JP2013246049A - 水中の低濃度の放射性セシウムのモニタリング方法及びモニタリング装置 - Google Patents
水中の低濃度の放射性セシウムのモニタリング方法及びモニタリング装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 水中に存在する低濃度の放射性Csを対象として、溶存態の放射性Csを特異的に吸着するプルシアンブルーを担持させた不織布を用いることにより、現場で、水中の放射性セシウムを簡便にモニタリングすることが可能となる。
【選択図】 図1
Description
これらの森林等から継続的に流出する環境水を灌漑用水として利用することで、水田に新たに移動性が高い溶存態の放射性セシウムが流入し、稲に影響を与えることが懸念されている。別途行った調査では水口付近の土壌で灌漑用水に起因すると考えられる放射性Cs濃度の高まりが確認された圃場もあり、これらの水中の低濃度の放射性Csを適切にモニタリングすることは、来年度以降の対策方針を検討する上でも重要である。
この方法は、超低濃度の水溶液10〜100Lを採取して、SS分についてはフィルタ(例えば、1μm)等で除去した後に、フィルタ通過分を対象に、固相抽出媒体を用いて放射性Csを特異的に吸着させ、放射性Csを濃縮した上で分析を実施する方法であり、該方法に用いるカラムとして、例えば、非特許文献3には、プルシアンブルー類似体のフェロシアン化コバルトを使用したカラムを用いることが記載されている。
また、ディスクとしては、セシウム選択性を有する粒子を、ポリテトラフルオロエチレンマトリックス中に保持した3M社のRad Disk(非特許文献4参照)がある。
また、凝集沈殿法は、処理が煩雑であり、大きなタンクなどが必要であるという問題がある。
さらにまた、水中の放射性Csの存在形態(溶存態、粒子付着態等)について把握することはできないという、放射性物質Csの存在形態に関する問題がある。
さらにまた、これらのいずれの方法も20〜100Lの水の移動が必要であるという、輸送の問題もある。
そこで本発明者らは、更に鋭意研究を重ねた結果、水中に存在する低濃度の放射性Csを対象として、溶存態の放射性Csを特異的に吸着するプルシアンブルー型錯体化合物を担持させた不織布(以下、「PB不織布」ということもある。)を用いて、現場で、水中の放射性Csを簡便にモニタリングすることができるという知見を得た。
[1]モニタリング現地において、プルシアンブルー型錯体化合物を担持させた不織布に水を一定速度で一定時間通水させ、該不織布上で濃縮された水中の放射性セシウム量を測定することを特徴とする、水中の放射性セシウムのモニタリング方法。
[2]前記プルシアンブルー型錯体化合物として、ナノ粒子のプルシアンブルーを用いることを特徴とする[1]に記載のモニタリング方法。
[3]内部にプルシアンブルー型錯体化合物を担持させた不織布が複数枚積層されたカラムに水を通水させることを特徴とする[1]又は[2]に記載のモニタリング方法。
[4]通水後の前記不織布をそのまま検出器を用いて測定することにより、SS分と溶存態の放射性セシウム量を測定することを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載のモニタリング方法。
[5]通水後の前記不織布を、水洗浄及び超音波洗浄を施した後に検出器を用いて測定することにより、溶存態の放射性セシウム量を測定することを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載のモニタリング方法。
[6]放射性セシウム量の測定に、ゲルマニウム半導体検出器を用いることを特徴とする[1]〜[5]のいずれかに記載のモニタリング方法。
[7]水を汲み上げる定量ポンプ、積算流量計、プルシアンブルー型錯体化合物を担持させた不織布を設置したセシウム吸着器、及び放射性セシウム検出手段を備えたことを特徴とする水中の放射性セシウムのモニタリング装置。
[8]前記プルシアンブルー型錯体化合物として、ナノ粒子のプルシアンブルーを用いることを特徴とする[7]に記載のモニタリング装置。
[9]前記吸着器として、内部にプルシアンブルー型錯体化合物を担持させた不織布が複数枚積層されたカラムを用いることを特徴とする[7]又は[8]に記載のモニタリング装置。
[10]前記検出手段に、ゲルマニウム半導体検出器を用いることを特徴とする[7]〜[9]のいずれかに記載のモニタリング装置。
また、吸着剤にセシウムイオンを特異的に吸着できるプルシアンブルー型錯体化合物を用いるため、不織布上のSS分を含めた放射性セシウム全量ばかりでなく、溶存態の放射性セシウム量を測定することができる。
さらに、本発明は、簡便なカラム法に、プルシアンブルー型錯体化合物からなる吸着材を使用しているため、微粉等の問題なく使用することができる。さらにまた、プルシアンブルー型錯体化合物は、従来の方法で使用されているフェロシアン化コバルトやリンモリブデン酸アンモニウムなどにくらべて圧倒的に安価な材料であるうえ、さらに担持量を調整できるため、トータルでかなり安価にすることができる。さらに、プルシアンブルー型錯体化合物を有機物に担持しているため、焼却などの後処分が容易である。
すなわち、本発明のモニタリング方法は、現地で水を一定速度で一定量吸引し、PB不織布カラムを通過させ、放射性Csが濃縮したPB不織布を用いて、放射性Csを測定する方法である。
また、本発明のモニタリング装置は、水を汲み上げる定量ポンプ、積算流量計、PB不織布を設置したセシウム吸着器、及び放射性セシウム検出手段を備える。
図1に示すとおり、本発明の方法は、水を汲み上げるためのポンプ、積算流量を測定する積算流量計(流速もこれで測定)、内部にPB不織布を配置したPB不織布カラムから構成された装置を用い、ポンプを用いて一定流速で一定量の水を汲み上げ、PB不織布カラムを通水させる。
該図に示す方法は、本発明の方法は、水を汲み上げるためのポンプ、内部にPB不織布を袋状に加工したものを数層重ねた吸着層、一定量の水を貯めるタンクから構成された装置を用い、事前にタンクに一定量組み上げた水を、ポンプを用いて、一定流速で一定時間、PB不織布袋を循環通水させる方法である。本方法の対象とする水とは、例えば、森林からの浸出水、地下水、河川水、湖沼水などの環境中に存在する水や、除染で使用した汚染水や、工業排水など広範囲の放射性Csを含有する水である。
したがって、本発明の方法によれば、通水後のPB不織布を、水洗浄及び超音波洗浄することにより、溶存態の放射性Cs、すなわち、プルシアンブルー型化合物取り込まれたセシウムイオンの量を、SS分も含めた放射性Cs全量と区別して測定することができるものである。
また、特に、プルシアンブルーのナノ粒子を用いた場合には、粒径が小さく、大きな比表面積を有するため、高い吸着効果を有するものであるので、セシウム吸着剤として特に好ましく、その一次平均粒径は、100nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましく、10nm以下が特に好ましい。具体的には、特開2006−256954号公報及び国際公開第2008/081923号に記載の表面処理が施されていない水不溶性ナノ粒子又は同表面処理を施した水分散性ナノ粒子、或いは特願2012−12458号出願明細書に記載のナノ粒子が使用できる。
また、不織布への担持方法は、プルシアンブルー型化合物を担持しうる方法であれば特に限定されないが、不織布製造の際、不織布材料にプルシアンブルー(紺青)等のプルシアンブルー型化合物を練り込む方法や、不織布の基材を製造後に、バインダと紺青を混練し、不織布表面に坦持させる方法などが、簡便な方法として好ましく採用される。
この際、不織布に練り込まれるプルシアンブルー型錯体の含有量としては、0.01%以上が好ましく、0.1%以上がより好ましく、0.5%以上が特に好ましい。
算定式:
水中の放射性Cs濃度=PB付着量合計(Bq/kg)×PB重量(kg)/通過流量(L)/回収効率(%)
(実施例)
定量ポンプを用いて水を汲み上げ、PB不織布を設置した円筒形カラム(内径5cm,長さ50cm程度)に100L通水させた。
流速による回収率の変化を見るため、流量は、1.1L/分、2.2L/分、3.5L/分と変化させて試験を実施した。不織布は7枚を1セットとし、10セットを通過させ、回収率を確認した。
回収した不織布は水及び超音波洗浄器で洗浄しSS分を除去した後、U−8容器に入れゲルマニウム半導体検出器により放射性セシウム濃度を測定した。また、溶存態の放射性Csの存在比率を推定するため、原水を採取し2Lマルネリ容器に入れ、放射性Cs濃度をゲルマニウム半導体検出器(セイコー・イージーアンドジー株式会社製 SEG-EMS(ゲルマニウム半導体検出器を用いたガンマ線スペクトロメトリー、ゲルマニウム半導体検出器型式:GEM20-70))で測定した。
なお、PB不織布には、(株)タウンアート社が販売するPB不織布(品名FF-11603、厚さ:1cm(使用前))、(材質 繊維:モダアクリル、ポリエステル、接着剤等:ポリ塩化ビニル系接着剤、プルシアンブルー)を直径約6cmの円形にカットし使用した。
一方、10セット目の回収量は1%未満〜3%程度であり、大部分が1〜6セット目で回収されていることが確認された。
また、流速が1.1L/分の1〜3セットの回収率は76%であるのに対して、流速が3.5L/分の回収率は60%であり、流速が遅いほど回収率が高いことが確認された。
一方、水中の放射性Csが定量下限未満の地点でも、PB不織布からは定量下限値以上の濃度が確認されており、低濃度領域の測定において本方法が有効であることが示された。
Claims (10)
- モニタリング現地において、プルシアンブルー型錯体化合物を担持させた不織布に水を一定速度で一定時間通水させ、該不織布上で濃縮された水中の放射性セシウム量を測定することを特徴とする、水中の放射性セシウムのモニタリング方法。
- 前記プルシアンブルー型錯体化合物として、ナノ粒子のプルシアンブルーを用いることを特徴とする請求項1に記載のモニタリング方法。
- 内部にプルシアンブルー型錯体化合物を担持させた不織布が複数枚積層されたカラムに水を通水させることを特徴とする請求項1又は2に記載のモニタリング方法。
- 通水後の前記不織布をそのまま検出器を用いて測定することにより、SS分と溶存態の放射性セシウム量を測定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のモニタリング方法。
- 通水後の前記不織布を、水洗浄及び超音波洗浄を施した後に検出器を用いて測定することにより、溶存態の放射性セシウム量を測定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のモニタリング方法。
- 放射性セシウム量の測定に、ゲルマニウム半導体検出器を用いることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のモニタリング方法。
- 水を汲み上げる定量ポンプ、積算流量計、プルシアンブルー型錯体化合物を担持させた不織布を設置したセシウム吸着器、及び放射性セシウム検出手段を備えたことを特徴とする水中の放射性セシウムのモニタリング装置。
- 前記プルシアンブルー型錯体化合物として、ナノ粒子のプルシアンブルーを用いることを特徴とする請求項7に記載のモニタリング装置。
- 前記吸着器として、内部にプルシアンブルー型錯体化合物を担持させた不織布が複数枚積層されたカラムを用いることを特徴とする請求項7又は8に記載のモニタリング装置。
- 前記検出手段に、ゲルマニウム半導体検出器を用いることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載のモニタリング装置。
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