(57)【要約】【課題】特に高濃度汚染や酸化剤消費物質が多い汚染物を、フェントン法と過硫酸塩酸化法を適切に組み合わせることで、より短期間に低コストで浄化可能な有機汚染物質の浄化方法を提供する。【解決手段】有機汚染物質に汚染された汚染物を浄化するに当たり、過酸化水素および鉄系触媒を添加して浄化した後に、過硫酸塩を添加して浄化することを特徴とする有機汚染物質の浄化方法。【選択図】図１
2006341195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機汚染物質に汚染された汚染物を浄化するに当たり、過酸化水素および鉄系触媒を汚染物に添加した後に、過硫酸塩を添加することを特徴とする有機汚染物質の浄化方法。
【請求項２】
有機汚染物質に汚染された汚染物を、該有機汚染物質の最終目標濃度へと浄化するに際し、過酸化水素および鉄系触媒の添加により中間濃度まで浄化した後、過硫酸塩の添加により前記最終目標濃度へ浄化することを特徴とする有機汚染物質の浄化方法。
【請求項３】
有機汚染物質に汚染された汚染物を汚染原位置で浄化するに当たり、攪拌翼を有する混練機で過酸化水素および鉄系触媒を汚染物に添加、混練した後に、井戸から過硫酸塩を注入し汚染物に接触させることを特徴とする有機汚染物質の浄化方法。
【請求項４】
鉄系触媒として、金属鉄、鉄酸化物、水酸化鉄、鉄塩、キレート鉄の少なくとも一種を用いることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の有機汚染物質の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機汚染物質により汚染された汚染物中の有機汚染物質を分解して浄化する方法に関し、とくに、有機塩素化合物等の難分解性化合物に汚染された土壌、底質、汚泥、地下水、排水中などの有機汚染物質の分解に好適に使用できる有機汚染物質の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
難分解性化合物であるトリクロロエチレン（ＴＣＥ）、テトラクロロエチレン（ＰＣＥ）等の有機塩素化合物は、洗浄剤として各種工場やクリーニング店等で広く使用されているが、これら有機塩素化合物は発癌性物質である疑いがあるため、近年、上記有機塩素化合物による土壌、地下水等の汚染が大きな社会問題となっている。また、工場で扱う製品のハイテク化に伴い、難分解性化合物を含んだ排水も数多く存在する。このような難分解性化合物で汚染された地下水や土壌、排水の酸化処理による分解処理法としては、特許文献１に挙げられているような過硫酸塩添加法、特許文献２に挙げられているような過硫酸塩＋過酸化水素添加法、特許文献３に挙げられているような鉄化合物（鉄系触媒）と過酸化水素を添加することにより処理するようなフェントン法が知られている。
【特許文献１】特開２００２−１３６９６１号公報
【特許文献２】特開２００２−３０７０４９号公報
【特許文献３】特開平７−７５７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のフェントン法は、混練機を用いて汚染土壌の原位置で施行可能であり、酸化力が非常に高いため短期間で浄化を完了できる技術である。しかし、土壌を原位置で機械攪拌していくため、施行の費用が比較的高いという問題、施工後に地盤強度が低下するので重たい混練機を用いる同一場所での再施行が困難であるという問題があった。
【０００４】
一方、過硫酸塩酸化法は、緩やかに酸化剤が反応するため、井戸から広い範囲に酸化剤を注入し拡散することが可能であり、原位置での注入設備費用を低く抑えられるが、フェントン法より酸化力が低く高濃度汚染の浄化には長期間を要することが問題であった。
【０００５】
そこで本発明の課題は、特に高濃度汚染や酸化剤消費物質が多い汚染物を、フェントン法と過硫酸塩酸化法を適切に組み合わせることで、より短期間に低コストで浄化可能な有機汚染物質の浄化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る有機汚染物質の浄化方法は、有機汚染物質に汚染された汚染物を浄化するに当たり、過酸化水素および鉄系触媒を添加した後に、過硫酸塩を添加することを特徴とする方法からなる。
【０００７】
また、本発明に係る有機汚染物質の浄化方法は、有機汚染物質に汚染された汚染物を、該有機汚染物質の最終目標濃度へと浄化するに際し、過酸化水素および鉄系触媒の添加により中間濃度まで浄化した後、過硫酸塩の添加により前記最終目標濃度へ浄化することを特徴とする方法からなる。
【０００８】
さらに、本発明に係る有機汚染物質の浄化方法は、有機汚染物質に汚染された汚染物を汚染原位置で浄化するに当たり、攪拌翼を有する混練機で過酸化水素および鉄系触媒を汚染物に添加、混練した後に、井戸から過硫酸塩を注入し汚染物に接触させることを特徴とする方法からなる。
【０００９】
本発明者らは、特に高濃度汚染や酸化剤消費物質が多い汚染土壌、地下水の浄化に関して、短期間により低コストで浄化することができる方法について鋭意検討を行ってきた。その結果、高濃度汚染土壌の酸化剤として過酸化水素、鉄系触媒で中濃度まで浄化後に、浄化施行費用が安い過硫酸塩酸化処理を適用することで、浄化期間の短縮と浄化費用の低減ができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
上記本発明に係る有機汚染物質の分解方法においては、過酸化水素、鉄系触媒処理が充分に反応が終了した後で過硫酸塩酸化法を適用することが好ましい。少なくとも１日以上、好ましくは１ヶ月程度経過した後に、過硫酸塩を注入することが好ましい。
【００１１】
この際の酸化剤濃度は、汚染物に対して過酸化水素濃度が0.1〜５％、鉄触媒は鉄として0.5〜10％、過硫酸塩濃度は0.1〜５％程度が好ましい。
【００１２】
上記鉄系触媒としては、例えば金属鉄、鉄酸化物、水酸化鉄、鉄塩、キレート鉄の少なくとも一種を用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る有機汚染物質の分解方法によれば、有機塩素化合物等の有機汚染物質を、注入拡散範囲が広く浄化費用を抑えられる過硫酸塩酸化法を、高濃度の汚染浄化に対しても有効に適用可能となり、従来技術では得られなかった低コストでの短期間浄化が可能になる。したがって、従来浄化期間が長引くか、浄化費用が高くなることが多い、高濃度複合汚染や有機物などを多く含み酸化剤消費量の多い浄化ケースに対しても、効率よく酸化分解処理することが可能となり、土壌や底質、汚泥、地下水、排水中などの有機汚染物質の分解に好適な有機汚染物質の分解方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明について、望ましい実施の形態とともに詳細に説明する。
本発明に係る有機汚染物質の浄化方法においては、過酸化水素および鉄系触媒（鉄化合物）を添加した条件下で、高濃度の有機汚染物質を分解後、低コストで浄化可能な過硫酸塩を注入拡散させることで、高濃度の汚染に対しても短期間で低コストに浄化が可能になる。
【００１５】
汚染土壌、地下水の主な浄化法としては、地上に汚染物を掘削し浄化後元の場所に埋め戻すオンサイト浄化法と、汚染原位置で浄化剤を添加、混練し浄化する原位置浄化法に大別される。近年では、浄化期間の短縮と費用の削減の点で、原位置浄化法が主流になってきている。
【００１６】
汚染濃度が環境基準の十倍程度以下の場合、すでに実用化されている原位置でのフェントン酸化処理、過マンガン酸処理、または過硫酸処理などの単独処理で短期間に浄化可能であるが、汚染濃度が環境基準の十倍を上回るような高濃度の汚染浄化のケースでは、強力な酸化剤を用いた浄化でも短期間での原位置浄化は困難であった。本発明では、このようなケースに好適な原位置浄化技術である。詳細を次に説明する。
【００１７】
有機塩素化合物で汚染された土壌に、例えば、攪拌翼を備えた土中混練機を用いて過酸化水素と鉄系触媒を添加し攪拌する。この際、好ましくはリン酸や塩酸、硫酸などを添加しｐＨを３〜６程度に酸性にすると、非常に強い酸化力を持ったヒドロキシラジカルが発生し、汚染物質を分解する（フェントン反応）。十分に反応が進んだ後に、例えば１ヶ月経過後に施行済みのサンプルを採取し濃度を測定する。この時点で、中・低濃度の汚染ポイントでは浄化が終了するが、高濃度汚染、低濃度でも複合汚染や、酸化剤を消費する物質を多く含有する土壌では浄化が充分ではない。
【００１８】
このような汚染ポイントに対して、再度土中混練機を用いた浄化を実施できれば、さらに汚染濃度を低減可能であるが、前述の如く、地盤力低下と費用面で困難である。
【００１９】
そこで本発明では、例えば、注入井戸を設置し、その井戸から過硫酸塩を注入することで、さらに汚染土壌濃度を低コストで低減することができる。注入井戸の間隔は、例えば１ｍから２０ｍ、好ましくは２ｍから５ｍ程度の間隔で汚染深度まで設置する。また、好ましくは酸化剤の拡散を促進するために揚水井戸を設置し、地下水を揚水する。過硫酸塩の酸化剤濃度は100mg/Lから10,000mg/L、好ましくは1,000mg/Lから5,000mg/L程度で注入する。注入井戸の間に観測井戸を設置し、定期的に地下水をサンプリングし汚染物質のモニタリングを行い、汚染物質が目標値に達したら注入を停止する。さらに、酸化力を促進するために、過酸化水素やリン酸等を添加することもできる。
【００２０】
本発明で使用する過硫酸塩としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムのいずれも用いることができる。また、鉄系触媒としては、金属鉄、鉄酸化物、水酸化鉄、鉄塩、キレート鉄等の鉄化合物から少なくとも一種を用いることができる。
【００２１】
また、ｐＨ条件としては８以下が望ましい。
【００２２】
さらに温度条件に関しては、特に制限はないが、加温すれば反応速度は上昇する。
【００２３】
本発明に係る有機汚染物質の浄化方法は、例えばＴＣＥ、ＰＣＥ、ダイオキシン、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）等といった有機塩素化合物等の難分解性化合物に汚染された土壌、底質、汚泥、地下水、排水中等の汚染物質の分解に好適に使用できるが、これに限定されるものではない。すなわち、他の有機物、例えば油、ベンゼン、トルエン、キシレン等の有機汚染物質による様々な汚染物における分解にも適用可能である。
【実施例】
【００２４】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
ＴＣＥ10mg/L、シス-1,2-ジクロロエチレン3mg/Lで汚染された粘土層に対して、土中混練機を用いて、過酸化水素とリン酸を混合した溶液と鉄系触媒を汚染土壌に添加、混練した。その後、充分に時間を経過した40日後に中間浄化確認ボーリングを行い、汚染濃度の確認を行った。このフェントン酸化の結果、ＴＣＥに関しては環境基準値以下まで低減していたが、シス-1,2-ジクロロエチレンは環境基準値以上であった（図１）。
【００２５】
次に、直径50mmの注入井戸から過硫酸溶液を汚染エリアに注入拡散した。注入井戸の間隔は５ｍとした。経時的に観測井戸から地下水をサンプリングし、地下水濃度のモニタリングを行った。地下水の汚染物質濃度が低減したことを確認後、浄化確認のボーリングを行い土壌の溶出試験を行った。この結果、フェントン酸化単独では充分な低減が見られなかったシス-1,2-ジクロロエチレンも環境基準値以下に低減していることを確認した（図１）。以上の結果から、本発明が特に高濃度汚染や複合汚染の浄化に有効であることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る有機汚染物質の浄化方法は、とくに、有機塩素化合物等の難分解性化合物で高濃度に汚染された土壌、底質、汚泥、地下水、排水中等の汚染物質の分解に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例の結果を示す汚染物質濃度を表すグラフである。
【図１】
2006341195.tif 000003