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雨どいの放射能汚染水を饮料水基準値以下に ―放射性セシウム除染布を开発―研究成果
记者会见 |
平成24年5月28日
东京大学生产技术研究所
1．発表日时：
平成24年5月28日（月）10:30～11:30（受付开始 10：00）
2．発表场所：
东京大学生产技术研究所 総合研究実験棟An棟3F大会議室（An301、302）
〒153-8505 目黒区驹场4-6-1 驹场リサーチキャンパス
3．発表者：
东京大学生产技术研究所
迫田 章义（教授）
工藤 一秋（教授）
立间 彻（教授）
石井 和之（准教授）
小尾 匡司（大学院生）
藤井 隆夫（技术専门员）
赤川 贤吾（助教）
藤田 洋崇（助教）
4．発表ポイント：
(1) 成果
プルシアンブルー（注1）を固定化した布を新规开発し、福岛県で検証。セシウムの选択的回収に成功。
(2) 新規性
前処理が不要で简便な、ライン生产に适した独自の方法で、プルシアンブルーを繊维にしっかり固定。
(3) 意義／将来展望
放射能汚染水?土壌の処理に。环境省の支援を受け、低コストで専门家の立ち会い不要な小规模分散型除染システムを构筑する。
5．発表概要：
放射性セシウムイオン吸着材として、人工青色颜料「プルシアンブルー」を固定化した布を新规开発した。安価で简便に作製でき、丈夫であることが特徴である。福岛県での検証実験では、雨どいの水を饮料水の基準値以下にまで除染できた。
今回、研究グループは、前処理が不要で简便な、ライン生产に适した独自の方法を开発し、プルシアンブルーを繊维にしっかり固定している。布1枚（60×40平方センチメートル、18グラム）で最大2.5ミリグラムのセシウムイオン（セシウム137（注2）なら80亿ベクレル）を吸着できる。汚染水に対して10万倍の浓缩効果を持ち、他のイオンが共存していても、セシウムイオンを选択的に回収できる。雨どいの水1尝を一晩処理した后の布が持つ放射能は、取り扱いに危険が生じるレベルではなかった。酸処理により吸着材からセシウムイオンを引き离し、再利用できる。放射能汚染水?土壌の処理への活用が期待される。福岛大学、石巻専修大学と共同で、环境省の支援と饭舘村の协力を受けて、本吸着材を利用した、低コストで専门家の立ち会い不要な小规模分散型除染システムを构筑予定である。
6．発表内容：（本文中の図はこちら）
背景
福島第一原子力発電所における未曾有の事故以降、放射性物質による環境汚染が深刻な問題となっている。なかでも半減期が長いセシウム137イオンを水や土壌から除くことが最重要課題である。东京大学生产技术研究所の化学系有志は、震災が発生した2011年3月から議論を始め、セシウムイオンに対する吸着材を開発して、それを用いた除染プロセスを開発することとした。
迅速かつ広范の除染を実现するため、开発するべき吸着材には、安価で大量生产に适していることと、専门家でなくても容易に扱えることが求められる。
安価で简便に作れて丈夫な、放射性セシウム吸着材を开発
セシウムイオンに対する吸着材として、人工の青色颜料である「プルシアンブルー」を利用した。プルシアンブルーは、セシウムイオンを选択的に吸着することで知られる。チェルノブイリ事故の际にも、牛に饮ませて牛乳などにセシウムイオンが出るのを防いだといわれる。プルシアンブルーは一般に细かな粉末状であるため、水や土壌の除染に使うには、繊维などに固定化することが必要である。しかし、プルシアンブルーを繊维から脱落しにくくするためには、电子线による前処理などが必要であるため、生产に手间や费用がかかるという问题があった。
そこで当研究グループは、プルシアンブルーを繊维に固定化する新しい方法を开発した（図1、2）。この方法の特徴は以下の通りである。
1）プルシアンブルーとなじみやすいセルロース系の繊维を用いるため、前処理が不要である。
2）2种类の原料溶液へ繊维を顺次浸すだけの简便な作製法である。
3）得られた吸着材は丈夫で、プルシアンブルーが脱落しにくい。
4）切断も容易で、様々な大きさ?形にしやすい。
现在は手作业で作製しているが、ライン生产にも适した作製法である。2011年8月に特许出愿した。
福岛県での実地検証で、セシウムイオンを选択的に回収
新たに开発した吸着材を検証し、以下の通り、十分な能力を持つことを実証した。
1）布1枚（図1、60×40センチメートル、18グラム）で最大2.5ミリグラムのセシウムイオン（セシウム137なら80亿ベクレル）を吸着できる。
2）セシウムイオンに対し最大10万倍の浓缩効果を持つ。たとえば、10リットル（10キログラム）の水に10ミリグラムのセシウムイオンが溶けている场合、その99パーセント以上を10グラムの吸着材で回収できる（他の阳イオンが存在しない场合）。
3）福岛県での実験で、约20ベクレルの放射能を示す雨どいの水1リットルに、20グラムの吸着材を一晩浸したところ、放射能は検出限界（8ベクレル）以下になった。つまり、饮料水の基準値（リットルあたり10ベクレル）よりも低くできた。
4）アンモニウムイオンやカリウムイオンなど、セシウムイオンと竞合する可能性のある阳イオンが多量にあっても、微量のセシウムイオンを选択的に回収できる。実际に、非常に高い浓度の肥料を含む水（约100グラムの硫酸アンモニウムと约100グラムのリン酸二水素カリウムを含む1リットルの水）の中であっても、セシウムイオンに対し60倍の浓缩効果を示した。
5）上记3）の実験を行った后の布が含む放射能は、取り扱いに危険を伴わないレベルであった。
6）酸で适切に処理すれば、セシウムイオンを吸着材から引き离して回収できる。
専门家を必要としない小规模分散型の土壌除染システムへ
当研究グループは、福岛大学、石巻専修大学と共同で、环境省の支援と福岛県饭舘村の协力を受けて、吸着材のさらなる検証と、それを利用した低コストで専门家の立ち会い不要な小规模分散型土壌除染システムの构筑を行う（図4）。环境省环境研究総合推进费の新规课题として申请中である。
小规模分散型土壌除染システムのポイントは以下の通りである。
1）汚染土壌の集积が不要で、処理した土壌は元の场所へ戻せる。
2）専门家の立ち会いがなくても、地元民やボランティアにより除染できる。
3）低コストで、効率的に処理できる。
これまでに、肥料成分の添加と简便な器具による加温により、1キログラムあたり约3万ベクレルの汚染土壌から、约70パーセントの放射性セシウムを分离することに成功している。福岛県での実地検証から、分离したセシウムを本吸着材で吸着できることがわかった。早期の実用化に向けて、さらなる除去率向上とスケールアップを急いでいる。
7．问い合わせ先：
石井 和之
东京大学生产技术研究所 物質環境系部門 准教授
8．用语解説：
（注1）プルシアンブルー： 紺青、ベルリンブルーなどとも呼ばれる颜料。一般的に、フェロシアン化カリウムと塩化第二鉄から合成される。製法等によって组成や构造にわずかな违いが生じ、性质も异なる。适切に合成すれば非常に安定で、难溶性である。阳イオンを取り込む性质があり、とくにセシウムイオンを取り込みやすいことが知られている。原料であるフェロシアン化カリウムは厚生労働省により食品添加物として认められ、食塩に固结防止剤として加えられる。塩化第二鉄も栄养强化に関する食品添加物として认められている。プルシアンブルーは、ドイツなどでは体内からのセシウム除去を目的とした医薬品として贩売されている。
（注2）セシウム137： ウラン235の核分裂などによって生成する放射性物质。半减
期は约30年であり、福岛第一原発の事故において、长期の放射能汚染の主因になると
考えられている。水や土壌においては、1価の阳イオンであるセシウム137イオン
（137颁蝉+）として存在していると考えられる。
