底泥における放射性物質の除染について 平成２６年度SSCEセミナー 発表会 平成２７年１月２８日 吉田研究室 １２Ｔ０１３ 大本 修平

Presentation on theme: "底泥における放射性物質の除染について 平成２６年度SSCEセミナー 発表会 平成２７年１月２８日 吉田研究室 １２Ｔ０１３ 大本 修平"— Presentation transcript:

1 底泥における放射性物質の除染について 平成２６年度SSCEセミナー 発表会 平成２７年１月２８日 吉田研究室 １２Ｔ０１３ 大本 修平
１２Ｔ０１３　　大本　修平 １２Ｔ０１５　　岡田　淳 １２Ｔ０２８　　久保　栞 １２Ｔ０４９　　松森　大輔

2 研究背景 福島第一原発事故により大量の放射性物質が放出され海洋や土壌が汚染された →放射性物質の除染が急がれている
→効率の良い除染技術を検討することが必須 safeenergy.org/2014/06/10/unscear-underestimated-fukushima-effects/

3 底泥に着目した理由 放射性Csも放射性Srも底泥に多い 底質に住む魚介類が体内に取り込みやすい 食物連鎖によって人の体内へ入る
現在の汚染実態の把握 その実態から除染 土壌についてちょこちょこやってるとこあるけど 海底泥や湖泥の除染技術が確立されていない

4 原発事故により放出された放射性物質 ・放射性Cs 137Cs（半減期30年），134Cs（2.1年） →人間の体内にとどまりにくく，排出されやすい 直接大量に浴びると危険 ・放射性Sr 90Sr（半減期29年） →骨の中に蓄積されやすい 魚介類などの食べ物から摂取すると危険 枠の中のを実験背景にもってく Cs（半減期○年） Srは89と90 それぞれの特徴 Csは浴びるのがやばい，Srは食べるのがやばい 放出量はCsがSrの10倍

5 汚染例として 東京湾周辺に生活している人口が多い データ量が豊富 周囲よりも汚染が進行していた 接する河川が多く,流入量が多い

6 東京湾における海域モニタリング結果

7 東京湾における海域モニタリング結果 放射性物質 海水 （Bq/l） 海底土 （Bq/kg） 134Cs 0.0075 40 (0.046)
かっこなし：2012年.7月　（）内：2011年.8月 ［］内：2010年.12月　 放射性物質 海水 （Bq/l） 海底土 （Bq/kg） 134Cs 0.0075 40 (0.046) (14) [ND] 137Cs 0.013 66 (0.051) (20) [0.0016] [3.5] 90Sr 0.0008 0.14 (0.0008) (0.045) [0.0011] [0.061] 　　　

8 セシウム濃度分布 榛名湖 奈良俣ダム 周辺部に比べて 沈着量が高い 出典：文部科学省

9 奈良俣ダム・榛名湖から海へ 奈良俣ダム 利根川 榛名湖 出典：　Googleマップ

10 100 50 10 200 線量の基準値について 底質に残留した放射性物質に着目 ・厚生労働省のデータを使用
・基準値とモニタリングデータを比較 ・基準値は飲料水と汚泥肥料の原料に注目 底質に残留した放射性物質に着目 名称 一般食品 乳児用 食品・牛乳 飲料水 汚泥肥料 の原料 基準値 [Bq/kg] 100 50 10 200 一般食品・乳児用食品・牛乳・飲料水　 汚泥肥料　 編集

11 榛名湖のモニタリングデータ 5 9 66 200 266 460 1200 1660 底質 周辺環境（河畔） 放射性物質濃度
　２０１４年８月７日測定分を抽出 底質 周辺環境（河畔） 放射性物質濃度 [Bq/kg（乾泥）] 採泥深 （ｃｍ） 含泥率 （％） 134Cs 137Cs 合計 5 9 66 200 266 460 1200 1660

12 榛名山と榛名湖について じょうご型のため降り注いだ 放射性物質が雨で流入 Googleマップ地質調査総合センター

13 原因として「カルデラ湖のため湖水の滞留日数が長いのが大きい」と指摘。（群馬大 分析化学研究室 角田欣一教授）
榛名湖とワカサギの放射能汚染 ・榛名湖は氷上ワカサギ釣りで有名 ・群馬県による持ち帰り自粛の要請 ・解禁されたものの直後に解禁見送り（11年度～） ・基準値：100ベクレル　安定して下回る：50ベクレル 原因として「カルデラ湖のため湖水の滞留日数が長いのが大きい」と指摘。（群馬大 分析化学研究室 角田欣一教授） どこまで安全か曖昧 読売新聞：note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n152032

14 奈良俣ダムのモニタリングデータ 5 27 580 1700 2280 960 2900 3800 底質 周辺環境（河畔） 放射性物質濃度
　２０１４年８月１日測定分を抽出 底質 周辺環境（河畔） 放射性物質濃度 [Bq/kg（乾泥）] 採泥深 （ｃｍ） 含泥率 （％） 134Cs 137Cs 合計 5 27 580 1700 2280 960 2900 3800

15 底質(底泥)の浚渫について 「放射性物質含有下水汚泥対策（平成２６年７月）」 しゅんせつ
徐々には始まっているが、根本的な解決には至っていません。

16 汚染された下水の保管（下水道事業団） 汚染水をコンテナで保管 場所：福島県阿武隈川上流 流域下水道 県中浄化センター
汚染された下水の処理については福島ではこのようになっています 公的機関による発表予定の時期が不明 間違った情報が広まっている可能性

17 私たちにおける影響 汚染により，食べることのできなくなる食品が 出てくる（＝食生活の変化） その他にも様々な分野で原発事故前の
　　出てくる（＝食生活の変化） その他にも様々な分野で原発事故前の 　　生活より不便になる可能性が高い セシウムは体外に排出されやすいが 　ストロンチウムは骨に留まるため，より危険

18 いかにして除染するのか？ 水中および底泥の汚染が深刻 海底土や湖沼における底泥の除染方法は水の除染方法と比べると確立されていない
おわり 実地を想定した条件のもとで海中土壌のSrの吸着実験を行う　

19 実験目的・実験器具 実験目的 実験器具 吸着材のストロンチウム吸着特性の検討 水循環の効果の検討 エアレーション装置
吸着材（ヒドロキシアパタイト（HAp）シート）　４枚 誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析装置 その他 容器，ピペット類 エアレーション装置 吸着材（ヒドロキシアパタイト（HAp）シート）　４枚 試験容器　６個（１０００ｍｌ，高さ１１．６ ｃｍ，直径１０．５ ｃｍ） ２０００ｍｌ容器 ピペット 誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析装置

20 ヒドロシキアパタイト(HAｐ)とは 高い表面吸着性（陽イオンを吸着） イオン交換性（Ca2+とSr2+が入れ替わる） Cs Ｐ Ｏ Ｈ
ヒドロキシアパタイトの結晶模型 （岡田「アパタイトの科学」） HAp 高い表面吸着性（陽イオンを吸着） イオン交換性（Ca2+とSr2+が入れ替わる）

21 吸着シート(HAｐシート) HAp １０ ｃｍ

22 実験材料 ・豊浦標準砂（２００ｇ×６） ・硝酸ストロンチウム（５ｍｇ×６） ・塩化ナトリウム水溶液（３％） ・蒸留水
おわり 海水と同濃度（３%）の塩化ナトリウム水溶液を作成する

23 実験手順の詳細 Sr エアレーション装置 塩化ナトリウム水溶液 or 蒸留水 おわり HApシート

24 実験の様子 おわり

25 実験結果（1ヶ月） 吸着材/エアレーション 残存率合計 蒸留水 無/無 51.56 有/無 39.66 有/有 32.47 NaCl 水溶液
75.29 73.82 57.00 変更有現時点（１月２６日）で実験は１回しか行っていない。 平均値を後日

26 実験結果（1ヶ月） 残存率→同程度 NaCl水溶液 蒸留水 残存率同程度→吸着材には一定量の吸着が確認される
塩化ナトリウム→エアレーションによる効果が期待できる

27 実験結果（1ヶ月） 吸着材・エアレーション →10～15％が吸着 NaCl水溶液 蒸留水
吸着材・エアレーションを組み合わせることで10～15％の吸着がされると推定

28 実験結果（1ヶ月） エアレーション →5～8％が吸着 NaCl水溶液 蒸留水 エアレーションをすることで５～８％吸着された

29 実験結果（1週間） 吸着材/エアレーション 残存率合計 蒸留水 無/無 55.74 有/無 48.47 有/有 43.86 NaCl 水溶液 65.81 48.20 40.93

30 実験結果（1週間） 一定量の吸着 NaCl水溶液 蒸留水

31 実験結果（1週間） 吸着材・エアレーション →12～25％吸着 NaCl水溶液 蒸留水

32 実験結果（1週間） エアレーション →５～７％が吸着 NaCl水溶液 蒸留水

33 実験結果 NaCl→陽イオン交換法でストロンチウムが遊離してくる。 普通は1週間の方が残存率高くなければならない →１ヶ月はやりすぎ
→１週間と１ヶ月の間に適正値があると推測される →まとめへ

34 まとめ・今後の課題 エアレーション・吸着材を組み合わせることで一定の吸着効果を確認 エアレーションによる効果は大きい
１週間と１ヶ月の間に適正値があると推測 実験条件を変える →エアレーションのかけ方 適正値を見つける（１週間と１ヶ月の間） →エアレーション期間 適正値を見つけることが今後の課題