米乐m6官方网站【会长：中钵良二】（以下简称“产业技术研究所”） 地圈资源环境研究部【研究主任：中尾信典】 地圈环境风险研究组首席研究员 穗高哲夫、原产业技术研究所特别研究员宫津进（现为国立农业食品研究机构乡土工学研究所研究员）纳米材料研究部[研究部主任佐佐木刚]纳米粒子功能设计组研究组组长Toru Kawamoto和研究员Ken Takahashi与日本Vilene株式会社[代表董事吉田俊夫]（以下简称“日本Vilene”）合作开发铜替代品普鲁士蓝开発したCu-Cは、共存离子浓度即使在高水位溶解状态放射性铯 (Cs)的恢复率高，可用于监测海水中放射性Cs。
目前福岛县附近海水中溶解的放射性铯极低，每1升不到001贝克勒尔（Bq）。因此，要测量海水中放射性铯的浓度，首先要抽20至100升水，花费约6小时至数天的时间来测量水中放射性铯的浓度。悬浊物质移除，磷钼酸铵共沉淀法进行预处理以浓缩溶解的放射性铯。新开发的Cu-C即使在海水中也表现出很高的回收率，以05L/min的速度通过海水时，可以回收90%以上溶解的放射性Cs。仅需40分钟即可浓缩20升海水中的放射性Cs，显着缩短预处理时间。此外，Cu-C对淡水中放射性Cs的回收性能优于常规方法。锌替代品普鲁士蓝的无纺布滤芯 (Zn-C) 相比，性能显着提高该技术的使用预计将极大地有助于海水中放射性铯浓度的测量和长期环境影响评估。
该结果的部分发布于2016年1月28日核科学与技术杂志以杂志电子版发表。
（https://doiorg/101080/0022313120151135302）
东京电力福岛第一核电站事故已过去近5年，福岛县湾区内除福岛第一核电站附近以外的许多地区海水中的放射性Cs浓度已降至与过去几乎相同的水平，但从长期动态评估的角度来看，需要连续测量放射性Cs浓度。
目前福岛县附近海水中的放射性铯浓度低于每升水01 Bq，即使在这个范围内，溶解的放射性铯浓度也极低，每升水不到001 Bq。为了准确测量低浓度的放射性铯，需要进行预处理。传统上，常用的方法是在6小时至3天左右的时间内从20至100L海水中分离出悬浮固体，然后用磷钼酸铵共沉淀法在3天左右的时间内浓缩溶解的放射性铯，但问题是耗时且操作程序复杂。
自2012年以来，AIST一直在开发快速监测淡水中放射性Cs的技术，并于2014年4月开发了使用锌替代品普鲁士蓝的Zn-C，以有效回收溶解的放射性Cs。这种使用Zn-C的观测和监测系统可以在约8分钟内过滤和浓缩20L淡水中的放射性Cs，但当海水共存离子较多或连续流动100L或更多的大量水时，放射性Cs的回收率会降低。因此，需要一种即使在使用海水或通过大量水时也能有效回收放射性铯的技术。
AIST 此前已开发出普鲁士蓝纳米颗粒和铜替代品等材料，以及使用这些材料监测和净化放射性铯的技术。 Nippon Vilene 一直在进行研究，通过在无纺布上支持各种物质来开发新用途。此外，AIST和Nippon Vilene还开发了使用普鲁士蓝的淡水中放射性Cs的净化技术和监测技术（2014 年 4 月 7 日 JST/Japan Vilene/AIST 联合新闻公告）。特别是，作为提供这些满足受灾城市需求的先进技术的一部分，AIST一直与地方政府和其他机构合作开发放射性铯监测技术，并标准化水中放射性铯监测技术的国内标准。
此次，我们的目标是将产业技术研究所的材料技术和环境监测应用技术与日本Vilene的无纺布支撑物质技术相结合，开发出一种能够快速分析海水中溶解的放射性Cs的技术。
这项研究和开发是在独立行政机构日本科学技术振兴机构（JST）的研究成果部署项目（先进测量和分析技术和设备开发计划（实用型）（2012-2013 财年））下进行的。这项工作得到了日本学术振兴会科学研究资助金（问题编号：26241023）和农林水产省“食品生产地区振兴先进技术开发项目”的支持。
图1显示了新开发的Cu-C回收溶解的放射性Cs的机制。普鲁士蓝是一种铜的替代品，被认为会将溶解的放射性铯以碱金属的形式吸收到晶格内的空间中，排出内部存在的钾并吸收铯。通过让水通过 Cu-C，溶解的放射性 Cs 被普鲁士蓝（一种支撑在无纺布上的铜替代品）捕获，并积聚在滤筒中。
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| 图1铜替代品普鲁士蓝（左）和开发的卡盒“Cu-C”（右）的放射性Cs吸收结构概念图 |
图2显示了使用新开发的Cu-C和传统的Zn-C测量海水中溶解的放射性Cs的回收率的结果。以Cu-C为例，当20L海水以每分钟01L的流量通过时，可回收97%以上溶解的放射性Cs；当流量为05L/分钟时，可回收95%以上。可以看出，回收率高于常规Zn-C。与现场观察的监测系统和悬浮物收集盒结合使用，可以在约40分钟内分离和浓缩20升海水中的低浓度放射性铯。与磷钼酸铵共沉淀法相比，浓缩放射性Cs所需的时间可缩短至1/50至100倍。这项技术使得比以往更频繁地、在更多地点监测环境水成为可能。
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图2 海湾地区海水中放射性Cs回收率对比结果
(未用Zn-C进行25L/min流速的测试) |
2014年9月，我们利用所开发的Cu-C，与国立环境研究所林精二所长、辻英树研究员、有田光一特别研究员合作，对苦咸水和近海海水中的放射性Cs浓度进行了监测试验。结果，我们能够确认仅使用一个试剂盒即可回收超过 92% 的放射性 Cs（表 1）。此外，我们与福岛大学环境放射研究所的青山道雄教授合作，利用改进的磷钼酸铵共沉淀法和Cu-C法对福岛县多个地点的放射性Cs进行了测量，两个值均在测量误差范围内（图3）。
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| 表1 福岛县近海海水监测结果 |
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图3 Cu-C法与改良磷钼酸铵(AMP)共沉淀法测量结果比较
（误差条表示测量误差。） |
Cu-C 还可以比 Zn-C 吸附更多溶解的放射性 Cs。我们与福岛县农业中心一起，使用传统的 Zn-C 和新开发的 Cu-C 进行了淡水中放射性 Cs 的回收试验。 Zn-C只能浓缩到100L左右，而Cu-C即使在2000L的水通过水中也能实现80%的回收率，并且Cu-C的浓缩量是Zn-C的10倍以上。这些结果表明，即使淡水中溶解的放射性 Cs 浓度低至 01 至 1 mBq/L，Cu-C 也可用于监测放射性 Cs。
我们将与相关研究机构合作，以新开发的Cu-C筒作为海水中放射性Cs监测技术，推动放射性Cs监测方法的实用化和标准化。