フッ素汚染廃棄物に対する化学的高度洗浄処理技術の開拓
| Project/Area Number |
21H03632
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 64020:Environmental load reduction and remediation-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
長谷川 浩 金沢大学, 物質化学系, 教授 (90253335)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 明雄 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (10324104)
澤井 光 茨城工業高等専門学校, 国際創造工学科, 講師 (30784962)
眞塩 麻彩実 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (50789485)
RAHMAN Ismail 福島大学, 環境放射能研究所, 准教授 (60773067)
水谷 聡 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80283654)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 廃棄物 / フッ素 / 環境改善技術 / キレート剤 / 界面活性剤 / フッ素汚染廃棄物 / 化学洗浄 / 生分解性薬剤 |
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| Outline of Research at the Start |
フッ素汚染廃棄物のマテリアルリサイクルを達成するためには浄化処理技術の高度化が不可欠であるが、既存技術は難溶性フッ化物への変換に基づく不溶化処理に限られている。固体廃棄物にフッ素自体が残るため、除染や減容化に限界があることが課題であった。そこで本研究では、多様なフッ素汚染廃棄物を対象に、生分解性化学薬剤で洗浄してフッ素を根本的に取り除く新規な環境浄化技術を開拓する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までにフッ素の抽出洗浄を促進する化学薬剤となるキレート剤および界面活性剤を開発した。本年度は新たな取り組みとして、キレート剤と界面活性剤を組み合わせたフッ素洗浄液に関して詳細に検討を進めた。これまでの知見では、キレート剤のみの洗浄では、廃棄物・土壌中フッ素に対して酸性とアルカリ性のpH領域で高い抽出能力を発揮する一方、弱酸性から弱アルカリ性のpH領域では抽出能力が低下する課題があった。これに対して、両者を適切な割合で混合すると抽出能力に著しい相乗効果があり、特定のアニオン界面活性剤が助剤として機能してキレート剤濃度を減らしても高いフッ素抽出力が維持されること、また、広いpH領域でフッ素抽出能力が高まることが分かった。
前年度に確立した先端計測化学解析法を適用して、フッ素抽出に対する相乗効果の化学メカニズムを解析した。化学洗浄プロセスの各段階におけるフッ素汚染廃棄物・土壌を準備し、フッ素含有量および溶出量試験に加えて、逐次抽出による化学形態別解析、μ-XRF/XAFSやXPSのスペクトル解析等を実施し、廃棄物・土壌表面におけるフッ素イオンと化学薬剤の化学反応モデルを明らかにした。加えて、連携企業と共同でフッ素含有廃棄物・土壌に対する化学洗浄のスケールアップ実験も実施して、実験室クラスの試験と同等の結果を得た。
国際学術誌への報告に関しては、前年度までの成果が10報を超える学術論文として2023年度に掲載された。本年度得られた上記の研究成果に関しては、2024年度に学術論文5報にまとめて投稿する予定である。さらに発展的な試みとして、フッ素除去に用いた化学洗浄液をアレンジして、カチオン性の有害金属を含む汚染廃棄物への適用を試験的に検証した結果、化学抽出の基本原理はフッ素以外の有害金属のキレート洗浄にも応用できる可能性を見いだした。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(163 results)
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[Journal Article] Enhanced remediation of arsenic-contaminated excavated soil using a binary blend of biodegradable surfactant and chelator2022
Author(s)
S. Rahman, I.M.M. Rahman, S. Ni, Y. Harada, S. Kasai, K. Nakakubo, Z.A. Begum, K.H.Wong, A.S. Mashio, A. Ohta, H. Hasegawa,
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Journal Title
J. Hazard. Mater.
Volume: 431
Pages: 128562-128562
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Speciation analysis of inorganic selenium in wastewater using a highly selective cellulose-based adsorbent via liquid electrode plasma optical emission spectrometry,2022
Author(s)
K.Nakakubo, T. Nishimura, F.B. Biswas, M. Endo, K. H. Wong, A. S. Mashio, T. Taniguchi, T. Nishimura, K. Maeda, H. Hasegawa
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Journal Title
J. Hazard. Mater.
Volume: 424
Pages: 127250-127250
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Highly selective and straightforward recovery of gold and platinum from acidic waste effluents using cellulose-based bio-adsorbent2021
Author(s)
F.B. Biswas, I.M.M. Rahman, K.Nakakubo, K. Yunoshita, M. Endo, K. Nagai, A. S. Mashio, T. Taniguchi, T. Nishimura, K. Maeda, H. Hasegawa
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Journal Title
J. Hazard. Mater.
Volume: 410
Pages: 124569-124569
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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