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2013 年度 実績報告書

放射線物質汚染から水道水の安全を図る-活性炭によるセシウム吸着能の診断と機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 24360214
研究機関岐阜大学

研究代表者

李 富生  岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 教授 (10332686)

研究分担者 山田 俊郎  岐阜大学, 工学部, 准教授 (30335103)
川口 倫由  岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 助教 (70467215)
李 文瀚  岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 講師(研究機関研究員) (90638149)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードセシウムの吸着 / セシウムの吸着特性 / セシウムの脱着特性 / 生物活性炭 / 水道水の安全 / 水道水の高度処理
研究概要

森林や農地に固着されたセシウムが降雨や融雪に伴って河川や湖沼・ダム貯水池に流入することから、放射性物質による水道水源の汚染問題は長期化になると推測され、水道水の安全を図るには、浄水処理システム内での対応が何よりも重要になる。
平成25年度は、3種類の細孔径分布の異なる石炭系活性炭による固定層活性炭吸着実験を継続しながら、吸着されたセシウムの脱着挙動を詳細に検討し、累計吸着量と活性炭の種類によって、脱着速度と脱着量が異なること、吸着されたセシウムは濃度勾配によって大半脱着されることを明らかにした。また、新規購入した細孔分布測定装置を用いて、セシウムの吸着サイドを特定するとともに、フミン質に代表される天然有機物の吸着サイドとの関連性から、吸着・脱着の機構検討を開始した。
また、活性炭吸着プロセスへの負荷変動を把握するため、ダム貯水池底泥粒子によるセシウムの吸着平衡特性とそれに与えるpH, EC, 水温の影響を回分式吸着実験により詳細に検討し、その上で、単成分吸着等温線モデルに基づいた解析を通じて、吸着容量特性に係わる係数を特定した。また、走査電子顕微鏡(SEM)とX線回折法(XRD)による分析を行い、セシウムの吸着形態と分布形態を評価した。
さらに、活性炭生物膜による蓄積特性の評価と関連して、ダム貯水池と伊勢湾海域の底泥から生息微生物を単離・増殖し、セシウムとの接触実験と微生物構造解析を行い、両水域に生息する微生物によるセシウムの蓄積容量の相違と蓄積容量の微生物種への依存性、水温と共存Kイオンの影響を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

セシウムの吸着に対するフミン質の影響について、分析機器の故障により実験が中断された期間があり、補うための実験を行っている。

今後の研究の推進方策

平成26年度では、実施計画に従って研究を実施する。その後は、本研究課題で得た成果を参考して、主に生物膜の働きによって汚濁物質を除去する緩速ろ過浄水処理システムにおけるセシウムの抑留可能性や、集水域内でのセシウムの動き、特に植生根圏域や土壌域での動きについて、物理的、化学的、生物学的視点から検討し、セシウムによる水道水の水質リスクの軽減に寄与する集水域と浄水処理工程を含んだ総合的評価研究を展開したい。

次年度の研究費の使用計画

分析機器の故障により、予定されたセシウムへの吸着に対する水中フミン質の影響に関する実験研究が実施不能となり、それに伴って購入予定であった消耗品と試薬の購入を行わなかった。
上記理由により購入されなかった消耗品と試薬を購入し、セシウムへの吸着に対する水中フミン質の影響に関する実験研究を実施する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Sorption characteristics of cesium onto reservoir sediment2013

    • 著者名/発表者名
      Jiefeng LI, Alif SAMSEY, Wenhan LI, Toshiyuki KAWAGUCHI, Yongfen WEI, Fusheng LI.
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 69 ページ: 159-165

    • 査読あり
  • [学会発表] 固定層活性炭にセシウムが流入した場合の吸着除去性に関する検討2013

    • 著者名/発表者名
      田島鉄也・李富生・川口倫由・郭せん・山田俊郎・廣岡佳弥子
    • 学会等名
      平成25年度全国会議(水道研究発表会)講演集, pp.186-187
    • 発表場所
      郡山市
    • 年月日
      20131023-20131025
  • [学会発表] Adsorption and desorption behavior of cesium in activated carbon absorbers2013

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya TAJIMA, Pham Xuan Thanh, Fusheng LI, Toshiyuki KAWAGUCHI, Xuan GUO, Toshiro YAMADA
    • 学会等名
      Proceedings of the 4th Forum on Studies of the Environmental & Public Health Issues in Asian Mega-Cities, pp. 215-220
    • 発表場所
      Juroku Plaza, Gifu
    • 年月日
      20131016-20131020
  • [学会発表] Cesium accumulation in heterotrophic bacteria from freshwater and seawater environment2013

    • 著者名/発表者名
      Jiefeng Li, Toshiyuki Kawaguchi, Yongfen Wei, Fusheng Li, Kayako Hirooka, Toshiro Yamada
    • 学会等名
      Proceedings of the 4th Forum on Studies of the Environmental & Public Health Issues in Asian Mega-Cities, pp. 230-237
    • 発表場所
      Juroku Plaza, Gifu
    • 年月日
      20131016-20131020
  • [学会発表] 固定層活性炭におけるセシウムの吸着及び脱着挙動に関する検討

    • 著者名/発表者名
      Pham Xuan Thanh,田島鉄也,李富生,川口倫由,山田俊郎
    • 学会等名
      土木学会中部支部平成25年度研究発表会講演概要集,pp. 477-478
    • 発表場所
      岐阜大学

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公開日: 2015-05-28  

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