JP2016052617A - 土壌中の有害重金属類の抽出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(1)透水性材料で形成された土のうに有害重金属類を含む汚染土壌を入れ、(2)汚染土壌から有害重金属類を抽出可能な洗浄液を入れた槽内に前記汚染土壌を入れた土のうを一定時間浸漬させて洗浄し、有害重金属類を汚染土壌から化学的に抽出・除去し、(3)洗浄済の元汚染土壌が土のうから流出することなく土のう内に残ることにより、結果的に固液分離が特段の機械設備なしで実現する。
【選択図】 図1
Description
狭降かつ処理土量の比較的少ないサイトにおいて適用可能な、簡易的な設備で実施可能な重金属類汚染土壌のオンサイト処理工法として、キレート剤を用いた抽出処理工法を検討した。
室内実験で使用した鉛実汚染土(土壌A,B)の性状を下記表1に示す。土壌A、Bは同サイト内の近傍で採取したものであり、土壌は有姿状態で5mmのふるいを通過した土壌を用いた。代表試料として、土壌Aの粒径加積曲線を図3に示す。
室内実験における抽出条件は、実際の工事に適用した場合における抽出操作をイメージした方法で行った。具体的には、抽出方法(1):浸漬法、抽出方法(2):手撹拌、および抽出方法(3):機械撹拌の3種類を設定した。抽出方法(1)は土嚢等に汚染土壌を入れて、その土嚢をEDTA抽出液の入った水槽に投入して浸漬するイメージ、抽出方法(2)は水槽に入れたEDTA抽出液に土壌を投入し、バックホウで撹拌するイメージである。抽出方法(3)は理想的な撹拌を行った場合の最大抽出効果を把握するために行う抽出イメージである。なお、抽出方法(3)では、EDTA抽出液を使用した場合とEDTA抽出液を入れない場合(水道水のみ、コントロールとして使用)の2つについて実施した。以下に各抽出方法毎の抽出操作の詳細を記述する。
土壌と抽出液の比が1:2となる様に、EDTA抽出液400mLを入れたビーカーに、土壌A(200g)を入れたメッシュ袋(目開き1mm程度)を入れ、塒間および24時間浸漬させる2ケースを実施した。浸漬時間経過後に土壌をメッシュ袋ごと取り出した。取り出したメッシュ袋中の土壌を、水400mLを入れたビーカーに入れてすすぎ洗いを行った(30分間浸漬)。図4に操作フローを示す。
土壌と抽出液の比が1:2となる様に、EDTA抽出液400mLを入れたビーカーに、土壌A(200g)を入れ、薬さじで5回及び10回撹拌させる2ケースを実施した。撹押後に30分間静置した後、EDTA抽出液から土壌を取り出した。取り出した土壌は、水400mLを入れたビーカーに入れ、EDTA抽出液における撹神と同様の操作及び回数で攪拌し、すすぎ洗いを行った。図5に操作フローを示す。
土壌と抽出液の比が1:2となる様に、EDTA抽出液400mLを入れたビーカーに、土壌A(200g)を入れ、撹拌機(200rpm)で4時間及び24時間撹拌させる2ケースを実施した。撹拌後に30分間静置した後、EDTA抽出液から土壌を取り出した。取り出した土壌は、水400mLを入れたビーカーに入れ、ビーカーを少々ゆすって土壌の全体を水になじませながらすすぎ洗いを行った。なお、コントロールとして、EDTA抽出液を使用しないケース(抽出液は水道水のみ)についても、同様の手順で行った。図6に操作フローを示す。
土壌A実験結果
下記表2に上記抽出方法毎のEDTA抽出処理後土壌Aの鉛含有量および溶出量結果を示す。抽出方法(1)の浸漬では、4時間、24時間後の抽出率がそれぞれ20、32%であった。抽出方法(2)の手撹拌では、5回撹拌では抽出効果は殆ど認められず、10回撹拌で抽出率は27%であった。抽出方法(3)の機械撹拌では、4時間、24時間の機械撹押後の抽出率がそれぞれ27、20%であった。抽出後鉛溶出量は、抽出方法(1)では、4時間、24時間後でそれぞれ0.18、0.097mg/L、抽出方法2では5回、10回撹押後でそれぞれ0.075、0.085mg/L、抽出方法3では、4時間後、24時間後でそれぞれ0.074、0.082mg/Lとなり、抽出処理前の鉛溶出量に対し74〜180倍超過する結果となった。
下記表4に抽出方法(1)および抽出方法(3)におけるEDTA抽出処理後土壌Bの鉛含有量および溶出量結果を示す。なお、抽出後の鉛溶出量は、抽出方法(1)でのすすぎ洗い回数を2回とし、抽出方法(3)でのすすぎ洗いの固液比を1:5に条件を変更した場合の結果である。抽出方法(1)の浸漬0.5および1時間では、EDTAによる抽出は、ほぼ認められない結果となった。抽出方法(3)の機械撹拌では、抽出率29%であり、土壌Aと同程度の抽出率が認められた。抽出後鉛溶出量は、抽出方法(1)では、0.5時間、1時間後でそれぞれ0.051、0.068mg/L、抽出方法(3)では、4時間後で0.020mg/Lとなり、抽出処理前の鉛溶出量に対し、すすぎ洗い回数を2回にした場合は51〜68倍、固液比を1:5に変更した場合は20倍を超過する結果となった。
土壌Aにおける鉛の存在形態は、比較的溶解性が高いと考えられる交換態と炭酸塩結合態が合計で約25%程度であり、機械撹搾によって抽出操作が理想的と考えられる抽出方法(3)による抽出率が20〜27%であることを考慮すると、今回の土壌AのEDTAによる抽出は、主に炭酸塩結合態の鉛が抽出されていると考えられる。従って、EDTAの抽出効果は、鉛の存在形態(交換態、炭酸塩結合態)に影響されやすいことが確認できた。
2)浸漬法(抽出方法1)では、4時間以上の浸漬で鉛の抽出率は最大となり、0.5時間、1時間の短時間での浸漬では殆ど抽出されないことが分かった。
また、手撹拌(抽出方法2)では、5回の撹拌では殆ど抽出されず、10回の撹拌で鉛の抽出率は最大となった。浸漬、手撹拌とも、ある程度の浸漬時間と撹神回数が必要であることが確認できた。
3)EDTAによる抽出処理後、すすぎ洗いの不足による残留EDTAにより、鉛溶出量が抽出前に比べ大幅に増加した。すすぎ洗いの固液比を1:5に増加したところ、鉛溶出量が固液比1:2の約1/4程度まで減少したことから、すすぎ洗いの固液比は少なくとも1:5より大きく取る必要がある。
2…槽
3…汚染土壌
4…洗浄液
5…すすぎ水
7…ポンプ
8…透水管
Claims (6)
- (1)透水性材料で形成された土のうに有害重金属類を含む汚染土壌を入れ、
(2)汚染土壌から有害重金属類を抽出可能な洗浄液を入れた槽内に前記汚染土壌を入れた土のうを一定時間浸漬させて洗浄し、有害重金属類を汚染土壌から化学的に抽出・除去し、
(3)洗浄済の元汚染土壌が土のうから流出することなく土のう内に残ることにより、結果的に固液分離が特段の機械設備なしで実現する
ことを特徴とした土壌中の有害重金属類の抽出方法。 - 一定時間浸漬させた後、水道水または界面活性剤等を投入した水によってすすぎ洗いを行って、土のうに残留した洗浄液を除去する請求項1記載の土壌中の有害重金属類の抽出方法。
- 土のうは容量1m3程度の大型土のうである請求項1または請求項2記載の土壌中の有害重金属類の抽出方法。
- 洗浄液はキレート剤もしくは重金属類を溶解・抽出可能な塩酸、硫酸、酢酸等の酸抽出液を用いる請求項1ないし請求項3記載の土壌中の有害重金属類の抽出方法。
- 汚染土壌にあらかじめ高分子膨張剤や間隙率の大きな粗粒分を添加する請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の土壌中の有害重金属類の抽出方法。
- 土のうに透水管を挿入し、土壌中心部から洗浄水を吸い出して還流させる請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の土壌中の有害重金属類の抽出方法。
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