土壤等的清污方法以及土壤等的清污系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种土壤等的清污方法以及土壤等的清污系统，其可在现场可靠且迅速地对例如被放射性物质污染了的田地等的土壤和水进行清污，实现精密的清污并提高清污的效率，并且在清污后的土壤中添加土壤活性剂而改良土壤，将其迅速地送回至原来的田地而促进农耕的恢复，另一方面将附着或沉积在土壤中的放射性物质从土壤中精密地分离、浓缩，由此，实现污染土壤的体积减小与放射性物质的安全处理，并且实现对放射性铯、氚的清污，消除由氚的内照射引起的不安，并且实现清污装置的合理且安全的废弃处理。
【背景技术】
[0002]因2011年3月发生的东日本大地震所致的东京电力福岛第I核电站的事故，造成了有害的放射性物质大面积地飞散，污染城市和田地、山林、海洋、湖沼、河流等，以及放射性物质附着或沉积在人和动植物上而使生命暴露于危险中，且使农业和林业、畜牧业、渔业等各种产业活动停止的巨大灾害。
[0003]在这样的产业活动的复兴与恢复时，从生活环境以及产业活动区域中除去放射性物质必不可少，尤其对农业从事者而言，田地土壤的清污成为紧迫的课题。
[0004]然而，就田地的土壤的清污而言，由于田地的分布区域较广，除平地以外还分散地遍布在乡村或山间，因而在通过人力对此进行处理需要大量的时间和劳力，且效率差，而且加上如近来农业从事者的高龄化而使其变得极为困难。
[0005]作为应对此种土壤的污染处理或清污处理的方法，有使放射性废弃物溶解于溶剂中后，从溶剂中分离放射性物质，从而对卤化放射性废弃物进行清污的方法，此时，将卤化物溶解于作为溶剂的水中而使得溶液中的稀土类元素沉淀并进行回收，另外，作为从溶剂中分离非放射性物质的方案，有使溶剂蒸发或冷却从而使非放射性物质析出沉淀的方案(例如参照专利文献I)。
[0006]然而，在前述清污方法中，存在如下问题:使卤化物溶解于水中而回收放射性物质的方法的回收率较低，另外，使溶剂蒸发或者冷却的方法需要加热装置或冷却设备，而使设备变得大型且昂贵。
[0007]另外，作为污染土壤的清污方法，有如下的方法:挖出被有害的化学物质污染了的土壤并投入于加热装置的漏斗中，一边对该土壤进行氮气清洗而排除氧一边进行加热，从而使土壤中的污染物脱附并分离(例如参照专利文献2)。
[0008]然而，该清污方法存在有如下问题:在将污染土壤移动至经隔离的清污装置，并将清污完毕的土壤送回至原来的位置的情况下，移动也会花费精力和时间，另外，污染土壤不仅为表层土而且需要较深地挖掘，因而需要适当的挖掘设备而变得昂贵且大型，而且清污装置需要氮气清洗装置或加热装置、分离器等而变得大型且昂贵。
[0009]进一步，作为被放射性铯污染的土壤的清污方法，有如下的方法:将被污染的土壤收容在供水箱中，向该箱中吹入高分压的二氧化碳气体而供给氢离子，在液相中提取土壤颗粒表面的铯离子后，将该溶液移动至敞开于大气的分离槽而使二氧化碳气体释放到大气中，使液相的pH升高而使铯以外的碱土类金属等共存离子以碳酸盐或者氢氧化物的方式析出、分离，从而将残留在液相中的铯浓缩分离(例如参照非专利文献I)。
[0010]然而，前述土壤的清污方法存在如下问题:由于将供水箱的上清液相送入至分离槽，因而在该液相中比重较大的铯的含量较少，因此，铯的浓缩分离效率较差，而且铯会滞留于供水箱的下部而助长对土壤的附着和/或沉积，清污的效果非常低，因而难以实现清污后的土壤的使用，无实用性。
[0011]另外，作为被放射性铯污染的土壤的另一种清污方法，有如下的方法:将被污染的土壤收容在反应槽中并加入水，在该反应槽中设置正负的电极，对该电极施加电压而在阴极侧析出放射性铯离子，使土壤或其它的附着物沉积在阳极侧，从而从污染土壤中分离、收集放射性铯，从而实现污染物的大幅的体积减小(例如参照非专利文献2)。
[0012]然而，前述土壤的清污方法存在如下问题:由于将土壤与其它附着物一起收容在反应槽中，因而需要施加高电压且电解效率较差，而且析出于阴极侧的放射性铯离子含有夹杂物而分离精度较低，另外清污后的土壤也含有其它附着物，因而需要进行其分离处理而花费精力，无法实现迅速的使用。
[0013]作为解决这样的问题的方法，申请人开发了一种土壤等的清污方法以及土壤等的清污系统，并且对其已经进行了提案，所述土壤等的清污方法将被放射性物质污染的清污对象物导入至酸性的洗提溶剂中而溶出，并从该洗提溶剂浓缩并分离放射性物质，其中，上述清污对象物包含污染土壤与污染液体，采集它们中的一者或两者而导入至洗提溶剂，使在洗提溶剂中溶出的放射性物质与上述清污对象物固液分离，回收从洗提溶剂分离的土壤，实现污染土壤的体积减小与不含放射性物质的土壤的再次使用以及农耕的恢复，并且电解并浓缩固液分离了的溶出有放射性物质的洗提溶剂，使析出于电极的放射性铯离子吸附于吸附剂从而回收，将前述吸附了放射性铯离子的吸附剂密闭地收纳于容器中，将该容器适当保管于保管设备从而实现放射性物质的安全处理(例如参照专利文献3)。
[0014]该已经提案了的土壤等的清污方法意在去除影响较大的放射性铯，因而没有意图对除了放射性铯以外的放射性物质，例如氣(3H)或氚水(ΗΤ06)进行清污。
[0015]前述氚是质量数为3的作为氢的放射性同位素的三重氢，与氧结合而以氚水(ΗΤ06)的形式混合存在于水中，在水圈中以气相、液相、固相的状态广泛地分散于蒸气、降水、地下水、河川水、湖沼水、海水、饮料水、生物中。
[0016]然而，即使摄取了氚，其也均等地分布在体内，并且生物半衰期比较短(2.3年)，能量也很低，因而可认为是毒性最少的放射性核种之一，从对于生物的影响的方面考虑通常被人们轻视。
[0017]虽然前述氚放射较弱的β射线，但是该放射线在细胞内仅到达Ιμπι，因而在随着血液在全身循环流动期间，基本上不攻击遗传基因DNA，不过当氚被摄入细胞中并进入细胞核中时，由于距离DNA的距离变近，因而会与放射性铯同样地攻击DNA。
[0018]在前述DNA中存在有大量的氢，由于氚的化学性质与氢相同，因而即使由氚替换了氢，DNA也正常发挥作用。
[0019]然而人们指出了如下问题:氚在放射了放射线之后变化为氦He时，变化为氦的部分的DNA会被破坏，从而导致遗传基因发生故障，该故障成为风险，会使得癌变的发生率变尚O
[0020]现有技术文献[0021 ]专利文献
[0022]专利文献I:日本特开平10-213697号公报
[0023]专利文献2:日本特开平5-192648号公报
[0024]专利文献3:日本特开2014-41066号公报
[0025]非专利文献
[0026]非专利文献1:第I回環境放射能除染研究発表会要旨集環境放射能除染学会21頁「放射性七'>夕A汚染土壌旮炭酸力'只(7)办-C洗浄.修復t S安全安心^可搬型装置仍構築」丁子哲治、高田英治、布袋昌幹(富山高等専門学校)、原正憲(富山大学)[第I次环境放射能清除污染研究发表会摘要集环境放射能清除污染学会第21页「仅以二氧化碳清洗、修复放射性铯污染土壤的安全安心的可移动型装置的构筑」丁子哲治、高田英治、布袋昌干(富山高等专业学校)、原正宪(富山大学)]
[0027]非专利文献2:第I回環境放射能除染研究発表会要旨集環境放射能除染学会92頁「電気分解旮利用放射性物質除染技術提案」上田祐子、渡邊功、戸井田英基、本田克久(愛媛大学農学部環境先端技術夕一)[第I次环境放射能清除污染研究发表会摘要集环境放射能清除污染学会第92页「利用电解的放射性物质清除污染技术的提案」上田佑子、渡边功、户井田英基、本田克久(爱媛大学农学部环境先端技术中心)]
【发明内容】
[0028]发明想要解决的课题
[0029]本发明解决了这样的问题，其目的在于提供一种土壤等的清污方法以及土壤等的清污系统，其可在现场可靠且迅速地对例如被放射性物质污染的田地等的土壤或水进行清污，实现精密的清污与清污的效率提高，并且在清污后的土壤中添加土壤活性剂而改良土壤，并将其迅速地送回至原来的田地而促进农耕的恢复，另一方面，从土壤中精密地分离、浓缩附着或沉积在土壤的放射性物质，以实现污染土壤的体积减小与放射性物质的安全处理，并且实现对放射性铯、氚的清污，消除由氚的内照射引起的不安，并且实现清污装置的合理且安全的废弃处理。
[0030]用于解决问题的方案
[0031]技术方案I的发明是一种土壤等的清污方法，其将被放射性物质污染的清污对象物导入至洗提溶剂中而溶出，并从该洗提溶剂分离出放射性物质，上述清污对象物包含污染土壤与污染水，采集它们中的一者或两者并导入至洗提溶剂中，使在洗提溶剂中溶出的放射性物质与上述清污对象物固液分离，回收已去除了固液分离后的放射性物质的土壤，并且将固液分离后的包含洗提溶剂和污染水的分离液导入于电解槽并电解，使包含放射性物质的金属离子析出于阴极，其中，在电解槽内部捕集通过电解而产生出的包含氚的氢，将该氢移动到电解槽的外部并捕获，实现对氢中所含的氚的清污，消除由氚的内照射而引起的不安。
[0032]技术方案2的发明中，使电解槽密闭来进行电解，以便可靠地捕集通过电解而产生出的氢。
[0033]技术方案3的发明中，在电解时滞留于电解槽内的氧的压力达到规定值以上时，从电解槽排出前述氧，以便确保电解的安全。
[0034]技术方案4的发明中，在阴极的周围设置从该阴极通电的一个或多个析出构件，使放射性物质等的金属离子析出于前述阴极与析出构件，从而可精密地去除分离液中的放射性铯或其它放射性物质、重金属等金属离子，从而进行清污。
[0035]技术方案5的发明中，将分离液在导入于电解槽前导入于吸附过滤器，利用该过滤器来吸附放射性物质等的金属离子，从而通过划分为吸附过滤器与电解槽而合理地吸附放射性物质等的金属离子，实现提高电解槽的电解时间。
[0036]技术方案6的发明中，将氢填充于气体储罐并保管，从而阻止氢中所含的氚的泄漏并且安全地进行保管。
[0037]技术方案7的发明中，由于在使用过的电解槽的内部留置阴极和析出构件、析出于它们上的放射性物质等的金属离子、将氢捕集的捕集器、分离液的残液、吸附过滤器，并且进行保管，因而可消除分别保管它们的不合理之处，合理、安全、容易并廉价地进行保管。
[0038]技术方案8的发明中，氚水混合存在于前述污染水，因而通过捕集对包含氚水的污染水或分离液进行电解而产生的氢，从而可将氚水中所含的氚去除并且清污。
[0039]技术方案9的发明中，放射性物质中包含放射性铯与氚，将反应性强并且半衰期比较长的放射性铯、以及被认为是半衰期比较短并且毒性最少的放射性核种之一而被轻视的氚设为清污对象，可将各种放射性物质进行清污。
[0040]技术方案10的发明是一种土壤等的清污系统，其具备:分离槽，其收容被放射性物质污染了的清污对象物与洗提溶剂，并且可使放射性物质溶出于该洗提溶剂；固液分离过滤器，其可将溶出于洗提溶剂的放射性物质与所述清污对象物进行固液分离；电解槽，其收容固液分离后的包含洗提溶剂和污