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たけなりますはら
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1 放射性物質を含む廃棄物の適正な処理処分 ( 技術資料 : 概要版 ) これまでの調査研究で明らかになったことをできるだけ分かりやすくご説明します国立環境研究所資源循環廃棄物研究センター

2 はじめにこちらは放射性物質の挙動からみた適正な廃棄物処理処分 ( 技術資料 ) を出来るだけ分かりやすくご説明した概要版になります放射性物質の挙動からみた適正な廃棄物処理処分 ( 技術資料 ) については下記のホームページからダウンロード出来ます国立環境研究所ホームページ東日本大震災関連ページ放射性物質の挙動からみた適正な廃棄物処理処分 ( 技術資料 ) 第二版第 10 章追補版

一般のごみ焼却処理施設 4 放射性セシウムの水への溶け出しやすさ p10 3 放射性セシウムと埋立

3 放射性物質と廃棄物処理 ( 目次 ) 下水汚泥浄水汚泥震災によって発生したガレキ 2 放射性セシウムと焼却 p4 1 放射性セシウムを含むごみと焼却灰 p2 除染によって発生したごみ一般のごみ焼却処理施設 4 放射性セシウムの水への溶け出しやすさ p10 3 放射性セシウムと埋立 p8 焼却灰など埋め立て処分場 5 放射性セシウムの土への吸着 p12 6 放射性セシウムと浸出水の処理 p14-1-

1 放射性セシウムを含むごみと焼却灰放射性セシウムを含む焼却飛灰 1 の発生状況福島第一原子力発電所の事故にともない東日本の多くの地域ではごみを燃やした後に発生する焼却灰に放射性セシウムが含まれるようになりましたこれは放射性セシウムが降り注いだ草木等が剪定されたり落ち葉として集められたりしてごみとして焼却されたことが主な原因だと考えられています左の地図は

4 1 放射性セシウムを含むごみと焼却灰放射性セシウムを含む焼却飛灰 1 の発生状況福島第一原子力発電所の事故にともない東日本の多くの地域ではごみを燃やした後に発生する焼却灰に放射性セシウムが含まれるようになりましたこれは放射性セシウムが降り注いだ草木等が剪定されたり落ち葉として集められたりしてごみとして焼却されたことが主な原因だと考えられています左の地図は東日本における放射性セシウムの空間線量 2 (2011 年 11 月換算値 ) と放射性セシウムを含む焼却飛灰の発生量および濃度 (2011 年 7 月測定値 ) を示したものです地図の色や印は次のようなことを表しています印の色飛灰に含まれる放射性セシウムの濃度印の大きさ飛灰の発生量地図の色放射性セシウムの空間線量率左の地図をよく見てみると以下のようなことが分かります放射性セシウムの空間線量が高いところではごみを燃やした後の焼却飛灰にもたくさんの放射性セシウムが含まれている関東地域でも黄色やオレンジ (1 キロあたり 8000 ベクレル超 ) の施設があるまた, 緑色 (1 キロあたり数千ベクレル ) の比較的大きな印も多くこれらについても適切な処分や管理が必要焼却灰中の放射性セシウム濃度は時間経過とともに少しずつ下がってきていますが今後除染活動にともなってたくさんの草木類がごみとしてでてくると思われますそうすると焼却灰に含まれる放射性セシウムの濃度も上がる可能性がありますその他の詳しい分析結果は次ページに! 1 焼却灰には焼却炉の底に残る主灰と排ガス中のばいじんを捕集した飛灰があり放射性セシウムは飛灰に高濃度に濃縮されます 2 空間線量とは空間における放射線の量のことです -2-

1 放射性セシウムを含むごみと焼却灰土からごみへの移動国立環境研究所では放射性セシウムを含む焼却灰の調査を行うため 1 都 15 県 ( 岩手宮城秋田山形福島茨城栃木群馬埼玉千葉東京神奈川新潟山梨長野静岡 ) のごみ焼却施設について様々なデータを集めて分析しました以下にそのひとつをご紹介します

計算は以下のような式で行いました季節による多少の変動はありますが土に付着した放射性セシウムのうちごみ焼却施設に入ってきているのは多くても 1 年間で全体の 1~2% 未満であることが分かります左下のグラフは縦軸に土からごみへの放射性セシウムの移行率を示し横軸にごみを収集している地域の人口密度を示したものです

5 1 放射性セシウムを含むごみと焼却灰土からごみへの移動国立環境研究所では放射性セシウムを含む焼却灰の調査を行うため 1 都 15 県 ( 岩手宮城秋田山形福島茨城栃木群馬埼玉千葉東京神奈川新潟山梨長野静岡 ) のごみ焼却施設について様々なデータを集めて分析しました以下にそのひとつをご紹介します土からごみに移動した放射性セシウムの割合福島第一原子力発電所の事故で環境中に放出された放射性セシウムは風や雨に乗って運ばれた後その多くが草木や土の上に落ちたと考えられます左上のグラフは土に付着した放射性セシウムのうちどれぐらいの割合がごみとして焼却施設に入ってきているのか ( 移行率 ) を分析した結果ですなお計算は以下のような式で行いました季節による多少の変動はありますが土に付着した放射性セシウムのうちごみ焼却施設に入ってきているのは多くても 1 年間で全体の 1~2% 未満であることが分かります左下のグラフは縦軸に土からごみへの放射性セシウムの移行率を示し横軸にごみを収集している地域の人口密度を示したものです人口密度の大きい地域ほどごみへの移行率が高い (= 放射性セシウムが土からごみへとたくさん移動している ) ことが分かりますこれは人口密度の高い地域ほど放射性セシウムがくっついた草木や土壌が除去移動されている可能性を示しています人口密度が 5,000 人 /km 2 を超える地域では大きな差はなく土からごみへの移行率は 1% 程度にとどまっています -3-

6 2 放射性セシウムと焼却その 1 放射性セシウム排ガス濃度はここで測定この地点で既に規制値を満たすように監視します空気中に広がって 10 万分の 1 程度に薄まる 2 ごみバグフィルターでばいじん 1 と一緒に捕捉バグセシウムの多くは排ガフィルタースへ移動しばいじん (200 以下 ) 1 に付着払い落とし焼却炉 (800 以上 ) 一部は灰へ集めたばいじん ( 飛灰 ) 周辺大気のセシウムの規制値は 0 歳 ~ 70 歳まで吸い続けても被ばく量が許容値 ( 年間 1mSv) 以下になるよう設定焼却処理施設焼却施設内での放射性セシウムの動きごみと一緒に焼却炉に入った放射性セシウムは 800 以上の高温で燃やされ多くは揮発もしくは液滴となって排ガスへ移動します排ガスに移動しなかった残りの放射性セシウムはごみの燃え残り ( 灰 ) に留まります排ガスに移動した放射性セシウムは主に塩化セシウム ( セシウムに塩素がくっついた状態 :CsCl) の形ではいじん 1 に付着すると考えられます 200 以下に冷やされたバグフィルターという筒状の布のフィルターでばいじん 1 と一緒に放射性セシウムも捕まえられます 1 ばいじんとは排ガスの中に細かい固体の粒子のことです 2 環境省におけるシナリオ評価より天候や煙突の高さ等諸条件によって変化します排ガスの規制値焼却処理施設周辺の空気や水を 0 歳 ~70 歳まで吸ったり飲んだりしても被ばく量が年間 1mSv を超えないよう基準値が設定されていますしかし運用上は煙突を出た直後に濃度を測定しこの地点で既に基準値を満たすよう監視されています実際には煙突を出た後我々のもとに届くまでに 10 万分の 1 程度に薄められます 2 焼却中の放射性セシウムの動きについては次ページに! -4-

7 K 化合物の生成割合 / % 2 放射性セシウムと焼却焼却中の放射性セシウムの動き国立環境研究所ではごみ焼却中の放射性セシウムの動きを詳しく知るため熱力学化学平衡計算と呼ばれる計算方法を使って解析を行いました以下にその一部をご紹介しますセシウムは計算に利用できるデータが少ないため今回はセシウム (Cs) と同じ仲間であるカリウム (K) をセシウムに置き換えて計算を行いました K3Na(SO4)2 [s] KCl [s] (KCl)2 [g] KCl [g] K2SO4 [g] KOH [g] KAlSi2O6 [s2] [s] は Solid(= 固体 ) のこと [g] は gas(= 気体 ) のこと焼却温度 / ºC 焼却炉の中は 800 以上飛灰に含まれる放射性セシウム焼却中の温度 800 以上に注目して上のグラフを見ると最も割合が大きいのは KCl( 塩化カリウム ) の気体であることが分かります K( カリウム ) を Cs( セシウム ) に置き換えると塩化セシウム (Cs Cl) となりこれがガス中に含まれる放射性セシウムの形態だと思われます主灰に含まれる放射性セシウム上のグラフから 800 以上の焼却炉内で固体として存在するのはアルミナシリケートと呼ばれる構造の KAlSi 2 O 6 であることが分かります K( カリウム ) を Cs( セシウム ) に置き換えると CsAlSi 2 O 6 が燃え残り ( 主灰 ) に含まれる放射性セシウムの形態だと思われます -5-

8 2 放射性セシウムと焼却その 2 ガスガスばいじんセシウムバグフィルターの役割バグフィルターバグフィルターとは焼却炉から出た排ガス中のばいじんを除去するために設置された設備ですろ布と呼ばれるフェルトのような布が筒状になったもので大規模な施設ではこれが数百本も設置されています左図のようにバグフィルターはガスは通しますがほとんどのばいじんは大きすぎて通れませんバグフィルター付近の温度は 200 以下ですがこのときセシウムはガス状ではなくばいじんに付着しているのでバグフィルターでばいじんと一緒に取り除かれますバグフィルターパルスジェットバグフィルターが張りついたばいじんの重さなどで破れることがないようパルスジェットと呼ばれるばいじんの払い落しを行いますこれは一度にすべてのフィルターに行われるのではなく順番に行われますですので全体としてフィルターの機能が損なわれることはありませんたくさん設置されているバグフィルターから順番にばいじんを払い落しますセシウムの除去率と被ばくのリスク少しでもセシウムがガスとして漏れ出ると危ない? バグフィルターでの除去率が 99.9% なら漏れ出た 0.1% はどうなるの? これまでの調査ではバグフィルターを備えた焼却炉の煙突出口において放射性セシウムが通常の測定条件で検出されたことはありません仮に一部の放射性セシウムが煙突から漏れ出たとしても私たちのもとに届くまでに空気中に広がって元の濃度の 10 万分の 1 程度に薄められるので無視できるレベルになります人への被ばくという観点で大切なのはバグフィルターの除去率が何 % かではなく排ガスに含まれるセシウムの規制値が守られているかです排ガスに含まれるセシウムの規制値とは次のようなものです 0 歳 70 歳同じ人が 0 歳 ~70 歳まで毎日その空気を吸っても被ばく量が許容値 ( 年間 1mSv) 以下セシウム 134 :20 ベクレル /m 3 セシウム 137 :30 ベクレル /m 3 両方ある場合は以下の式を満たすことセシウム 134 の濃度 /20 + セシウム 137 の濃度 /30 1 排ガス中の放射性セシウムの測定結果は次ページに! 環境省におけるシナリオ評価より天候や煙突の高さ等諸条件によって変化します -6-

2 放射性セシウムと焼却排ガスに含まれる放射性セシウムの除去率下の表は実際のごみ焼却施設や溶融施設で測定した排ガス処理設備での放射性セシウム除去率です ( 下表に挙げられている施設では 1 キロあたり 8000 ベクレルを超える焼却飛灰が発生していました ) 施設福島県あらかわ CC 須賀川地方保健環境組合 Cs134 Cs137 Cs134 Cs137 Cs134 Cs137 78

9 2 放射性セシウムと焼却排ガスに含まれる放射性セシウムの除去率下の表は実際のごみ焼却施設や溶融施設で測定した排ガス処理設備での放射性セシウム除去率です ( 下表に挙げられている施設では 1 キロあたり 8000 ベクレルを超える焼却飛灰が発生していました ) 施設福島県あらかわ CC 須賀川地方保健環境組合 Cs134 Cs137 Cs134 Cs137 Cs134 Cs <0.008 < < 99.99< 10 月 BF 環境省 < < 12 月月 EP 環境省月 A 市清掃工場焼却 <0.054 < < 99.92< BF 国環研 10 月 B 市清掃工場 C 市清掃工場対象プロセス焼却焼却入口濃度 (Bq/m 3 ) 出口濃度 (Bq/m 3 ) 除去率 (%) 集塵装置焼却 <0.1 < < 99.87< BF 溶融 <0.1 < < 99.99< 調査調査実施者時期国環研 12 月焼却 <0.012 < < 99.94< 2 月焼却 <0.018 < < 99.98< 3 月 BF 国環研溶融 <0.01 < < 99.98< 2 月溶融 <0.013 < < 99.99< 3 月溶融 <0.4 < < 99.93< 9 月 D 市清掃工場溶融 24h BF A 社 <0.05 < < 99.98< 3 月採取バグフィルターのこと電気集塵機のこと溶融とはごみの焼却によって発生した残渣や飛灰を高温で液体にした後冷やして溶融スラグと呼ばれる固体にすることです注 : 濃度はろ紙部のみ環境省調査は出口濃度は煙突出口国環研調査は BF 出口 ( 但し煙突出口ガスは検出下限未満 ) いずれの施設でも表ページで紹介した規制値を大幅に下回る結果となりました -7-

10 3 放射性セシウムと埋立 1 キロあたり 8000 ベクレル以下の放射性物質を含む廃棄物の埋め立て方法ごみを焼却したあとに出てくる灰等には放射性物質が含まれていますので適切な方法で埋め立て処分しなければなりません埋め立てる廃棄物に含まれる放射性物質の濃度が 1 キロあたり 8000 ベクレル以下の場合は既存の埋め立て処分場に埋め立ててよいとされていますただし埋め立てに際しては以下のような配慮が必要です放射性物質のないごみの層放射性物質のないごみの層放射性物質のないごみの層溜まった水を集める装置遮水シートを保護する土砂層放射性物質を含むごみ遮水シート下部の層放射性物質を含むごみの下部にはたとえ放射性物質が水と一緒に染み出してきても吸着できるよう放射性物質が吸着しやすい性質をもった 50cm の土の層を敷きます上部の層ばいじんのように含まれる放射性セシウムが溶けやすい状態であれば水を透しにくい性質をもった土の層を上部に作りますこうすることで水が入り込んで放射性物質が流れ出し周辺の地下水などを汚染するのを防ぎます 50cm 300cm 50cm 埋め立て後の影響評価については次ページに! 水を通しにくい土の層放射性物質を含むごみ放射性物質を吸着しやすい土の層浸出水の処理埋め立て処分場の最下部には水を透さない遮水工 ( しゃすいこう ) と呼ばれる層が設置されていますごみから染み出てきた水はここで集められ処理されますただし従来の処理方法では放射性セシウムは除去できないので新たな技術の適用が必要です水が入り込むのを防ぐ下部の土で吸着する染み出た水を集めて処理するという複数の防御策を講じますさらに放流水や周辺の地下水を定期的に検査して放射性物質が漏れ出していないかどうか確認することが大切です -8-

11 3 放射性セシウムと埋立埋め立て後の影響評価国立環境研究所では放射性セシウムを含むごみを表面に示した方法で埋め立てた場合の浸出水への影響評価を行いました埋め立てたごみからどれくらい放射性セシウムが溶け出してくるのかはごみに含まれる放射性セシウムの量ごみと接する水の量ごみの種類等様々な条件によって変化します今回行った影響評価では以下のような条件を設定しました 50cm 300cm 50cm 水を透しにくい土放射性物質を含むごみ水セシウムを吸着しやすい土この地点でどれぐらいセシウムが出てくるかを試算上部の水を透しにくい土を通り抜けて入ってくる雨水等の量を年間あたり mm の 3 パターンで設定ごみから溶け出す放射性セシウムの濃度 ( 溶出濃度 ) を 1 リットルあたり 1~500 ベクレルと設定下部の土が放射性セシウムを吸着する能力を液体濃度の 10 倍の濃度まで土に吸着できると設定上記の条件で計算した結果は以下のとおりです上部の水を透しにくい土の層は埋め立て後 25 年から少しずつ機能が低下してくることを想定しこの層を通り抜けて入ってくる雨水等の量は 50 年後には当初の 5 倍になると模擬的に計算しました年間あたり 10 mm (50 年後には )50 mm 年間あたり 20 mm (50 年後には )100 mm 年間あたり 40 mm (50 年後には )200 mm ( 実際には粘土等を用いた層であればそれほど機能が低下することはありません ) グラフの見方 ( 例 ) ごみから溶け出すセシウムが 150 ベクレル / リットルの場合約 60 年後に約 130 ベクレル / リットルのセシウムが浸出水に出てくる上部の土層を通り抜ける雨水等の量が 10mm 50mm のとき上部の土層を通り抜ける雨水等の量が 20mm 100mm のとき上部の土層を通り抜ける雨水等の量が 40mm 200mm のとき -9-

12 4 放射性セシウムの水への溶け出しやすさごみの焼却灰 ( 飛灰主灰 ) ごみの焼却灰には飛灰 ( ひばい ) と主灰 ( しゅばい ) の 2 種類があります飛灰とはごみを燃やしたときのばいじんのことで主灰とはごみを燃やしたあとの燃え残りのことですごみを焼却ばいじん 1 燃え残り飛灰主灰飛灰に含まれる放射性セシウムの水への溶け出しやすさ飛灰に含まれる放射性セシウムはとても水に溶け出しやすく実験 2 によると飛灰中のセシウムの 64~89% が 6 時間で水へと溶け出すことが分かりました焼却飛灰を埋め立てる際にはできるだけ水が入り込まないようにすることが大切です主灰に含まれる放射性セシウムの水への溶け出しやすさ同じ焼却灰でも飛灰と違って主灰に含まれる放射性セシウムは水に触れてもあまり溶け出しません実験 2 によると主灰中のセシウムのうち水に溶け出たのは最大でも 5.6% でした下水汚泥の焼却灰下水を処理すると汚泥と呼ばれる廃棄物が発生します通常は焼却処理されて灰が残りますこの灰にも放射性セシウムが含まれています実験 2 によると下水汚泥の焼却灰に含まれる放射性セシウムのうち水に溶け出すのは検出できないレベルでした浄水発生土原水から水道水を作るときに取り除かれた土砂や水処理のために投入された薬品の沈殿物を集めて乾燥させたものを浄水発生土といいます実験 2 によるとこの土に含まれる放射性セシウムのうち水に溶け出すのは検出できないレベルでした土壌放射性セシウムを含む土を採取し実験 2 をしたところ土に含まれるセシウムのうち水に溶けだすのは検出できないレベルでした災害ごみ ( 主に不燃系 ) 放射性セシウムを含む災害ごみ ( セメントブロック瓦木材等 ) を用いて実験 2 をしたところこれらの災害ごみに含まれるセシウムのうち水に溶けだすのは検出できないレベルでしたごみの焼却飛灰以外は水に触れたとしても放射性セシウムが溶け出す割合は非常に低いことが分かります 1 ばいじんとは排ガスの中に細かい固体の粒子のことです 2 水への溶け出しやすさを測定する実験の詳細は次ページに! -10-

13 4 放射性セシウムの水への溶け出しやすさ溶出試験とは? 国立環境研究所では放射性セシウムの水への溶け出しやすさを測定するために溶出試験 ( ようしゅつしけん ) を行いましたこの試験は廃棄物に含まれる様々な物質の水への溶け出しやすさを測定するために行われますいくつかの試験方法がありますが以下ではJIS K0058-1の試験方法を説明しますかくはん装置左に示した実験以外にも国立環境研究所では条件をいろいろ変えて実験を行い放射性セシウムの溶け出しやすさの特徴を研究しましたその一例を以下にご紹介しましょう逐次抽出試験 ( ちくじちゅうしゅつしけん ) 試料を順番に様々な種類の溶液に入れてどの溶液に放射性セシウムが溶け出しやすいのかを調べますこれによって放射性セシウムがどのような状態で試料中に存在しているのか推察することができます試料水に溶けだした放射性セシウム純水 ( 不純物がほとんどない水 ) 試料容器に測定する試料と試料の重さの 10 倍の量の純水を入れプロペラで 6 時間かき混ぜます試験結果は下グラフのとおりです試料ろ過して水と試料を分けてもともと試料にあった放射性セシウムのうち水に溶けだした放射性セシウムがどれぐらいあるのかを測定します測定の結果は表面に示しています表面の結果を裏付けるように焼却飛灰には水溶性画分 (= 水に溶けやすい形態の放射性セシウム ) が多く含まれていることが分かります -11-

14 5 放射性セシウムの土への吸着土の役割ごみを最終処分場に埋め立てるときには放射性セシウムが水に溶け出して外に漏れないようごみの上面と側面に水を透しにくい層をつくりますまたごみの下面には放射性セシウムが漏れてきてもできるだけ周囲に拡散しないようセシウムが吸着されやすい土の層をつくります放射性物質を含むごみ水を透しにくい土の層セシウムを吸着しやすい土の層放射性セシウムが土にくっつきやすいことはチェルノブイリ事故の調査などで明らかにされています放射性セシウムは時間が経つと少しずつ自然に濃度が下がってくるのでうまく土に吸着させることができれば環境中に拡散することなく濃度を低下させることができます様々な土の吸着度合い様々なタイプの土や吸着材を用いて実験を行ったところ放射性セシウムを吸着しやすい材料は以下のとおりでした粉状のゼオライト ( 鉱物の一種 ) 粒状のゼオライトベントナイト ( 粘土鉱物の一種 ) 4 位埼玉で採取した土壌 ( 粘性土質を含む土 ) 5 位茨城で採取した真砂土 ( 花崗岩が風化した土 ) 6 位珪砂 ( 石英を主成分とする標準砂 ) ごみの下面の土壌層にはセシウムへの吸着性とある程度の透水性 ( 水の透しやすさ ) が必要です適切な土が入手できない場合は複数の土や吸着材を配合して理想にちかい土をつくることも考えられますごみから染み出してきた水の中には放射性セシウムだけでなくその他の様々な物質 (= 共存イオン ) が存在しますこれらの物質のうちカリウムと安定セシウム ( 放射能を持たないセシウム ) は放射性セシウムと同じようにベントナイトやゼオライトに吸着されることが分かりました土が吸着できる量には限りがあるのであまりカリウムや安定セシウムばかり吸着すると肝心の放射性セシウムがうまく吸着されなくなる恐れがあります土への吸着性を考える際にはこのような共存イオンの影響に注意しなくてはなりません共存イオンの影響放射性セシウム放射性セシウム放射性セシウム放射性セシウム放射性セシウム放射性セシウム放射性セシウムのみの液体土壌放射性セシウム安定セシウムカリウム安定セシウムカリウムカリウム土への吸着実験の詳細は次ページに! 放射性セシウムカリウム放射性セシウム安定セシウム容量が一杯色々な化学物質を含む液体土壌 -12-

吸着実験の結果の一部を以下にご紹介します左の 2 つのグラフはセシウム 137 の吸着実験の結果を表しています左側のグラフは溶液が中性 (ph=7) のとき右側のグラフは溶液がアルカリ性 (ph=12)

15 5 放射性セシウムの土への吸着土への吸着実験国立環境研究所では土や吸着材について放射性セシウムの吸着度合いを調べるために吸着実験を行いました実験に用いたのは以下の 6 種類の土です吸着実験の手順は以下のとおりです土放射性セシウムを含む溶液を測定する土が入った容器に入れます土 24 時間かきまぜます土ろ過して土と溶液を分け溶液内にどれだけ放射性セシウムが残っているのかを測定します吸着実験の結果の一部を以下にご紹介します左の 2 つのグラフはセシウム 137 の吸着実験の結果を表しています左側のグラフは溶液が中性 (ph=7) のとき右側のグラフは溶液がアルカリ性 (ph=12) のときですいずれのグラフも横軸はセシウム 137 の平衡濃度で縦軸がセシウム 137 の吸着量ですグラフ上の線の傾きが急であるほど吸着性が高いことを意味しますご覧のとおり粉末ゼオライトと顆粒ゼオライトの吸着性が際立って高いことが分かります -13-

16 6 放射性セシウムと浸出水の処理浸出水 ( しんしゅつすい ) とはごみを埋め立てる最終処分場にはごみから染み出した水分が地下水等を汚染しないよう一番底の部分に水を透さない層 ( 遮水シート ) が設置されています浸出水とはこの層で集めて処理されるごみから染み出してきた水のことです埋立てられたごみ水を透さない層出てきた水を処理放射性セシウムの規制値集められた浸出水は処理された後川などに放流されます放流するときには放射性セシウムが以下の規制値を超えないこととされています 0 歳 70 歳同じ人が 0 歳 ~70 歳まで毎日その水を飲んでも被ばく量が許容値 ( 年間 1mSv) 以下になるよう設定されたセシウムの濃度セシウム 134 :1 リットルあたり 60 ベクレルセシウム 137 :1 リットルあたり 90 ベクレル放射性セシウムを含む浸出水の処理方法浸出水を処理する施設には様々な処理工程が備えられていますが放射性セシウムは既存の方法ではなかなか取り除くことができませんですので放射性セシウムを浸出水から取り除くための特別な処理方法を考える必要があります現在のところ以下に紹介する 2 種類の処理方法が有効だと考えられますゼオライトによる吸着ゼオライトとは鉱物の一種で様々な物質を吸着する性質を持っていますこの性質を利用して浸出水に含まれる放射性セシウムを取り除くことができます RO 膜 ( 逆浸透膜 ) による除去 RO 膜とは海水から塩類などを除いて真水にするときに用いられる膜の一種ですこの膜は水だけを透し放射性セシウムやその他の不純物は透しません浸出水の処理は大変なので埋め立てるときにしっかり閉じ込めて最初から水が入り込まないようにすることが大切ですゼオライトただしゼオライトは一定量のセシウムを吸着するとそれ以上は吸着しなくなるので定期的にゼオライトを交換する必要があります RO 膜放射性セシウムを高い確率で除去することができますが処理後に高濃度の放射性セシウムを含む濃縮水が発生しますこの濃縮水の取り扱いを含めて検討しなければなりませんゼオライトと RO 膜の処理実験の詳細は次ページに! -14-

17 6 放射性セシウムと浸出水の処理浸出水の処理実験国立環境研究所では浸出水の処理にゼオライトが効果的かどうか確かめるため実際の埋立処分場にある浸出水処理施設で実験を行いましたなお実験を行った埋立処分場の浸出水に含まれる放射性セシウム濃度は最大でも 1 リットルあたり 31 ベクレルであり規制値を下回る値でした実際の実験では下図のように浸出水処理工程で用いられるろ過材の一部 ( 活性炭 A 活性炭 B キレート A) をゼオライトに交換しました処理される浸出水の流れ砂ろ過活性炭 A 活性炭 B キレート A キレート B この 3 つにゼオライトを詰めて浸出水を 24 時間処理浸出水を 24 時間流した後の測定結果は以下のとおりですゼオライト 1 の濃度 2,450 ベクレル / キロ ( ゼ旧オ活ラ性イ炭ト A ) 1 ゼオライト通過前 10 ベクレル / リットルゼオライト 1 通過後不検出 ( ゼ旧オ活ラ性イ炭ト B ) 2 ( 旧ゼオキラレーイトト A 3 ) ゼオライト 2 通過後不検出国立環境研究所では RO 膜についても実際の埋立処分場から発生した浸出水を用いて現場試験を行いました実験に利用した RO 膜は海水の淡水化などに用いられるものと同じ膜です実験では下図のように RO 膜を 2 段階で取り付けた装置を利用しました処理される浸出水の流れ R O 膜 1 濃縮水 R O 膜 2 濃縮水処理水浸出水を処理後の各地点の測定結果は以下のとおりです処理前の浸出水 74.5 ベクレル / リットル R O 膜 1 RO 膜 1 の濃縮水 : 433 ベクレル / リットル RO 膜 1 の処理後 9.53 ベクレル / リットル R O 膜 2 RO 膜 2 の濃縮水 : 43.3 ベクレル / リットル RO 膜 2 の処理後不検出 -15-

18 参考資料 -16-

参考 : 放射性セシウムと焼却原発ごみの焼却炉と都市ごみの焼却炉の違い原子力発電所で発生する高濃度の放射線に汚染されたごみを焼却するため専用の焼却炉がありますこのような焼却炉には放射性物質を取り除くために

実はこの 2 つの焼却炉は焼却するごみの量や汚染の度合いが全く違うのです原発から発生するごみ ( 高レベルを除く ) 放射性物質を含む都市ごみごみの量 : 1 日あたり 1~4 トン放射能のレベル : 1 キロあたり平均 100,000

: バグフィルター上の説明を見ても分かるとおり都市ごみに入っている放射能のレベルは原子力発電所から出てくるごみの放射能レベルと比べて非常に低いのですそのため同じような高性能フィルターを設置しなくても

19 参考 : 放射性セシウムと焼却原発ごみの焼却炉と都市ごみの焼却炉の違い原子力発電所で発生する高濃度の放射線に汚染されたごみを焼却するため専用の焼却炉がありますこのような焼却炉には放射性物質を取り除くために高性能のフィルターが設置されていますでは都市ごみに放射性物質が入っているなら私たちの都市ごみ用焼却炉にも同じような高性能フィルターを設置すべきなのでしょうか? 実はこの 2 つの焼却炉は焼却するごみの量や汚染の度合いが全く違うのです原発から発生するごみ ( 高レベルを除く ) 放射性物質を含む都市ごみごみの量 : 1 日あたり 1~4 トン放射能のレベル : 1 キロあたり平均 100,000 ベクレル使用しているフィルター : 高性能フィルターごみの量 : 1 日あたり数 100 トン放射能のレベル : 1キロあたり 1,000~2,000ベクレル ( 灰の濃度が1キロあたり数万ベクレルの時の推計値 ) 使用しているフィルター : バグフィルター上の説明を見ても分かるとおり都市ごみに入っている放射能のレベルは原子力発電所から出てくるごみの放射能レベルと比べて非常に低いのですそのため同じような高性能フィルターを設置しなくても排ガスの放射線量を同じレベルにまで下げることができますただし今後福島第一原子力発電所のごく周辺にある高濃度に汚染されたごみを焼却する場合には都市ごみ用のバグフィルターでは十分ではないかもしれませんそのような場合には高性能のフィルターを一緒に使ったりバグフィルターを 2 重にするなどの検討が必要です発電所のメンテナンスなどで発生するごみ衣服養生用ポリエチレンシート等 -17-

参考 : 放射性セシウムと埋立 1 キロあたり 8,000~100,000 ベクレルの放射性物質を含む廃棄物の埋め立て方法埋め立てる廃棄物が 1 キロ当たり 8,000 ベクレル以上の放射性物質を含む場合には左図のようにより厳重な対策を施して埋め立てます放射性物質と水を触れさせない下部の土で放射性物質を吸着させる染み出た水を適切に処理するという原則は 8000

20 参考 : 放射性セシウムと埋立 1 キロあたり 8,000~100,000 ベクレルの放射性物質を含む廃棄物の埋め立て方法埋め立てる廃棄物が 1 キロ当たり 8,000 ベクレル以上の放射性物質を含む場合には左図のようにより厳重な対策を施して埋め立てます放射性物質と水を触れさせない下部の土で放射性物質を吸着させる染み出た水を適切に処理するという原則は 8000 ベクレル以下の場合と同じです 1 キロあたり 100,000 ベクレル以上の放射性物質を含む廃棄物の埋め立て方法埋め立てる廃棄物が 1 キロあたり 100,000 ベクレル以上の放射性物質に対してはコンクリートの分厚い壁に囲まれた遮断型埋立地に処分する方法がありますが詳細な部分については今後十分な検討が必要です現在の低レベル放射性廃棄物の埋設処分においては 1 キロあたり 100,000 ベクレル以上はコンクリートピット処分が行われます上限は 1 キロあたり 1000 億ベクレルまでであり低レベルと言っても今回の事故に伴って広く生じた放射性物質を含む廃棄物よりも極めて高い濃度までが対象になります -18-

21 参考 : 放射能の基礎知識種類 α( アルファ ) 線主な放射線の種類と特徴特徴空気中では数センチしか飛ばず紙 1 枚で止めることができるただし体内に入ると周りの細胞に影響を及ぼす健康への影響放射線の健康影響には大きく分けて以下の 2 種類があります β( ベータ ) 線アルミ箔や厚さ数センチのプラスチックで止めることができる γ( ガンマ ) 線 X( エックス ) 線中性子線透過力が強く止めるには 10 センチ程度の鉛やコンクリートが必要透過力が強く水やパラフィンなどで進む速度をおとすことができる福島第一原発の事故で放出された主な核種であるセシウム 137( 半減期 :30 年 ) とストロンチウム 90( 半減期 :29 年 ) は β 線と γ 線を放出します身体的影響被ばくした人に直接現れる影響のこと遺伝的影響次の世代以降に現れる影響のことさらに身体的影響には以下の 2 種類があります急性障害 ( 嘔吐下痢発熱脱毛出血等 ) 一度に大量の放射線を浴びた場合に見られる影響です晩発性障害 ( 発がん寿命短縮白内障等 ) 少量の放射線を長期間浴びた場合に見られる影響で数年数十年といった長い潜伏期間を経て障害が現れますベクレル (Bq) その物体が持つ放射能の強さを表します放射線の単位シーベルト (Sv) 放射線が人の体に影響を及ぼす度合いを表します同じ放射線量でも核の種類やどこに浴びたかによって影響は違ってきます影響が現れる確率しきい線量放射線の量確定的影響急性障害と発がん以外の晩発制障害はある放射線量 ( しきい線量 ) を超えると健康に影響がでますしきい線量以下にすることで影響を防ぎます影響が現れる確率仮定納得できるレベル放射線の量自然に発生する確率確率的影響発がんや遺伝的影響にはしきい線量は無いものと仮定し納得できるレベルにまで線量を低くします -19-

22 参考 : 放射性物質の特徴仲間と性質温度と放射性セシウムの状態 Cs( セシウム ) の仲間セシウムはアルカリ金属というグループ同じグループの仲間 Li( リチウム ) K( カリウム ) Na( ナトリウム ) など同じグループの仲間は同じような性質をもっています高温 ( 焼却炉の中 : 800 以上 ) のときセシウムの沸点 ( 液体から気体へ変わる温度 ) は 690 塩化セシウムの沸点は 1300 蒸気圧が高い Sr( ストロンチウム ) の仲間ストロンチウムはアルカリ土類金属というグループ同じグループの仲間 Mg( マグネシウム ) Ca( カルシウム ) などアルカリ金属もアルカリ土類金属も環境中では単独で存在するよりも他の原子とくっついた状態で存在する可能性が高いのです例えば Cs と Cl CsCl セシウム塩素塩化セシウム Sr と Cl SrCl 2 ストロンチウム塩素塩化ストロンチウム同じ仲間の NaCl は皆さんご存知の食塩です同じ仲間の CaCl 2 は寒い地域で活躍する融雪剤です焼却炉の内部では気体 ( ガス ) の状態で存在する可能性も低温 ( 焼却炉の出口付近 : 150~170 ) のときもっとも焼却炉内に存在していると思われる塩化セシウムについて 150~170 の蒸気圧を計算してみました 150 のときパスカル ( 圧力の単位 ) 170 のときパスカル ( 圧力の単位 ) ものすごく低い! 焼却炉の出口付近ではガス状ではなく灰などの固形物にくっついている可能性が高い蒸気圧って? ある温度のときその物質が液体や固体の状態から気体になろうとする力 ( 圧力 ) のことつまり蒸気圧が低い液体や固体の状態で存在することが多い蒸気圧が高い気体になりやすいこれまでの調査でもバグフィルターを備えた焼却炉の煙突付近でガス状の放射性セシウムが検出されたことはありません -20-

23 企画作成担当国立環境研究所資源循環廃棄物研究センター客員研究員森朋子

中央環境審議会廃棄物・リサイクル部会（第４９回）

中央環境審議会廃棄物・リサイクル部会（第４９回）資料 3 放射性物質に汚染されたおそれのある廃棄物の処理について 2011 年 10 月廃棄物リサイクル対策部目次放射性物質に汚染されたおそれのある廃棄物の処理について放射性物質に汚染されたおそれのある廃棄物の処理について 1. 福島県内の災害廃棄物の取扱いについて (1) 当面の取扱いのとりまとめ ( 環境省経済産業省厚生労働省 )(5 月 2 日 ) 避難区域及び計画的避難区域については