(57)【要約】【課題】重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌を熱処理しても、重金属が溶出しないので、熱処理後すぐに浄化土壌として再利用することができる効率のよい土壌処理方法の提供。【解決手段】重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌に水酸化セリウムを添加混合し、該水酸化セリウムを添加混合後の土壌を熱処理する土壌処理方法である。該有機系汚染物質が、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、ダイオキシン類、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、ベンゼン及び油類から選択される少なくとも１種である態様、該重金属が、水銀、砒素、鉛、セレン、亜鉛、クロム、及びカドミウムから選択される少なくとも１種である態様などが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌に水酸化セリウムを添加混合し、該水酸化セリウムを添加混合後の土壌を熱処理することを特徴とする土壌処理方法。
【請求項２】
水酸化セリウムの添加量が、土壌全量に対し０．１質量％〜３質量％である請求項１に記載の土壌処理方法。
【請求項３】
土壌の熱処理が、２００℃〜９００℃の温度で行われる請求項１から２のいずれかに記載の土壌処理方法。
【請求項４】
有機系汚染物質が、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、ダイオキシン類、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、ベンゼン及び油類から選択される少なくとも１種である請求項１から３のいずれかに記載の土壌処理方法。
【請求項５】
重金属が、水銀、砒素、鉛、セレン、亜鉛、クロム、及びカドミウムから選択される少なくとも１種である請求項１から４のいずれかに記載の土壌処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌を効率よく処理できる土壌処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機系汚染物質や重金属による環境汚染が社会問題となっている。このため、例えば汚染土壌から汚染物質を除去して土壌を無害化する技術が求められている。前記有機系汚染物質の代表例としては、例えばポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、ダイオキシン類、トリクロロエチレン等のＶＯＣｓ、ベンゼン、油類などが挙げられる。
【０００３】
前記有機系汚染物質を土壌から除去する方法として、汚染土壌を熱処理して土壌から汚染物質を除去する方法が知られている。例えば、芳香族ハロゲン化合物に汚染された土壌を加熱し、芳香族ハロゲン化合物を揮発させ、触媒の存在下に分解する方法が知られている（特許文献１参照）。また、汚染土壌に高カロリー廃棄物を加えて熱処理し、熱処理により発生した排ガスを１０００℃以上のアフターバーナで二次燃焼する方法が知られている（特許文献２参照）。これらの方法は、汚染土壌を間接的又は直接的に熱処理することで土壌中の有機系汚染物質を沸点以上に加熱し、該有機系汚染物質を土壌から揮発させて除去するものである。
【０００４】
このようなＶＯＣ、揮発性ガス、油類等の有機系汚染物質で汚染された土壌が、更に水銀、砒素、鉛、セレン、亜鉛、クロム、カドミウム等の重金属でも汚染されている場合には、その溶出を防止するため、通常、重金属の不溶化剤としての水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）等の鉄剤が添加されている。
しかし、上述したように有機系汚染物質を揮発除去するため土壌を熱処理すると、不溶化剤としての鉄剤の重金属に対する吸着効果が低下し、熱処理後は重金属が溶出しやすい状態の土壌となってしまう。そのため、熱処理後の土壌をしばらく放置（約１０日間）して、不溶化剤の重金属への吸着能を復活させてから再利用しており、土壌処理に日数がかかっているのが現状である。
また、有機系汚染物質で汚染された土壌が少量の重金属を含有しており、そのままでは重金属汚染に該当しない場合であっても、有機系汚染物質を除去するため熱処理を行うことにより重金属の溶出値が大幅に増加し、重金属の不溶化処理が必要になることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３２８５９５号公報
【特許文献２】特開平１１−１４８６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌を熱処理しても、重金属が溶出しないので、熱処理後すぐに浄化土壌として再利用することができる効率のよい土壌処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌に水酸化セリウムを添加混合し、該水酸化セリウムを添加混合後の土壌を熱処理することを特徴とする土壌処理方法である。
＜２＞  水酸化セリウムの添加量が土壌全量に対し０．１質量％〜３質量％である前記＜１＞に記載の土壌処理方法である。
＜３＞  土壌の熱処理が、２００℃〜９００℃の温度で行われる前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の土壌処理方法である。
＜４＞  有機系汚染物質が、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、ダイオキシン類、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、ベンゼン及び油類から選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の土壌処理方法である。
＜５＞  重金属が、水銀、砒素、鉛、セレン、亜鉛、クロム、及びカドミウムから選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の土壌処理方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌を熱処理しても、重金属が溶出しないので、熱処理後すぐに浄化土壌として再利用することができる効率のよい土壌処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例１における熱処理温度と砒素の溶出量との関係を示すグラフである。
【図２】図２は、比較例１における熱処理温度と砒素の溶出量との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、比較例２における熱処理温度と砒素の溶出量との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、比較例３における熱処理温度と砒素の溶出量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の土壌処理方法は、重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌に水酸化セリウムを添加混合し、該水酸化セリウムを添加混合後の土壌を熱処理する。これにより、熱処理後すぐに浄化土壌として再利用することができ、処理日数が少なくて済み、極めて効率よく土壌を処理できる。
【００１１】
−重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌−
前記重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌としては、例えば工場跡地、ガス工業、石油化学工業、クリーニング業の敷地、又はそれらの周辺地の土壌などが挙げられる。
前記重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌には、重金属及び有機系汚染物質の両方で汚染された土壌以外にも、有機系汚染物質を含有し有機系汚染物質による汚染に該当するが、重金属の含有量が少量であるため重金属による汚染には該当しない土壌、又は重金属を含有し重金属による汚染には該当するが、有機系汚染物質の含有量が少量であるため有機系汚染物質による汚染には該当しない土壌も含まれる。
前記有機系汚染物質としては、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、ダイオキシン類、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、ベンゼン及び油類から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
前記揮発性有機化合物（ＶＯＣ）としては、例えばトリクロロエチレン、テトラクロロエチレンなどが挙げられる。
前記重金属としては、例えば水銀、砒素、鉛、セレン、亜鉛、クロム、及びカドミウムから選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【００１２】
前記重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌に水酸化セリウムを添加混合する。
前記水酸化セリウムは、例えば塩化セリウムを水酸化ナトリウムで中和することにより得ることができる。
前記水酸化セリウムの添加量は、土壌全量に対し０．１質量％〜３質量％であることが好ましく、０．５質量％〜２質量％であることがより好ましい。前記水酸化セリウムの添加量が、０．１質量％未満であると、均一な混合が困難となり添加の効果が低下することがあり、３質量％を超えると、経済的に不利となることがある。
前記水酸化セリウムの、重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌への添加混合方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば熱処理前のコンベア搬送時にコンベア上に定量添加する方法、などが挙げられる。
【００１３】
次に、水酸化セリウムを添加混合した土壌を熱処理する。該熱処理は、２００℃〜９００℃の温度で行うことが好ましく、４００℃〜８００℃がより好ましい。前記熱処理温度が、２００℃未満であると、汚染物質が十分揮発しないことがあり、９００℃を超えると、水酸化セリウムの熱分解により重金属吸着効果が低下することがある。
前記熱処理時間は、５分以上が好ましく、１０〜３０分がより好ましい。
前記熱処理は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばロータリキルン等の回転型の焼却炉、ロータリードライヤ、流動床炉、ベルト炉、固定床炉などを用いて行うことができる。
【００１４】
次に、熱処理後の土壌は、室温付近になるまで放置した後、そのまま浄化土として再利用することができる。
【００１５】
本発明の土壌処理方法においては、有害物質で汚染された土壌中のポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、ダイオキシン類、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、ベンゼン、油類等の有機系汚染物は熱処理により揮発除去される。
一方、汚染土壌中の水銀、砒素、鉛、セレン、亜鉛、クロム、カドミウム等の重金属は、添加混合された水酸化セリウムに吸着されて不溶化されているので、熱処理によっても溶出しない。
その結果、有機系汚染物及び重金属の土壌汚染対策法に基づく環境基準を満たし、熱処理後すぐに浄化土壌として再利用することができる。
【００１６】
本発明の土壌処理方法によれば、重金属を溶出させることなく、有機系汚染物質を除去することができるので、熱処理後すぐに浄化土壌として再利用することができ、処理効率が極めて向上する。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００１８】
（実施例１）
−不溶化剤として水酸化セリウム（Ｃｅ（ＯＨ）４）を用いた場合−
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）としてトリクロロエチレン、及び砒素を含有する汚染土壌全量に対して０質量％、０．５質量％、１質量％、２質量％の水酸化セリウムを混合し、６００℃および６５０℃の温度で３０分間熱処理した後の砒素溶出値、及びトリクロロエチレン濃度を以下のようにして測定した。砒素溶出量の結果を図１に示した。図１の結果から、水酸化セリウムの添加量が２質量％の場合には６００℃においても６５０℃においても、良好な砒素溶出の抑制効果が認められた。
また、熱処理後のトリクロロエチレンの土壌溶出値は０．００５ｍｇ／Ｌであり、熱処理により揮発除去されていることが分かった。
【００１９】
＜土壌の分析＞
ＩＣＰ−ＡＥＳ（日本ジャーレルアッシュ社製、ＩＣＡＰ５７５  ＭａｒｋＩＩ）により、試料の砒素濃度の分析を行った。
トリクロロエチレンの土壌溶出値は、水素炎イオン化検出器付ガスクロマトグラフ（アジレント・テクノロジー社製、Ａｇｉｌｅｎｔ  ６８９０シリーズ）により測定した。
【００２０】
（比較例１）
−不溶化剤として水酸化第二鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）を用いた場合−
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）としてトリクロロエチレン及び砒素を含有する汚染土壌全量に対して０質量％、０．５質量％、１質量％、２質量％の水酸化第二鉄を混合し、６００℃及び６５０℃の温度で３０分間熱処理した後、実施例１と同様にして測定した砒素溶出値を図２に示した。図２の結果から、水酸化第二鉄の添加量が２質量％の場合には、６００℃での砒素の溶出は抑制できているが、６５０℃で熱処理した場合には砒素の抑制効果が極端に減少していることが分かった。
また、熱処理後のトリクロロエチレンの土壌溶出値は０．００５ｍｇ／Ｌであり、熱処理により揮発除去されていることが分かった。
【００２１】
（比較例２）
−不溶化剤としてマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）を用いた場合−
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）としてトリクロロエチレン及び砒素を含有する汚染土壌全量に対して０質量％、０．５質量％、１質量％、２質量％のマグネタイトを混合し、６００℃及び６５０℃の温度で３０分間熱処理した後、実施例１と同様にして測定した砒素溶出値を図３に示した。図３の結果から、マグネタイトの添加量が２質量％の場合には、６００℃での砒素の溶出は抑制できているが、６５０℃で熱処理した場合には砒素の抑制効果が減少していることが分かった。
また、熱処理後のトリクロロエチレンの土壌溶出値は０．００５ｍｇ／Ｌであり、熱処理により揮発除去されていることが分かった。
【００２２】
（比較例３）
−不溶化剤としてＦｅＯＯＨを用いた場合−
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）としてトリクロロエチレン及び砒素を含有する汚染土壌全量に対して０質量％、０．５質量％、１質量％、２質量％のＦｅＯＯＨを混合し、６００℃及び６５０℃の温度で３０分間熱処理した後、実施例１と同様にして測定した砒素溶出値を図４に示した。図４の結果から、ＦｅＯＯＨの添加量が２質量％の場合には、６００℃での砒素の溶出は抑制できているが、６５０℃で熱処理した場合には砒素の抑制効果が減少していることが分かった。
また、熱処理後のトリクロロエチレンの土壌溶出値は０．００５ｍｇ／Ｌであり、熱処理により揮発除去されていることが分かった。
【００２３】
図１と図２〜図４の結果から、水酸化セリウムは、水酸化第二鉄、マグネタイト及びＦｅＯＯＨに比べて、熱処理温度の変化による砒素の溶出量の変化が小さく、極めて安定に熱処理時の砒素等の重金属溶出を抑制する薬剤であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の土壌処理方法は、重金属を溶出させることなく、有機系汚染物質を除去することができ、熱処理後すぐに浄化土壌として再利用することができるので、重金属及び有機系汚染物質の少なくともいずれかを含む有害物質で汚染された土壌の処理に極めて有効である。
【図２】
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【図３】
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【図１】
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【図４】
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