CN104245055A

CN104245055A - 化学物质分解剂组合物及使用了该组合物的化学物质的分解处理方法

Info

Publication number: CN104245055A
Application number: CN201380021022.XA
Authority: CN
Inventors: 金田崇良
Original assignee: Asahi Denka Kogyo KK
Current assignee: Adeka Corp
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2014-12-24
Also published as: WO2013161936A1; TW201412357A; TWI566806B; JPWO2013161936A1

Abstract

本发明的目的在于提供一种化学物质分解处理剂组合物及使用了该组合物的化学物质的分解处理方法，所述组合物均衡具有抑制金属腐蚀性、且充分分解化学物质的两种效果。为实现所述目的，本发明提供一种化学物质分解剂组合物及使用了该组合物的化学物质的分解处理方法，所述化学物质分解剂组合物的特征在于，该组合物含有(A)过硫酸盐、(B)硅酸钠以及(C)从碱金属碳酸盐、碱土类金属碳酸盐及其它们的混合物中选择的碳酸盐。

Description

化学物质分解剂组合物及使用了该组合物的化学物质的分解处理方法

技术领域

本发明涉及一种化学物质分解剂组合物及使用了该组合物的化学物质的分解处理方法，所述化学物质分解剂组合物通过添加到被化学物质污染的土壤中，可以有效地分解处理该化学物质。

背景技术

以往，有机氯化物等化学物质作为洗涤剂等，被广泛用于半导体工场或洗衣店(工场)等，但由于其对环境的负担过大，近年来一直规避对其使用。但是，已经被使用的这些化学物质大多混入了土壤或地下水中，在进行土地再利用时，形成很大的社会问题。在此，人们尝试通过各种各样的手段对污染土壤或污染水进行净化。

物理去除污染土壤或污染水的方法、或者生物或化学分解污染物质的方法虽众所周知，但是物理方法，在伴随搬运污染土壤时，存在需要进行二次处理这一缺点。此外，人们也对生物分解污染物质的方法进行了研究，虽然其具有对环境负担小这一优点，但是也存在难以适用于高浓度的污染物质或有机氯化物等难分解性化合物、分解所需时间长这一问题。与此相对，在化学分解的方法中，能够在现场进行污染物质的分解，因此不需要二次处理，可以在早期对高浓度的污染物质或有机氯化物等难分解性化合物进行分解，因此对其的研究非常活跃。

作为化学分解的方法，使用过氧化氢或过硫酸盐对污染物质进行氧化分解处理的方法是众所周知的。作为分解处理的方法，一般方法是向地面中注入，但是由于过氧化氢不稳定而快速分解，因此存在若向地面中注入则直接分解，净化范围变得极窄这一问题。另一方面，由于过硫酸盐稳定，因此被更多地研究(参照专利文献1～4)。

不对污染土壤进行挖掘搬运，在原位置上，为了廉价净化，将分解处理剂注入污染地下水中，或者，为了净化难透水层等污染部位，通过搅拌机边进行搅拌边注入分解处理剂，后者在污染土壤与分解处理剂更均匀的方面更为令人满意。但是，使用过硫酸盐的分解处理剂为强酸性，因此存在搅拌机或注入管等所使用的金属(特别是钢材)被腐蚀的问题，人们期望一种低腐蚀性的分解处理剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-149083号公报

专利文献2：日本特开2011-173089号公报

专利文献3：日本特开2011-245458号公报

专利文献4：日本特开2000-197899号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

因此，本发明的目的在于提供一种化学物质分解处理剂组合物及使用了该组合物的化学物质的分解处理方法，所述组合物具有进一步均衡抑制金属腐蚀性、且充分分解化学物质这两种效果。

解决技术问题的技术手段

本申请发明人等对上述问题进行了深入研究，结果发现一种化学物质分解处理剂组合物，其特征在于，该组合物含有(A)过硫酸盐、(B)硅酸钠以及(C)从碱金属碳酸盐、碱土类金属碳酸盐及它们的混合物中选出的碳酸盐，发明人等认为该组合物能够实现上述目的，进而完成了本发明。

发明效果

根据本发明，能够提供一种化学物质分解剂组合物，该组合物即使在高过硫酸盐浓度中，也可以抑制金属腐蚀性，并具有充分的化学物质分解能力。

具体实施方式

本发明的化学物质分解剂组合物，含有(A)过硫酸盐、(B)硅酸钠以及(C)从碱金属碳酸盐、碱土类金属碳酸盐及它们的混合物中选择的碳酸盐。

作为分解对象的化学物质，只要是有机物的话则种类不限，可列举出例如己烷、石油醚等脂肪族烃化合物，苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽、菲、芘、屈(chrysene)等的芳香族烃化合物，煤油、轻油、重油、汽油、轻油、润滑油等的石油产品，二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、溴三氟甲烷、溴氯二氟甲烷、二溴二氟甲烷、二溴四氟乙烷、三溴氟甲烷、四氯乙烯、三氯乙烯、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、氯乙烯、六氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,2-二氯四氟乙烷、1,3-二氯丙烯、2-氯-1,3-丁二烯。作为卤代脂环式化合物，可列举出例如1,2,3,4,5,6-六氯环己烷、艾氏剂(Aldrin)、狄氏剂(Dieldrin)、异狄氏剂(Endrin)、氯丹(Chlorden)、七氯(Heptachor)、灭蚁灵(Mirex)、毒杀芬(Toxaphene)。作为卤代芳香族化合物，可列举出例如二氯二苯基三氯乙烷(DDT)、2,4-二氯苯酚、2,4,5-三氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚、五氯苯酚、聚氯联苯类(PCB)、二噁英类等有机卤化物，除上述化合物以外，可列举游离氰酸和铁氰络合物等氰化合物等。本发明的化学物质分解剂组合物，能够对周知的难分解性的有机卤化物有效地使用。

以净化混入了上述化学物质的对象物为目的，使用了本发明的化学物质分解剂组合物，作为这种对象物可列举出例如土壤、污泥、工场排水、生活排水、河水、湖沼水、地下水等。

<(A)过硫酸盐>

作为用于本发明化学物质分解剂组合物中的(A)成分的过硫酸盐，可列举为例如过硫酸锂、过硫酸钠和过硫酸钾等。其中，优选过硫酸钠和过硫酸钾，进一步优选经济上廉价的水溶性高的过硫酸钠。

上述过硫酸盐可以单独使用，也可以两种以上组合使用。

<(B)硅酸钠>

“硅酸钠”一般为Na₂O·nSiO₂(式中，n表示大于0的实数)所表示的物质(式中，n的值为大于0的数)。从获得的观点考虑，优选n＝0.5～4的范围的值。具体来说，可列举为例如原硅酸钠(Na₂O·1/2SiO₂·xH₂O)、倍半硅酸钠(Na₂O·2/3SiO₂·xH₂O)、偏硅酸钠(Na₂O·SiO₂·xH₂O)等粉末状物质(式中，x是0以上的数)，1号硅酸钠(Na₂O·2SiO₂·aq)，2号硅酸钠(Na₂O·5/2SiO₂·aq)，3号硅酸钠(Na₂O·3SiO₂·a_q)，4号硅酸钠(Na₂O·4SiO₂·a_q)等的液体状物质(式中，aq表示为水溶液)。另外，上述1号～4号硅酸钠是指JIS K 1408中所规定的物质。

作为用于本发明化学物质分解剂组合物中的(B)成分的硅酸钠，其为粉末或是液体的任意一种均可，由于易于操作，优选液体。具体可列举出1号硅酸钠、2号硅酸钠、3号硅酸钠等，其中，优选易于操作的3号硅酸钠。

另外，JIS K1408中所规定的1号～3号硅酸钠的详细情况如下表所示。

[表1]

JIS K 1408所示硅酸钠1～3号的详细情况

数值全部为质量％

用于本发明化学物质分解剂组合物中的(A)成分以及(B)成分的配比并没有特别的规定，相对于1质量份的(A)成分，以(B)成分中的SiO₂计，可以加入0.005～0.200质量份，优选为0.008～0.180质量份，进一步优选为0.008～0.150质量份。若(B)成分少于0.005质量份，则会有损害抑制金属腐蚀的效果的情况，若超过0.200质量份，则会有化学物质的分解难以进展的情况。

本发明的化学物质分解剂组合物中，除了上述(A)成分以及(B)成分以外，还含有(C)成分，其使用了从碱金属碳酸盐、碱土类金属碳酸盐中选出的至少一种的碳酸盐。(C)成分作为中和剂使用，有助于过硫酸盐的稳定化。

<(C1)碱金属碳酸盐>

作为碱金属碳酸盐(C1)，可举出如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾等。

<(C2)碱土类金属碳酸盐>

作为碱土类金属碳酸盐，可举出如碳酸镁、碳酸钙等。

作为上述(C)成分而使用的化合物，可以单独使用，也可以两种以上组合使用。

在本发明的化学物质分解剂组合物中同时使用(C)成分的情况下，对(C)成分的加入量没有特别限定，但通常相对于1质量份的(A)成分，加入0.01～1质量份的(C)成分，优选加入0.05～0.7质量份。(C)成分若少于0.01质量份，则有得不到稳定化效果的情况，若超过1质量份，则有化学物质的分解难以进展的情况。在本发明的(C)成分中，优选碱金属碳酸盐(C1)，其中进一步优选为碳酸钠或碳酸氢钠。

另外，本发明的化学物质分解剂组合物，可以在添加了上述(A)成分、(B)成分和(C)成分的组合物中，进一步含有作为(D)成分的2价或3价铁离子。该(D)成分发挥作为化学物质分解的催化剂的作用。

<(D)2价或3价的铁离子>

用于本发明的化学物质分解剂组合物中的2价或3价的铁离子(D)的离子源，只要是溶于水或分散于水即可，则没有特别的限制，从水中溶解性良好的观点来看，优选使用铁盐。作为这样的铁盐，可列举出例如氯化铁(II)、氯化铁(III)、高氯酸铁(II)、高氯酸铁(III)、溴化铁(II)、溴化铁(III)、碘化铁(II)、碘化铁(III)、硝酸铁(II)、硝酸铁(III)、硫氰酸铁(II)、硫氰酸铁(III)、醋酸铁(II)、草酸铁(III)、硫酸铁铵(II)、硫酸铁铵(III)、硫酸铁钾(III)、硫酸铁(II)、硫酸铁(III)、亚铁氰化钠、铁氰化钠、亚铁氰化钾、铁氰化钾、亚铁氰化铵、铁氰化铵等。

从有机物质的分解率和经济性来看，优选为氯化铁(II)、氯化铁(III)、硝酸铁(II)、硝酸铁(III)、硫酸铁(II)、硫酸铁(III)，进一步优选为氯化铁(II)、硝酸铁(II)、硫酸铁(II)，最优选为氯化铁(II)和硫酸铁(II)。这些铁盐可以是无水盐，也可以是水合物，只要考虑在水中的溶解或分散的容易程度即可适宜进行选择。此外，本发明中水合物是含有结晶水的盐，例如，硫酸铁(II)除无水盐外，已知有一水合物、四水合物、五水合物及七水合物。上述铁离子的离子源可以单独使用，也可以两种以上组合使用。

在本发明的化学物质分解剂组合物中同时使用(D)成分的情况下，(D)成分的加入量并没有特别的限定，通常相对于1质量份的(A)成分，加入0.01～1质量份(D)成分，优选0.05～0.7质量份，进一步优选0.1～0.4质量份。(D)成分若少于0.01质量份，则有无法得到促进化学物质分解效果的情况，若超过1质量份，则有短时间内因(A)成分被消耗而损害持续性的情况、或是难以得到与加入量相应的效果的情况。

此外，在本发明的化学物质分解剂组合物中，可以进一步添加过氧化氢、螯合剂、过硫酸稳定剂(上述(C)成分的碳酸盐除外)、胶质二氧化硅等。

本发明的化学物质的分解处理方法，是使本发明的化学物质分解剂组合物(以下称为“本试剂”)与被化学物质污染的土壤或水接触，对该化学物质进行分解处理的方法。

本试剂优选为水溶液的状态，具体地，将本试剂用水稀释使作为(A)成分的过硫酸盐形成1～20质量％的水溶液，相对于1m3要净化的土量，优选添加本试剂的水溶液而使以水稀释的本试剂中的作为(A)成分的过硫酸盐达到0.5～50kg，进一步优选为1～40kg，更进一步优选为2～20kg。过硫酸盐不足0.5kg时，则有化学物质的分解速度变慢、或是分解不完全的情况，若超过50kg，则有对环境产生不好影响、或是难以得到与加入量相应的效果的情况。此外，也可将构成本试剂的成分各自分别注入土壤中。

接着，对净化因化学物质而受到污染的土壤的施工方法进行说明。在对被污染土壤进行净化中，翻掘被污染的土壤，向该土壤中加入水，使之呈浆状后再进行分解处理，也可以向被污染的土壤中直接注入本试剂进行分解处理。在该情况下，可以使用单轴及双轴的螺旋钻、前端带搅拌桨的挖掘机、动力铲等挖掘机等。此外，也可使用具有压力喷射功能的镗孔施工法。除此之外，还能够列举同时使用上述类似的重型机械、或是扬水曝气施工法等。在这些施工法中，重型机械与化学物质分解剂组合物接触。

上述重型机械的挖掘部、配管部等，使用以铁作为主成分的合金的钢材。本发明的化学物质分解剂组合物无关钢材的种类，显示低腐蚀性。作为在重型机械中经常使用的钢材，可列举碳素钢，作为碳素钢可列举为机械结构用碳素钢(JIS G 4051)或普通结构用轧制钢材(JISG 3101)。作为具体例来说，机械结构用碳素钢可列举为S35C、S45C、S55C等，普通结构用轧制钢材可列举为SS400、SS490、SS540等。

实施例

以下通过实施例对本发明进行进一步说明，但本发明并未受这些实施例的限定。此外，实施例中的“份”或“％”基于质量基准。

按照下述试验方法，进行本发明的化学物质分解剂组合物的金属腐蚀性试验、以及对污染化合物三氯乙烯(TCE)的分解试验。

<金属腐蚀性>

在室温下，将作为试验片的机械结构用碳素钢(S45C(JIS G4051)；3.2×15×30mm)在表1中记载的试剂中浸渍4天，进行试验片的重量测定，其结果如表1所示。此外，表中组合物的数字表示去除各试剂的水或结晶水的纯组分的质量％。此外，表中的重量减少量一项，以％表示相对于试验前的试验片重量所减少的量。

<分解试验>

向120ml的遮光瓶中，加入10g粉碎及干燥的土壤、50g的TCE为200mg/L的水溶液。将1.5ml与上述金属腐蚀性试验相同的各试剂，用离子交换水定量为50ml，分别添加至装有土和TCE水溶液的遮光瓶中。之后上下震动遮光瓶，使内容物均匀，静置于25℃的恒温槽内。此时(分解前)TCE浓度为100mg/L。

静置4天后，取10ml遮光瓶中的上层澄清水，以JIS K 0125为依据，通过气相色谱法测定残存TCE的量。结果显示为表1的TCE浓度。气相色谱法的条件如下所示。

<气相色谱法条件>

设备：GC-2014(岛津制作所株式会社制)

柱：Inert

Cap 1(内径0.25mm，长30m，膜厚1.5μm；GL科学社制)

柱温度：由40℃升温至200℃(5℃/min)

注入温度：200℃

检测器温度：250℃

注入量：0.1ml

分流比：1:50

此外，表1中3号硅酸钠的二氧化硅含量为29.10％。

由上述比较例结果可知，通过添加(B)成分和(C)成分，可显著抑制金属腐蚀性。此外，还可知实施例1～5均具备良好的化学物质分解能力。更进一步，通过添加(D)成分，化学物质分解能力得到增强。

Claims

1.一种化学物质分解剂组合物，其特征在于，该组合物含有(A)过硫酸盐、(B)硅酸钠以及(C)从碱金属碳酸盐、碱土类金属碳酸盐及它们的混合物中选择的碳酸盐。

2.如权利要求1所述的化学物质分解剂组合物，其特征在于，其为相对于1质量份的(A)过硫酸盐，含有以SiO₂计为0.005～0.200质量份的(B)硅酸钠的水溶液。

3.如权利要求1或2所述的化学物质分解剂组合物，其特征在于，(A)过硫酸盐为过硫酸钠或过硫酸钾。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的化学物质分解剂组合物，其特征在于，进一步含有(D)2价或3价的铁离子。

5.如权利要求4所述的化学物质分解剂组合物，其特征在于，(D)2价或3价的铁离子的离子源为硫酸铁。

6.一种化学物质的分解处理方法，其特征在于，使权利要求1～5中任意一项所述的化学物质分解剂组合物与被化学物质污染的土壤或水接触，对该化学物质进行分解处理。

7.如权利要求6所述的化学物质的分解处理方法，其特征在于，所述化学物质分解剂组合物与钢材接触。