JP2008238150A - 六価クロムを含有する汚染土壌並びに産業廃棄物用無害化処理剤 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明が解決せんとする課題は、極めて有害な六価クロムを含有する汚染土壌並びに産業廃棄物が深刻な環境汚染問題を生起しているが、これの解決に対して有効な解決手段が無いことに鑑み、人体に悪影響を与えず、容易かつ迅速に当該廃棄物中の六価クロムを無害な三価クロムに還元可能な無害化処理剤を提供することを課題とする。
【解決手段】 炭酸カルシウム、酸化カルシウム若しくは水酸化カルシウムの一種若しくは二種以上を主剤とし、１重量％以上好ましくは５〜１０重量％のアスコルビン酸、イソアスコルビン酸若しくはそのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩の一種若しくは二種以上を配合してなることを特徴とする、六価クロムを含有する汚染土壌並びに産業廃棄物用無害化処理剤をもって課題解決の手段とするものである。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、六価クロムを含有する汚染土壌並びに産業廃棄物の無害化処理剤に関する。

近年、工場や事業所跡地の再開発等に伴い、土壌汚染が判明する件数が年々増加している。これらの土壌汚染を放置すれば、人の健康に影響を及ぼすことが懸念されることから、平成１５年２月に「土壌汚染対策法」が施行された。また環境保全に関する社会的要請から、産業廃棄物の処理についても厳しく規制されている。
土壌汚染の主要な原因物質として重金属類が上げられ、中でもメッキ工場跡地のような六価クロムによる汚染土壌がよく知られている。また平成１７年には、「土壌埋め戻し材」の埋設土壌から環境基準を大幅に上回る有害物質の六価クロムが検出され、「リサイクル製品」か「産業廃棄物」かで大きな反響を呼んだことは記憶に新しい。
六価クロムの毒性は主にその強い酸化力によるもので、胃腸炎や腎炎、皮膚炎、潰瘍、鼻中隔穿孔、肺がん等を引き起こすとされており、有害物質に指定されている。また水質汚濁防止法に係る工場排水においても、極めて厳しく規制されている。ＩＡＲＣ（国際がん研究機関）では、六価クロムをグループ１（ヒトに対し発がん性を示す）に分類しているが、鼻中隔穿孔やがん等は急性的ではなく、長い年月の後に発症するようである。
従来六価クロムを含んだ重金属で汚染された土壌は、掘削除去、封じ込め、飛散防止、セメントによる固化・不溶化、最終処分場への埋め立てなどの対策が取られて来た。また六価クロムは硫酸第一鉄等の還元剤によって低減する方法が提案されている（特開平３−２０５３３１、特開２０００−８６３２２）。
最近では重金属汚染土壌の浄化剤として、水溶性縮合りん酸塩を含むもの（特開２００５−２９６８８５）、アミノ酸を含むもの（特開２００５−２１９０１３）、水溶性高分子を含むもの（特開２００４−２９８７９７）など重金属の錯体を形成させて、水に可溶にして抽出する方法の提案がなされている。
産業廃棄物の処理では、セメント及びセメントを主成分とする固化材が多用されている。
しかしながら、掘削除去から最終処分場への埋め立てに至る従来の方法や産業廃棄物のセメント固化では、重金属の全量がそのまま土壌中に残留するため、長期間にわたって対策の効果が持続するものではなく、風雨や地下水の浸透などによって土壌中の重金属が溶出して、二次環境汚染を引き起こすリスクが存在するという問題があった。
また土壌と土壌浄化剤の水溶液とを接触させ、重金属の錯体を形成させる最近の方法は、接触時間として半日から１日を要し、重金属は水溶性の化合物に変わるため、必ず土壌と水を例えば遠心分離法などの手段をもって分離し、分離した水は限外ろ過などの方法によって重金属を回収する必要があり、分離した土壌は水洗、乾燥してはじめて再利用が可能になるなど、処理時間が長く、処理プロセスが繁雑という欠点があった。

発明が解決しようとする課題

このような実態に対し、本発明者は土壌並びに産業廃棄物中の六価クロムを従来に無い速さで無害化する新規な処理剤を提案するものである。

課題を解決する為の手段

上述の課題に鑑み、これを解決するための手段として次のごとく提案する。即ち本発明の六価クロムを含有する汚染土壌並びに産業廃棄物用処理剤は、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、若しくは水酸化カルシウムの一種若しくは二種以上を主剤とし、１％以上のアスコルビン酸、イソアスコルビン酸若しくはそのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩の一種若しくは二種以上を配合したことを特徴とする。

本発明者は先に特開平９−２２５６７６（含クロム合金鋼溶接部並びにその周辺の処理方法）において、アスコルビン酸、若しくはアスコルビン酸の誘導体の単独又は二種以上を主剤とする溶液を散布、塗布、又は該溶液に浸漬することにより、溶接スラグ並びに溶接ヒューム中に含まれる六価クロムを三価クロムに還元して無害化する方法を提案している。この場合、溶接フラックスを使用する手棒溶接やフラックス入りワイヤを用いる溶接を対象としているため、フラックス中の炭酸カルシウムが溶接熱により分解して生じた生石灰がスラグやヒューム中に存在し、主剤溶液を散布、塗布、又は主剤溶液に浸漬した際にアルカリ性を呈するため、六価クロムが還元されて生じた三価クロムは、水に溶けない水酸化クロムの形で無害化される。
本発明の処理剤は、アスコルビン酸、イソアスコルビン酸若しくはそのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩の強力かつ即効的な還元力を利用して、六価クロムを含有する汚染土壌並びに産業廃棄物中の六価クロムを三価クロムに還元して無害化するものである。
ただし前述の溶接スラグやヒュームと異なり、土壌は一般に酸性を示す場合が多いため、土壌を中和し更には三価クロムを不溶性の水酸化クロムに変えて無害化と固定化を図る目的で、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、若しくは水酸化カルシウムの一種若しくは二種以上が主剤として配合される。
また焼却灰などの微細な粉体においては、水を加えて混合する際の流動性に問題があり、石灰石のような無機粉体の添加が有効であると同時に、埋め立てた際に水硬性化合物を生成し、固化を促進する水酸化カルシウムや酸化カルシウムの添加も有効である。
廃煉瓦のような無機の比較的粗粒の産業廃棄物についても水硬性化合物を生成する水酸化カルシウムや酸化カルシウムの添加が有効である。
本発明の処理剤による六価クロムを含有する汚染土壌並びに産業廃棄物の処理においては、処理剤に水を加えてスラリー状とし、これを対象とする土壌や産業廃棄物に散布して攪拌、混合するか、土壌に注入して攪拌、混合する方法が採用出来る。
土壌浄化剤や土壌浄化用の土壌改良剤で、アスコルビン酸を配合した事例として、特開２００３−１８１４９３及び特開２００３−１６５９７４がある。前者は製鋼ダストスラリーからなる鉄微粒子スラリーの土壌浄化剤であり、この中でアスコルビン酸は鉄の微粒子の表面の酸化防止剤として配合されている。また後者は活性炭に硫酸マグネシウム、硫酸第一鉄、アスコルビン酸の一種以上を吸着させ、更にカルシウム化合物、アンモニウム化合物、界面活性剤、粘土鉱物のいずれか一種又は一種以上を添加した粒状ないしは顆粒状の土壌改良剤である。この改良剤は道路に散布された凍結防止剤や道路から飛来した重金属を含有する道路周辺の土壌から塩化物や重金属を排出除去または吸着除去するもので、アスコルビン酸は、土壌中の塩素イオンを例えば塩化アンモニウムのような水溶性の塩素化合物に変化させるための触媒作用に期待して配合されているほか、アスコルビン酸の有する抗菌作用や殺菌作用により、土壌中の有害な土壌微生物を死滅させる効果も見込んで配合されている。このように公知文献におけるアスコルビン酸の作用効果は、本発明の意図する六価クロムの即効的な還元とは全く無関係である。
本発明の処理剤に用いる炭酸カルシウムは牡蠣殻などの貝類由来のものも十分活用出来る。

山土にクロム酸水溶液と硫酸を加えて攪拌混合の後水相を濾別し、得られた固形分を風乾して六価クロム含有の模擬汚染土壌を調製した。模擬汚染土壌の含水率は４．７８重量％、六価クロム含有量は、０．０３２ｍｇ／ｇ（乾燥ベース）、模擬汚染土壌に水を加えて含水率２０重量％とした時のｐＨは、約４であった（ｐＨ試験紙による）。アスコルビン酸１０重量％、水酸化カルシウム９０重量％からなる処理剤１０ｇに水１９０ｇを加えて調製したスラリーを模擬汚染土壌８００ｇに加えて攪拌、混合した。混合物の含水率はほぼ２３重量％で、試験紙によるｐＨは約１２であった。直ちにクロムの分析に供したところ、六価クロムは検出されなかった（水抽出−ジフェニルカルバジド吸光光度法にて実施）。ＩＣＰ法によりトータルクロムを分析したところ、０．０３１ｍｇ／ｇ（乾燥ベース）であった。六価クロムが検出限界以下のため、殆どは三価クロムで、しかも水酸化クロムの態様で土中に残存しているものと考えられた。

イソアスコルビン酸ナトリウム１重量％、炭酸カルシウム（石灰石粉）８０重量％、水酸化カルシウム１９重量％からなる処理剤４０ｇに水１６０ｇを加えて調製したスラリーを実施例１で調製した模擬汚染土壌８００ｇに加えて攪拌、混合した。混合物の試験紙によるｐＨは１１から１２で、六価クロムは検出されなかった。

アスコルビン酸カリウム５重量％、炭酸カルシウム（牡蠣殻破砕物を水洗して塩分を除去したもの）８０重量％、酸化カルシウム１９重量％からなる処理剤２０ｇに水１８０ｇを加えて調製したスラリーを実施例２と同様に模擬汚染土壌に加えて攪拌、混合した。混合物の試験紙によるｐＨは１１から１２で、六価クロムは検出されなかった。

焼却灰にクロム酸水溶液を加えて六価クロム含有の模擬焼却灰（産業廃棄物）を調製した。六価クロム含有量は、０．０７５ｇ／ｇ（乾燥ベース）であった。
アスコルビン酸アンモニウム５重量％、炭酸カルシウム９０重量％、水酸化カルシウム５重量％からなる処理剤２０ｇに水１８０ｇを加えて調製したスラリーを、模擬焼却灰８００ｇに加えて攪拌、混合した。直ちに六価クロムの分析を行ったところ、六価クロムは検出されなかった。

クロム−マグネシア系の耐火煉瓦廃材などの廃煉瓦を粉砕し、六価クロム含有煉瓦粉砕物を得た。六価クロム含有量は１．２ｍｇ／ｇであった。
イソアスコルビン酸ナトリウム２０重量％、水酸化カルシウム８０重量％からなる処理剤３０ｇに水２７０ｇを加えて調製したスラリーを、六価クロム含有煉瓦粉砕物７００ｇに加えて攪拌、混合し、直ちに六価クロムの分析に供したところ、六価クロムは検出されなかった。

発明の効果

本発明によれば、六価クロムを含有する汚染土壌や産業廃棄物中の六価クロムを実に迅速にかつ安全に三価クロムに変換して無害化し、しかも難溶性の水酸化クロムとして固定化、安定化するものであるので、爾後の土壌の再利用や産業廃棄物の処分を安全かつ迅速に行うことを可能にした。
尚、本発明において従来公知の硫酸第一鉄などの還元剤に代え、好適なものとして還元剤自体人体に対しては勿論、経口的にも安全無害なアスコルビン酸並びにその誘導体を見出すことにより、本発明方法実施による副作用的な弊害もなく、当該汚染物質の処理に当たる作業者の保険衛生上にも甚だ有益である。

Claims (1)

1. 炭酸カルシウム、酸化カルシウム若しくは水酸化カルシウムの一種若しくは二種以上を主剤とし、１重量％以上好ましくは５〜１０重量％のアスコルビン酸、イソアスコルビン酸若しくはそのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩の一種若しくは二種以上を配合してなることを特徴とする、六価クロムを含有する汚染土壌並びに産業廃棄物用無害化処理剤。