月例卓話

福島原発事故後の除染活動に関する研究
徳二緒言（この節は主に徳田の主観による）田瓶

陽直明・上田＊，＊＊登・藤＊＊＊

村義恵

勝＊＊

人＊＊＊＊

非常に混乱していた状況が落ち着きつつあった2011 年 3 月 11 日に起きた東日本大震災とその時，本稿の共著者である上田と二瓶が旧知の仲で後の福島第一原発の事故はまだ記憶に新しい．当あり，さらに二瓶が福島県農業総合センター（そ時の状況を改めて思い起こしてみると，あまりにの後，福島県庁にて放射線測定器の導入に関わっも情報が少なく，またあまりにも混乱していたよた）に勤務していたという縁から除染に向けた連

うに思う．事故の報に接したとき，日本の将来は携が進み始めた．これを契機として，藤村，小野一体どうなってしまうのだろう，将来の世代へのらとも連携し，急速に研究が進んでいった．思う

大きな負債となるのではないだろうか，と暗澹たに共著者全員のなんとかせねばという強い思いがる気持ちになったことを思い出す．

連携の原動力になったのだろう．

その一方でこれまで科学を学んできたものとし

当初，測定方法の検討を行いつつ洗浄方法も模て，また現に国立大学法人の教員として，何か自索するという手探りの状態だったが，偶然にも分にできることはないだろうか，いや何かしなけ

ファインバブル水と非界面活性剤洗浄剤と出会うればならないという焦りも感じていた．しかし，ことができた．これらの洗浄剤は，それのみで完

その一方でセシウムの挙動について何も知らない

全にセシウムを除去できるというものではないが，ことや，土壌とどのような相互作用をするのか知

除染において一定の効果を示すということを見いらないことにも気がつき，なんとも自分は浅学なだした．本論文では，それぞれの洗浄剤の特徴やのかと愕然とした．

洗浄力について概説することとする．

図 1．砂利（100 cc）の浸漬（静置）による除染率（乾燥後）．◆は水，○は FB 水（FB̲4（生成 15 日後））を用いて除染を行った結果である．FB 水は原水より高い洗浄効果を示す．

滋賀大学，＊京都大学，＊＊

東京大学，＊＊＊＊＊＊＊

農業・食品産業技術総合研究機構，

第 314 回京都化学者クラブ例会（平成 28 年 8 月 6 日）講演

Transactions of The Research Institute ofOceanochemistry Vol. 30 No. 1, Apr., 201739

ファインバブル水の利用1）

定は洗浄前，洗浄後の乾燥後に行った．また，福ファインバブルとはおよそ 1 μm 以下の気泡の島県で採取した砂 100 cc に対して水 500 cc を加ことであり，これを含む水のことをファインバブ

え，12 時間（砂 100 cc × 3 個に対して各 5 リッル水と呼ぶ．通常の泡（バブル）は，浮力のためトル）および 3 時間（砂 500 cc に対して水 1 リッに短時間で浮上して消失するが，極微細化したバトル）保持して洗浄した（静置）．砂を自然乾燥

ブルに働く浮力は小さく，比較的長時間水中に留した前後の除染率を評価した．また，比較のためまることが知られている ．実際，数日間の貯蔵市販の家庭用中性洗剤（濃度 0.15 wt%）を原水，ではバブルの数はあまり変化しない ．このようFB 水のそれぞれに添加したものについての洗浄なファインバブルを含む水は，種子の発芽を促進評価を行った．

2）

2）

する ，無機材料合成の際の反応場となる ，と3）

砂利の浸漬洗浄試験（12 時間及び 3 時間の静置）

4）

いった特徴を有する．

では，除染率が 50‒60% であり，原水と比較して本 研 究 で は， 気 液 せ ん 断 方 式（Ligaric 社 製

20% 以上高くなることがわかった（図 2，3）．まBUVITAS HYK-32-D）によりファインバブルをた，中性洗剤を原水，FB 水に加えて同様の浸漬発生した．原水として福島県農業総合センターの洗浄試験（静置）を行ったところ，中性洗剤の添水道水を用いた．ファインバブルの粒度分布測定

加効果はほとんどなく，原水と FB 水単体での試には，粒子トラッキング法（ナノサイト社製 LM-験結果と同様となった（図 2，3）．この試験にお10）により行った．放射線測定は，GM サーベイ

いては振とうを加えていないため，この結果はメータ（日立アロカメディカル製 TGS-146B），FB 水そのものの除染作用を示しており，中性洗ゲルマニウム半導体検出器（EG&G ORTEC 製剤以上の洗浄効果を示したことは特筆に値する．

GMX-18200-S，京都大学環境安全保健機構放射性

さらに，生成後 2 週間経過した FB 水を用いて砂同位元素総合センター所有）により行った．

利の浸漬洗浄試験（静置）を行った結果でも同様

除染対象から所定の高さ（2 cm，5 cm）から，の傾向を示しており，原水と比較して 20% 以上7.5 MPa の水圧で試験水を吐出し（2 cm: 20 秒 ,の除染率を示すことが明らかとなった．この結果

5 cm: 1 分），洗浄試験を実施した．放射線量の測は，FB 水が洗浄液としての保存時間が長いこと

図 2．砂利（500 cc）の浸漬（静置）による除染率（乾燥後）．◆は水，○は FB 水（FB̲5, 6, 7（生成直後と生成 24 時間後））を用いて除染を行った結果である．比較のため中性洗剤（濃度 0.15%）を用いた洗浄試験も行った．ナノバブル水は原水，中性洗剤を含む原水より高い除染率を示すことがわかる．

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海洋化学研究第30巻第 1 号

平成29年 4 月

図 3．砂利の浸漬による除染率．圧壊処理したメタケイ酸ナトリウム水溶液からなる非界面活性剤系洗浄剤を用いて洗浄を行った．

非界面活性剤系洗浄剤の利用を示している．

5）

また，アスファルト舗装面とコンクリート舗装

次に除染と除染廃棄物の両者を達成する方法と面に対して高圧洗浄した結果，FB 水を用いるとして，メタケイ酸ナトリウム水溶液に着目した．

原水よりも除染率が最大 20%（約 5‒20%）向上

メタケイ酸ナトリウムは，pH を高く保つことがすることがわかった．また，生成後 6 日間経過しでき，洗浄に有効な化学物質の候補である．また，た FB 水を用いた場合でも，アスファルト舗装面界面活性剤を含まないため，泡立ちが無いというを除染することができた．コンクリート舗装面の特長を有する．さらに，メタケイ酸ナトリウム水

高圧洗浄の場合，FB 水の除染率は原水と比較し溶液を酸によって中和することでゲル化することて，最大 10%（約 5‒10%）向上することがわかっが知られている．ゲル化に伴う共沈によって，セた．アスファルト舗装面ならびにコンクリート舗シウムをゲル内に取り込んで固液分離し，洗浄液装面の高圧洗浄にナノバブル水を併用することにとして再利用することを考えた．

より洗浄効果が高まることが明らかとなった．

メタケイ酸ナトリウム九水和物を濾過水（オル樹木（ポプラ）表皮の高圧洗浄を行った．なお，ガノ社製の G-20B により製造）に溶解し，0.47

除染は樹皮表面に苔や粉塵等の付着が無い状態でmol/kg の溶液を調製した．水への溶解性の向上行った．FB 水による除染率は 25% であったが，を目的とし，協和エンジニアリング社製のマイク原水よりも 20% 以上も高いことがわかった．まロバブル発生装置（1 ml 当たり 2 万個以上のマた，樹木の洗浄後の状態も良好であることを確認イクロバブル発生装置）を用いて微細気泡を溶液した．森林の除染方法は一般的に難しいとされて中に混入させ，超音波照射（40 kHz，シャープいるが，ナノバブル水を用いた高圧洗浄は，森林社製の超音波発振機 UT-1204U，超音波振動子汚染の低減に有効な技術だといえる．

UI-12R3）により気泡を圧壊処理し，洗浄剤を調本試験より，多くの試験対象に対して FB 水が製した．このようにして得られたものを SMC と原水よりも高い除染率を示すことが明らかとなっ呼ぶこととする ．比較のため SMC を 10 倍（10た．特に市販の洗浄機と FB 水の組み合わせによwt%）希釈したもの，ならびに pH（13.1）の水る除染が舗装面や樹木に対して有効であるという酸化ナトリウム水溶液，圧壊処理していないメタ

結果は，他の手法との組み合わせによる低環境負ケイ酸ナトリウム九水和物水溶液（SMC と同濃荷の除染の実現に寄与するものである．

度）を調製した．

6）

福島県農業総合センターにて採取した砂利を洗浄物とした．砂利を洗浄水 100 cc 中に 20 時間浸Transactions of The Research Institute ofOceanochemistry Vol. 30 No. 1, Apr., 201741

漬した．洗浄後の洗浄液に，塩酸を加えて中和し，を完全に除去できるというものではないが，他の沈殿させた．沈殿と上澄み液を分離し，それぞれ方法と組み合わせることにより除去率を向上させの放射線強度を評価した．

るという効果が期待できる．またファインバブル

背景放射線強度の測定は，京都大学放射性同位水は水と空気のみから生成できること，非界面活元素センター分館所蔵のゲルマニウム半導体検出性剤洗浄剤は中和して再利用ができることから比器を用いた．検出器は高純度ゲルマニウム検出器

較的に環境負荷が小さいという点が特長である．

（EG&G ORTEC 社，GMX-18200-S）でゲルマニ謝辞

ウ ム 結 晶 の 大 き さ は 10 cm ， 相 対 効 率（ Cs23137662 keV g 線に対して NaI（Tl）（76 × 76 mm）

本研究で用いた洗浄水の生成は，サンスター株

結晶の効率との相対比）は 22.3％である．プラス式会社の岡徹氏，株式会社クレハトレーディング

チック製の容器に試料を入れて洗浄前後の CPSの後藤裕氏らと行った．また，本研究の研究費の値により洗浄率の評価を行った．

一部は，京都大学，同化学研究所，同生存圏研究

SMC（10 wt%），SMC（10 wt%），水酸化ナト所，日本原子力研究開発機構，国立大学協会，日リウム水溶液を洗浄剤とした場合の洗浄前後の放本再生支援事業によるものである．ゲルマニウム

射線強度を測定し，除染率を求めた．その結果，半導体検出器による測定は京都大学放射性同位元水酸化ナトリウム水溶液ではセシウムがほとんど素総合センターにて行った．実施にあたっては，落ちなかったのに対して，JPAL では除染率が平福島県農業総合センター果樹研究所の小野勇治ら均値で 22% であることがわかった．また，JPALの協力を得た．

（10 wt%）を用いた場合の除去率は，19% となっ
参考文献

た．
減容化の検討のために，cps 値が 2,600〜2,800

1）Ueda Y, Tokuda Y, Fujimura S, Nihei N, andであった廃液の中和を行った．その結果，上澄みOka T, Water Sci. Technol., 67.5 (2013)の cps は 1/10 以下になることがわかった．これ

2）微細気泡の最新技術，NTS（2006）

より，沈殿に放射性セシウムが取り込まれること

3）Liu, S., Kawagoe, Y., Makino, Y., *Oshita, S.,がわかり，廃棄物の減容化が可能であることがわ

Chem Eng Sci 93, 250-256 (2013).

かった．さらに，ケイ酸ナトリウムを再度溶解さ

4）Tokuda Y, Matsuki H, Ueda Y, Masai H, andせることにより，溶媒として再利用することも可

Yoko T, New J. Glass Ceram., 4, 49-54. (2014)

能であり，廃液を生じないという利点がある．

5）Ueda Y, Tokuda Y, Goto H, Kobayashi T,
Ono Y, J. Soc. Remed. Radioact. Contam.

まとめEnviron., pp.191-195 , Vol1 (2013)

本研究では種々の洗浄剤を用いて放射性セシウ

6）http://www.kureha-trading.co.jp/division/

ムにより汚染された砂利の洗浄を行った．水のみchemicals-dept/jpal01.htmlの洗浄より効果があることがわかった．セシウム42

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