(57)【要約】【課題】  放射性物質に汚染された被汚染物の除染を行うこと。【解決手段】  放射性物質に汚染された被汚染物に使用する水の温度を放射性元素の融点以上の温度の水で洗浄し、固液分離した後の放射性物質を含有した洗浄水をその放射性元素の融点温度以下に冷却しその冷却水の中に汚染物質吸着沈殿剤に酸化マグネシウムを添加投入することにより洗浄水から放射性物質を除去して放射性物質に汚染された被汚染物から放射性物質を除染するものである。【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被汚染物を放射性元素の融点温度以上の温度の洗浄用水で洗浄した後、固形物と洗浄後の放射性物質含有洗浄水とに固液分離し、固形物を除去し、前記放射性物質含有洗浄水を前記放射性元素の溶融温度以下の温度に冷却してその中に放射性元素吸着沈殿剤を投入して前記放射性物質含有洗浄水中の放射性元素を吸着除去することを特徴とする放射性物質除染方法。
【請求項２】
放射性元素がセシウムの場合、放射性物質に汚染された被汚染物を２９℃以上の温度の洗浄水で洗浄した後、固液分離後の放射性物質含有洗浄水を２８℃以下の温度に冷却してその中に放射性元素吸着沈殿剤を投入することにより放射性物質含有洗浄水中のセシウムイオンを吸着除去することを特徴とする請求項１記載の放射性物質除染方法。
【請求項３】
前記放射性元素吸着沈殿剤は、カンラン岩を主成分とする汚染物質吸着沈殿剤に酸化マグネシウムを添加して使用することを特徴とする請求項１又は２記載の放射性物質除染方法。
【請求項４】
粘土を多量に含む被汚染土壌や焼却灰の洗浄には、強酸を添加した高温・加圧水を使用することを特徴とする請求項１記載の放射性物質除染方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、土壌や構造物等に付着した放射性物質により汚染された被汚染物からの放射性物質の除去方法であって、特に放射性セシウムに汚染された被汚染物から放射性物質を除去する除染方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、油や重金属に汚染された土壌を汚染区域内で安全にかつ確実で、素早く大量に安価な方法で無害化する対策は、既に各種の技術が知られており実施されてきたが、放射性物質に汚染された土壌や構造物或いは動植物に対する対策は未だ有効な対策は知られていない。平成２３年３月１１日に発生した東日本大震災における大量の放射性汚染物質の飛散による汚染土壌は５億トンとも推定されている。【０００３】  一般に、放射性物質に汚染された土壌の処理方法としては、汚染された土壌を掘削し、汚染区域外に搬出除去し、別に新たな土壌を搬入して入れ替える方法があるが、この方法は、そのサイト内の汚染は確実に取り除く事が出来るが、汚染された土壌が放射性物質を含んだ汚染土壌の場合は、搬出した土壌の運搬中の放射能漏れ防止対策や受け入れ先や安全性の問題がある。【０００４】  その他、土壌汚染問題の対策として土壌を薬品や水で洗浄し、洗浄した土壌をサイト内に埋め戻す方法（例えば、特許文献１参照）があるが、この方法は、汚染物質の除去率を高める為、大掛かりな洗浄設備が必要となり、対策設備に費用が掛かり、放射性物質を含む汚染土壌には応用出来ないと思われる。【０００５】  しかも、前述のような洗浄設備では、十分な効果が得られないばかりか洗浄後の汚染土壌の再利用は困難であり、洗浄処理済みの産業廃棄物としての処理を余儀なくされてきた。
また前述の特許文献１における洗浄技術のような従来の技術では、洗浄に使用された洗浄水を「再利用」することができない点では、浄化作業に対する水質環境浄化、産業廃棄物の発生抑制に対しては、あまり効果は期待できず、ましてや放射性物質を含む汚染土壌や放射性物質に汚染された構造物への対応は全く期待できないのが現状である。【０００６】  そこで、本発明者は、別途高性能で小スペースの土壌洗浄設備を用い、カンラン岩を使用して有害物質に汚染された土壌を洗浄し、重金属を洗浄吸着・不溶化して固化し、汚染物質を完全に無害化して再利用を可能とする汚染物質不溶化・浄化剤を発明して出願した（特許文献２、３参照）。そして更に汚染土壌中の有害物質の洗浄除去と洗浄に使用した後の水を浄化無害化して再利用する処理方法（特許文献３参照）や、海藻を利用した吸着剤を発明して既に出願している。これは、焼成したある種の海藻炭と貝殻凝集沈殿剤との混合により、９０％以上の重金属の凝集沈殿効果を有するものである。【０００７】  しかしながら、放射性物質は重金属とは異なり、部分的な土壌汚染や水系汚染に止まらず、放射性セシウム１３７は約３０年、ストロンチウム９０は約２９年と長い半減期を有し、原子力発電所や他の原子炉事故等により空中に飛散した放射性物質は地球上の至る処に移動して地球表面に降り注ぎ土壌や動植物や構造物に付着する。更には放射性物質に汚染された動植物を含む産業廃棄物や瓦礫や構造物の表面に付着した放射性物質、産業廃棄物の焼却灰に含まれる放射性物質は洗浄してもその洗浄水が放射能に汚染されることになり、土壌に染み込んで放射性物質による汚染土壌となり、地下水を汚染し、地上の植物から吸収され、人類を含む地球上のあらゆる生物系に放射能汚染が拡大される。
【先行技術文献】
【０００８】
【特許文献１】  特開２００４−５７９５３号公報
【特許文献２】  特開２００７−２８３２７９号公報
【特許文献３】  特開２０１１−１１１６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  そこで、本発明は前述した先行技術を利用し、特に放射性物質である放射性セシウムに汚染された土壌や構造物に対する簡単な除染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】
【００１０】  本発明は、放射性物質に汚染された被汚染物を放射性元素の融点温度以上の温度の洗浄用水で洗浄した後、固形物を除去し、放射性元素の融点温度以上の温度を維持したまま放射性元素が溶け込んだ洗浄用水を前記放射性元素の融点温度以下の温度に冷却してその中に放射性元素吸着剤を投与し、前記放射性元素が溶け込んだ放射性物質含有洗浄水中の放射性元素を吸着除去することを特徴とする放射性物質除染方法である。そして、前記放射性元素がセシウムの場合は、放射性物質に汚染された被汚染物を前記セシウムの融点温度以上の温度の水で洗浄した後、放射性元素が溶け込んだ放射性物質含有洗浄水をセシウムの融点温度以下に冷却してこれに放射性元素吸着沈殿剤を投与し、放射性物質含有洗浄水中に溶け込んでいたセシウムイオンを吸着沈殿させることにより放射性物質含有洗浄水から放射性元素であるセシウムを除去するものである。放射性物質含有洗浄水中に溶け込んでいたセシウムイオンを吸着沈殿させる効果的な方法としては、カンラン岩を主成分とする放射性元素吸着沈殿剤に適量の酸化マグネシウムを添加して投入することにより放射性物質含有洗浄水から放射性元素であるセシウムを高効率で吸着沈殿させることができるのである。【００１１】  更に詳しく説明すれば、現在問題となっている放射性物質は、半減期の長い放射性セシウム１３７（以下単に「セシウム」と言う）の約３０年と、ストロンチウムの約２９年であって、ストロンチウムの融点が約７７７℃と高いのに対し、セシウムの融点は約２８℃、と比較的低いことである。そこで本発明者は前記セシウムの融点に着目して放射性物質に汚染された被汚染物からの放射性物質の除染方法に思い至ったのである。【００１２】  放射性物質である放射性セシウムに汚染された土壌や構造物等（以下「被汚染物」と言う）を、セシウムの融点温度以上２９℃〜２００℃、好ましくは２９℃〜５０℃の温度の水で、その温度を保持しつつ、洗浄することによりセシウムは温水の中に溶けて溶液化する。そして、被汚染物の表面から洗い落されたセシウムが溶け込んだ洗浄用温水を、セシウムの融点温度以下の温度である約２８℃、好ましくは２８℃〜４℃に冷却し、カンラン岩を主成分とする放射性元素吸着沈殿剤に適量の酸化マグネシウムを添加して投入することにより、放射性物質含有洗浄水中に溶け込んでいたセシウムイオンを吸着させ、放射性元素であるセシウムをほぼ１００％近く除去することができるのである。【００１３】  なお、ストロンチウムの除去については、コストを度外視すれば、ストロンチウムの融点が約７７７℃であるから、炉内温度が７７８℃以上の焼却炉や乾燥キルン内に汚染された土壌や焼却灰、汚泥等を投入し、液体となったストロンチウムを炉内底部に設けた除去柵で除外すれば、かなりの確率でストロンチウムの除去も可能である。但しその前段階でセシウムを除去しておく必要がある。なぜならセシウムは、ストロンチウムよりも低い温度の６７１℃で気体となるため、ストロンチウムが液化する前に気体となり、大気中に放出する恐れがあるからである。
【発明の効果】
【００１４】  本発明によると放射性物質であるセシウムに汚染された被汚染物は、その洗浄水の温度をセシウム元素の融点温度より高い２９℃以上の温度の水で洗浄し、洗浄に使用した後の放射性物質含有洗浄水をセシウムの融点温度より低い２８℃以下の温度まで冷やしてカンラン岩を主成分とする放射性元素吸収沈殿剤に酸化マグネシウムを添加して投与することにより、放射性物質含有洗浄水からほぼ１００％に近いセシウムを吸着除去することができると共に、放射性物質が例えば焼却灰や粘土などの微細な粒子に強固に付着しているセシウムであっても、ほぼ９０％以上の確率でセシウムを除去することができる飛躍的な効果を有するのである。【００１５】  したがって、セシウムによる放射性物質による被汚染土壌のみならず、屋根瓦やコンクリートの表面或いは橋や道路の表面又は乗用車の表面等を単に２９℃以上の温水で洗浄することにより、それら放射性物質による被汚染物から放射性物質であるセシウムを簡単に洗い流すことができる効果も期待できる。但しその場合は、洗浄に使用した後の水、つまり放射性物質含有水の取り扱いについては、厳重な漏水防止の工夫と吸着剤による後処理が必要である。【００１６】
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】  放射性セシウム汚染土壌に対する除染方法の一実施例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  以下、本発明の放射性物質の除染方法について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の説明において同一の機能を有する部材や部位、構成については、同一の符号を付けて説明を省略する場合がある。
【００１９】  図１では、特に放射性元素であるセシウムに汚染された土壌の除染を目的とした除染方法について説明する。
汚染地域における放射性元素であるセシウム（以下「有害汚染物質」と言う）による汚染土壌Ａ（以下「汚染土壌」と言う）は、汚染地域からショベルカーなどの機械力により掘削されてコンクリガラ・木片・プラスティック・鉄片などを分離して、ダンプカー等の運搬装置により土壌処理場に搬送され、第１の処理工程（以下単に「第・・工程」と言う）である動力研磨型洗浄装置１に投入され、温水製造機Ｂから供給される２９℃以上の洗浄用温水ｂと混入されて摺り潰し且つ揉み潰しを連続的に行い汚染土壌の粒子の表面から有害汚染物質を剥離し、洗浄除去する。
【００２０】  洗浄用温水の温度は汚染土壌の土質や処理環境に応じて２９℃〜２００℃、好ましくは２９℃〜５０℃の範囲に調整する。そして、この動力研磨型洗浄装置１は、摺り潰し且つ揉み潰しを連続的に行う洗浄磨砕装置や、汚染土壌粒子の表面から重力式衝撃作用により有害汚染物質を剥離する動力研磨型洗浄装置が使用されるが、この実施例ではハリケーン洗浄磨砕装置として公知の洗浄装置を使用している。
【００２１】  ここで汚染土壌粒子の表面から有害汚染物質を剥離された土壌は洗浄用温水１ａと共に所定の温度を保持しながら、第２工程であるゴミ取り分級機２に供給され、汚染土壌中のゴミや木くずＣ、と所定の土壌粒、例えば４０ｍｍ〜５ｍｍの粒度に分級された粗粒土Ｄとして排出される。第２工程による汚染成分や有害汚染物質を含む洗浄用温水である放射性物質含有洗浄水２ａは高速の竜巻状回転水流を起こして高濃度の汚染土壌を洗浄し、固形物と放射性物質含有洗浄水３ａとに分離する第３工程に送られる。
【００２２】  第３工程では、例えばシルト分級装置３が使用され、ここで沈殿した固形粒子（５ｍｍ〜７５μｍ）は微細粒土Ｅとして分級し排出される。そして残留した放射性物質含有洗浄水３ａは、２９℃以上の温度を維持したまま、次の処理工程である第４工程の撹拌洗浄装置４に送られ、更に洗浄されて固形物としての沈殿物Ｒと２９℃以上の温度を有する放射性物質含有洗浄水４ａとに分離され、沈殿物Ｒは再び前述した第３工程のシルト分級装置３に帰還させて再処理される。なお、第４工程で使用される撹拌洗浄装置４には、市販のシックナー撹拌機が使用される。
【００２３】  第４工程により分離されたセシウムの融点温度以上の温度である２９℃を保っている放射性物質含有洗浄水４ａは、汚染洗浄水冷却機Ｌによってセシウムの融点温度以下である２８℃以下の温度、好ましくは２８℃〜４℃に冷却されて混合撹拌を連続的に行う第５工程である撹拌凝集固液分離装置５に送られる。そして、この撹拌凝集固液分離装置５の中の放射性セシウムの融点温度以下に冷却された放射性物質含有洗浄水４ｂに、放射性元素吸着沈殿剤と酸化マグネシウムを添加投入することにより、放射性物質含有洗浄水から、ほぼ１００％に近いセシウムを吸着除去することができるのである。この放射性元素吸着沈殿剤は、カンラン岩を主成分とする汚染物質吸着剤として本発明者が別途開発したアースプロテクター（登録商標）を使用することが望ましい。
【００２４】  したがって、ここでは汚染物質を吸着保持した固形物である放射性元素吸着沈殿剤と、放射性物質含有洗浄水からセシウムを除染されて２８℃以下の温度に冷却された残留水５ａとが存在することになる。有害な放射性物質を含む固形物と放射性元素をほぼ完全に除染された残留水５ａは、次の第６工程である遠心分離機６に送られ、有害な放射性物質を含む脱水汚泥Ｇと、放射性元素を取り除かれて無害化された浄水Ｗとに分離される。第６工程で使用する遠心分離機６には、例えば市販のスクリュウデカンタ型の遠心分離機が使用される。
【００２５】  こうして、無害化された浄水Ｗは、再び第１工程用の温水製造機Ｂに帰還させ、或いは浄水タンクＴに貯水して置き、加温してシルト分級装置３の洗浄水としても再利用することが出来る。そして、脱水汚泥Ｇは、更に乾燥・固形化し、形整してカンラン岩を主成分とする放射能遮断機能を有するアースプロテクターでコーティングし、或いはカプセルを構成してその中に封入することにより、完全に放射能の漏洩を防止する放射能遮蔽カプセルへの放射能の封入処理７を行うことが出来るのである。
【００２６】  以上説明した実施例は、数段階に及ぶ洗浄や撹拌処理が行われているが、被汚染物の種類や汚染の環境状態により、必要によって取捨選択することができるものであり、産業処分物Ｃとして排出された木屑は、燃料として利用し、土壌の粒土を分級されて排出された分級土壌ＤやＥは、既にセシウムがそれら被汚染物の表面から洗浄用温水に溶け出して殆ど洗い落とされたものであるから、そのまま乾燥して埋め戻し用の土壌Ｆとして使用できるものである。
【００２７】  なお、特に粘土を多量に含む被汚染土壌や焼却灰の処理については、別途、硫酸や硝酸等の強酸を添加した高温・加圧水（例えば２００℃・２気圧）の環境下で撹拌洗浄し、常温まで冷却し、前記放射性元素吸着沈殿剤に更に強アルカリ性液を加えて強酸を中和することにより、残留水５ａ中の超微粒子の表面に付着していた放射性物質も完全に除去することが出来る。
また、被汚染物から放射性物質を洗浄除去するために、アルカリ性の水や多気泡性水で噴射洗浄することにより、更なる効果が期待できる。
【符号の説明】
【００２８】１・・・動力研磨型洗浄装置
２・・・ゴミ取り分級機
３・・・シルト分級装置
４・・・撹拌洗浄装置
５・・・固液分離装置
６・・・遠心分離機
７・・・放射能封入処理
Ａ・・・汚染土壌
Ｂ・・・温水製造機
Ｃ・・・木屑
Ｄ・・・粗粒土
Ｅ・・・微細粒土
Ｆ・・・埋め戻し用土壌
Ｌ・・・汚染洗浄水冷却機
Ｐ・・・放射性元素吸着沈殿剤
Ｒ・・・沈殿物
Ｔ・・・浄水タンク（無害）
Ｇ・・・脱水汚泥
Ｗ・・・浄水（無害）
【図１】
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