JP2011104540A - Method for effectively utilizing soil containing fluorine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フッ素含有土壌の有効利用方法に関する。 The present invention relates to a method for effectively using fluorine-containing soil.
環境保全等の立場から、フッ素含有汚泥やフッ素含有土壌等（以下、フッ素含有土壌という）からのフッ素の溶出量は、土壌環境基準により０．８ｍｇ／Ｌ以下と規定され、厳しく規制されている。また、フッ素含有土壌は植物の生育が悪い傾向にある。 From the standpoint of environmental conservation, the amount of fluorine eluted from fluorine-containing sludge, fluorine-containing soil, etc. (hereinafter referred to as fluorine-containing soil) is stipulated as 0.8 mg / L or less according to the soil environmental standards and is strictly regulated. . In addition, the fluorine-containing soil tends to have poor plant growth.
従来、フッ素含有土壌からのフッ素の溶出量を低減する処理方法として、カルシウム化合物及びリン酸化合物を用いる方法（例えば、特許文献１参照。）、リン酸水素カルシウムを用いる方法（例えば、特許文献２又は非特許文献１参照。）等が知られている。また、非特許文献２及び３では、リン酸水素カルシウムとフッ化物イオンとの反応について開示されている。 Conventionally, as a treatment method for reducing the amount of fluorine eluted from fluorine-containing soil, a method using a calcium compound and a phosphate compound (for example, see Patent Document 1), a method using calcium hydrogen phosphate (for example, Patent Document 2). Or non-patent document 1). Non-Patent Documents 2 and 3 disclose the reaction between calcium hydrogen phosphate and fluoride ions.
上述の処理方法は、フッ素土壌中のフッ素と、カルシウム化合物及びリン酸化合物とを反応させてフルオロアパタイトとして不溶化するので、処理土壌はフルオロアパタイトを含有するものであるが、上記フルオロアパタイトを含有する処理土壌を有効に利用することについては何ら開示されていない。 In the above-mentioned treatment method, fluorine in the fluorine soil is reacted with a calcium compound and a phosphate compound to insolubilize it as fluoroapatite. Therefore, the treated soil contains fluoroapatite, but contains the fluoroapatite. There is no disclosure about effective use of treated soil.
本発明の目的は、フッ素含有土壌を処理することにより土壌中に含まれるフッ素の溶出量を低減する際に生成する処理土壌を有効に利用する方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for effectively using treated soil generated when the amount of fluorine eluted in soil is reduced by treating fluorine-containing soil.
本発明は、リン酸水素カルシウム二水和物を添加したフッ素含有土壌を有効利用する方法である。
本発明はまた、フッ素含有土壌に、リン酸水素カルシウム二水和物を添加して得られる処理土壌を含む肥料でもある。
以下に本発明を詳細に説明する。
The present invention is a method for effectively utilizing fluorine-containing soil to which calcium hydrogen phosphate dihydrate is added.
The present invention is also a fertilizer including treated soil obtained by adding calcium hydrogen phosphate dihydrate to fluorine-containing soil.
The present invention is described in detail below.
本発明のフッ素含有土壌の有効利用方法は、リン酸水素カルシウム二水和物を添加することでフッ素含有土壌中のフッ素が不溶化することを利用し、従来活用されていなかったフッ素の溶出が問題となり得る種々の用途に有効利用するものである。フッ素が不溶化された土壌は、例えば、植物を生育するための土や肥料として有効利用することができる。 The effective utilization method of the fluorine-containing soil of the present invention utilizes the fact that the fluorine in the fluorine-containing soil is insolubilized by adding calcium hydrogen phosphate dihydrate, and the elution of fluorine that has not been utilized conventionally is a problem It is effectively used for various possible applications. The soil in which fluorine is insolubilized can be effectively used as soil or fertilizer for growing plants, for example.
本発明の肥料は、フッ素含有土壌に、リン酸水素カルシウム二水和物を添加して得られる処理土壌を含むものである。リン酸水素カルシウム二水和物を土壌中に添加すると、可溶性のフッ素イオンと反応して、Ｃａ１０（ＰＯ４）６Ｆ２で表されるフルオロアパタイトを土壌中で形成する。
上記フルオロアパタイトは、分子中にリンを含むので、土壌中に存在する場合、植物の肥料として有用である。従って、上記処理土壌を肥料に用いることにより、従来のフッ素含有土壌の処理方法では放置されていた処理土壌を肥料として有効に利用することができる。すなわち、本発明の肥料は、植物を育てるための土壌に添加されるものであってもよいし、植物を育てるための培土としてそのまま用いてもよい。
The fertilizer of the present invention includes treated soil obtained by adding calcium hydrogen phosphate dihydrate to fluorine-containing soil. When calcium hydrogen phosphate dihydrate is added to the soil, it reacts with soluble fluoride ions to form fluoroapatite represented by Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 in the soil.
Since the fluoroapatite contains phosphorus in the molecule, it is useful as a plant fertilizer when it is present in soil. Therefore, by using the treated soil as a fertilizer, the treated soil that has been left in the conventional method for treating fluorine-containing soil can be effectively used as a fertilizer. That is, the fertilizer of the present invention may be added to soil for growing plants, or may be used as it is as a soil for growing plants.
上記フッ素含有土壌は、土壌中にフッ素を含有するものであれば特に限定されない。 The fluorine-containing soil is not particularly limited as long as it contains fluorine in the soil.
上記フッ素含有土壌のフッ素溶出濃度は、フッ素含有土壌に対して０．８ｐｐｍ以上であることが好ましい。上記範囲のフッ素溶出濃度のフッ素含有土壌であると、通常であれば、環境基準を超える量のフッ素が溶出するおそれがあるが、リン酸水素カルシウム二水和物を添加することで土壌中のフッ素の溶出を抑制することができる。すなわち、本発明の肥料を製造することが、環境保全にも役立つものとなる。なお、フッ素溶出濃度は、ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ３４．２（１９８６年）に準拠して測定することができる。 The fluorine elution concentration of the fluorine-containing soil is preferably 0.8 ppm or more with respect to the fluorine-containing soil. If it is fluorine-containing soil with a fluorine elution concentration in the above range, there is a risk that fluorine in an amount exceeding the environmental standard may be eluted, but by adding calcium hydrogen phosphate dihydrate, Fluorine elution can be suppressed. That is, producing the fertilizer of the present invention is useful for environmental conservation. In addition, a fluorine elution density | concentration can be measured based on JISK0102 34.2 (1986).
上記フッ素含有土壌には、リン酸化合物とカルシウム化合物とを併用して添加することも考えられるが、肥料として用いる場合、リン酸水素カルシウム二水和物（ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ、以下「ＤＣＰＤ」ともいう。）を添加することで、溶出を防止するのみならず、優れた肥料としても用いることができる。 It is conceivable to add a phosphate compound and a calcium compound together to the fluorine-containing soil. However, when used as a fertilizer, calcium hydrogen phosphate dihydrate (CaHPO 4 .2H 2 O, hereinafter referred to as “DCPD”). In addition to preventing elution, it can also be used as an excellent fertilizer.
上記ＤＣＰＤは、フッ素含有土壌に粉状で添加してもよいし、粉状粒子を水に懸濁処理してその粒子表面を活性化したものを添加してもよい。 The DCPD may be added in powder form to fluorine-containing soil, or may be added by suspending powder particles in water and activating the particle surface.
上記ＤＣＰＤの添加量は、フッ素含有土壌（乾燥物）１００質量部に対して２〜５質量部であることが好ましい。２質量部未満であると、フッ素含有土壌中のフッ素を十分に処理できず、肥料として用いるのに十分なフルオロアパタイトを形成できないおそれがある。５質量部を超えると、経済性に劣るおそれがある。 The amount of DCPD added is preferably 2 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of fluorine-containing soil (dry matter). If it is less than 2 parts by mass, fluorine in the fluorine-containing soil cannot be sufficiently treated, and there is a possibility that sufficient fluoroapatite to be used as a fertilizer cannot be formed. If it exceeds 5 parts by mass, the economy may be inferior.
本発明の肥料は、腐葉土等を含有するものであってもよい。腐葉土等を含有することで、より有用な肥料とすることができる。 The fertilizer of the present invention may contain humus. A more useful fertilizer can be obtained by including humus.
本発明の肥料は、また、赤玉土を含有するものであってもよい。赤玉土を含有することにより、より有用な肥料を得ることができる。 The fertilizer of the present invention may also contain red bean clay. A more useful fertilizer can be obtained by containing akadama soil.
本発明はまた、フッ素含有土壌に、リン酸水素カルシウム二水和物を添加する工程を含む肥料の製造方法でもある。フッ素含有土壌に、リン酸水素カルシウム二水和物を添加することで、上述したように、フルオロアパタイトが生成するため、フッ素を含有する土壌中のフッ素を不溶化し、フッ素の流出を抑制することができる。フッ素含有土壌に、リン酸水素カルシウム二水和物を添加する方法としては、通常の方法を用いることができる。例えば、一般的な混合機を用いてフッ素含有土壌とリン酸水素カルシウム二水和物とを混合してもよいし、スコップ等で混合してもよい。 The present invention is also a method for producing a fertilizer including a step of adding calcium hydrogen phosphate dihydrate to fluorine-containing soil. By adding calcium hydrogen phosphate dihydrate to the fluorine-containing soil, as described above, fluoroapatite is generated, so that fluorine in the fluorine-containing soil is insolubilized and fluorine outflow is suppressed. Can do. As a method of adding calcium hydrogen phosphate dihydrate to the fluorine-containing soil, a normal method can be used. For example, fluorine-containing soil and calcium hydrogen phosphate dihydrate may be mixed using a general mixer, or may be mixed with a scoop or the like.
本発明は更に、上記肥料を用いて植物を生育させることを特徴とする育苗方法でもある。上記育苗方法は、従来、植物を生育するための土として活用されていなかった処理土壌を有効に活用することができる。
上記育苗方法は、上記肥料を用いること以外は、通常の育苗方法により行うことができる。例えば、育苗用の容器に少なくとも上記肥料を充填し、該肥料を含む培土により植物を生育させることができる。
The present invention is also a seedling raising method characterized by growing a plant using the fertilizer. The seedling raising method can effectively utilize treated soil that has not been conventionally used as soil for growing plants.
The said seedling raising method can be performed by the normal seedling raising method except using the said fertilizer. For example, a container for raising seedlings can be filled with at least the above-mentioned fertilizer, and a plant can be grown with a soil containing the fertilizer.
本発明は、上述した構成よりなるので、フッ素含有土壌を処理することにより土壌中に含まれるフッ素の溶出量を低減し、処理する際に生成するフルオロアパタイトを含む処理土壌を、肥料等として有効に利用することができる。 Since the present invention has the above-described configuration, the amount of fluorine eluted in the soil is reduced by treating the fluorine-containing soil, and the treated soil containing the fluoroapatite produced during the treatment is effective as a fertilizer or the like. Can be used.
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
本実施例では、フッ素を含有する土壌として、フッ素溶出濃度が５ｐｐｍである蛍石から副生した石膏を含む土を用いた。なお、フッ素溶出濃度は、後述する溶出試験比較例１により算出した値である。 In this example, soil containing gypsum by-produced from fluorite having a fluorine elution concentration of 5 ppm was used as the fluorine-containing soil. In addition, a fluorine elution density | concentration is the value computed by the elution test comparative example 1 mentioned later.
実施例１
蛍石から副生した石膏を含む土(以下、石膏土)２７．４４ｋｇとＤＣＰＤ ０．５６ｋｇ（太平化学産業株式会社製）とを容器に入れ、スコップにて混合することにより試験土を得た。
Example 1
Soil containing 27.44 kg of gypsum by-product from fluorite (hereinafter referred to as gypsum earth) and 0.56 kg of DCPD (manufactured by Taihei Chemical Sangyo Co., Ltd.) were placed in a container and mixed with a scoop to obtain a test soil. .
溶出試験例１及び溶出試験比較例１
実施例１により得られた試験土、及び、石膏土に対して、ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ３４．２（１９８６年）に準拠して溶出試験を行い、フッ素溶出濃度を測定した。その結果を下記表１に示す。
Dissolution test example 1 and dissolution test comparative example 1
An elution test was performed on the test soil and gypsum soil obtained in Example 1 according to JIS K 0102 34.2 (1986), and the fluorine elution concentration was measured. The results are shown in Table 1 below.
表１に示されるように、実施例１で得られた試験土では、石膏土と比較してフッ素溶出量が充分に抑制されている。この結果から、フルオロアパタイトが形成され、フッ素の不溶化が行われていることを確認した。 As shown in Table 1, in the test soil obtained in Example 1, the fluorine elution amount is sufficiently suppressed as compared with gypsum soil. From this result, it was confirmed that fluoroapatite was formed and fluorine was insolubilized.
［生育試験］
上記試験土及び石膏土を用いて、実際に植物の生育を行った。試験には、土に対する耐性が比較的強い、マリーゴールドを用いた。
生育実施例１〜２及び生育比較例１では、実質的に同様の条件で生育させたマリーゴールドの苗を、各生育実施例及び生育比較例に対応するプランターに２苗ずつ植え付け、灌水は土の表面が乾燥しない程度の頻度でプランターの上側から行い、１ヶ月間生育させた。
[Growth test]
Plants were actually grown using the test soil and gypsum soil. In the test, marigold having a relatively high resistance to soil was used.
In the growth examples 1-2 and the growth comparison example 1, two seedlings of marigold grown under substantially the same conditions are planted in two planters corresponding to the growth examples and the growth comparison examples. It was carried out from the upper side of the planter at such a frequency that the surface of the plant was not dried, and was grown for 1 month.
生育実施例１
図１は、生育実施例１で用いたプランターを示す模式図である。（ａ）は上面図、（ｂ）は断面模式図である。
図１に示すように、プランター１に、鉢底石３を１ｋｇ投入し、その後、実施例１で得られた試験土４を１２ｋｇ投入した。このプランターにマリーゴールドの苗２を２苗ずつ植え付けて生育試験を行った。
Growth Example 1
FIG. 1 is a schematic diagram showing a planter used in Growth Example 1. FIG. (A) is a top view, (b) is a schematic cross-sectional view.
As shown in FIG. 1, 1 kg of pot bottom stone 3 was introduced into the planter 1, and then 12 kg of the test soil 4 obtained in Example 1 was introduced. Two seedlings of marigold 2 were planted on this planter and a growth test was conducted.
生育比較例１
図２は、生育比較例１で用いたプランターの長径方向の断面模式図である。
図２に示すように、プランター１に、鉢底石３を１ｋｇ投入し、その後蛍石の精製副生成物を含む土壌４ａを１２ｋｇ投入した。このプランターにマリーゴールドを２苗ずつ植え付けて生育試験を行った。
Growth comparison example 1
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view in the major axis direction of the planter used in Growth Comparative Example 1.
As shown in FIG. 2, 1 kg of pot bottom stone 3 was added to the planter 1, and then 12 kg of soil 4 a containing a purified byproduct of fluorite was added. Two seedlings of marigold were planted on this planter and a growth test was conducted.
生育実施例２
図３は、生育実施例２で用いたプランターの長径方向の断面模式図である。
図３に示すように、プランター１に、鉢底石３を１ｋｇ投入し、その後、実施例１で得られた試験土４を１２ｋｇ投入し、更に、培養土５を５００ｇ投入した。培養土としては、コーナン商事株式会社製の有機培養土 園芸の土を用いた。このプランターにマリーゴールドを２苗ずつ植え付けて生育試験を行った。
Growth example 2
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view in the major axis direction of the planter used in Growth Example 2.
As shown in FIG. 3, 1 kg of the pot bottom stone 3 was added to the planter 1, 12 kg of the test soil 4 obtained in Example 1 was then added, and 500 g of the culture soil 5 was further added. As culture soil, organic culture horticultural soil made by Konan Shoji Co., Ltd. was used. Two seedlings of marigold were planted on this planter and a growth test was conducted.
図４は、生育実施例１〜２及び生育比較例１において生育させたマリーゴールドの植え付け直後と、植え付けから１ヶ月後の写真である。（ａ）は、生育実施例１の植え付け直後、（ｂ）は生育実施例１の１ヶ月後、（ｃ）は、生育比較例１の植え付け直後、（ｄ）は生育比較例１の１ヶ月後、（ｅ）は、生育実施例２の植え付け直後、（ｆ）は生育実施例２の１ヶ月後である。 FIG. 4 is a photograph immediately after planting marigold grown in Growth Examples 1 and 2 and Growth Comparative Example 1 and one month after planting. (A) is immediately after planting of growth example 1, (b) is one month after growth example 1, (c) is immediately after planting of growth comparative example 1, and (d) is one month of growth comparative example 1. Later, (e) is immediately after planting of the growth example 2, and (f) is one month after the growth example 2.
生育実施例１と生育比較例１とを対比すると、生育実施例１ではマリーゴールドが順調に生育しているが、生育比較例１では花も萎み、生育が充分でないことがわかる。また、生育実施例１と生育実施例２とを対比した結果、何れにおいても充分にまた、同等に生育が進んでいることが確認され、実施例１で得られた試験土は、培養土と同等の効果を発揮することがわかった。 When growth example 1 and growth comparison example 1 are compared, it can be seen that marigold grows smoothly in growth example 1, but flowers in the growth comparison example 1 also wither and the growth is not sufficient. Moreover, as a result of comparing growth example 1 and growth example 2, it was confirmed that the growth was sufficiently advanced in any case, and the test soil obtained in example 1 It was found that the same effect was exhibited.
フッ素を不溶化してフルオロアパタイトを形成した試験土では、生育が充分に進行するが、不溶化を行っていない石膏土では充分な生育が行うことができないことが示された。上記結果より、フッ素を不溶化してフッ素アパタイトを形成した土壌は、肥料としても充分に機能することが立証されたといえる。 The test soil in which fluorine was insolubilized to form fluoroapatite grew sufficiently, but it was shown that sufficient growth could not be performed in gypsum soil that had not been insolubilized. From the above results, it can be said that the soil in which fluorine is insolubilized to form fluorine apatite has been proved to function sufficiently as a fertilizer.
本発明の肥料は、フッ素を含んでいる土地において、好適に利用可能である。 The fertilizer of the present invention can be suitably used on land containing fluorine.
１：プランター
２：苗
３：鉢底石
４：試験土
４ａ：石膏土
５：培養土
1: Planter
2: Seedling 3: Pot bottom stone 4: Test soil 4a: Gypsum soil 5: Cultured soil
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