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フライアッシュ由来ゼオライトを用いた土壌溶出液中の放射性セシウム除去法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K12290
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
研究機関新潟大学

研究代表者

狩野 直樹  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (00272857)

研究分担者 後藤 淳  新潟大学, 研究統括機構, 准教授 (90370395)
原田 直樹  新潟大学, 自然科学系, 教授 (50452066)
金 熙濬  工学院大学, 先進工学部, 教授 (50242045)
三嶋 謙二  筑波大学, 計算科学研究センター, 研究員 (60758415)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードセシウム吸着 / ゼオライト / フライアッシュ / 土壌溶出液 / アルギン酸-ゼオライト / カオリン-キトサン / バイオマス材料 / 放射性セシウム
研究開始時の研究の概要

福島第一原子力発電所事故以降,放射性セシウム(Cs)等により汚染した土壌の除染過程において生じた除染土壌の減容化が重要な課題となっている。減容化におけるプロセスとして,放射性Csを水溶液中に溶出させ固液分離をした後,適当な吸着剤を用いて吸着・除去して土壌から取り除く手法が考えられる。吸着剤として,吸着・除染効率に加え,吸着後の処理・廃棄に際しての環境への低負荷,廃材の有効利用,処分後の長期安定性の観点からフライアッシュ由来のゼオライトに着目した。本研究では,フライアッシュ由来のゼオライトを用いて安価で効率的で安全性の高いCs除去法を構築し,土壌の再利用および除染土壌の減容化を目指す。

研究成果の概要

福島第一原子力発電所事故以降,放射性セシウム (Cs)等により汚染した土壌の除染過程において生じた除染土壌の減容化が重要な課題となっている。減容化において提案されるプロセスとして,適切な試薬を用いて放射性Csを水溶液中に溶出させ,固液分離をした後に適当な吸着剤を用いて吸着・除去して土壌から取り除くという手法が考えられる。
本研究では,フライアッシュを原料として作製したゼオライトをはじめ,ゲル状のアルギン酸-ゼオライトハイブリッド材料を作製して,土壌溶出液中のCs吸着実験を行った。これらの吸着剤は,Csの有用な吸着剤となりうることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

福島第一原子力発電所事故以降,放射性セシウム (Cs)等により汚染した土壌の除染過程において生じた除染土壌の減容化が重要な課題となっている。本研究での手法やビード状の吸着剤および得られた成果は,実用化に向けての基礎データとなりうる。今後,除染廃棄物を数千分の1程度に減容化することができれば,莫大な金額の最終処分場関連の予算を削減できることが期待される。また本研究における基礎から応用・開発へと積み重ねる方針は,今後の開発的研究の方法論としても重要な手法と考えられ,実用化への発展とともに,経済・産業社会への波及効果も絶大と考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 8件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 8件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] モンゴル科学技術大学(モンゴル)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] モンゴル科学技術大学(モンゴル)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Enhanced uranium separation by charge enabling γ-MnO2 with oxygen vacancies2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Shuang、Yang Fan、Cao Xiaohui、Tang Yong、Yin Taiqi、Bo Tao、Liu Yunhai、Lisak Grzegorz、Kano Naoki、Na Bing、Chang Mengyu、Liu Yuhui
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 459 ページ: 132112-132112

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2023.132112

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Study of the Recovery of Phosphorus from Aqueous Solutions Using Zr-Doped MgMn-Layered Double Hydroxide (MgMnZr-LDH)2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Haixin、Chonan Ayako、Zou Ming、Bat-Amgalan Munkhpurev、Miyamoto Naoto、Kano Naoki、Zhang Shuang
    • 雑誌名

      Water

      巻: 15 号: 19 ページ: 3420-3420

    • DOI

      10.3390/w15193420

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Contribution Factors of the First Kind Calculated for the Marcus Electron-Transfer Rate and Their Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Mishima Kenji、Kano Naoki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 127 号: 40 ページ: 8509-8524

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.3c03420

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of chitosan based new material for recovery of Pt (IV)2023

    • 著者名/発表者名
      Majigsuren Enkhtuya、Byambasuren Ulziidelger、Yunden Gachimeg、Shirendev Nasanjargal、Tserendorj Chuluuntsetseg、Bat-Amgalan Munkhpurev、Kano Naoki
    • 雑誌名

      Journal of Applied Science and Engineering A

      巻: 4 号: 1 ページ: 16-26

    • DOI

      10.5564/jasea.v4i1.3159

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 除染後の畑地における 土壌137Cs濃度とダイズへの移行2023

    • 著者名/発表者名
      原田直樹・伊藤早紀・木幡祐介・鈴木啓真・野中昌法
    • 雑誌名

      復興農学会誌

      巻: 3 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a New Dolomite-Based Adsorbent with Phosphorus and the Adsorption Characteristics of Arsenic (III) in an Aqueous Solution2022

    • 著者名/発表者名
      Khashbaatar Zoltuya、Akama Shota、Kano Naoki、Kim Hee-Joon
    • 雑誌名

      Water

      巻: 14 号: 7 ページ: 1102-1102

    • DOI

      10.3390/w14071102

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adsorption of an Anionic Surfactant (Sodium Dodecyl Sulfate) from an Aqueous Solution by Modified Cellulose with Quaternary Ammonium2022

    • 著者名/発表者名
      Zou Ming、Zhang Haixin、Miyamoto Naoto、Kano Naoki、Okawa Hirokazu
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 14 号: 7 ページ: 1473-1473

    • DOI

      10.3390/polym14071473

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation and Characterization of Low-Cost Ceramic Membrane Coated with Chitosan: Application to the Ultrafine Filtration of Cr(VI)2022

    • 著者名/発表者名
      Bat-Amgalan Munkhpurev、Miyamoto Naoto、Kano Naoki、Yunden Ganchimeg、Kim Hee-Joon
    • 雑誌名

      Membranes

      巻: 12 号: 9 ページ: 835-835

    • DOI

      10.3390/membranes12090835

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Natural Zeolite Developed with 3-Aminopropyltriethoxysilane and Adsorption of Cu(II) from Aqueous Media2022

    • 著者名/発表者名
      Shirendev Nasanjargal、Bat-Amgalan Munkhpurev、Kano Naoki、Kim Hee-Joon、Gunchin Burmaa、Ganbat Batdemberel、Yunden Ganchimeg
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 12 号: 22 ページ: 11344-11344

    • DOI

      10.3390/app122211344

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Removal of Cesium from Radioactive Waste Liquids Using Geomaterials2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Haixin, Zhu Mingze, Du Xiaoyu, Feng Sihan, Miyamoto Naoto, Kano Naoki
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 11 号: 18 ページ: 8407-8407

    • DOI

      10.3390/app11188407

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spectral determination method and its application to γ-ray determination2021

    • 著者名/発表者名
      Oshima Masumi, Goto Jun, Kin Tadahiro, Hayakawa Takehito, Ohta Yuji, Shinohara Hirofumi, Kitamura Kiyoshi, Seto Hirofumi, Isogai Keisuke
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 59 号: 4 ページ: 472-483

    • DOI

      10.1080/00223131.2021.1976296

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Simultaneous adsorption of Pb(II), Cu(II), Cd(II), and Zn(II) in the quaternary system from aqueous solution using modified Urtica Dioica2024

    • 著者名/発表者名
      Enkhtuul Mendsaikhan, Munkhpurev Bat-Amgalan, Naoto Miyamoto, Naoki Kano, Ganchimeg Yunden, Hee-Joon Kim
    • 学会等名
      KAAB International Symposium 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Removal of Arsenic (III) using calcined dolomite modified with phosphorus from aqueous solution2024

    • 著者名/発表者名
      Vuochkeang Phon, Naoto Miyamoto, Naoki Kano, Hee-Joon Kim, Zoltuya Khashbaatar
    • 学会等名
      KAAB International Symposium 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of ceramic membrane developed with cross-linked chitosan for removing Cr(VI)2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kano, Munkhpurev Bat-Amgalan, Enkhtuul Mendsaikhan, Naoto Miyamoto, Ganchimeg Yunden, Hee-Joon Kim
    • 学会等名
      The Third International Conference on Applied Sciences and Engineering (ICASE-2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of hydroxyapatite nanoparticles using dolomite powder2023

    • 著者名/発表者名
      Zoltuya Khashbaatar, Shota Akama, Narantsetseg Magsarjav, Naoki Kano, Hee-Joon Kim
    • 学会等名
      The Third International Conference on Applied Sciences and Engineering (ICASE-2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of chitosan based new material for recovery of P(IV)2023

    • 著者名/発表者名
      Majigsuren Enkhtuya, Byambasuren Ulziidelger, Ganchimeg Yunden, Nasanjargal Shirendev, Chuluuntsetseg Tserendorj, Munkhpurev Bat-Amgalan, Naoki Kano
    • 学会等名
      The Third International Conference on Applied Sciences and Engineering (ICASE-2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポット実験による懸濁態Cs-137のイネへの移行性の検討2023

    • 著者名/発表者名
      原田直樹・安瀬大知・星野大空・高橋篤広・野川憲夫・鈴木一輝
    • 学会等名
      復興農学会第2回研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 農業用水路内堆積物が保持する137Csの特徴と動態2023

    • 著者名/発表者名
      柿畑仁司・鈴木一輝・野川憲夫・原田直樹
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2023年度愛媛大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 福島における放射性物質分布調査(3)ASURA による国道6 号線における空間線量率低減原因の分析2023

    • 著者名/発表者名
      後藤淳
    • 学会等名
      日本原子力学会2023年秋の大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 自動車走行サーベイシステム ASURA の調査結果などの紹介 20232023

    • 著者名/発表者名
      後藤淳
    • 学会等名
      福島県への支援取り組み及び放射線マッピング研究会2023(第510回生存圏シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Adsorption of Arsenic (III) onto calcined dolomite modified with phosphorus from aqueous solution2023

    • 著者名/発表者名
      Vuochkeang Phon, Naoto Miyamoto, Naoki Kano, Hee-Joon Kim, Zoltuya Khashbaatar
    • 学会等名
      第36回日本分析化学会関東支部新潟地区部会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Adsorption of Cs on some functional materials2022

    • 著者名/発表者名
      Haixin Zhang,富樫 亮介,井川 優二,宮本 直人,狩野 直樹
    • 学会等名
      第59回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン交換樹脂を用いた水溶液中のトリチウム挙動に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      三浦 直也,諸橋 峻秀,宮本 直人,狩野 直樹
    • 学会等名
      第59回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of New Dolomite-Based Adsorbent for Cr (VI) and the Adsorption Characteristics of Cr (VI)2022

    • 著者名/発表者名
      Khashbaatar Zoltuya, Magsarjav Narantsetseg, Kano Naoki, Kim Hee-Joon
    • 学会等名
      化学工学会第53回秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Adsorption Characteristics of Arsenic (III) by using New Dolomite-Based Adsorbent2022

    • 著者名/発表者名
      Khashbaatar Zoltuya, Magsarjav Narantsetseg, Akama Shota, Kano Naoki, Kim Hee-Joon, Sakai Yuji
    • 学会等名
      化学工学会第53回秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 福島における放射性物質調査 (10)自動車走行サーベイシステムASURA のデータ解析法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      後藤淳
    • 学会等名
      日本原子力学会2022年秋の大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 第四級アンモニウム修飾セルロースを用いた陰イオン界面活性剤ドデシル硫酸ナトリウム (SDS) の吸着法の研究2022

    • 著者名/発表者名
      ZOU Ming,宮本直人,狩野直樹,大川浩一
    • 学会等名
      第35回日本分析化学会関東支部新潟地区部会研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ゼオライトを用いた水溶液中からのセシウム除去2021

    • 著者名/発表者名
      富樫亮介,宮本直人,狩野直樹
    • 学会等名
      第58回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on the characterization and performance of removing cesium by geomaterials2021

    • 著者名/発表者名
      Haixin Zhang,宮本直人,狩野直樹
    • 学会等名
      第58回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ゼオライトや地質材料を用いた水溶液中からのセシウム除去2021

    • 著者名/発表者名
      富樫亮介,Haixin Zhang,宮本直人,狩野直樹
    • 学会等名
      第34回日本分析化学会関東支部新潟地区部会研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 請戸川水系の農業用水路内植生が保持する137Csストック量の推定2021

    • 著者名/発表者名
      柿畑仁司・星野大空・鈴木一輝・野川憲夫・宮津進・吉川夏樹・原田直樹
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2021年度北海道大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 福島における放射性物質分布調査 (3)ASURA による放射性セシウム沈着量分布調査2021

    • 著者名/発表者名
      後藤淳
    • 学会等名
      日本原子力学会2021年秋の大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 自動車走行サーベイで測定した 線量率の経時変化に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      後藤淳
    • 学会等名
      第9回「原発事故被災地域における放射線量マッピングシステムの技術開発・運用とデータ解析に関する研究会」と第460回生存圏研究所シンポジウム「第11回東日本大震災以降の福島県の現状及び支援の取り組みについて」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Impacts of 137Cs supplied as suspended solids in irrigation water on rice plants2021

    • 著者名/発表者名
      A. Takahashi, A. Klevtsova, M. Takahashi, S.Miyazu, N. Yoshikawa, N. Nogawa, K. Suzuki, N. Harada
    • 学会等名
      7th International Symposium on Strategies for Sustainability in Food Production, Agriculture and the Environment 2021 (ISFAE 2021 NIIGATA)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 137Cs added to the soil surface as suspended solids is easily absorbed by rice plants2021

    • 著者名/発表者名
      S. Ichii, T. Anze, N. Nogawa, S. Miyazu, N. Yoshikawa, K. Suzuki, N. Harada
    • 学会等名
      7th International Symposium on Strategies for Sustainability in Food Production, Agriculture and the Environment 2021 (ISFAE 2021 NIIGATA)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of the origin of organic matter containing high levels of 137Cs flowing into paddy fields via agricultural waterways2021

    • 著者名/発表者名
      H. Kakihata, H Hosino, N. Nogawa, S. Miyazu, N. Yoshikawa, N. Harada, K. Suzuki
    • 学会等名
      7th International Symposium on Strategies for Sustainability in Food Production, Agriculture and the Environment 2021 (ISFAE 2021 NIIGATA)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 脱炭素と環境浄化に向けた吸着剤・吸着技術の開発動向2023

    • 著者名/発表者名
      狩野 直樹 他
    • 総ページ数
      336
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781317250
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 分離フィルタ、及び分離フィルタの製造方法2024

    • 発明者名
      狩野 直樹, Bat-Amgalan M., 金 熙濬
    • 権利者名
      狩野 直樹, Bat-Amgalan M., 金 熙濬
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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