海底堆積汚泥からのセシウム除染技術
Removal of cesium in sea sludge; through the decontaminationfrom organic matter and inorganic matter 和歌山工業高等専門学校：環境都市工学科

平野 廣佑（助教）<概要概要>
概要 福島での放射性セシウム）飛散を機に，日本ではCsによる土壌や海洋の汚染による土壌や海洋の汚染が問題視されている。中でも海底福島での放射性セシウム（放射性セシウム（Cs）
堆積汚泥におけるCs汚染
堆積汚泥における 汚染は東京湾内東京湾内において確認されるなど，除染の必要性が高いと言える。本研究室では過酸化水素（過酸化水素（H2O2）の持つ有機物分解性能 を利用した海底堆積汚泥からのCs除染に関する既往研究結果[1]を基に， 海底堆積汚泥がCs吸着を行う
海底堆積汚泥が 吸着を行う仕組みについて研究および実験を行い，結果として海底堆積汚泥内に存在する有機物・海底堆積汚泥内に存在する有機物・無機物共にCs吸着性能が確認された
無機物共に 吸着性能が確認された。
特に， 有機物 は添加した溶液に存在するCsイオンの 50.8%を取り込みを取り込み [2]，また 無機物 は ゼオライト（ゼオライト （ ケイ酸塩鉱物）ケイ酸塩鉱物 ） と同等のCs吸着性能を持っている吸着性能を持っていることが分かった。[3]＜海底堆積汚泥内の有機物
有機物における特性＞＜海底堆積汚泥内の無機物
無機物における特性＞
有機物
無機物（過酸化水素水を用いた海底堆積汚泥からのセシウム除染
酸化水素水を用いた海底堆積汚泥からのセシウム除染） 100%3Fe( 1) 濃度を0～34.5%に設定した過酸化水素水（H過酸化水素水（ 2O2）を添加60%(2) 試料をろ過することで得られた液相を対象に，イオンクロマトグラフィー を用いて H 2 O 2 添加濃度の変化に伴う液相への添加濃度の変化に 伴う液相へのCs伴う液相への + 40%
溶出量の変化
溶出量の変化を測定(3) ろ過の際に分けられた 固相 については， エネルギー分散型Ｘ
エネルギー 分散型Ｘ線分散型Ｘ 線20%
分光法（）により化学分析
分光法（EDX）に）により化学分析を実行
なお， 既往実験では既往実験 では千葉県の船橋港で採泥した海底堆積汚泥にてでは 千葉県の船橋港で採泥した海底堆積汚泥にて行っている ことから， 日高港と船橋港の採泥場所の違いによる除染効果，および試料となる海底堆積汚泥自体の物質構成を比較した。

AlSi

0%

Cs+ [測定値/初期値]

S

和歌山県の日高港で採泥した海底堆積汚泥
和歌山県の日高港で採泥した海底堆積汚泥を対象に，硝酸セシウム
硝酸セシウム（ CsNO 3 ） を 1000 ppm添加添加 して試料を作成し、以下のような条件で 80%実験を行った。

21005

日高港 船橋港（目的）目的）有機物におけるCs+吸着性能を明確にするため，海底堆積1015 20
H2O2[%]●：本研究測定結果253035○：既往研究測定結果 [1]（ 目的）目的） 現在はCs回収技術においてゼオライトが吸着剤として使用

汚泥に含まれる有機物，および堆積汚泥内の有機物と同等の物質 されているように，有機物だけでなく無機物にもCs吸着性能が存在する。
+吸着性能を調べた。
構成が確認されているドライイースト
ドライイーストを用いてCs
ドライイースト
そこで，実験（1），実験（2）では海底体積汚泥における無機物のCs吸着
15.00
性能を確認することを目的とした。
海底堆積汚泥ドライイースト

10.00
5.00
0.00
H [%]

C [%]

N [%]

（海底堆積汚泥の有機物とドライイーストにおける化学分析の比較結果）

炭素 (C) を1 とし、水素水素 (H) と窒素 (N) を割った基準化よりを割った基準化
汚泥内の有機物・ドライイースト共にH : C : N = 0.2 : 1.0 : 0.1
＜結果＞
結果＞

①硝酸セシウム(CsNO 3 ) の添加濃度を500，1000，および2000 ppmになるよう試料（100mlに対し有機物0.10 g含有）に添加② ろ過することで得られた液相中のCs+をイオンクロマトグラフィーを用いて測定することで有機物が有するCs吸着性能を測定（1）Cs+の測定値は上図のようにCsNO3
添加量が増すにつれてCs
添加量が増すにつれて + に対する吸着性能が増す結果が得られ，またドライ性能が増す
イーストにおけるCs
イーストにおける +吸着性能についても，吸着性能についても，海底堆積汚泥内海底堆積汚泥内の堆積汚泥内の有機物と類似した傾向を有機物と類似した傾向示したことが確認した。
（ 2）） 吸着性能については，CsNO 3 添加濃度2000 ppmにおいて吸着率吸着率50.8%を記録吸着率した結果が最大となった。

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実験（1）無機物
実験（ ）無機物試料の選定）無機物試料の選定海底堆積汚泥内の無機物の他，和歌山県内で採取した海砂，ゼオライト，二酸化ケイ素といった試料を用意し比較対象の選定を行った。
＜結果＞＜実験方法＞
結果＞
1 gあたりの（1）CsNO3濃度
R.T
Cs濃度
吸着量
吸着量
1000 ppmの無し
640.7
10.565水溶液を添加ゼオライト
10.565
632.4
8.2
8.2
(2)試料をろ過（荒目）することで得た
海砂
10.557
637.3
3.4
3.4
液相を対象にSiO
10.602641.2-0.5-0.5
測定
2

ヘドロ内の無機物

10.582

621.4

19.3

19.3

実験（2）
実験（ ）：無機物を対象とした海底堆積汚泥におけるセシウム：無機物を対象とした海底堆積汚泥におけるセシウム吸着特性の比較
吸着特性の比較 海底堆積汚泥に含まれる無機物の海底堆積汚泥に含まれる無機物のCs吸着性能
堆積汚泥に含まれる無機物の 吸着性能を吸着性能調べた結果，下表のように1 gあたりあたり51.6ppmののCs吸着性能吸着性能を有しあたり吸着性能ていることが分かった。また，比較対象であるゼオライトのゼオライトのCs吸着
ゼオライトの 吸着性能については，
性能
＜結果＞
結果＞
吸着前のCs溶液 吸着後のCs溶液
砕くことで得られた
吸着量 [ppm/g]
[ppm]
[ppm]
荒目・細目・粉末の ヘドロ内の無機物
640.5
588.9
51.6
（1 g）
三種類の形状に
荒目
617.7
29.8
おけるCs吸着性 能 を 平 均 化 し ， ゼオライト 細目
607.8
39.6647.5
そ の 数 値 を ゼ オ （1 g）
粉末
536.4
111.1
ライトが有する
平均60.2性能として比較し た 。 そ の 結 果 ， （参考文献）
1 gあたりあたり60.2ppmのの [1] H. Hirano, T. Toyama, N. Nishimiya, K. Okamoto:
あたり
Removal of Cesium from Sea Sludge through
Cs吸着性能吸着性能を示す
吸着性能
Decomposition of Organic Matter with Aqueous
こ と が 分 か り ， Hydrogen Peroxide, International Journal of GEOMATE,
本論では海底海底堆積
海底堆積 Vol. 8, No. 1, 1203-1206, 2015
[2] 裏垣勇斗, 森田周悟, 平野廣佑: 海底堆積汚泥内汚泥内の無機物と汚泥内 の無機物と の有機物におけるセシウム吸着性能の評価,
第50 回
ゼオライトは同等のゼオライトは同等の 日本水環境学会年会講演集, 622, 2015
Cs吸着性能を吸着性能を有し吸着性能を 有し [3] 森田周悟, 裏垣勇斗, 平野廣佑: 無機物を対象とした海底堆積汚泥におけるセシウム吸着特性の比較, 第ていると判断した。
いる50 回日本水環境学会年会講演集, 621, 2015