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素材によるセシウム吸着率の比較

2017年02月18日
液体に含まれる微量のセシウムの定量は、液体を濃縮して測定するのが一般的です。

例えば蛇口水の場合は蒸発濃縮が一般的に行われている前処理方法だと思います。
しかし蒸発濃縮の場合は、ガラスに少なからずセシウムが吸着してしまい、正確な定量は難しいと考えます。


そのため、2015年夏頃から液体に含まれる微量のセシウムの測定で最も効率の良い方法を模索してきました。

液体中に含まれる微量のセシウムの測定の記事で書きましたが、セシウムを選択的に吸着出来る住友3Mのエムポア・ラド・ディスクなども試しましたが、前処理の手間、コスト面などで断念しました。

2011年からRO(逆浸透)浄水器を販売しておりますが、オプション設定したイオン交換樹脂フィルター(DIフィルター)にセシウムを吸着する事がわかっていました。

0PPM-RO浄水システム

RO(逆浸透)方式の浄水器はセシウムより粒子が細かいヨウ素(I-131)の除去について国立研究開発法人量子科学開発機構、放射線医学研究所、放医研でRO(逆浸透)方式以外の浄水器では、ほとんど、あるいは限定的な除去効果しか期待出来ない』との記述があるようにその浄水器の心臓部分であるメンブレンフィルターはそれらを約99%除去可能です。
更に安全性を高める為に除去出来なかった残りの約1%を吸着させる為に最後にイオン交換樹脂フィルター(DIフィルター)に水を通過させるオプション設定をしました。
通水量はわかりませんが、1年程使用したイオン交換樹脂フィルター(DIフィルター)を測定して明確にセシウムが検出されました。

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各地の水道水中のセシウム値(一覧)

そこで目をつけたのがイオン交換樹脂です。
液体中に含まれる微量のセシウム測定方法にそれらの実験をまとめています。

イオン交換樹脂吸着の前処理の方法も回数を重ねるごとに新しい発見があり、少しづつ改善されました。
イオン交換樹脂は種類も多く、どのタイプがもっともセシウムを吸着するか度重なるテストを繰り返しました。

最終的にはここ金町浄水場からの蛇口水をまずはTDSメーターで測定して不純物濃度を知り、0ppmになるまで撹拌します。
蛇口水をイオン交換樹脂にただ通水させるだけではセシウムの吸着率は極端に落ちる事はわかっていましたが、以前は適当に撹拌していました。具体的には2Lのペットボトルで1分程シェイクし、それを繰り返し行っていました。

金町浄水場の蛇口水のTDSメーター値は概ね110~170ppm程度で時期により違います。
(*注:ppm値は不純物濃度を表すもので、セシウムを測定している訳ではありません。)


蛇口水をイオン交換樹脂にただ通水させるだけではセシウムの吸着率は極端に落ちる事は実験でわかっていましたので蛇口水にイオン交換樹脂を入れ、撹拌させる事により、0ppmになる事に注目しました。
そして数々の実験を繰り返し、吸着率についても調べました。


イオン交換樹脂吸着法による微量放射能測定の可能性についての文中にリンクを貼りましたが、予めセシウム濃度がわかった液体の試料で吸着率は96%である事がわかりました。

液体の試料をイオン交換樹脂に吸着させるためにTDSメーターを活用し、0ppmになるまで撹拌させる事により、より正確性が高い前処理を行う事が出来る事がわかりました。

その方法でここ金町浄水場からの蛇口水を5回程測定して、1リットルあたり概ね0.01Bq/L程度である事がわかりました。
(*測定時期は2015年~2016年)

問題は福島第一原子力発電所爆発より5年以上経過した2016年8月22日に半減期が約2年のCs-134が検出された事です。

葛飾区のイオン交換樹脂(DIフィルター)測定


RO(逆浸透)方式の浄水器で放射性物質を99%除去した後に通過したイオン交換樹脂(DIフィルター)から半減期が約2年のCs-134が検出された為、毎日入る風呂やシャワーの水の危険性を疑いました。
そして『シャワーの害に関するアメリカからのレポート』http://heart.bird.to/shower/report.html
でその危険性を具体的に知りました。

それによりますと『お湯に含まれる汚染物質の最大91%は、入浴中及びシャワー中に皮膚から、また湯気を吸い込む事で呼吸器から肺に吸収される事などの記述を見つけました。
『シャワーやお風呂を通して、被曝する化学物質の量は、水道水を飲むより最大100倍多い』との記述に驚愕しました。

ほとんどの方が知らない事です。

そして2016年1月より実際に毎日入る風呂やシャワーの水対策で天然ゼオライトを利用した簡易的なフィルターを作成し、セシウム除去対策とその効果を立証する為に測定を継続して行ってきました。
天然ゼオライトは自然由来のセシウム以外の核種も存在する為、除去効果はある程度ありますが、測定には向いていない事がわかりました。
そこでさまざまな人工ゼオライトに実際に通水して、その効果を検証する実験を継続してきました。
今迄、測定した人工ゼオライトで吸着率が最も高い人工ゼオライトの測定を行ったところ、今迄に見た事もないキレイなスペクトルである事がわかりました。

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この人工ゼオライトはセシウムの粒子より少し大きな孔になっている為に一度捕獲したセシウムを逃しずらい構造になっている事、粒子の大きさがほぼ同じのストロンチウムも理論的に捕獲する筈です。
*実際にストロンチウムを測定して検証した訳ではないので断言は出来ませんが、セシウムの吸着率は特筆すべきです。

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実際にシャワー浄水器でこの人工ゼオライトを使用し、蛇口水(40℃程度)約2,800Lを通過させ、中身の人工ゼオライト約50gを測定したスペクトルです。

表記 Cs-134 1.2Bq/kg、Cs-137 6.4Bq/kg 、Cs-All 7.7Bq/kgでCs-134の796Kevに明確なピークがあります。

重量換算値でCs-All 49.28Bq/kgで1リットルあたりに換算すると0.0176Bq/Lです。

驚いた事に今迄、測定した最高値を記録しました。
測定した時期が違う為に単純比較は出来ませんが、吸着率の高さ、スペクトルを見て高価ですが、この人工ゼオライトを採用する事にしました。


詳しくは人工ゼオライトを通過させたシャワー水のセシウム値(10日)
ご参照下さい。


備考:換算値について

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このスペクトルから測定を邪魔する自然由来の核種などもほとんど含まれていないのではないかと推測しております。
測定者にとって邪魔する他の核種がない事は非常に有利です。

2017年2月21日追記

ノーマル(検査室空)のバックグラウンド(=BG)とこちらの人工ゼオライトの
スペクトル比較

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茶色が空のノーマルBGで赤が人工ゼオライトのスペクトルです。
ほとんど重なっている事がわかります。

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ログ表示

下は他の人工ゼオライトとの比較です。
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ログ表示
スペクトルが重なっておらず、これでは正確な定量は出来ません。

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白が採用の人工ゼオライトです。
人工ゼオライトは形状も吸着率もさまざまです。

バックグラウンド(=BG)は邪魔する核種がある場合は必ず、無汚染の試料で別途取得する必要があるからです。
K40など自然回に存在する核種が検体に含まれている場合は、コンプトン散乱などの影響により、数値が過剰になってしまうからです。

K40のコンプトン散乱による誤検出の回避方法

正確な定量を行う為にも試料は空の状態のバックグラウンド(=BG)と出来る限り近い事が理想ですが、見事にこの人工ゼオライトはその理想に適っています。

文部科学省(原子力規制委員会)の直近の平成28年11月4日発表(H28年4-6月分)データでは葛飾区の蛇口水は
Cs-134+Cs-137で0.0087Bq/kgとなっています。

http://radioactivity.nsr.go.jp/en/contents/12000/11570/24/194_20161228.pdf

このデータはゲルマニウム半導体検出器を用いた測定器で、試料の前処理は蒸発濃縮です。


こちらも測定時期が違うので単純比較は出来ませんが、蒸発濃縮による前処理と、ただ人工ゼオライトに通水(40℃)させただけの数値の比較である事は特筆すべきです。

これだけの吸着率が得られる人工ゼオライトは画期的と言えます。

蒸発濃縮による、水道水の測定は多くの研究機関などでも採用されておりますが、ゲルマで測定して2016年度の東京の水道水からCs-134も検出されてない例も多々見かけます。

被ばく回避に活用するのはもちろんの事ですが、測定の観点からもこの人工ゼオライトは素晴らしい素材だと思います。

人工ゼオライトを採用した、セシウム除去用シャワー浄水器、CDSW-01
は全国の水道水のセシウム汚染度の測定に活用出来るのではないかと考えております。

例えば30,000Lを通水させると理論上、約0.000034Bq/L(Cs-134+Cs-137)の下限値で測定が可能です。
*チェルノブイリ事故後、1986年6月25日、岡山市の蛇口水はCs-137 0.0011Bq/Lでした。
一桁低い数値まで知る事が出来る事は特筆すべきだと思います。


使用機器 iFKR-ZIP-A(10時間)

特に微量放射能測定は、試料の量が多いと、コンプトン散乱、自己吸収、遮蔽体からの散乱線等の影響で正確な測定が困難です。

詳しくはこちらもご参照下さい。

土日、祝日もメーカーであるSMTX社にご案内させて頂いておりますので、お気軽にご相談下さい。

電話でのお問い合わせもお気軽に!


☎03-5629-6977
| 14:31 | 未分類 | Comments:0

洗濯機に設置のカートリッジの測定

2017年02月14日
洗濯機は一度に大量の水を使うので毎日着る下着やタオル、洋服などを洗う時に、出来ればセシウムが含まれてない水で洗いたいものです。

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前回、30日データではセシウム総量は35.2Bq/kgでした。

30日ごとに測定を行う筈でしたが、他の測定などで遅れてしまい使用開始した2016年12月1日から2017年2月13日の74日目で再度測定を行ってみました。


カートリッジ中身の人工ゼオライト約50g(水分が含まれている為に50gを超えています)を取り出し3時間の測定を行いました。

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測定器のiFKR-ZIP-Aは必要な試料量は320gです。
今回、50gの測定を行いましたので出てきた数値を6.4倍すると1kgあたりの換算値です。

換算値については詳しくはこちらをご欄下さい。

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Cs-134+Cs-137の合計は14Bq/kg表示ですので、それの6.4倍が参考換算値です。

セシウム総量89.6Bq/kgです。

水の使用量は日によって違うので正確には把握出来ませんが、平均すると一日あたりのセシウムは約1.2Bq/kgです。

シャワーと違い、洗濯機の浄水の場合は、皮膚や呼吸器から人体に直接吸収する事はありませんが毎日どの程度、下着やタオル、洋服などに付着しているかは、わかりません。
Cs-134の存在も明確である以上、他の測定されてない核種は考慮すべきかもしれません。

洗濯物など気になる方はお試し下さい。


詳細は洗濯機取付け例(CDSW-01)でご確認下さい。

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安価で出来る簡易フィルターの作り方を写真付きで説明した記事も是非ご欄下さい。
この簡易フィルターを工夫して利用する事も可能かもしれません。

風呂とシャワーのセシウム対策

飲料水はセシウム、ストロンチウム、ヨウ素など除去可能な0ppm-RO浄水システムを是非、ご検討下さい☆

ご質問等ございましたらお気軽にお問い合わせ下さい。

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☎03-5629-6977
| 16:21 | 未分類 | Comments:0

埼玉県川口市の水道水中のセシウム

2017年02月12日
(1)はじめに
2016年11月に水道水のセシウム除去に特化したセシウム除去用シャワー浄水器発売開始直後からご使用頂いているユーザー様分の測定を行いました。
今回、測定したゼオライトはカートリッジ内の上部に入っている約50gの人工ゼオライト及び下部に入っている天然ゼオライト+活性炭です。

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フィルター1を通過したお湯はまず人工ゼオライトを通り、フィルター2を通過後に更に天然ゼオライト50gと活性炭30gがまざった2つ目の部屋を通過する2層構造になっています。


(2)人工ゼオライトが吸着したセシウム134、137

今回測定させて頂いたユーザー様は現役の公立中学校の理科の教師で、『内部被ばくを考える市民研究会』の川根代表の埼玉県川口市のご自宅で使用頂いたもので合計通水量は約11,900Lです。
*『内部被ばくを考える市民研究会』http://www.radiationexposuresociety.com/


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人工ゼオライト約50gの測定を10時間行いました。

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表示はCs-134 3.4Bq/kg、Cs-137 18.4Bq/kg、Cs-All 21.8Bq/kg
*バックグラウンド(=BG)は無汚染の人工ゼオライト50gで50,000秒測定して取得したものと比較。
バックグラウンド(=BG)はより正確性を担保する為に直近のデータを使用しました。
バックグランドとは自然界や測定器そのものに、天然の放射性物質がありますので
検査室に検体を入れない空の状態と検体を入れた状態で比較して、正味の放射能濃度を計算する為に取得します。
K40など自然界に存在する核種が検体に含まれている場合は、コンプトン散乱などの影響により数値が過剰になってしまう事を防止する意味で無汚染の検体を入れて
バックグラウンド(=BG)を取得する事でより正確性のある測定が可能です。

参考:K40のコンプトン散乱による誤検出の回避

iFKR-ZIP-Aは検体量が320gあるとして、数値が出されます。この場合、人工ゼオライトは50gですから、6.4倍に換算する必要があります。


セシウム総量139.52Bq/kg


(3)天然ゼオライトと活性炭が吸着したセシウム134、137

そしてカートリッジの2つ目の部屋に入れたあった使用済みの天然ゼオライト50gと活性炭30gを16時間測定しました。

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表示はCs-All 5.1Bq/kg
長時間測定する事によりCs-134のピークも見えてきました。

*バックグラウンド(=BG)は無汚染の天然ゼオライト50gと活性炭30gを20時間測定して取得しました。
こちらは合計で80g使用しましたので換算値は4倍で計算しますと
セシウム総量20.4Bq/kg


シャワー浄水器のカートリッジが吸着したセシウムの合計は
セシウム総量 159.62Bq/kg

(4)水道水のセシウム汚染はセシウム総量(Cs-134+Cs-137)0.0134Bq/L。
  Cs-134のピークも明確な事から福島第一原子力発電所由来の汚染と推測出来ます。

(5)文部科学省(原子力規制委員会)の水道水汚染データとの比較

文部科学省(原子力規制委員会)の直近のデータは平成28年11月4日発表(H28年4-6月分)の埼玉県比企郡でCs-134 ND Cs-137 0.0015Bq/L
http://radioactivity.nsr.go.jp/en/contents/12000/11570/24/194_20161228.pdf
*PDFではH28年6月分となっておりますが、その前ページの下記リンクでは
4-6月分となっております。これは表記の誤りで『H28年6月分』ではなく、正しくは『H28年4-6月分』とすべき結果だと思います。

http://radioactivity.nsr.go.jp/ja/list/194/list-201611.html

原子力規制委員会設置法(平成24年法律第47号)に基づき、文部科学省研究開発局開発企画課核不拡散・保証措置室が所管する業務は、原子力規制委員会(事務局:原子力規制庁)へ移管されました。文部科学省(現在は原子力規制庁所管)によるモニタリングの見直しに伴い、毎日の調査は平成23年12月27日に終了となりました。平成24年1月からは、測定精度をより高めるため、試料量を増やしたうえ、前処理(蒸発・濃縮)し、測定することとなり、それに伴い、測定頻度が3ヶ月に1回へ変更され、平日の毎日1.5Lの水道水を採取し、約100Lの水道水をまとめて蒸発?濃縮し、3ヶ月の平均値を測定してきました。
なお、原子力規制委員会のモニタリング計画の見直しに伴い、3ヶ月に1回の測定調査は平成28年3月に終了となり、平成28年4月以降は、年4回、水道水を採取し、測定することとなりました(通常の水準調査)。」
参考URL http://www.mext.go.jp/a_menu/kaihatu/gensi/1332598.htm

今回の埼玉県川口市での通水期間は2016年11月28日〜2017年1月28日で、場所と時期が違う為に単純比較出来ませんが、0.0015と0.0134と数値に10倍以上の違いがあります。
埼玉県(比企郡)Cs-134 ND Cs-137 0.0015Bq/L 2016年4月ー6月
埼玉県川口市 水道水のセシウム汚染はセシウム総量(Cs-134+Cs-137)0.0134Bq/L 2016年11月28日~2017年1月28日

その原因についての私見ですが、検体である水道水の濃縮方法の違いからくるものではないかと考えております。
蒸発濃縮の場合は、ガラスに少なからずセシウムが吸着してしまう為に正確な定量が出来ないのではないかと思います。
半減期が約2年の原発事故由来のCs-134も検出されている事からも注意が必要です。


換算値の検証はこちらをご参照下さい。


人工ゼオライトと天然ゼオライト(+活性炭)を比較すると明らかに人工ゼオライトのがスペクトルがキレイですので、より正確性がある測定が可能です。


そして数ある人工ゼオライトを試しましたがこれだけ セシウムを吸着するものはありませんでした。
イオン交換樹脂も度重なるテストで吸着率は高い事はわかっていますが、液体の検体を撹拌する必要があります。
通水させるだけでは吸着率は極端に落ちる事が実験からわかっています。


参考:イオン交換樹脂吸着法による微量放射能測定の可能性について


セシウム除去用シャワー浄水器に採用している人工ゼオライトは水道水中の微量のセシウム除去はもちろんの事、定量にも有効だと思います。


原発から流出した核種はセシウムだけではありません。
その300倍危険だと言われているストロンチウムは原子炉内ではセシウムと1:1の比率で存在します。
毎日大量に呼吸器から肺に吸収してしまう事を真剣に考え、そして対策して欲しいと思います。

*参考 シャワーの害に関するアメリカからのレポート:http://heart.bird.to/shower/report.html

水道水のセシウム除去に特化したセシウム除去用シャワー浄水器


ご質問等ございましたらお気軽にお問い合わせ下さい。

電話でのお問い合わせもお気軽に☆


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新しい人工ゼオライトの吸着テスト

2017年02月03日
先月に協力者が持ち込んでくれた新しい人工ゼオライトのテストを行いました。

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画像上の茶色の球形のものですが、突起物が付いている独特な形状です。
天然ゼオライトに比べると価格も10倍以上しますが、現在使用している人工ゼオライトに比べると遥かに安価ですので、吸着率に期待して10日間のテストを行いました。

カートリッジ上下に約200gを入れ、予め無汚染のこの人工ゼオライト200gのBGを20時間取得して比較しました。

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K-40のピークがあり、ゼオライト以外のものも多く含まれているスペクトルです。
Cs-137はありそうですが、明確なピークはありません。
重量換算値は6.56Bq/kgなのでいずれにしても現在採用している人工ゼオライトに吸着率は及びません。

人工ゼオライトは3種類試しましたが、やはり現在採用しているものがベストです。

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こちらのスペクトルは採用している人工ゼオライトです。
スペクトルの形状が上と比較するとまったく違い、Cs-137とCs-134のピークもキレイに出ています。


原発から流出した核種はセシウムだけではありません。
その300倍危険だと言われているストロンチウムは原子炉内ではセシウムと1:1の比率で存在します。
毎日大量に呼吸器や皮膚から吸収してしまう事を真剣に考え、そして対策して欲しいと思います。


*参考 シャワーの害に関するアメリカからのレポート:http://heart.bird.to/shower/report.html


簡単に自作出来る簡易フィルターでも、毎日浴槽にためる水を浄水させるだけでもセシウム除去効果は確実にある事が実験からわかっています。
実際に240ℓの水を毎日通過させ、200日で総通水量約48,000ℓでセシウム325.2Bq/kgを除去しました。

何もしないより遥かに安全なのは間違いありませんので、特に小さいお子さんがいる首都圏の家庭では是非対策して欲しいと思います。

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詳しくは2016年7月26日記事をご参照下さい。

手軽に作れる簡易フィルターの作り方を写真付きで説明した記事も是非ご欄下さい。

風呂とシャワーのセシウム対策



Cs-137やSr-90は半減期が30年、300年経っても完全には消えません。
特に、東北、関東地方の水道水を利用している方には是非使って頂きたいと願います。

セシウム除去に特化したシャワー浄水器も是非、ご検討下さい☆

セシウム除去用シャワー浄水器、CDSW-01

ご質問等ございましたらお気軽にお問い合わせ下さい。

電話でのお問い合わせもお気軽に☆


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