JP6323951B2 - 有機ハロゲン化合物を含有する固体の無害化方法及び有機ハロゲン化合物無害化剤 - Google Patents
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Description
(A)Ca/CaO/MgSO 4 ・7H 2 O,Fe/CaO/MgSO 4 ・7H 2 O,Fe/Ca(OH) 2 /MgSO 4 ・7H 2 O
(A)Ca/CaO/MgSO 4 ・7H 2 O,Fe/CaO/MgSO 4 ・7H 2 O,Fe/Ca(OH) 2 /MgSO 4 ・7H 2 O
ステンレス製(SUS304)のジャー(内容量80mL)にステンレス製ボール(φ=10mm)を20個入れ、さらに30gの乾燥済み酸化カルシウムと6gの鉄粉を加えた。ジャー内部をアルゴンガスで十分に置換し、しっかり蓋をした後に、600rpmで30分間、遊星ボールミルで粉砕処理を行った。粉砕後、事前にアルゴン置換したグローブボックス内でジャーを開封し、微粉末粒子と微細化されていない残渣の質量をそれぞれ測定し、微粉末化したFe/CaO金属分散体のみ密閉容器に入れて保管した。保管は、デシケーター(CaOとシリカゲルで乾燥)で行った。
代表的な実験要領を以下に記載する。
PCBsの成分である2−クロロビフェニル(以下、2−CBと記す)を真砂土に分散させたモデル土壌(模擬汚染土壌)を用いた。0.3g模擬汚染土壌(2−CB含有量:100ppm)と、先に調製した0.2gの薬剤を10mL容の反応管に加え、振とう機で5秒間混合撹拌し、得られた混合物を撹拌子と共にSUS製反応器に入れた。アルゴンガスでSUS反応器内を十分に置換し、所定温度に加熱した後に撹拌処理を行った。2時間後に加熱を止め、常温付近まで放冷した。SUS反応器内の反応混合物をガラス管に移し、10mLの1M塩酸を加えて還元性物質を完全に失活させた。続いて、10mLのジエチルエーテルで抽出を行い、抽出液を硫酸マグネシウムで脱水し、ろ液を茶褐色のサンプル瓶に保存した。分解物の確認はGC/MSで行った。GC/MS用の抽出液を分析する際に、未処理土壌に吸着して溶出しない2−CB量を予め考慮し、補正後の値を100%とした。
反応温度を200℃とし、反応時間を変化させ上記模擬汚染土壌の無害化試験を行った。薬剤には、Fe/CaO金属分散体を使用した。汚染土壌(2−CB、100ppm)に10〜40wt%のFe/CaO金属分散体を加え,反応開始からの脱塩素プロセスへの影響を確認した。
PCBsにより汚染された実汚染土壌(初期濃度61ppm)2gに対して、20wt%の薬剤を実汚染土壌に直接投入し、所定温度で2〜4時間加熱処理を行い、処理後、全量を公定法に準拠してPCB分析を行った。なお、分解成分にダイオキシン類が生成した痕跡の有無を検討するために、ガス漏れ防止のアタッチメントを装着した反応管内で処理を行った際の残渣と、トラップに吸着したガスのPCBs及びダイオキシン類の分析を行った。
薬剤にFe/Ca(OH)2/MgSO4・7H2O金属分散体を使用し、円筒型反応器(撹拌なし)に実汚染土壌と薬剤とを充填し、分解温度150℃、2時間分解反応を行った。結果、土壌中PCB濃度は、13ppmであり、分解率は78.7%であった。分解後の土壌の溶出試験を行ったところ、溶出液にはわずか0.47ng/LのコプラナーPCBsが認められるのみであった。
分解温度を200℃とし、実汚染土壌の無害化試験1と同じ要領で試験を行った。このとき併せて、ガス捕集成分のダイオキシン濃度分析を行った。結果、土壌中PCB濃度は、9.8ppmであり、分解率は83.9%であった。分解後の土壌の溶出試験を行ったところ、0.47ng/Lであった。ガス捕集成分のダイオキシン濃度は、全量換算で0.0018pgTEQとなり、ガス側にはほとんどダイオキシン類は存在しなかった。処理土壌には、ダイオキシン類(コプラナーPCBを含む)は890〜5000pgTEQ/g存在した。但し、イニシャル土壌(=未処理土壌)のダイオキシン類(コプラナーPCBを含む)は、42ppmであった。
反応装置として撹拌子付きのSUS容器を使用し、撹拌しながら分解反応を行った。反応容器を変更した以外は、実汚染土壌の無害化試験1と同じ要領で試験を行った。結果、土壌中PCB濃度は、23ppmであり、分解率は62.3%となった。本実験においては、撹拌の効果は見られなかった。
分解時間を4時間とした以外、実汚染土壌の無害化試験3と同じ要領で分解反応を行った。結果、土壌中PCB濃度は、14ppmであり、分解率は77.0%となった。
<γ−BHCの無害化試験1>
<γ−BHCの無害化試験2>
Claims (8)
- 有機ハロゲン化合物を含有する固体と薬剤とを、100℃以上250℃以下の温度で接触させ、前記薬剤により前記有機ハロゲン化合物を還元し無害化する有機ハロゲン化合物を含有する固体の無害化方法であって、
前記薬剤が、少なくとも一部がナノサイズの金属を分散剤に分散させた金属分散体と、固体水素供与体とを含み、
前記固体水素供与体は、100℃以上250℃以下の温度で水を放出する結晶水を有する無機塩であり、
前記金属は、前記固体水素供与体が放出する水を水素源とし、前記有機ハロゲン化合物を還元し無害化することを特徴とする有機ハロゲン化合物を含有する固体の無害化方法。 - 前記金属が鉄及び/又は金属カルシウムであり、前記分散剤が酸化カルシウムであり、
前記固体水素供与体がMgSO 4 ・7H 2 Oであることを特徴とする請求項1に記載の有機ハロゲン化合物を含有する固体の無害化方法。 - 前記薬剤が、前記金属分散体のみであり、
前記固体水素供与体が、前記金属分散体の分散剤として加えられ、
前記金属分散体が、下記(A)群から選ばれる一種以上であることを特徴とする請求項1に記載の有機ハロゲン化合物を含有する固体の無害化方法。
(A)Ca/CaO/MgSO 4 ・7H 2 O,Fe/CaO/MgSO 4 ・7H 2 O,Fe/Ca(OH) 2 /MgSO 4 ・7H 2 O - 前記金属分散体は、前記金属と前記分散剤との混合物を、金属の少なくとも一部がナノサイズとなるまで粉砕し得られることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の有機ハロゲン化合物を含有する固体の無害化方法。
- 前記有機ハロゲン化合物を含有する固体が、土壌、焼却灰、焼却飛灰、汚泥又はこれら2種以上の混合物であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の有機ハロゲン化合物を含有する固体の無害化方法。
- 前記有機ハロゲン化合物が、残留性有機汚染物質(POPs)であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の有機ハロゲン化合物を含有する固体の無害化方法。
- 有機ハロゲン化合物を含有する固体と接触させ前記有機ハロゲン化合物を還元し無害化させる薬剤であって、
少なくとも一部がナノサイズの金属を分散剤に分散させた金属分散体と、
100℃以上250℃以下の温度で水を放出する結晶水を有する無機塩からなる固体水素供与体と、
を含み、
前記金属が鉄及び/又は金属カルシウムであり、前記分散剤が酸化カルシウムであり、
前記固体水素供与体がMgSO 4 ・7H 2 Oであり、
前記金属は、前記固体水素供与体が放出する水を水素源とし、前記有機ハロゲン化合物を還元し無害化することを特徴とする有機ハロゲン化合物無害化剤。 - 有機ハロゲン化合物を含有する固体と接触させ前記有機ハロゲン化合物を還元し無害化させる薬剤であって、
少なくとも一部がナノサイズの金属を分散剤に分散させた金属分散体を含み、
100℃以上250℃以下の温度で水を放出する結晶水を有する無機塩からなる固体水素供与体が、前記金属分散体の分散剤として加えられ、
前記金属は、前記固体水素供与体が放出する水を水素源とし、前記有機ハロゲン化合物を還元し無害化し、
前記金属分散体が、下記(A)群から選ばれる一種以上であることを特徴とする有機ハロゲン化合物無害化剤。
(A)Ca/CaO/MgSO 4 ・7H 2 O,Fe/CaO/MgSO 4 ・7H 2 O,Fe/Ca(OH) 2 /MgSO 4 ・7H 2 O
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