CN104275346A - 有害物质的不溶化剂和不溶化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有害物质的不溶化剂和不溶化方法。将针对包括铅、氟和硼中的至少一种的有害物质的不溶化剂设为硫酸铝和氧化镁的混合物，将针对包括镉、六价铬、砷和硒中的至少一种的有害物质的不溶化剂设为氯化亚铁和消石灰的混合物，将针对砷和/或氟的有害物质的不溶化剂设为硫酸铝和消石灰的混合物，将针对包括镉、铅和汞中的至少一种的有害物质的不溶化剂设为氯化铁和消石灰的混合物，将针对包括镉和/或汞的至少一种的有害物质的不溶化剂设为氯化铁和氧化镁的混合物，将针对包括六价铬、砷和硒中的至少一种的有害物质的不溶化剂设为氯化亚铁和氧化镁的混合物，添加所述六种混合物的任一种，对污染土壤的有害物质进行不溶化。
Description
技术领域
本发明涉及从被重金属等污染的土壤中抑制重金属等的溶出的重金属等的不溶化剂和不溶化方法。
背景技术
在近代日本，有来自工厂的废弃物影响环境或人体的事例，近年来在工厂遗址的再开发中的重金属等的土壤污染显著。另外，在发展中国家中与近代日本的事例类似的环境污染成为问题。这样被污染的土壤即使搁置或以原来的状态废弃也会溶出重金属等，有可能破坏环境，需要对土壤中混入的重金属等进行不溶化。本说明书的有害物质（以下也称为重金属等）是指镉、铅、六价铬、汞重金属和砷、硒、氟、硼，复合污染土壤是指被两种以上的上述元素污染的土壤。为了对重金属等进行不溶化、即不溶出，已有在土壤中使离子化的铅离子或镉离子吸附在钙或镁离子中，或者在铁或铝的氧化物或氢氧化物的羟基上使砷、铅离子吸附的方法等（参见非专利文献1。）。作为这样的不溶化处理的一种，将硫酸铝和消石灰（氢氧化钙）作为不溶化剂，对含有铅、镉、砷的土壤进行不溶化（参见专利文献1。）。另外，将氧化镁和硫酸铝或氯化铁作为不溶化剂，对含有铅、镉、砷的土壤进行不溶化（参见专利文献2。）。此外，将硫酸亚铁和轻烧氧化镁作为不溶化剂，对含有砷、六价铬、氟的土壤进行不溶化（参见专利文献3。）。
专利文献1：日本特开平09-085225号公报（[0021]段～[0027]段）
专利文献2：日本特开2003-334526号公报（[0015]段～[0039]段）
专利文献3：日本特开2012-177051号公报（[0034]段～[0041]段）
非专利文献1：和田信一郎、土壌中における重金属類の動態、日本国、国際環境研究協会、2010年、Vol.15、No.1、pp.1521（和田信一郎，土壤中的重金属类的动向，日本国际环境研究协会、2010年、Vol.15、No.1、pp.1521）
但是，上述以往的专利文献1～3中，记载有铅、镉、砷/砷、六价铬、氟的重金属等复合而含有在土壤中的情况下可以不溶化，但没有提及不溶化剂根据污染项目的形态为因离子的吸附、解吸的作用而吸附在土壤中的吸附态、PbCO3等的碳酸盐态、Cr(OH)3等的氧化物态、或其他形态的何种形态而表现何种效果。另外没有提及在实际土壤中重金属等的种类以何种形式作为复合污染土壤存在、并且对应其形式而进行不溶化处理。此外，实际污染的土壤不限于以上述铅、镉、砷/砷、六价铬、氟的形式被污染，有时在不同地域以不同形式被污染。没有提及在被这样的重金属等污染的不同地域对大多数地域的重金属等进行不溶化的不溶化剂和不溶化方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供在被重金属等污染的不同地域对大多数地域的重金属等进行不溶化的不溶化剂和不溶化方法。
本发明人为了实现上述目的进行了深入研究，结果发现根据污染土壤的污染重金属等的种类和被污染的形态来选择对应的不溶化剂，由此在被重金属等污染的不同地域对大多数地域的重金属等进行不溶化的不溶化剂的组和重金属等的不溶化方法，并完成了本发明。
本发明的第1方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被镉、铅、六价铬、砷、汞、硒、氟或硼的重金属等污染的污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，准备硫酸铝和氧化镁的混合物作为对被选自铅、氟和硼中的至少一种以上的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，准备氯化亚铁和消石灰的混合物作为对被选自镉、六价铬、砷和硒中的至少一种以上的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，准备硫酸铝和消石灰的混合物作为对被砷和/或氟的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，准备氯化铁和消石灰的混合物作为对被选自镉、铅和汞中的至少一种以上的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，准备氯化铁和氧化镁的混合物作为对被选自镉和/或汞中的至少一种以上的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，准备氯化亚铁和氧化镁的混合物作为对被选自六价铬、砷和硒中的至少一种以上的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，用于对添加上述六种混合物的任一种的污染土壤的重金属等进行不溶化。
本发明的第2方式在于，基于第1方式的发明的重金属等的不溶化剂，在重金属等吸附在土壤物质后的物质或/和重金属等为碳酸盐态的情况下使用含有消石灰的不溶化剂。
本发明的第3方式在于，基于第1方式的发明的重金属等的不溶化剂，在重金属等包括氧化物态的情况下使用含有氧化镁的不溶化剂。
本发明的第4方式在于，一种重金属等的不溶化方法，准备对镉、铅、六价铬、砷、汞、硒、氟或硼的重金属等的多种组合具有不溶化效果的多种不溶化剂，采集被重金属等污染的土壤，确定采集的土壤所含有的重金属等，确定采集的重金属等形态，按照重金属等的确定和重金属等形态的确定，从多种不溶化剂选择具有不溶化效果的特定的不溶化剂，使用特定的不溶化剂对采集的土壤进行不溶化。
本发明的第5方式在于，基于第4方式的发明的重金属等的不溶化方法，包括在混合了被重金属等污染的土壤和不溶化剂的混合土壤中添加混合水分而调整上述混合土壤的水分率的工序，或者包括调整被上述重金属等污染的土壤的水分率之后添加混合上述不溶化剂的工序。
本发明的第6的方式在于，基于第4方式的发明的重金属等的不溶化方法，混合水和不溶化剂的混合物和被重金属等污染的土壤。
本发明的第7的方式在于，基于第4～第6中任一方式的发明的重金属等的不溶化方法，在不溶化剂中添加增量剂。
本发明的第8的方式在于，第4～第7中任一方式的重金属等的不溶化方法，其使用第1～第3中任一方式的不溶化剂。
本发明的第9方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被铅、氟和硼的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为硫酸铝和氧化镁的混合物。
本发明的第10方式在于，基于第9方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂的质量比例为相对于硫酸铝为35～80质量%，氧化镁为65～20质量%的比例。
本发明的第11方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被镉、六价铬、砷和硒的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化亚铁和消石灰的混合物。
本发明的第12方式在于，基于第11方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂的质量比例为相对于氯化亚铁为50～90质量%，消石灰为50～10质量%的比例。
本发明的第13方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被砷和氟的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为硫酸铝和消石灰的混合物。
本发明的第14方式在于，基于第13方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂的质量比例为相对于硫酸铝为35～80质量%，消石灰为65～20质量%的比例。
本发明的第15方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被镉、铅和汞的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化铁和消石灰的混合物。
本发明的第16方式在于，基于第15方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂的质量比例为相对于氯化铁为30～60质量%，消石灰为70～40质量%的比例。
本发明的第17方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被镉和汞的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化铁和氧化镁的混合物。
本发明的第18方式在于，基于第17方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂的质量比例为相对于氯化铁为30～60质量%，氧化镁为70～40质量%的比例。
本发明的第19方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被六价铬、砷和硒的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化亚铁和氧化镁的混合物。
本发明的第20方式在于，基于第19方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂的质量比例为相对于氯化亚铁为50～90质量%，氧化镁为50～10质量%的比例。
本发明的第1方式中，准备硫酸铝、氯化亚铁、氯化铁的第一组的药剂、和氧化镁、消石灰的第二组的药剂，按照污染土壤的重金属等的种类从第一组的药剂和第二组的药剂中分别选择一种药剂后混合而作为不溶化剂，由此可以简便、经济地对大多数地域的污染土壤的重金属等进行不溶化。
本发明的第2方式中，在重金属等吸附在土壤物质后的物质或/和重金属等为碳酸盐态的情况下，作为第二组的药剂选择消石灰，由此与选择氧化镁的情况相比可以更经济地对污染土壤的重金属等进行不溶化。
本发明的第3方式中，在重金属等包括氧化物态的情况下从第二组的药剂选择氧化镁，由此可以可靠地对污染土壤的重金属等进行不溶化。
本发明的第4方式中，准备对镉、铅、六价铬、砷、汞、硒、氟或硼的重金属等的多种组合具有不溶化效果的多种不溶化剂，采集被重金属等污染的土壤，确定采集的土壤所含有的重金属等，确定采集的重金属等的形态，按照重金属等的确定和重金属等的形态的确定，从多种不溶化剂选择具有不溶化效果的特定的不溶化剂，使用特定的不溶化剂对采集的土壤进行不溶化，由此可以可靠地对重金属等进行不溶化。
本发明的第5方式中，包括在混合了被重金属等污染的土壤和不溶化剂的混合土壤中添加混合水分而调整上述混合土壤的水分率的工序，或者包括调整被上述重金属等污染的土壤的水分率之后添加混合上述不溶化剂的工序，由此可以可靠地混合土壤和不溶化剂。
本发明的第6方式中，混合水和不溶化剂的混合物和被重金属等污染的土壤，由此可以可靠地混合土壤和不溶化剂。
本发明的第7方式中，在不溶化剂中添加增量剂，由此可以可靠地在土壤中均匀混合不溶化剂。
本发明的第8方式中，通过使用第1～第3任一方式的不溶化剂的第4～第7任一重金属等的不溶化方法，可以在大多数地域中简便且可靠地对重金属等进行不溶化。
本发明的第9方式中，将硫酸铝和氧化镁的混合物作为不溶化剂，由此可以对被铅、氟和硼的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
本发明的第10方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于硫酸铝为35～80质量%，氧化镁为65～20质量%的比例，由此可以可靠地对被铅、氟和硼的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
本发明的第11方式中，将氯化亚铁和消石灰的混合物作为不溶化剂，由此可以对被镉、六价铬、砷和硒的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
本发明的第12方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于氯化亚铁为50～90质量%，消石灰为50～10质量%的比例，由此可以可靠地对被镉、六价铬、砷和硒的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
本发明的第13方式中，将硫酸铝和消石灰的混合物作为不溶化剂，由此可以对被砷和氟的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
本发明的第14方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于硫酸铝为35～80质量%，消石灰为65～20质量%的比例，由此可以可靠地对砷和氟的多种重金属等进行不溶化。
本发明的第15方式中，将氯化铁和消石灰的混合物作为不溶化剂，由此可以对被镉、铅和汞的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
本发明的第16方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于氯化铁为30～60质量%，消石灰为70～40质量%的比例，由此可以可靠地对镉、铅和汞的多种重金属等进行不溶化。
本发明的第17方式中，将氯化铁和氧化镁的混合物作为不溶化剂，由此可以对被镉和汞的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
本发明的第18方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于氯化铁为30～60质量%，氧化镁为70～40质量%的比例，由此可以可靠地对镉和汞的多种重金属等进行不溶化。
本发明的第19方式中，将氯化亚铁和氧化镁的混合物作为不溶化剂，由此可以对被六价铬、砷和硒的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
本发明的第20方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于氯化亚铁为50～90质量%，氧化镁为50～10质量%的比例，由此可以可靠地对六价铬、砷和硒的多种重金属等进行不溶化。
附图说明
图1是对本发明的复合污染土壤的重金属等进行不溶化的工序进行流程化的图。
图2是对根据本发明的不溶化用地的施工规模、施工面积的不溶化工程的种类进行流程化的图。
具体实施方式
接着，对实施本发明的方式进行说明。
本发明为从复合污染土壤中抑制污染物的溶出的不溶化剂和不溶化方法的改良。
本发明的特征构成在于，准备硫酸铝、氯化亚铁、氯化铁的第一组的药剂、和氧化镁、消石灰的第二组的药剂，按照污染土壤的重金属等的种类由第一组的药剂和第二组的药剂分别选择一种药剂后混合而作为不溶化剂，由此简便、经济地对被重金属等污染的大多数地域的重金属等进行不溶化。
首先，对不溶化剂的选择进行说明。第一剂作为被认为是在通过氧化而形成氧化物的步骤中结晶中的元素与重金属等取代而固定化的第一组的药剂，选择硫酸铝、氯化亚铁、氯化铁。另外，第二剂作为被认为是具有水合性并且吸附重金属等而固化的第二组的药剂，分别选择消石灰和氧化镁。
在含有有害物质的土壤中组合混合第一剂和第二剂后，混合水，发现了可以使该多种重金属等不溶化的第一剂和第二剂的组合。表1表示不溶化剂的种类和含有不溶化的重金属等的土壤的关系。以初期值表示不溶化剂的第一剂、第二剂的组成成分的种类和其配合比例（以质量%表示。）、作为土壤所含有的重金属等的镉（Cd）、铅（Pb）、六价铬（Cr（VI））、砷（As）、汞（Hg）、硒（Se）、氟（F）、硼（B）的利用不溶化剂处理之前的溶出量，以处理值表示利用不溶化剂处理后的残留值。将第一剂为硫酸铝、第二剂为氧化镁的不溶化剂设为药剂类型A，下面将氯化亚铁、消石灰设为药剂类型B，将硫酸铝、消石灰设为药剂类型C，将氯化铁、消石灰设为药剂类型D，将氯化铁、氧化镁设为药剂类型E，将氯化亚铁、氧化镁设为药剂类型F。另外，表1所示的各重金属等的基准值是基于土壤污染对策法施行规则第5条第3项第4号的规定，日本环境大臣根据土壤溶出量调查的基准制定的日本环境省告示第18号的溶出量基准。此外，不溶化剂在加水时反应会开始，但可将土壤、不溶化剂、水混合数小时的情况下，按照进行不溶化的土壤的量、土壤中的水分含量或干燥状态、风雨、日照、气温等气候、干燥、冻土等土壤的质量，混合水和不溶化剂后加入土壤，或者调整土壤的水分含量之后加入不溶化剂等，可以适当地变更土壤、不溶化剂、水的混合顺序。
[表1]
进行不溶化之前的重金属等的溶出量分别为，在土壤类型1中，铅为0.084mg/L、氟为3.8mg/L、硼为18mg/L，在土壤类型2中，镉为0.067mg/L、六价铬为0.48mg/L、砷为0.15mg/L、硒为2.7mg/L，在土壤类型3中，砷为0.24mg/L、氟为6.1mg/L，在土壤类型4中，镉为0.42mg/L、铅为0.055mg/L、汞为0.0022mg/L，在土壤类型5中，镉为0.33mg/L、汞为0.0017mg/L，在土壤类型6中，六价铬为8.1mg/L、砷为0.044mg/L、硒为4.9mg/L。
另外，土壤和重金属等的结合状态可以分为吸附态、碳酸盐态、氧化物态、有机物结合态和其他形态。吸附态为重金属等利用离子的吸附、解吸来结合的形态，碳酸盐态为与-CO3结合以碳酸盐方式存在的形态，氧化物态为与-O或-OH结合而以氧化物方式存在的形态，有机物结合态为与有机物结合而存在的形态，作为其他形态，有时岩石、土壤和重金属等以坚固的结合状态存在。
通过连续取样法等分析土壤和重金属等的结合状态。连续取样法如下进行判断的方法：即，在土壤中依次加入溶出吸附态、碳酸盐态、氧化物态、有机物结合态的重金属等的各种溶液并在溶液中溶出重金属等时存在相应形态。在吸附态中，将土壤利用氯化镁溶液（1mol/L）振动1小时，离心分离后，对滤液进行溶出分析。在碳酸盐态中，将吸附态残渣利用乙酸钠溶液（pH5）振动5小时后，对滤液进行溶出分析。在氧化物态中，将碳酸盐态残渣利用盐酸羟胺（0.04mol/L）、乙酸（25%）的混合溶液在96℃热水中浸渍6小时后，对滤液进行溶出分析。在有机物结合态中，将氧化物态残渣利用硝酸（0.02mol/L）、过氧化氢（30%）的混合溶液在85℃热水中浸渍5小时后，利用乙酸铵（3.2mol/L）、硝酸（20%）的混合溶液振动30分钟后，对滤液进行溶出分析。将有机物结合态残渣，通过硝酸、高氯酸、氟化氢进行全部分解的作为其他。
表1中的土壤类型2～4为吸附态和碳酸盐态，土壤类型1、5、6为氧化物态。对于土壤类型2～4，利用第二剂为消石灰的药剂类型B～D的不溶化剂，重金属等可以以基准值以下不溶化，但在土壤类型5、6中，利用第二剂为消石灰的药剂类型B、D的不溶化剂，不满足基准值，利用第二剂为氧化镁的药剂类型E、F的不溶化剂，可以对重金属等进行不溶化。另外，作为氧化物态的土壤类型1，利用第二剂为氧化镁的药剂类型A的不溶化剂，可以对重金属等进行不溶化。从该结果设为如下：在吸附态、碳酸盐态的情况下使用药剂类型B、C、D的不溶化剂，在吸附态、碳酸盐态、氧化物态的情况下使用药剂类型A、E、F的不溶化剂。此外，有机物结合态、其他形态中，土壤和重金属等的结合坚固，重金属等的溶出几乎没有，因此以吸附态、碳酸盐态、氧化物态的方式判断不溶化剂的药剂类型。
判断能否通过上述药剂类型A～F的不溶化剂，以可以不溶化的重金属等的形式将“重金属类所导致的土壤污染的数据和统计（2007年～2010年）：都市再生和环境基础设施”（展出：株式会社都市计画通信社）的各地点中的土壤所含有的重金属等种类进行不溶化，结果确认了相对于226个地点的土壤中的重金属等的溶出形式，约84%的190个地点的土壤的形式为利用药剂类型A～F的不溶化剂可以不溶化的形式。
接着，基于图1对不溶化处理流程进行说明。
首先，土壤特性中进行含水率的评价。按照土壤的含水率，在土壤中投入不溶化剂后或投入时将含水率调整为40～100%。接下来，采集被重金属等污染的土壤，进行对采集土壤所含有的重金属等进行确定的评价。被污染的重金属等的项目的确定是，分别利用JIS K010255.4的ICP质谱分析法确定镉，利用JIS K010254.4的ICP质谱分析法确定铅，利用JIS K010265.2.5的ICP质谱分析法确定六价铬，利用JIS K010261.4的ICP质谱分析法确定砷，利用昭和46年日本环境厅告示第59号附表1还原气化原子吸收法确定汞，利用JIS K010267.4的ICP质谱分析法确定硒，利用JIS K010234.1的镧-茜素络合酮分光光度法确定氟，利用JIS K010247.3的ICP发光光谱分析法确定硼。
接下来，对污染项目形态利用连续取样法进行吸附态、碳酸盐态、氧化物态的分析。
通过污染项目和污染项目形态，决定不溶化剂的药剂类型。接下来，对第一剂和第二剂设定多种的配合比、量，将决定的不溶化剂作为样品，混合在采集的土壤中，加水并放置3～4天。
放置后，对土壤利用各分析法确认所含有的重金属等是否成为基准值以下。成为基准值以下时，进行稳定性的相对评价，在基准值以上但表示成为基准值以下的趋势的情况下，改变不溶化剂的配合比、量，再次混合在新样品土壤中，进行与各项目的基准值的比较。即使数次改变不溶化剂的配合比、量也不表示成为基准值以下的趋势的情况下，再次实施不溶化剂的选择。
接着，通过重金属等不溶化处理土壤相对于pH变化的稳定性的相对评价方法（社团法人土壤环境中心制定）进行评价，重金属等的溶出量为基准值以下时，转为现场确认试验，基准值以上时从不溶化剂的选择开始重新进行。
重金属等不溶化处理土壤相对于pH变化的稳定性的相对评价方法是不溶化处理土壤的稳定性的判断方法，在不溶化处理土壤中添加酸或碱来确认不溶出重金属等的评价方法。评价方法是，对采集的不溶化处理土壤进行风干，利用2mm目筛进行筛分，在分离的土壤中添加硫酸溶液（0.769mmol/L）或消石灰溶液（3.85mmol/L），进行振动搅拌6小时，对0.45μm的滤纸过滤的溶出检液进行溶出试验。
在现场确认试验中，作为处理方法的研究，按照不溶化土壤的规模（面积、容量）选择混合方法，研究室内、室外、有无养生板等的养生方法。其后，进行不溶化剂的配合量、活化、混合程度的确认，试验后利用各重金属等的溶出试验进行与基准值的比较评价、重金属等不溶化处理土壤相对于pH变化的稳定性的相对评价。
评价结果为基准值以下时进行不溶化处理的实施，基准值以上时从处理方法的研究开始重新进行。
接下来，实施不溶化处理。实施后进行各项目的与基准值的确认，超过基准值的情况下再次实施不溶化处理。
接着，对不溶化工程流程基于图2进行说明。不溶化工程流程是为了按照不溶化的面积、容量，使用适当的机械材料的流程。
在可以向不溶化处理地点进入低平台挂车的情况下，施工规模为千立方米以上、施工面积为六百平方米以上时，使用自走式土壤改良机和装载机械（例如，液压挖掘机等）进行施工。在自走式土壤改良机中使用液压挖掘机等装载被不溶化土壤，与另行装载的不溶化剂混合的同时排出混合土壤。
施工规模为千立方米以下、施工面积为六百平方米以下时，利用搅拌机械（例如，用搅拌装置替代附加装置的机械、重量20吨级的液压挖掘机）混合搅拌而进行施工。低平台挂车不能进入的情况、施工面积为三百平方米以上的情况下，利用搅拌机械（例如，用搅拌装置替代附加装置的机械、重量10吨级的液压挖掘机）进行施工。施工面积为三百平方米以下的情况下，使用小型搅拌机械（例如、水泥混合机等）混合搅拌土壤而进行施工。此外，混合被不溶化土壤和不溶化剂时，以40～100%含水率混合水，或者在混合土壤中以40～100%含水率进行喷雾洒水。另外，进一步要均匀地混合不溶化剂和土壤的情况下，优选在不溶化剂中混合非活性且比第一剂和第二剂更廉价的例如碳酸钙、煤炭灰、碎石粉等作为增量剂来与土壤混合。
[实施例]
接着对本发明的实施例与比较例进行详细说明。表1列出实施例和比较例的各元素的初期溶出量和养生第四天的溶出量。
＜实施例1-1＞
对于日本关东地区所采集的土壤（关东粘土）进行污染项目的确定。作为污染项目的确定，进行JIS K010255.4的ICP质谱分析法、JIS K010254.4的ICP质谱分析法、JIS K010265.2.5的ICP质谱分析法、JIS K010261.4的ICP质谱分析法、昭和46年日本环境厅告示第59号附表1还原气化原子吸收法、JIS K010267.4的ICP质谱分析法、JIS K010234.1的镧-茜素络合酮分光光度法、JIS K010247.3的ICP发光光谱分析法。通过JIS K010261.4的ICP质谱分析法和JIS K010234.1的镧-茜素络合酮分光光度法确认砷溶出0.24mg/L、氟溶出6.1mg/L，但没有确认其他重金属等的溶出。从该结果确定污染项目为砷和氟。
另外，对于土壤，利用连续取样方法评价形态，结果评价出砷以及氟的污染形态为吸附态。
通过以上，对于在日本关东地区采集的土壤，将使用的不溶化剂确定为药剂类型C。
对于药剂类型C，作为5～200目粒径范围的第一剂将硫酸铝以65质量%，作为第二剂将消石灰以35质量%的质量百分比计量后均匀地调和。
进行搅拌混合以使对相对于土壤的干燥重量1000g的质量比例计4质量%量的上述药剂类型C与土壤充分均匀混合，制作混合土壤。在有盖的聚乙烯容器中放入混合土壤，通过喷雾洒水保持40～100%的含水率状态，养生4天。
在养生期间中，每天确认溶出量的随时间的变化。
对于混合土壤，砷的溶出量在第一天为0.018mg/L，在第二天为0.009mg/L，在第三天减少为0.002mg/L，在第四天得到0.001mg/L的值。
另外，对于混合土壤，氟的溶出量在第一天为1.32mg/L，在第二天为0.50mg/L，在第三天减少为0.32mg/L，在第四天得到0.30mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
对于确认了不溶化效果的混合土壤，基于重金属等不溶化处理土壤相对于pH变化的稳定性的相对评价方法，实施稳定性的相对评价。其结果满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例1-2＞
除了将硫酸铝设为35质量%、将消石灰设为65质量%的质量百分比以外，与实施例1-1同样地进行不溶化处理。
得到砷的溶出量为0.008mg/L，并且氟的溶出量为0.66mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例1-3＞
除了硫酸铝设为80质量%、将消石灰设为20质量%的质量百分比以外，与实施例1-1同样地进行不溶化处理。
得到砷的溶出量为0.006mg/L，并且氟的溶出量为0.69mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例2-1＞
对于在日本东北地区所采集的土壤（沙质淤泥）进行污染项目的确定。与实施例1-1同样地进行污染项目的确定，确定污染项目为六价铬、砷和硒。
另外，对于土壤，利用连续取样方法评价形态，结果评价出六价铬、砷和硒的污染形态为氧化物态。
从以上结果，确定不溶化剂为药剂类型F，将药剂类型F的配合相对于土壤的干燥重量1000g的质量比例计设为7质量%，将氯化亚铁设为60质量%，作为第二剂将氧化镁设为40质量%的质量百分比，除此以外与实施例1-1同样地实施不溶化处理。
对于混合土壤，六价铬的溶出量在第一天为0.19mg/L，在第二天为0.06mg/L，在第三天为0.02mg/L，在第四天得到小于0.01mg/L的值。
对于混合土壤，砷的溶出量在第一天为0.006mg/L，在第二天为0.002mg/L，在第三天减少为0.001mg/L，在第四天得到小于0.001mg/L的值。
对于混合土壤，硒的溶出量在第一天为0.041mg/L，在第二天为0.013mg/L，在第三天为0.007mg/L，在第四天得到0.004mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
对于确认了不溶化效果的混合土壤，基于重金属等不溶化处理土壤相对于pH变化的稳定性的相对评价方法，实施稳定性的相对评价。其结果满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例2-2＞
除了将氯化亚铁设为50质量%、将氧化镁设为50质量%的质量百分比以外，与实施例2-1同样地进行不溶化处理。
得到六价铬的溶出量为0.03mg/L，砷的溶出量为0.004mg/L，并且硒的溶出量为0.008mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例2-3＞
除了将氯化亚铁设为90质量%、将氧化镁设为10质量%的质量百分比以外，与实施例2-1同样地进行不溶化处理。
得到六价铬的溶出量为0.03mg/L、砷的溶出量为0.003mg/L、并且硒的溶出量为0.006mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例3-1＞
对于在日本关东地区所采集的土壤（淤泥）进行上述污染项目的确定。确定污染项目为铅、氟和硼。
另外，对于土壤，利用连续取样方法评价形态，结果评价出铅、氟和硼的污染形态为氧化物态。
从以上结果，确定不溶化剂为药剂类型A，将药剂类型A的配合相对于土壤的干燥重量1000g的质量比例计设为6质量%，将硫酸铝设为45质量%，将氧化镁设为55质量%的质量百分比，除此以外与实施例1-1同样地实施实施不溶化处理。
得到铅的溶出量小于0.005mg/L，氟的溶出量为0.27mg/L，并且硼的溶出量为0.4mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例3-2＞
除了将硫酸铝设为35质量%、将氧化镁设为65质量%的质量百分比以外，与实施例3-1同样地进行不溶化处理。
得到铅的溶出量为0.007mg/L，氟的溶出量为0.61mg/L，并且硼的溶出量为0.6mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例3-3＞
除了将硫酸铝设为80质量%，将氧化镁设为20质量%的质量百分比以外，与实施例3-1同样地进行不溶化处理。
得到铅的溶出量为0.006mg/L、氟的溶出量为0.58mg/L、并且硼的溶出量为0.6mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例4-1＞
对于在日本东北地区所采集的土壤（淤泥）进行上述污染项目的确定。污染项目确定为镉、六价铬、砷和硒。
另外，对于土壤，利用连续取样方法评价形态，结果评价出镉、六价铬、砷和硒的污染形态为吸附态和碳酸盐态。
从以上结果，确定不溶化剂为药剂类型B，将配合相对于土壤的干燥重量1000g的质量比例计设为5质量%，将氯化亚铁设为70质量%，将消石灰设为30质量%的质量百分比，除此以外与实施例1-1同样地实施不溶化处理。
得到镉的溶出量为0.001mg/L、六价铬的溶出量小于0.01mg/L、砷的溶出量小于0.001mg/L、并且硒的溶出量为0.002mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例4-2＞
除了将氯化亚铁设为50质量%、将消石灰设为50质量%的质量百分比以外，与实施例4-1同样地进行不溶化处理。
得到镉的溶出量为0.006mg/L、六价铬的溶出量为0.02mg/L、砷的溶出量为0.007mg/L、并且硒的溶出量为0.006mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例4-3＞
除了将氯化亚铁设为90质量%、将消石灰设为10质量%的质量百分比以外，与实施例4-1同样地进行不溶化处理。
得到镉的溶出量为0.004mg/L、六价铬的溶出量为0.02mg/L、砷的溶出量为0.005mg/L、并且硒的溶出量为0.006mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例5-1＞
对于在日本关东地区采集的土壤（关东粘土）进行上述污染项目的确定。污染项目确定为镉、铅和汞。
另外，对于土壤，利用连续取样方法评价形态，结果评价出镉、铅和汞的污染形态为吸附态和碳酸盐态。
从以上结果，确定不溶化剂为药剂类型D，将药剂类型D的配合相对于土壤的干燥重量1000g的质量比例计设为5质量%，将氯化铁设为45质量%，将消石灰设为55质量%的质量百分比，除此以外与实施例1-1同样地实施不溶化处理。
得到镉的溶出量小于0.001mg/L、铅的溶出量小于0.005mg/L、并且汞的溶出量小于0.0005mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例5-2＞
除了将氯化铁设为30质量%、将消石灰设为70质量%的质量百分比以外，与实施例5-1同样地进行不溶化处理。
得到镉的溶出量为0.007mg/L、铅的溶出量为0.006mg/L、并且汞的溶出量小于0.0005mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例5-3＞
除了将氯化铁设为60质量%、将消石灰设为40质量%的质量百分比以外，与实施例5-1同样地进行不溶化处理。
得到镉的溶出量为0.006mg/L、铅的溶出量为0.006mg/L、并且汞的溶出量小于0.0005mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例6-1＞
对于在日本中部地区所采集的土壤（淤泥质细沙）进行上述污染项目的确定。污染项目确定为镉和汞。
另外，对于土壤，利用连续取样方法评价形态，结果评价出镉和汞的污染形态为氧化物态。
从以上结果，确认不溶化剂为药剂类型E，将药剂类型E的配合相对于土壤的干燥重量1000g的质量比例计设为6质量%，将氯化铁设为50质量%，将氧化镁设为50质量%的质量百分比，除此以外与实施例1-1同样地实施不溶化处理。
得到镉的溶出量为0.003mg/L、并且汞的溶出量小于0.0005mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例6-2＞
除了将氯化铁设为30质量%、将氧化镁设为70质量%的质量百分比以外，与实施例6-1同样地进行不溶化处理。
得到镉的溶出量为0.008mg/L、并且汞的溶出量小于0.0005mg/L的值。
该至满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜实施例6-3＞
除了将氯化铁设为60质量%、将氧化镁设为40质量%的质量百分比以外，与实施例6-1同样地进行不溶化处理。
得到镉的溶出量为0.006mg/L、并且汞的溶出量小于0.0005mg/L的值。
该值满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜比较例1-1＞
对与实施例2同样的土壤，利用药剂类型B的不溶化剂尝试进行不溶化。
将药剂类型B的配合相对于土壤的干燥重量1000g的质量比例计设为7质量%，将氯化亚铁设为70质量%，将消石灰设为30质量%的质量百分比，除此以外与实施例1-1同样地进行不溶化处理。
六价铬的溶出量为1.08mg/L、砷的溶出量为0.022mg/L、并且硒的溶出量为0.325mg/L的值。
该值没有满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。相对于污染形态为氧化物态，药剂类型B为吸附态、碳酸盐态所对应的不溶化剂，因此没有满足溶出量基准。
＜比较例1-2＞
除了将氯化亚铁设为50质量%、将消石灰设为50质量%的质量百分比以外，与比较例1-1同样地进行不溶化处理。
得到六价铬的溶出量为1.55mg/L、砷的溶出量为0.027mg/L、并且硒的溶出量为0.553mg/L的值。
该值没有满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜比较例1-3＞
除了将氯化亚铁设为90质量%、将消石灰设为10质量%的质量百分比以外，与比较例1-1同样地进行不溶化处理。
得到六价铬的溶出量为1.24mg/L、砷的溶出量为0.025mg/L、并且硒的溶出量为0.454mg/L的值。
该值没有满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜比较例2-1＞
对与实施例5同样的土壤，利用药剂类型D的不溶化剂尝试进行不溶化。
将药剂类型D的配合相对于土壤的干燥重量1000g的质量比例计设为6质量%，将氯化铁设为45质量%，将消石灰设为55质量%的质量百分比，除此以外与实施例1-1同样地进行不溶化处理。
得到镉的溶出量为0.033mg/L、并且汞的溶出量为0.0011mg/L的值。
该值没有满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜比较例2-2＞
除了将氯化铁设为30质量%、将消石灰设为70质量%的质量百分比以外，与比较例2-1同样地进行不溶化处理。
得到镉的溶出量为0.041mg/L、并且汞的溶出量为0.0013mg/L的值。
该值没有满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
＜比较例2-3＞
除了将氯化铁设为60质量%、将消石灰设为40质量%的质量百分比以外，与比较例2-1同样地进行不溶化处理。
得到镉的溶出量为0.037mg/L、并且汞的溶出量为0.0011mg/L的值。
该值没有满足日本环境省告示第18号的溶出量基准。
从上述结果可以确认，利用本发明的不溶化剂和不溶化方法对实际采集的污染土壤可以进行不溶化。
产业上的可利用性
本发明的不溶化剂可以利用于污染土壤、焚烧灰等的重金属等的不溶化。
Claims (20)
1.一种有害物质的不溶化剂，在对被镉、铅、六价铬、砷、汞、硒、氟或硼的有害物质污染的污染土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，
准备硫酸铝和氧化镁的混合物作为对被选自铅、氟和硼中的至少一种以上的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，
准备氯化亚铁和消石灰的混合物作为对被选自镉、六价铬、砷和硒中的至少一种以上的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，
准备硫酸铝和消石灰的混合物作为对被砷和/或氟的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，
准备氯化铁和消石灰的混合物作为对被选自镉、铅和汞中的至少一种以上的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，
准备氯化铁和氧化镁的混合物作为对被选自镉和/或汞中的至少一种以上的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，
准备氯化亚铁和氧化镁的混合物作为对被选自六价铬、砷和硒中的至少一种以上的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，
用于对添加所述的六种混合物中的任一种的所述污染土壤的有害物质进行不溶化。
2.根据权利要求1所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，在所述有害物质吸附在土壤物质后的物质或/和所述有害物质为碳酸盐态的情况下使用含有所述消石灰的不溶化剂。
3.根据权利要求1所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，在所述有害物质包括氧化物态的情况下使用含有所述氧化镁的不溶化剂。
4.一种有害物质的不溶化方法，其特征在于，
准备对镉、铅、六价铬、砷、汞、硒、氟或硼的有害物质的多种组合具有不溶化效果的多种不溶化剂，
采集被有害物质污染的土壤，确定采集的土壤所含有的有害物质，确定采集的有害物质的形态，按照所述有害物质的确定和有害物质的形态的确定，从所述多种不溶化剂选择具有不溶化效果的特定的不溶化剂，
使用所述特定的不溶化剂对所述采集的土壤进行不溶化。
5.根据权利要求4所述的有害物质的不溶化方法，其特征在于，包括如下工序：
在混合了被所述有害物质污染的土壤和所述不溶化剂的混合土壤中添加混合水分而调整所述混合土壤的水分率的工序，或者调整被所述有害物质污染的土壤的水分率之后添加混合所述不溶化剂的工序。
6.根据权利要求4所述的有害物质的不溶化方法，其特征在于，混合水和所述不溶化剂的混合物和被所述有害物质污染的土壤。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的有害物质的不溶化方法，其特征在于，在所述不溶化剂中添加增量剂。
8.根据权利要求4～7中任一项所述的有害物质的不溶化方法，使用权利要求1～3中任一项所述的不溶化剂。
9.一种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被铅、氟和硼的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为硫酸铝和氧化镁的混合物。
10.根据权利要求9所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量比例为相对于硫酸铝为35～80质量%，氧化镁为65～20质量%的比例。
11.一种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被镉、六价铬、砷和硒的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化亚铁和消石灰的混合物。
12.根据权利要求11所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量比例为相对于氯化亚铁为50～90质量%，消石灰为50～10质量%的比例。
13.一种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被砷和氟的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为硫酸铝和消石灰的混合物。
14.根据权利要求13所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量比例为相对于硫酸铝为35～80质量%，消石灰为65～20质量%的比例。
15.一种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被镉、铅和汞的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化铁和消石灰的混合物。
16.根据权利要求15所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量比例为相对于氯化铁为30～60质量%，消石灰为70～40质量%的比例。
17.一种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被镉和汞的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化铁和氧化镁的混合物。
18.根据权利要求17所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量比例为相对于氯化铁为30～60质量%，氧化镁为70～40质量%的比例。
19.一种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被六价铬、砷和硒的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化亚铁和氧化镁的混合物。
20.根据权利要求19所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量比例为相对于氯化亚铁为50～90质量%，氧化镁为50～10质量%的比例。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150114 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |