JPH11197495A - 汚染物質を含む媒体の浄化方法、それに用いる装置、および媒体中の汚染物質の抽出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚染物質が媒体中に存在し、他の種々の物質
と共存している状況の下で該汚染物質を効率的に抽出す
る方法を提供する。 【解決手段】 汚染物質を含む媒体を水素イオン濃度
（pH値）が１０〜１３、酸化還元電位（作用電極：プラ
チナ電極、参照電極：銀−塩化銀電極）が−1000 mV〜8
00 mV、かつ塩素濃度が0 mg / リットル〜5 mg / リッ
トルの機能水と接触させ、該媒体中の該汚染物質を抽出
する工程；及び該機能水中の該汚染物質を分解せしめる
工程、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は汚染物質で汚染され
た媒体の浄化方法、それに用いる装置、及び媒体中から
汚染物質を抽出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年までの産業技術の発展に伴い様々な
有機化合物、例えば芳香族化合物やハロゲン化脂肪族炭
化水素等が膨大に使用され、その廃棄処理は深刻な問題
となってきている。また使用済みの各種ハロゲン化脂肪
族炭化水素化合物が自然環境を汚染するなどの環境問題
が起っており、その解決に多大な努力が払われている。

【０００３】例えばハロゲン化脂肪族炭化水素化合物の
一つであるフロンはスプレーや冷媒として多量に用いら
れた結果、オゾンホールの原因としてグローバルな問題
となっている。

【０００４】また塩素化脂肪族炭化水素化合物、特にト
リクロロエチレン（TCE）やテトラクロロエチレン（PC
E）等は、金属部品、半導体部品、衣料等の洗浄溶剤や
反応溶剤として種々の産業で広くかつ大量に使用されて
きた。そしてこれら化合物の変異原性や発ガン性など生
体への毒性が指摘されて以来、これら化合物の使用撤廃
とともにこれまで使ってきた溶剤を処理して無害化する
ことが求められている。それに加えてすでに自然環境に
漏洩したこれら化合物を経済的かつ効率的に浄化する技
術が望まれている。

【０００５】そしてこのような問題を解決するための種
々の要素技術が提案されている。

【０００６】例えば塩素化脂肪族炭化水素化合物の分解
方法の例としては、塩素化脂肪族炭化水素を吸着した活
性炭等を燃焼処理する方法が挙げられる。この方法は比
較的簡便であるが、燃焼過程で塩素化脂肪族炭化水素の
分解生成物である塩化水素、塩素等が他の有機物と反応
し、ポリ塩化ビフェニルやダイオキシン等の、より有毒
な物質を排出する可能性が懸念される。

【０００７】またエネルギー的に考えても高温で処理し
なければならないことが欠点として挙げられる。塩素化
脂肪族炭化水素化合物の分解方法の他の例として酸化剤
や触媒を用いる方法が挙げられ、具体的には例えばオゾ
ンで分解する方法（特開平３−３８２９７号）、高温高
圧下で湿式酸化分解する方法および過酸化水素や鉄塩で
酸化分解する方法（特開昭６０−２６１５９０号）等が
知られている。しかしオゾンによる酸化処理では塩素化
脂肪族炭化水素化合物の分解効率が低く、まだ実用的レ
ベルにあるとは言い難い。また湿式酸化分解は高温高圧
下での処理が必要で大規模ば装置が必要となる。

【０００８】また酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを
用いる方法も提案されているが（米国特許公報第５６１
１６４２号）、一般に塩素の酸化作用は弱いので多量の
塩素が必要になると考えられている。そこで、次亜塩素
酸ナトリウムと紫外線照射と組み合わせる手法が提案さ
れているが（米国特許公報第５５８２７４１号）実用化
には至っていない。酸化チタンなどの酸化物半導体微粒
子からなる光触媒と液状の塩素化脂肪族炭化水素をアル
カリ条件下で懸濁して光照射により分解する方法も知ら
れているが（日本特許公開平成７年１４４１３７号）、
懸濁処理と光照射処理に加えて光触媒の再生処理も必要
となる。また白金系、アルミナ系、ジルコニア系などの
酸化物を用いて酸化分解を行う触媒法も知られているが
（市村博司ら：同上；特開平６−３１１３５号）、十分
な転化率を得るには約300℃以上の高温が必要、単独で
の効率が不十分といった課題がある。

【０００９】更に塩素化脂肪族化合物の分解方法として
酸化剤を用いずに気相で紫外線を照射させる光分解法が
試みられている（関廣二ら：「地下水・土壌汚染の現状
と対策」日本水環境学会関西支部編、環境技術研究協
会、1995；特開平8-243351）。しかしこの方法はホスゲ
ンやジクロロ塩化アセチルなどの有害な副生成物が生成
する場合があり、その処理と処理コストや単独に用いた
ときの効率が問題である。

【００１０】ＴＣＥやＰＣＥなどの塩素化脂肪族炭化水
素化合物は、微生物により好気的あるいは嫌気的に分解
されることが知られており、このような工程を利用して
分解あるいは浄化を行うことも試みられている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで本発明者らの
検討によれば、汚染物質を含む媒体を、上記したような
化学的手法或いは微生物を用いた方法によって、環境基
準値以下にまで汚染物質濃度を低下させる浄化処理を行
なっても、しばらくすると汚染物質濃度が再び上昇し、
環境基準値を上回ってしまうという現象が観察された。

【００１２】そして汚染物質で汚染された媒体、例えば
ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物等で汚染された土壌
や、汚染物質を含む空気、汚染物質を含む地下水などに
は必ずしも汚染物質が遊離した状態で含まれているわけ
ではなく、例えば土壌粒子、粉塵のような無機・有機複
合体やフミン酸のような有機物に強く吸着することが知
られており（清水芳久ら、地下水汚染とその防止対策に
関する研究集会 第１回講演集）、上記媒体中の汚染物
質濃度のリバウンドは、媒体中に吸着され従来の化学的
手法や微生物を用いた方法では分解しきれない汚染物質
が、時間を経て遊離してきた結果であるものとの新たな
知見を得た。そして汚染物質が有機物等に吸着している
ことが予想される状況の下で該汚染物質の化学的／生物
学的な分解処理を行なう場合であって、該汚染物質の分
解効率をより一層向上させる為には、該汚染物質の分解
に先立って該汚染物質の有機物からの分離を行なうこと
が有効であるとの知見を得るに至った。本発明は係る本
発明者らによる知見に基づきなされたものであり、その
目的は汚染物質が媒体中に存在し、他の種々の物質と共
存している状況の下で該汚染物質を効率的に抽出する方
法を提供する点にある。

【００１３】また本発明の他の目的は、汚染物質が媒体
中に存在し、他の物質と共存している状況下で、該媒体
のより一層の浄化を図る為の方法、及びそれに用いる装
置を提供する点にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得る、
本発明の汚染物質を含む媒体の浄化方法の一実施態様
は、汚染物質を含む媒体を水素イオン濃度（pH値）が１
０〜１３、酸化還元電位（作用電極：プラチナ電極、参
照電極：銀−塩化銀電極）が−1000 mV〜800 mV、かつ
塩素濃度が0 mg / リットル〜5 mg / リットルの機能水
と接触させ、該媒体中の該汚染物質を抽出する工程；及
び該機能水中の該汚染物質を分解せしめる工程、を有す
ることを特徴とするものである。

【００１５】また上記目的を達成し得る、本発明の汚染
物質を含む媒体の浄化装置の一実施態様は、水素イオン
濃度（pH値）が１０〜１３、酸化還元電位（作用電極：
プラチナ電極、参照電極：銀−塩化銀電極）が−１００
０mV〜８００ mV、かつ塩素濃度が０ mg / リットル〜
５mg / リットルである機能水を汚染物質を含む媒体と
接触させ、該汚染物質を該媒体中から抽出する手段、及
び該機能水中に抽出された該汚染物質を分解せしめる手
段、を有することを特徴とするものである。

【００１６】更に上記目的を達成し得る、本発明の汚染
物質を媒体から抽出する方法の一実施態様は、汚染物質
を含む媒体を水素イオン濃度（pH値）が１０〜１３、酸
化還元電位（作用電極：プラチナ電極、参照電極：銀−
塩化銀電極）が−1000 mV〜800 mV、かつ塩素濃度が0 m
g / リットル〜5 mg / リットルの機能水と接触させ、
該媒体中の該汚染物質を抽出することを特徴とするもの
である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施態様に係る、汚染
物質を含む媒体の浄化方法は、汚染物質を含む媒体を水
素イオン濃度（pH値）が１０〜１３、酸化還元電位（作
用電極：プラチナ電極、参照電極：銀−塩化銀電極）が
−１０００ mV〜８００ mV、かつ塩素濃度が0 mg / リ
ットル〜５ mg / リットルの機能水と接触させ、該媒体
中の該汚染物質を抽出する工程；及び該機能水中の該汚
染物質を分解せしめる工程、を有する点に特徴を有す
る。

【００１８】ここで媒体とは、分解されるべき汚染物質
を含み得る全ての媒体を包含する。例えば汚染物質がト
リクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の場合、こ
れらの分子は土壌中では土壌粒子に吸着し、また揮発性
を有することから気体中に混入し得る。またその水溶性
によって地下水等の汚染を引き起こすこともあり、媒体
の相は気相、固相又は液相のいずれをも取り得るもので
ある。具体的には気相としては空気等、固相としては土
壌等、更に液相としては地下水や排水等を挙げることが
できる。

【００１９】分解対象となる汚染物質としては主として
有機化合物が挙げられ、例えばハロゲン化脂肪族炭化水
素化合物や芳香族化合物等が挙げられる。そしてハロゲ
ン化脂肪族炭化水素化合物としては、例えばフッ素原
子、塩素原子及び臭素原子の少なくとも一つで置換され
た脂肪族炭化水素化合物が挙げられる。

【００２０】具体的には例えば、メタンの1〜4塩素置換
体、エタンの1〜6塩素置換体、エチレンの1〜4塩素置換
体（クロロエチレン、ジクロロエチレン、トリクロロエ
チレン及びテトラクロロエチレン）、アセチレンの1〜2
塩素置換体、プロパンの1〜8塩素置換体、プロピレンの
1〜6塩素置換体、アレン（プロパジエン）の1〜4塩素置
換体、アリレン（メチルアセチレン）の1〜4塩素置換
体、ブタンの1〜10塩素置換体、1-, 2-, あるいはiso-
ブテンの1〜8塩素置換体、及び1,3-ブタジエンの1〜6塩
素置換体等が挙げられる。更にはトリクロロフルオロメ
タン（フロン-11）、ジクロロジフルオロメタン（フロ
ン-12）、クロロトリフルオロメタン（フロン-13）、ブ
ロモトリフルオロメタン（フロン-13B1）、カーボンテ
トラフルオライド（フロン-14）、ジクロロフルオロメ
タン（フロン-21）、クロロジフルオロメタン（フロン-
22）、トリフルオロメタン（フロン-23）、1,2-ジフル
オロ-1,1,2,2-テトラクロロエタン、1,1,2-トリクロロ-
1,2,2-トリフルオロエタン（フロン-113）、1,2-ジブロ
モ-1-クロロ-1,2,2-トリフルオロエタン（フロン-113B
2）、1,2-ジクロロ-1,1,2,2-テトラフルオロエタン（フ
ロン-114）、1,2-ジブロモ-1,1,2,2-テトラフルオロエ
タン（フロン-114B2）、2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフル
オロエタン（フロン-123）、クロロジフルオロエタン
（フロン-142）、1,1-ジフルオロエタン（フロン-15
2）、テトラフルオロエタン、クロロペンタフルオロエ
タン、ヘキサフルオロエタン（フロン-116）等が挙げら
れる。更にまた上記した化合物の共沸混合物（例えばフ
ロン-500、フロン-502）、フッ化ビニル、フッ化ビニリ
デン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチ
レン、クロロトリフルオロエチレン、六フッ化プロピレ
ン等が挙げられる。また上記以外の炭素原子が３個まで
の脂肪族炭化水素で、水素原子がフッ素原子、塩素原子
および臭素原子等から選ばれる少なくとも1つのハロゲ
ン原子で置換したハロゲン化脂肪族炭化水素等が挙げら
れる。

【００２１】また芳香族化合物の具体例としてはベンゼ
ンやフェノール、ベンゾトリフルオリド、ペルフルオロ
ベンゼン、およびペルフルオロメチルデカリンなどの環
状あるいは芳香族ハロゲン化炭化水素等が挙げられる。
更にはビフェニル構造を有する化合物が挙げられる。ビ
フェニル構造を有する化合物の具体例としてはビフェニ
ル、デヒドロジバニリン酸、2-クロロビフェニル、3-ク
ロロビフェニル、4-クロロビフェニル、2,2'-ジクロロ
ビフェニル、3,3'-ジクロロビフェニル、4,4'--ジクロ
ロビフェニル、2,4'--ジクロロビフェニル、2,3-ジクロ
ロビフェニル、2,4-ジクロロビフェニル、2,5-ジクロロ
ビフェニル、2,6-ジクロロビフェニル、3,4-ジクロロビ
フェニル、3,5-ジクロロビフェニル、2,4,4'-トリクロ
ロビフェニル、2,2',5-トリクロロビフェニル、2,3',5-
トリクロロビフェニル、2,4',5-トリクロロビフェニ
ル、2',3,4-トリクロロビフェニル、2,3,4-トリクロロ
ビフェニル、2,3,6-トリクロロビフェニル、2,4,5-トリ
クロロビフェニル、2,4,6-トリクロロビフェニル等が挙
げられ、更には上記した化合物に結合している塩素原子
がフッ素、または臭素原子に置換したビフェニル系の化
合物もまた分解可能である。

【００２２】媒体からの汚染物質の抽出に用いるアルカ
リ性水としては、例えばｐＨ１０〜１３、プラチナ電極
を作用電極とし銀−塩化銀電極を参照電極としたときの
酸化還元電位が−１１００mV〜８００ mV以下、かつ塩
素濃度が0 mg / リットル〜５mg / リットルの性状をも
つ機能水が挙げられる。そしてかかるアルカリ性の機能
水は、例えば電解質水溶液をイオン交換膜等の分離膜を
介して一対の電極が設けられている水槽中で電解するこ
とによって、陰極の近傍にて生成させることができる。
電解質水溶液の濃度としては、例えば電解質として塩化
ナトリウムを用いる場合には２０ mg / リットル〜２０
００ mg / リットルが望ましく、またそのときの電解電
流値としては２〜２０Ａ（アンペア）が望ましい。また
電解質としては塩化ナトリウム以外に塩化カリウム等も
用いることが可能である。そして係るアルカリ性機能水
は、例えば市販の強酸性電解水生成装置（例えば、商品
名：オアシスバイオハーフ；旭硝子エンジニアリング
（株）社製）等を利用することができる。

【００２３】同様の性状を有するアルカリ性機能水は、
純水に適当な試薬を溶解して調製することも可能であ
り、例えば ０．０００１Ｎ〜０．１ Nの水酸化ナトリ
ウム水溶液を本実施態様のアルカリ性機能水として用い
ることが可能である。

【００２４】こうして得たアルカリ性機能水は、汚染物
質によって汚染された媒体中に導入し、必要に応じて攪
拌することで、媒体中からの該汚染物質の抽出を極めて
効率的に行なうことができる。そしてアルカリ性機能水
を用いることで、媒体中の有機物や無機物・有機物複合
体、具体的には例えば土壌中の有機炭素成分等に吸着
し、通常の化学的手法や微生物を用いた汚染物質分解方
法では分解できない汚染物質をも遊離させ、回収するこ
とができる。

【００２５】上記の様にしてアルカリ性機能水を用いて
媒体中から抽出・回収した汚染物質は種々の該汚染物質
の分解方法を用いて分解することが好ましい。その方法
としては例えば以下の（１）や（２）が挙げられる。

【００２６】（１）例えば該媒体と接触せしめたアルカ
リ性機能水を酸性機能水と接触させることでアルカリ性
水中に抽出された汚染物質を分解することが可能であ
る。ここで用い得る酸性機能水としては、例えば水素イ
オン濃度(pH値)が１〜４、作用電極をプラチナ電極とし
参照電極を銀−塩化銀としたときの酸化還元電位が８０
０〜１５００ mV、かつ塩素濃度が5 mg / リットル〜１
５０ mg / リットルの性状をもつ機能水が挙げられる。
係る酸性機能水は、上記した電解質水溶液を電気分解し
てアルカリ性機能水を得る際に、陽極側近傍にて得るこ
とができる。

【００２７】また同様な性状をもつ酸性水を適当な試
薬、具体的には無機酸及び次亜塩素酸塩を水に溶解して
調製することもできる。ここで無機酸としては例えば塩
酸、フッ酸、シュウ酸、硫酸、リン酸及びホウ酸から選
ばれる少なくとも一つが挙げられる。また次亜塩素酸塩
としては次亜塩素酸ナトリウム等が挙げられる。より具
体的には例えば、純水に塩酸0.001 N〜0.1 N、塩化ナト
リウム0.005 N〜0.02 N、および次亜塩素酸ナトリウム
0.0005 M〜0.01 Mとなるように溶解することによって上
記した性状の酸性機能水を得ることができる。

【００２８】（２）アルカリ性機能水中の汚染物質は、
その汚染物質を分解可能な微生物を用いて分解させるこ
とも可能である。例えば汚染物質がトリクロロエチレン
やジクロロエチレンの場合、本願出願人の出願にかかる
特開平８−２９４３８７号に開示した新規微生物ＪＭ１
株（ＦＥＲＭ ＢＰ−５３５２）と接触させることによ
って、該汚染物質を効率的に分解することが可能であ
る。

【００２９】トリクロロエチレンなどの塩素化脂肪族炭
化水素を含む汚染媒体は溶液状態もしくはガス状態でア
ルカリ性水および酸性水と接触させる。アルカリ性水お
よび酸性水の性状が請求項に記載した範囲を逸脱しなけ
れば溶液状態の汚染媒体を直接接触させても構わない。
また、ガス状態で接触させれば、アルカリ性水および酸
性水の性状に変動を与える可能性が少ない。アルカリ性
水および酸性水と塩素化脂肪族炭化水素を含んだ汚染媒
体との接触は常温常圧下でよく、また特殊な設備や環境
を必要としない。アルカリ性水および酸性水を貯留した
容器にガス状態の汚染媒体を通気させるか、溶液状態の
汚染媒体を混合させればよい。あるいはアルカリ性水お
よび酸性水を作製する工程で同時に汚染媒体を溶解ある
いは分散・混合させて接触させてもよい。

【００３０】図１は上記した実施態様にかかる汚染物質
によって汚染された媒体の浄化装置の一実施態様の概略
構成図である。図１において、２は媒体中の汚染物質の
抽出に用いるアルカリ性機能水、及び該汚染物質の分解
に用いる酸性機能水の生成手段（以下機能水生成手段）
であって、機能水生成手段２は、イオン交換膜等からな
る分離膜６、分離膜６を挟んで配置されてなる陰極７及
び陽極８、及び電源９を備えた水槽１８を有している。
１０は電解質水溶液の貯留タンクであり、この貯留タン
ク１０に貯蔵された電解質溶液は水槽１８に供給可能な
様に構成されている。１１及び１４は各々電解質水溶液
の電気分解によって機能水生成手段２の陰極７近傍 に
て生成するアルカリ性機能水、及び陽極８近傍にて生成
する酸性機能水の貯留タンク、１は汚染物質で汚染され
た媒体が貯蔵され、或いは汚染媒体の発生源である。そ
して貯留タンク１１からはポンプ１２によってアルカリ
性機能水が抽出容器３に供給され、また汚染媒体貯留タ
ンクまたは汚染源である１から送出手段５によって抽出
容器３に供給され、その結果抽出容器３にて汚染媒体と
アルカリ性機能水とが接触し、汚染媒体中の有機物に吸
着している汚染物質が抽出され、水相側に移行してく
る。次いで抽出容器３中のアルカリ性機能水は、送出手
段１３によって反応容器４に供給される。一方貯留タン
ク１４に貯留された酸性機能水は、送出手段１５によっ
て反応容器に供給されて反応容器において汚染物質と酸
性機能水とが接触し、その結果汚染物質が分解される。
こうして反応容器４内で浄化された媒体は、排出手段１
６によって処理済媒体１７として反応容器４外へ排出さ
れる。

【００３１】以下、実施例により本発明を詳述するが、
これらは本発明をなんら限定するものではない。

【００３２】

【実施例】（実施例１） 電気分解により得られたアルカリ性機能水によるTCE抽
出並びに酸性機能水によるTCE分解 （Ｉ）はじめに機能水生成装置（商品名：オアシスバイ
オハーフ；旭硝子エンジニアリング（株）社製）を用い
て、各々の電極近傍においてアルカリ性機能水および酸
性機能水を調製した。なお、この装置の水槽中の陽極と
陰極の間には、陰極側及び陽極側の電解質水溶液を各々
反対側に移動させず、陽極側に存在する陽イオン（例え
ばＮａ⁺、Ｃａ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｋ⁺等）の陰極側への移動を
許容し、また陰極側に存在する陰イオン（例えばＣ
１^-、ＳＯ₄ ^2-、ＨＣＯ₃ ^-等）の陽極側への移動を許容す
るようなイオン交換膜を分離膜６として配置した。この
アルカリ性機能水および酸性機能水のpHおよび酸化還元
電位をpHメーター（（株）東興化学研究所、TCX-90iお
よびKP900-2N）および導電率メーター（（株）東興化学
研究所、TCX-90iおよびKM900-2N）で、また塩素濃度を
塩素試験紙（アドバンテック）により測定した。電解質
である塩化ナトリウムの濃度（標準濃度は1000 mg/
l）、電解電流値、電解時間などによってアルカリ性機
能水のpHは10〜13、酸化還元電位は−1000 mV〜800 m
V、また塩素濃度は0 mg / リットル〜5 mg / リットル
に変化した。また酸性機能水のpHは1〜4、酸化還元電位
は800 mV〜1500 mV、また塩素濃度は5 mg / リットル〜
150 mg / リットルに変化した。そして本実施例では電
解質濃度を１０００ｍｇ／ｌ、電解条件を７Ａで1.５時
間とすることによって得られた、ｐＨ11.２、酸化還元
電位−８００ mV、塩素濃度1 mg /リットルのアルカリ
性機能水、およびｐＨ2.１、酸化還元電位１１５０ m
V、残留塩素濃度５４mg / リットルの酸性機能水を実験
に供した。

【００３３】次に、TCEで汚染された細砂を用意した。
この細砂中の含水比は12 %であった。なお含水比は以下
の方法によって求めた。即ち所定量の土壌を化学はかり
で精秤し（ａ）、１０５℃に保たれている空気浴中に置
き、連続５時間加熱した後の乾土の重量を精秤し
（ｂ）、減量（ａ−ｂ）をもって水分量とし、１００×
（ａ−ｂ）／ｂで含水比が得られる。

【００３４】またこの細砂中の有機体炭素濃度を全有機
体炭素計（島津製作所（株）製、TOC-5000A）で測定し
たところ０.０１ %であった。またこの細砂にn-ヘキサ
ンを加えて遊離および吸着しているTCEを全て抽出し、
その濃度をガスクロマトグラフィー（商品名：ECD検出
器付きGC-14B；島津製作所（株）社製 、カラムは商品
名：DB-624； J&W社製）により測定したところ０．６９
μg / g土壌となった。更にこの細砂の土壌水中のＴＣ
Ｅ濃度は５μｇ／ｍｌ（＝５ｐｐｍ）であった。なおこ
の値は細砂を水を用いて抽出処理し、得られた上澄み液
にｎ−ヘキサンを加えて上澄み液中のＴＣＥを抽出し、
その濃度を上記と同様にしてガスクロマトグラフィーで
測定して得た値である。

【００３５】これらの測定値、および文献（清水ら、地
下水汚染とその防止対策に関する研究集会（第１回）、
１０４−１０９頁、１９９１年）より、土壌の水分中に
溶解しているTCE量及び土壌に吸着しているＴＣＥ量が
算出できる。

【００３６】即ち、 ｑ＝Kd・C …（１） Kd＝f oc・Koc …（２） log Koc = A₁・log Kow + B₁ ・・・（３）

【００３７】但し、qは汚染物質の土壌中濃度、Ｃは汚
染物質濃度、Kdは平衡時の収着係数、focは土壌中の有
機炭素重量比、K ocは汚染物質の有機炭素成分への収着
係数、log Kowは有機化合物の疎水性を示す指標、A₁及
びB₁は各々係数である。そして上記文献によれば係数A₁
は１．０、B₁は０．２１、そしてＴＣＥのlogＫocは、
２．２９である。従って式（３）からlog Kocは３１６
となる。またfocは上記したように０．０１％であるか
ら式（２）よりKdは０．０３１６リットル／ｋｇとな
る。ここで汚染物質濃度Ｃとして、土壌水中のＴＣＥ濃
度（５μｇ／ｍｌ）を式（１）に代入すすると、ｑの値
は0.１５８μｇ／ｇ土壌となる。

【００３８】一方含水比１２％の土壌では、１ｇ中に土
0.８９ｇ及び水０．１１ｇが存在しているから、土壌中
には０．１４μｇ／ｇ土壌のＴＣＥが吸着し、また土壌
水中には０．５５μg / g土壌のＴＣＥが含まれている
ことが推測される。

【００３９】次に２７．５ｍｌ容のガラスバイアル瓶を
用意し、該バイアル瓶中に上記のTCEで汚染された細砂
を1 g、及び上記で得たアルカリ性機能水５mlを添加し
た後、テフロンライナー付ブチルゴム栓とアルミシール
で密閉した。このバイアル瓶を１５ ℃、１２０ rpmで
１０分間振盪しＴＣＥの抽出処理を行った。次に該バイ
アル瓶を遠心分離機にかけて上澄みと固形分（細砂）を
分離した。このバイアル瓶から得た固形分にn-ヘキサン
を5ｍｌ添加して、土壌に吸着しているTCEを有機相に抽
出した。このヘキサン相をガスタイトシリンジでサンプ
リングし、ガスクロマトグラフィーでTCE濃度を測定し
た。この実験を５回行った結果、細砂に吸着残留してい
るTCE濃度は０．００１±０．０００５μg / g土壌とな
り、土壌に吸着していたほとんどのTCEをアルカリ性機
能水により抽出できることがわかった。

【００４０】また上記の遠心分離によって得られた上澄
み液を、上記と同様のｎ−ヘキサンを用いた抽出法によ
って測定した結果、0.１４μｇ／ｍｌであった。

【００４１】（ＩＩ）次に上記と同様の操作によって得
た、ＴＣＥ濃度0.１４μｇ／ｍｌの上澄み液2 ml及び上
記の酸性機能水8 mlを添加して、１５ ℃、１２０ rpm
で５時間振盪した。その後、該バイアル瓶にn-ヘキサン
を5 mlを添加し、該上澄み液中のＴＣＥを有機相に抽出
した。このヘキサン相をガスタイトシリンジでサンプリ
ングし、TCE濃度をガスクロマトグラフィーで測定し
た。この操作を５回行った結果、酸性機能水を添加・振
とう後の上澄み液中のＴＣＥ濃度は０．００３±０．０
０１ μg / mlとなった。このことからＴＣＥ含有アル
カリ機能水への酸性機能水の添加により、アルカリ機能
水中のTCEを日本の環境基準値である0.０３ μｇ／ｍｌ
以下にまで分解できることが分かった。

【００４２】（比較例１） 純水による抽出 実施例１（Ｉ）における抽出処理に用いたアルカリ性機
能水を純水に代えた以外は実施例１（Ｉ）と同様にし
て、土壌中のＴＣＥ抽出を行なった。その結果抽出処理
後の土壌に吸着残存しているTCE濃度は０．１２５±
０．００３μg / g土壌であり、上記の土壌中に吸着さ
れているＴＣＥ量の推測値から、土壌に吸着されている
ＴＣＥは殆ど抽出されていないと判断された。

【００４３】また上澄み液中のＴＣＥ濃度は０．１μｇ
／ｍｌであった。

【００４４】上記実施例１及び比較例１の結果から、ア
ルカリ性機能水を用いた土壌中ＴＣＥの抽出処理が、土
壌の浄化をより完全なものとするうえで極めて有効であ
ることが分かる。

【００４５】

【発明の効果】本発明により、塩素化脂肪族炭化水素で
汚染された自然環境から得られる汚染媒体を、常温常圧
下で経済的かつ安全で安定に、より完全に浄化すること
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様にかかる媒体の浄化装置の
概略図

【符号の説明】

１ 汚染媒体貯留タンク、または汚染媒体源 ２ 機能水生成手段 ３ 抽出容器 ４ 反応容器 ５ 送出手段 ６ 分離膜 ７ 陰極 ８ 陽極 ９ 電源 １０ 電解質水溶液貯留タンク １１ アルカリ性機能水貯留タンク １２、１３、１５ 送出手段 １４ 酸性機能水貯留タンク １６ 排出手段 １７ 浄化済媒体 １８ 水槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 3/00 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３４Ｅ (72)発明者 桜永 昌徳 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 加藤 欽也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 栗山 朗 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 須川 悦子 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚染物質を含む媒体を水素イオン濃度
   （pH値）が１０〜１３、酸化還元電位（作用電極：プラ
   チナ電極、参照電極：銀−塩化銀電極）が−1000 mV〜8
   00 mV、かつ塩素濃度が0 mg / リットル〜5 mg / リッ
   トルの機能水と接触させ、該媒体中の該汚染物質を抽出
   する工程；及び該機能水中の該汚染物質を分解せしめる
   工程、を有することを特徴とする媒体の浄化方法。
2. 【請求項２】 該機能水が、電解質水溶液の電気分解に
   よって陰極近傍に生成するものである請求項１記載の浄
   化方法。
3. 【請求項３】 該機能水中の該汚染物質を分解せしめる
   工程が、該機能水を、水素イオン濃度（pH値）が１〜
   ４、酸化還元電位（作用電極：プラチナ電極、参照電
   極：銀−塩化銀電極）が８００ mV〜１５００ mV、かつ
   塩素濃度が5 mg / リットル〜１５０ mg / リットルの
   特性を示す第２の機能水と接触させる工程、を有する請
   求項１記載の浄化方法。
4. 【請求項４】 該機能水中の該汚染物質を分解せしめる
   工程が、該機能水と該汚染物質の分解活性を有する微生
   物とを接触せしめる工程を有する請求項１記載の浄化方
   法。
5. 【請求項５】 該第２の機能水が、電解質水溶液の電気
   分解によって陽極近傍に生成するものである請求項１記
   載の浄化方法。
6. 【請求項６】 該電解質が塩化ナトリウムおよび塩化カ
   リウムの少なくとも一方である請求項２または５記載の
   浄化方法。
7. 【請求項７】 該第２の機能水が、水に無機酸及び次亜
   塩素酸ナトリウムを溶解して得られたものである請求項
   ３に記載の浄化方法。
8. 【請求項８】 該無機酸が塩酸、フッ酸、臭酸、硫酸、
   リン酸、ホウ酸の少なくとも１つである請求項７に記載
   の浄化方法。
9. 【請求項９】 該汚染物質がハロゲン化脂肪族炭化水素
   化合物である請求項1記載の浄化方法。
10. 【請求項１０】 該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物が
    塩素及びフッ素の少なくとも一方の元素で置換されてい
    る脂肪族炭化水素化合物である請求項９記載の浄化方
    法。
11. 【請求項１１】 該脂肪族炭化水素化合物が、トリクロ
    ロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、クロロ
    トリフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、クロロ
    ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、1,２-ジフル
    オロ-1,1,2,2-テトラクロロエタン、1,1,2-トリクロロ-
    1,２,２-トリフルオロエタン、1,２-ジクロロ-1,1,2,2-
    テトラフルオロエタン、2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフル
    オロエタン、クロロジフルオロエタン、1,1-ジフルオロ
    エタン、テトラフルオロエタン、クロロペンタフルオロ
    エタン、ヘキサフルオロエタン、クロロエチレン、ジク
    ロロエチレン、トリクロロエチレン及びテトラクロロエ
    チレン及びの内の少なくとも一つである請求項１０記載
    の浄化方法。
12. 【請求項１２】 該汚染物質が芳香族化合物である請求
    項１記載の浄化方法。
13. 【請求項１３】 該芳香族化合物がベンゼン及びフェノ
    ールの少なくとも一方である請求項１２記載の浄化方
    法。
14. 【請求項１４】 該媒体が気体、液体または固体である
    請求項１記載の浄化方法。
15. 【請求項１５】 該固体が土壌である請求項１４記載の
    浄化方法。
16. 【請求項１６】 該気体が空気である請求項１４記載の
    浄化方法。
17. 【請求項１７】 該液体が地下水である請求項１４記載
    の浄化方法。
18. 【請求項１８】 水素イオン濃度（pH値）が１０〜１
    ３、酸化還元電位（作用電極：プラチナ電極、参照電
    極：銀−塩化銀電極）が−１０００mV〜８００ mV、か
    つ塩素濃度が０ mg / リットル〜５mg / リットルであ
    る機能水を汚染物質を含む媒体と接触させ、該汚染物質
    を該媒体中から抽出する手段、及び該機能水中に抽出さ
    れた該汚染物質を分解せしめる手段、を有することを特
    徴とする媒体の浄化装置。
19. 【請求項１９】 該機能水中に抽出された該汚染物質を
    分解せしめる手段が、該汚染物質を含む該機能水と、水
    素イオン濃度（pH値）が１〜４、酸化還元電位（作用電
    極：プラチナ電極、参照電極：銀−塩化銀電極）が８０
    ０mV〜１５００ mV、かつ塩素濃度が５mg / リットル〜
    １５０mg / リットルである第２の機能水とを接触させ
    る手段とを備えた請求項１８記載の浄化装置。
20. 【請求項２０】 該機能水中に抽出された該汚染物質を
    分解せしめる手段が、該汚染物質を含む該機能水と、該
    汚染物質の分解活性を備えた微生物とを接触させる手段
    を有する請求項１８記載の浄化装置。
21. 【請求項２１】 該媒体が気体、液体または固体である
    請求項１８〜２０の何れかに記載の浄化装置。
22. 【請求項２２】 該気体が空気である請求項２１記載の
    浄化装置。
23. 【請求項２３】 該液体が地下水である請求項２１記載
    の浄化装置。
24. 【請求項２４】 該固体が土壌である請求項２１記載の
    浄化装置。
25. 【請求項２５】 汚染物質を含む媒体を水素イオン濃度
    （pH値）が１０〜１３、酸化還元電位（作用電極：プラ
    チナ電極、参照電極：銀−塩化銀電極）が−1000 mV〜8
    00 mV、かつ塩素濃度が0 mg / リットル〜5 mg / リッ
    トルの機能水と接触させ、該媒体中の該汚染物質を抽出
    することを特徴とする汚染物質を媒体から抽出する方
    法。
26. 【請求項２６】 該機能水が、電解質水溶液の電気分解
    によって陰極近傍に生成するものである請求項２５記載
    の方法。
27. 【請求項２７】 該電解質が塩化ナトリウムおよび塩化
    カリウムの少なくとも一方である請求項２６記載の方
    法。
28. 【請求項２８】 該汚染物質がハロゲン化脂肪族炭化水
    素化合物である請求項２５記載の方法。
29. 【請求項２９】 該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物が
    塩素及びフッ素の少なくとも一方の元素で置換されてい
    る脂肪族炭化水素化合物である請求項２８記載の方法。
30. 【請求項３０】 該脂肪族炭化水素化合物が、トリクロ
    ロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、クロロ
    トリフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、クロロ
    ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、1,２-ジフル
    オロ-1,1,2,2-テトラクロロエタン、1,1,2-トリクロロ-
    1,２,２-トリフルオロエタン、1,２-ジクロロ-1,1,2,2-
    テトラフルオロエタン、2,2-ジクロロ-1,1,1-トリフル
    オロエタン、クロロジフルオロエタン、1,1-ジフルオロ
    エタン、テトラフルオロエタン、クロロペンタフルオロ
    エタン、ヘキサフルオロエタン、クロロエチレン、テト
    ラクロロエチレン及びトリクロロエチレンの内の少なく
    とも一つである請求項２９記載の方法。
31. 【請求項３１】 該汚染物質が芳香族化合物である請求
    項２５記載の方法。
32. 【請求項３２】 該芳香族化合物がベンゼン及びフェノ
    ールの少なくとも一方である請求項３１記載の方法。
33. 【請求項３３】 該媒体が気体、液体または固体である
    請求項２５記載の方法。
34. 【請求項３４】 該固体が土壌である請求項３３記載の
    方法。
35. 【請求項３５】 該気体が空気である請求項３３記載の
    方法。
36. 【請求項３６】 該液体が地下水である請求項３３記載
    の方法。