JPH0971776A - 新規土壌凝集剤 - Google Patents
新規土壌凝集剤Info
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- JPH0971776A JPH0971776A JP26340995A JP26340995A JPH0971776A JP H0971776 A JPH0971776 A JP H0971776A JP 26340995 A JP26340995 A JP 26340995A JP 26340995 A JP26340995 A JP 26340995A JP H0971776 A JPH0971776 A JP H0971776A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、天然素材からなる水に不溶な土
壌凝集剤を提供し、生態系に安全で効果の持続性が高
く、もっと農業生産や環境保全に資することにある。 【解決手段】β型含水酸化鉄と有機酸との複合体また
は、それに更に粘土鉱物が加わった複合体からなる土壌
凝集剤。
壌凝集剤を提供し、生態系に安全で効果の持続性が高
く、もっと農業生産や環境保全に資することにある。 【解決手段】β型含水酸化鉄と有機酸との複合体また
は、それに更に粘土鉱物が加わった複合体からなる土壌
凝集剤。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、土砂流出を起こしやす
い土壌に散布することによる土砂流出防止、播種床土壌
の安定化および田植え落水時の懸濁水流出防止など農業
生産や、下水汚泥、集落排水処理など環境保全のために
使用する新規土壌凝集剤及びその製造法に関する。
い土壌に散布することによる土砂流出防止、播種床土壌
の安定化および田植え落水時の懸濁水流出防止など農業
生産や、下水汚泥、集落排水処理など環境保全のために
使用する新規土壌凝集剤及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】土砂流出量を軽減するためには、マルチ
ング、カバークロップの導入、等高線栽培の励行、超深
耕による下層土の透水性の改善、有機物の増施や土壌改
良資材による土壌の団粒化、ミニマムティレッジ等の栽
培様式、栽培管理の改善など営農的な対策や土木工学的
な対策が行われているが、種々の問題を含み根本的な解
決策は見出されていない。土砂流出防止に土壌改良資材
が有効であることは明らかであるが、経済性の問題や生
態系への問題を考慮しなくてはならない。
ング、カバークロップの導入、等高線栽培の励行、超深
耕による下層土の透水性の改善、有機物の増施や土壌改
良資材による土壌の団粒化、ミニマムティレッジ等の栽
培様式、栽培管理の改善など営農的な対策や土木工学的
な対策が行われているが、種々の問題を含み根本的な解
決策は見出されていない。土砂流出防止に土壌改良資材
が有効であることは明らかであるが、経済性の問題や生
態系への問題を考慮しなくてはならない。
【０００３】地力増進法による政令指定土壌改良資材の
うち用途（主な効果）が「土壌の団粒形成促進」と表示
されているものには、ポリビニルアルコール系資材とポ
リエチレンイミン系資材がある。ポリビニルアルコール
系資材であるポリビニルアルコールは、エチレン法、す
なわち、エチレンと酢酸を原料として作られる酢酸ビニ
ルを重合、けん化することによって製造される。ポリエ
チレンイミン系資材であるＥＢ−ａ（林化学工業株式会
社製）は、アクリル酸とメタクリル酸ジメチルアミノエ
チルの共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミン
との複合体である。このほか、政令指定土壌改良資材で
はないが、土壌に対して凝集作用を示す資材としてポリ
アクリロアミド系資材がある。その基本型はアクリルア
ミドを重合させて得られるポリアクリロアミドである。
これらの資材はいずれも水溶性の合成高分子系資材であ
り、散布された後降雨などにより除々に溶解する。この
ため凝集効果の持続性が劣り、また溶出した資材の生態
系への影響についても、まだ不明な点が多い。
うち用途（主な効果）が「土壌の団粒形成促進」と表示
されているものには、ポリビニルアルコール系資材とポ
リエチレンイミン系資材がある。ポリビニルアルコール
系資材であるポリビニルアルコールは、エチレン法、す
なわち、エチレンと酢酸を原料として作られる酢酸ビニ
ルを重合、けん化することによって製造される。ポリエ
チレンイミン系資材であるＥＢ−ａ（林化学工業株式会
社製）は、アクリル酸とメタクリル酸ジメチルアミノエ
チルの共重合物のマグネシウム塩とポリエチレンイミン
との複合体である。このほか、政令指定土壌改良資材で
はないが、土壌に対して凝集作用を示す資材としてポリ
アクリロアミド系資材がある。その基本型はアクリルア
ミドを重合させて得られるポリアクリロアミドである。
これらの資材はいずれも水溶性の合成高分子系資材であ
り、散布された後降雨などにより除々に溶解する。この
ため凝集効果の持続性が劣り、また溶出した資材の生態
系への影響についても、まだ不明な点が多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、天然素材か
ら成る水に不溶な土壌凝集剤を開発することによって、
生態系に安全に凝集効果の持続性の高い新規土壌凝集剤
を提供し、その凝集作用を農業生産や環境保全に役立て
ようとするものである。
ら成る水に不溶な土壌凝集剤を開発することによって、
生態系に安全に凝集効果の持続性の高い新規土壌凝集剤
を提供し、その凝集作用を農業生産や環境保全に役立て
ようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、β型含水酸化
鉄と有機酸との複合体からなる土壌凝集剤が上記の課題
を解決するとの知見を得て完成された。β型含水酸化鉄
は、アカガネイト（ａｋａｇａｎｅｉｔｅ）とも称さ
れ、ＦｅＯＯＨの化学構造式を有するα型（ゲータイ
ト、ｇｏｅｔｈｉｔｅ）、γ型（レピドクロサイト、ｌ
ｅｐｉｄｏｃｒｏｃｉｔｅ）とは結晶構造を異にする。
β型含水酸化鉄は、天然中に存在し、そのものを使用す
ることも可能であるが、他方、酸化第二鉄と水との反応
によって化学的に製造することができ、かかる合成品を
使用することもできる。いずれにしても、β型含水酸化
鉄は、後述するように、有機酸との複合体を十分に形成
するには、なるべく微粉砕されていることが好ましく、
そのためには、粉砕法として周知慣用の乾式または湿式
粉砕法を採用することができる。
鉄と有機酸との複合体からなる土壌凝集剤が上記の課題
を解決するとの知見を得て完成された。β型含水酸化鉄
は、アカガネイト（ａｋａｇａｎｅｉｔｅ）とも称さ
れ、ＦｅＯＯＨの化学構造式を有するα型（ゲータイ
ト、ｇｏｅｔｈｉｔｅ）、γ型（レピドクロサイト、ｌ
ｅｐｉｄｏｃｒｏｃｉｔｅ）とは結晶構造を異にする。
β型含水酸化鉄は、天然中に存在し、そのものを使用す
ることも可能であるが、他方、酸化第二鉄と水との反応
によって化学的に製造することができ、かかる合成品を
使用することもできる。いずれにしても、β型含水酸化
鉄は、後述するように、有機酸との複合体を十分に形成
するには、なるべく微粉砕されていることが好ましく、
そのためには、粉砕法として周知慣用の乾式または湿式
粉砕法を採用することができる。
【０００６】本発明の複合体を構成する他方の成分であ
る有機酸は、少なくとも１個の酸残基と少なくとも１個
の水素結合性の基とを分子中に含有する。酸残基として
は、たとえば、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基
等があげられ、また、水素結合性の基としては、たとえ
ば、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基や水酸基等
があげられる。すなわち、本発明で使用される有機酸
は、たとえば、オキシカルボン酸、オキシスルホン酸、
オキシリン酸、ジカルボン酸、カルボキシスルホン酸、
カルボキシリン酸、ジスルホン酸、スルホリン酸、ジリ
ン酸等でありうる。本発明が使用される有機酸は、芳香
族有機酸が好ましく、更に好ましくは、分子中に１個の
水酸基と１個のカルボキシ基を含有し、更に他の基を有
していてもよい芳香族有機酸、即ちオキシ安息香酸やそ
れに他の基を有する誘導体、オキシナフトエ酸やそれに
他の基を有する誘導体は更に好ましい。
る有機酸は、少なくとも１個の酸残基と少なくとも１個
の水素結合性の基とを分子中に含有する。酸残基として
は、たとえば、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基
等があげられ、また、水素結合性の基としては、たとえ
ば、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基や水酸基等
があげられる。すなわち、本発明で使用される有機酸
は、たとえば、オキシカルボン酸、オキシスルホン酸、
オキシリン酸、ジカルボン酸、カルボキシスルホン酸、
カルボキシリン酸、ジスルホン酸、スルホリン酸、ジリ
ン酸等でありうる。本発明が使用される有機酸は、芳香
族有機酸が好ましく、更に好ましくは、分子中に１個の
水酸基と１個のカルボキシ基を含有し、更に他の基を有
していてもよい芳香族有機酸、即ちオキシ安息香酸やそ
れに他の基を有する誘導体、オキシナフトエ酸やそれに
他の基を有する誘導体は更に好ましい。
【０００７】オキシカルボン酸としては、例えば、グル
コール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸等の脂肪族オキシカ
ルボン酸や、サリチル酸、バニリン酸、プロトカテキン
酸、没食子酸、シリンガ酸等をあげることができる。
コール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸等の脂肪族オキシカ
ルボン酸や、サリチル酸、バニリン酸、プロトカテキン
酸、没食子酸、シリンガ酸等をあげることができる。
【０００８】本発明によれば、β型含水酸化鉄と有機酸
との複合体は、有機酸がβ型含水酸化鉄のａｂ面に吸着
することにより形成される。有機酸の他の官能基、すな
わち水素結合性の基はａｂ面に吸着された有機酸分子の
結晶面の反対側、すなわち外側に存在しており、この水
素結合性の基が粘土鉱物表面の酸素原子と水素結合し
て、粘土−有機酸−β型含水酸化鉄からなる複合体を形
成して、凝集作用を示すものと考えられる。
との複合体は、有機酸がβ型含水酸化鉄のａｂ面に吸着
することにより形成される。有機酸の他の官能基、すな
わち水素結合性の基はａｂ面に吸着された有機酸分子の
結晶面の反対側、すなわち外側に存在しており、この水
素結合性の基が粘土鉱物表面の酸素原子と水素結合し
て、粘土−有機酸−β型含水酸化鉄からなる複合体を形
成して、凝集作用を示すものと考えられる。
【０００９】上記のように、本発明の土壌凝集剤は、β
型含水酸化鉄と有機酸との複合体からなるが、これに更
に粘土鉱物が含まれていてもよい。粘土鉱物は、β型含
水酸化鉄結晶がＣ軸方向へ成長するのを抑制し、またａ
ｂ面を拡げ、そして凝集剤の大きさを土壌中の粘土の大
きさ程度にする作用がある。それ故、付加的に含まれる
粘土鉱物の種類には特に限定はなく、たとえば、モンモ
リロナイト、バーミキュライト、パイロフィライト、タ
ルク、雲母、リヨクデイ石、カオリナイト、イノケイ酸
塩、パリゴルスカイト等の結晶性粘土鉱物や、アロフェ
ン、ヒシンゲル石のような非晶質の粘土鉱物のいずれで
あってもよく、適当な大きさに粉砕されたものが使用さ
れる。
型含水酸化鉄と有機酸との複合体からなるが、これに更
に粘土鉱物が含まれていてもよい。粘土鉱物は、β型含
水酸化鉄結晶がＣ軸方向へ成長するのを抑制し、またａ
ｂ面を拡げ、そして凝集剤の大きさを土壌中の粘土の大
きさ程度にする作用がある。それ故、付加的に含まれる
粘土鉱物の種類には特に限定はなく、たとえば、モンモ
リロナイト、バーミキュライト、パイロフィライト、タ
ルク、雲母、リヨクデイ石、カオリナイト、イノケイ酸
塩、パリゴルスカイト等の結晶性粘土鉱物や、アロフェ
ン、ヒシンゲル石のような非晶質の粘土鉱物のいずれで
あってもよく、適当な大きさに粉砕されたものが使用さ
れる。
【００１０】本発明の土壌凝集剤が粘土鉱物を含まない
場合は、土壌凝集剤は、β型含水酸化鉄が微細化された
ものの水性懸濁液に所定の有機酸をそのままもしくは水
溶液で加えて、攪拌することにより得られる。または、
有機酸の水溶液にβ型含水酸化鉄を粉末でもしくは水性
懸濁液で加えて攪拌することにより得られる。得られた
土壌凝集剤は、適宜、濾取して乾燥することにより、乾
物として得ることができる。
場合は、土壌凝集剤は、β型含水酸化鉄が微細化された
ものの水性懸濁液に所定の有機酸をそのままもしくは水
溶液で加えて、攪拌することにより得られる。または、
有機酸の水溶液にβ型含水酸化鉄を粉末でもしくは水性
懸濁液で加えて攪拌することにより得られる。得られた
土壌凝集剤は、適宜、濾取して乾燥することにより、乾
物として得ることができる。
【００１１】本発明の土壌凝集剤が粘土鉱物を含む場合
は、粘土鉱物の懸濁液に、第二塩化鉄水溶液を滴下し、
懸濁液のｐＨを、適当な塩基、たとえば水酸化ナトリウ
ムの水溶液で約５に調整することにより、粘土鉱物の表
面にβ型含水酸化鉄を析出させ、更に、このものに有機
酸の水溶液を添加して粘土鉱物表面上のβ型含水酸化鉄
表面に有機酸を吸着させて得ることができる。得られた
土壌凝集剤は、適宜、濾取して乾燥することにより、乾
物として得ることができる。
は、粘土鉱物の懸濁液に、第二塩化鉄水溶液を滴下し、
懸濁液のｐＨを、適当な塩基、たとえば水酸化ナトリウ
ムの水溶液で約５に調整することにより、粘土鉱物の表
面にβ型含水酸化鉄を析出させ、更に、このものに有機
酸の水溶液を添加して粘土鉱物表面上のβ型含水酸化鉄
表面に有機酸を吸着させて得ることができる。得られた
土壌凝集剤は、適宜、濾取して乾燥することにより、乾
物として得ることができる。
【００１２】本発明の土壌改良剤において、β型含水酸
化鉄と有機酸との比率、および粘土鉱物を含む場合は、
粘土鉱物とβ型含水酸化鉄と有機酸との比率は、任意に
設定することができる。これらの成分の種類、組合せ、
および配含比率を適宜選択することによって、凝集効果
を調整することができる。
化鉄と有機酸との比率、および粘土鉱物を含む場合は、
粘土鉱物とβ型含水酸化鉄と有機酸との比率は、任意に
設定することができる。これらの成分の種類、組合せ、
および配含比率を適宜選択することによって、凝集効果
を調整することができる。
【００１３】
【実施例】次に実施例によって、本発明をより具体的に
説明する。
説明する。
【００１４】実施例１ 蒸留水３．５ｌに５０ｇの粘土（モンモリロナイト）を
懸濁させ、攪拌しながら塩化第二鉄水溶液５００ｍｌ
（ＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏとして１０７ｇ）滴下した。滴
下終了後の懸濁液のｐＨは１．５前後に低下した。１規
定水酸化ナトリウム水溶液を用いてｐＨを５前後に調整
することによって、β型含水酸化鉄の結晶をモンモリロ
ナイトの表面に析出させた。これにシリンガ酸（４−ヒ
ドロキシ−３、５−ジメトキシ安息香酸）水溶液１ｌ
（１．２５ｇ／ｌ）を添加し、粘土表面上のβ型含水酸
化鉄表面にシリンガ酸を吸着させて懸濁状態の土壌凝集
剤を得た。この物を、濾取、乾燥して乾物状態の土壌凝
集剤８７ｇを得た。粘土画分の高い土壌である国頭マー
ジ（沖縄県、細粒黄色土）を用いて、本実施例の土壌凝
集剤の効果を市販の土壌凝集剤ＥＢ−ａ（既出）と比較
しつつ、その効果を調べた。
懸濁させ、攪拌しながら塩化第二鉄水溶液５００ｍｌ
（ＦｅＣｌ３・６Ｈ２Ｏとして１０７ｇ）滴下した。滴
下終了後の懸濁液のｐＨは１．５前後に低下した。１規
定水酸化ナトリウム水溶液を用いてｐＨを５前後に調整
することによって、β型含水酸化鉄の結晶をモンモリロ
ナイトの表面に析出させた。これにシリンガ酸（４−ヒ
ドロキシ−３、５−ジメトキシ安息香酸）水溶液１ｌ
（１．２５ｇ／ｌ）を添加し、粘土表面上のβ型含水酸
化鉄表面にシリンガ酸を吸着させて懸濁状態の土壌凝集
剤を得た。この物を、濾取、乾燥して乾物状態の土壌凝
集剤８７ｇを得た。粘土画分の高い土壌である国頭マー
ジ（沖縄県、細粒黄色土）を用いて、本実施例の土壌凝
集剤の効果を市販の土壌凝集剤ＥＢ−ａ（既出）と比較
しつつ、その効果を調べた。
【００１５】実施例２ 国頭マージの粘土画分０．１ｇの水性懸濁液に、本発明
および市販の土壌凝集剤をそれぞれ０．０２５ｇ添加し
て５分間静置したところ、本発明の土壌凝集剤では上液
が完全に透明になったが、市販の土壌凝集剤では上液は
白濁していた。
および市販の土壌凝集剤をそれぞれ０．０２５ｇ添加し
て５分間静置したところ、本発明の土壌凝集剤では上液
が完全に透明になったが、市販の土壌凝集剤では上液は
白濁していた。
【００１６】実施例３ １０ｇの国頭マージの粒径は、０．０５ｍｍ以上（Ａ）
が６．８７ｇ、０．０５〜０．０３ｍｍ（Ｂ）が２．５
０ｇ、０．０３〜０．０２ｍｍ（Ｃ）が０．３２ｇ、
０．０２ｍｍ以下（Ｄ）が０．３１ｇであった。１ｌの
メスシリンダーに１０ｇの試料を入れて、加水、攪拌し
て懸濁させた。これに、本発明の土壌凝集剤を０．０２
５ｇ添加したとき、上記の粒径画分は、それぞれ（Ａ）
が９．２ｇ、（Ｂ）が０．５２ｇ、（Ｃ）が０．１６
ｇ、（Ｄ）が０．１０ｇとなり、また本発明の土壌凝集
剤を０．０５ｇ添加したときは、（Ａ）が９．５８ｇ、
（Ｂ）が０．３４ｇ、（Ｃ）＋（Ｄ）が０．０８ｇとな
り、市販の土壌凝集剤と同程度の凝集効果を示した。
が６．８７ｇ、０．０５〜０．０３ｍｍ（Ｂ）が２．５
０ｇ、０．０３〜０．０２ｍｍ（Ｃ）が０．３２ｇ、
０．０２ｍｍ以下（Ｄ）が０．３１ｇであった。１ｌの
メスシリンダーに１０ｇの試料を入れて、加水、攪拌し
て懸濁させた。これに、本発明の土壌凝集剤を０．０２
５ｇ添加したとき、上記の粒径画分は、それぞれ（Ａ）
が９．２ｇ、（Ｂ）が０．５２ｇ、（Ｃ）が０．１６
ｇ、（Ｄ）が０．１０ｇとなり、また本発明の土壌凝集
剤を０．０５ｇ添加したときは、（Ａ）が９．５８ｇ、
（Ｂ）が０．３４ｇ、（Ｃ）＋（Ｄ）が０．０８ｇとな
り、市販の土壌凝集剤と同程度の凝集効果を示した。
【００１７】
【発明の効果】本発明の土壌凝集剤は、天然物を素材と
し生態系に安全であって、かつ凝集効果の持続性が高
く、農業生産や環境保全に用いることができる。
し生態系に安全であって、かつ凝集効果の持続性が高
く、農業生産や環境保全に用いることができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｃ０９Ｋ 101:00 103:00
Claims (7)
- 【請求項１】 β型含水酸化鉄と有機酸との複合体から
なる土壌凝集剤。 - 【請求項２】 有機酸が少なくとも１個の酸残基と少な
くとも１個の水素結合性の基とを有する有機酸である請
求項１に記載の土壌凝集剤。 - 【請求項３】 酸残基がカルボキシ基、スルホン酸基ま
たはリン酸基であり、水素結合性の基が水酸基、カルボ
キシ基、スルホン酸基またはリン酸基である請求項２に
記載の土壌凝集剤。 - 【請求項４】 有機酸が芳香族有機酸である請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の土壌凝集剤。 - 【請求項５】 有機酸が１個のカルボキシ基と１個の水
酸基をもつ芳香族有機酸である請求項１ないし請求項４
のいずれかに記載の土壌凝集剤。 - 【請求項６】 β型含水酸化鉄が微粉砕されたものであ
る請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の土壌凝集
剤。 - 【請求項７】 付加的に粘土鉱物を含む請求項１ないし
請求項６のいずれかに記載の土壌凝集剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26340995A JP2741746B2 (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 新規土壌凝集剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26340995A JP2741746B2 (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 新規土壌凝集剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0971776A true JPH0971776A (ja) | 1997-03-18 |
| JP2741746B2 JP2741746B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=17389105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26340995A Expired - Lifetime JP2741746B2 (ja) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | 新規土壌凝集剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2741746B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010201385A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Taiheiyo Cement Corp | 重金属含有畑地土壌の浄化方法 |
-
1995
- 1995-09-06 JP JP26340995A patent/JP2741746B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010201385A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Taiheiyo Cement Corp | 重金属含有畑地土壌の浄化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2741746B2 (ja) | 1998-04-22 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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|
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