JP2003225649A - 汚染土壌の処理方法 - Google Patents

汚染土壌の処理方法

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JP2003225649A
JP2003225649A JP2002025499A JP2002025499A JP2003225649A JP 2003225649 A JP2003225649 A JP 2003225649A JP 2002025499 A JP2002025499 A JP 2002025499A JP 2002025499 A JP2002025499 A JP 2002025499A JP 2003225649 A JP2003225649 A JP 2003225649A
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contaminated soil
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acid
contaminated
soil
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Takashi Matsubara
隆志 松原
Hirokazu Tsuji
博和 辻
Hiroyuki Chino
裕之 千野
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Obayashi Corp
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Obayashi Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】pHが高い汚染土壌であっても該汚染土壌から
重金属を除去処理する。 【構成】本発明に係る汚染土壌の処理方法においては、
水素よりもイオン化傾向が大きい金属であるCr(クロ
ム)、Cd(カドミウム)、Co(コバルト)、Ni
(ニッケル)、Pb(鉛)などの重金属1で汚染された
汚染土壌2に植物3を植栽するとともに該汚染土壌に酸
性変化物質としての硫黄華4を添加する。植物3は、耐
酸性(例えばpH3.5程度の耐酸性)及び重金属耐性
を併せ持つ植物群から適宜選択すればよい。例えば、イ
グサを用いることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主としてpHが高
い汚染土壌に含まれる重金属を除去する際に用いる汚染
土壌の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自然環境を保護しようという動きが高ま
る昨今、重金属、有機塩素化合物、ダイオキシン類など
の有害物質で汚染された土壌からかかる有害物質を除去
すべく、さまざまな技術開発がなされており、これらの
技術開発の一環として、ファイトレメディエーション(P
hytoremediation)が注目されている。
【0003】ファイトレメディエーションとは、植物を
利用した環境修復技術であって、例えば重金属除去が目
的である場合においては、重金属耐性の植物を汚染土壌
に植栽し、該植物にその根から重金属を地上部に吸い上
げさせて体内に吸収・濃縮させ、しかる後、その植物を
刈り取って処分する方法であり、かかる技術によれば、
比較的安価に重金属を汚染土壌から除去することができ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、汚染土
壌のpHが高いと、重金属の溶解度が低くなって土粒子
に吸着するため、植物の根を介して該植物の体内に吸収
させることができないという問題を生じていた。
【0005】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、pHが高い汚染土壌であっても該汚染土壌か
ら重金属を除去処理可能な汚染土壌の処理方法を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る汚染土壌の処理方法は請求項1に記載
したように、水素よりもイオン化傾向が大きい金属で汚
染された汚染土壌に所定の植物を植栽するとともに該汚
染土壌に酸性物質を添加するものである。
【0007】また、本発明に係る汚染土壌の処理方法は
請求項2に記載したように、水素よりもイオン化傾向が
大きい金属で汚染された汚染土壌に所定の植物を植栽す
るとともに所定の酸化細菌によって酸性物質に変化する
酸性変化物質を前記汚染土壌に添加し、該酸性変化物質
を前記酸化細菌で前記酸性物質に変化させるものであ
る。
【0008】また、本発明に係る汚染土壌の処理方法
は、前記酸性変化物質を硫黄華としたものである。
【0009】請求項1の発明に係る汚染土壌の処理方法
においては、水素よりもイオン化傾向が大きい金属で汚
染された汚染土壌に所定の植物を植栽するとともに該汚
染土壌に酸性物質を添加する。また、請求項2の発明に
係る汚染土壌の処理方法においては、水素よりもイオン
化傾向が大きい金属で汚染された汚染土壌に所定の植物
を植栽するとともに所定の酸化細菌によって酸性物質に
変化する酸性変化物質を前記汚染土壌に添加し、該酸性
変化物質を前記酸化細菌で前記酸性物質に変化させる。
【0010】このようにすると、酸性物質を汚染土壌に
直接添加する場合はもちろんのこと、酸性変化物質を添
加してこれを酸性物質に変化させる場合にも、汚染土壌
のpHが下がり、それまで汚染土壌に含まれていた土粒
子、特に負に帯電している粘土鉱物に吸着していた金属
は、汚染土壌に含まれている間隙水に溶出する。
【0011】すなわち、水素よりもイオン化傾向が大き
い金属(元素)であるLi、K、Ca、Na、Mg、A
l、Zn、Cr(三価)、Fe(二価)、Cd、Co
(二価)、Ni、Sn(二価)、Pb、Fe(三価)、
特に、Cr(クロム)、Cd(カドミウム)、Co(コ
バルト)、Ni(ニッケル)、Pb(鉛)などの重金属
は、汚染土壌中の粘土鉱物に吸着していた状態であって
も、水素イオン濃度が大きくなってpHが下がるため、
負に帯電している粘土鉱物から離れて汚染土壌に含まれ
る間隙水に溶出し、次いで、酸性物質と反応して水素イ
オンと置換する形で可溶性の塩を生成する。
【0012】そのため、上述した金属、特に重金属は、
塩の形態で汚染土壌に植栽された植物にその根を介して
吸収蓄積され、汚染土壌内の金属の濃度は速やかに低下
する。
【0013】酸性物質としては、例えば硫酸が考えられ
るが、汚染土壌の土粒子に吸着した金属が水素イオンと
置換する反応を起こして塩になるのであれば、どのよう
な物質でもかまわない。目安としては、添加した後に汚
染土壌のpHが3.5程度になるものが考えられる。
【0014】酸化細菌は、最初から汚染土壌に含まれて
いる土中菌でもよいし、あらたに選抜された分解菌でも
よい。なお、後者の場合には、これを別途、汚染土壌に
添加することとなる。
【0015】一方、酸性変化物質としては例えば硫黄を
用いることが考えられる。この場合においては、硫黄が
汚染土壌中に存在し又は別途添加された硫黄酸化細菌に
よって酸性物質である硫酸に変化する。なお、かかる硫
黄は、肥料として市販されている硫黄華を用いることが
できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る汚染土壌の処
理方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明
する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等について
は同一の符号を付してその説明を省略する。
【0017】図1は、本実施形態に係る汚染土壌の処理
方法を実施している様子を示した図である。同図でわか
るように、本実施形態に係る汚染土壌の処理方法におい
ては、水素よりもイオン化傾向が大きい金属であるCr
(クロム)、Cd(カドミウム)、Co(コバルト)、
Ni(ニッケル)、Pb(鉛)などの重金属1で汚染さ
れた汚染土壌2に植物3を植栽するとともに該汚染土壌
に酸性変化物質としての硫黄華4を添加する。
【0018】植物3は、耐酸性(例えばpH3.5程度
の耐酸性)及び重金属耐性を併せ持つ植物群から適宜選
択すればよい。例えば、イグサを用いることが可能であ
る。
【0019】このように酸性変化物質である硫黄華4を
重金属1で汚染された汚染土壌2に添加すると、硫黄華
4は、土中菌が生成する硫黄酸化酵素で酸化され、酸性
物質である硫酸に変化する。
【0020】そのため、それまで汚染土壌2に含まれて
いた土粒子、特に負に帯電している粘土鉱物に吸着して
いた重金属1は、汚染土壌2中の粘土鉱物に吸着してい
た状態であっても、汚染土壌2中の水素イオン濃度が大
きくなってpHが下がるため、負に帯電している粘土鉱
物から離れて汚染土壌2に含まれている間隙水に溶出
し、次いで、酸性物質である硫酸と反応し、水素イオン
と置換する形で可溶性の硫酸塩を生成する。そして、か
かる可溶性の硫酸塩は、植物3によって吸収蓄積され、
汚染土壌2の重金属1の濃度は速やかに低下する。
【0021】重金属1を吸収蓄積した植物3について
は、これを刈り取り、焼却等、適当な方法で処分すれば
よい。
【0022】以上説明したように、本実施形態に係る汚
染土壌の処理方法によれば、水素よりもイオン化傾向が
大きい重金属1で汚染された汚染土壌2に耐酸性及び重
金属耐性を併せ持つ植物3を植栽するとともに、該汚染
土壌に酸性変化物質である硫黄華4を添加するようにし
たので、硫黄華4が酸化されてなる硫酸によって汚染土
壌2のpHが低下し、それまで汚染土壌2に含まれてい
た土粒子、特に負に帯電している粘土鉱物に吸着してい
た重金属1は、汚染土壌2に含まれている間隙水に溶出
する。
【0023】したがって、重金属1は、水素イオンと置
換する形で可溶性の硫酸塩を生成することとなり、かく
して、重金属1を硫酸塩の形態で汚染土壌2に植栽され
た植物3にその根を介して吸収蓄積させ、汚染土壌2内
の濃度を速やかに低下させることが可能となる。
【0024】本実施形態では、酸性変化物質して硫黄華
を用いたが、土中菌や所定の選抜菌によって酸性物質に
変化するものであれば、どのようなものでもよい。
【0025】また、本実施形態では、酸性変化物質を用
いるとともに細菌が出す酸化酵素を利用して該酸性変化
物質を酸性物質に変化させるようにしたが、取り扱い持
の安全等、問題がないのであれば、酸性物質を直接汚染
土壌に添加するようにしてもかまわない。
【0026】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る汚染土
壌の処理方法によれば、酸性物質によって汚染土壌のp
Hが低下し、それまで汚染土壌に含まれていた土粒子に
吸着していた金属は、汚染土壌に含まれている間隙水に
溶出する。そして、かかる金属は、水素イオンと置換す
る形で可溶性の塩を生成することとなり、かくして、金
属を塩の形態で汚染土壌に植栽された植物にその根を介
して吸収蓄積させ、汚染土壌内の濃度を速やかに低下さ
せることが可能となる。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る汚染土壌の処理方法を実施し
ている様子を示した図。
フロントページの続き (72)発明者 千野 裕之 東京都清瀬市下清戸4丁目640 株式会社 大林組技術研究所内 Fターム(参考) 2B022 BA01 BA18 DA19 4B065 AA01X AC20 BD22 CA56 4D004 AA41 AB03 AC07 CA17 CC07 CC11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水素よりもイオン化傾向が大きい金属で
    汚染された汚染土壌に所定の植物を植栽するとともに該
    汚染土壌に酸性物質を添加することを特徴とする汚染土
    壌の処理方法。
  2. 【請求項2】 水素よりもイオン化傾向が大きい金属で
    汚染された汚染土壌に所定の植物を植栽するとともに所
    定の酸化細菌によって酸性物質に変化する酸性変化物質
    を前記汚染土壌に添加し、該酸性変化物質を前記酸化細
    菌で前記酸性物質に変化させることを特徴とする汚染土
    壌の処理方法。
  3. 【請求項3】 前記酸性変化物質を硫黄華とした請求項
    2記載の汚染土壌の処理方法。
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