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セシウム汚染土壌粒子を含む土壌または水系の処理方法

国内特許コード P130008779
整理番号 KP12-063
掲載日 2013年3月26日
出願番号 特願2012-252102
公開番号 特開2014-100619
登録番号 特許第6099124号
出願日 平成24年11月16日(2012.11.16)
公開日 平成26年6月5日(2014.6.5)
登録日 平成29年3月3日(2017.3.3)
発明者
  • 洲▲崎▼敏伸
  • 吉村知里
出願人
  • 国立大学法人神戸大学
発明の名称 セシウム汚染土壌粒子を含む土壌または水系の処理方法
発明の概要 【課題】大量・広範に存在する放射性セシウム汚染土壌およびそれを含む水系からのセシウム除去方法を提供する。
【解決手段】セシウムで汚染された土壌と水の懸濁液にミドリゾウリムシを投入し培養することで、セシウムをミドリゾウリムシに吸収させることが可能であることを見出し本発明を完成させた。本発明により、水中に溶解しているセシウム、および粘度等の土壌に強く結合した不溶性のセシウムが、ミドリゾウリムシに取り込まれ、効率のよいセシウム除去が可能である。さらに、セシウム汚染土壌およびそれを含む水系の現場における処理が比較的簡単に実現でき、処理に要する費用や時間を従来法と比較して大幅に軽減・短縮することが可能である。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要



福島第一原発の事故は、放射性物質による広範囲な環境汚染を引き起こした。特に、放射性セシウムによる土壌汚染は、重大な問題である。現在まで、さまざまな汚染土壌の処理法が研究され、一部は実用化されてきている。その主たる方法は、汚染土壌を回収し、処理施設へ運搬した後に化学的処理により汚染物質の分離・濃縮を行うというものである。広範囲に汚染された土壌を運び出し改良するのは時間と費用が膨大になる。今後は、汚染土壌を現場で処理することのできる簡便な技術の開発が望まれる。





一方で、生物を用いた処理法も盛んに研究されてきた。たとえば、セシウムを吸収・蓄積する能力の高い植物や、培養の容易な小型藻類を用いるという方法である。しかし、生物を用いたこれらの方法は、残念ながら実用的な方法とは言えないことが判明してきた。その理由は、植物や藻類には、確かにセシウムを吸収する能力が高い種が存在するが、それらの生物が吸収できるのは水中に溶解している可溶性セシウムイオンに限定されるからである。不溶化したセシウムはまったく吸収することができない。原発事故から一年以上が経過した現在では、ほとんどのセシウムは土壌中の粘土粒子に強く結合し、不溶性のものになっている。このために、植物や藻類では放射性セシウムの除去ができないのである。さらに、山林から農地に流入する潅水中にも、土壌の微粒子に結合している放射性セシウムが含まれており、土壌の除染をさらに困難にしている。





ミドリゾウリムシ(学名 Paramecium bursaria)は、広く日本及び各国で、近辺で入手可能な原生動物であり、細胞内に数百の単細胞緑藻類(クロレラ(Chlorella)の近縁種:以下クロレラと称する)を共生させているゾウリムシである。他のゾウリムシに比べ比較的小型で、扁平で足形の姿をしている、長さ100μm程の単細胞生物である。細胞内にクロレラを共生させているために緑色に見える。明るいところで培養すると共生しているクロレラが光合成をして、その産物をゾウリムシに供給するので、えさを与えなくても長期間飼育培養が可能である。また、暗いところで培養したり薬物処理を施すと、クロレラを欠如した白化ゾウリムシが得られる。ミドリゾウリムシよりクロレラを分離して培養することができ、それらを再感染させることも可能である。また、ミドリゾウリムシは走光性や走電性を有しており、適度な光や負電極に集まる性質を有する。





ミドリゾウリムシは、明るい場所で、室温で簡単に培養できる。例えば、管びんに再沸騰水を入れ、冷えたらドライイーストを少量(水50mlに約30粒)加え、1日放置する。培養液にミドリゾウリムシを入れ、直射日光の当たらないところに置いて培養することができる。特定の細菌や藻類のエサを与えると増殖が速くなる。





クロレラなどの単細胞藻類は、可溶化されたセシウムなどの金属を細胞内に効率よく蓄積する能力を持っている。しかし、土壌粒子に結合したセシウムを取り込むことはできない。





先行特許文献1には、ミドリゾウリムシ等が、廃液中のクロム(Cr),ニッケル(Ni)等の重金属イオンを吸収できることが記載されているが、セシウム(Cs)についての記載はない。また、土壌中で不溶化した重金属についての記載もない。非特許文献1は、本願発明者による文献であり、ミドリゾウリムシの培養技術が記載されている。

産業上の利用分野



本発明は、ミドリゾウリムシを利用したセシウム汚染土壌粒子を含む土壌または水系からセシウムを除去する方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
セシウムによって汚染された土壌と水の懸濁液中で、ミドリゾウリムシを培養する工程を含む、セシウムが吸着した土壌粒子を含む土壌、または、該土壌粒子が懸濁されている水系の処理方法であって、前記ミドリゾウリムシに、セシウムが吸着した土壌粒子を取り込ませて、前記土壌からセシウムを除去する、処理方法

【請求項2】
前記ミドリゾウリムシに、前記懸濁液に溶解しているセシウムを取り込ませて、前記土壌または前記水系からセシウムを除去する、請求項1に記載の処理方法。

【請求項3】
前記懸濁液が、放射性セシウムによって汚染された土壌を分取し、分取された土壌と水を混合して調製された懸濁液である、請求項1又は2に記載の処理方法。

【請求項4】
前記懸濁液が、放射性セシウムによって汚染された土壌に水を導入し、表面土壌を掘返して懸濁化して調製された懸濁液である、請求項1に記載の処理方法。

【請求項5】
前記懸濁液が、放射性セシウムが吸着した土壌粒子が懸濁されている水系である、請求項1に記載の処理方法。

【請求項6】
前記水系が、河川、池、湖、沼、地下水、水田、または、水たまりである、請求項1~5のいずれか一に記載の処理方法。

【請求項7】
前記土壌1kgに対して、ミドリゾウリムシを1×10~1×1011個体を添加して培養する、請求項1~6のいずれか一に記載の処理方法。

【請求項8】
イーストエキストラクト、酢酸ナトリウムおよび水からなる培養液で前培養したミドリゾウリムシを前記懸濁液に添加する、請求項1~7のいずれか一に記載の処理方法。

【請求項9】
前記懸濁液中でミドリゾウリムシを3~5日間培養する、請求項1~8のいずれか一に記載の処理方法。

【請求項10】
前記培養後に、ミドリゾウリムシを含む懸濁液に直流電場処理を行い、ミドリゾウリムシを集積させて回収する工程を含む、請求項1~9のいずれか一に記載の処理方法。

【請求項11】
0.1~0.5V/cmの直流電場を印加する、請求項10に記載の処理方法。

【請求項12】
ミドリゾウリムシを回収し、乾燥および固形化する工程を含む、請求項1~11のいずれか一に記載の処理方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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