JP2009545435A - 六価クロムにより汚染された土壌の改善方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
−実験的証拠は、
クロム酸塩、顔料の生産工程において、及びクロムめっき工程において用いられるCr(VI)がヒトの発癌物質であることを示した;
−証拠は、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム及びクロム酸鉛が発癌物質であることを示した(後述の動物における実験);
−三酸化クロム(CrO3)及び二クロム酸ナトリウム(Na2Cr2O7)が発癌物質であるという証拠はない(後述の動物における実験)。
a)前記システムは部位の確保のみを示し、単に拡散を止め、問題を解消せず、不可避的に非常に長い時間を必要とし;
b)汚染水の処理のためのプラントは大きい流量であるが低濃度で作業しなければならず(許容される排出量の限界の3又は4倍高い場合であっても)、常に限界を守ることができず;
c)排出系における流速及び/又は欠陥におけるあらゆる少量のもの(drops)は、不可避的にバリアの下流の無視できないほどの量の拡散を誘導する。
1)土壌の形態及び均一性が、不飽和領域の全てを適確に洗い流すのに十分ではなさそうであり、これに対し、あらゆるケースにおいて存在する不均一性は、地下水に達する際の水のための優先的なルートの形成を誘発し;
2)土壌からの汚染物質の抽出は地下水中の非常に高い濃度の汚染物質を誘導し、これは、排水システムにおける欠陥のために、どのような普及もさらに危険になり;
3)溶解性を補助する化学物質の使用は、通常、悪い環境に対する影響を有し;
4)前述した手段を設定するのに必要な費用は相当高い。
・土壌中に分散した製品の環境適合性と関連のある問題は、それらの分散を常に完全に制御することができないので、慎重に評価しなければならない;
・化学的な観点から、反応から得られる化合物の安定性(それらの可逆性についても)を調べる必要がある
・固体マトリックスの天然の組成に対して異質である製品の可能な分散を誘導するのでなく、バリアによってトラップされる水中に運ばれる過剰量をも引き起こす試薬の用量(化学量論を遵守するために)には客観的な困難性があり、過剰量はおそらく処理場と適合性でない。
SO4 2- + 2C = S2− + 2CO2
Cr2O7 2− + 12H+ + 3S2− = 2Cr3+ + 7H2O + 3S
a)浄化技術は、種々の環境マトリクス、有毒作用及び汚染物質の移動における集中を、永久に、かつかなり減少すべきである;
b)浄化技術は、汚染土壌の輸送及び投げ捨てによって起こるリスクの結果的な減少を伴う現場処理により、その部位における土壌を処理及び再利用する傾向にあるべきである;
c)空気、地下にあるもの及び地上水の汚染のあらゆる追加のリスク(すでに存在するものに関して)、並びに騒音及び臭いによって起こる問題を回避すべきである;
d)操作が実施されている間の、住民のための衛生上の健康上のリスクを回避すべきである;
e)技術は、あらゆる安全対策、及び相対的な制御、及び監視と関連する長期管理費用を含むべきであり、経済的な側面に基づいて選択されるべきでもある。
その化合物及び主な特徴は既に記述した;このセクションは、いくつかの重要なポイントを要約する:
・Cr(VI)は、地下水中でクロム酸塩CrO4 2−又は重クロム酸塩Cr2O7 2−イオンとして存在し、2つの種の間の相対的濃度は、汚染水のpH及びCr(VI)の全濃度に依存する。
・pH>6.5では、[CrO4 2−]>[Cr2O7 2−]
・[CrVI]TOT>30mM [Cr2O7 2−]>[CrO4 2−]
Cr(VI)のいずれの形態においても、Cr(VI)は強い酸化剤であり、電子供与体の存在下で、それ自体還元される。
・分配係数
Cr(VI)について19L/kg Cr(III)について1.8×106
・溶解度
Cr(VI)について>106マイクログラム/L Cr(III)について50
・20°Cで、水中に10%=102g/L以下で溶解する;
・pH=0.7の白色固体;
・基本的に無毒、ラットのLD=475mg/kg;
・環境についての潜在的な危険性:なし;
・塩基、アンモニア、ハロゲン化酸アルコール及び金属との反応によりCO2、CO及びH2Oを生成する;
・生態学的データ:COD=0.18g/g BOD=0.16g/g;
・強い酸化剤、電子供与体、キレート剤;
・酸解離 C2H2O4 → 2H+ + 2CO2 + 2e−
・酸化還元電位=−0.90V
・4%より高い値についての空気中の引火性ガス。
・高濃度における簡単な窒息ガスであるが、毒性はない;
・最も軽く、最も小さい化学元素の1種である。
・活性水素としても知られる原子状水素は、酸化物、ハロゲン化物、硫化物、アルカリ金属及び金属のような多くの化合物における非常に強力な還元力を有する;
・溶液中での還元反応において、その電子を失い、H3O+を形成する;
・その相対密度は0.07(空気について、それは1である)であり、従って、非常に高い拡散性を有し、金属の孔をも横切る(例えば、アルミニウム中での拡散性=0.88×10−8m2/s)。
・興味のあるパラメータは、マトリクス(例えば、土壌)中の水素の輸送:拡散性、多孔性及び溶解度と関連している。
・水中での水素の溶解度は温度に依存し、20°Cで1.6mg/Lである。
1.土壌及び地下水のpHに依存するCr(VI)の水性形態の間の平衡は:
Cr2O7 2− + 2OH− ←→ 2CrO4 2− + H2O
CrO4 2−の存在は、6<pH<8で検出される。
Cr2O7 2− + 14H3O+ + 6e− ←→ 2Cr3+ + 21H2O
2×(CrO4 2− + 4H2O + 3e− ←→ Cr(OH)3 + 5OH−)
6×(H2 + H2O ←→ 2H3O+ + 2e−)
全部で
Cr2O7 2− + 2CrO4 2− + 12H3O+ + 6H2 ←→ 2Cr3+ + 2Cr(OH)3 + 21H2O
C2H2O4 → 2H+ + 2CO2 + 2e−
Cr3+ + C2H2O4 → [Cr(C2 H2O4)6]3+
・マトリクスの還元力;
・pH;
・温度;
・イオン交換能力
本発明の方法は、六価クロムにより汚染された土壌の現場で実施され、従来通り、Cr(VI)の濃度値の分析は、特定の領域において実施しなければならない浄化の全体の実体を得るために実施される。例えば、この工程においては、地下水を動かすために実質的に閉鎖された汚染領域又はCr(VI)の連続的な流出の存在が確認される。特に、汚染の深さ、浄化すべき深さ、浄化すべき表面、土壌の浸透性及び浄化すべき領域内の汚染物質の濃度のような基本的なパラメータが決定される。
Claims (6)
- 飽和又は不飽和汚染領域又は土壌における、所定レベルの濃度の六価クロムを現場で還元するための方法であって、六価クロムをより低い原子価の状態、特に三価クロム状態に還元するために、水素及び他の不活性ガス含むガス状混合物の所定量で、この領域又は土壌を徹底的に処理することを特徴とする方法。
- 前記水素が、ガス状混合物中に10%以下の割合で存在する、請求項1に記載の方法。
- 前記水素の割合が4%を超えない、請求項2に記載の方法。
- 浄化すべき汚染領域又は土壌中の前記ガス状混合物の注入のための異なる深度のシャフトのネットワークの準備を含むことを特徴とする、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ガス状混合物中で用いられる不活性ガスが窒素である、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
- Cr(VI)の還元により生成されるCr(III)を複合体化するために、所定の時間間隔で、所定量のシュウ酸をベースとする溶液を注入することを特徴とする、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
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