(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヤトロファ種子から得られるヤトロファ活性炭と、セシウム及び溶媒を含む被処理液と、を接触させて、前記被処理液から前記セシウムを除去する工程を含む、
セシウム除去方法。
【請求項２】
前記セシウムの除去工程が、前記ヤトロファ活性炭を充填した反応容器に、前記被処理液を流通させる工程である、
請求項１に記載のセシウム除去方法。
【請求項３】
ヤトロファ種子から得られるヤトロファ活性炭を含む、セシウム吸着材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セシウム除去方法、及びこれに用いるセシウム吸着材、並びに吸着材のセシウム吸着能分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所等からの排水には、放射性セシウムの排出基準値が設定されており、当該基準値を超える排水は、環境中に放出することができない。そして、福島第一原子力発電所の事故以降、当該原子力発電所では、排出基準値を超える排水が多く発生しており、排水からセシウムを効率良く除去する方法が強く求められている。
【０００３】
排水から放射性セシウムを除去する方法の一つに、各種吸着材によりセシウムを吸着する方法がある。そして、特に高いセシウム吸着能を有する吸着材として、ゼオライトが知られている（例えば特許文献１等）。一方、一般的に吸着性が高い材料として知られている活性炭は、セシウムを吸着しないことが、非特許文献１にて報告されている。
【０００４】
ここで、新たな吸着材として、種子含有成分採取後の植物種子滓から得られる活性炭が提案されており、当該活性炭は、ヒートポンプ用の吸着材や、窒素精製用の吸着材等に好適であることが、特許文献２に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１７６８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４３２７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】J. M. Verzil et al., Journal of Toxicology: Clinical Toxicology, 1992, volume 30 (2), p215 - 222
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のゼオライトは、放射性セシウムの吸着能が高いものの、比較的価格が高い。したがって、多量の排水処理には、コストがかかる。そこで、より低コストで、かつ効率良くセシウム除去が可能な方法や、これに用いるセシウム吸着材の提供が望まれていた。また、各種吸着材のセシウム吸着能を分析するための分析方法の提供も望まれていた。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、低コストで、かつ効率良くセシウムを除去可能な方法、これに用いるセシウム吸着材、及び吸着材のセシウム吸着能の分析方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一は、以下のセシウム除去方法、及びこれに用いるセシウム吸着材に関する。
［１］ヤトロファ種子から得られるヤトロファ活性炭と、セシウム及び溶媒を含む被処理液と、を接触させて、前記被処理液から前記セシウムを除去する工程を含む、セシウム除去方法。
［２］前記セシウムの除去工程が、前記ヤトロファ活性炭を充填した反応容器に、前記被処理液を流通させる工程である、［１］に記載のセシウム除去方法。
［３］ヤトロファ種子から得られるヤトロファ活性炭を含む、セシウム吸着材。
【００１０】
本発明の第二は、以下のセシウム吸着能分析方法に関する。
［４］吸着材のセシウム吸着能を分析する方法であって、（ａ）セシウム及び溶媒を含む被処理液の光の屈折率を、粒子状の吸着材を充填したカラムに流通させた後に測定する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程で測定された光の屈折率と、対照液の光の屈折率と、を比較し、前記吸着材のセシウム吸着能を分析する工程と、を含む、吸着材のセシウム吸着能分析方法。
［５］前記対照液が、（ａ）工程の前記カラムに流通させる前の前記被処理液である、［４］に記載の吸着材のセシウム吸着能分析方法。
［６］前記対照液が、前記被処理液を、前記吸着材と同一の平均粒子径を有し、かつセシウム吸着能を有さないビーズを充填した第二カラムに流通させた液である、［４］に記載の吸着材のセシウム吸着能分析方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のセシウム吸着材や、これを用いた方法によれば、効率的、かつ低コストで被処理液からセシウム除去することができ、さらに多量の被処理液を処理することが可能である。また、本発明の分析方法によれば、簡便な方法で、各種吸着材のセシウム吸着能を分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のセシウム除去方法を行うための装置の概略断面図である。
【図２】実施例１で用いた各吸着材のカラムクロマトグラム（屈折率変化）である。
【図３】実施例１で用いた各吸着材のセシウム吸着率を示すグラフである。
【図４】実施例２で用いた各吸着材の放射性セシウム１３７の吸着率を示すグラフである。
【図５】実施例２で用いた各吸着材の放射性セシウム１３４の吸着率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．セシウム除去方法
本発明は、セシウム及び溶媒を含む被処理液から、セシウムを効果的に除去する方法に関する。本発明では、ヤトロファ種子から得られるヤトロファ活性炭と、セシウムを含む被処理液とを接触させることで、ヤトロファ活性炭にセシウムを吸着させて、被処理液中のセシウム量を低減させる。
【００１４】
ナンヨウアブラギリ（Jatropha curcas）は、トウダイグサ目トウダイグサ科の落葉低木であって、ヤトロファとも称される植物である。本発明の方法に用いるヤトロファ活性炭は、当該ナンヨウアブラギリ（ヤトロファ）の種子から得られる活性炭である。
【００１５】
現在、セシウムを含む被処理液から、効率良くセシウムを除去可能な吸着材として、ゼオライトが知られている。これに対し、本発明者らは、ヤトロファ活性炭が、ゼオライトと同等またはそれ以上のセシウム吸着能を有することを見出した。また、当該ヤトロファ活性炭が優れたセシウム吸着能を有することは、後述の分析方法によって見出した。
【００１６】
ここで、ヤトロファ活性炭のセシウム吸着性が優れる理由は定かではないが、ヤトロファ活性炭は、活性炭粒子の表面及び内部に直径が０．５〜１．０ｎｍ程度の均一な細孔を有する。そのため、原子半径が０．２６６ｎｍであるセシウム原子がこの細孔に入り込みやすく、被処理液からセシウムが効率良く除去される、と推察される。また、ヤトロファ活性炭は、ゼオライトと比較して価格が安い。したがって、本発明のセシウム除去方法によれば、コストを低減できるとの利点もある。
【００１７】
なお、本発明の方法でセシウムを除去可能な被処理液は、セシウム及び溶媒を含む液体であれば特に制限されない。被処理液が含む溶媒は各種有機溶媒等であってもよいが、通常は水である。被処理液は、セシウム及び溶媒の他に、他の成分をさらに含んでいてもよい。被処理液の例には、福島第一原子力発電所から排出される、放射性セシウム１３７や放射性セシウム１３４の水溶液が含まれる。
【００１８】
また、被処理液中のセシウム濃度は特に制限されないが、セシウム濃度が０．００１〜１０，０００（質量）ｐｐｍであると、本発明の方法により、効率的にセシウムを除去することができる。
【００１９】
以下、本発明の方法に使用するヤトロファ活性炭について説明し、その後、セシウムの除去方法を説明する。
【００２０】
１−１．ヤトロファ活性炭
ヤトロファ活性炭は、例えば特開２０１１−１６２３６８号公報に記載の方法で得られ、ヤトロファの種子を炭化した後、水蒸気の存在下で賦活処理し、これを粉砕して得られる。なお、ヤトロファ活性炭は、種子をそのまま原料としたものであってもよく、種子に含有されている油や、香味成分、薬効成分等を除去した後の、種子滓を原料としたものであってもよい。種子から油や香味成分、薬効成分等を除去する方法は特に制限されず、例えば圧搾、溶剤抽出、水蒸気抽出等、公知の方法を適用できる。
【００２１】
ヤトロファ活性炭調製の際には、ヤトロファの種子やその種子滓を、一定温度で加熱し、炭素以外の成分を除去して炭化する。炭化の際の温度は比較的低温（例えば２００℃以上４００℃未満程度）であってもよいが、炭素以外の成分を効率良く除去する観点から、４００℃以上であることが好ましく、７５０℃以上であることがより好ましい。なお、加熱時の温度が高すぎると、種子やその滓に変質が生じることがあり、得られる活性炭の吸着機能が低下することがある。そこで、加熱温度は１０００℃以下であることが好ましく、９００℃以下であることがより好ましい。
【００２２】
炭化時の加熱時間は、炭化温度に応じて適宜選択される。例えば加熱温度を７５０〜１０００℃とする場合には、加熱時間を０．５〜２時間程度とすることが好ましい。加熱時間が０．５時間以上であれば、炭素以外の成分を十分に除去できる。一方、加熱時間は２時間を超えてもよいが、エネルギーコストを抑制するとの観点から、２時間以下であることが好ましい。
【００２３】
続いて、上記炭化処理を行った種子やその滓を、水蒸気の存在下で賦活処理する。賦活処理は、炭化温度と同等以上の温度で行うことが好ましく、７５０〜９００℃程度で行うことが好ましい。
【００２４】
また、賦活時間は少なくとも３０分以上であることが好ましく、２時間以上であることがより好ましく、４時間以上であることがさらに好ましい。賦活処理時間が長いほど細孔容積が増大する傾向にある。ただし、細孔容積の増大にも限界がある。そこで、賦活時間の上限は、エネルギーコスト抑制の観点から、通常１０時間程度である。また、賦活処理は連続して長時間行ってもよいが、２回以上にわけて行うことがより好ましい。理由は定かではないが、複数回に分けて段階的に賦活すると、連続して賦活するよりも細孔の微細化、及び細孔容積の増大量が大きくなる。
【００２５】
上記炭化工程及び賦活処理工程を経て、細孔径分布が狭く、かつ単一のピークを有する単一細孔径分散型のヤトロファ活性炭が得られる。上記ヤトロファ活性炭の細孔直径（細孔径分布）は、通常、０．５〜１．０ｎｍとなる。
【００２６】
ここで、上記賦活処理工程後のヤトロファ活性炭を、必要に応じて粉砕してもよく、ふるい分け等により、平均粒子径を揃える処理を行ってもよい。ヤトロファ活性炭の粉砕方法は特に制限されず、ヘンシェルミキサー、ジェットミル、ディスクミル、ボールミル、ビーズミル等、公知の装置で粉砕することができる。またふるい分け方法も特に制限されず、公知の分級機等により行うことができる。
【００２７】
本発明の方法に用いるヤトロファ活性炭は、取り扱い性（例えば、セシウム吸着後の回収容易性）の観点から、平均粒子径は５０μｍ以上であることが好ましく、１００〜１００００μｍであることがより好ましく、３００μｍ〜５６０μｍであることがさらに好ましい。ヤトロファ活性炭の平均粒子径が上記範囲であると、ヤトロファ活性炭の表面積が十分に大きくなり、セシウムの吸着性が良好になりやすい。上記ヤトロファ活性炭の平均粒子径は、篩分別法で測定される値である。
【００２８】
１−２．セシウム除去方法
本発明のセシウム除去方法では、上述のヤトロファ活性炭と、セシウムを含む被処理液とを接触させて、被処理液からセシウムを除去する。本発明の方法は、必要に応じて、被処理液に含まれる固形分を、濾過等により除去する工程を含んでもよい。
【００２９】
ヤトロファ活性炭と、被処理液とを接触させる方法は特に制限されない。例えば、反応容器に、ヤトロファ活性炭と被処理液とを添加して、これらを一定時間、接触させる回分式の接触方法であってもよい。また、ヤトロファ活性炭を充填した反応容器に、被処理液を流通させる連続式の接触方法であってもよい。また、被処理液中のセシウム濃度が、所望の範囲となるまで、回分式の接触方法で、被処理液を複数回処理してもよく、連続式の接触で複数回処理してもよい。また、回分式の接触方法と連続式の接触方法とを組み合わせてもよい。
【００３０】
回分式の接触方法とする場合、反応容器内に、ヤトロファ活性炭と被処理液とを添加し、当該溶液を一定時間静置して、ヤトロファ活性炭にセシウムを吸着させてもよいが、ヤトロファ活性炭と被処理液とを含む溶液を攪拌することが、より好ましい。溶液を攪拌すると、ヤトロファ活性炭と被処理液中のセシウムとの接触回数が増え、ヤトロファ活性炭によるセシウムの吸着効率が高まりやすくなる。
【００３１】
回分式の接触方法に用いる反応容器の形状は特に制限されず、その大きさは、一度に処理する被処理液の量によって適宜選択される。また、反応容器は、塩化ビニールやアクリル等の樹脂からなる容器であってもよく、ステンレス等の金属からなる容器であってもよい。
【００３２】
ヤトロファ活性炭と被処理液とを接触させる際の温度は特に制限されないが、エネルギーコストや安全性の観点から、常温であることが好ましい。また、ヤトロファ活性炭と被処理液との接触時間は特に制限されず、１分〜２４時間とすることが好ましく、５分〜２時間とすることがより好ましい。上記時間接触させることにより、被処理液中のセシウムを十分に除去することができる。
【００３３】
回分式の接触方法では、被処理液に対するヤトロファ活性炭の量は、被処理液中のセシウム濃度等に応じて適宜選択される。例えば被処理液の濃度が１０００（質量）ｐｐｍである被処理液では、被処理液の量１００質量部に対して、ヤトロファ活性炭を２０〜１０００質量部添加することが好ましく、より好ましくは５０〜１０００質量部添加することが好ましい。被処理液とヤトロファ活性炭との質量比を上記範囲とすることで、セシウムの除去効率を高めることができる。
【００３４】
当該方法では、上記ヤトロファ活性炭と被処理液との接触後、反応液を濾別し、セシウムを吸着したヤトロファ活性炭を回収する。
【００３５】
一方、連続式の接触方法で、被処理液及びヤトロファ活性炭を接触させる場合の装置の概略断面図の一例を図１に示すが、本発明の方法は、当該装置にて行う方法に制限されない。連続式の接触方法では、ヤトロファ活性炭２１を充填した反応容器１０の注入口１１から、被処理液Ｘを注入する。そして、被処理液Ｘが、下部に向かって流通する過程でヤトロファ活性炭２１と接触し、被処理液Ｘからセシウムが除去される。セシウム除去後の水溶液Ｘ’は、テーパー型の支持盤２２によって集められ、排水口１２から反応容器１０外へ排出される。
【００３６】
ここで、連続式の接触方法に用いる反応容器１０は、ヤトロファ活性炭２１を充填可能であり、かつ被処理液Ｘを注入するための注入口１１と排出するための排出口１２とを有するものであればよく、その形状、大きさ、材質等は特に限定されない。反応容器１０の形状は、例えば、円筒状、角柱状等とすることができる。また反応容器１０は、塩化ビニールやアクリル等の樹脂からなる容器であってもよく、ステンレス等の金属からなる容器であってもよい。
【００３７】
また、反応容器１０には、ヤトロファ活性炭２１が反応容器外部に流出したり、舞い上がったりしないよう、ヤトロファ活性炭２１の下方及び上方に、フィルター１３を設置することが好ましい。フィルター１３は、被処理液Ｘが透過可能なものであれば特に制限されず、フエルト状テフロン（登録商標）製の濾過盤や金属製のメッシュ等でありうる。また、反応容器１０内には、必要に応じて、フィルター１３を支持するための支持板（図示せず）等を設置してもよい。なお、ヤトロファ活性炭２１等は、反応容器１０に着脱可能な容器（図示せず）に充填された状態で、反応容器１０内に設置されてもよい。
【００３８】
また図１に示すように、反応容器１０は多段式であってもよく、ヤトロファ活性炭２１の充填部の上方もしくは下方（図１では上方）にヤトロファ活性炭以外の吸着材２０をさらに充填してもよい。
【００３９】
ヤトロファ活性炭以外の吸着材２０の種類は特に制限されず、公知の吸着材が用いられる。ヤトロファ活性炭以外の吸着材２０の例には、ハイドロキシアパタイト顆粒；アルミナ；熱処理ホタテ貝殻粒子、おがくず、木材チップ、木炭（素灰）、竹炭、草炭（ピート）、石炭（亜炭、褐炭、瀝青炭、無煙炭等）、オイルカーボン、フェノール樹脂、レーヨン、アクリロニトリル、石炭ピッチ、石油ピッチ、フェノール樹脂等由来の活性炭；等が含まれる。
【００４０】
ここで、ヤトロファ活性炭２１の反応容器１０内での厚みは特に制限されず、被処理液Ｘの量、被処理液Ｘ中のセシウム濃度、被処理液Ｘの流速に応じて適宜選択される。例えば、被処理液Ｘの反応容器内での線速度は１０〜１００ｍｍ／分とすることが好ましい。線速度が速すぎる場合には、十分にセシウムが吸着されないことがある。一方、線速度が遅すぎる場合には、被処理液Ｘの処理に時間がかかる。またこのときのヤトロファ活性炭の充填高さは、１０ｃｍ以上とすることが好ましく、２０〜１００ｃｍとすることがより好ましく、２０〜５０ｃｍとすることがさらに好ましい。上記被処理液Ｘの線速度と、ヤトロファ活性炭２１の充填高さとが上記関係を満たすと、十分にヤトロファ活性炭２１にセシウムが吸着されやすくなる。なお、被処理液Ｘの流速の調整方法は特に制限されず、例えばヤトロファ活性炭２１の充填量等により調整してもよい。また反応容器１０を、圧力を調整するためのポンプ（図示せず）等と接続し、当該ポンプによって反応容器１０内の圧力を調整し、被処理液Ｘの流通速度を調整してもよい。なお、反応容器内での被処理液Ｘの温度は特に制限されないが、エネルギーコストや安全性の観点から、常温であることが好ましい。
【００４１】
２．吸着材のセシウム吸着能の分析方法
本発明は、吸着材のセシウム吸着能の分析方法も提供する。前述のように、放射性セシウムを吸着するために、よりセシウム吸着能の高い吸着材が求められている。しかしながら、各種吸着材のセシウム吸着能を分析するために、放射性セシウムを用いることは、安全性の面から困難である。そこで、非放射性のセシウムを用い、各種吸着材のセシウム吸着能を原子吸光法等で分析することが考えられる。しかしながら、原子吸光法は、作業が非常に煩雑であり、さらに高価な機器が必要である。
【００４２】
これに対し、本発明者らは、以下の（ａ）工程及び（ｂ）工程を行うことによって、吸着材のセシウム吸着能を分析できることを見出した。
（ａ）セシウム及び溶媒を含む被処理液の光の屈折率を、粒子状の吸着材を充填したカラムに流通させた後に測定する工程
（ｂ）前記（ａ）工程で測定された光の屈折率と、対照液の光の屈折率と、を比較し、前記吸着材のセシウム吸着能を分析する工程
【００４３】
本発明の分析方法によれば、光の屈折率によって、吸着材のセシウム吸着能を評価できる。したがって、非常に簡便であり、かつ特殊な機器を用いる必要もない。また、放射性セシウムを含む被処理液を用いることなく、セシウムの吸着量を特定できる、との利点もある。以下、各工程について説明する。
【００４４】
（ａ）工程
本工程では、セシウムを含む被処理液を、吸着材を充填したカラム内に流通させて、セシウムを吸着材に吸着させてから、被処理液の屈折率を測定する。
【００４５】
本工程に用いるカラムは特に制限されず、ガラス製やステンレス製からなる公知のクロマトグラフィー用のカラムとすることができる。当該カラムの大きさは、流通させる被処理液の流通量等によって適宜選択されるが、直径１．５〜５０ｃｍ、高さが２０〜８０ｃｍのカラムとすることができる。
【００４６】
カラムに充填する吸着材は、セシウム吸着能を測定する対象物であり、固形状かつ粒子状の吸着材であればよく、その種類は特に制限されない。吸着材の平均粒子径は、５０μｍ以上であることが好ましく、１００〜１００００μｍであることがより好ましく、３００μｍ〜５６０μｍであることがさらに好ましい。吸着材の平均粒子径が３００〜５６０μｍであると、吸着材の表面積が十分に大きく、吸着材にセシウムが吸着されやすくなる。吸着材の平均粒子径は、篩分け法で規定される値である。
【００４７】
また、吸着材のカラムへの充填高さは１０〜１００ｃｍであることが好ましい。吸着材を上記高さ充填することで、吸着材にセシウムが十分に吸着されやすくなる。したがって、（ｂ）工程にて、吸着材のセシウム吸着能を分析しやすくなる。なお、カラム内には、吸着材の流出抑制や舞い上がり防止のため、吸着材の上部及び下部にフィルター及びこれを支持するフィルター支持板を配置することが好ましい。また、被処理液の流通前に、カラムに蒸留水や水道水を流通させて、カラム内に含まれる水溶性の不純物を除去しておくことが好ましい。
【００４８】
一方、カラムに流通させる被処理液は、セシウムと、溶媒とを含む液体であればよく、被処理液が含むセシウムは、取り扱い性や安全性の観点から、塩化セシウム等のセシウム塩であることが好ましい。また、溶媒は、セシウムまたはその塩を溶解または分散可能なものであれば特に制限されず、特に水であることが好ましい。また、被処理液中のセシウム濃度は特に制限されないが、被処理液中の濃度が０．００１〜１０，０００（質量）ｐｐｍであることが、検出性の観点から好ましい。また、被処理液は、移動相と共にカラム内を流通させてもよい。被処理液と共に移動相をカラムに流通させる場合、移動相は水であることが好ましい。
【００４９】
ここで、カラム内に被処理液や移動相を流通させる方法は特に制限されない。例えば、公知のクロマトグラフィー装置により、これらを流通させることができる。このとき、カラム内での、被処理液や移動相の線速度は１〜５００ｍｍ／分とすることが好ましく、１０〜１００ｍｍ／分とすることがより好ましい。線速度が過剰に遅いと、屈折率検出までに時間がかかる。一方で線速度が過剰に速いと、吸着材にセシウムを十分に吸着させることができず、吸着材の正確なセシウム吸着能を分析することが難しくなる。
【００５０】
本工程では、上記カラム流通後の被処理液の光の屈折率を、連続的に測定する。当該屈折率測定により、カラム流通後の被処理液に含まれるセシウムの量を特定できる。光の屈折率測定は、カラムに接続した屈折率計等で行うことができる。屈折率計の種類は特に制限されず、屈折率計の例には、示唆屈折率検出器（ＲＩ）や、紫外可視分光光度計検出器（ＵＶ）等が含まれる。
【００５１】
（ｂ）工程
本工程では、（ａ）工程で測定された光の屈折率と、対照液の光の屈折率と、を比較し、前記吸着材のセシウム吸着能を分析する。
【００５２】
対照液は、（ａ）工程の前記カラムに流通させる前の被処理液であってもよい。また、（ａ）工程と同様の被処理液を、吸着材と同一の平均粒子径を有し、かつセシウム吸着能を有さないビーズを充填した第二カラムに流通させて、これを対照液としてもよい。
【００５３】
第二カラムに流通させた被処理液を対照液とする場合、第二カラムは、（ａ）工程で用いるカラムと同一のサイズ、かつ同一の素材からなるカラムとすることが好ましい。また、第二カラムに充填するビーズは、（ａ）工程で用いた吸着材と同一の平均粒子径を有することが好ましい。ここで、ビーズの平均粒子径が、「（ａ）工程で用いた吸着材と同一の平均粒子径を有する」とは、ビーズが、（ａ）工程で用いた吸着材の平均粒子径の９０％〜１１０％の平均粒子径を有すること、を意味する。また、第二カラムに充填するビーズは、セシウム吸着能を定量的に有さない材質からなるものとする。当該ビーズの例には、ガラスビーズが含まれる。また、ビーズの第二カラムへの充填高さは、（ａ）工程における、吸着材のカラムへの充填高さと同様とすることが好ましい。
【００５４】
前述の（ａ）工程では、セシウムが吸着材により吸着されるため、カラム流通後の被処理液中のセシウム量は、対照液中のセシウム量より少なくなる。そこで、例えば（ａ）工程で測定された光の屈折率のセシウム由来のピーク面積と、対照液の光の屈折率のセシウム由来のピーク面積とを比較することで、吸着材に吸着されたセシウムの量を特定することができる。
【００５５】
具体的には、（ａ）工程で検出されたセシウム由来のピーク面積Ｄａと、対照液について検出されたセシウム由来のピーク面積Ｄｂとから、（ａ）工程で用いた吸着材によるセシウム吸着率（（１−Ｄａ／Ｄｂ）×１００）が算出できる。
【００５６】
また、複数の吸着材について、同一の条件にてセシウム吸着率を算出すれば、複数の吸着材のセシウム吸着能を比較することができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されない。
【００５８】
［実施例１］
（吸着材充填カラムの作製）
内径１５ｍｍ、長さ２００ｍｍのクロマトグラフィー用カラム（バイオラッド社製アダプター付）を準備し、以下の吸着材をそれぞれ充填した。各カラムへの吸着材の充填高さは、それぞれ１００ｍｍとした。
（１）ガラスビーズ（セシウム吸着能無し、平均粒子径：４００μｍ）
（２）ゼオライト（東ソー・合成ゼオライトＦ−９（商品名）、粒子径：５００〜１１８０μｍ）
（３）竹炭（石川県産）（平均粒子径：４００μｍ）
（４）活性炭（和光純薬社製の活性炭（おがくず由来）の粉砕・分級品、平均粒子径：４００μｍ）
（５）ヤトロファ活性炭粒子Ａ（平均粒子径：４００μｍ）
（６）ヤトロファ活性炭粒子Ｂ（平均粒子径：４００μｍ）
（７）ヤトロファ活性炭粒子Ｃ（平均粒子径：４００μｍ）
【００５９】
（吸着材のセシウム吸着能の分析）
上記で作製したクロマトグラフィー用カラムを、それぞれ中圧型クロマトグラフィー装置（東京理化機械（株）製のセラミックポンプＶＳＰ−３０５０）に接続した。そして、塩化セシウム（和光純薬製・特級）の水溶液（塩化セシウム量：２．０ｍｇ）を、を各々のカラムに定量的に添加し、流速１８０ｍｌ／時間で流通させた。そして、カラムの流出口から流出する被処理液の屈折率を、流動型屈折率計（シマムラ・テック屈折率計ＹＲＵ−８８３）によってモニターした。屈折率は塩化セシウム濃度が０〜１０００ｐｐｍの範囲において検出できるように感度を設定した。各カラムに塩化セシウム水溶液を流通させた際のクロマトグラム（屈折率変化）を図２に示す。
【００６０】
図２に示すクロマトグラムのピーク面積を、面積測定ソフト（Ｉｍａｇｅ  Ｊ）を用いて計算した。そして、セシウム吸着能を有さないガラスビーズを充填したカラムのピーク面積Ｄｂと、各吸着材（上記（２）〜（７）の吸着材）を充填したカラムのピーク面積Ｄａから、各吸着材のセシウム吸着率（吸着量／全セシウム量（％））を以下の式から算出した。各吸着材のセシウム吸着率を表１及び図３に示す。
セシウム吸着率＝（１−Ｄａ／Ｄｂ）×１００
【００６１】
【表１】
0006644488.tif 000002
【００６２】
（評価結果）
上記表１及び図３に示されるように、吸着材の中で、高い吸着率を示したのは、ヤトロファ活性炭Ａ〜Ｃであり、これらは非常に高いセシウム吸着能を有することが明らかであった。また、一般的に吸着性が高い材料として知られている活性炭では、セシウムの吸着量が低く、さらに竹炭でもセシウムの吸着量が低いことが明らかとなった。
【００６３】
［実施例２］
（吸着材の準備）
以下の吸着材を準備した。
（１）ゼオライトＡ（東ソー社製、合成ゼオライトＡ−４（商品名）、粒状、細孔系：４オングストローム）
（２）ゼオライトＢ（ユニオン昭和社製、モレキュラーシーブ１３Ｘ（商品名）、粒状）
（３）ヤトロファ活性炭粒子Ｄ（平均粒子径：１−２ｍｍ）
（４）ヤトロファ活性炭粒子Ｅ（平均粒子径：１−２ｍｍ）
（５）ヤトロファ活性炭粒子Ｆ（平均粒子径：１−２ｍｍ）
（６）ヤトロファ活性炭粒子Ｇ（平均粒子径：１−２ｍｍ）
【００６４】
（吸着材によるセシウム吸着）
放射性セシウム１３７及び放射性セシウム１３４を含有する被処理液（福島県いわき市で採取、放射性セシウム１３７量：４．２Ｂｑ／ｍｌ、放射性セシウム１３４量：２．４Ｂｑ／ｍｌ）を１００ｍｌに、上記吸着材のいずれかを１００ｇ加え、１時間攪拌させた。その後、当該溶液を濾過し、濾液中のセシウム濃度を千代田テクノロジー社のＧｅ半導体検出器によるγ線スペクトロメトリーにより測定した。そして、各吸着材のセシウム吸着率（吸着量／全セシウム量（％））を以下の式から算出した。各吸着材のセシウム吸着率を図４及び図５に示す。
セシウム吸着率＝（１−濾液のセシウム濃度／初期のセシウム濃度）×１００
【００６５】
図４及び図５に示されるように、各吸着材で吸着後の被処理液のセシウム濃度は非常に低く、放射性セシウム１３７及び放射性セシウム１３４の吸着率は、いずれも９０％を超えていた。また、セシウムの除去に大きな効果があるとされているゼオライトＡ及びゼオライトＢと比較しても、ヤトロファ活性炭Ｄ〜Ｇはセシウム吸着率に遜色がなく、セシウムの除去に効果的であることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の方法によれば、効率的、かつ低コストで被処理液からセシウム除去することができ、さらに被処理液を一度に多量に処理することが可能である。したがって、原子力発電所から排出される、放射性セシウムを含む汚染水等から、セシウムを効率良く除去することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０  反応容器
１１  注入口
１２  排水口
１３  フィルター
２０  ヤトロファ活性炭以外の吸着材
２１  ヤトロファ活性炭
２２  支持盤
Ｘ  被処理液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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