JP2001259609A - 土壌の浄化方法 - Google Patents

土壌の浄化方法

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JP2001259609A JP2000083228A JP2000083228A JP2001259609A JP 2001259609 A JP2001259609 A JP 2001259609A JP 2000083228 A JP2000083228 A JP 2000083228A JP 2000083228 A JP2000083228 A JP 2000083228A JP 2001259609 A JP2001259609 A JP 2001259609A
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mixing
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Satoshi Kawakami
智 川上
Hantoku Kakusei
伴徳 覚正
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Dowa Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘土質の土壌に対しても鉄粉を均質に且つ効
率的に混合して、有機ハロゲン系化合物によって汚染さ
れた土壌を浄化する方法を提供する。 【解決手段】 有機ハロゲン系化合物によって汚染され
た土壌を掘削し、この掘削した土壌に鉄粉を添加した
後、この土壌に打撃を加えることにより土壌と鉄粉を混
合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機ハロゲン系化
合物によって汚染された土壌に鉄粉を混合することによ
り土壌を浄化する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、有機ハロゲン系化合物によって汚
染された土壌に、海綿状鉄粉などの鉄粉を添加して混合
することにより、金属鉄の脱ハロゲンまたは脱ハロゲン
化水素作用を利用して、短時間で且つ常温で有機塩素系
化合物を分解して土壌を浄化する方法(以下、「鉄粉
法」という)が知られている(特開平11−23557
7)。また、水中で弱酸性を示す水溶性の還元性物質を
鉄粉とともに土壌中に散布することによって、鉄粉と有
機ハロゲン系化合物との反応速度を増大させる方法も知
られている(特開平10−263522)。さらに、銅
を含有する鉄粉を使用することによって、鉄粉と有機塩
素系化合物との反応速度を増大させる方法も知られてい
る(特開2000−5740)。これらの方法におい
て、土壌に鉄粉を添加して混合するために、ニーダー、
ミキサー、ブレンダーなどの混合装置が利用されてい
る。
【0003】また、本発明者らは、有機ハロゲン系化合
物によって汚染された土壌を掘削して鉄粉を混合し、こ
の鉄粉を混合した土壌を地下に埋め戻すか、または地上
に積み上げておき、所定期間静置した後に埋め戻すか、
あるいは汚染されていない土壌に鉄粉を混合して埋め戻
すことにより、土壌中の汚染物質あるいは埋め戻し範囲
に新たに流入する汚染物質に対して脱ハロゲン反応およ
び脱ハロゲン化水素反応を利用して、常温によって汚染
物質を分解する方法を提案している(特願平11−20
8089号)。この出願には、汚染された土壌の掘削に
バックホウなどの重機を使用し、掘削した土壌に鉄粉を
添加するために、土質改良装置などの土壌と薬剤を混合
する装置やバックホウなどの重機を使用することが開示
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バックホウな
どの重機や土木機械を用いて掘削して混合する上記の方
法では、水分を含み粘性の高い土壌(以下「粘土質の土
壌」という)に対して鉄粉を均質に且つ効率的に混合す
ることが困難であった。また、パドルミキサーのような
筒型容器内において粘性の強い土壌を押出しながら鉄粉
を混合する方法においても、攪拌翼のパドルに粘性土が
付着して、効率的に攪拌することができない。さらに、
粘土質の土壌に対して鉄粉を均質に混合する具体的な方
法は知られておらず、鉄粉を均質に混合することができ
なければ、局部的に反応の進行が遅れて、土壌全体の浄
化完了の遅延を招くおそれがある。
【0005】したがって、本発明は、このような従来の
問題点に鑑み、粘土質の土壌に対しても鉄粉または銅含
有鉄粉等を均質に且つ効率的に混合し、有機ハロゲン系
化合物によって汚染された土壌を浄化する方法を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、有機ハロゲン系化
合物によって汚染された土壌を掘削し、この掘削した土
壌に鉄粉を添加した後、この土壌に打撃を加えて土壌と
鉄粉を混合することにより、粘土質の土壌に対しても鉄
粉を均質に且つ効率的に混合することができることを見
出し、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明による土壌の浄化方法
は、有機ハロゲン系化合物によって汚染された土壌を掘
削し、この掘削した土壌に鉄粉を添加した後、この土壌
に打撃を加えることにより土壌と鉄粉を混合することを
特徴とする。
【0008】この土壌の浄化方法では、土壌に打撃を加
えて土壌と鉄粉を混合する工程において、回転しながら
土壌に打撃を加える回転打撃子を使用するのが好まし
い。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明による土壌の浄化方法の実
施の形態では、有機ハロゲン系化合物によって汚染され
た土壌(以下「汚染土壌」という)を掘削し、鉄粉を混
合した汚染土壌に打撃を加えながら混合(以下、「打撃
混合」という)する。このような打撃混合を行うことに
より、粘土質の土壌に対しても鉄粉を均質に且つ効率的
に混合することができる。このような混合装置として、
(株)小松製作所製のガラパゴス・リテラBZ200
(処理能力40〜80m/hr)のような装置を使用
することができる。また、土壌に打撃を加える装置とし
て、破砕機であるハンマーミルを使用してもよい。
【0010】なお、汚染土壌を掘削する前に、浄化対象
とする汚染地域の土質や、汚染物質の広がり、量、種類
などを把握し、掘削除去対象となる土壌の性質を把握す
ることが望ましい。また、浄化対象とする土壌中に大き
な礫、コンクリート片、木片、鉄筋、その他混合装置に
投入するのが望ましくない物質を、事前に分別しておく
のが望ましい。さらに、事前の調査により、土壌の溶出
pHがpH3〜9の範囲内でない場合には、有機ハロゲ
ン系化合物を鉄粉により良好に分解できないおそれがあ
るので、事前にまたは打撃混合中に酸またはアルカリを
加えて、上記のpH範囲に調節することが望ましい。こ
のときに加える酸やアルカリの種類は、コスト上および
取扱い上の観点から、酸としては硫酸が好ましく、アル
カリとしては生石灰、消石灰、炭酸カルシウムなどの無
機化合物が好ましい。
【0011】また、本発明による土壌の浄化方法の実施
の形態では、有機ハロゲン系化合物を脱ハロゲンまたは
脱ハロゲン化水素作用により分解させて無害化すること
により、有機ハロゲン系化合物によって汚染された土壌
を浄化するために、有機ハロゲン系化合物を分解する物
質として鉄粉を使用している。このような鉄粉と有機ハ
ロゲン系化合物の化学反応は、Me+HO+RX→R
H+Me+++OH+Xによって示される(ここ
で、Meは鉄粉などの金属単体、RXは有機ハロゲン系
化合物、Rは炭化水素、Xはハロゲン元素を示す)。こ
の反応式に示すように、鉄粉による有機ハロゲン系化合
物の分解には水が関与しているので、浄化の対象となる
土壌はその含水率が5重量%以上であることが好まし
い。
【0012】また、有機ハロゲン系化合物は、鉄粉、複
合鉄粉またはこれらに添加剤等を加えて鉄粉等の反応性
を向上させて分解できるものであれば種類は問わない。
このような有機ハロゲン系化合物には、ジクロロメタ
ン、クロロホルム、四塩化炭素、1,1−ジクロロエタ
ン、1,2−ジクロロエタン、メチルクロロホルム
(1,1,1−トリクロロエタン)、1,1,1−トリ
クロロエタン、1,1,1,2−テトラクロロエタン、
1,1,2,2−テトラクロロエタン、1,1−ジクロ
ロエチレン、シス−1,2−ジクロロエチレン、トラン
ス−1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、
テトラクロロエチレン、1,3−ジクロロプロペン、
1,3−ジクロロプロパンなどの有機塩素系化合物、P
CBやダイオキシン類などの有機塩素系化合物、その他
の有機ハロゲン系化合物が含まれる。
【0013】また、汚染土壌の浄化に使用する鉄粉は、
炭素量が0.1重量%以上であり、殆どの普通鋼成分お
よび普通鋳鉄成分のものを含む。炭素量を0.1重量%
以上とするのは、炭素量が0.1重量%より低いと汚染
物質の分解速度が遅くなり、実用的ではないからであ
る。また、鉄粉の粒度は、目開き150μmのふるいを
全体の50重量%以上が通過するように調整するのが好
ましい。これより粗い粒度の鉄粉を使用すると、汚染物
質の分解速度が低下するとともに、鉄粉の利用効率が低
下し、より多くの鉄粉添加量を強いられるため、経済的
に不利になるからである。
【0014】また、土壌に添加する鉄粉の形状は、汚染
物質との接触面積を大きくして反応効率を高めるため
に、比表面積が500cm/g以上のものを使用する
のが好ましい。このような比表面積の大きい鉄粉は、海
綿状鉄粉(スポンジ鉄)によって容易に得ることができ
る。また、汚染物質との反応性を高めるために、結晶成
長度が低く、結晶構造としてパーライト組織が存在する
鉄粉が好ましい。
【0015】また、土壌への鉄粉の添加量は、土壌の湿
重量に対して、0.1〜10重量%の範囲とするのが好
ましい。0.1重量%よりも添加量が少ないと、分解速
度が著しく低下し、10重量%以上の場合には、経済的
に不利になるからである。
【0016】また、鉄粉と有機塩素化合物との反応速度
を向上させるため、銅を含有する鉄粉を使用してもよ
い。この銅含有鉄粉の銅含有率は、好ましくは0.1〜
20重量%であり、銅含有鉄粉の添加率は、好ましくは
処理対象の土壌に対して0.1〜10重量%である。
【0017】さらに、有機ハロゲン系化合物の分解速度
を向上させるために、打撃混合の際に水溶性で且つ弱酸
性の還元性物質、例えば、チオ硫酸ナトリウムなどを添
加するのが好ましい。鉄粉法は金属鉄の表層部を利用す
る反応であるため、金属鉄が酸化されると浄化反応に寄
与しなくなるおそれがあり、上記の還元性物質を添加す
ることにより鉄粉の表層の還元性を保持して浄化反応を
促進することができるからである。
【0018】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明による土壌の
浄化方法について詳細に説明する。
【0019】[実施例]シス−1,2−ジクロロエチレン
(以下、「シス―DCE」という)によって汚染された
土地(幅40m×奥行40m×深さ2m)から土壌を掘
削し、掘削した土壌に鉄粉を添加して、打撃を加えるこ
とにより土壌と鉄粉を混合した。この土壌と鉄粉の混合
は、3つの回転打撃子を備えた混合装置((株)小松製
作所製のガラパゴス・リテラBZ200(処理能力40
〜80m/hr))を使用して行った。土壌に混合す
る鉄粉は、同和鉄粉工業(株)製のE―200を使用
し、土壌に混合する鉄粉の割合は、湿潤土壌に対して
1.2重量%であった。
【0020】このようにして鉄粉を混合した土壌を、図
1に示すように、高さ2m、上部の幅2m、下部の幅6
m、上部の長さ10mの垂直断面が台形の同じ大きさの
10基のパイル(鉄粉と土壌を混合し整地した小山)に
造成し、各パイルをビニールシートで覆って静置するこ
とにより、鉄粉による土壌の浄化を行った。
【0021】各パイルの上面中心部から深さ0.7〜
1.3mの位置と1.3〜1.7mの位置の2カ所から
サンプルを採取し、シス―DCEの含有量と溶出値(環
境庁告示第46号の土壌の溶出試験に基づいた溶出値)
を、実験開始前、開始後7日、15日、21日、28
日、36日、42日、49日に測定した。
【0022】[比較例]実施例で掘削された土壌の半量
を、実施例で使用した混合装置の代わりにバックホウを
使用して、掘削した土壌と実施例で使用した鉄粉と同様
の鉄粉とを混合した。攪拌はバッチ式で、バックホウに
より10分間行い、1回の攪拌の土壌量は4〜10tで
あり、土壌に混合する鉄粉の割合は湿潤土壌に対して
1.2重量%であった。このようにして鉄粉を混合した
土壌を、実施例と同様のパイルに造成し、実施例と同様
の方法でシス―DCEの含有量と溶出値を測定した。こ
の比較例は実施例と並行して実施した。
【0023】実施例では、図2に示すように、実験開始
後28日までにシス―DCEの含有量の平均が3000
μg/kgを下回った。しかし、比較例では、図3に示
すように、実験開始後28日でシス―DCEの含有量の
平均が5400μg/kgを示し、49日を経過しても
シス―DCEの含有量の平均は3000μg/kgを下
回ることがなかった。
【0024】なお、実施例および比較例では、シス―D
CEの分解速度を評価するために、土壌中のシス―DC
Eの含有量の変化を評価したが、土壌中のシス―DCE
の含有量3000μg/kgが概ねシス―DCEの溶出
値0.04mg/L(環境基準値)に相当することが図
4から確認された。すなわち、実施例および比較例で用
いた土壌に関しては、図4に示するように、シス―DC
Eの含有量と溶出値の間に、Y=0.0127x(Y:含
有量、x:溶出値)の関係が認められた。
【0025】また、実施例と比較例との含有量の標準偏
差の間には、F検定で有意差が認められた。特に、図2
および図3に示すように、試験開始後49日目の最大値
1460μg/kg(実施例)と15300μg/kg
(比較例)のように最大値に差があり、比較例では、浄
化にムラのあることがわかった。
【0026】上述したように、実施例では、比較例と比
べて浄化の反応進行の部分的ばらつきが軽減され、全体
の反応速度も向上した。また、本発明による土壌の浄化
方法は、騒音や粉塵等の発生を局所に限定することが可
能で、周囲への環境対策上好ましい。
【0027】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、有機
ハロゲン系化合物によって汚染された土壌を掘削し、こ
の掘削した土壌に鉄粉を添加した後、この土壌に打撃を
加えて土壌と鉄粉を混合することにより、有機ハロゲン
系化合物によって汚染された粘土質の土壌に対しても鉄
粉を良好に混合することができ、有機ハロゲン系化合物
の分解速度のムラがなくなり、土壌全体の浄化完了期間
を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例および比較例において造成したパイルの
形状および寸法を示す図。
【図2】実施例におけるシス―DCEの含有量の変化を
示すグラフ。
【図3】比較例におけるシス―DCEの含有量の変化を
示すグラフ。
【図4】実施例におけるシス―DCEの含有量と溶出値
との関係を示すグラフ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機ハロゲン系化合物によって汚染され
    た土壌を掘削し、この掘削した土壌に鉄粉を添加した
    後、この土壌に打撃を加えて土壌と鉄粉を混合すること
    を特徴とする、土壌の浄化方法。
  2. 【請求項2】 前記土壌に打撃を加えて土壌と鉄粉を混
    合する工程において、回転しながら土壌に打撃を加える
    回転打撃子を使用することを特徴とする、請求項1に記
    載の土壌の浄化方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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