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2014 年度 実績報告書

福島原発事故によりセシウムで汚染した土壌の合理的な処理・処分法

研究課題

研究課題/領域番号 24360369
研究機関北海道大学

研究代表者

佐藤 努  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10313636)

研究分担者 名和 豊春  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30292056)
小暮 敏博  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50282728)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード地質汚染修復 / セシウム / 土壌汚染 / 環境修復
研究実績の概要

本研究では、①福島第一原子力発電所事故で環境中に放出されたセシウムと土壌中の粘土鉱物の関係を処理・処分の観点から明らかにし、②汚染土壌から粘土鉱物フラクションを効率よく分離し処分する土壌の減容化を可能とする分級方法を検討し、③実施の可能性の高い合理的で安全なセメント固化法について提案することを目的とした。その結果、以下のことが明らかとなった。①様々な利用形態の土壌中のセシウムの存在状態を調べたところ、水に可溶および交換性のセシウムは10%程度で、残り90%程度は土壌に含まれる細粒な鉱物粒子に固定化された懸濁体であることが判明した。このセシウムを固定化している粒子をイメージングプレートで分離し、高分解能透過型電子顕微鏡で詳細に観察したところ、放射性セシウムを多く吸着している粒子は、複数の鉱物の凝集態、有機物と鉱物の複合体、風化雲母片に大別されることが明らかとなった。また、これらに含まれる鉱物は、バーミキュライト、Fe含有Al系スメクタイト、風化黒雲母であることも明らかとなった。②セシウムを固定化している粒子は、多孔質天然材料である珪藻土によって捕集可能であり、通常土壌汚染対策等で採用されている湿式分級法により分級可能で、分級により細粒分を除いてから研磨作用をもたせた処理と分級洗浄を行う方法により,分級洗浄による放射性セシウムの分離効率を著しく向上できることが明らかとなった。③除染廃棄物のうち容易にセシウムが溶出する焼却灰等は放射能が高い場合があるので、ゼオライト等で吸着除去した後に処分することが予想されるが、通常のスラグセメントで浸出性の低い安全な固化体となることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 4件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] A passive collection system for whole size fractions in river suspended solids2015

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga, T., Nakanishi, T., Atarashi-Andoh, M., Takeuchi, E., Tsuduki, K., Nishimura, S., Koarashi, J., Otosaka, S., Sato, T. and Nagao, S.
    • 雑誌名

      J. Radioanal. Nucl. Chem.

      巻: 303 ページ: 1291-1295

    • DOI

      10.1007/s10967-014-3491-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Na-montmorillonite dissolution rate determined by varying the Gibbs free energy of reaction in a dispersed system and its application to a coagulated system in 0.3M NaOH solution at 70℃2014

    • 著者名/発表者名
      Oda, C., Walker, C., Chino, D., Ichige, S., Honda, A., Sato, T., and Yoneda, T.
    • 雑誌名

      Applied Clay Science

      巻: 93-94 ページ: 62-71

    • DOI

      10.1016/j.clay.2014.02.021

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural and chemical modification of nontronite associated with microbial Fe(III) reduction: Indicators of "illitization"2014

    • 著者名/発表者名
      Koo, T, Y. Jang, T. Kogure, J. H. Kim, B. C. Park, D. Sunwoo, and J. Kim
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 377 ページ: 87-95

    • DOI

      DOI: 10.1016/j.chemgeo.2014.04.005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uptake of cesium and strontium ions by artificially altered phlogopite2014

    • 著者名/発表者名
      Tamura, K., T. Kogure, Y. Watanabe, C. Nagai, and H. Yamada
    • 雑誌名

      Environ. Sci. Technol.

      巻: 48 ページ: 5808-5815

    • DOI

      10.1021/es4052654

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct observation of cesium at the interlayer region in phlogopite mica2014

    • 著者名/発表者名
      Okumura, T., K. Tamura, E. Fujii, H. Yamada, and T. Kogure
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 63 ページ: 65-72

    • DOI

      10.1093/jmicro/dft045

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Speciation of radioactive soil particles in the Fukushima contaminated area by IP autoradiography and microanalyses2014

    • 著者名/発表者名
      Mukai, H., T. Hatta, H. Kitazawa, H. Yamada, T. Yaita, and T. Kogure
    • 雑誌名

      Environ. Sci. Technol.

      巻: 48 ページ: 13053-13059

    • DOI

      10.1021/es502849e

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 無機汚染物質の除去・隔離のための層状化合物2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤努
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan

      巻: 368 ページ: 42-48

    • 査読あり
  • [学会発表] 福島汚染土壌におけるセシウム吸着箇所の探索2014

    • 著者名/発表者名
      向井広樹, 小暮敏博
    • 学会等名
      第53回粘土科学討論会
    • 発表場所
      福島A・O・Z(アオウゼ)、福島
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-26
    • 招待講演
  • [学会発表] 福島県花崗岩中黒雲母の風化状態2014

    • 著者名/発表者名
      倉又千咲, 菊池亮佑, 甕聡子, 小暮敏博
    • 学会等名
      第53回粘土科学討論会
    • 発表場所
      福島A・O・Z(アオウゼ)、福島
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-26
  • [学会発表] アンモニウム型モンモリロナイトの層間イオンの挙動と膨張挙動2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤彬人, 佐久間博, 小田治恵, 本田明, 佐藤努
    • 学会等名
      第53回粘土科学討論会
    • 発表場所
      福島市 A ・ O ・ Z (アオウゼ )
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-26
  • [学会発表] パッシブ除染2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤努
    • 学会等名
      第53回粘土科学討論会
    • 発表場所
      福島市 A ・ O ・ Z (アオウゼ )
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-26
  • [学会発表] 放射性Csを吸着している粘土鉱物は何か ‐電子顕微鏡による探索‐2014

    • 著者名/発表者名
      小暮敏博, 向井広樹, 甕聡子
    • 学会等名
      第53回粘土科学討論会
    • 発表場所
      福島A・O・Z(アオウゼ)、福島
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-25
    • 招待講演
  • [学会発表] 福島風化黒雲母へのCs吸着実験2014

    • 著者名/発表者名
      菊池亮佑, 向井広樹, 小暮敏博, 田村堅志
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2014年年会
    • 発表場所
      熊本大学、熊本
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-18
  • [学会発表] IPオートラジオグラフィーと電子顕微鏡による土壌中放射性粒子の特定と分析2014

    • 著者名/発表者名
      小暮敏博
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2014年度東京大会
    • 発表場所
      東京農工大学, 東京
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-11
    • 招待講演
  • [学会発表] 福島土壌の放射能汚染‐放射性核種はどこにいるのか-2014

    • 著者名/発表者名
      小暮敏博
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場, 千葉
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-11
    • 招待講演
  • [学会発表] 福島風化雲母へのCs吸着実験-HRTEM及びHAADF-STEMによる層間Csの可視化-2014

    • 著者名/発表者名
      菊池亮佑, 奥村大河, 熊本明仁, 小暮敏博
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場, 千葉
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-11
  • [図書] 地球表層物質と結晶学, 日本の結晶学(II)-その輝かしい発展 -2014

    • 著者名/発表者名
      小暮敏博
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      日本結晶学会
  • [図書] 放射性物質の吸着・除染および耐放射線技術における材料・施工・測定の新技術2014

    • 著者名/発表者名
      山田裕久, 横山信吾, 渡辺雄二郎, 中田弘太郎, 田村堅志, 佐藤努, 八田珠郎
    • 総ページ数
      638
    • 出版者
      技術情報協会

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公開日: 2016-06-01  

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