液分離工程と、固液分離後の汚染水と炭酸水を含む分離液の電解槽への導入工程と、該分離液による陰極と析出部材と捕集容器の下半部の浸漬工程と、トラップ管の一端を水素捕集スペースに配置し他端を水素ガス充填装置に接続する配管工程と、の各工程を終了後、電解槽における電気分解を実行する請求項１記載のトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染方法。
【請求項３】
使用済み電解槽の内部に、陰極と複数の析出部材、それらに析出した放射性物質を含む金属イオン、捕集容器と分離液の残液および吸着フィルタを残置し、これをガスボンベの保管設備と別設の保管設備に一括して保管する請求項１記載のトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染方法。
【請求項４】
使用済み電解槽の外周面に接続したガス導管と、前記電解槽の上下端面に接続した分離液導管とトラップ管とリード線と給水管とを切断し、前記電解槽の外周面と上下端面を平滑に形成し、使用済み電解槽を保管設備内に立位姿勢で積み重ねて配置する請求項３記載のトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染方法。
【請求項５】
使用済み電解槽の撤去後、新規の電解槽を撤去前の同位置に設置し、該電解槽に分離液導管の再利用部の一端を接続し、該分離液導管の他端を撤去前の固液分離フィルタに接続し、トラップ管の再利用部の一端を新規の電解槽の捕集容器内の捕集スペースに配置し、前記トラップ管の他端を撤去前の水素ガス充填装置の吸引ポンプに接続する請求項４記載のトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染方法。
【請求項６】
除染設備を備えた除染車両を前記汚染土壌および汚染水の採取地へ移動し、該採取地に除染車両を停車して汚染土壌および汚染水を吸引採取し、採取した汚染土壌および汚染水を除染車両に搭載した分離槽に導入し、汚染土壌と汚染水と炭酸水を含む固液混合成分から土壌を固液分離して回収するとともに、汚染水と炭酸水を含む分離液を除染車両に搭載した電解槽へ導入して電気分解する請求項１記載のトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染方法。
【請求項７】
トリチウム水による汚染土壌および汚染水を採取して分離槽の炭酸水に導入可能に設け、前記汚染土壌と汚染水と炭酸水を含む固液混合成分から土壌を固液分離して回収可能に設けるとともに、汚染水と炭酸水を含む分離液を電解槽へ導入して電気分解可能に設け、該電解によって発生したトリチウムを含む水素を電解槽内で捕集可能に設け、該水素を電解槽の外部へ移動しトラップ可能にしたトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染システムにおいて、有底筒状の捕集容器の開口部を前記電解槽内の分離液に没入して配置可能に設け、該捕集容器内の分離液の液面上方の水素捕集スペースに、水素ガス充填装置に連通するトラップ管の一端を配置し、捕集スペース内の水素ガスを水素ガス充填装置に導入してガスボンベに充填可能に設け、該ガスボンベを使用済み電解槽の保管設備と別設の保管設備に保管可能にしたことを特徴とするトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染システム。
【請求項８】
使用済み電解槽の内部に、陰極と複数の析出部材、それらに析出した放射性物質を含む金属イオン、捕集容器と分離液の残液および吸着フィルタを残置し、これをガスボンベの保管設備と別設の保管設備に一括して保管可能にした請求項７記載のトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染システム。
【請求項９】
使用済み電解槽の外周面に接続したガス導管と、前記電解槽の上下端面に接続した分離液導管とトラップ管とリード線と給水管とを切断し、前記電解槽の外周面と上下端面を平滑に形成し、使用済み電解槽を保管設備内に立位姿勢で積み重ね、かつ隣接して配置可能にした請求項７記載のトリチウムによる汚染土壌および汚染水の除染システム。
【請求項１０】
使用済み電解槽の撤去後、新規の電解槽を撤去前の同位置に設置可能に設け、該電解槽に分離液導管の再利用部の一端を接続し、該分離液導管の他端を撤去前の固液分離フィルタに接続し、トラップ管の再利用部の一端を新規の電解槽の捕集容器内の捕集スペースに配置し、トラップ管の他端を水素ガス充填装置の吸引ポンプに接続可能にした請求項９記載のトリチウムによる汚染土壌および汚染水の除染システム。
【請求項１１】
除染設備を備えた除染車両を前記汚染土壌および汚染水の採取地へ移動可能に設け、該採取地に除染車両を停車して前記汚染土壌および汚染水を吸引採取可能に設け、採取した汚染土壌および汚染水を除染車両に搭載した分離槽に導入可能に設け、汚染土壌と炭酸水を含む固液混合成分を固液分離フィルタへ導入可能に設け、該固液分離フィルタを介し土壌を固液分離可能に設けるとともに、汚染水と炭酸水を含む分離液を除染車両に搭載した電解槽へ導入し電気分解可能に設け、該電解によってトリチウムを含む水素を電解槽内で捕集可能に設け、該水素を電解槽の外部へ移動しトラップ可能にした請求項７記載のトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染システム。
【請求項１２】
前記捕集容器を深底の筒状に形成し、その内側に陰極と複数の析出部材を収容可能にするとともに、その開口側を分離液に没入して配置可能に設け、該捕集容器内の分離液の液面上方に水素捕集スペースを形成可能にした請求項７記載のトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染システム。
【請求項１３】
前記捕集容器の外周を電解槽の内面に近接配置した請求項７記載のトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染システム。
【請求項１４】
前記水素ガス充填装置を電解槽の外側に近接して配置した請求項７記載のトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば放射性物質に汚染された田畑等の土壌や水を現地で確実かつ速やかに除染し、精密な除染と除染の能率向上を図るとともに、除染後の土壌に土壌活性剤を添加して土壌を改良し、これを元の田畑に速やかに戻して農耕の再開を促す一方、土壌に付着ないし沈着した放射性物質を土壌から精密に分離・濃縮し、汚染土壌の減容化と放射性物質の安全な処理を図るとともに、トリチウムの除染を実現し、トリチウムの内部被爆による不安を払拭するとともに、除染装置の合理的かつ安全な廃棄処理を実現し得るようにした、トリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染方法および除染システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１１年３月に発生した東日本大震災による東京電力福島第１原子力発電所の事故によって、有害な放射性物質が広域に飛散し、都市や田畑、山林、海、湖沼、河川等が汚染し、また人や動植物に放射性物質が付着ないし沈着して生命を危険に晒し、農業や林業、牧畜業、漁業等の各種の産業活動を停止させる甚大な被害を与えた。
【０００３】
このような産業活動の復興と再開には、生活環境および産業活動領域から放射性物質を除去することが不可欠であり、とりわけ農業従事者にとっては、田畑の土壌の除染は喫緊の課題となっている。
しかし、田畑の土壌の除染は、田畑が広域に分布し、平地の他に里や山間に亘って点在するため、これを人力で処理するには多大の時間と労力を要して能率が悪く、しかも近時のような農業従事者の高齢化と相俟って困難を極めている。
【０００４】
このような土壌の汚染処理ないし除染処理に応ずるものとして、放射性廃棄物を溶媒中に溶解後、溶媒から放射性物質を分離し、ハロゲン化放射性廃棄物を除染する方法があり、その際、ハロゲン化物を溶媒である水に溶解させて溶液中の希土類元素を沈殿して回収し、また溶媒から非放射性物質を分離する手段として、溶媒を蒸発させたり冷却して、非放射性物質を析出沈殿させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、前記除染方法において、ハロゲン化物を水に溶解させて放射性物質を回収する方法は回収率が低く、また溶媒を蒸発させたり冷却する手法は、加熱装置や冷却設備を要して、設備が大掛かりで高価になる問題がある。
【０００６】
また、汚染土壌の除染方法として、有害な化学物質で汚染された土壌を掘り起こして加熱装置のホッパに投入し、該土壌を窒素洗浄して酸素を排除しながら加熱し、土壌中の汚染物を脱着して分離するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかし、この除染方法は、汚染土壌を離隔した除染装置へ移動し、除染済みの土壌を元の位置へ戻す場合も移動に手間と時間が掛かり、また汚染土壌は表土のみならず深い掘削を要するため、適当な掘削設備を要して高価かつ大掛かりになり、しかも除染装置は窒素洗浄装置や加熱装置、分離器等を要して大掛かりで高価になる等の問題があった。
【０００８】
更に、放射性セシウムで汚染された土壌の除染方法として、汚染された土壌を給水タンクに収容し、該タンクに高分圧の二酸化炭素ガスを吹き込んで水素イオンを供給し、土壌粒子表面のセシウムイオンを液相中に抽出後、この溶液を大気に開放した分離槽へ移動して二酸化炭素ガスを大気へ放出し、液相のｐＨを上昇させてセシウム以外のアルカリ土類金属等の共存イオンを炭酸塩或いは水酸化物に析出・分離し、液相中に残存するセシウムを濃縮分離するものがある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００９】
しかし、前記土壌の除染方法は、給水タンクの上澄みの液相を分離槽へ送り込んでいるため、この液相中には比重の大きなセシウムの含有量は少なく、したがってセシウムの濃縮分離効率が悪い上に、給水タンクの下部にセシウムが滞留して土壌への付着や沈着を助長し、除染の効果が非常に低いため、除染後の土壌の使用を図ることが難しく実用的ではないという問題があった。
【００１０】
また、放射性セシウムで汚染された土壌の別の除染方法として、汚染された土壌を反応槽に収容して水を加え、該反応槽に正負の電極を配置し、該電極に電圧を印加して陰極側に放射性セシウムイオンを析出し、土壌や他の付着物を陽極側に沈着させ、汚染土壌から放射性セシウムを分離・収集することによって、汚染物の大幅な減容化を図るようにしたものがある（例えば、非特許文献２参照）。
【００１１】
しかし、前記土壌の除染方法は、土壌を他の付着物と共に反応槽に収容するため、高電圧の印加を要して電解効率が悪い上に、陰極側に析出した放射性セシウムイオンは夾雑物を含有して分離精度が低く、また除染後の土壌も他の付着物を含有しているため、その分離処理を要して手間が掛かり、速やかな使用を図れないという問題があった。
【００１２】
このような問題を解決するものとして、出願人は、放射性物質で汚染された除染対象物を酸性の溶離溶媒に導入して溶出し、該溶離溶媒から放射性物質を濃縮し分離する土壌等の除染方法において、前記除染対象物は汚染土壌と汚染水とを含み、これらの一方または両方を採取して溶離溶媒に導入し、溶離溶媒に溶出した放射性物質と前記除染対象物とを固液分離し、溶離溶媒から分離した土壌を固液分離して回収し、汚染土壌の減容化と放射性物質を含有しない土壌の再使用と農耕の再開を図るとともに、固液分離した放射性物質を溶出した溶離溶媒を電気分解して濃縮し、電極に析出した放射性セシウムイオンを吸着剤に吸着して回収し、前記放射性セシウムイオンを吸着した吸着剤を容器に密閉して収納し、該容器を適宜保管設備に保管して放射性物質の安全な処理を図るようにした、土壌等の除染方法および土壌等の除染システムを開発し、これを既に提案している（例えば、特許文献３参照）。
【００１３】
この既に提案した土壌等の除染方法は、影響の大きい放射性セシウムの除去を意図していたため、放射性セシウム以外の放射性物質、例えばトリチウム（3Ｈ）ないしトリチウム水（ＨＴＯ6）の除染を意図していなかった。
前記トリチウムは、質量数が３の水素の放射性同位体である三重水素で、酸素と結合してトリチウム水（ＨＴＯ6）として水に混在しており、水圏中に気相、液相、固相の状態で蒸気、降水、地下水、河川水、湖沼水、海水、飲料水、生物中に広く拡散している。
しかし、トリチウムを摂取しても、体内で均等に分布し生物的半滅期が比較的短く（２.３年）、エネルギ−も低いことから、最も毒性の少ない放射性核種の１つと考えられ、生物に対する影響の面から一般に軽視されてきた。
【００１４】
前記トリチウムは弱いベータ線を放射するが、その放射線は細胞内では１μｍしか到達しないので、血液として全身を廻っている間は、遺伝子ＤＮＡを殆ど攻撃しないが、トリチウムが細胞に取り込まれて核の中に入ると、ＤＮＡまでの距離が近くなるため、放射性セシウムと同じようにＤＮＡを攻撃するようになる。
前記ＤＮＡには多量の水素が存在しており、トリチウムは水素と化学的性質が同じため、トリチウムが水素と入れ替わってもＤＮＡは正常に作用する。
しかし、トリチウムが放射線を放射した後にヘリウムＨｅに変わると、ヘリウムに変わった部分のＤＮＡが壊れて遺伝子が故障し、この故障がリスクになって癌の発生率が高くなるという問題が指摘されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平１０−２１３６９７号公報
【特許文献２】特開平５−１９２６４８号公報
【特許文献３】特開２０１４−４１０６６号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】第１回  環境放射能除染研究発表会  要旨集  環境放射能除染学会  ２１頁「放射性セシウム汚染土壌を炭酸ガスのみで洗浄・修復する安全安心な可搬型装置の構築」丁子哲治、高田英治、布袋昌幹（富山高等専門学校）、原正憲（富山大学）
【非特許文献２】第１回  環境放射能除染研究発表会  要旨集  環境放射能除染学会  ９２頁「電気分解を利用した放射性物質除染技術の提案」上田祐子、渡邊  功、戸井田英基、本田克久（愛媛大学農学部環境先端技術センター）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明はこのような問題を解決し、例えば放射性物質に汚染された田畑等の土壌や水を現地で確実かつ速やかに除染し、精密な除染と除染の能率向上を図るとともに、除染後の土壌に土壌活性剤を添加して土壌を改良し、これを元の田畑に速やかに戻して農耕の再開を促す一方、土壌に付着ないし沈着した放射性物質を土壌から精密に分離・濃縮し、汚染土壌の減容化と放射性物質の安全な処理を図るとともに、トリチウムの除染を実現し、トリチウムの内部被爆による不安を払拭するとともに、除染装置の合理的かつ安全な廃棄処理を実現し得るようにした、トリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染方法および除染システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１の発明は、トリチウム水による汚染土壌および汚染水を採取して分離槽の炭酸水に導入し、前記汚染土壌と汚染水と炭酸水を含む固液混合成分から土壌を固液分離して回収し、汚染水と炭酸水を含む分離液を電解槽へ導入して電気分解し、該電解によって発生したトリチウムを含む水素を電解槽内で捕集し、該水素を電解槽の外部へ移動してトラップするトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染方法において、有底筒状の捕集容器の開口部を前記電解槽内の分離液に没入し、該捕集容器内の分離液の液面上方の水素捕集スペースに、水素ガス充填装置に連通するトラップ管の一端を配置し、捕集スペース内の水素ガスを水素ガス充填装置へ導入してガスボンベに充填し、該ガスボンベを使用済み電解槽の保管設備と別設の保管設備に保管し、水素に含まれるトリチウムの除染を安全に実現し、トリチウムの内部被爆による不安を払拭するとともに、捕集した水素ガスをガスボンベに充填して専用の保管設備に保管し、その安全な管理と安全性を確保するようにしている。
【００１９】
請求項２の発明は、トリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染対象地における採取工程と、分離槽における炭酸水の作製工程と、前記汚染土壌および汚染水の分離槽への導入工程と、汚染土壌と汚染水と炭酸水を含む固液混合成分の固液分離工程と、固液分離後の汚染水と炭酸水を含む分離液の電解槽への導入工程と、該分離液による陰極と析出部材と捕集容器の下半部の浸漬工程と、トラップ管の一端を水素捕集スペースに配置し他端を水素ガス充填装置に接続する配管工程と、の各工程を終了後、電解槽における電気分解を実行し、前記汚染土壌および汚染水を除染対象地で採取し、これを除染対象地で電解して発生した水素を捕集容器に捕集し、捕集した水素を安全に回収してトリチウムの除染を実行するようにしている。
請求項３の発明は、使用済み電解槽の内部に、陰極と複数の析出部材、それらに析出した放射性物質を含む金属イオン、捕集容器と分離液の残液および吸着フィルタを残置し、これをガスボンベの保管設備と別設の保管設備に一括して保管し、これらを解体して個々に保管する場合に比べ、合理的かつコンパクトで安全に保管し得るとともに、放射線被爆による事故を未然に防止し得るようにしている。
請求項４の発明は、使用済み電解槽の外周面に接続したガス導管と、前記電解槽の上下端面に接続した分離液導管とトラップ管とリード線と給水管とを切断し、前記電解槽の外周面と上下端面を平滑に形成し、使用済み電解槽を保管設備内に立位姿勢で積み重ねて配置し、保管設備内に使用済み電解槽を合理的かつ効率良く保管し得るようにしている。
【００２０】
請求項５の発明は、使用済み電解槽の撤去後、新規の電解槽を撤去前の同位置に設置し、該電解槽に分離液導管の再利用部の一端を接続し、該分離液導管の他端を撤去前の固液分離フィルタに接続し、トラップ管の再利用部の一端を新規の電解槽の捕集容器内の捕集スペースに配置し、前記トラップ管の他端を撤去前の水素ガス充填装置の吸引ポンプに接続し、使用済み電解槽の撤去後、新規の電解槽を設置する際、放射性物質で汚染されていない撤去前の分離液導管と固液分離フィルタと、トラップ管を有効に利用して、新規の電解槽を合理的かつ安価に設置し得るようにしている。
請求項６の発明は、除染設備を備えた除染車両を前記汚染土壌および汚染水の採取地へ移動し、該採取地に除染車両を停車して汚染土壌および汚染水を吸引採取し、採取した汚染土壌および汚染水を除染車両に搭載した分離槽に導入し、汚染土壌と汚染水と炭酸水を含む固液混合成分から土壌を固液分離して回収するとともに、汚染水と炭酸水を含む分離液を除染車両に搭載した電解槽へ導入して電気分解し、電解によって発生したトリチウムを含む水素を電解槽内で捕集し、除染設備を備えた除染車両を駆使して水素に含まれるトリチウムの除染を能率良く実行し、トリチウムの内部被爆による不安を払拭するようにしている。
【００２１】
請求項７の発明は、トリチウム水による汚染土壌および汚染水を採取して分離槽の炭酸水に導入可能に設け、前記汚染土壌と汚染水と炭酸水を含む固液混合成分から土壌を固液分離して回収可能に設けるとともに、汚染水と炭酸水を含む分離液を電解槽へ導入して電気分解可能に設け、該電解によってトリチウムを含む水素を電解槽内で捕集可能に設け、該水素を電解槽の外部へ移動しトラップ可能にしたトリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染システムにおいて、有底筒状の捕集容器の開口部を前記電解槽内の分離液に没入して配置可能に設け、該捕集容器内の分離液の液面上方の水素捕集スペースに、水素ガス充填装置に連通するトラップ管の一端を配置し、捕集スペース内の水素ガスを水素ガス充填装置に導入してガスボンベに充填可能に設け、該ガスボンベを使用済み電解槽の保管設備と別設の保管設備に保管可能にし、水素に含まれるトリチウムの除染を安全に実現し、トリチウムの内部被爆による不安を払拭するとともに、捕集した水素ガスをガスボンベに充填して専用の保管設備に保管し、その安全な管理と安全性を確保するようにしている
【００２２】
請求項８の発明は、使用済み電解槽の内部に、陰極と複数の析出部材、それらに析出した放射性物質を含む金属イオン、捕集容器と分離液の残液および吸着フィルタを残置し、これをガスボンベの保管設備と別設の保管設備に一括して保管可能にし、これらを解体して個々に保管する場合に比べ、合理的かつコンパクトで安全に保管し得るとともに、放射線被爆による事故を未然に防止し得るようにしている。
請求項９の発明は、使用済み電解槽の外周面に接続したガス導管と、前記電解槽の上下端面に接続した分離液導管とトラップ管とリード線と給水管とを切断し、前記電解槽の外周面と上下端面を平滑に形成し、使用済み電解槽を保管設備内に立位姿勢で積み重ね、かつ隣接して配置可能にし、使用済み電解槽を保管設備内に合理的かつコンパクトで効率良く保管するようにしている。
請求項１０の発明は、使用済み電解槽の撤去後、新規の電解槽を撤去前の同位置に設置可能に設け、該電解槽に分離液導管の再利用部の一端を接続し、該分離液導管の他端を撤去前の固液分離フィルタに接続し、トラップ管の再利用部の一端を新規の電解槽の捕集容器内の捕集スペ−スに配置し、トラップ管の他端を水素ガス充填装置の吸引ポンプに接続可能にし、使用済み電解槽の撤去後、新規の電解槽を設置する際、撤去前の分離液導管とトラップ管とリード線を有効利用して再利用し、設置作業を合理的かつ安価に行なうようにしている。
【００２３】
請求項１１の発明は、除染設備を備えた除染車両を前記汚染土壌および汚染水の採取地へ移動可能に設け、該採取地に除染車両を停車して前記汚染土壌および汚染水を吸引採取可能に設け、採取した汚染土壌および汚染水を除染車両に搭載した分離槽に導入可能に設け、汚染土壌と炭酸水を含む固液混合成分を固液分離フィルタへ導入可能に設け、該固液分離フィルタを介し土壌を固液分離可能に設けるとともに、汚染水と炭酸水を含む分離液を除染車両に搭載した電解槽へ導入し電気分解可能に設け、該電解によってトリチウムを含む水素を電解槽内で捕集可能に設け、該水素を電解槽の外部へ移動しトラップ可能にし、除染設備を備えた除染車両を駆使して水素に含まれるトリチウムの除染を能率良く実行し、トリチウムの内部被爆による不安を払拭するようにしている。
請求項１２の発明は、捕集容器を深底の筒状に形成し、その内側に陰極と複数の析出部材を収容可能にするとともに、その開口側を分離液に没入して配置可能に設け、該捕集容器内の分離液の液面上方に水素捕集スペースを形成可能にし、捕集容器の構成を簡潔にするとともに、電解により発生した水素を合理的かつ容易に捕集し得るようにしている。
請求項１３の発明は、捕集容器の外周を電解槽の内面に近接配置し、広い水素捕集スペースの確保と水素の捕集能率を向上するようにしている。
請求項１４の発明は、水素ガス充填装置を電解槽の外側に近接して配置し、それらの設置スペースのコンパクト化と配管のコンパクト化を図るようにしている。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明は、有底筒状の捕集容器の開口部を前記電解槽内の分離液に没入し、該捕集容器内の分離液の液面上方の水素捕集スペースに、水素ガス充填装置に連通するトラップ管の一端を配置し、捕集スペ−ス内の水素ガスを水素ガス充填装置へ導入してガスボンベに充填し、該ガスボンベを使用済み電解槽の保管設備と別設の保管設備に保管するから、水素に含まれるトリチウムの除染を安全に実行し、トリチウムの内部被爆による不安を払拭することができるともに、捕集した水素ガスをガスボンベに充填して専用の保管設備に保管し、その安全な管理と安全性を確保することができる。
請求項２の発明は、トリチウム水による汚染土壌および汚染水の除染対象地における採取工程と、分離槽における炭酸水の作製工程と、前記汚染土壌および汚染水の分離槽への導入工程と、汚染土壌と汚染水と炭酸水を含む固液混合成分の固液分離工程と、固液分離後の汚染水と炭酸水を含む分離液の電解槽への導入工程と、該分離液による陰極と析出部材と捕集容器の下半部の浸漬工程と、トラップ管の一端を水素捕集スペースに配置し他端を水素ガス充填装置に接続する配管工程と、の各工程を終了後、電解槽における電気分解を実行するから、前記汚染土壌および汚染水を除染対象地で採取し、これを除染対象地で電解してトリチウムを含む水素を捕集容器に捕集し、捕集した水素を安全に回収してトリチウムの除染を実行することができる。
請求項３の発明は、使用済み電解槽の内部に、陰極と複数の析出部材、それらに析出した放射性物質を含む金属イオン、捕集容器と分離液の残液および吸着フィルタを残置し、これをガスボンベの保管設備と別設の保管設備に一括して保管するから、これらを解体して個々に保管する場合に比べ、合理的かつコンパクトで安全に保管できるとともに、放射線被爆による事故を未然に防止することができる。
【００２５】
請求項４の発明は、使用済み電解槽の外周面に接続したガス導管と、前記電解槽の上下端面に接続した分離液導管とトラップ管とリード線と給水管とを切断し、前記電解槽の外周面と上下端面を平滑に形成し、使用済み電解槽を保管設備内に立位姿勢で積み重ねて配置するから、保管設備内に使用済み電解槽を合理的かつ効率良く保管することができる。
請求項５の発明は、使用済み電解槽の撤去後、新規の電解槽を撤去前の同位置に設置し、該電解槽に分離液導管の再利用部の一端を接続し、該分離液導管の他端を撤去前の固液分離フィルタに接続し、トラップ管の再利用部の一端を新規の電解槽の捕集容器内の捕集スペ−スに配置し、前記トラップ管の他端を撤去前の水素ガス充填装置の吸引ポンプに接続するから、使用済み電解槽の撤去後、新規の電解槽を設置する際、放射性物質で汚染されていない撤去前の分離液導管と固液分離フィルタと、トラップ管を有効に利用して再利用し、新規の電解槽を合理的かつ安価に設置することができる。
請求項６の発明は、除染設備を備えた除染車両を前記汚染土壌および汚染水の採取地へ移動し、該採取地に除染車両を停車して汚染土壌および汚染水を吸引採取し、採取した汚染土壌および汚染水を除染車両に搭載した分離槽に導入し、汚染土壌と汚染水と炭酸水を含む固液混合成分から土壌を固液分離して回収するとともに、汚染水と炭酸水を含む分離液を除染車両に搭載した電解槽へ導入して電気分解するから、電解によって発生したトリチウムを含む水素を電解槽内で捕集し、除染設備を備えた除染車両を駆使して水素に含まれるトリチウムの除染を能率良く実行し、トリチウムの内部被爆による不安を払拭することができる。
【００２６】
請求項７の発明は、有底筒状の捕集容器の開口部を前記電解槽内の分離液に没入して配置可能に設け、該捕集容器内の分離液の液面上方の水素捕集スペースに、水素ガス充填装置に連通するトラップ管の一端を配置し、捕集スペース内の水素ガスを水素ガス充填装置に導入してガスボンベに充填可能に設け、該ガスボンベを使用済み電解槽の保管設備と別設の保管設備に保管可能にしたから、水素に含まれるトリチウムの除染を安全に実現し、トリチウムの内部被爆による不安を払拭できるとともに、捕集した水素ガスをガスボンベに充填して専用の保管設備に保管したから、その安全な管理と安全性を確保することができる。
請求項８の発明は、使用済み電解槽の内部に、陰極と複数の析出部材、それらに析出した放射性物質を含む金属イオン、捕集容器と分離液の残液および吸着フィルタを残置し、これをガスボンベの保管設備と別設の保管設備に一括して保管可能にしたから、これらを解体して個々に保管する場合に比べ、合理的かつコンパクトで安全に保管し得るとともに、放射線被爆による事故を未然に防止することができる。
請求項９の発明は、使用済み電解槽の外周面に接続したガス導管と、前記電解槽の上下端面に接続した分離液導管とトラップ管とリード線と給水管とを切断し、前記電解槽の外周面と上下端面を平滑に形成し、使用済み電解槽を保管設備内に立位姿勢で積み重ね、かつ隣接して配置可能にしたから、使用済み電解槽を保管設備内に合理的かつコンパクトで効率良く保管することができる。
請求項１０の発明は、使用済み電解槽の撤去後、新規の電解槽を撤去前の同位置に設置可能に設け、該電解槽に分離液導管の再利用部の一端を接続し、該分離液導管の他端を撤去前の固液分離フィルタに接続し、トラップ管の再利用部の一端を新規の電解槽の捕集容器内の捕集スペースに配置し、トラップ管の他端を水素ガス充填装置の吸引ポンプに接続可能にしたから、使用済み電解槽の撤去後、新規の電解槽を設置する際、撤去前の分離液導管とトラップ管とリード線を有効利用して再利用し、設置作業を合理的かつ安価に行なうことができる。
【００２７】
請求項１１の発明は、除染設備を備えた除染車両を前記汚染土壌および汚染水の採取地へ移動可能に設け、該採取地に除染車両を停車して前記汚染土壌および汚染水を吸引採取可能に設け、採取した汚染土壌および汚染水を除染車両に搭載した分離槽に導入可能に設け、汚染土壌と炭酸水を含む固液混合成分を固液分離フィルタへ導入可能に設け、該固液分離フィルタを介し土壌を固液分離可能に設けるとともに、汚染水と炭酸水を含む分離液を除染車両に搭載した電解槽へ導入し電気分解可能に設け、該電解によってトリチウムを含む水素を電解槽内で捕集可能に設け、該水素を電解槽の外部へ移動しトラップ可能にしたから、除染設備を備えた除染車両を駆使して水素に含まれるトリチウムの除染を能率良く実行し、トリチウムの内部被爆による不安を払拭することができる。
請求項１２の発明は、捕集容器を深底の筒状に形成し、その内側に陰極と複数の析出部材を収容可能にするとともに、その開口側を分離液に没入して配置可能に設け、該捕集容器内の分離液の液面上方に水素捕集スペースを形成可能にしたから、捕集容器の構成を簡潔にするとともに、電解により発生した水素を合理的かつ容易に捕集することができる。
請求項１３の発明は、捕集容器の外周を電解槽の内面に近接配置したから、広い水素捕集スペースを確保し水素の捕集能率を向上することができる。
請求項１４の発明は、水素ガス充填装置を電解槽の外側に近接して配置したから、それらの設置スペースのコンパクト化と配管のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の除染設備を搭載した除染車両による除染作業状況を示す正面図である。
【図２】図１の除染車両を拡大して示す正面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｈ）は本発明による土壌の除染作業手順を示す説明図である
【００２９】
【図５】本発明による土壌の除染作業の状況を示す説明図で、汚染した土壌と汚染水の分離槽導入前の状況を示している。
【図６】本発明による除染作業の状況を示す説明図で、炭酸水を作製した分離槽へ汚染した土壌を導入し、放射性セシウムを溶出し分離している状況を示している
【図７】本発明による除染作業の状況を説明図で、分離槽で放射性セシウムを分離し、炭酸水と汚染土壌を固液分離フィルタと電解槽へ導入している状況を示している。
【００３０】
【図８】本発明による除染作業の状況を示す説明図で、電解槽で分離液を電解し、放射性セシウムイオン等の金属イオンを陰極に析出し、トリチウムを含む水素を捕集しトラップしている状況を示している。
【図９】本発明による除染作業の状況を示す説明図で、除染土壌を回収し、水素をガスボンベに充填している状況を示している。
【図１０】本発明による除染作業の状況を示す説明図で、分離液の電解後、清浄に調製して分離槽へ返還している状況を示している。
【００３１】
【図１１】本発明による使用済み電解槽の保管状況を示している。
【図１２】本発明による使用済み電解槽の保管状況を拡大して示している。
【図１３】本発明による水素を充填したガスボンベの保管状況を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明を田畑、水田、湿地帯等の土壌および汚染水の除染に適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図１３において１は放射性物質で汚染された除染対象地で、これには一定の湿気を有し、または乾燥し硬化した汚染土壌である表土２を有する田畑３と、表土２を汚染水４に浸漬した水田５や多量の水を含有する湿地帯等を含み、本発明はこの両者の除染に対応可能にしている。図中、６は田畑３の表土２に生えた雑草、７は汚染水４中の表土２に生えた稲や雑草である。
【００３３】
前記除染対象地１に近接する農道８または空き地に除染車両９を停車し、その除染タンクである分離槽１０から吸入ホース１１を繰り出し、該ホース１１の先端から所定の汚染土壌またはトリチウム水（ＨＴＯ6）が混在した汚染水４を吸引し採取している。図中、ｄは田畑３の表土２の吸引ないし採取代で、放射性物質であるセシウムの浸透深さに相当し、実施形態では５ｃｍ以上の表土２を採取している。
前記除染車両９は、従来のバキューム車を改良して構成され、その車体に分離槽１０と給水タンク１２、電解槽１３と、二酸化炭素を所定圧に充填したガスボンベ１４と、固体と液体と気体を吸入可能な吸入ポンプ１５を搭載している。
【００３４】
このうち、分離槽１０は開蓋可能な箱形の容器で構成され、その蓋の上部に吸入ホース１１を捲回可能な円筒状のリール１６が回動可能に設けられ、該リール１６はリコイルバネ（図示略）を介して図３上、反時計方向へ回動可能に付勢され、その周面に吸入ホース１１を捲回可能にしている。
【００３５】
そして、汚染土壌１７の吸引時に吸入ホース１１を外側へ引き出し、その引張り力によってリール１６を図３上、時計方向へ回動し、吸入ホース１１を繰り出し可能にしている
前記吸入ホース１１の一端は分離槽１０の内部に連通し、その先端部から吸引した汚染土壌１７または汚染水４を分離槽１０内に導入可能にしている。前記吸入ホース１１の基端部に開閉弁１８が設けられ、他端部に異物吸い込み防止用のフィルタ１９が設けられている。  
図中、２０はリール１６の外側に同心円上に配置した円筒状のホースガイドで、その接線部にホース挿通孔２１が設けられている。２２は分離槽１０の後端部に設けたホースクランプ、２３は有底のホース受けである。
【００３６】
前記給水タンク１２は開蓋可能な箱形の容器で構成され、前記分離槽１０に隣接して配置されていて、その内部に清浄な水２４が収容され、該水２４を前記分離槽１０と電解槽１３へ定量供給可能にしている。この場合、給水タンク１２の周面にヒータを設け、水２４の凍結防止を図ることが望ましい。
前記給水タンク１２の底部に開閉弁２５，２６が設けられ、これらに給水管２７，２８の一端が接続され、このうち給水管２７の他端が分離槽１０内の上部に配管され、また給水管２８の他端が電解槽１３の底部に設けた開閉弁２９に接続されている。
【００３７】
前記電解槽１３はステンレス鋼板製の円筒状の密閉容器３０を備え、その容積を約１．８Ｌに構成し、その表面に鉛を被覆して放射線を遮蔽可能にしていて、車体や隣接部材に対し絶縁可能に設置されている。
また、密閉容器３０内の底面に絶縁被覆３０ａが設けられ、当該部からの酸素の発生を阻止している。その際、絶縁被覆部３０ａを除く側壁内面から発生する酸素は、側壁内面に沿って上動し密閉容器３０内上部の捕集器３５の上方スペースに滞留可能にされている
なお、電解槽１３の外周部にヒータ（図示略）を装着して加熱可能にし、セシウムイオン、重金属イオン等の電気泳動を促すことが望ましい。
【００３８】
前記密閉容器３０の中央に棒状の陰極３１が貫通して垂直に配置され、該陰極３１と陽極である密閉容器３０とにリード線３２が配線され、該リード線３２にＤＣ電源３３とスイッチ３４が接続されている。
前記陰極３１の下端部は密閉容器３０の底部直上に配置され、該密閉容器３０内の陰極３１の中高位置に水素ガスを捕集する円筒状の捕集容器３５を配置している。前記捕集容器３５は一端を開口した深底の円筒状の容器で形成され、その開口部を下向きにして配置されている。
【００３９】
前記捕集容器３５の内側下方に、一または複数の析出部材３６が陰極３１を囲繞して互いに近接して配置され、かつこれらの析出部材３６が陰極３１に電気的に接続して配置されている。
実施形態の析出部材３６は、金網製のドラムや金属板、金属棒等によって構成し、電解時は後述する固液分離フィルタから送り込まれる分離液３７中に没入可能にされている。
【００４０】
前記ガスボンベ１４は、給水タンク１２と電解槽１３に区画された空スペースに立設して配置され、その上端部に開閉弁４４を設け、該開閉弁４４にガス導管４５を接続し、該ガス導管４５の他端を分離槽１０の底部に設けた開閉弁４６に接続している。
また、前記ガス導管４５の上流部に三方弁４７を介挿し、該三方弁４７にガス導管４８の一端を接続し、この他端を電解槽１３の下部周面に接続して二酸化炭素を補給可能にしている。
【００４１】
前記捕集容器３５内の上部で分離液３７の液面上に、トラップ管３８の一端が配置され、該管３８の他端が捕集容器３５と密閉容器３０を貫通して、外部の水素ガス充填装置３９に接続されている。
前記水素ガス充填装置３９は吸引ポンプ４０と、水素ガスを充填可能なガスボンベ４１とを備え、該ボンベ４１の口元部にトラップ管３８の端部を着脱し、常時は閉弁可能な開閉バルブ（図示略）を備えている。
図中、４２は密閉容器３０内の上部に設置したゼオライト等の吸着フィルタで、後述する固液分離フィルタから導入される分離液３７中の放射性物質、重金属等を吸着可能にしている。４３は密閉容器３０内の分離液３７の酸性濃度を測定可能なｐＨセンサである。
【００４２】
前記分離槽１０は給水後、ガスボンベ１４からガス導管４５を介して二酸化炭素を供給可能にされ、この二酸化炭素によって放射性セシウムの溶離溶媒として、所定酸性濃度の炭酸水（Ｈ2ＣＯ3）４９を作製可能にしている。
実施形態では分離槽１０の炭酸水４９の酸性濃度をｐＨ３〜７に設定し、電解槽１３の電解液として使用している。図中、５０は分離槽１０の底部に設置した攪拌用のファンである。
前記分離槽１０の底部に開閉弁５１が設けられ、該開閉弁５１に固液導管５２の一端が接続され、該導管５２の他端が縦長筒状の固液分離フィルタ５３に接続されている。
【００４３】
前記固液分離フィルタ５３は垂直に配置され、その内部に回転筒（図示略）を備え、この回転筒の内部に遠心分離機（図示略）を設けている。
そして、前記分離槽１０から導入される固液成分のうち、それらの比重差によって重い土壌１７を回転筒の外側へ移動し、放射性セシウムイオンやトリチウム水が混在する炭酸水４９を回転筒の内側へ移動して、これらを固液分離可能にし、放射性物質と炭酸水から分離した土壌１７ａを前記分離フィルタ５３内の下方に沈降させて堆積し、外部から回収可能にする一方、放射性セシウム、ストロンチウム、重金属等が混在する分離液３７を電解槽１３へ送り出し可能にしている。
【００４４】
前記固液分離フィルタ５３の下部に排出管５４が下方に突設され、該管５４に排出弁５５が開閉可能に設けられ、該排出弁５５の開弁を介し前記土壌１７ａを回収可能にしている。
したがって、固液導管５２に複数の固液分離フィルタ５３を配置すれば、土壌１７ａと放射性セシウムイオンやトリチウム水を含む炭酸水４９を高精度かつ能率良く分離し得る
【００４５】
前記固液分離フィルタ５３の上端部の中央に分離液導管５６の一端が接続され、その他端部が開閉弁５７を介して前記吸着フィルタ４２に接続され、その管端部を密閉容器１３内の底部に配置している。
そして、電解槽１３の陰極３１と多数の析出部材３６に放射セシウムやストロンチウム、重金属等の金属イオンを析出し、また電解によって発生した水素を捕集容器３５に捕集後、前記遠心分離機を停止して電解槽１３内の放射性物質を含まない清浄な炭酸水４９を、リターンパイプ（図示略）を介して分離槽１０へ返還可能にしている。
【００４６】
一方、前記吸入ポンプ１５に一対のループ導管５８，５９が接続され、該ループ導管５８，５９の他端に四方弁６０が接続され、該四方弁６０の二つのポートに一端を大気に開口した通気管６１と、一端を分離槽１０内に配管した連通管６２とが接続されている。
前記四方弁６０は、切換レバー６３によって配管ポートを切換え可能にされ、その切換え位置は中立位置と排出位置および吸入位置に設定され、常時は中立位置に設定されていて、四方弁６０に接続した通気管６１と連通管６２の導通と、分離槽１０に配管した吸入ホース１１との吸入および排出作動を制御可能にしている。
【００４７】
前記汚染土壌１７を採取して分離槽１０へ導入する場合は、吸入ポンプ１５を駆動し、図６のように切換レバー６３を中立位置から吸入位置に切換え、ループ導管５８，５９を連通管６２に連通して分離槽１０内を負圧にし、吸入ホース１１の先端部から汚染土壌１７を吸入し、これを分離槽１０へ導入して炭酸水４９中に浸漬するようにしている。
そして、前記分離槽１０に導入した汚染土壌１７を炭酸水４９によってジ・プロトン酸洗浄し、放射性セシウムイオン、ストロンチウム、重金属等の金属イオンを電離して、これらを汚染土壌１７と炭酸水４９等と一緒に固液分離フィルタ５３ないし電解槽１３へ送出可能にしている。
【００４８】
その際、吸入ポンプ１５を駆動し、図７のように切換レバー６３を吸入位置から排出位置に切換え、ループ導管５８，５９と通気管６１を連通管６２に連通し、開閉弁１８，４６を閉弁するとともに、開閉弁５１，５７を開弁して、通気管６１から大気を吸入し、これをループ導管５８，５９から連通管６２へ送り出して、分離槽１０内を加圧するようにしている。
【００４９】
そして、分離槽１０内の分離後の土壌１７と放射性セシウムイオン、ストロンチウム、重金属等の金属イオンと、炭酸水４９等が混在する泥状液を固液導管５２へ送り出し、該導管５２から固液分離フィルタ５３へ導入して、前記泥状液を固液分離し、分離後の放射性物質、重金属等の金属イオン、炭酸水４９等を含む分離液３７を電解槽１３へ送り出すようにしている。
その際、前記分離液３７は電解槽１３の導入前に吸着フィルタ４２に導入され、該フィルタ４２で分離液３７中の放射性物質、重金属等の金属イオンを吸着し、該フィルタ４２を通過後の分離液３７を電解槽１３へ導入して電解を実行するようにしている。
【００５０】
前記電解槽１３の電解は図８のように、スイッチ３４をＯＮして陰極３１と陽極である密閉容器３０とを通電し、陰極３１に水素を発生させ、陽極である密閉容器３０に酸素を発生させるようにしている。
前記水素にはトリチウムが微量存在し、このトリチウムを含む水素の気泡を陰極３１および析出部材３６に沿って浮上させ、前記気泡が分離液３７の液面に到達した際に捕集器３５に捕集するようにしている。
そして、捕集したトリチウムを含む水素を吸引ポンプ４０を駆動して吸引し、これをトラップ管３８へ導いてガスボンベ４１に注入し、該ガスボンベ４１に大気圧程度に充填するようにしている。
【００５１】
一方、密閉容器３０内の側面から酸素が発生し、その気泡が側壁に沿って上昇し、密閉容器３０内上部の捕集器３５の上方スペースへ移動して滞留する。この場合、密閉容器３０内の底面は絶縁被覆３０ａが形成されているから、当該部から酸素は発生しない。
前記密閉容器３０内の上部に安全弁７２が取付けられ、該安全弁７２は常時は閉弁し、密閉容器３０内に所定圧以上の酸素が滞留した際、開弁して前記酸素を排出管７３を介し外部へ放出可能にしている。
【００５２】
また、前記電解中、吸着フィルタ４２を通過して残留した放射性物質、重金属等の金属イオンを分離液３７中に電気泳動させ、これを陰極３１と、陰極３１と同電位に印加した析出部材３６に析出させるようにしている。
このように密閉容器３０内の分離液３７を電解し、放射性物質、重金属等の金属イオンを陰極３１等を析出部材３６に析出する一方、トリチウムを含む水素をガスボンベ４１に充填して、分離液３７から放射性物質を含む金属イオンと水素ガスを除去し、炭酸水４９を含む清浄な水に調整するようにしている。
【００５３】
前記清浄にした炭酸水４９を含む分離液３７は分離槽１０へ戻して活用するようにし、その場合は図１０のように吸入ポンプ１５を駆動し、切換レバー６３を排出位置から吸入位置へ切換え、開閉弁１８，４６を閉弁するとともに、開閉弁５１，５７を開弁して分離槽１０内の炭酸水４９を含む泥水を連通管６２を介して吸い出し、分離槽１０内を負圧に形成する一方、電解槽１３内の清浄な分離液３７を分離液導管５６で吸い出し、これを固液導管５２に導いて分離槽１０へ導入するようにしている。
【００５４】
一方、回収した除染後の土壌１７ａは、天日干しまたは加熱して乾燥し、乾燥後に土壌活性剤６５を所定量添加して混合し、採取した土壌１７を除染し改質するようにしている
前記土壌活性剤６５として、堆肥等の有機肥料、菌根菌、または窒素、燐、カリウムを含む種々の化学肥料が含まれ、改質した土壌１７を採取した元の田畑へ戻すようにして、除染土壌１７の減容化を図っている。図中、６４は分離槽１０内の炭酸水４９の酸性濃度を測定可能なｐＨセンサ、６６は除染作業者である。
実施形態では前記土壌活性剤６５として、消火器の未使用期間経過後の、第一リン酸アンモニウム若しくは硫酸アンモニウムを含有する粉末状の消火剤を使用し、その有効利用を図っている。
【００５５】
一方、電解槽１３の陰極３１や析出部材３６には、電解によって所定量の放射性物質が蓄積するため、分離液３７の電解処理量を目安に使用済み電解槽１３の廃棄と交換を要する。
このうち、使用済み電解槽１３の廃棄は、開閉弁５７を密閉容器３０から取外し、分離液導管５６を中間部で切断して固液分離フィルタ５３と分断する。
その際、吸着フィルタ４２も同様に廃棄と交換を要するが、吸着フィルタ４２は密閉容器３０内に配置されているため、電解槽１３と同時期に廃棄し交換する。
【００５６】
また、リード線３２を切断して電極３３やスイッチ３４と一緒に再利用を図り、ｐＨセンサ４３も同様に再利用を図るようにしている。
更に、トラップ管３８の中間部を切断し、吸引ポンプ４０とその吐出管の再利用を図るとともに、給水管２８の端部を切断し、開閉弁２９，２６と給水管２８の残部の再利用を図るようにしている。
【００５７】
このようにして、使用済み電解槽１３の周辺部材を取外して円筒状に形成し、その密閉容器３０の内部に陰極３１と多数の析出部材３６、これらに析出した放射性物質を含む金属イオン、捕集器３５と分離液３７の残液、吸着フィルタ４２、安全弁７２を残置させて、電解槽１３を立位姿勢で積み重ね、これをコンクリ−ト製の安全な保管設備６７に保管するようにしている。この状況は図１１および図１２のようである。
【００５８】
一方、使用済み電解槽１３を撤去後、新規の電解槽１３を除染車両９の同位置に絶縁処理して設置し、固液分離フィルタ５３に一端を接続した分離液導管５６の他端を開閉弁５７に接続し、またトラップ管３８の一端を密閉容器３０内に装着し、この他端を吸引ポンプ４０に接続し、その吐出管を新規なガスボンベ４１に差し込む。
更に、陰極３１の上端部にリード線３２を接続し、この他端を密閉容器３０に接続し、ｐＨセンサ４３を密閉容器３０に取付けて、交換するようにしている。
【００５９】
また、水素ガスを充填したガスボンベ４１を保管する場合は、前記保管設備６７と同様な保管設備６９を設け、該設備６９内にガスボンベ４１を図１３のように横積み状態で保管するようにしている。この場合、ガスボンベ４１の口元部に常時は閉弁可能なバルブ（図示略）が設けられ、充填した水素ガスの漏洩を防止している。
この他、図中、７０，７１は除染車両９の車体下部に設けた給水管２７，２８用の給水ポンプである。
【００６０】
このように構成した土壌等の除染方法および土壌等の除染システムは、除染車両９を要し、該除染車両９は従来のバキュームカーを改良し、その車体に分離槽１０と給水タンク１２、電解槽１３と二酸化炭素を充填したガスボンベ１４、土壌や草木、田畑の滞留水等を吸引可能な吸入ポンプ１５と、固液分離フィルタ５３、土壌活性剤６５、吸着フィルタ４２等を搭載している。この状況は図２，３のようである。
【００６１】
このうち、分離槽１０は開蓋可能な箱形の容器で構成し、その上部に吸入ホース１１を捲回可能な円筒状のリール１６を回動可能に設け、該リール１６はリコイルバネ（図示略）を介して反時計方向へ回動可能に付勢し、その周面に吸入ホース１１を捲回可能にする
そして、汚染土壌の吸引時に吸入ホース１１を外側へ引き出し、その引張り力によってリール１６を図３上時計方向へ回動し、吸入ホース１１を繰り出し可能にする。
【００６２】
前記吸入ホース１１の一端は分離槽１０の内部に連通し、その他端部で吸引した汚染土壌１７を分離槽１０内に導入し、その基端部側に開閉弁１８を設け、他端部に異物吸い込み防止用のフィルタ１９を設ける。
前記給水タンク１２は開蓋可能な箱形の容器に構成して、前記分離槽１０に隣接して配置し、その内部に前記分離槽１０と電解槽１３に供給可能な一定量の清浄な水２４を収容可能にする。
前記給水タンク１２の底部に開閉弁２５，２６を設け、これらに給水管２７，２８の一端を接続し、このうち給水管２７の他端を分離槽１０内の上部に配管し、給水管２８の他端を電解槽１３の底部に設けた開閉弁２９に接続し、これらの給水管２７，２８に給水ポンプ７０，７１を配置する。
【００６３】
前記電解槽１３はステンレス鋼板製の円筒状の密閉容器３０を備え、その容積を約１．８Ｌに構成していて、表面に鉛を被覆して放射線を遮蔽可能にし、かつ車体や隣接部材に対し絶縁可能に設置する。そして、前記電解槽１３を除染車両９の荷台の前部スペースに、ガスボンベ１４や給水タンク１２と隣接して配置する。
前記密閉容器３０は中央に棒状の陰極３１を貫通して垂直に配置し、該陰極３１と陽極である密閉容器３０とにリード線３２を配線し、該リード線３２にＤＣ電源３３とスイッチ３４を接続する。
【００６４】
前記陰極３１の下端部を密閉容器３０の底部の直上に配置し、該密閉容器３０内の陰極３１の中高位置に水素ガスを捕集する円筒状の捕集容器３５を配置する。前記捕集容器３５は一端を開口した深底の円筒状に形成し、その開口部を下向きにして密閉容器３０内に配置する。
また、密閉容器３０内の上部に吸着フィルタ４２を取付け、該フィルタ４２に分離液導管５６を接続し、その下端部を密閉容器３０内の底部直上に配置するとともに、密閉容器３０内の上部に安全弁７２を取り付け、その排出管７３を容器３０の外部に開口する。
更に、前記捕集容器３５の内側に、多数の析出部材３６を陰極３１を囲繞して近接して配置し、これらを陰極３１に電気的に接続し、かつ各析出部材３６を電解時に分離液３７中に没入させる。
【００６５】
前記捕集容器３５内の上部で分離液３７の液面上に、トラップ管３８の一端を配置し、該管３８の他端を捕集容器３５と密閉容器３０を貫通して外部の水素ガス充填装置３９に接続する。
前記水素ガス充填装置３９は吸引ポンプ４０と、水素ガスを充填可能なガスボンベ４１
を備え、該ボンベ４１の口元部に常時は閉弁しトラップ管３８の端部を着脱可能な開閉バルブ（図示略）を設け、該水素ガス充填装置３９を電解槽１３に隣接して配置する。
【００６６】
前記ガスボンベ１４を電解槽１３に隣接して立設して配置し、その上端部に開閉弁４４を設け、該開閉弁４４にガス導管４５を接続し、該ガス導管４５の他端を分離槽１０の底部に設けた開閉弁４６に接続する。
前記ガス導管４５に三方弁４７を介挿し、該三方弁４７にガス導管４８の一端を接続し、この他端を電解槽１３の下部周面に接続し、二酸化炭素を給水タンク１２や電解槽１３へ選択的に供給可能にする。
前記分離槽１０は給水後、ガスボンベ１４からガス導管４５を介して二酸化炭素を供給可能にし、この二酸化炭素によって放射性セシウムの溶離溶媒として、所定酸性濃度の炭酸水（Ｈ2ＣＯ3）４９を作製可能にする。
【００６７】
前記分離槽１０の底部に開閉弁５１を設け、該開閉弁５１に固液導管５２の一端を接続し、該導管５２の他端を縦長筒状の固液分離フィルタ５３に接続する。
前記固液分離フィルタ５３を垂直に配置し、その内部に備えた回転筒（図示略）の内部に遠心分離機（図示略）を有し、前記分離槽１０から導入される固液成分のうち、土壌１７を回転筒の外側へ移動し、セシウムイオンやトリチウム水が混在する炭酸水４９を含む軽い汚染流体を回転筒の内側へ移動して、これらを固液分離可能にする。
【００６８】
このように前記除染車両９は、分離槽１０と給水タンク１２、電解槽１３とガスボンベ１４と、吸入ポンプ１５と固液分離フィルタ４９、分離槽１０の上部に捲回可能にした吸入ホース１１等を合理的かつコンパクトに配置しているから、その小形化と軽量化、並びに低廉化を図れ、山間の棚田や里地の狭隘な農道へも移動でき、その機動性を発揮して土壌１７の採取に重機を要することなく前記搭載機材で一連の除染作業を行なえる。
【００６９】
次に、前記除染車両９によって放射性物質で汚染された汚染土壌１７と汚染水４を除染する場合は、現地で清浄な水２４を調達できない場合があるため、予め給水タンク１２に所定量の清浄な水２４を収容し、併せて分離槽１０にも所定量の水２４を収容し、この除染車両９を除染対象地１の田畑３や水田５、山林や休耕地、湖沼へ移動し、隣接する農道８等に停車する。この状況は図１のようである。また、除染作業前の分離槽１０と給水タンク１２、電解槽１３、吸入ポンプ１５の状況は図５のようである。
【００７０】
そして、除染作業開始時、ガスボンベ１４に充填した二酸化炭素を、ガス導管４５を介して分離槽１０の水２４中へ送り込み、攪拌装置５０を駆動して二酸化炭素と水２４を攪拌し、ｐＨセンサ４２を基に所定酸性濃度の炭酸水４９を作製する。実施形態では炭酸水４９の酸性濃度をｐＨ３〜６に設定している。
この場合、二酸化炭素は大気圧ないしそれ以上に加圧され、これが水２４に溶解するから、その溶解度が促され、炭酸水４９の酸性濃度の上昇を促す。また、実施形態ではセシウムの溶離溶媒として、二酸化炭素と水２４によって弱酸性の炭酸水４９を使用しているから、高価で取り扱いが危険な蓚酸等の強酸を要することなく、後述の除染作業を安全に行なえる。
【００７１】
こうして炭酸水４９の作製後、吸入ホース１１を分離槽１０から繰り出し、吸入ホース１１を作業者６６が保持して所定の除染作業位置へ移動する。また、これと前後して吸入ポンプ１５を駆動し、その切換えレバ−６３を吸入位置に切換え、通気管６１と連通管６２によって分離槽１０内の空気を吸い出し、吸入ホース１１の先端から吸引可能にする。この状況は図６のようである。
【００７２】
このような状況の下で、吸入ホース１１の先端を汚染された田畑３の表土２の直上に位置付け、また水田５や湿地帯の場合は汚染水４中に没入させ、直下の汚染土壌１７や汚染水４および汚染水４に混在したトリチウム水を吸引する。この状況は図１および図４（ａ），（ｂ）のようである。
そして、吸入ホース１１の先端から汚染水４やトリチウム水、汚染土壌１７を吸引し、これらが吸入ホース１１に導かれて分離槽１０へ移動する。この状況は図６のようである
【００７３】
前記吸引された土壌１７や汚染水４、トリチウム水等は混在して吸入ホース１１に導かれて分離槽１０の上部へ移動し、該ホース１１の開口端から分離槽１０内の炭酸水４９中に落下して没入する。この状況は図６のようである。
このため、土壌１７や汚染水４に付着ないし沈着した放射性セシウムイオンが炭酸水４９に洗浄されて溶出し、該イオンが土壌１７や汚染水４から分離して炭酸水４９中に混在する。
この場合、土壌１７や汚染水４の導入に伴なって、炭酸水４９の酸性濃度が徐々に低下するから、その変化をｐＨセンサ４２で確認し、必要に応じてガスボンベ１４から二酸化炭素を供給して、酸性濃度を一定に維持する。
【００７４】
この後、汚染土壌１７や汚染水４を所定量吸引して一旦吸引を停止し、それらを分離槽１０で所定時間攪拌し、炭酸水４９にセシウムイオンを十分に溶出させたところで、開閉弁１８を閉弁し、吸入ホース１１をリール１６に捲回して巻き戻し、汚染土壌１７や汚染水４の吸引作業を一時終了する。
【００７５】
次に、開閉弁５１を開弁し、切換えレバー６３を吸入位置から排出位置に切換える。
このようにすると、通気管６１から大気が吸入され、これがループ管５８，５９を経て連通管５２へ送り出され、分離槽１０内の上部から吹き出されて分離槽１０を加圧する。
このため、汚染土壌１７や汚染水４、トリチウム水が分離したセシウムイオンと共に開閉弁５１から固液導管５２へ送り出され、これらの固液成分が固液分離フィルタ５３に導入される。
【００７６】
前記固液分離フィルタ５３は、切換えレバー６３の切換え操作と前後して遠心分離機が始動し、その回転筒に前記固液成分が導入され、それらの比重差によって汚染土壌１７が回転筒の外側へ移動し、前記土壌１７を含まない炭酸水４９が回転筒の内側へ移動して、これらが固液分離される。その際、土壌１７に付着した炭酸水４９は、遠心分離作用によって放射性セシウムイオンと一緒に土壌１７から分離する。
したがって、放射性セシウムイオンの略全量とトリチウム水が炭酸水４９と一緒に分離液３７として分離液導管５６へ送り出され、放射性セシウムイオンを含有しない土壌１７ａが前記分離フィルタ４９の下方へ沈降して堆積する。この状況は図７のようである。
【００７７】
前記分離液３７は分離液導管５６に導かれて電解槽１３上の吸着フィルタ４２へ移動し、該フィルタ４２で放射性物質、重金属等の金属イオンが吸着されて密閉容器３０内に流下し、内部の陰極３１と析出部材３６を浸漬する。
こうして、分離液３７を電解槽１３に導入後、吸入ポンプ１５の駆動を停止し開閉弁５７を閉弁する。また、分離液３７中の酸性濃度をｐＨセンサ４３で確認し、必要に応じて二酸化炭素を電解槽１３に補給し、炭酸水４９の酸性濃度を調整するとともに、電解槽１３の外部に装着したヒ−タ（図示略）を発熱させて放射性セシウムイオンの電気泳動を促す。この状況は図７のようである。
【００７８】
この後、スイッチ３４をＯＮし、電極３０，３１間を通電して分離液３７を電気分解し、陽極である密閉容器３０に酸素が発生し、陰極３１に水素が発生する。
このうち、密閉容器３０内の側面から酸素が発生し、その気泡が側壁に沿って上動し、捕集器３５の上方スペースに移動して滞留する。その際、密閉容器３０内の底面に絶縁被覆３０ａが設けられているから、該絶縁被覆部３０ａからは酸素が発生せず、水素を安全に捕集し得る。
こうして、捕集器３５の上方スペースに酸素が所定圧滞留すると、安全弁７２が自動的に作動して開弁し、前記酸素が排出管７３を介して外部に放出される。
【００７９】
また、前記発生した水素は、その気泡が陰極３１や析出部材３６に沿って分離液３７中を浮上し、その液面上へ移動して捕集器３５内に捕集される。
そして、前記水素の捕集に伴い捕集器３５内の空気が押し出され、水素を一定濃度に濃縮したところで、吸引ポンプ４０を始動し、捕集器３５内の水素を吸引してトラップ管３８に導き、これをトラップ管３８の端部に装着したガスボンベ４１に注入して充填する。この状況は図８のようである。
【００８０】
一方、分離液３７の電気分解によって、炭酸水４９に溶出した放射性物質、重金属等の金属イオンが陰極３１および周辺の析出部材３６側へ電気泳動し、これらに析出して付着する。この場合、析出部材３６は陰極３１を囲繞して密集して配置されているから、前記金属イオン等を精密かつ確実に析出し、分離液３７中の夾雑物を吸着して清浄化する。この状況は図８のようである。
【００８１】
こうして、所定時間、水素をガスボンベ４１に充填するとともに、放射性物質、重金属等の金属イオンを陰極３１および析出部材３６に析出すると、電解槽１３内に所定量の放射性物質が蓄積し、該電解槽１３の廃棄と交換を要する。
【００８２】
そこで、吸入ポンプ１５を駆動し、切換レバ−６３を吸入位置へ切換え、開閉弁１８，４６を閉弁するとともに、開閉弁５１，５７を開弁して、分離槽１０内の炭酸水４９を含む泥水を連通管６２を介して吸い出し、分離槽１０内を負圧に形成する一方、電解槽１３内の清浄な分離液３７を分離液導管５６に吸い出し、これを固液分離フィルタ５３から固液導管５２を経て分離槽１０へ還流し、その有効利用を図る。この状況は図１０のようである。
【００８３】
一方、電解槽１３内に配置した吸着フィルタ４２が放射性物質、重金属等の金属イオンを吸着し、所定量の放射性物質が蓄積するため、使用済みの吸着フィルタ４２を電解槽１３と一緒に保管設備６７に保管する。
また、所定量の水素を充填した充填済みのガスボンベ４１をトラップ管３８から抜き取り、これを保管設備６９に保管する。
【００８４】
一方、前記固液分離によって固液分離フィルタ５３に分離後の土壌１７ａが所定量貯留し、次期使用に支障が生ずる場合は、固液分離フィルタ５３から土壌１７ａを回収する。
その場合は、排出弁５４を開弁して土壌１７ａを排出管５４から落下する。そして、回収した前記土壌１７ａを乾燥し、これに所定の土壌活性剤６５を添加し、前記土壌１７を改良ないし改質する。
前記土壌活性剤６５としては、堆肥等の有機肥料、菌根菌、または窒素、燐、カリウムを含む種々の化学肥料を選択して使用し、これを前記土壌１７ａに添加して混合し、これを採取した田畑３に散布して戻す。この状況は図４（ｇ），（ｈ）のようである。
【００８５】
実施形態では前記土壌活性剤６５として、消火器の消火剤の未使用期間経過後の第一リン酸アンモニウム若しくは硫酸アンモニウムを含有する粉末状の消火剤を使用し、これを親水化処理した肥料にして、その有効利用を図っている。
したがって、汚染土壌１７を採取した田畑３は、改良ないし改質された土壌１７ａが散布されて原状以上の土壌を回復し肥沃になるから、汚染土壌を単に除染し元の田畑３へ戻す場合に比べ、農業を速やかに再開し得る。
【００８６】
一方、分離槽１０に清浄な分離液３７を還流し、必要に応じて給水タンク１２内の新規な水２４を分離槽１０へ補給し、ガスボンベ１４から二酸化炭素を供給して炭酸水４９を作製したところで、吸入ホース１１を繰り出し吸入ポンプ１５を駆動して、汚染土壌１７や汚染水４およびこれに混在したトリチウム水の吸引ないし採取を再開する。
【００８７】
そして、前述と同様に汚染土壌１７や汚染水４、トリチウム水等を分離槽１０に導入し、それらの放射性物質を含む金属イオンを炭酸水４９に溶出させ、この固液分離液を固液分離導管５６を介して固液分離フィルタ５３に導入し、該フィルタ５３で土壌１７ａと放射性物質、金属イオンを含む溶離溶媒を固液分離し、分離した土壌１７ａを固液分離フィルタ５３に貯留し、放射性物質、金属イオン、炭酸水４９を含む分離液３７を吸着フィルタ４２に導き、分離液３７中の放射性セシウム、重金属等を吸着する。
【００８８】
このように実施形態では、電解槽１３内に分離液３７の残液と、陰極３１や析出部材３６に析出した放射性物質と金属イオン、吸着フィルタ４２と安全弁７２等を、一括して保管するから、これらを解体して個々に保管する場合に比べ、これを合理的でコンパクトかつ安全に保管し得るとともに、放射線被爆による事故を未然に防止し得る。
【００８９】
一方、使用済み電解槽１３を撤去後、新規の電解槽１３を除染車両９の同位置に絶縁処理して設置し、固液分離フィルタ５３に分離液導管５６の一端を接続し、この他端を開閉弁５７に接続し、またトラップ管３８の一端を密閉容器３０内に配置し、この他端を吸引ポンプ４０に接続し、その吐出管を新規なガスボンベ４１に挿入する。
更に、陰極３１の上端部にリ−ド線３２を接続し、この他端を密閉容器３０に接続し、ｐＨセンサ４３を密閉容器３０に取付けて交換する。このように電解槽１３の交換に際しては、放射性物質で汚染されていない部材を再利用しているから、これを合理的かつ安価に交換し得る。
【００９０】
また、水素を充填したガスボンベ４１を保管設備６９に安全に保管する。この状況は図１３のようである。この場合、水素に微量混在するリチウムは、半減期が１２.３２年で比較的短いから、半減期経過前は厳重に保管し、半減期経過後はヘリウム３（3Ｈｅ）に変わるため、これを再利用し、または大気へ放出することが可能になる。
【００９１】
このように実施形態では、除染車両９を汚染対象地１へ移動し、該汚染対象地１において汚染土壌１７や汚染水４を採取し、その汚染土壌１７や汚染水４を除染車両９に搭載した設備によって速やかに除染し、除染した土壌１７ａを改質して元の田畑３へ戻し、これら一連の除染作業を汚染対象地１で行なえるから、この種の除染作業を能率良く速やかに行なえ、農耕を速やかに再開し得るとともに、汚染土壌１７の減容化を図れる。
しかも、実施形態では汚染された土壌１７に限らず、汚染された水４が存在する水田５や湿地帯の除染にも適用し得るから、これを広域に亘って採用し得る実用的な効果がある
【００９２】
また、この実施形態では放射性セシウムの他に、汚染対象地１から採取した汚染水４に混在するトリチウム水を土壌１７と固液分離し、その分離液３７を電解槽１３で電気分解して発生した水素を捕集し、これをトラップしてガスボンベ４１に充填し、水素に微量存在するトリチウムをガスボンベ４１に封入して、保管設備６７に安全に保管するから、トリチウムによる被爆を防止することができる。したがって、トリチウムの内部被爆によるＤＮＡの破壊と、遺伝子の故障による癌発症の不安を払拭することができる。
【００９３】
更に、この実施形態では使用済みの電解槽１３や吸着フィルタ４２と、分離液３７の残液を密閉容器３０に封じ込め、これらを安全に保管するから、電解槽１３や吸着フィルタ４２からの放射線被爆を防止し、これらを合理的かつ安全に保管することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
このように本発明の土壌等の除染方法および土壌等の除染システムは、例えば放射性物質に汚染された田畑等の土壌や水を現地で確実かつ速やかに除染し、精密な除染と除染の能率向上を図るとともに、除染後の土壌に土壌活性剤を添加して土壌を改良し、これを元の田畑に速やかに戻して農耕の再開を促す一方、土壌に付着ないし沈着した放射性物質を土壌から精密に分離・濃縮し、汚染土壌の減容化と放射性物質の安全な処理を図るとともに、放射性セシウムやトリチウムの除染を実現し、トリチウムの内部被爆による不安を払拭するとともに、除染装置の合理的かつ安全な廃棄処理を実現し得るようにしている。
【符号の説明】
【００９５】
１            除染対象地
４            汚染水
９            除染車両
１０          分離槽
１２          給水タンク
１３          電解槽
１４          二酸化炭素ガスボンベ
１５          吸引ポンプ
１７          汚染土壌（除染対象物）
１７ａ        除染土壌
【００９６】
３０          密閉容器
３０ａ        絶縁被覆
３１          陰極
３５          捕集器
３６          析出部材
３７          分離液
３９          水素ガス充填装置
４１          ガスボンベ
４２          吸着フィルタ
４９          溶離溶媒（炭酸水）
５３          固液分離フィルタ
【図１】
0006549372.tif 000002
【図２】
0006549372.tif 000003
【図３】
0006549372.tif 000004
【図４】
0006549372.tif 000005
【図５】
0006549372.tif 000006
【図６】
0006549372.tif 000007
【図７】
0006549372.tif 000008
【図８】
0006549372.tif 000009
【図９】
0006549372.tif 000010
【図１０】
0006549372.tif 000011
【図１１】
0006549372.tif 000012
【図１２】
0006549372.tif 000013
【図１３】
0006549372.tif 000014