セシウムフリー鉱化法を用いた土壌除染における塩化物反応剤と低圧環境の相乗効果

Synergetic effects of chloride reactants and low-pressure environment for soil decontamination using cesium-free mineralization

下山 巖   ; 小暮 敏博*; 奥村 大河*; 馬場 祐治  

Shimoyama, Iwao; Kogure, Toshihiro*; Okumura, Taiga*; Baba, Yuji

セシウムフリー鉱化法では、土壌からのCs除去過程は添加する反応剤と圧力条件に大きく依存する。我々はCaClとKClを反応剤に用いた試験結果から、1価カチオンはイオン交換を通して粘土鉱物からCs除去するのに対し、2価カチオンは粘土鉱物の相変態を通してCs除去するという仮説をたてた。この仮説の検証のため、MgClとNaClの2種類の試薬について大気及び低圧条件での熱処理後の除染率と土壌中の鉱物相の構造変化を調べた。その結果、MgCl試薬の場合は相変態、NaCl試薬の場合はイオン交換を通してCsが除去されることを見いだし、上記の仮説を支持する結果を得た。また、どちらの試薬も大気条件よりも低圧条件において除染率が向上したが、土壌中の粘土鉱物の相変態とイオン交換のどちらも低圧条件において促進されることを明らかにした。我々はさらにこれらの塩化物を主要成分として含む海水塩を反応剤とし、低圧条件での790Cの熱処理により99%程度の土壌除染が可能であることを見いだした。この結果は安価な海水を用いることにより、処理コストの低減化に貢献することが可能であることを示唆している。

Cs removal processes from soil largely depend on reagents and pressure in cesium free mineralization. We have proposed a hypothesis that monovalent cations remove Cs from clay minerals through ion exchange and divalent cations remove Cs through phase transformation of clay minerals based on results using CaCl and KCl reagents. In this work, we used MgCl and NaCl reagents to verify this hypothesis and studied decontamination ratio and structural change of mineral phase in soil. We found that the examination with these reagents supports our hypothesis, but both phase transformation and ion exchange were enhanced under low-pressure conditions. Because sea water includes NaCl and MgCl as major components, we attempted to use sea water salt as a reagent and demonstrated that soil can be decontaminated by about 99% after heat treatment at 790 C under low pressure conditions. This result indicates the processing cost of heat treatment can be decreased using cheap sea water.