JP2680639B2 - 腐植物質を含有する沈澱物上の酸性水層を中和する方法 - Google Patents
腐植物質を含有する沈澱物上の酸性水層を中和する方法Info
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- JP2680639B2 JP2680639B2 JP63285589A JP28558988A JP2680639B2 JP 2680639 B2 JP2680639 B2 JP 2680639B2 JP 63285589 A JP63285589 A JP 63285589A JP 28558988 A JP28558988 A JP 28558988A JP 2680639 B2 JP2680639 B2 JP 2680639B2
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- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は湖、池または水路のような腐植物質（humic
substance）を含有する沈澱物上の酸性水層を中和する
方法に関する。
substance）を含有する沈澱物上の酸性水層を中和する
方法に関する。
湖または水路の水の酸性化はビオトープ（biotope）
を本質的に変えるので、水中生物には害になる。この酸
性化は、しばしば、酸性の雨および或る酸性の水性残留
物のような人間の活動の結果として起るが、酸性の土壌
を透過した水のような天然水源の場合もある。
を本質的に変えるので、水中生物には害になる。この酸
性化は、しばしば、酸性の雨および或る酸性の水性残留
物のような人間の活動の結果として起るが、酸性の土壌
を透過した水のような天然水源の場合もある。
酸性の湖または水路の生物体を復活させる通常の手段
は水の表面に散布される水酸化ナトリウムまたは炭酸ナ
トリウムのような塩基性反応物によって水の酸性を中和
することよりなる（OPD−ケミカルマーケットニュース
ペーパー、1971年４月５日版の５頁および41頁の「ソー
タ灰がサスクウイハンナ（Susuquehanna）川の酸性の緩
和を助成する」参照）。この公知方法は、その作用の持
続期間が短かく、その結果、往々にして、くり返えさな
ければならないという欠点がある。
は水の表面に散布される水酸化ナトリウムまたは炭酸ナ
トリウムのような塩基性反応物によって水の酸性を中和
することよりなる（OPD−ケミカルマーケットニュース
ペーパー、1971年４月５日版の５頁および41頁の「ソー
タ灰がサスクウイハンナ（Susuquehanna）川の酸性の緩
和を助成する」参照）。この公知方法は、その作用の持
続期間が短かく、その結果、往々にして、くり返えさな
ければならないという欠点がある。
この欠点を解消するために、陽子を固定することによ
りカチオン交換体のように挙動する、湖の沈澱物中に存
在する腐植物質が有する特性を利用することも提案され
た。この目的で、カチオン交換体を再生するために、炭
酸ナトリウム水溶液を沈澱物にその場で周期的に注入す
ることが考慮されてきた〔Dr.W.ジャンク（ヘイグ）発
行のヒドロビオロジア92巻（1982年）のG.K.リンドマー
ク著の「酸性化湖」（炭酸ナトリウム薬剤による沈澱物
の処理）、537頁〜547頁参照〕。しかしながら、この公
知方法は複雑で高価な装置を必要とし、深い湖の処理の
場合には、その実施が困難であり、また不可能であるこ
ともある。そのうえ、陽子の中和が沈澱物中の腐植物質
との接触でのみ効果的であるので、その作用が遅い。
りカチオン交換体のように挙動する、湖の沈澱物中に存
在する腐植物質が有する特性を利用することも提案され
た。この目的で、カチオン交換体を再生するために、炭
酸ナトリウム水溶液を沈澱物にその場で周期的に注入す
ることが考慮されてきた〔Dr.W.ジャンク（ヘイグ）発
行のヒドロビオロジア92巻（1982年）のG.K.リンドマー
ク著の「酸性化湖」（炭酸ナトリウム薬剤による沈澱物
の処理）、537頁〜547頁参照〕。しかしながら、この公
知方法は複雑で高価な装置を必要とし、深い湖の処理の
場合には、その実施が困難であり、また不可能であるこ
ともある。そのうえ、陽子の中和が沈澱物中の腐植物質
との接触でのみ効果的であるので、その作用が遅い。
従って、本発明の目的は酸性の湖および水路中の水の
速くて、効果的な永続性のある中和を容易かつ経済的に
行う新規な方法を提供することによって公知方法の上記
欠点を解消することである。
速くて、効果的な永続性のある中和を容易かつ経済的に
行う新規な方法を提供することによって公知方法の上記
欠点を解消することである。
本発明は、ナトリウム化合物を酸性水層に導入して、
腐植物質を含有する沈澱物上の酸性水層を中和する方法
に関する。本発明によれば、このナトリウム化合物は、
水層中に落下し、少なくとも一部が沈澱物に浸入するよ
うに形成された塊形態で使用する。
腐植物質を含有する沈澱物上の酸性水層を中和する方法
に関する。本発明によれば、このナトリウム化合物は、
水層中に落下し、少なくとも一部が沈澱物に浸入するよ
うに形成された塊形態で使用する。
本発明による方法では、ナトリウム化合物は水層の温
度で固体であり、少なくとも一部が水層に可溶でなけれ
ばならない。このナトリウム化合物は水酸化ナトリウム
でもよいし、水素酸以外の酸から得られる塩でもよい。
標準の水溶液で２より高いpHを有する酸のような弱酸か
ら得られる塩が好ましい。無機酸から得られる塩、特に
炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムおよびセスキ炭酸ナ
トリウムが特に好ましい。炭酸ナトリウムがより好まし
い。
度で固体であり、少なくとも一部が水層に可溶でなけれ
ばならない。このナトリウム化合物は水酸化ナトリウム
でもよいし、水素酸以外の酸から得られる塩でもよい。
標準の水溶液で２より高いpHを有する酸のような弱酸か
ら得られる塩が好ましい。無機酸から得られる塩、特に
炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムおよびセスキ炭酸ナ
トリウムが特に好ましい。炭酸ナトリウムがより好まし
い。
ナトリウム化合物の塊状体は任意の適当な手段によっ
て水層に導入することができる。例えば、湖、池または
水路の場合、これらの塊状体を土手から、あるいはボー
トから水中にばらで放り込めばよい。沈澱物層中への出
来るだけ均一な塊状体の散布を行うのが有利である。
て水層に導入することができる。例えば、湖、池または
水路の場合、これらの塊状体を土手から、あるいはボー
トから水中にばらで放り込めばよい。沈澱物層中への出
来るだけ均一な塊状体の散布を行うのが有利である。
本発明によれば、塊状体は水層の酸性を中和するのに
２段階で作用する。第１段階では、塊状体は落下中に水
層に次第に溶解し、溶解したナトリウム化合物が水の酸
性をその場で局部的に中和する。第２段階では、沈澱物
に浸入してそこにとどまる塊状体の部分が沈澱物に含浸
している水に次第に溶解し、その結果生じた溶液が下記
のカチオン交換反応（ナトリウム化合物が炭酸ナトリウ
ムである場合）に従って酸性腐植物質と反応してこの腐
植物質をナトリウム含有腐植物質に転化する。
２段階で作用する。第１段階では、塊状体は落下中に水
層に次第に溶解し、溶解したナトリウム化合物が水の酸
性をその場で局部的に中和する。第２段階では、沈澱物
に浸入してそこにとどまる塊状体の部分が沈澱物に含浸
している水に次第に溶解し、その結果生じた溶液が下記
のカチオン交換反応（ナトリウム化合物が炭酸ナトリウ
ムである場合）に従って酸性腐植物質と反応してこの腐
植物質をナトリウム含有腐植物質に転化する。
2R−Ｈ＋2Na+＋CO3 --→2R−Na＋H2O＋CO2 （上記式中、Ｒ−Ｈは酸性腐植物質を示しており、Ｒ−
Naはナトリウム含有腐植物質を示している） その結果、ナトリウム含有腐植物質は下記式のイオン
交換による水層の酸性の中和に関与する。
Naはナトリウム含有腐植物質を示している） その結果、ナトリウム含有腐植物質は下記式のイオン
交換による水層の酸性の中和に関与する。
Ｒ−Na＋H+→Ｒ−Ｈ＋Na+ 中和のこれらの２段階各々の夫々の重要性は塊状体の
水中落下中に溶解される塊状体の相対割合および沈澱物
に浸入する塊状体の割合に依存している。従って、上記
重要性は水層の深さ、沈澱物の腐植物質含有量、水の酸
性化率、用いるナトリウム化合物、ならびに塊状体の形
状、量および質量などの種々のパラメータに依存してい
る。一般に、例えば、塊状体の少なくとも30％が固体状
の沈澱物に達するように、塊状体の質量および寸法を、
用いたナトリウム化合物の関数として選択することが可
能である。それにもかかわらず、中和方法を過度には遅
くしないために、塊状体の質量の充分な割合が沈澱物に
達する前に水層に溶解するのが有利である。最適な割合
は湖の酸性度により決まるので、各個々の場合ごとに調
べなければならない。例えば、最適な割合は１％に等し
いかあるいは１％より大きいのがよく、少なくとも２％
に等しい値が好ましい。好ましい塊状体は固体状の沈澱
物に達する部分の割合が40％と98％の間、好ましくは50
％と95％との間である塊状体である。非常に深い水層ま
たは藻などの植物でいっぱいになった水層の場合、望む
なら、塊状体を安定化して水層中のそれらの落下を速め
ることできる。非常に酸性の水層の場合、塊状体が沈澱
物に達する前に、塊状体の質量の少なくとも５％、好ま
しくは10％以上が水層に溶解するように方法を調整する
ことが望ましいとわかった。
水中落下中に溶解される塊状体の相対割合および沈澱物
に浸入する塊状体の割合に依存している。従って、上記
重要性は水層の深さ、沈澱物の腐植物質含有量、水の酸
性化率、用いるナトリウム化合物、ならびに塊状体の形
状、量および質量などの種々のパラメータに依存してい
る。一般に、例えば、塊状体の少なくとも30％が固体状
の沈澱物に達するように、塊状体の質量および寸法を、
用いたナトリウム化合物の関数として選択することが可
能である。それにもかかわらず、中和方法を過度には遅
くしないために、塊状体の質量の充分な割合が沈澱物に
達する前に水層に溶解するのが有利である。最適な割合
は湖の酸性度により決まるので、各個々の場合ごとに調
べなければならない。例えば、最適な割合は１％に等し
いかあるいは１％より大きいのがよく、少なくとも２％
に等しい値が好ましい。好ましい塊状体は固体状の沈澱
物に達する部分の割合が40％と98％の間、好ましくは50
％と95％との間である塊状体である。非常に深い水層ま
たは藻などの植物でいっぱいになった水層の場合、望む
なら、塊状体を安定化して水層中のそれらの落下を速め
ることできる。非常に酸性の水層の場合、塊状体が沈澱
物に達する前に、塊状体の質量の少なくとも５％、好ま
しくは10％以上が水層に溶解するように方法を調整する
ことが望ましいとわかった。
他のすべてが同等であるとすれば、塊状体が沈澱物に
浸入する程度が増すと、カチオン交換体（沈澱物の腐植
物質よりなる）の再生の効率が高くなる。この侵入度は
種々のパラメータ、特に、塊状体の質量および形状、水
層の深さおよび沈澱物の物理的安定性により決まる。し
かしながら、沈澱物の中に押込まれる塊状体の部分が次
第に溶解するのに十分な水と接続しているのが有利であ
る。沈澱物中への塊状体の侵入は、例えば、これらの塊
状体を安定化することによるか、あるいはこれらの塊状
体を適切な形状、例えば、角錐形または円錐形にするこ
とによるか、あるいは塊状体を飛行機またはヘリコプタ
から放出することによって容易にすることができる。
浸入する程度が増すと、カチオン交換体（沈澱物の腐植
物質よりなる）の再生の効率が高くなる。この侵入度は
種々のパラメータ、特に、塊状体の質量および形状、水
層の深さおよび沈澱物の物理的安定性により決まる。し
かしながら、沈澱物の中に押込まれる塊状体の部分が次
第に溶解するのに十分な水と接続しているのが有利であ
る。沈澱物中への塊状体の侵入は、例えば、これらの塊
状体を安定化することによるか、あるいはこれらの塊状
体を適切な形状、例えば、角錐形または円錐形にするこ
とによるか、あるいは塊状体を飛行機またはヘリコプタ
から放出することによって容易にすることができる。
本発明による方法に用いられる塊状体は一体であるの
がよい。しかしながら、本発明の特定の実施例によれ
ば、ソルベイ＆シー社で市販されている鉄鋼工業におけ
る銑鉄の脱硫用の卵型団鉱（パンフレットTr592a−Ｂ−
Ｏ、５−277、ソルベイ＆シー社）などの粒子の凝集塊
を使用するのが好ましい。本発明のこの実施例は水層へ
の塊状体の溶解率を処理すべき水層の特性の関数として
沈澱物への塊状体の浸入度に適合させることによく適し
ている。実際、塊状体のこれらの特性は、凝集塊圧縮圧
を適切に選ぶことによって、あるいは安定化材または適
当なバインダを混入することによって適合させることが
できる。適切なかぎり、水性植物相又は動物種類相に悪
影響を及ぼさない安定化材またはバインダを選ぶのが明
らかに有利である。詳細には、ポルトランドセメント、
水酸化ナトリウム、フライアッシュ、水中環境に無害な
金属酸化物（特に鉄酸化物）、シリカまたはケイ酸ナト
リウムを含有する炭酸ナトリウムの凝集塊を使用し得
る。好ましい塊状体は炭酸ナトリウム95〜98重量％と、
ケイ酸ナトリウム２〜５重量％よりなる凝集塊である。
これらの好ましい塊状体は任意の公知の手段によって製
造することができるが、勧められる方法としては、ケイ
酸ナトリウム水溶液の存在下で炭酸ナトリウムの粒子を
圧縮することによりなる手法である。
がよい。しかしながら、本発明の特定の実施例によれ
ば、ソルベイ＆シー社で市販されている鉄鋼工業におけ
る銑鉄の脱硫用の卵型団鉱（パンフレットTr592a−Ｂ−
Ｏ、５−277、ソルベイ＆シー社）などの粒子の凝集塊
を使用するのが好ましい。本発明のこの実施例は水層へ
の塊状体の溶解率を処理すべき水層の特性の関数として
沈澱物への塊状体の浸入度に適合させることによく適し
ている。実際、塊状体のこれらの特性は、凝集塊圧縮圧
を適切に選ぶことによって、あるいは安定化材または適
当なバインダを混入することによって適合させることが
できる。適切なかぎり、水性植物相又は動物種類相に悪
影響を及ぼさない安定化材またはバインダを選ぶのが明
らかに有利である。詳細には、ポルトランドセメント、
水酸化ナトリウム、フライアッシュ、水中環境に無害な
金属酸化物（特に鉄酸化物）、シリカまたはケイ酸ナト
リウムを含有する炭酸ナトリウムの凝集塊を使用し得
る。好ましい塊状体は炭酸ナトリウム95〜98重量％と、
ケイ酸ナトリウム２〜５重量％よりなる凝集塊である。
これらの好ましい塊状体は任意の公知の手段によって製
造することができるが、勧められる方法としては、ケイ
酸ナトリウム水溶液の存在下で炭酸ナトリウムの粒子を
圧縮することによりなる手法である。
本発明による方法は、腐植物質を含有する軽質土壌沈
澱物上にあるいずれの水相にも適用でき、特に、水性植
物相または動物種類相を含んでいて、酸性流入物、例え
ば、酸性の雨、酸性の地下水又は雨水や、工業および都
市源の酸性排出物で汚染された自然湖又は人造湖に適用
できる。
澱物上にあるいずれの水相にも適用でき、特に、水性植
物相または動物種類相を含んでいて、酸性流入物、例え
ば、酸性の雨、酸性の地下水又は雨水や、工業および都
市源の酸性排出物で汚染された自然湖又は人造湖に適用
できる。
下記の例はスウェーデンのサネン湖で行った実験室の
試験に関する。
試験に関する。
湖の異なる深さに相当する３つの領域から沈澱物およ
び水の３の試料を採取した。表１は各試料についてのサ
ンプリングした領域における湖の深さおよび沈澱物の有
機物含有量の測定値である沈澱物の強熱減量を示してい
る。
び水の３の試料を採取した。表１は各試料についてのサ
ンプリングした領域における湖の深さおよび沈澱物の有
機物含有量の測定値である沈澱物の強熱減量を示してい
る。
表１ 試料No. 湖の深さ（ｍ） 強熱減量（重量％） １ 0.40 1 ２ 5 22.4 ３ 10 26.9 これらの３つの試料を多くの試験管に分配した。各試
験管として高さ50cm及び直径11cmのガラス管を用い、こ
の管に沈澱物を20cmの層として装入し、湖の水を沈澱物
層の上に28cmの層とした。
験管として高さ50cm及び直径11cmのガラス管を用い、こ
の管に沈澱物を20cmの層として装入し、湖の水を沈澱物
層の上に28cmの層とした。
これらの管をほぼ48時間放置した後、炭酸ナトリウム
の塊状体を沈澱物の表面に配置し、水のpHの変化および
水溶液中へ移動したナトリウムの重量の変化を時間の関
数として測定した。試験管中の試料の温度は各々の場合
にほぼ８℃であった。
の塊状体を沈澱物の表面に配置し、水のpHの変化および
水溶液中へ移動したナトリウムの重量の変化を時間の関
数として測定した。試験管中の試料の温度は各々の場合
にほぼ８℃であった。
第１の一連の試験 例１〜３では、炭酸ナトリウムの凝集塊状体40gおよ
び上記の３つの試料１、２、３に相当する試験管を使用
した。
び上記の３つの試料１、２、３に相当する試験管を使用
した。
例1:試料１号 例2:試料２号 例3:試料３号 測定の結果を第１図および第３図に示してある。これ
らの図は試験の期間（日数で表示）を横座標として、pH
値（第１図）および試験管中の水に溶解したナトリウム
の重量mg（第２図）を縦座標として示してある。これら
の図において、□印は例１に関し、○印は例２に関し、
△印は例３に関している。
らの図は試験の期間（日数で表示）を横座標として、pH
値（第１図）および試験管中の水に溶解したナトリウム
の重量mg（第２図）を縦座標として示してある。これら
の図において、□印は例１に関し、○印は例２に関し、
△印は例３に関している。
第２の一連の試験 例４〜６では、ケイ酸ナトリウムで結合した炭酸ナト
リウム略46gよりなる塊状体50gを使用した。これらの試
験も、上記の３つの試料１、２、３に相当する試験管に
ついて行った。
リウム略46gよりなる塊状体50gを使用した。これらの試
験も、上記の３つの試料１、２、３に相当する試験管に
ついて行った。
例4:試料１号 例5:試料２号 例6:試料３号 結果を第３図および第４図に示してあり、これらの図
において、横座標および縦座標の目盛りは夫々第１図お
よび第２図のものと同じである。さらに、□印は例４に
関し、○印は例５に関し、△印は例５に関する。
において、横座標および縦座標の目盛りは夫々第１図お
よび第２図のものと同じである。さらに、□印は例４に
関し、○印は例５に関し、△印は例５に関する。
例１〜６は沈澱物が有機物に富んでいるほど、pHおよ
び水中のナトリウムの量の増大が比例してゆっくりにな
る。これにより、沈澱物中の腐植物質のイオン交換能の
再生法に炭酸ナトリウム塊状体の一部が消費されたこと
が認められる。
び水中のナトリウムの量の増大が比例してゆっくりにな
る。これにより、沈澱物中の腐植物質のイオン交換能の
再生法に炭酸ナトリウム塊状体の一部が消費されたこと
が認められる。
第１図は本発明による方法の第１実施例により処理した
湖の水のpHの変化を時間の関数として示すグラフ；第２
図は本発明による方法の第１実施例により処理した湖の
水に溶解するナトリウムの量の変化を時間の関数として
示すグラフ；第３図および第４図は本発明による方法の
第２実施例により湖の水を処理した場合の夫々第１図お
よび第２図のグラフと同様のグラフである。
湖の水のpHの変化を時間の関数として示すグラフ；第２
図は本発明による方法の第１実施例により処理した湖の
水に溶解するナトリウムの量の変化を時間の関数として
示すグラフ；第３図および第４図は本発明による方法の
第２実施例により湖の水を処理した場合の夫々第１図お
よび第２図のグラフと同様のグラフである。
Claims (10)
- 【請求項１】酸性腐植物質を含有する沈殿物上の酸性水
層を中和する方法であって、該水層の温度で固体であり
且つ水酸化ナトリウム及び水素酸以外の酸から得られる
塩から選ばれる水溶性のナトリウム化合物を含む塊状体
を用い、及びその塊状体を該水層中へ落下させて塊状体
のナトリウム化合物の一部が塊状体の落下中に水層に溶
解しその場で局部的に水の酸性を中和し、該塊状体のナ
トリウム化合物の別の部分が該沈殿物中へ侵入し沈殿物
に含浸している水に溶解し酸性腐植物質をナトリウム含
有腐植物質に転化して該ナトリウム含有腐植物質がイオ
ン交換により水層の酸性を中和することを含む方法。 - 【請求項２】ナトリウム化合物が弱酸から得られる塩で
ある請求項１記載の方法。 - 【請求項３】ナトリウム化合物が炭酸ナトリウム、重炭
酸ナトリウムおよびセスキ炭酸ナトリウムから選ばれる
請求項２記載の方法。 - 【請求項４】水層における落下中に質量の少なくとも１
％が水に溶解し、質量の少なくとも30％が固体状で沈殿
物に達するように質量および寸法を調整した塊状体を使
用する請求項１〜３のうちのいずれ１項に記載の方法。 - 【請求項５】固体状で沈殿物に達する質量の割合が50％
と95％との間であるように塊状体の質量および寸法を選
ぶ請求項４記載の方法。 - 【請求項６】塊状体を水層に投入する請求項１〜５のい
ずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】塊状体が炭酸ナトリウムの凝集塊である請
求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項８】炭酸ナトリウムの凝集塊がバインダ及び／
又は安定化材を含む請求項７記載の方法。 - 【請求項９】炭酸ナトリウム95〜98重量％と、ケイ酸ナ
トリウム２〜５重量％とを含む凝集塊を用いる請求項８
記載の方法。 - 【請求項１０】卵形塊状体を用いることを特徴とする請
求項１〜９のうちのいずれか１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8715760A FR2623184B1 (fr) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | Procede pour la neutralisation d'une nappe d'eau acide sur un sediment comprenant une substance humique |
| FR8715760 | 1987-11-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01189392A JPH01189392A (ja) | 1989-07-28 |
| JP2680639B2 true JP2680639B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=9356796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63285589A Expired - Fee Related JP2680639B2 (ja) | 1987-11-12 | 1988-11-11 | 腐植物質を含有する沈澱物上の酸性水層を中和する方法 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4889641A (ja) |
| EP (1) | EP0316034B1 (ja) |
| JP (1) | JP2680639B2 (ja) |
| AT (1) | ATE63298T1 (ja) |
| CA (1) | CA1335310C (ja) |
| DE (1) | DE3862743D1 (ja) |
| DK (1) | DK173169B1 (ja) |
| ES (1) | ES2021827B3 (ja) |
| FI (1) | FI98297C (ja) |
| FR (1) | FR2623184B1 (ja) |
| GR (1) | GR3001912T3 (ja) |
| IE (1) | IE61791B1 (ja) |
| NO (1) | NO178759C (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06121988A (ja) * | 1992-01-24 | 1994-05-06 | Asuka Keikaku Kk | 池の浄化装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2337355A1 (de) * | 1972-07-26 | 1974-02-14 | Inoue Japax Kenkyusho Yokohama | Vorrichtung und verfahren zur behandlung von verunreinigungen enthaltendem wasser |
| SE8206091D0 (sv) * | 1982-10-27 | 1982-10-27 | Sydkraft Ab | Forfarande for neutralisering av forsurade vattendrag |
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