JPH08206636A - 汚染湿潤土壌の再生 - Google Patents
汚染湿潤土壌の再生Info
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- JPH08206636A JPH08206636A JP7329707A JP32970795A JPH08206636A JP H08206636 A JPH08206636 A JP H08206636A JP 7329707 A JP7329707 A JP 7329707A JP 32970795 A JP32970795 A JP 32970795A JP H08206636 A JPH08206636 A JP H08206636A
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Abstract
(57)【要約】
５％〜土壌容水量の閾値までの量の水、および高沸点有
機汚染物を含む土壌で構成される組成物から、前記高沸
点有機汚染物を分離する方法であって、（ａ）前記組成
物を、前記組成物の石油画分用の溶剤および極性共溶剤
からなり、該溶剤および共溶剤が、組成物中に含まれる
水と単一の液相を構成できる様に選択され、組成物中に
含まれる水と単一の液相を構成できる比率で互いに混合
されている、抽出剤混合物と接触させる工程、（ｂ）土
壌の細かい画分を含む液相から土壌の粗い画分を分離す
る工程、（ｃ）細かい土壌画分から液相を分離する工
程、および（ｄ）工程（ｂ）で得た粗い土壌画分および
工程（ｃ）で得た細かい土壌画分を乾燥させる工程を含
んで成ることを特徴とする方法。
機汚染物を含む土壌で構成される組成物から、前記高沸
点有機汚染物を分離する方法であって、（ａ）前記組成
物を、前記組成物の石油画分用の溶剤および極性共溶剤
からなり、該溶剤および共溶剤が、組成物中に含まれる
水と単一の液相を構成できる様に選択され、組成物中に
含まれる水と単一の液相を構成できる比率で互いに混合
されている、抽出剤混合物と接触させる工程、（ｂ）土
壌の細かい画分を含む液相から土壌の粗い画分を分離す
る工程、（ｃ）細かい土壌画分から液相を分離する工
程、および（ｄ）工程（ｂ）で得た粗い土壌画分および
工程（ｃ）で得た細かい土壌画分を乾燥させる工程を含
んで成ることを特徴とする方法。
Description
【０００１】本発明は、疎水性溶剤および親水性溶剤の
混合物を使用し、高沸点有機物質で汚染された湿潤土壌
を処理する方法に関する。高沸点有機汚染物質、例えば
炭化水素、多核芳香族化合物および有機塩素系物質、に
より汚染された土壌の問題は、工業化された国々におい
て、土壌および地下水の汚染に対してとるべき行動に関
してのみならず、地表を工業用および居住用に再生する
必要性に関しても、益々重要になっている。石油分野に
典型的なもう一つの深刻な問題は、掘削廃棄物を海に捨
てる前の廃棄物処理である。イタリアでは、年間に約１
４，０００ｍ3 の、沖合の掘削現場から放出される、油
で汚染された廃棄物を処理しなければならない。汚染の
態様ならびに汚染された土壌の性質は非常に異なってい
る。これらの状況下では、広範囲な解決策および行動が
必要である。
混合物を使用し、高沸点有機物質で汚染された湿潤土壌
を処理する方法に関する。高沸点有機汚染物質、例えば
炭化水素、多核芳香族化合物および有機塩素系物質、に
より汚染された土壌の問題は、工業化された国々におい
て、土壌および地下水の汚染に対してとるべき行動に関
してのみならず、地表を工業用および居住用に再生する
必要性に関しても、益々重要になっている。石油分野に
典型的なもう一つの深刻な問題は、掘削廃棄物を海に捨
てる前の廃棄物処理である。イタリアでは、年間に約１
４，０００ｍ3 の、沖合の掘削現場から放出される、油
で汚染された廃棄物を処理しなければならない。汚染の
態様ならびに汚染された土壌の性質は非常に異なってい
る。これらの状況下では、広範囲な解決策および行動が
必要である。
【０００２】広く使用されているのは、“土壌洗浄”の
技術であるが、これは、場合により添加剤を加え、水を
使用するだけの技術である。残念ながらこの技術には、
大量の抽出剤を使用し、添加剤（界面活性剤）の回収が
一般的に困難である、という欠点がある。溶剤の使用に
頼る他の方法も使用されている。これらの方法の中で、
液化Ｃ2〜Ｃ4 炭化水素、超臨界流体、塩化メチレン、
等の使用を特許請求している多くの特許を挙げることが
できる。しかし、大量のＨ2 Ｏ（＞５重量％）を含む汚
染土壌は、下記の理由から、溶剤抽出技術で処理するこ
とは困難である。汚染物は一般的に非極性であるか、ま
たは極性の低い、脂肪族炭化水素、多核芳香族炭化水
素、有機塩素系物質、等であり、その結果、その様な汚
染物に最も適した溶剤は極性が低い、または非極性の溶
剤である。さらに、汚染物を土壌から効果的に抽出する
には、再生すべき土壌を抽出剤とできるだけ密に接触さ
せる必要がある。非極性溶剤を使用する場合、この条件
を達成するのは困難であり、湿潤土壌（Ｈ2 Ｏ＞５％）
は、極性溶剤のみと容易に混合する。
技術であるが、これは、場合により添加剤を加え、水を
使用するだけの技術である。残念ながらこの技術には、
大量の抽出剤を使用し、添加剤（界面活性剤）の回収が
一般的に困難である、という欠点がある。溶剤の使用に
頼る他の方法も使用されている。これらの方法の中で、
液化Ｃ2〜Ｃ4 炭化水素、超臨界流体、塩化メチレン、
等の使用を特許請求している多くの特許を挙げることが
できる。しかし、大量のＨ2 Ｏ（＞５重量％）を含む汚
染土壌は、下記の理由から、溶剤抽出技術で処理するこ
とは困難である。汚染物は一般的に非極性であるか、ま
たは極性の低い、脂肪族炭化水素、多核芳香族炭化水
素、有機塩素系物質、等であり、その結果、その様な汚
染物に最も適した溶剤は極性が低い、または非極性の溶
剤である。さらに、汚染物を土壌から効果的に抽出する
には、再生すべき土壌を抽出剤とできるだけ密に接触さ
せる必要がある。非極性溶剤を使用する場合、この条件
を達成するのは困難であり、湿潤土壌（Ｈ2 Ｏ＞５％）
は、極性溶剤のみと容易に混合する。
【０００３】ここで我々は、これらの問題を、汚染物質
に対して高い溶剤能力を有する抽出剤を使用し、非常に
少量の親水性共溶剤を加えることにより土壌と抽出剤の
接触を改良する、汚染土壌の処理方法により解決した。
そこで、本発明は、５％〜土壌容水量の閾値までの量の
水、および高沸点有機汚染物を含む土壌で構成される組
成物から、該高沸点有機汚染物を分離する方法であっ
て、（ａ）該組成物を、該組成物の石油画分用の溶剤お
よび極性共溶剤からなり、該溶剤および共溶剤が、組成
物中に含まれる水と単一の液相を構成できる様に選択さ
れ、その様な比率で互いに混合されている、抽出剤混合
物と接触させる工程、（ｂ）土壌の細かい画分を含む液
相から土壌の粗い画分を分離する工程、（ｃ）細かい土
壌画分から液相を分離する工程、および（ｄ）工程
（ｂ）で得た粗い土壌画分および工程（ｃ）で得た細か
い土壌画分を乾燥させる工程を含んで成る方法に関す
る。
に対して高い溶剤能力を有する抽出剤を使用し、非常に
少量の親水性共溶剤を加えることにより土壌と抽出剤の
接触を改良する、汚染土壌の処理方法により解決した。
そこで、本発明は、５％〜土壌容水量の閾値までの量の
水、および高沸点有機汚染物を含む土壌で構成される組
成物から、該高沸点有機汚染物を分離する方法であっ
て、（ａ）該組成物を、該組成物の石油画分用の溶剤お
よび極性共溶剤からなり、該溶剤および共溶剤が、組成
物中に含まれる水と単一の液相を構成できる様に選択さ
れ、その様な比率で互いに混合されている、抽出剤混合
物と接触させる工程、（ｂ）土壌の細かい画分を含む液
相から土壌の粗い画分を分離する工程、（ｃ）細かい土
壌画分から液相を分離する工程、および（ｄ）工程
（ｂ）で得た粗い土壌画分および工程（ｃ）で得た細か
い土壌画分を乾燥させる工程を含んで成る方法に関す
る。
【０００４】溶剤と共溶剤の対を選択する際、非毒性で
あり（どの様にしても、少量の溶剤が処理した土壌中に
残留する）、揮発性であり（したがって、土壌から容易
に除去できる）、安価であり、容易に入手できる物質を
使用する、という必要条件を考慮すべきである。好まし
い条件下では、溶剤は酢酸エチルであり、共溶剤はアセ
トンおよび酢酸から選択する。土壌中に含まれる水と混
合して単一の液相を形成できる溶剤：共溶剤の最適重量
比は、合目的的に作成した状態図から出発することによ
り、計算することができる。この様にして、極性溶剤の
消費量を最少に抑え、土壌と抽出剤を最も効果的に接触
させることができる抽出剤混合物が得られる。湿潤土壌
と抽出剤混合物の重量比は、ある範囲内で変えることが
できるが、好ましい条件下では、その様な比率は１：１
である。また、必要であれば、抽出工程（ａ）を繰り返
し実行することもできる。（ｂ）および（ｃ）による分
離は、篩分けにより、または湿式サイクロンを使用して
行なうことができるが、少量だけを処理する場合は、遠
心分離を利用することもできる。乾燥工程（ｄ）は、乾
燥機またはデシケーター、噴霧乾燥機、あるいは先行技
術から公知の他の技術により行なうことができる。本方
法により、適当な組成を有する親水性／疎水性溶剤系の
使用は、単一成分系で可能な結果よりも優れた結果をも
たらすことができ、汚染の“歴史”、すなわち、例えば
土壌の汚染が雨の前、または後に起きたか、に左右され
ない。
あり（どの様にしても、少量の溶剤が処理した土壌中に
残留する）、揮発性であり（したがって、土壌から容易
に除去できる）、安価であり、容易に入手できる物質を
使用する、という必要条件を考慮すべきである。好まし
い条件下では、溶剤は酢酸エチルであり、共溶剤はアセ
トンおよび酢酸から選択する。土壌中に含まれる水と混
合して単一の液相を形成できる溶剤：共溶剤の最適重量
比は、合目的的に作成した状態図から出発することによ
り、計算することができる。この様にして、極性溶剤の
消費量を最少に抑え、土壌と抽出剤を最も効果的に接触
させることができる抽出剤混合物が得られる。湿潤土壌
と抽出剤混合物の重量比は、ある範囲内で変えることが
できるが、好ましい条件下では、その様な比率は１：１
である。また、必要であれば、抽出工程（ａ）を繰り返
し実行することもできる。（ｂ）および（ｃ）による分
離は、篩分けにより、または湿式サイクロンを使用して
行なうことができるが、少量だけを処理する場合は、遠
心分離を利用することもできる。乾燥工程（ｄ）は、乾
燥機またはデシケーター、噴霧乾燥機、あるいは先行技
術から公知の他の技術により行なうことができる。本方
法により、適当な組成を有する親水性／疎水性溶剤系の
使用は、単一成分系で可能な結果よりも優れた結果をも
たらすことができ、汚染の“歴史”、すなわち、例えば
土壌の汚染が雨の前、または後に起きたか、に左右され
ない。
【０００５】下記の実施例は、本発明をより詳細に説明
するためであって、本発明を制限するものではない。実施例１〜５ 酢酸エチル（溶剤）、アセトン（共溶剤）および水から
なる系は、図１に示す（等温）三元状態図で表すことが
できるが、そこでは溶剤とＨ2 Ｏの部分的に相互に混和
し得るので、非混和領域が存在する。該非混和領域の内
側に入る組成を有する系は、自然に相分離を起こし、２
つの相を形成し、反対に、組成が該非混和領域の外にあ
る系は、単一の相を構成する。土壌中に含まれるＨ2 Ｏ
が遊離水と見なし得ると仮定して、土壌：抽出剤＝１：
１の比率を維持しながら単一相を得るために酢酸エチル
に加えるべきアセトンの最小含有量は、三角形の図か
ら、非混和領域の閾組成物を見出だすことにより決定さ
れる（以下、“系の百分率”と呼ぶ）。溶剤混合物を選
択するには、土壌の種類、砂質か泥質か、を考慮する必
要は無く、土壌の含水量を知るだけで十分である。表１
で、土壌中の様々な水分百分率に対して、および１：１
の土壌：抽出剤の比率（Ｓ／Ｅ）に対して、適当な酢酸
エチル：アセトンの混合物を示す。再生すべき砂質土壌
の、それぞれ総重量が１００ｇの複数の試料を実験室
で、下記の手順にしたがって操作し、製造する。
するためであって、本発明を制限するものではない。実施例１〜５ 酢酸エチル（溶剤）、アセトン（共溶剤）および水から
なる系は、図１に示す（等温）三元状態図で表すことが
できるが、そこでは溶剤とＨ2 Ｏの部分的に相互に混和
し得るので、非混和領域が存在する。該非混和領域の内
側に入る組成を有する系は、自然に相分離を起こし、２
つの相を形成し、反対に、組成が該非混和領域の外にあ
る系は、単一の相を構成する。土壌中に含まれるＨ2 Ｏ
が遊離水と見なし得ると仮定して、土壌：抽出剤＝１：
１の比率を維持しながら単一相を得るために酢酸エチル
に加えるべきアセトンの最小含有量は、三角形の図か
ら、非混和領域の閾組成物を見出だすことにより決定さ
れる（以下、“系の百分率”と呼ぶ）。溶剤混合物を選
択するには、土壌の種類、砂質か泥質か、を考慮する必
要は無く、土壌の含水量を知るだけで十分である。表１
で、土壌中の様々な水分百分率に対して、および１：１
の土壌：抽出剤の比率（Ｓ／Ｅ）に対して、適当な酢酸
エチル：アセトンの混合物を示す。再生すべき砂質土壌
の、それぞれ総重量が１００ｇの複数の試料を実験室
で、下記の手順にしたがって操作し、製造する。
【０００６】予め乾燥させた砂質土壌８９ｇに、Ｈ2 Ｏ
１０ｇを加え、この混合物を均質化し、約４時間平衡
化する。次いで、（アラビア軽質）原油１ｇを加え、混
合物を均質化し、一晩（約１６時間）平衡化する。この
土を含水量が１０％の等しい５つの試料に分割し、下記
の異なった溶剤：共溶剤系を使用し、土：抽出剤比１：
１で、１工程再生試験を行なうのに使用する。 １＝アセトン ２＝石油エーテル ３＝酢酸エチル ４＝酢酸エチル／酢酸 ５＝酢酸エチル／アセトン 分離工程（ｂ）は、１０６ミクロンのメッシュ開口部を
有する振動篩で行ない、分離工程（ｃ）は、７００ｘｇ
の遠心分離により行なう。固体画分は１０５℃で２時間
オーブン乾燥させる。結果を表２に示すが、そこでは、
“Ｒ”は除去効率を表し、初期汚染（Ｉｉ）と最終汚染
（Ｉｆ）の差の初期汚染に対する比率を１００倍して表
わす。式は、 Ｒ＝［（Ｉｉ−Ｉｆ）／Ｉｉ］ｘ１００ である。“Ｒｅｓ”は土壌の残留汚染を表わし、再生処
理を行なった試料の一部を、ソックスレー抽出器中で塩
化メチレンで抽出して得た乾燥物質の％として表示す
る。 可能な場合には、残留汚染物は両土壌画分、すな
わち粗い画分（＞１０６ミクロン）および細かい画分
（＜１０６ミクロン）、について行なったが、振動篩に
より細かい画分が分離できなかったために、粗い画分に
関する値だけが存在する場合もある。その様な現象は、
極性溶剤を使用したために、土壌粒子の湿った表面と十
分に接触せず、これらの粒子を互いに付着したままであ
る（凝集）場合に起こる。表の３行目には、処理した試
料の汚染の重量平均値を示してある。
１０ｇを加え、この混合物を均質化し、約４時間平衡
化する。次いで、（アラビア軽質）原油１ｇを加え、混
合物を均質化し、一晩（約１６時間）平衡化する。この
土を含水量が１０％の等しい５つの試料に分割し、下記
の異なった溶剤：共溶剤系を使用し、土：抽出剤比１：
１で、１工程再生試験を行なうのに使用する。 １＝アセトン ２＝石油エーテル ３＝酢酸エチル ４＝酢酸エチル／酢酸 ５＝酢酸エチル／アセトン 分離工程（ｂ）は、１０６ミクロンのメッシュ開口部を
有する振動篩で行ない、分離工程（ｃ）は、７００ｘｇ
の遠心分離により行なう。固体画分は１０５℃で２時間
オーブン乾燥させる。結果を表２に示すが、そこでは、
“Ｒ”は除去効率を表し、初期汚染（Ｉｉ）と最終汚染
（Ｉｆ）の差の初期汚染に対する比率を１００倍して表
わす。式は、 Ｒ＝［（Ｉｉ−Ｉｆ）／Ｉｉ］ｘ１００ である。“Ｒｅｓ”は土壌の残留汚染を表わし、再生処
理を行なった試料の一部を、ソックスレー抽出器中で塩
化メチレンで抽出して得た乾燥物質の％として表示す
る。 可能な場合には、残留汚染物は両土壌画分、すな
わち粗い画分（＞１０６ミクロン）および細かい画分
（＜１０６ミクロン）、について行なったが、振動篩に
より細かい画分が分離できなかったために、粗い画分に
関する値だけが存在する場合もある。その様な現象は、
極性溶剤を使用したために、土壌粒子の湿った表面と十
分に接触せず、これらの粒子を互いに付着したままであ
る（凝集）場合に起こる。表の３行目には、処理した試
料の汚染の重量平均値を示してある。
【０００７】実施例６〜１０ 再生すべき砂質土の、総重量がそれぞれ１００ｇの一連
の試料を、土を最初に汚染し、次いで湿らせた以外は、
実施例１〜５と同じ手順により実験室で操作し、製造し
た。処理後に得られた結果を表３に示す。石油エーテル
による除去効率は、汚染態様により著しく異なることに
注意すべきである。
の試料を、土を最初に汚染し、次いで湿らせた以外は、
実施例１〜５と同じ手順により実験室で操作し、製造し
た。処理後に得られた結果を表３に示す。石油エーテル
による除去効率は、汚染態様により著しく異なることに
注意すべきである。
【０００８】実施例１１〜１５ 再生すべき泥質土の、総重量がそれぞれ１００ｇの一連
の試料を、下記の手順により製造する。 （ａ）予め乾燥させた泥質土７４ｇをＨ2 Ｏ ２５ｇと
混合し、この混合物を均質化し、数時間（約４時間）平
衡化する。 （ｂ）その後、（アラビア軽質）原油１ｇを加え、混合
物を一晩（約１６時間）平衡化する。 処理後に得られた結果を表４に示す。
の試料を、下記の手順により製造する。 （ａ）予め乾燥させた泥質土７４ｇをＨ2 Ｏ ２５ｇと
混合し、この混合物を均質化し、数時間（約４時間）平
衡化する。 （ｂ）その後、（アラビア軽質）原油１ｇを加え、混合
物を一晩（約１６時間）平衡化する。 処理後に得られた結果を表４に示す。
【０００９】実施例１６〜２０ 再生すべき砂質土壌の、総重量がそれぞれ１００ｇの一
連の試料を、土を最初に汚染し、次いで湿らせた以外
は、実施例１１〜１５と同じ手順により実験室で操作
し、製造した。処理後に得られた結果を表５に示す。こ
の場合も、混合物で処理することにより得られる除去効
果は、汚染の歴史に無関係であり、単一の溶剤による処
理、特に石油エーテルを使用する場合と異なっている。
連の試料を、土を最初に汚染し、次いで湿らせた以外
は、実施例１１〜１５と同じ手順により実験室で操作
し、製造した。処理後に得られた結果を表５に示す。こ
の場合も、混合物で処理することにより得られる除去効
果は、汚染の歴史に無関係であり、単一の溶剤による処
理、特に石油エーテルを使用する場合と異なっている。
【００１０】実施例２１ 再生すべき砂質土壌の試料を以下の様に処理する。予め
乾燥させた土９４ｇをフェナントレン（多核芳香族炭化
水素）１ｇを塩化メチレン１０ｇに溶解させた溶液と混
合する。得られた試料を均質化し、空気循環オーブン
中、５０℃で３時間かけて塩化メチレンを蒸発させる。
その後、水５ｇを加え、混合物を均質化し、一晩平衡化
させる。試料を、洗浄工程を３回、それぞれ９５：５酢
酸エチル：酢酸からなる新しい溶剤で繰り返す以外は、
実施例１〜５に記載の方法と同じ方法で再生処理に付
す。結果を表６に示す。
乾燥させた土９４ｇをフェナントレン（多核芳香族炭化
水素）１ｇを塩化メチレン１０ｇに溶解させた溶液と混
合する。得られた試料を均質化し、空気循環オーブン
中、５０℃で３時間かけて塩化メチレンを蒸発させる。
その後、水５ｇを加え、混合物を均質化し、一晩平衡化
させる。試料を、洗浄工程を３回、それぞれ９５：５酢
酸エチル：酢酸からなる新しい溶剤で繰り返す以外は、
実施例１〜５に記載の方法と同じ方法で再生処理に付
す。結果を表６に示す。
【００１１】実施例２２ 泥質土の試料を実施例２１と同じ様に処理する。結果を
表７に示す。
表７に示す。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【図１】酢酸エチル（溶剤）、アセトン（共溶剤）およ
び水からなる系の三元状態図である。
び水からなる系の三元状態図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０９Ｃ 1/08
Claims (10)
- 【請求項１】５％〜土壌容水量の閾値までの量の水、お
よび高沸点有機汚染物を含む土壌で構成される組成物か
ら、前記高沸点有機汚染物を分離する方法であって、
（ａ）前記組成物を、前記組成物の石油画分用の溶剤お
よび極性共溶剤からなり、該溶剤および共溶剤が、組成
物中に含まれる水と単一の液相を構成できる様に選択さ
れ、組成物中に含まれる水と単一の液相を構成できる比
率で互いに混合されている、抽出剤混合物と接触させる
工程、（ｂ）土壌の細かい画分を含む液相から土壌の粗
い画分を分離する工程、（ｃ）細かい土壌画分から液相
を分離する工程、および（ｄ）工程（ｂ）で得た粗い土
壌画分および工程（ｃ）で得た細かい土壌画分を乾燥さ
せる工程を含んで成ることを特徴とする方法。 - 【請求項２】汚染物質が石油または石油画分である、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項３】汚染物質が多核芳香族系物質である、請求
項１に記載の方法。 - 【請求項４】前記多核芳香族系物質がフェナントレンで
ある、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】汚染物質が有機塩素系物質である、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項６】前記工程（ａ）において、前記溶剤が酢酸
エチルである、請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】前記工程（ａ）において、前記共溶剤がア
セトンである、請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】前記工程（ａ）において、前記共溶剤が酢
酸である、請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】前記工程（ａ）において、組成物と抽出剤
混合物の重量比が１：１である、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項１０】組成物が、石油掘削に由来する油汚染廃
棄物である、請求項１に記載の方法。
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| IT94A002384 | 1994-11-24 | ||
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| JPH08206636A true JPH08206636A (ja) | 1996-08-13 |
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| EP (1) | EP0718050B1 (ja) |
| JP (1) | JP3628404B2 (ja) |
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| NL9000364A (nl) * | 1990-02-15 | 1991-09-02 | Tauw Infra Consult Bv | Inrichting voor de snelanalyse van teerkomponenten alsmede werkwijze voor een dergelijke analyse. |
| DE4026373A1 (de) * | 1990-08-21 | 1992-03-05 | Eugen Dipl Chem Dr Phil Dumont | Verfahren zur gleichzeitigen entfernung von schwermetallen und toxischen organischen substanzen aus erden, schlaemmen, staeuben |
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-
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- 1995-10-26 ES ES95116887T patent/ES2122419T3/es not_active Expired - Lifetime
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- 1995-11-01 US US08/551,337 patent/US5585002A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-24 JP JP32970795A patent/JP3628404B2/ja not_active Expired - Fee Related
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