(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛又はヒ素の重金属により汚染された土壌に水溶性の鉄塩又は銅塩を添加混合する第１工程と、次いで、該第１工程で処理した土壌を加熱処理に供して前記重金属を不溶化する第２工程からなることを特徴とする汚染土壌の処理方法。
【請求項２】
シアン化合物により汚染された土壌に水溶性の鉄塩又は銅塩を添加混合する第１工程と、次いで、該第１工程で処理した土壌を加熱処理に供して前記シアン化合物を不溶化する第２工程からなることを特徴とする汚染土壌の処理方法。
【請求項３】
鉛又はヒ素の重金属及びシアン化合物により汚染された土壌に水溶性の鉄塩又は銅塩を添加混合する第１工程と、次いで、該第１工程で処理した土壌を加熱処理に供して前記重金属及び前記シアン化合物を不溶化する第２工程からなることを特徴とする汚染土壌の処理方法。
【請求項４】
前記加熱処理における加熱温度を２００℃以上とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の汚染土壌の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重金属及び／又はシアン化合物（重金属及びシアン化合物のうち少なくとも一方）で汚染された土壌の浄化処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業活動の活発化や都市開発の進展に伴い、新たな化学物質による環境汚染の懸念や急増する廃棄物の処理問題に関連して過去の蓄積した有害物質を含む土壌汚染の存在がクローズアップされて来ている。そしてこれらの汚染された土壌については国の定める「土壌環境基準」等に従って処理することが必要とされるようになっている。
【０００３】
鉛等重金属やシアン化合物に汚染された土壌を修復して浄化する手段としては、汚染土壌を洗浄して重金属やシアン化合物を水又は酸もしくはアルカリに溶解させ、固液分離してから水処理槽で化学的に浄化し除去する方法あるいは汚染土壌を高温度で焼却してシアン化合物を分解させる方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の処理法の場合、処理時に汚染土壌中の全ての重金属やシアン化合物が水又は酸もしくはアルカリで十分溶出されるとは限らず、また、汚染土壌を高温度で焼却してシアン化合物等を分解させる処理を行う場合、莫大な費用を要する他、土壌の強度が高熱処理により低下するので、処理土壌をそのまま再利用できるとは限らなかった。
【０００５】
本発明は、上記のような状況に鑑み、重金属及び／又はシアン化合物で汚染されている土壌を安定且つ確実に浄化すると共に経済的にも安価に実施できる処理方法の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するものであって、第１に、鉛又はヒ素の重金属により汚染された土壌に水溶性の鉄塩又は銅塩を添加混合する第１工程と、次いで、該第１工程で処理した土壌を加熱処理に供して前記重金属を不溶化する第２工程からなることを特徴とする汚染土壌の処理方法であり、第２に、シアン化合物により汚染された土壌に水溶性の鉄塩又は銅塩を添加混合する第１工程と、次いで、該第１工程で処理した土壌を加熱処理に供して前記シアン化合物を不溶化する第２工程からなることを特徴とする汚染土壌の処理方法であり、第３に、鉛又はヒ素の重金属及びシアン化合物により汚染された土壌に水溶性の鉄塩又は銅塩を添加混合する第１工程と、次いで、該第１工程で処理した土壌を加熱処理に供して前記重金属及び前記シアン化合物を不溶化する第２工程からなることを特徴とする汚染土壌の処理方法であり、第４に、前記加熱処理における加熱温度を２００℃以上とすることを特徴とする第１〜３のいずれかに記載の汚染土壌の処理方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の処理対象とする汚染土壌は、重金属及び／又はシアン化合物により汚染されている土壌であって、重金属としては、クロム、マンガン、カドミウム、鉛、ヒ素、アンチモン等一般の重金属であり、シアン化合物としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、重金属等のシアン化物であって、人の健康に係る水質環境において有害とされるものである。
【０００８】
本発明方法は、第１工程では、先ず最初に処理対象土壌に、水溶性の２価又は３価の鉄塩及び／又は２価の銅塩を添加混合する。添加する鉄塩としては、硫酸第１鉄、硫酸第２鉄、塩化第１鉄、塩化第２鉄さらに硝酸第１鉄、硝酸第２鉄等があり、また、銅塩としては、硫酸銅、塩化銅、硝酸銅等があり、水溶性であればいずれでも使用可能である。また、このような鉄塩や銅塩は、比較的安価に入手可能なものであるが、産業廃棄物でもある鉄系または銅系のメッキ廃液やエッチング廃液等を利用することも可能であり、この場合、さらに処理原価の低減化が可能となる。
【０００９】
これら鉄塩や銅塩の土壌への添加は、固体塩のままの直接添加でも可能であるが、添加混合が容易な水溶液状態での添加が好ましい。
【００１０】
これら鉄塩や銅塩の添加量は、処理対象とする土壌の重金属及び／又はシアン化合物の含有量、溶出特性そして第２工程での加熱温度と加熱時間が重要な要因となり、一律には決定できないが、例えば、後記の実施例−１において示す土壌（含有量：ＣＮ＝３４．０ｐｐｍ  、Ｐｂ＝３２６ｐｐｍ、ｐＨ約６の水に対する溶出量：ＣＮ＝０．５３ｍｇ／ｌ、Ｐｂ＝０．０７ｍｇ／ｌ）を、第２工程において  ３５０℃で３０分加熱処理する場合には、第１工程での鉄塩及び／又は銅塩の添加量は以下の通りとなる。すなわち、鉄塩又は銅塩を単味で添加する場合には、Ｆｅ又はＣｕとして１００ｐｐｍ、鉄塩と銅塩を混合添加する場合には（Ｆｅ＋Ｃｕ）の合計で１００ｐｐｍになるように配合添加すれば、その効果があらわれ、好ましくは２５０ｐｐｍ以上となるように添加すれば、特に、シアン化合物が易溶性となる高アルカリ領域においても、水への溶出を完全に阻止することが可能となる。
【００１１】
第２工程では、第１工程終了後の処理土壌に対して加熱処理を行うが、加熱温度は高温度の必要はなく、比較的低温度で足りる。例えば、後記の実施例１に示すように、  ２００℃台で不溶化効果が確認できるが、  ２００℃以下においても既にその不溶化傾向が認められ、  ３００℃以上では完全に不溶化の達成が認められる。また、例えば、  ５００℃以上のような高温加熱は、エネルギーコストや設備費の点から無駄であり、さらに、処理土壌の変質等の点からも得策でないと考えられる。
【００１２】
また、この加熱処理は、処理土壌が多量であっても、例えば、汚泥の乾燥焼却や塵芥の乾燥等に使用されている回転焼却炉により好適に実施できる。
【００１３】
なお、本発明の処理方法において、鉄塩や銅塩の添加及び加熱処理により、重金属又はシアンの、あるいは同時的な重金属及びシアンの化学的不溶態化が行われると共に、さらなる安定化が行われるものであるが、そのメカニズムについては未だ明らかでない。
【００１４】
【実施例１】
金属表面処理工場の汚染土壌を対象に、本処理法効果の温度依存性を調査した。
なお、溶出試験は、環境庁告示第４６号（平成３年８月２３日告示）に掲げる土壌環境基準に係る土壌中重金属の溶出量分析方法に準じて行った。
【００１５】
（１）  風乾した処理対象汚染土壌の特性
汚染物含有量：ＣＮ＝３４．０ｐｐｍ      Ｐｂ＝３２６ｐｐｍ
溶出試験結果：ＣＮ＝０．５３ｍｇ／ｌ    Ｐｂ＝０．０７ｍｇ／ｌ
ｐＨ＝９．１２
0003553764.tif 000002
（３）  処理土壌の溶出試験の結果を表１に示した。
【００１６】
【表１】
0003553764.tif 000003
【００１７】
【比較例１】
実施例１と同じ土壌について、ＦｅとＣｕの添加がない外は処理条件を同じとして溶出特性を調べた。
処理土壌の溶出試験の結果を表２に示した。
【００１８】
【表２】
0003553764.tif 000004
【００１９】
以上の実施例１及び比較例１より、本発明方法によれば、２００  ℃台で明らかに不溶化の効果が認められ、３００  ℃以上では、ＣＮ及びＰｂも共に不溶化されることが理解される。
【００２０】
【実施例２】
本実施例では、特にＣＮの安定化状況を把握する目的で、同一試料を繰り返し５回溶出試験に供して、その水に対する溶出性を調べた。
なお、溶出試験に供した試料は、実施例１に示した条件で処理したものである。
試験結果を表３に示した。
【００２１】
【表３】
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【００２２】
【比較例２】
実施例２と同様であるが、試料として処理対象土壌を未処理状態で、繰り返し５回溶出試験に供した。
試験結果を表４に示した。
【００２３】
【表４】
0003553764.tif 000006
【００２４】
すなわち、ＣＮは安定した不溶状態で固定されていることがわかる。
【００２５】
【実施例３】
本処理方法におけるＦｅ及び／又はＣｕの種々添加配合を変えた場合についてＣＮ溶出特性を調べた。加熱処理条件は、各回一律に、温度  ３５０  ℃、時間  ３０分とした。
なお、本実施例では、環境庁告示第４６号の掲げる溶出試験の他に、ＮａＯＨ＝４０ｇ／ｌ  （理論ｐＨ＝１４）の高濃度アルカリ水を用いた溶出試験（手順は環境庁告示第４６号に掲げる方法に準ずる）も併せて行った。
試験結果を表５に示した。
【００２６】
【表５】
0003553764.tif 000007
【００２７】
以上の結果から、Ｆｅ及び／又はＣｕの種々配合においてもＣＮの不溶化効果が確認され、さらに、Ｆｅ＋＋＝１００ｐｐｍとＣｕ＋＋＝２５０ｐｐｍを共に添加したロットは、ＣＮが易溶性となる高アルカリ領域においても、０．０１ｍｇ／ｌ以下を示し、不溶化効果は完全なものであった。
【００２８】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、処理対象土壌に入手が容易な水溶性の鉄塩及び／又は銅塩を微量添加し、好ましくは  ２００℃以上の温度で、加熱処理するだけで、例えば、重金属がＰｂであれば０．０１ｍｇ／ｌ以下に、また、シアン化合物であれば全ＣＮとして０．０１ｍｇ／ｌ以下にまで水への溶出を低減できる等、重金属及び／又はシアン化合物の溶出を実質的に完全に阻止可能とする経済性に優れた汚染土壌の浄化処理方法を提供できる。