JPH11156338A - 汚染土壌の修復方法 - Google Patents

汚染土壌の修復方法

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JPH11156338A
JPH11156338A JP9322530A JP32253097A JPH11156338A JP H11156338 A JPH11156338 A JP H11156338A JP 9322530 A JP9322530 A JP 9322530A JP 32253097 A JP32253097 A JP 32253097A JP H11156338 A JPH11156338 A JP H11156338A
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JP
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soil
aqueous solution
citric acid
acid aqueous
tartaric acid
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JP9322530A
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Shuzo Tokunaga
修三 徳永
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉛、水銀、マンガン又はクロム(VI)で汚染
された土壌より、これらの有害重金属のみを選択的に除
去し、再利用が可能な土壌に修復しうる汚染土壌の修復
方法を提供する。 【解決手段】 鉛、水銀、マンガン又はクロム(VI)の
少なくとも1種で汚染された土壌をクエン酸水溶液又は
酒石酸水溶液で処理して前記有害重金属を除去する汚染
土壌の修復方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鉛、水銀、マンガン
又はクロム(VI)で汚染された土壌からこれらの重金属
を除去して土壌を修復し、さらに汚染土壌修復処理の排
液中から前記重金属を回収する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】有害重金属による土壌の汚染は、例えば
有害化学物質の不注意な取り扱いや事故、金属鉱業の操
業等に由来して発生する。汚染された土壌は従来、コン
クリートや不透水性材料でできた空間への封じ込め処
理、非汚染土による覆土、化学物質を添加して重金属を
不溶化する安定化処理、セメント等による固化処理など
によって処理されているが、いずれの方法もその効果は
長期間持続するものではない。経時による処理施設や材
料の劣化、降雨や地下水との接触による重金属の可溶化
等によって、有害重金属が再び環境を汚染する可能性が
残っている。そのため、塩酸や硝酸などの強酸を用いて
汚染土壌を洗浄して、有害重金属を除去することにより
土壌を修復しようとする試みがなされている。しかし、
この方法ではシリカやアルミニウムなどの土壌の主要成
分が溶出してしまい、土壌構造の損傷が著しく、かつ、
鉄、カルシウム、マグネシウムなどの土壌養分をも溶解
するため、処理後の土壌の再利用が困難であることや、
有害重金属を含有する処理排液の排水処理が難しいこと
などの問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
鉛、水銀、マンガン又はクロム(VI)で汚染された土壌
より、これらの有害重金属のみを選択的に除去し、再利
用が可能な土壌に修復しうる汚染土壌の修復方法を提供
することを目的とする。さらに本発明は、前記修復方法
において、発生した処理排液より前記有害重金属を簡便
かつ効率的に回収、除去しうる汚染土壌の修復方法を提
供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題に鑑
み鋭意研究した結果、土壌生物適合性があり環境を汚染
することの少ない天然有機酸を用いて汚染土壌を洗浄す
ることにより上記有害重金属の選択的除去を達成しうる
ことを見出し、この知見に基づき本発明をなすに至っ
た。すなわち本発明は、(1)鉛、水銀、マンガン又は
クロム(VI)の少なくとも1種で汚染された土壌をクエ
ン酸水溶液又は酒石酸水溶液で処理して前記有害重金属
を除去することを特徴とする汚染土壌の修復方法、
(2)pH5〜7のクエン酸水溶液で処理することを特
徴とする(1)項記載の汚染土壌の修復方法、(3)p
H2〜4の酒石酸水溶液で処理することを特徴とする
(1)項記載の汚染土壌の修復方法、及び(4)鉛、水
銀、マンガン又はクロム(VI)の少なくとも1種で汚染
された土壌をクエン酸水溶液又は酒石酸水溶液で処理
し、土壌を分離した処理排液を、粒状活性炭で処理して
前記有害重金属を回収することを特徴とする汚染土壌の
修復方法を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の修復方法によって処理さ
れる汚染土壌は、鉛、水銀、マンガン又はクロム(VI)
の少なくとも1種で汚染された土壌であり、土壌の他の
成分や種類などには特に制限はない。本発明においては
このような土壌をクエン酸水溶液又は酒石酸水溶液で処
理する。このときのクエン酸水溶液のpHは5〜7が好
ましく、できるだけ7に近いpHがより好ましい。酒石
酸水溶液のpHは2〜4が好ましく、できるだけ4に近
いpHがより好ましい。なお、4種の有害重金属除去率
の合計では前記pHが好ましいが、個々の重金属で除去
率の高い最適pHに多少ずれがある。したがって、土壌
を汚染している金属の種類に応じ、異なったpHで段階
的処理を行って、それぞれの金属を除去することも好ま
しい実施態様である。本発明においてクエン酸水溶液の
濃度は0.1〜0.3モル/リットルが好ましく、0.
2モル/リットル付近がさらに好ましい。酒石酸水溶液
の場合は0.1〜0.3モル/リットルが好ましく、
0.2モル/リットルがさらに好ましい。上記したpH
同様、異なる濃度で繰り返し処理を行うことも可能であ
る。
【0006】本発明方法により修復できる汚染土壌の量
は、汚染の程度などによっても異なるが、上記の有機酸
水溶液1リットルに対し通常、100g以下、好ましく
は30〜40gである。上記有機酸水溶液と汚染土壌と
を混合、振盪することにより、土壌中の鉛、水銀、マン
ガン及びクロム(VI)を溶出させ、除去することができ
る。混合、振盪の時間はある程度までは長いほうが有害
重金属の除去率は高くなるが、通常、クエン酸水溶液で
は12〜24時間、酒石酸水溶液では6〜12時間であ
る。このときの温度は特に制限はなく、常温でよい。本
発明において、汚染土壌のこの洗浄処理を必要に応じて
繰り返すことにより除去率を高めることができる。
【0007】上記のように処理した後、遠心分離、ろ過
等の通常の方法で処理液と土壌とを分離し、必要に応じ
て乾燥等を行うことにより、鉛、水銀、マンガン及びク
ロム(VI)の除去された再利用に適した修復土壌が得ら
れる。上記した本発明方法では、鉛、水銀、マンガン及
びクロム(VI)のみを選択的に除去し、これら以外の土
壌成分は溶出させないので、本発明方法により得られる
修復された土壌は、土壌としての再利用が可能である。
また、修復土壌に残存したクエン酸、酒石酸は天然有機
酸であり、生物適合性があるので、再利用による環境汚
染のおそれがない。
【0008】また、上記の土壌修復処理により発生した
排液は、粒状活性炭と混合、振盪することにより、鉛、
水銀、マンガン及びクロム(VI)を回収することができ
る。粒状活性炭は、好ましくは粒径3.35〜4.75
mmのものを、排液1リットルに対し80g以上用い
る。混合、振盪の時間は排液の汚染の程度により異なる
が、通常12時間以上行えば、上記有害重金属の50%
以上を回収できる。このとき、排液のpHを5〜7に調
整するのが好ましく、pH6付近がさらに好ましい。
【0009】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。 実施例1 鉛1664mg/kg、水銀1280mg/kg、マン
ガン868mg/kg及びクロム(VI)840mg/k
gを含む粘土質ローム土1.0gを遠沈管にとり、pH
を0.1モル/リットル塩酸または水酸化ナトリウム溶
液で調整した0.16Mクエン酸水溶液、0.2M酒石
酸水溶液又は水(比較対照)を25ml添加し、20℃
で24時間振盪し、遠心分離した。得られた上澄液中の
各重金属濃度を測定し、除去率と平衡pHとの関係を図
1に示した。図1中、(A)はクエン酸水溶液、(B)
は酒石酸水溶液、(C)は水を加えた場合の結果であ
る。クエン酸水溶液で処理した場合、pH5〜7で鉛、
水銀、マンガン、クロム(VI)の除去率はそれぞれ80
%以上、95%以上、60%以上、50%以上であっ
た。また、酒石酸水溶液で処理した場合にはpH2〜4
で前記重金属の除去率がそれぞれ80%以上、80%以
上、50%以上、40%以上であった。これに対し、水
のみで処理した場合、pH4でいずれの重金属も25%
以下という低い除去率であった。また、4種の重金属の
除去率の合計では、いずれのpHでもクエン酸水溶液又
は酒石酸水溶液で処理した結果のほうが水で処理した場
合より高かった。特に、クエン酸水溶液又は酒石酸水溶
液で処理した場合、土壌構造等の損傷の少ない、pH4
以上の比較的穏和なpH条件下で、高い重金属除去率が
得られていることがわかる。また、pH5〜7の0.1
6Mクエン酸水溶液、又はpH4の0.2M酒石酸水溶
液で処理した場合の土壌からの鉄、カルシウム、マグネ
シウムの溶出は、いずれも微量であった。
【0010】実施例2 pHを0.1モル/リットル水酸化ナトリウム溶液で
5.3に調整したクエン酸水溶液、及びpHを0.1モ
ル/リットル水酸化ナトリウム溶液で4に調整した酒石
酸水溶液の濃度を変えて用いた以外は、実施例1と全く
同様の土壌処理を行い、重金属除去率と水溶液濃度の関
係を試験したところ、図2のような結果を得た。図2
中、(A)がクエン酸水溶液、(B)が酒石酸水溶液で
処理した場合の結果である。図2より、クエン酸溶液は
0.16M、酒石酸水溶液は鉛、水銀、マンガンでは
0.2Mでクロム(VI)では0.3Mで除去率がほぼ飽
和していることがわかる。
【0011】実施例3 pH5.3に調整した0.16Mクエン酸水溶液又はp
H4に調整した0.2M酒石酸水溶液を用い、振盪を時
間を変えて行った以外は、実施例1と全く同様の土壌処
理を行い、残存する重金属の含有量と振盪時間の関係を
試験したところ、図3のような結果を得た。図3中、
(A)がクエン酸水溶液、(B)が酒石酸水溶液で処理
した場合の結果である。図3より、クエン酸水溶液では
約24時間後、酒石酸水溶液では約12時間後に重金属
除去量がほぼ飽和していることがわかる。
【0012】実施例4 実施例1で遠心分離後に得られた上澄液(鉛76.3m
g/リットル、水銀2.5mg/リットル、マンガン3
2.5mg/リットル、クロム(VI)15.0mg/リ
ットル)25mlに粒径3.35〜4.75mmの粒状
活性炭2.0gを添加し、20℃で12時間振盪した。
その後、上澄液中の重金属濃度を分析したところ、pH
6付近で鉛、水銀、マンガン、クロム(VI)はそれぞれ
80%以上、95%以上、60%以上、70%以上とい
う高い除去率で回収、除去できた。
【0013】
【発明の効果】本発明の汚染土壌の修復方法によれば、
クエン酸水溶液又は酒石酸水溶液で処理することによ
り、土壌構造等に対する損傷の少ない比較的穏和なpH
で汚染土壌から鉛、水銀、マンガン、クロム(VI)を選
択的に除去でき、再利用可能な土壌に修復することがで
きる。また、上記方法で発生した処理排液中の有害重金
属は、粒状活性炭による処理で簡便に効率よく回収、除
去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における各処理液のpHと重金属除去
率の関係を示すグラフである。(A)が0.16M ク
エン酸水溶液、(B)が0.2M 酒石酸水溶液、
(C)が水で処理した場合を示す。
【図2】実施例2における各処理液の濃度と重金属除去
率の関係を示すグラフである。(A)がpH5.3 ク
エン酸水溶液、(B)がpH4 酒石酸水溶液で処理し
た場合を示す。
【図3】実施例3における各処理液での振盪時間と残留
重金属含有量の関係を示すグラフである。(A)がpH
5.3,0.16M クエン酸水溶液、(B)がpH
4,0.2M 酒石酸水溶液で処理した場合を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉛、水銀、マンガン又はクロム(VI)の
    少なくとも1種で汚染された土壌をクエン酸水溶液又は
    酒石酸水溶液で処理して前記有害重金属を除去すること
    を特徴とする汚染土壌の修復方法。
  2. 【請求項2】 pH5〜7のクエン酸水溶液で処理する
    ことを特徴とする請求項1記載の汚染土壌の修復方法。
  3. 【請求項3】 pH2〜4の酒石酸水溶液で処理するこ
    とを特徴とする請求項1記載の汚染土壌の修復方法。
  4. 【請求項4】 鉛、水銀、マンガン又はクロム(VI)の
    少なくとも1種で汚染された土壌をクエン酸水溶液又は
    酒石酸水溶液で処理し、土壌を分離した処理排液を、粒
    状活性炭で処理して前記有害重金属を回収することを特
    徴とする汚染土壌の修復方法。
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