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Development of a process for the removal and condensation of cesium from radiation contaminated soil

Research Project

Project/Area Number 17K20058
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Environmental conservation measure and related fields
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Yoshioka Toshiaki  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (30241532)

Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsセシウム / 脱着 / テトラフェニルほう酸ナトリウム / イオン会合体 / テトラフェニルホウ酸ナトリウム / テトラフェニルホウ酸 / 抽出率 / 減容化 / 濃縮
Outline of Final Research Achievements

The nuclear accident following the Great East Japan Earthquake in 2011 contaminated an enormous amount of soil owing to the 137Cs emitted from the nuclear plant. To resolve this problem, this study developed a method for desorbing the Cs+ strongly adsorbed in the soil using a complexing substance and then concentrating it as an ion-aggregate phase. To demonstrate this method, mordenite and A-type zeolite were selected as Cs+ adsorption minerals, and the results of an adsorption investigation revealed that these minerals, along with sodium tetraphenylborate (NaTPB) and sodium tetrakis(4-fluorophenyl) borate hydrate (NaTFPB), resulted in significant Cs+ desorption. We also elucidated the desorption reaction mechanism. Furthermore, we investigated a method for trapping the desorbed Cs+ in an aqueous phase and concentrating it to form an ion-aggregate phase. These findings have the potential to significantly contribute to reducing the volume of contaminated soil.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究代表者らは水溶液中のCs+を除去・濃縮する手法の有効性について報告しているが、汚染土壌に吸着された金属イオンを脱着しイオン会合体相へと濃縮する手法は確立されていない。本研究はCs+を吸着した土壌の減容化を目指し、水系からではなく土壌からCs+を脱着、その後イオン会合体相へと濃縮可能とする手法を開発するものである。本手法の着想には、今まで前例のない土壌から対象の金属を脱着、イオン会合体相へ濃縮するという学術的な視点と、本プロセスの実用化により汚染土壌の減容化を実現するという実践的な視点の2つを含んでおり、本研究成果は学術的にも社会的にも大きな意義を有する。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Identification of number and type of cations in water-soluble Cs(+) and Na(+) calix[4]arene-bis-crown-6 complexes by using ESI-TOF-MS2018

    • Author(s)
      Shogo Kumagai, Kotaro Hayashi, Tomohito Kameda, Naoya Morohashi, Tetsutaro Hattori, Toshiaki Yoshioka
    • Journal Title

      Chemosphere

      Volume: 197 Pages: 181-184

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2018.01.040

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] キレート剤を用いた汚染土壌からの鉛除去2020

    • Author(s)
      須藤れな、熊谷将吾、長洲亮佑、横塚享、田部智保、齋藤優子、亀田知人、吉岡敏明
    • Organizer
      第12回廃棄物資源循環学会東北支部・第7回日本水環境学会東北支部合同研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 錯形成物質を用いた水相からイオン会合体相へのSr2+及びCs+の抽出2019

    • Author(s)
      須藤れな、熊谷将吾、齋藤優子、亀田知人、吉岡敏明
    • Organizer
      第8回環境放射能除染研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 水相からイオン会合体相へのSr2+およびCs+同時抽出プロセスの検討2019

    • Author(s)
      須藤れな、熊谷将吾、齋藤優子、亀田知人、吉岡敏明
    • Organizer
      第30回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Cs捕捉物質及びイオン会合体を用いた水相中のCs濃縮2018

    • Author(s)
      大平早希
    • Organizer
      第7回環境放射能除染学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] イオン会合体を用いた水溶液中のセシウム濃縮2018

    • Author(s)
      大平早希,齋藤優子,熊谷将吾,亀田知人,吉岡敏明
    • Organizer
      平成29年度第8回廃棄物資源循環学会東北支部研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] アルカリ金属塩を用いた粘土鉱物からのCs脱着2017

    • Author(s)
      大平 早希,熊谷将吾,齋藤優子,亀田知人,横塚享,田邉大次郎,吉岡敏明
    • Organizer
      平成29年度第6回環境放射能除染研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] アルカリ金属塩を用いたA型ゼオライトからのCsの脱着2017

    • Author(s)
      大平 早希,熊谷将吾,齋藤優子,亀田知人,横塚享,田邉大次郎,吉岡敏明
    • Organizer
      平成29年度第26回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Desorption of cesium from zeolite by using typical chelating agants and alkali metal salts2017

    • Author(s)
      大平 早希,熊谷将吾,齋藤優子,亀田知人,横塚享,田邉大次郎,吉岡敏明
    • Organizer
      平成29年度化学系学協会東北大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-07-21   Modified: 2025-03-27  

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