JP4345493B2 - Soil purification agent and soil purification method - Google Patents

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Description

本発明は、有機ハロゲン化物により汚染された土壌から該汚染物質を除去する土壌浄化方法及びこれに有利に使用される土壌浄化剤に関する。   The present invention relates to a soil purification method for removing the pollutants from soil contaminated with organic halides, and a soil purification agent that is advantageously used for the method.

機械類の油類除去等の工業的な洗浄には、これまでトリクロロエチレン等の有機ハロゲン化物が大量に使用されてきた。環境汚染の観点から、近年ではこのような有機ハロゲン化物の使用が規制されるようになってきている。しかしながら、既に多量の有機ハロゲン化物が使用されており、このためその土壌汚染あるいは水質汚染も進んでいる。即ち、トリクロロエチレン等の有機ハロゲン化物は、安定で微生物に分解され難く、自然環境に投棄された有機ハロゲン化物は、土壌を汚染するだけでなく、最終的には河川や地下水を汚染し、これが飲料水の原水となることがあり、問題となる。   A large amount of organic halides such as trichlorethylene has been used for industrial cleaning such as oil removal of machinery. In recent years, the use of such organic halides has been regulated from the viewpoint of environmental pollution. However, a large amount of organic halide has already been used, and as a result, soil contamination or water pollution is also progressing. That is, organic halides such as trichlorethylene are stable and difficult to be decomposed by microorganisms, and organic halides discarded in the natural environment not only contaminate the soil, but ultimately pollute rivers and groundwater, which can be used as beverages. It can become raw water, which is a problem.

上記有機ハロゲン化物等の揮発性の有機化合物で汚染された土壌を浄化する方法としては、土壌ガス吸引法、地下水揚水法、土壌掘削法等が知られている。土壌ガス吸引法は、不飽和帯に存在する対象物質を強制的に吸引するものであり、ボーリングにより地盤中に吸引用井戸を設置し、真空ポンプによって吸引用井戸内を減圧にし、気化した有機化合物を吸引井戸内に集め、地下に導いて土壌ガス中の有機化合物を活性炭に吸着させるなどの方法によって処理するものである。上記有機化合物による汚染が帯水層にまで及んでいる場合には、吸引用井戸内に水中ポンプを設置し、土壌ガスと同時に揚水して処理する方法が採用される。   Known methods for purifying soil contaminated with volatile organic compounds such as organic halides include a soil gas suction method, a groundwater pumping method, and a soil excavation method. The soil gas suction method forcibly sucks the target substances present in the unsaturated zone. A suction well is installed in the ground by boring, and the inside of the suction well is depressurized by a vacuum pump, and the vaporized organic The compounds are collected in a suction well, guided to the underground, and treated by a method such as adsorption of organic compounds in soil gas onto activated carbon. When the contamination by the organic compound extends to the aquifer, a method is adopted in which a submersible pump is installed in the suction well and the water is pumped and treated simultaneously with the soil gas.

地下揚水法は、土壌中に揚水井戸を設置し、汚染地下水を揚水して処理する方法である。さらに、土壌掘削法は、汚染土壌を掘削し、掘削した土壌を風力乾燥、加熱処理を施して有機化合物の除去回収を行う方法である。   The underground pumping method is a method of setting up a pumping well in soil and pumping up contaminated groundwater. Furthermore, the soil excavation method is a method in which contaminated soil is excavated, and the excavated soil is subjected to wind drying and heat treatment to remove and collect organic compounds.

しかしながら、これらの方法は、土壌を直接浄化する方法ではなく、上記土壌ガス吸引法、地下水揚水法等により集められた汚染水、あるいは河川、地下水等の汚染水を浄化する方法であり、対象は極めて大量であり、処理は長期間を要する場合が多い。また処理工程が複雑となる場合が多いのも欠点である。このため、汚染源である土壌を直接簡便に浄化する方法が求められている。   However, these methods are not methods for directly purifying soil, but methods for purifying contaminated water collected by the soil gas suction method, groundwater pumping method, etc., or contaminated water such as rivers and groundwater. The amount is extremely large, and the treatment often takes a long time. It is also a drawback that the processing steps are often complicated. For this reason, a method for directly and simply purifying soil that is a source of contamination is required.

上記のように、従来の有機ハロゲン化物で汚染された土壌を浄化する方法は、汚染土壌から汚染水を集め、これを浄化処理するか、土壌そのものを集め浄化処理するものであり、汚染土壌自体を直接、簡便に浄化する方法ではない。   As described above, the conventional method for purifying soil contaminated with organic halides is to collect contaminated water from the contaminated soil and purify it, or collect the soil itself and purify the contaminated soil itself. This is not a direct and simple purification method.

特許文献1(WO01/08825号公報)には、鉄粒子を微粒にすることにより、鉄の表面積を大きくして汚染物質の処理能力を増大させ、また微粒化に加え、粒子の形を球状にすることにより土壌内への鉄の迅速な浸透を可能にした、粒径10μm未満の球状の鉄微粒子スラリーからなる土壌浄化剤が開示されている。   In Patent Document 1 (WO01 / 08825), by making iron particles fine, the surface area of iron is increased to increase the processing ability of pollutants, and in addition to atomization, the shape of the particles is made spherical. Thus, a soil purifier comprising a spherical iron fine particle slurry having a particle size of less than 10 μm, which enables rapid penetration of iron into the soil, is disclosed.

WO01/08825号公報WO01 / 08825

特許文献1に記載の鉄微粒子スラリーの土壌浄化剤は、従来の粒径が大きなものに比べて、土壌内への浸透性においても遙かに優れており、有機ハロゲン化物等の汚染物質により汚染された土壌から、直接、効率よくこの汚染物質を還元することにより無毒化、或いは無毒化後除去することができる。しかしながら、このような浄化は、処理に長期間を要し、このため多額の資金が必要であり、処理期間を少しでも短縮化するために、さらに迅速な浄化方法が求められている。   The soil purification agent for iron fine particle slurry described in Patent Document 1 is far superior in permeability to soil compared to the conventional one having a large particle size, and is contaminated by contaminants such as organic halides. This pollutant can be detoxified or removed directly from the soil after the detoxification by reducing this pollutant directly and efficiently. However, such purification requires a long period of time for processing, and therefore requires a large amount of funds. In order to shorten the processing period as much as possible, a more rapid purification method is required.

一方、土壌汚染対策法では、「土壌浄化工事を行った指定区域は、汚染物質が環境基準値以下に低下し、工事終了したと判断された後、2年間はその土地の環境基準物質の濃度をモニタリングしなければならない」と定めている。このため、浄化期間は短期、且つ持続性のある浄化剤の必要性が高まっている。   On the other hand, according to the Soil Contamination Countermeasures Law, “the designated area where the soil remediation work was carried out is the concentration of the environmental reference substance of the land for two years after it is judged that the pollutant has dropped below the environmental standard value and the construction has been completed. Must be monitored ”. For this reason, the need for a purification agent that is short-term and sustainable is increasing.

環境基準物質濃度のモニタリングを行わなければならない理由は、指定区域での浄化は終了しても、隣接した他の区域から汚染物質が地下水等によって流入してくる可能性があることによる。また、本来あってはならないが、ボーリング等による事前の汚染調査が不正確で、「汚染のサイトを見落とす」、または「汚染濃度が実際は高かった」等で、浄化処理が材料の注入、混合が量的観点から不十分になってしまうことも起こる可能性があることは否定できない。   The reason for monitoring the environmental standard substance concentration is that even if purification in the designated area is completed, there is a possibility that contaminants may flow in from other neighboring areas due to groundwater. In addition, although it should not be the case, the preliminary contamination survey by boring or the like is inaccurate, and “clean-up site was overlooked” or “contamination concentration was actually high”. It cannot be denied that it may happen that it is insufficient from a quantitative point of view.

本発明の目的は、有機ハロゲン化物により汚染された土壌から、直接、この汚染物質を還元することにより無毒化、或いは無毒化後除去するために要する時間を、速効性を有し従来に比べて大幅に短縮が可能であり、且つ浄化工事終了後も浄化効果を保持することができる土壌浄化剤を提供することである。   The object of the present invention is to reduce the time required for detoxification or removal after detoxification by directly reducing this pollutant from soil contaminated with organic halides. An object of the present invention is to provide a soil purification agent that can be significantly shortened and that can maintain the purification effect even after the completion of the purification work.

本発明者等は、有機ハロゲン化物を還元分解する作用(いわゆる脱ハロゲン化作用)を示す鉄に注目し、これらを利用して、種々の浄化方法を開発するため研究を重ねてきた。これらの中で有機ハロゲン化物の分解速度が速い鉄微粒子(以下鉄微粒子S、或いは単にSと呼ぶ)、分解速度はSよりは遅いものの効果に持続性のある鉄微粒子(以下鉄微粒子C、或いは単にCと呼ぶ)の組み合わせると、その土壌浄化剤は速効性と持続性の効果を併せ持つことを見出した。   The present inventors have paid attention to iron exhibiting an action of reducing and decomposing organic halides (so-called dehalogenation action), and have conducted research to develop various purification methods using these. Among these, iron fine particles (hereinafter referred to as “iron fine particles S” or simply “S”) having a high decomposition rate of organic halides, and iron fine particles (hereinafter referred to as iron fine particles C or It was found that when combined with C), the soil cleansing agent has both fast-acting and long-lasting effects.

鉄粒子の平均粒径が10μm未満のものは、トリクロロエチレン等のハロゲン化物を還元、無毒化する作用があることが知られているが(WO−01/08825)、本発明者が更に検討したところ、粒径が10μm未満の鉄微粒子、且つ粒子中の0価の鉄の含有量が50%以上である鉄微粒子が、有機ハロゲン化物を脱塩素化するため、極めて高速で脱ハロゲン化することができることが明らかとなった。 It is known that iron particles having an average particle size of less than 10 μm have the effect of reducing and detoxifying a halide such as trichlorethylene (WO-01 / 08825). In addition, iron fine particles having a particle size of less than 10 μm and iron fine particles having a content of zero-valent iron in the particles of 50% or more dechlorinate organic halides, and therefore can be dehalogenated at a very high speed. It became clear that we could do it.

鉄微粒子Sはトリクロロエチレン等有機塩素化物を還元的脱塩素化反応により分解をする。すなわち、自らは酸化される。本発明者がX線回折を用いてこの鉄微粒子Sの酸化状態を調査したところ、浄化前の微粒子中の構成としてFe(0価の鉄)が約70%、Feが約30%を含むことがわかった。この鉄微粒子Sの水スラリーをトリクロロエチレンの浄化実験(トリクロロエチレン濃度3000mg/lの水に5重量%の鉄微粒子Sを加え、2週間振とうした)に用いた後、検液中の微粒子残渣をろ取し、減圧乾燥して、同様にX線回折を測定し微粒子残渣の酸化状態を調べた。すると、浄化前に存在したFe(0価の鉄)は0%となり、全てFeとなっていた。これらは鉄微粒子の反応性を示しており、該鉄微粒子は非常に高い反応性を有していることが示唆される。 The iron fine particles S decompose organic chlorinated substances such as trichlorethylene by a reductive dechlorination reaction. That is, it oxidizes itself. When the present inventors investigated the oxidation state of the iron fine particles S using X-ray diffraction, the composition of the fine particles before purification was about 70% Fe (zero-valent iron) and about 30% Fe 3 O 4. It was found to contain. This aqueous slurry of iron fine particles S was used in a trichlorethylene purification experiment (5% by weight of iron fine particles S added to water with a trichlorethylene concentration of 3000 mg / l and shaken for 2 weeks), and then the fine particle residue in the test solution was filtered. The sample was taken and dried under reduced pressure, and the X-ray diffraction was measured in the same manner to examine the oxidation state of the fine particle residue. Then, Fe (zero-valent iron) existing before purification was 0%, and all was Fe 3 O 4 . These indicate the reactivity of iron fine particles, suggesting that the iron fine particles have very high reactivity.

一方、粒子径が0.3から100μmである鉄微粒子Cを用いて、トリクロロエチレン等有機塩素化物の分解実験を鉄微粒子Sと同様に、2週間振とうを行い、酸化状態の変化を調査した。鉄微粒子Cは、初期Feが約40%、FeOが約45%、Feが約15%であったが、分解実験後はFeが約25%、FeOが約45%、Fe34 が約25%となっていた。これらから、鉄粉母粒子Cは鉄微粒子Sと比較すると、分解反応の速度は遅いが、分解後も0価の鉄が存在しており、これらは更に有機ハロゲン化物が供給された時に分解に寄与することが可能であることから、持続性を有する土壌浄化剤であることが示唆される。 On the other hand, using iron fine particles C having a particle diameter of 0.3 to 100 μm, an organic chlorination product such as trichlorethylene was shaken for two weeks in the same manner as the iron fine particles S, and changes in the oxidation state were investigated. Iron fine particles C had about 40% initial Fe, about 45% FeO, and about 15% Fe 3 O 4, but after the decomposition experiment, about 25% Fe, about 45% FeO, and Fe 3 O 4 was about 25%. From these, the iron powder mother particle C is slower in the decomposition reaction than the iron fine particle S, but zero-valent iron is present even after decomposition, which is further decomposed when the organic halide is supplied. It is possible to contribute, suggesting that it is a soil cleanser with persistence.

これらの鉄微粒子を所定の比率で混合することによって、課題である浄化期間の短縮化、且つ浄化工事終了後も浄化効果を保持をした、速効性/持続性を具有した土壌浄化剤、及び土壌浄化方法が提案可能である。   By mixing these iron fine particles at a predetermined ratio, the soil purification agent having a fast-acting / sustainable property that shortens the purification period, which is a problem, and maintains the purification effect even after the completion of the purification work, and soil A purification method can be proposed.

上記鉄微粒子Sは、平均粒子径が10μm未満が好ましく、更に言えば5μm未満であることが望ましい。一次粒子径の観点からは3μm未満が好ましく、更には1μmから0.1μmの範囲であることが望ましい。一次粒子径が小さくなるほど凝集傾向が強くなるため、分散粒子径はむしろ大きな値になるが、スラリーの状態で分散粒子径は10μm未満であることが望ましい。不定形の鉄微粒子Sは、例えば硫酸鉄を水酸化鉄に転化し、更に酸化鉄にした後還元して得ることができる。   The iron fine particles S preferably have an average particle size of less than 10 μm, more preferably less than 5 μm. From the viewpoint of the primary particle diameter, it is preferably less than 3 μm, and more preferably in the range of 1 μm to 0.1 μm. Since the aggregation tendency becomes stronger as the primary particle size becomes smaller, the dispersed particle size becomes a rather large value, but it is desirable that the dispersed particle size is less than 10 μm in the slurry state. The amorphous iron fine particles S can be obtained, for example, by converting iron sulfate into iron hydroxide, further converting it into iron oxide, and then reducing.

上記鉄微粒子Cは平均粒子径が100μm未満であることが好ましいが、一次粒子径は10μmから0.3μmの範囲であることが望ましい。   The iron fine particles C preferably have an average particle size of less than 100 μm, but the primary particle size is preferably in the range of 10 μm to 0.3 μm.

鉄微粒子Cの平均一次粒子径は0.01〜0.9μm、さらに0.02〜0.7μmの範囲にあることが好ましい。鉄微粒子の形状が、球状又は不定形であることが好ましい。球状のものは、製鋼用の酸素吹転炉から、精錬中に発生する排ガスを集塵し、ガスを除去して得られ易い。副産物の有効利用ができる。前記集塵を湿式集塵により行うことが好ましく、前記集塵後、シックナーにより製鋼ダストを沈降収集させることが好ましい。   The average primary particle diameter of the iron fine particles C is preferably in the range of 0.01 to 0.9 μm, more preferably 0.02 to 0.7 μm. The shape of the iron fine particles is preferably spherical or indeterminate. A spherical product is easily obtained from an oxygen blow converter for steelmaking by collecting exhaust gas generated during refining and removing the gas. By-product can be used effectively. The dust collection is preferably performed by wet dust collection, and after the dust collection, steelmaking dust is preferably collected by sedimentation using a thickener.

有機化合物で汚染された土壌又は地下水を浄化するための土壌浄化剤であって、0.01〜1μmの平均一次粒子径を有する鉄微粒子が水中に分散されてなる鉄微粒子スラリーを含み、該鉄微粒子が酸化される際に水素を発生し、その発生量が、室温、24時間において、鉄微粒子1g当たり0.3ml以上であることを特徴とする土壌浄化剤によって達成することができる。またこの後、単に鉄微粒子と呼ぶ場合は、鉄微粒子S、鉄微粒子Cを特に区別しない。   A soil purification agent for purifying soil or groundwater contaminated with an organic compound, comprising an iron fine particle slurry in which iron fine particles having an average primary particle size of 0.01 to 1 μm are dispersed in water, Hydrogen can be generated when the fine particles are oxidized, and the generated amount is 0.3 ml or more per 1 g of iron fine particles at room temperature for 24 hours. Thereafter, when simply called iron fine particles, the iron fine particles S and iron fine particles C are not particularly distinguished.

鉄微粒子の酸化される際の水素発生量は、0.3〜3ml、特に0.3〜2mlの範囲にあることが好ましい。この水素発生量の測定法は、鉄微粒子50g及び水150gの混合物を常温で24時間経過後の、水素発生量を測定することことにより行われる。上記のように粒径が極めて小さく、このような水素発生量を示す鉄微粒子が好ましい。   The amount of hydrogen generated when iron fine particles are oxidized is preferably in the range of 0.3 to 3 ml, particularly 0.3 to 2 ml. This method of measuring the amount of hydrogen generation is performed by measuring the amount of hydrogen generation after a mixture of 50 g of iron fine particles and 150 g of water at room temperature for 24 hours. As described above, iron particles having a very small particle diameter and exhibiting such a hydrogen generation amount are preferable.

本発明の土壌浄化剤は、更にシリカ微粒子を含むことが好ましい。シリカの添加により水素発生量が増大する。   The soil purification agent of the present invention preferably further contains silica fine particles. The amount of hydrogen generation is increased by the addition of silica.

鉄微粒子は、アルカリ性を有することが好ましい。水素発生量が増大する。   The iron fine particles preferably have alkalinity. The amount of hydrogen generation increases.

有機化合物は、一般に有機ハロゲン化物で、特に脂肪族のハロゲン化物が好適である。   The organic compound is generally an organic halide, and an aliphatic halide is particularly preferable.

鉄微粒子スラリーの固形分は20〜80質量%であることが好ましく、一般にこれを水で希釈して汚染土壌に付与される。   The solid content of the iron fine particle slurry is preferably 20 to 80% by mass. Generally, this is diluted with water and applied to the contaminated soil.

また、前記目的は、有機ハロゲン化物で汚染された土壌又は地下水に、前記本発明の土壌浄化剤を注入し、鉄微粒子が酸化される際に発生する水素により有機ハロゲン化物を脱塩素化すること特徴とする土壌浄化方法によっても達成することができる。有機ハロゲン化物は、特に脂肪族のハロゲン化物が好適である。   Another object of the present invention is to inject the soil purification agent of the present invention into soil or groundwater contaminated with an organic halide and dechlorinate the organic halide with hydrogen generated when iron fine particles are oxidized. It can also be achieved by the soil remediation method characterized. The organic halide is particularly preferably an aliphatic halide.

本発明の特定の鉄微粒子スラリーの土壌浄化剤を用いる本発明の土壌浄化方法により、有機ハロゲン化物により汚染された土壌から、直接、この汚染物質を還元することにより無毒化、或いは無毒化後除去するために要する時間を、従来に比べて大幅に短縮することができ、且つ従来と同様な浄化処理で従来に比べて遙かに広範囲に浄化効果を拡大させることができる。更に、地下水などで運ばれてきた有機ハロゲン化物に対しても、持続性のある鉄微粒子を含むことから、浄化能力が失活しておらず、長期にわたる浄化効果が期待できる。本発明の土壌浄化方法は、土壌等に本発明の特定の鉄微粒子スラリーの土壌浄化剤を注入することにより、浄化を簡便に且つ広範囲に行うことができるとの優位性も有する。   By the soil purification method of the present invention using the soil purification agent of the specific iron fine particle slurry of the present invention, it is detoxified or reduced after detoxification by directly reducing this pollutant from soil contaminated with organic halides. The time required for this can be greatly shortened compared to the prior art, and the purification effect can be expanded in a far wider range than the prior art by the purification treatment similar to the conventional one. Furthermore, since organic halides carried by groundwater and the like contain persistent iron fine particles, the purification ability is not deactivated and a long-term purification effect can be expected. The soil purification method of the present invention also has the advantage that purification can be performed easily and in a wide range by injecting the soil purification agent of the specific iron fine particle slurry of the present invention into the soil or the like.

本発明の土壌浄化剤は、0.01〜1μmの平均一次粒子径を有し且つ高い水素発生能を有する鉄微粒子が水中に分散されてなる鉄微粒子スラリーを含む基本構成を有している。   The soil purification agent of the present invention has a basic structure including an iron fine particle slurry in which iron fine particles having an average primary particle diameter of 0.01 to 1 μm and having a high hydrogen generation ability are dispersed in water.

そして本発明の土壌浄化方法は、上記土壌浄化剤を、有機ハロゲン化物で汚染された土壌又は地下水に注入・混合し、鉄微粒子が酸化される際に発生する水素により有機ハロゲン化物を脱塩素化することに特徴を有する。   In the soil purification method of the present invention, the above-mentioned soil purification agent is injected and mixed into soil or groundwater contaminated with organic halides, and the organic halides are dechlorinated by hydrogen generated when iron fine particles are oxidized. It has the feature to do.

例えば、有機ハロゲン化物としてトリクロロエチレンに酸化により(一般に水接触時に)発生する水素が反応した場合、1個の塩素原子が1個の水素原子で置換され、ジクロロエチレンと塩化水素が生成する。その後同様に塩素が水素で置換されて、順にモノクロロエチレン、そして無害なエチレンとなる。即ち、有機ハロゲン化物で汚染された土壌又は地下水に、上記特定の鉄微粒子スラリーを含む液を注入した場合、鉄微粒子スラリーが注入により混合されることにより鉄微粒子と水と反応し、鉄が酸化され水素ガスが発生する。この水素ガスが有機ハロゲン化物と反応して、上記のようにハロゲンが水素と置換して無毒化される。   For example, when hydrogen generated by oxidation (generally upon contact with water) reacts with trichlorethylene as an organic halide, one chlorine atom is replaced with one hydrogen atom, and dichloroethylene and hydrogen chloride are generated. Thereafter, chlorine is similarly replaced with hydrogen, which in turn becomes monochloroethylene and then harmless ethylene. That is, when a liquid containing the specific iron fine particle slurry is injected into soil or groundwater contaminated with an organic halide, the iron fine particle slurry reacts with the water by mixing by injection, and iron is oxidized. Hydrogen gas is generated. This hydrogen gas reacts with the organic halide, and as described above, the halogen is replaced with hydrogen and detoxified.

本発明の浄化の対象となる汚染物質である有機ハロゲン化物としては、1,1−ジクロロエチレン、1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロメタン、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、ジクロロジフルオロエタン等の脂肪族のハロゲン化物、クロロベンゼン等を挙げることができる。脂肪族のハロゲン化物が好ましい。尚、本発明の土壌浄化剤は、有機ハロゲン化物以外の有機化合物(例、ベンゼン)等にも適用可能である。   Examples of organic halides that are pollutants to be purified according to the present invention include 1,1-dichloroethylene, 1,2-dichloroethylene, trichloroethylene, tetrachloroethylene, dichloromethane, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1, Examples thereof include aliphatic halides such as 1-trichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, dichlorodifluoroethane, and chlorobenzene. Aliphatic halides are preferred. In addition, the soil purification agent of this invention is applicable also to organic compounds (eg, benzene) other than organic halides.

本発明の土壌浄化剤の鉄微粒子スラリーは、土壌注入前(即ち、保存時、搬送時)は、鉄微粒子が比較的高濃度であり、通常スラリーの底部付近に、柔らかいケーキ状態(軟凝集状態)で存在して水との接触が少ない。さらに鉄微粒子表面は鉄の酸化被膜(FeO、Fe等)で覆われているため、水との反応をほとんど起こさない(即ち、酸化されない)。そして使用時の鉄微粒子スラリーの注入時の振動、混合により、或いは使用時の鉄微粒子スラリーと水との混合等により、鉄微粒子表面に活性点が発生すると共に水との反応が開始すると考えられる。 The iron fine particle slurry of the soil purification agent of the present invention has a relatively high concentration of iron fine particles before soil injection (that is, during storage and transport), and is generally in a soft cake state (soft agglomerated state) near the bottom of the slurry. ) And is less in contact with water. Further, since the surface of the iron fine particles is covered with an iron oxide film (FeO, Fe 3 O 4 or the like), it hardly reacts with water (ie, is not oxidized). Then, it is considered that an active site is generated on the surface of the iron fine particles and a reaction with water is started by vibration and mixing at the time of injection of the iron fine particle slurry at the time of use or by mixing of the iron fine particle slurry and the water at the time of use. .

本発明の鉄微粒子は、鉄の酸化被膜(FeO、Fe等)で覆われていることが好ましく、酸化被膜が少なくともFeを含むことが好ましい。後述する球形の鉄微粒子Cの鉄、FeO、Fe、及びFeの比、即ち純鉄:FeO:Fe:Feは、10〜40:30〜70:0〜15:10〜30(質量比)が好ましい。また、不定形の鉄微粒子Sの純鉄:FeO:Fe:Feは、55〜100:0〜30:0〜15:0〜45(質量比)が好ましい。 The iron fine particles of the present invention are preferably covered with an iron oxide film (FeO, Fe 3 O 4 or the like), and the oxide film preferably contains at least Fe 3 O 4 . The ratio of iron, FeO, Fe 2 O 3 , and Fe 3 O 4 in spherical iron fine particles C to be described later, that is, pure iron: FeO: Fe 2 O 3 : Fe 3 O 4 is 10 to 40:30 to 70: 0-15: 10-30 (mass ratio) are preferable. Further, the pure iron: FeO: Fe 2 O 3 : Fe 3 O 4 of the amorphous iron fine particles S is preferably 55 to 100: 0 to 30: 0 to 15: 0 to 45 (mass ratio).

本発明の鉄微粒子スラリーに含まれる鉄粒子は、平均一次粒子径0.01〜1μmと極めて微粒子であり、このため直接汚染土壌に付与した場合、土壌内に迅速に浸透する。鉄微粒子の平均一次粒子径は0.01〜0.9μm、さらに0.02〜0.7μmの範囲が好ましい。   The iron particles contained in the iron fine particle slurry of the present invention are extremely fine particles with an average primary particle diameter of 0.01 to 1 μm. For this reason, when directly applied to contaminated soil, they rapidly penetrate into the soil. The average primary particle diameter of the iron fine particles is preferably 0.01 to 0.9 μm, more preferably 0.02 to 0.7 μm.

本発明で使用される鉄微粒子は、上記粒子径を有し、且つ酸化される際に発生する水素ガスの発生量(水素発生量)が多いものが好ましい。この酸化は、一般に鉄微粒子と水との接触により起こる。この水素発生量は、鉄微粒子1g当たり、24時間当たりにおいて0.3ml以上であり、一般に0.3〜3ml、特に0.3〜2mlの範囲にあることが好ましい。   The iron fine particles used in the present invention preferably have the above-mentioned particle diameter and a large amount of hydrogen gas (hydrogen generation amount) generated when oxidized. This oxidation generally occurs due to contact between iron fine particles and water. The hydrogen generation amount is 0.3 ml or more per 24 hours per 1 g of iron fine particles, and is generally preferably in the range of 0.3 to 3 ml, particularly 0.3 to 2 ml.

このような鉄微粒子S、及びCは超微粒子であるので、汚染土壌に付与した際、極めて迅速に土壌内に浸透し、浄化作用を示す。   Since such iron fine particles S and C are ultra fine particles, when applied to contaminated soil, they penetrate into the soil very quickly and exhibit a purification action.

これらの鉄微粒子S、及びCの混合スラリーは、鉄微粒子スラリーSの含有率が、スラリー中に少なくとも鉄微粒子Sが1質量%であり、好ましくは20質量%(スラリー全体の5分の1量)から33質量%(スラリー全体の1/3量)である。混合はスラリーの固形分から換算し(例えばS、Cとも25質量%に換算し)た後、混合することが望ましい。混合の方法はスラリー同士を単に混ぜ合わせるだけでよいが、ディスパー等の攪拌機を用いて、できるだけ均一にすることが望ましい。   In the mixed slurry of these iron fine particles S and C, the content of the iron fine particle slurry S is at least 1% by mass of the iron fine particle S in the slurry, preferably 20% by mass (one fifth of the total amount of the slurry). ) To 33% by mass (1/3 of the entire slurry). The mixing is preferably performed after conversion from the solid content of the slurry (for example, both S and C are converted to 25% by mass) and then mixing. The mixing method may be simply mixing the slurries together, but it is desirable to make them as uniform as possible using a stirrer such as a disper.

また、上記鉄微粒子S、及びCの混合物スラリーの固形分は20〜80質量%(特に30〜50質量%)が好ましい。更にスラリーは、酸化防止剤を含むことが好ましい。これにより鉄が酸素で酸化されないように維持することができる。固形分中、90質量%以上は金属鉄及び鉄含有化合物である。固形分中、金属鉄が30質量%以上占める。   The solid content of the mixture slurry of the iron fine particles S and C is preferably 20 to 80% by mass (particularly 30 to 50% by mass). Further, the slurry preferably contains an antioxidant. Thereby, it can maintain so that iron may not be oxidized with oxygen. In the solid content, 90% by mass or more is metallic iron and an iron-containing compound. In solid content, metal iron accounts for 30 mass% or more.

上記鉄微粒子Cスラリーは、一般に製鋼用の酸素吹転炉から、精錬中に発生する排ガス中の製鋼ダストを集塵(好ましくは湿式集塵)し、炭酸ガス等のガスを除去することにより得られる製鋼ダストからなるスラリーを有利に利用することができる。通常、集塵後、上記製鋼ダストをシックナーにより鉄粉スラッジのスラリーとされたものである。所望により、得られた製鋼ダストにさらに特定用途(例、トナー用)向けの高品位鉄粉を加えて、スラリーとすることもできる。   The iron fine particle C slurry is generally obtained from an oxygen blowing furnace for steelmaking by collecting steelmaking dust (preferably wet dusting) in exhaust gas generated during refining and removing gas such as carbon dioxide. A slurry made of steelmaking dust can be used advantageously. Usually, after dust collection, the steelmaking dust is made into a slurry of iron powder sludge by a thickener. If desired, a high-grade iron powder for a specific application (eg, for toner) can be further added to the obtained steelmaking dust to form a slurry.

製鋼用の酸素吹転炉内において、C、Si、P等の不純物を含有する銑鉄等が投入され、攪拌されながら、酸素が上部から急速に吹き込まれる。この状態で不純物含有銑鉄と酸素との間で反応が起こり、C、Si、P等は酸化物となり、銑鉄は綱となる。この間における、酸素を吹き込むことにより発生する微粒子の鉄粉を含む排ガスは、ガス回収フードを通って、湿式集塵で集められる。湿式集塵では、CO等の気体はガス回収タンクに送られる。排ガスを集塵して得た製鋼ダストは、スラリー状であり、このスラリーは粗粒分別(60μmで)され、粗いものは粗粒鉄粉として回収され、そして細かいものは、シックナーで濃縮化され、最終的にフィルタープレスにより微粒子のみに選別されて、細粒鉄粉(即ち、鉄微粒子スラリー)を得ることができる。   In an oxygen blowing furnace for steelmaking, pig iron containing impurities such as C, Si, and P is charged and oxygen is rapidly blown from above while stirring. In this state, a reaction occurs between the impurity-containing pig iron and oxygen, C, Si, P, etc. become oxides, and pig iron becomes a rope. During this time, the exhaust gas containing fine iron powder generated by blowing oxygen is collected by wet dust collection through a gas recovery hood. In wet dust collection, a gas such as CO is sent to a gas recovery tank. Steelmaking dust obtained by collecting exhaust gas is in the form of a slurry. This slurry is coarsely divided (at 60 μm), the coarse is collected as coarse iron powder, and the fine is concentrated by a thickener. Finally, only fine particles are selected by a filter press, and fine iron powder (that is, iron fine particle slurry) can be obtained.

こうして得られる鉄微粒子は、種々の酸化段階の酸化鉄も含むものであるが、このような酸化鉄もガス燃焼状態で捕捉されたダストでは還元状態にあるため、浄化作用に繋がる還元作用を示すと考えられる。従って、金属鉄が30質量%以上占めなくても、上記の鉄微粒子は高い還元作用を示すことができる場合が多い。   The iron fine particles obtained in this way contain iron oxides in various oxidation stages, but such iron oxides are also in a reduced state in the dust trapped in the gas combustion state, and are considered to exhibit a reducing action that leads to a purification action. It is done. Therefore, even if metallic iron does not occupy 30% by mass or more, the iron fine particles can often exhibit a high reducing action.

上記のように本発明の方法で使用することができる鉄微粒子は、その鉄微粒子を製造するための特別な方法、装置を用いることなく、鉄精錬の際の副産物を利用して得ることができ、簡便で経済的である。また、スラリー状で得られるので、鉄粉粒子表面の酸化を防止でき、従って輸送の際の酸化も防止できる。また鉄粒子表面の酸化を防止するために、酸化防止剤をスラリーに添加することが好ましい。酸化防止剤としては、有機酸(例、アスコルビン酸(ビタミンC)、クエン酸、リンゴ酸、特にアスコルビン酸)及びこれらの塩を挙げることができ、その添加量は、鉄微粒子に対して0.01〜10質量%が一般的で、0.1〜3質量%が好ましい。更に、スラリー状であるため、土壌浄化剤を製造する際、他の材料との混合が容易との利点がある。鉄微粒子スラリーは、使用時には通常水で希釈混合されるため、これらの酸化防止剤の作用は大きく低下すると考えられる。   As described above, the iron fine particles that can be used in the method of the present invention can be obtained by using a by-product during iron refining without using a special method or apparatus for producing the iron fine particles. Simple and economical. Moreover, since it is obtained in the form of a slurry, oxidation of the iron powder particle surface can be prevented, and therefore oxidation during transportation can also be prevented. Moreover, in order to prevent the oxidation of the iron particle surface, it is preferable to add an antioxidant to the slurry. Examples of the antioxidant include organic acids (eg, ascorbic acid (vitamin C), citric acid, malic acid, particularly ascorbic acid) and salts thereof. 01-10 mass% is common, and 0.1-3 mass% is preferable. Furthermore, since it is a slurry form, when manufacturing a soil purification agent, there exists an advantage that mixing with another material is easy. Since the iron fine particle slurry is usually diluted and mixed with water at the time of use, it is considered that the action of these antioxidants is greatly reduced.

本発明で使用される鉄微粒子Sは、合成により得ることもできる。例えば、硫酸鉄を水酸化鉄とし、これを酸化鉄に転化し、更に還元して鉄粉を得る。このようにして得られる鉄微粒子は、一般に不定形であり、超微粒子である(一般に0.5μm以下)。この鉄微粒子Sも通常スラリー状態で得られる。   The iron fine particles S used in the present invention can also be obtained by synthesis. For example, iron sulfate is converted into iron hydroxide, which is converted into iron oxide and further reduced to obtain iron powder. The iron fine particles obtained in this manner are generally amorphous and are ultrafine particles (generally 0.5 μm or less). The iron fine particles S are also usually obtained in a slurry state.

上記鉄微粒子スラリーは、更に鉄以外の金属でも、還元作用を有する金属であるMn、Mg、Zn、Al、Ti等を併用することができる。これらの金属もその平均一次粒子径はできるだけ小さいことが好ましい。   The iron fine particle slurry can be used in combination with metals other than iron, such as Mn, Mg, Zn, Al, and Ti, which have a reducing action. These metals also preferably have an average primary particle size as small as possible.

本発明で使用される鉄粉、及びそれ以外の金属微粒子の製造方法は下記の方法が例示できる。アトマイズ法、メルトスピニング法、回転電極法、機械的プロセスとして粉砕法、破砕法、メカニカルアロイング法、化学的プロセスとして酸化物還元法、塩化物還元法、湿式冶金法、カルボニル反応法、電解析出法などが挙げられる。特にこれらの方法の中では酸化物還元法、カルボニル反応法が微細で高品位の金属微粒子が得られ、好適である。   Examples of the method for producing the iron powder and other metal fine particles used in the present invention include the following methods. Atomization method, melt spinning method, rotating electrode method, grinding process as mechanical process, crushing method, mechanical alloying method, oxide reduction method, chloride reduction method, wet metallurgy method, carbonyl reaction method, electroanalysis as chemical process For example, the method of going out. Among these methods, the oxide reduction method and the carbonyl reaction method are particularly preferable because fine and high-quality fine metal particles can be obtained.

本発明で使用される微粒子の鉄粉は、表面積が大きく、表面が酸化(不働態化)され易いので、本発明ではこれを防止するため親水性バインダー及び/又は金属ハロゲン化物を併用することが好ましい。     The fine iron powder used in the present invention has a large surface area and is easily oxidized (passivated). Therefore, in the present invention, a hydrophilic binder and / or a metal halide may be used in combination to prevent this. preferable.

金属ハロゲン化物は、NaCl、KCl、MgCl、CaCl等を挙げることができ、特にNaClが好ましい。金属ハロゲン化物は、鉄の水酸化物、酸化物を金属鉄に還元する働きがある。その使用量は、鉄微粒子に対して0.5〜200質量%が一般的で、0.5〜50質量%が好ましい。 Examples of the metal halide include NaCl, KCl, MgCl 2 and CaCl 2 , and NaCl is particularly preferable. Metal halides have the function of reducing iron hydroxide and oxide to metallic iron. The amount used is generally 0.5 to 200% by mass, preferably 0.5 to 50% by mass, based on the iron fine particles.

親水性バインダーは、鉄微粒子の表面を覆い、有機ハロゲン化物を還元作用を示すまでに酸化されないように保護する機能を有する。親水性バインダーの例としては、スクロース等の二糖類、スクロース誘導体(例、スクロース高級脂肪酸エステル)、グルコース等の単糖類、アルギン酸;プルラン、PVA(ポリビニルアルコール)、CMC(カルボキシルメチルセルロース)、ポリアクリルアミド、グアガム、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の水溶性樹脂を挙げることができる。プルラン(水溶液にした際の粘度が低く特に好ましい)、ヒドロキシエチルセルロース、スクロース、グルコース、PVAが好ましい。親水性バインダーとして生分解性ポリマーを用いると二次的な環境汚染に対して特に有効である。その使用量は、鉄微粒子に対して0.01〜200質量%が一般的で、0.01〜100質量%が好ましい。   The hydrophilic binder has a function of covering the surface of the iron fine particles and protecting the organic halide from being oxidized before exhibiting a reducing action. Examples of hydrophilic binders include disaccharides such as sucrose, sucrose derivatives (eg, sucrose higher fatty acid esters), monosaccharides such as glucose, alginic acid; pullulan, PVA (polyvinyl alcohol), CMC (carboxyl methylcellulose), polyacrylamide, Mention may be made of water-soluble resins such as guar gum, methylcellulose and hydroxyethylcellulose. Pullulan (particularly preferred because of low viscosity when made into an aqueous solution), hydroxyethyl cellulose, sucrose, glucose, and PVA are preferred. The use of a biodegradable polymer as the hydrophilic binder is particularly effective against secondary environmental pollution. The amount used is generally 0.01 to 200% by mass, preferably 0.01 to 100% by mass, based on the iron fine particles.

本発明の土壌浄化剤は、シリカ微粒子を含むことが好ましい。このようなシリカ微粒子としては、非晶質シリカがよく、一般に、合成シリカである粉体状シリカ(一般に湿式法シリカ又は乾式法シリカ)またはコロイダルシリカが使用される。また天然の非晶質シリカも使用することができ、その平均一次粒子径は一般に大きく0.1〜10μm程度である。合成の非晶質シリカである粉体状シリカまたはコロイダルシリカの平均一次粒子径が、1〜100nm程度である。本発明では合成シリカが好ましい。本発明において、シリカ微粒子の平均一次粒子径は、一般に1nm〜10μmの範囲、さらに5nm〜1μmの範囲、特に5〜100nmの範囲にあることが好ましい。コロイダルシリカの添加は、鉄微粒子スラリーと水とを分散させる際に添加しても、或いは鉄微粒子スラリーと水とを分散させた後、注入時に添加しても良い。   The soil purification agent of the present invention preferably contains silica fine particles. As such silica fine particles, amorphous silica is preferable, and powder silica (generally wet method silica or dry method silica) or colloidal silica which is synthetic silica is generally used. Natural amorphous silica can also be used, and the average primary particle size is generally large and is about 0.1 to 10 μm. The average primary particle diameter of powdered silica or colloidal silica, which is a synthetic amorphous silica, is about 1 to 100 nm. In the present invention, synthetic silica is preferred. In the present invention, the average primary particle diameter of the silica fine particles is generally in the range of 1 nm to 10 μm, more preferably in the range of 5 nm to 1 μm, and particularly preferably in the range of 5 to 100 nm. Colloidal silica may be added when the iron fine particle slurry and water are dispersed, or may be added at the time of injection after the iron fine particle slurry and water are dispersed.

シリカ微粒子の形状は球状、中空状、多孔質状、棒状、板状、繊維状、もしくは不定形状であり、好ましくは球状である。シリカ微粒子の比表面積は0.1〜3000m/gであり、好ましくは10〜1500m/gである。これらのシリカ微粒子の使用形態は乾燥状態の粉末、もしくは水もしくは有機溶剤(好ましくは水)で分散した状態で用いることができ、コロイダルシリカとして知られている微粒子状のシリカ微粒子の分散液を直接用いることができる。 The shape of the silica fine particles is spherical, hollow, porous, rod-like, plate-like, fibrous, or indefinite, and preferably spherical. The specific surface area of the silica fine particles is 0.1 to 3000 m 2 / g, preferably 10 to 1500 m 2 / g. These silica fine particles can be used in a dry state, or in a state of being dispersed in water or an organic solvent (preferably water), and a dispersion of fine silica particles known as colloidal silica is directly used. Can be used.

粉体状シリカとしては、日本アエロジル(株)製のアエロジル130、アエロジル200(比表面積=200m/g)、アエロジル300、アエロジル380(比表面積=380m/g)、アエロジルTT600及びアエロジルOX50、旭硝子(株)製のシルデックスH31、H32、H51、H52、H121、H122、日本シリカ工業(株)製のE220A、E220 富士シリシア(株)製のサイリシア470、日本板硝子(株)製のSGフレ−ク等を挙げることができる。 As the powdered silica, Aerosil 130, Aerosil 200 (specific surface area = 200 m 2 / g), Aerosil 300, Aerosil 380 (specific surface area = 380 m 2 / g), Aerosil TT600 and Aerosil OX50, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., Asahi Glass Co., Ltd. Sildex H31, H32, H51, H52, H121, H122, Nippon Silica Kogyo Co., Ltd. E220A, E220 Fuji Silysia Co., Ltd. Silicia 470, Nippon Sheet Glass Co., Ltd. -Can be mentioned.

粉体状シリカに替えてコロイダルシリカの利用も好ましい。コロイダルシリカの分散溶媒が水の場合、その水素イオン濃度はpH値として2〜10の範囲であり、好ましくはpH3〜7の酸性コロイダルシリカが用いられる。また、コロイダルシリカの分散溶媒が有機溶剤の場合、有機溶剤としてメタノ−ル、イソプロピルアルコ−ル、エチレングリコ−ル、ブタノ−ル、エチレングリコ−ルモノプロピルエ−テル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、ジメチルホルムアミド等の溶剤もしくはこれらと相溶する有機溶剤もしくは水との混合物として用いても良い。好ましい分散溶剤はメタノ−ル、イソプロピルアルコ−ル、メチルエチルケトン、キシレンである。シリカ微粒子の市販品としては、例えば、コロイダルシリカとしては日産化学工業(株)製のスノーテックスS、メタノ−ルシリカゾル、IPA−ST、MEK−ST、NBA−ST、XBA−ST、DMAC−STおよびST−UP、ST−OUP、ST−20、ST−40、ST−C、ST−N、ST−O、ST−50、ST−OL等をあげることができる。上記アエロジル、スノーテックスは一般に球状である。   It is also preferable to use colloidal silica instead of powdered silica. When the dispersion solvent of colloidal silica is water, the hydrogen ion concentration is in the range of 2 to 10 as a pH value, and acidic colloidal silica having a pH of 3 to 7 is preferably used. When the colloidal silica dispersion solvent is an organic solvent, methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, butanol, ethylene glycol monopropyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene are used as the organic solvent. In addition, a solvent such as xylene and dimethylformamide, an organic solvent compatible with these solvents, or a mixture with water may be used. Preferred dispersing solvents are methanol, isopropyl alcohol, methyl ethyl ketone, and xylene. As a commercial product of silica fine particles, for example, as colloidal silica, Snowtex S, methanol silica sol, IPA-ST, MEK-ST, NBA-ST, XBA-ST, DMAC-ST manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. and ST-UP, ST-OUP, ST-20, ST-40, ST-C, ST-N, ST-O, ST-50, ST-OL and the like can be mentioned. The above-mentioned Aerosil and Snowtex are generally spherical.

シリカ微粒子の配合量としては、鉄微粒子スラリー全体に対し0.01〜10質量%が一般的で、0.1〜1質量%が好ましい。   As a compounding quantity of a silica particle, 0.01-10 mass% is common with respect to the whole iron fine particle slurry, and 0.1-1 mass% is preferable.

上記土壌浄化剤に、所望により酸化防止剤、金属ハロゲン化物又は水溶性ポリマー、又は金属ハロゲン化物及び親水性バインダーとを加えて、懸濁、あるいは分散させて得られるものである。更に適宜水を加えて所望の濃度にすることができる。また必要により分散時に界面活性剤を使用することもできる。上記親水性バインダーの代わりに生分解性ポリマー(例、生分解性ポリカプロラクトン)を用いると二次的な環境汚染に対して特に有効である。   If desired, an antioxidant, a metal halide or a water-soluble polymer, or a metal halide and a hydrophilic binder may be added to the soil purification agent, and suspended or dispersed. Further, water can be appropriately added to obtain a desired concentration. If necessary, a surfactant can be used at the time of dispersion. Use of a biodegradable polymer (eg, biodegradable polycaprolactone) instead of the hydrophilic binder is particularly effective against secondary environmental pollution.

上記土壌浄化剤は、さらに還元剤として金属硫酸塩(特に硫酸第一鉄)を含有することが好ましい。これは空気中の酸素と反応するため、金属鉄微粒子の表面の酸化を防ぐことができる。   The soil purification agent preferably further contains a metal sulfate (particularly ferrous sulfate) as a reducing agent. Since this reacts with oxygen in the air, it is possible to prevent the surface of the metal iron fine particles from being oxidized.

上記土壌浄化剤は、さらに無機炭酸塩又は炭酸塩系鉱物を含有することができる。これらの例としては、炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珊瑚化石石灰岩、石灰岩、ドロマイトを挙げることができ、特に沈降性炭酸カルシウムが好ましい。   The soil purification agent can further contain an inorganic carbonate or a carbonate-based mineral. Examples of these include calcium carbonate, precipitated calcium carbonate, magnesium carbonate, fossil limestone, limestone, and dolomite, and precipitated calcium carbonate is particularly preferable.

上記土壌浄化剤は、鉄微粒子スラリーに、所望によりさらに水溶性ポリマー、シリカを添加して、懸濁、あるいは分散させて得られるものである。この際、水素の発生を促進するために、塩酸、硫酸、硝酸、弗酸等の酸、好ましくは塩酸混合が良い。混合分散に用いる水としては、鉄の酸化を極力抑制する観点から、還元性電解水(pH=7〜12が好ましい)を用いることが好ましい。   The above-mentioned soil purification agent is obtained by adding a water-soluble polymer and silica to an iron fine particle slurry, if desired, and suspending or dispersing it. At this time, in order to promote the generation of hydrogen, an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, preferably hydrochloric acid is mixed. As water used for mixing and dispersing, it is preferable to use reducing electrolyzed water (preferably pH = 7 to 12) from the viewpoint of suppressing iron oxidation as much as possible.

以下に挙げる実施例において、使用される鉄微粒子スラリーの詳細について述べる。非還元鉄粉粒子である鉄微粒子スラリーC、及び還元鉄粉粒子である鉄微粒子スラリーSのそれぞれの一次粒子径、分散粒子径(D50値)、固形分、鉄粉の酸化状態(Fe(0)、FeO、Fe、Feの構成比率は下記の通りである。 In the following examples, the details of the iron fine particle slurry used will be described. The primary particle size, the dispersed particle size (D50 value), the solid content, and the oxidation state of the iron powder (Fe (0)) of the iron fine particle slurry C that is non-reduced iron powder particles and the iron fine particle slurry S that is reduced iron powder particles. ), FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 are as follows.

分散スラリーの状態 一次粒子径(μm) 分散粒子径(μm) 固形分(%)
鉄微粒子スラリーC 0.3〜1.0 2.54 25.0
鉄微粒子スラリーS 0.1〜0.5 7.66 25.0

酸化状態構成比率 Fe(0価) FeO Fe Fe
鉄微粒子スラリーC 40% 45% 15% 0%
鉄微粒子スラリーS 70% 0% 0% 30%
State of dispersion slurry Primary particle size (μm) Dispersion particle size (μm) Solid content (%)
Iron fine particle slurry C 0.3-1.0 2.54 25.0
Iron fine particle slurry S 0.1-0.5 7.66 25.0

Oxidized state constituent ratio Fe (zero valent) FeO Fe 2 O 3 Fe 3 O 4
Iron fine particle slurry C 40% 45% 15% 0%
Iron fine particle slurry S 70% 0% 0% 30%

[実施例1〜3][比較例1〜3]
<模擬汚染土壌の浄化>
表1の配合で模擬汚染土壌の浄化実験をおこなった。実施例1から3と比較例1から3を各サンプル毎に測定日分の本数を調製した。測定日は0日(実施例1のみ)、1日、7日、14日、28日、56日、84日とした。
[Examples 1 to 3] [Comparative Examples 1 to 3]
<Purification of simulated contaminated soil>
A purification experiment of simulated contaminated soil was conducted with the formulation shown in Table 1. In Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the number of measurement days was prepared for each sample. The measurement days were 0 days (Example 1 only), 1 day, 7 days, 14 days, 28 days, 56 days, and 84 days.

Figure 0004345493
Figure 0004345493

<土壌浄化液>
鉄微粒子C 25質量%
(平均一次粒子径:約0.6μm、形状:球状)
鉄微粒子S 25質量%
(平均一次粒子径:約0.2μm、形状:不定形)
<Soil purification solution>
Iron fine particle C 25% by mass
(Average primary particle size: about 0.6 μm, shape: spherical)
Iron fine particle S 25% by mass
(Average primary particle size: about 0.2 μm, shape: irregular)

<試験用土>
園芸用土 赤玉土
園芸用土 芝目土
これらの土を140℃にて乾燥後、乳鉢で粉砕、小石、草の破片などを取り除き、赤玉土50/芝目土50で混合して。試験用土とした。
<Test soil>
Horticultural soil Akadama soil Horticultural soil Shiba Meso After drying these soils at 140 ° C, they are crushed in a mortar, removed pebbles, grass fragments, etc., and mixed with Akadama 50 / Shibame 50. A soil for testing was used.

試験にはアルミシールバイアルびんを容器として用い、土、精製水、TCE標準液を加えた後、手で振り混合させた。更に土壌浄化液を加え、セプタムで密閉し、再度手で強く振り混合させ、試験用サンプルとし、暗所に保存した。   In the test, an aluminum seal vial was used as a container, and after adding soil, purified water, and TCE standard solution, they were shaken and mixed by hand. Further, a soil purification solution was added, sealed with a septum, shaken and mixed again by hand, used as a test sample, and stored in a dark place.

試験方法は揮発性有機化合物(VOCs)の定量分析として、下記の方法を採用した。
測定方法:JIS K 0125 5.2 ヘッドスペース・ガスクロマト
グラフ質量分析法
装置 :日本電子社製 AUTOMASS−150型
MS条件:イオン化法 EI
イオン化電圧 70eV
イオン源温度 200℃
GC条件:カラム AQUATIC 60m×0.25mmΦ
カラム温度 40〜180℃(6℃/min)
キャリアーガス He 1mL/min
試料導入:Tekmer社製 7000型ヘッドスペース・オートサンプラ
装置により、GC/MSに導入。
As a test method, the following method was adopted as a quantitative analysis of volatile organic compounds (VOCs).
Measuring method: JIS K 0125 5.2 Headspace gas chromatography
Graph mass spectrometry apparatus: AUTOMASS-150 type manufactured by JEOL Ltd. MS conditions: ionization method EI
Ionization voltage 70eV
Ion source temperature 200 ° C
GC condition: Column AQUATIC 60m × 0.25mmΦ
Column temperature 40-180 ° C (6 ° C / min)
Carrier gas He 1mL / min
Sample introduction: Model 7000 headspace autosampler manufactured by Tekmer
Introduced into GC / MS by equipment.

結果を表2に示す。   The results are shown in Table 2.

Figure 0004345493
Figure 0004345493

[実施例4〜6][比較例4〜6]
<模擬汚染水の浄化>
表3の配合で模擬汚染水の浄化実験をおこなった。実施例4から6と比較例4から6のサンプルを調製した。測定日は0日、3日、7日、14日、28日、42日とした。
[Examples 4 to 6] [Comparative Examples 4 to 6]
<Purification of simulated contaminated water>
A purification experiment of simulated contaminated water was conducted with the formulation shown in Table 3. Samples of Examples 4 to 6 and Comparative Examples 4 to 6 were prepared. The measurement days were 0 days, 3 days, 7 days, 14 days, 28 days, and 42 days.

Figure 0004345493
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試験に用いたサンプル瓶は褐色ガラスのアルミシールバイアルで、セプタムを用いて密閉した。サンプル調製後手でよく振り、暗所に保管した。   The sample bottle used for the test was a brown glass aluminum sealed vial, which was sealed with a septum. After sample preparation, it was shaken well by hand and stored in the dark.

試験はヘッドスペース法で、検液の入ったサンプル瓶上部のエアをガスタイトシリンジで秤とり、ガスクロに導入して残存しているトリクロロエチレンの濃度を測定した。
装置 :NRI社製 GC−8610
GC条件:カラム NBW−310SS30
カラム温度 40〜100℃(6℃/min)
キャリアーガス He 5mL/min
検出器 PID
The test was a headspace method. The air in the upper part of the sample bottle containing the test solution was weighed with a gas tight syringe and introduced into a gas chromatograph to measure the concentration of remaining trichlorethylene.
Equipment: GC-8610 manufactured by NRI
GC condition: Column NBW-310SS30
Column temperature 40-100 ° C (6 ° C / min)
Carrier gas He 5mL / min
Detector PID

結果を表4に示す。   The results are shown in Table 4.

Figure 0004345493
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[実施例7〜9][比較例7〜9]
<浄化能サイクル試験>
浄化用微細鉄粉がどのくらいの期間効果が持続するか、浄化能サイクル試験を行った。上記模擬汚染水実験で実験開始後10日でTCE残存濃度を測定、その後初期と同濃度のTCEを加え10日後(通算20日後)に測定、その後TCEを同濃度加え、同様に30日後、40日後まで浄化サイクル実験を行った。配合処方例を表5に示す。
[Examples 7 to 9] [Comparative Examples 7 to 9]
<Purification cycle test>
A purification cycle test was conducted to determine how long the fine iron powder for purification lasts. In the simulated contaminated water experiment, the residual concentration of TCE was measured 10 days after the start of the experiment, and then the TCE of the same concentration as the initial stage was added, measured 10 days later (total 20 days later), and then the same concentration of TCE was added. The purification cycle experiment was conducted until day later. Table 5 shows formulation examples.

Figure 0004345493
Figure 0004345493

試験に用いたサンプル瓶は褐色ガラスのアルミシールバイアルで、セプタムを用いて密閉した。サンプル調製後手でよく振り、暗所に保管した。   The sample bottle used for the test was a brown glass aluminum sealed vial, which was sealed with a septum. After sample preparation, it was shaken well by hand and stored in the dark.

試験はヘッドスペース法で、検液の入ったサンプル瓶上部のエアをガスタイトシリンジで秤とり、ガスクロに導入して残存しているトリクロロエチレンの濃度を測定した。   The test was a headspace method. The air in the upper part of the sample bottle containing the test solution was weighed with a gas tight syringe and introduced into a gas chromatograph to measure the concentration of remaining trichlorethylene.

測定後、トリクロロエチレン標準液をシリンジで量り、セプタムははずさずに針を刺してサンプル瓶内に注入した。この後手でよく振とうし、暗所に保管した。この操作を、試験開始後10日、20日、30日と繰り返し、40日目の測定で実験を終了した。結果を表6に示す。   After the measurement, the trichlorethylene standard solution was weighed with a syringe, and the needle was inserted into the sample bottle without removing the septum. After this, it was shaken well by hand and stored in the dark. This operation was repeated 10 days, 20 days, and 30 days after the start of the test, and the experiment was completed with the measurement on the 40th day. The results are shown in Table 6.

Figure 0004345493
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これらの実験の結果から、該土壌浄化剤はその分解特性で速効性を持つ鉄微粒子S、持続性を有する鉄微粒子Cを混合することにより、トリクロロエチレンなどの汚染に対して、速効性の特徴である早い浄化時間浄化がであることが明らかとなった。   From the results of these experiments, the soil purification agent has a fast-acting characteristic against contamination such as trichlorethylene by mixing iron fine particles S having a rapid effect in its decomposition characteristics and iron fine particles C having a long-lasting effect. It became clear that there was a certain purification time.

なお、TCEの土壌の汚染にかかる環境基準は検液1Lにつき0.03mg以下である(人の健康の保護に関する環境基準値は0.03mg/L以下)。本発明の土壌浄化方法は、このような値を大幅に下回るようにすることができるものであることが分かる。   In addition, the environmental standard concerning the soil contamination of TCE is 0.03 mg or less per 1 L of the test solution (the environmental standard value for protecting human health is 0.03 mg / L or less). It can be seen that the soil remediation method of the present invention can greatly reduce such a value.

Claims (5)

鉄微粒子もしくは鉄の酸化被膜で覆われた鉄微粒子であるSと、鉄の酸化被膜で覆われた鉄微粒子であるCとからなる土壌浄化剤であって、Sは0価の鉄が55から100質量パーセント、酸化鉄(II)が0から30質量パーセント、三二酸化鉄が0から15質量パーセント及び四三酸化鉄が0から45質量パーセントであり、Cは0価の鉄が10から40質量パーセント、酸化鉄(II)が30から70質量パーセント、三二酸化鉄が0から15質量パーセント及び四三酸化鉄が10から30質量パーセントであるとを特徴とする土壌浄化剤。 A soil purification agent comprising S, which is an iron fine particle covered with iron fine particles or an iron oxide film, and C, which is an iron fine particle covered with an iron oxide film. 100 weight percent, 30 weight percent iron oxide (II) is 0, iron sesquioxide from 0 15 percent by weight and iron oxide black Ri 45% by mass from 0, C 0-valent iron from 10 40 weight percent, 70 weight percent iron oxide (II) is 30, soil purifying agent and said that it is a 30 weight percent ferric oxide is from 0 15 percent by weight and iron oxide black is from 10. 鉄微粒子もしくは鉄の酸化被膜で覆われた鉄微粒子Sの粒子径が10μm以下である請求
項1記載の土壌浄化剤。
The soil purification agent according to claim 1, wherein the particle diameter of the iron fine particles S covered with the iron fine particles or the iron oxide film is 10 µm or less.
鉄の酸化被膜で覆われた鉄微粒子Cの粒子径が0.3μmから100μmである請求項1又は2記載の土壌浄化剤。 The soil purification agent according to claim 1 or 2, wherein the particle diameter of the iron fine particles C covered with the iron oxide film is 0.3 µm to 100 µm. 少なくとも1質量%が鉄微粒子もしくは鉄の酸化被膜で覆われた鉄微粒子Sであることを特徴とする請求項1ないし3いずれか記載の土壌浄化剤。 The soil purifier according to any one of claims 1 to 3, wherein at least 1 mass% is iron fine particles S covered with iron fine particles or an iron oxide film. 有機化合物で汚染された土壌又は地下水に請求項1ないし4いずれか記載の土壌浄化剤
を注入することを特徴とする土壌浄化方法。
A soil purification method comprising injecting the soil purification agent according to any one of claims 1 to 4 into soil or groundwater contaminated with an organic compound.
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