JP4912608B2 - 化学物質分解剤およびこれを用いた浄化方法 - Google Patents

Description

本発明は、化学物質により汚染された汚染物に添加することによって、当該汚染化学物質を分解することのできる化学物質分解剤、およびこれを用いた汚染物の浄化方法に関するものである。

従来から、有機塩素化合物などの化学物質が洗浄剤などとして半導体工場やクリーニング店（工場）などで広く使用されてきたが、その環境負荷が大きいため、近年はその使用が敬遠されている。

しかしながら、すでに使用されたこれらの有機塩素化合物などの化学物質は、土壌や地下水に混入してこれら土壌や地下水を汚染していることが社会問題にもなっている。

そこでこれら汚染地下水や汚染土壌を浄化するために、種々の試みが用いられており、特許文献１に記載の発明では汚染物に過硫酸塩を添加するか、または過硫酸塩と共に過酸化水素水を添加することが行われている。

しかし、過硫酸塩を添加するだけでは効果が不十分であり、また過酸化水素水を添加するには過酸化水素水供給手段を設ける必要があり装置が大掛かりとなってしまう欠点があった。
特開２００２−３０７０４９号公報

従って、本発明の目的は、汚染化学物質を効果的に分解することができ、かつ簡便に使用することのできる化学物質分解剤、およびこれを用いた汚染物の浄化方法を提供することにある。

本発明者らは上記に鑑み鋭意研究の結果本発明に到達した。即ち本発明は、第１に、水に溶解することで過酸化水素を発生させる固体状過酸化水素発生剤および過硫酸塩を必須成分として含有し、前記固体状過酸化水素発生剤および前記過硫酸塩の合計質量を基準として、前記固体状過酸化水素発生剤の配合割合が１〜２５質量％であることを特徴とする化学物質分解剤である。

また本発明は、第２に、化学物質に汚染された汚染物に、上記の化学物質分解剤を添加することを特徴とする化学物質汚染物の浄化方法である。

本発明の化学物質分解剤は、簡便に使用することができると共に、有機塩素化合物などの化学物質を効果的に分解することができ、化学物質で汚染された土壌や地下水などの汚染物を効率的に浄化することができる。

本発明に使用される固体状過酸化水素発生剤は、水に溶解することで過酸化水素を発生させるものであれば特に限定されるものではないが、過炭酸塩、過硼酸塩、硫酸アルカリ金属塩過酸化水素付加物、硫酸アルカリ土類金属塩過酸化水素付加物、尿素過酸化水素付加物、メラミン過酸化水素付加物、アミノ酸過酸化水素付加物、過酸化アルカリ金属および／または過酸化アルカリ土類金属がより好ましく用いられる。具体的には、過炭酸アンモニウム，過炭酸リチウム，過炭酸ナトリウム，過炭酸カリウム，過炭酸カルシウム，過炭酸マグネシウムなどの過炭酸塩、過硼酸アンモニウム，過硼酸リチウム，過硼酸ナトリウム，過硼酸カリウム，過硼酸カルシウム，過硼酸マグネシウムなどの過硼酸塩、硫酸リチウム過酸化水素付加物，硫酸ナトリウム過酸化水素付加物，硫酸カリウム過酸化水素付加物などの硫酸アルカリ金属塩過酸化水素付加物、硫酸マグネシウム過酸化水素付加物，硫酸カルシウム過酸化水素付加物などの硫酸アルカリ土類金属塩過酸化水素付加物、尿素過酸化水素付加物、メラミン過酸化水素付加物、ヒスチジン過酸化水素付加物などのアミノ酸過酸化水素付加物、過酸化リチウム，過酸化ナトリウム，過酸化カリウムなどの過酸化アルカリ金属、過酸化マグネシウム，過酸化カルシウムなどの過酸化アルカリ土類金属を例示することができる。これらは単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

これらの固体状過酸化水素発生剤のなかでも、本発明の効果の点から、過炭酸ナトリウム、過炭酸カリウム、過硼酸ナトリウム、過硼酸カリウム、硫酸ナトリウム過酸化水素付加物、硫酸カリウム過酸化水素付加物、硫酸マグネシウム過酸化水素付加物、尿素過酸化水素付加物、メラミン過酸化水素付加物、ヒスチジン過酸化水素付加物、過酸化ナトリウム、過酸化マグネシウム、過酸化カルシウムまたはこれらの２種以上の混合物が好ましい。

さらに、過炭酸ナトリウム、過硼酸ナトリウム、硫酸ナトリウム過酸化水素付加物、硫酸マグネシウム過酸化水素付加物、尿素過酸化水素付加物、メラミン過酸化水素付加物、過酸化ナトリウム、過酸化カルシウムまたはこれらの２種以上の混合物が特に好ましい。

本発明に使用される過硫酸塩は、特に限定されるものではなく、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸リチウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸マグネシウム、過硫酸カルシウム、過硫酸アンモニウムなど、またはこれらの２種以上の混合物などを使用することができるが、窒素排水を生じずまた本発明の効果の点から、特に過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムが好ましく用いられる。

本発明の化学物質分解剤は、上記の通り固体状過酸化水素発生剤および過硫酸塩を必須成分として含有するものである。これらの使用割合は特に限定されないが、より効果的な汚染化学物質分解のためには、好ましくは固体状過酸化水素発生剤および過硫酸塩の合計質量を基準として、固体状過酸化水素発生剤の配合割合を０．１質量％以上、特に１質量％以上とすることが好ましい。また、極端に固体状過酸化水素発生剤の量が多いと過硫酸塩の相対的割合が低下して本発明の効果の発現がしにくくなるので固体状過酸化水素発生剤の配合割は４０質量％以下、特に２５質量％以下とすることが好ましい。

本発明の化学物質分解剤は、必須成分でなる固体状過酸化水素発生剤および過硫酸塩の他に、本発明の効果を阻害しない範囲内で適宜の成分を含有しうる。これらの任意の配合成分の例としては、貯蔵安定性向上のための成分として過酸化水素安定剤がある。ピロリン酸ナトリウムなどのピロリン酸塩、トリポリリン酸ナトリウムなどのトリポリリン酸塩、ＥＤＴＡ，ＤＴＰＡ，ホスホン酸系キレート剤，リン酸系キレート剤などのキレート剤などがある。また、排水の低ｐＨ化抑制のための成分としては重炭酸ナトリウムなどの重炭酸塩、炭酸ナトリウムなどの炭酸塩がある。

本発明の化学物質分解剤は、有機化学物質の分解に適しており、特にトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの有機塩素化合物の分解に適している。例えばトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの有機塩素化合物などを含有する地下水や土壌などに対して本発明の化学物質分解剤を添加することによりこれらの化学物質を効率的に分解することができる。

次に本発明の浄化方法について説明する。本発明の浄化方法は、化学物質に汚染された汚染物に、上記の本発明の化学物質分解剤を添加するものである。

浄化の対象となる汚染物は化学物質で汚染され浄化が望まれる対象物であれば特に制限はないが、典型例として汚染土壌および汚染地下水がある。

本発明の浄化方法において、特に好ましく分解することのできる化学物質は、例えばトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどの有機塩素化合物である。以下では便宜的に有機塩素化合物と標記する。

本発明の浄化方法に使用する化学物質分解剤は、上記の本発明の化学物質分解剤と同義であり、その好ましい態様も同様であるのでここでは説明を省略する。

本発明の浄化方法において、上記の本発明の化学物質分解剤の添加量は特に限定されるものではないが、極端に少ないと有機塩素化合物の分解効果が希薄となるので、好ましくは有機塩素化合物１質量部に対して、本発明の化学物質分解剤中の固体状過酸化水素発生剤および過硫酸塩の合計量として１質量部以上、特に１０質量部以上、更には５０質量部以上使用することが好ましい。

本発明の浄化方法において、上記本発明の化学物質分解剤の添加量の上限は特にないが、極端に多すぎるとコスト面で産業化適正が低下するだけでなく、処理後の排水中に残存する化学物質分解剤の処理や、過硫酸塩の分解により生じた硫酸によって排水ｐＨが低下することに対応するための中和処理が必要となるので、好ましくは有機塩素化合物１質量部に対して、本発明の化学物質分解剤中の固体状過酸化水素発生剤および過硫酸塩の合計量として１００００質量部以下、特に１０００質量部以下とすることが好ましい。

本発明の浄化方法において、汚染物への上記本発明の化学物質分解剤の添加方法は特に限定されない。例えば、地下水などの液体汚染物に対しては本発明の化学物質分解剤を添加して均一混合すればよい。温度は特に限定されるものではなく、概ね０℃〜８０℃程度で混合すればよいが、あまり低温であると反応性が低下し、あまり高温であると作業性が悪化するので概ね１０〜５０℃程度で混合すればよい。

汚染物が土壌などの固体状物である場合は、本発明の化学物質分解剤を土壌に添加して均一に混合すればよいが、好ましくは反応性を高めるためには水分を土壌に含有させてスラリー状態として混合することがよい。勿論最初から土壌が水分を含んでいて容易にスラリー状となる場合は特に水分を添加する必要はない。

混合時の温度は液体の場合と同様である。

上記の本発明の化学物質分解剤を使用する本発明の浄化方法は、汚染物に化学物質分解剤を添加するだけでよいので、大掛かりな装置を全く必要とせず簡便に汚染物の浄化を行うことができるものである。
〔実施例〕

以下に実施例をあげて本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

過硫酸塩および固体状過酸化水素発生剤を表１のように配合して本発明の各種化学物質分解剤を調製した。尚、固体状過酸化水素発生剤の配合割合は、固体状過酸化水素発生剤および過硫酸塩の合計質量を基準として固体状過酸化水素発生剤の配合割合（質量基準）である。

次に、２０ミリリットル容のバイアル瓶に、最終的に全量を１０ミリリットルとした場合にトリクロロエチレン濃度が５ミリグラム／リットルとなる量を注入し、そこに表１の各種化学物質分解剤を、同様に１グラム／リットルのの濃度となるように添加し、水を加えて全量を１０ミリリットルとしたのち、バイアル瓶を密閉し、よく混合して均一にして浄化処理を開始した。処理開始前と２４時間後のバイアルのヘッドスペース中に含まれるトリクロロエチレン濃度をＧＣ／ＭＳヘッドスペース法（ＪＩＳ−Ｋ０１２５）にて測定し、その比較からトリクロロエチレンの分解率を測定した。結果を表１に示す。

Claims (5)

1. 水に溶解することで過酸化水素を発生させる固体状過酸化水素発生剤および過硫酸塩を必須成分として含有し、
   前記固体状過酸化水素発生剤および前記過硫酸塩の合計質量を基準として、前記固体状過酸化水素発生剤の配合割合が１〜２５質量％であることを特徴とする化学物質分解剤。
2. 固体状過酸化水素発生剤が、過炭酸塩、過硼酸塩、硫酸アルカリ金属塩過酸化水素付加物、硫酸アルカリ土類金属塩過酸化水素付加物、尿素過酸化水素付加物、メラミン過酸化水素付加物、アミノ酸過酸化水素付加物、過酸化アルカリ金属および過酸化アルカリ土類金属からなる群より選択される１種以上の化合物である請求項１に記載の化学物質分解剤。
3. 過硫酸塩が過硫酸アルカリ金属塩である請求項１または請求項２に記載の化学物質分解剤。
4. 化学物質に汚染された汚染物に、請求項１〜３の何れか１項に記載の化学物質分解剤を添加することを特徴とする化学物質汚染物の浄化方法。
5. 化学物質が有機塩素化合物である請求項４に記載の浄化方法。