JPH1034126A - 重金属汚染土壌の浄化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】汚染土壌中に含まれる重金属類を効率よく浄化
させる方法及びそれに用いる浄化装置を提供する。 【解決手段】重金属類を含有する汚染土壌中に相互に対
向するように陽極電極１と陰極電極２を設置する工程
と、前記陽極電極１及び陰極電極２のうちの少なくとも
一方を、有孔管３内に電極体を設けた二重管構造の電極
管とし、この二重管構造の電極管の前記有孔管３と電極
体の間に、酸、アルカリ若しくはこれらの塩又は重金属
類と錯体を形成しうる錯体形成化合物を含む薬液を注入
しつつ、前記陽極電極１と陰極電極２との間に直流電流
を印加して、重金属類を前記陽極電極側又は陰極電極側
に移動させる通電工程と、前記陽極電極側又は陰極電極
側に移動した重金属類を前記汚染土壌の系外へ排出する
排水工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重金属類で汚染さ
れた土壌を、そのままの原位置の状態で浄化する方法及
びそれに用いる浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種産業の工場敷地内や工場設備から漏
洩した公害汚染物質が工場周辺の地盤に流失・浸透して
周辺地域の土壌が汚染された場合、或いは産業廃棄物か
ら浸出した有害物質によって土壌が汚染された場合、公
害を引き起こす物質で汚染された土壌をそのままの原位
置の状態で浄化する方法として、従来から不溶化法やコ
ンクリート固化法などが採られてきた。しかし、これら
の方法では、汚染物質が土壌中に残るため、長期にわた
り安全性が確保されるわけではない。

【０００３】そこで、動電現象（電気浸透）を利用し
て、土壌に水を通して汚染物質を含む水を陰極に集め、
これを汲み上げて浄化処理する方法が提案されている
（特開平５−５９７１６号公報等）。しかしながら、こ
の方法で重金属類を含む土壌を浄化しようとしても、重
金属類は陰極周辺に濃縮されるだけで、系外へ十分に排
出することができなかった。すなわち、重金属類が高ア
ルカリ域で難溶性の化合物を形成し、地盤中に留まると
いう問題があった。更に、動電現象を利用する方法にお
いては、重金属類の汚染土壌の浄化効率は、電位差勾配
が支配的な要因であるが、通電を続けるにつれて陰極付
近の土壌が高アルカリ性になり、陰極付近で電位差勾配
が急激に変化する現象が見られ、この現象のために重金
属類の浄化効率が著しく低下してしまうという問題もあ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、汚染土壌中
に含まれる重金属類を効率よく浄化させる方法及びそれ
に用いる浄化装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するに
は、薬液を供給することによって陰極周辺の土壌のｐＨ
を中性乃至酸性に保持できれば、重金属を土壌系外に排
出することが可能となり、かつ電位差勾配を均一に維持
できるので、効率的な浄化処理ができると推察される。

【０００６】しかし通常、浄化対象地盤の透水係数は10
^-3 〜 10^-5 と非常に小さいため十分な量の薬液を土壌
に浸透させることは困難である。本願発明者等はこの点
に着目し、薬液を電極周辺に供給するのではなく、電極
表面に直接接触しうるように供給するのが有効であるこ
とを見い出して本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち本発明の重金属汚染土壌の浄化方
法は、重金属類を含有する汚染土壌中に相互に対向する
ように陽極電極１と陰極電極２を設置する工程と、前記
陽極電極１及び陰極電極２のうちの少なくとも一方を、
有孔管３内に電極体を設けた二重管構造の電極管とし、
この二重管構造の電極管の前記有孔管３と電極体の間
に、酸、アルカリ若しくはこれらの塩又は重金属類と錯
体を形成しうる錯体形成化合物を含む薬液を注入しつ
つ、前記陽極電極１と陰極電極２との間に直流電流を印
加して、重金属類を前記陽極電極側又は陰極電極側に移
動させる通電工程と、前記陽極電極側又は陰極電極側に
移動した重金属類を前記汚染土壌４の系外へ排出する排
水工程とを含むものである。

【０００８】ここで前記陰極電極を、有孔管内に電極体
を設けた二重管構造の電極管とし、前記酸を前記陰極電
極の有孔管と電極体の間に注入することが可能である。
また前記陽極電極を、有孔管内に電極体を設けた二重管
構造の電極管とし、前記アルカリを前記陽極電極の有孔
管と電極体の間に注入することもできる。

【０００９】さらに、前記陽極陽電極と陰極電極とを、
有孔管内に電極体を設けた二重管構造の電極管とし、前
記酸または前記アルカリを、それぞれの電極の有孔管と
電極体の間に注入することも可能である。

【００１０】本発明の重金属汚染土壌の浄化装置は、陽
極電極１と、陰極電極２と、酸、アルカリ若しくはこれ
らの塩又は重金属類と錯体を形成しうる錯体形成化合物
を含む薬液を収容した薬液添加槽５と、直流電源７とを
備えた重金属類を含む汚染土壌の浄化装置であって、前
記陽極電極１及び陰極電極２を直流電源７の陽極側及び
陰極側へ各々接続すると共に、前記薬液添加槽５と前記
陽極電極１及び陰極電極２の少なくとも一方の電極側と
の間に前記薬液添加槽５から前記電極側へ前記薬液を注
入するための薬液導入管８を配設し、かつ前記陽極電極
側又は陰極電極側に該電極側から重金属類及び間隙水を
排出するための排水管９を配設したことを特徴とするも
のである。

【００１１】この装置は、前記陽極電極１及び陰極電極
２の少なくとも一方が有孔管３内に電極体を設けた二重
管構造の電極管であり、かつ前記薬液導入管８が前記薬
液添加槽５から前記有孔管３と電極体との間へ薬液を注
入できるように配設することができる。

【００１２】またこの装置は、前記陽極陽電極１と陰極
電極２とを、有孔管３内に電極体を設けた二重管構造の
電極管であり、かつ前記薬液導入管８が前記薬液添加槽
５から前記有孔管３と電極体との間へ薬液を注入できる
ように配設することができる。

【００１３】本発明によれば、二重管構造の電極に対
し、薬液を前記電極の有孔管３と電極体の間の空間に注
入するので、前記電極に直接薬液が接触する。これによ
り陰極付近での高アルカリ域の形成を有効的に防止で
き、電位差勾配が急激に変化する変曲点ができない。従
って、通電効率がよくなり、更に陰極周辺で重金属類が
難溶性の化合物を形成することがないため、重金属類を
含む水の移動を効率的に行うことができ、土壌系外へ重
金属類を効率よく排出することができる。このように本
発明の方法及び装置は浄化効率に優れたものであり、特
に鉛、カドミウム、水銀、砒素、クロム等の重金属によ
り汚染された土壌の浄化に好適に利用できるものであ
る。

【００１４】なお、重金属類の移動に際しては、電気浸
透現象による土壌中の間隙水の移動は必ずしも必要とし
ない。間隙水がなくても、重金属類は電気泳動、又はイ
オン移動の作用によって土壌系外に取り出すことができ
る。

【００１５】本発明の重金属汚染物質の浄化方法は、以
下の工程を含む。第１に、重金属類を含有する汚染土壌
４中に相互に対向するように陽極電極１と陰極電極２を
設置する工程である。

【００１６】第２に、前記陽極電極１及び陰極電極２の
うちの少なくとも一方を、有孔管３内に電極体を設けた
二重管構造の電極管とし、この二重管構造の電極管の前
記有孔管３と電極体の間に、酸、アルカリ若しくはこれ
らの塩又は重金属類と錯体を形成しうる錯体形成化合物
を含む薬液を注入しつつ、前記陽極電極１と陰極電極２
との間に直流電流を印加して、重金属類を前記陽極電極
側又は陰極電極側に移動させる通電工程である。すなわ
ち、両電極間に直流電圧を負荷し、電極間の汚染土壌４
中に動電現象を生じさせることにより、土壌中の重金属
類を、陰極電極側または陽極電極側に移動させることが
できる。また電気浸透現象により、土壌間隙水は、通常
は陽極方向から陰極方向に移動し陰極側に集水される
が、土壌間隙水の酸性度や土の性質によって陰極方向か
ら陽極方向へ移動し、陽極側へ集水される場合がある。

【００１７】電極側への集水と共に、薬液添加槽５から
薬液導入管８を介して陽極電極及び／又は陰極電極付近
に酸、アルカリ若しくはこれらの塩又は重金属類と錯体
を形成しうる錯体形成化合物を含む薬液を注入する。酸
又はその塩を注入すると、電極付近の土のｐＨを酸性側
で一定に維持することが可能となり、これにより陰極側
においては中和効果により高アルカリ域の形成及び難溶
性塩の形成を防ぐことができる。

【００１８】使用する酸は、無機酸及び有機酸のいずれ
でもよい。無機酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、他等が
挙げられる。有機酸としては、酢酸、シュウ酸他等が挙
げられる。これらは各々単独でも２種以上を併用しても
よい。また、無機酸と有機酸とを組み合わせて用いるこ
ともできる。これらの無機酸又は有機酸の塩としては、
ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、マグネ
シウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩等が挙
げられる。

【００１９】使用するアルカリとしては、ＮＨ₄、Ｎａ
ＯＨ、ＫＯＨ他等が挙げられる。これらは各々単独でも
２種以上を併用してもよい。これらの塩としては、ナト
リウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、マグネシウ
ム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩他等が挙げ
られる。

【００２０】使用する錯体形成化合物としては、重金属
イオンと特異的に反応して安定な錯体を形成しうる化合
物であれば特に限定されないが、例えば酒石酸、ジエチ
ルジチオカルバミン酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤ
ＴＡ）等が挙げられる。

【００２１】酸、アルカリ若しくはこれらの塩又は錯体
形成化合物の薬液中における濃度は、好ましくは０．０
１〜１０モル／ｌ、より好ましくは０．１〜０．５モル
／ｌとする。

【００２２】薬液は、陽極電極側のみに注入しても、陰
極電極側のみに注入しても、また両電極側に注入するこ
ととしてもよい。また各電極を有孔管１４、１５（図
６）を有する二重管構造の電極管として、前記薬液を有
孔管１４、１５と電極体１２、１３との間の空間に注入
することができる。例えば、前記陰極電極１０を二重管
構造の電極管とし、薬液として酸又はその塩を前記陰極
電極１０の有孔管１４と電極体１２の間に連続的に注入
して前記陰極電極１０側のｐＨを酸性に維持することに
より、陰極付近での高アルカリ域の形成を防止すること
ができる。他方、前記陽極電極１１も前記陰極電極１０
と同様の二重管構造とし、アルカリ又はその塩を前記陽
極電極１１の有孔管１５と電極体１３の間に注入するこ
とにより、汚染物の浄化効率を高めることができる。

【００２３】アルカリ又はその塩を注入するのは、次の
ような場合である。 Ｃｒ、Ａｓ、Ｐｂなどの陰イオンである両性金属類に
対しては、汚染土壌のｐＨをアルカリ性に保持したほう
がイオンとしての安定性が高くなり、効率的な浄化が可
能になる場合がある。このため陽極用二重管電極にアル
カリ性溶液を直接注入することがある。 電気浸透現象による水の移動速度は、土壌のｐＨに影
響されるが、長期間酸性雰囲気にさらされると水の移動
がほとんど停止してしまう。この場合はアルカリを注入
して土壌のｐＨを高めることで、再度水を移動させるこ
とができる。 陰極に酸を注入しながら浄化処理をすると、汚染物質
を浄化した後の土壌のｐＨは強酸性になるので、土壌の
ｐＨを中和することが必要となる。陽極周辺の土壌は間
隙水の電気分解の影響により酸性になるため、中和手段
として陽極にアルカリ性溶液を注入する。

【００２４】さらに重金属類と錯体を形成しうる錯体形
成化合物を注入すると、該化合物と重金属類との錯体が
形成され、重金属類の抽出効果を高めることができる。
次に、前記陽極電極側又は陰極電極側に移動した重金属
類を前記汚染土壌の系外へ排出する排水工程である。す
なわち、重金属類を含有する水を排水管９を系外へ排出
することにより、汚染土壌４から重金属類を除去するこ
とができる。

【００２５】尚、前記通電工程と排水工程とは、相互に
同時進行させることにより、連続的に汚染土壌の浄化を
行うことができる。本発明の方法においては、上記工程
において陽極電極側又は陰極電極側に移動した重金属類
及び間隙水を、排水管９（図１）を介して系外へ排出す
る。排水管９は、陽極電極若しくは陰極電極の付近、又
は陽極電極若しくは陰極電極を中空管とする場合は該中
空管内に排水管の一端を設置し、そこから排水を行うこ
とができる。また有孔管と電極体との間の空間に排水管
を設置してここから排出することもできる。また、この
排水工程においては、前記排水管９のもう一方の端を汚
染水処理装置６に接続させることにより、汚染水を汚染
水処理装置６に導入して浄化処理し、重金属類を回収す
ることができる。さらに、この汚染水処理装置６により
浄化処理された水を陽極電極側又は陰極電極側に注入し
て汚染土壌に水を供給し、再利用させることもできる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき詳細に述べる。 （実施の形態１）陰極電極を二重管とした場合につい
て、図１を参照して説明する。

【００２７】本発明の第１の工程において、陽極電極１
と陰極電極２とは、汚染土壌４中に相互に対向するよう
に設置される。ここで、各電極を設置する前に、重金属
汚染土壌４から雨水の浸透等によって汚染物質が周囲に
拡散して汚染区域が拡大されることを防ぐために、あら
かじめ汚染区域の周囲に汚染土壌の深度から浸透流が回
り込まない深さまで遮水壁（図示せず）を設けるのが好
ましい。遮水壁を設置する方法としては既知の工法（例
えばシートパイルや連続壁工法など）を採用することが
できる。

【００２８】さらに、汚染土壌の下に透水係数の非常に
大きい地盤（例えば、砂層）がある場合は、遮水壁だけ
では二次汚染の拡大を防ぐことができない。このため、
汚染土壌を一旦、原地盤から掘削除去し、非伝導性の容
器等に移動させ、汚染物質を管理された環境で除去する
ことにより、汚染物質が周囲に拡散して汚染区域が拡大
することを防ぐ方法もある。

【００２９】また各電極は、各々汚染土壌の広さに応じ
て一対又は複数対用いることができる。また、汚染土壌
の厚さより深く、且つ各々が対向するように地中に各電
極をそれぞれ管列を形成して設置するのが好ましい。

【００３０】各電極は、重金属類を含有する汚染土壌中
に設置されて通電される。ここで、汚染土壌がもともと
本発明の方法の適用上十分な水を含んでいる土壌等の場
合はそのまま電極を設置することができる。汚染土壌が
十分な水を含んでいない場合は、電極を設置する前又は
設置した後に、前記汚染土壌中に水を浸透させるのが好
ましい。水を浸透させる方法としては、通電前に予め汚
染土壌に散水する方法や、陽極電極側又は陰極電極側に
注水して通電する、あるいは通電工程中に陽極電極側又
は陰極電極側に適宜注水することにより、電気浸透現象
によって汚染土壌中に水を浸透させる方法等が挙げられ
る。

【００３１】陰極電極は、図２に示すように、外周壁面
に複数の孔を有する有孔管３の内部に陰極電極２を設置
した二重管構造の電極管である。この有孔管３と電極体
３１の間の空間には、内部の溶媒を排出する排水管９
と、酸性溶液の薬液導入管８が挿入されている。

【００３２】前記陰極電極２を収容する有孔管３は、硬
質プラスチックメッシュからなる。有孔管３の素材は非
伝導性のものから選ばれるが、好ましくは硬質ゴムやプ
ラスチックからなるものが用いられる。有孔管の外周壁
面の孔の大きさ、形状及び数については特に制限はな
く、例えばプラスチックメッシュ等のメッシュ形状の
他、スリット形状のもの、小孔形状のもの、又はそれら
の組合せ等が挙げられる。

【００３３】ただし前記有孔管３は、透水係数が土壌と
同等若しくはそれ以上が好ましく、例えばざる状で水を
溜められないものでもよい。また陽極電極１、陰極電極
２共に電極体は円形の棒状体であるが、その他、多角形
の棒状体、円筒状の中空管等のいずれであってもよい。
これを中空管とする場合は、該中空管の外周壁面に３〜
８ｍｍ程度の小孔、又は幅５〜１０ｍｍ程度、長さ１０
〜３０ｍｍ程度のスリット、もしくはこれらの小孔とス
リットとの組合せからなる通水孔を複数備えたものを用
いるのが好ましい。

【００３４】各電極１、２の電極体の素材は炭素であ
る。その他、電極材の溶出イオンに対して無害である鉄
等の金属や、電解不活性な金、白金、炭素等が挙げられ
るが、腐食防止の観点からすれば、炭素が好適である。

【００３５】本発明においては、このような陽極電極１
と陰極電極２とを直流電源７に接続して、両電極間に直
流電圧を印加するが、ここで使用する直流電源は特に限
定されない。例えば、ソーラーパネルを用いた電源から
得られる直流電流の使用も考えられる。

【００３６】ここでは通電に際し、陰極電極２側にｐＨ
２前後の塩酸溶液を注入する。上記工程において陰極電
極２側に移動した重金属類及び間隙水を、排水管９を介
して系外へ排出する。排水管９は、有孔管３と電極体２
との間の空間に設けられる。また陽極電極若しくは陰極
電極の付近、又は陽極電極若しくは陰極電極を中空管と
する場合は、この中空管内に排水管の一端を設置し、そ
こから排水を行うことができる。

【００３７】また、この排水工程においては、前記排水
管９のもう一方の端を汚染水処理装置６に接続させるこ
とにより、汚染水を汚染水処理装置６に導入して浄化処
理し、重金属類を回収することができる。さらに、この
汚染水処理装置６により浄化処理された水を陽極電極側
又は陰極電極側に注入して汚染土壌に水を供給し、再利
用させることもできる。 （実施の態様２）図７は、本発明の浄化方法に用いる他
の浄化装置であって、陰極用と陽極用の電極が二重管と
なっているものである。

【００３８】ここでは陽極電極１１及び陰極電極１０
は、図２に示すように電極体１２、１３を、外周壁面に
複数の孔を有する有孔管１４、１５の内部に設置した二
重管構造の電極管である。二重管の詳細は前記の実施の
態様１で述べた通りである。

【００３９】この実施の態様では通電に際し、陰極電極
１０側に、陰極給水槽１８から給水管２４を介して酸性
溶液を連続的に注入し、陰極周辺がアルカリ性になるの
を防止する。このとき陰極電極１０内の溶媒１６のｐＨ
は酸性乃至中性に保持される。

【００４０】また、陰極電極１０内から排水管２２を通
して排出される溶媒１６中には、重金属が溶解している
のでこれを吸着材等により除去する。重金属を除去した
排水は、ｐＨ６〜８程度に調整して放流する場合と、再
びｐＨ１程度に調整した後、陰極電極１０内に供給する
溶媒１６として使用する場合がある。すなわち本装置で
は、陰極用電極１０から排水管２２を通して排出された
溶媒１６は、陰極排水処理装置１９にて重金属を除去し
て中和処理された後、放流される。しかし、排水処理装
置１９にて処理された水をｐＨ調整をして陰極給水槽１
８に戻して循環利用することが可能である。

【００４１】一方、陽極側では、最初は陽極電極１１内
に薬液導入管２６を通して水等を供給して、土壌に通電
可能な状態にする。なお陽極側にも重金属が移動してい
くる場合があるので、陽極側から排水管２３を介して排
出した溶媒１７の重金属を除去した後、再び、陽極電極
１１内に供給する溶媒１７として使用する。また前記の
ように、重金属を除去した後の溶媒１７は、ｐＨ調整を
すれば放流することもできる。すなわち、本装置では陽
極電極１１内に供給する水は、陽極電極１１内を通過し
て陽極排水処理装置２０に送られ、処理された水を陽極
用給水槽２１に戻して再利用することができ、或いは上
記陰極側と同様に、これを放流することもできる。

【００４２】なお、陰極と陽極の排水処理装置１９、２
１は、排水中の重金属類を除去する機能を有するが、さ
らには排水のｐＨ調整が自動的に行える機能も具備する
ことが望ましい。

【００４３】また土壌のｐＨが全体的に酸性になり、土
壌中に含有している重金属がイオン化されたと判断され
る場合は、陽極電極１１内にアルカリ性溶液を供給し、
その溶媒１７のｐＨを中性乃至アルカリ性に保持する。

【００４４】他方必要に応じ、陰極電極１０内に供給す
る酸性溶液の供給量及び／またはｐＨを調整して、陰極
電極１０内の溶媒１６のｐＨを中性乃至アルカリ性に保
持する。

【００４５】これらの操作により、土壌のｐＨを若干高
めることで、電気浸透流を効果的に発生させ、浄化効率
を高めることが可能となる。このようにして汚染物質が
浄化されるまで通電を続ける。

【００４６】汚染物質が浄化された後、土壌は強酸性に
なっているため中和処理を実施する。この場合、陽極側
では土壌間隙水の電気分解の影響により陽極電極１１内
の溶媒１７は酸性になるため、アルカリ性溶液を陽極電
極１１内に供給することにより、溶媒１７のｐＨを中性
乃至アルカリ性に保持する。

【００４７】一方、陰極側においては、陰極電極１０内
の溶媒１６のｐＨが中性乃至アルカリ性になるように、
酸性溶液のｐＨや供給量を調整しながらこれを陰極電極
１０内に供給する。

【００４８】中和処理の方法として前記の他に、掘削し
てセメントと練り混ぜる方法、水酸化ナトリウム等のア
ルカリ性の薬剤を掘削度と練り混ぜる方法等がある。汚
染土壌のｐＨが中性になったら、浄化工程は終了する。

【００４９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。 （実施例１）本実施例は、本発明の実施の形態で示した
図１の浄化装置を用い、鉛（Ｐｂ）を含む汚染土壌の浄
化を行ったものである。陰極電極２を、プラスチックメ
ッシュからなる有孔管の内側に炭素電極体を設置した二
重管にし、前記有孔管３と電極体との間に０．１規定の
塩酸を添加して二重管内の溶液をｐＨ２前後に調整し、
両極間に通電して浄化処理を行った。また、比較のため
に、塩酸を添加せずに浄化処理を行った。

【００５０】通電開始直後、及び通電開始から１日、７
日、並びに１１日経過後の陰極電極周囲のｐＨ及び電位
差勾配を測定した結果を図３〜４に示す。図３は陰極管
を二重管にして酸を添加した場合、図４は陰極管に酸を
添加しなかった場合における、ｐＨ及び電位差勾配と陰
極からの距離（電極間距離）との関係を示した図であ
る。

【００５１】また、陽極と陰極との間の各地点における
Ｐｂ濃度を測定し、陽極からの相対距離（陽極と陰極と
の間の距離を１としたときの相対距離：Ｌｔ／Ｌ）に対
するＰｂ濃度比（通電前の初期のＰｂ濃度に対する濃度
比：Ｃ／Ｃｏ）を求めた。塩酸を陰極に添加した場合の
結果を図５に、陰極に何も添加しなかった場合の結果を
図６に示す。

【００５２】これらの結果から、陰極周辺に酸を添加し
ない場合は、通電開始から１日経過するだけでｐＨにつ
いては電極管にて大きくばらついたことにより、電位差
勾配は均一に保持されず、急激に変化する変曲点が存在
したため、鉛を効率よく除去することができなかった。
一方、陰極を二重管構造にして酸を添加した場合は、通
電開始から１１日経過してもｐＨは全体的に酸性に保持
され、電位差勾配が急激に変化する変曲点の存在は認め
られず、電位差勾配を均一に保持されることができ、鉛
を効率よく除去できることがわかった。

【００５３】また、塩酸を添加しない場合に比べ、土壌
中の鉛を効率よく除去できることが確認できた。更に、
陰極排水中の重金属のうち鉛の濃度を測定した結果、酸
を添加しない場合は、鉛は陰極排水中から検出されなか
ったが、陰極を二重管にして酸を添加した場合は、数〜
数百ｐｐｍの鉛が検出され、酸の添加により効率よく鉛
を土壌系外へ排出できることがこれによっても確認され
た。 （実施例２）本実施例は、図７の浄化装置を用い、鉛
（Ｐｂ）を含む汚染土壌の浄化を行ったものである。こ
こでは陰極電極３１を、図８に示すようなプラスチック
メッシュからなる有孔管３０の内側に炭素電極体３１を
設置した二重管にした場合と、陰極電極３３を、図９に
示すような酸溶液浸出孔３４が多数設けられた中空円柱
状有孔管として、その中心に挿通した薬液導入管３３か
ら薬液を供給する場合とを比較した。

【００５４】前者では、前記有孔管３０と電極体３５と
の間に０．１規定の塩酸を添加して二重管内の溶液をｐ
Ｈ２前後に調整し、両極間に通電して浄化処理を行っ
た。後者では、電極の中心に、薬液導入管３３を通して
０．１規定の塩酸を添加し、電極３２内の溶液をｐＨ２
前後に調整して、両極間に通電して浄化処理を行った。

【００５５】比較の結果を図１０〜図１２に示す。図１
０は、陰極電極を中空円柱状有孔管とした場合における
Ｐｂ濃度比と陽極からの相対距離の関係を示す図であ
る。

【００５６】中空円柱状の電極３２の中心部に塩酸を注
入した実験は、電極の中心部から注入した酸性溶液が、
酸溶液浸出孔３４から陰極電極３２の表面に浸出し、こ
の表面にて発生する水酸基を中和し、土壌のｐＨが酸性
に保持されることを期待して行った。しかし、陰極周辺
にアルカリ性の領域が生成したため、鉛を移動されるこ
とはできたが、鉛は陰極周辺に高濃度に濃縮されるにと
まり浄化できず、陰極周辺の土壌がアルカリ性になるこ
とを防止することはできなかった。

【００５７】図１１は、陰極電極３１を二重管として酸
を注入した場合における陽極からの相対距離の関係を示
す図である。この場合は、陰極周辺にアルカリ性領域の
生成は認められず、土壌のｐＨを酸性に保持することが
可能になった。このため鉛を効率よく浄化することがで
き、さらに陰極排水とともに、鉛を土壌系外に排出する
ことが可能となった。

【００５８】図１２は、陰極電極３１を有孔管の内側に
炭素電極体を設置した二重管にした場合と、陰極電極３
２を中空円柱状有孔管とした場合とを比較した、陽極か
らの相対距離の関係を示す図である。

【００５９】陰・陽電極間の電位差分布は、陰極電極を
中空円柱状有孔管とする方法では、均一に保持すること
ができなかったが（図１２における）、陰極電極を二
重管とする方法では、ほぼ均一に保持することが可能で
あった（図１２における）。

【００６０】このように陰極電極を二重構造とし、酸性
溶液を陰極電極表面に直接接触するように供給すること
により、汚染物質を土壌系外に排出することが可能とな
り、また電位差勾配を均一に保持することで効率的な除
去ができることが確認された。

【００６１】

【発明の効果】本発明の浄化方法及び浄化装置を用いる
ことにより、陰極付近での高アルカリ域の形成及び難溶
性の化合物の形成を防ぐことができるため、高い浄化効
率で重金属汚染土壌の浄化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の浄化装置の一例を示す図である。

【図２】 二重管とした電極の構造を示す図である。

【図３】 本発明の実施例で、陰極管を二重管にして酸
を添加した場合におけるｐＨ及び電位差勾配と電極間距
離との関係を示す図である。

【図４】 本発明の実施例で、陰極管に酸を添加しなか
った場合におけるｐＨ及び電位差勾配と電極間距離との
関係を示す図である。

【図５】 本発明の実施例で、陰極管を二重管にして酸
を添加した場合におけるＰｂ濃度比と陰極からの相対距
離との関係を示す図である。

【図６】 本発明の実施例で、陰極管に酸を添加しなか
った場合におけるＰｂ濃度比と陰極からの相対距離との
関係を示す図である。

【図７】 本発明の浄化装置の他例を示す図である。

【図８】 有孔管の内側に炭素電極体を設置した二重管
にした陰極電極を示す図である。

【図９】 中空円柱状有孔管とした陰極電極を示す図で
ある。

【図１０】 陰極電極を中空円柱状有孔管とした場合に
おけるＰｂ濃度比と陽極からの相対距離の関係を示す図
である。

【図１１】 陰極電極を二重管として酸を注入した場合
における陽極からの相対距離の関係を示す図である。

【図１２】 陰極電極を、有孔管の内側に炭素電極体を
設置した二重管にした場合と、それを中空円柱状有孔管
とした場合とを比較した陽極からの相対距離の関係を示
す図である。

【符号の説明】

１、１１・・・陽極電極 ２、１０・・・陰極電極 ３、１４、１５、３０・・・有孔管 ４・・・重金属汚染土壌 ５・・・薬品添加槽 ６・・・汚染水処理装置 ７・・・直流電源 ８、２４、２６・・・薬液導入管 ９、２２、２３・・・排水管 １２、１３・・・電極体 １６、１７・・・溶媒 １８・・・陰極給水槽 １９・・・陰極排水処理装置 ２０・・・陽極排水処理装置 ２１・・・陽極給水槽 ３１、３２・・・電極 ３３・・・陰極電極 ３４・・・酸溶液浸出孔 ３５・・・電極体 ａ・・・通電開始直後の測定曲線 ｂ・・・通電開始から１日経過後の測定曲線 ｃ・・・通電開始から７日経過後の測定曲線 ｄ・・・通電開始から１１日経過後の測定曲線 ｅ・・・Ｐｂの初期濃度を表す測定曲線 ｆ・・・通電開始後のＰｂ濃度比の変化を表す測定曲線 ・・・陰極電極を二重管とする方法での測定曲線 ・・・陰極電極を中空円柱状有孔管とする方法での測
定曲線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 達生 東京都千代田区富士見二丁目10番26号 前 田建設工業株式会社内 (72)発明者 田窪 祐子 東京都千代田区富士見二丁目10番26号 前 田建設工業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重金属類を含有する汚染土壌中に相互に
   対向するように陽極電極と陰極電極を設置する工程と、 前記陽極電極及び陰極電極のうちの少なくとも一方を、
   有孔管内に電極体を設けた二重管構造の電極管とし、こ
   の二重管構造の電極管の前記有孔管と電極体の間に、
   酸、アルカリ若しくはこれらの塩又は重金属類と錯体を
   形成しうる錯体形成化合物を含む薬液を注入しつつ、前
   記陽極電極と陰極電極との間に直流電流を印加して、重
   金属類を前記陽極電極側又は陰極電極側に移動させる通
   電工程と、 前記陽極電極側又は陰極電極側に移動した重金属類を前
   記汚染土壌の系外へ排出する排水工程とを含む、重金属
   汚染土壌の浄化方法。
2. 【請求項２】 前記陰極電極を、有孔管内に電極体を設
   けた二重管構造の電極管とし、前記酸を前記陰極電極の
   有孔管と電極体の間に注入することを特徴とする、請求
   項１記載の浄化方法。
3. 【請求項３】 前記陽極電極を、有孔管内に電極体を設
   けた二重管構造の電極管とし、前記アルカリを前記陽極
   電極の有孔管と電極体の間に注入することを特徴とす
   る、請求項１記載の浄化方法。
4. 【請求項４】 前記陽極電極と陰極電極とを、有孔管内
   に電極体を設けた二重管構造の電極管とし、前記酸また
   は前記アルカリを、それぞれの電極の有孔管と電極体の
   間に注入することを特徴とする、請求項１記載の浄化方
   法。
5. 【請求項５】 陽極電極と、陰極電極と、酸、アルカリ
   若しくはこれらの塩又は重金属類と錯体を形成しうる錯
   体形成化合物を含む薬液を収容した薬液添加槽と、直流
   電源とを備えた重金属類を含有する汚染土壌の浄化装置
   であって、前記陽極電極及び陰極電極を直流電源の陽極
   側及び陰極側へ各々接続すると共に、前記薬液添加槽と
   前記陽極電極及び陰極電極の少なくとも一方の電極側と
   の間に前記薬液添加槽から前記電極側へ前記薬液を注入
   するための薬液導入管を配設し、且つ前記陽極電極側又
   は陰極電極側に該電極側から重金属類及び間隙水を排出
   するための排水管を配設したことを特徴とする重金属汚
   染土壌の浄化装置。
6. 【請求項６】 前記陽極電極及び陰極電極の少なくとも
   一方が有孔管内に電極体を設けた二重管構造の電極管で
   あり、かつ前記薬液導入管が前記薬液添加槽から前記有
   孔管と電極体との間へ薬液を注入できるように配設され
   ていることを特徴とする、請求項５記載の浄化装置。
7. 【請求項７】 前記陽極電極と陰極電極とを、有孔管内
   に電極体を設けた二重管構造の電極管であり、かつ前記
   薬液導入管が前記薬液添加槽から前記有孔管と電極体と
   の間へ薬液を注入できるように配設されていることを特
   徴とする、請求項５記載の浄化装置。
8. 【請求項８】 陽極電極と、陰極電極と、薬液を収容し
   た薬液添加槽と、直流電源と、汚染水処理装置とを備え
   た浄化装置であって、前記陽極電極側又は陰極電極側に
   配設した排水管を前記汚染水処理装置に接続して前記陽
   極電極側又は陰極電極側から排出される重金属類及び間
   隙水を前記汚染水処理装置に導入するようにしたことを
   特徴とする、請求項５から７のいずれかに記載の浄化装
   置。