(57)【要約】【課題】汚染水または汚染土壌に含まれるカドミウムおよびフッ素を同時に除去することが可能な浄化処理剤および浄化処理方法を提供する。【解決手段】浄化処理剤は、少なくともカドミウムおよびフッ素を含む汚染水または汚染土壌からカドミウムおよびフッ素を同時に除去するものであって、鉄または鉄合金からなる金属粉と、カルボキシル基またはカルボキシル基のアルカリ塩を含有する化合物と、を含有する。浄化処理方法は、少なくともカドミウムおよびフッ素を含む汚染水または汚染土壌からカドミウムおよびフッ素を同時に除去する方法であって、上記浄化処理剤を、汚染水または汚染土壌に接触させる工程を備えている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともカドミウムおよびフッ素を含む汚染水または汚染土壌からカドミウムおよびフッ素を同時に除去する浄化処理剤であって、
鉄または鉄合金からなる金属粉と、
カルボキシル基またはカルボキシル基のアルカリ塩を含有する化合物と、を含有することを特徴とする、浄化処理剤。
【請求項２】
前記化合物は、オレイン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウムおよびラウリン酸ナトリウムからなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項１に記載の浄化処理剤。
【請求項３】
前記金属粉がアトマイズ粉であることを特徴とする、請求項１または２に記載の浄化処理剤。
【請求項４】
前記金属粉が硫黄を含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の浄化処理剤。
【請求項５】
前記金属粉の硫黄含有量が０．０５質量％以上５質量％以下であることを特徴とする、請求項４に記載の浄化処理剤。
【請求項６】
少なくともカドミウムおよびフッ素を含む汚染水または汚染土壌からカドミウムおよびフッ素を同時に除去する浄化処理方法であって、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の浄化処理剤を、前記汚染水または前記汚染土壌に接触させる工程を備えることを特徴とする、浄化処理方法。
【請求項７】
前記浄化処理剤と前記汚染水または前記汚染土壌との接触開始時における、前記汚染水または前記汚染土壌に含まれる溶出液のｐＨを２以上６．５以下の範囲に調整することを特徴とする、請求項６に記載の浄化処理方法。
【請求項８】
前記汚染水または前記汚染土壌がさらにヒ素、セレン、クロムおよび鉛からなる群より選択される少なくとも１種を含有することを特徴とする、請求項６または７に記載の浄化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄化処理剤および浄化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒ素、セレン、鉛、カドミウムおよびクロムなどの重金属類ならびにフッ素などの汚染物質は、人体に対して有害であり、健康障害をもたらすことが知られている。このため、近年、これらの汚染物質による環境汚染が問題となっている。重金属類は、地下水、河川水、湖沼水および各種工業排水などに含まれており、環境基準および排水基準が定められている。したがって、水中の重金属類の含有量がこれらの基準を超える場合には、水中から重金属類を除去する処理を行う必要がある。
【０００３】
これらの汚染物質のうち、特にフッ素により汚染された水および土壌（以下、「汚染水」および「汚染土壌」とも称する）を連続的に浄化処理する方法として、吸着剤を用いて汚染物質を吸着除去する方法が提案されている。この吸着法は、吸着剤を充填した吸着塔に汚染物質を含む汚染水を連続的に通水し、汚染水を吸着剤に接触させることにより汚染物質を吸着除去する方法である。
【０００４】
この方法に用いられる吸着剤としては、活性炭、活性アルミナ、ゼオライト、チタン酸およびジルコニア水和物などが知られている。吸着法では、これらの吸着剤の種類を浄化対象とする汚染物質の種類に応じて選択することにより、優れた除去効率を達成することが可能である。しかし、これらの吸着剤は高価であるため、浄化処理におけるコストが増加するという問題がある。
【０００５】
一方、汚染水の浄化処理方法として、鉄粉に水中のヒ素を吸着させる方法が知られており、鉄粉の吸着能力を向上させるための様々な提案がなされている。特許文献１には、ヒ素の浄化処理剤として、鉄の水酸化物により表面が被覆された鉄粉が記載されている。また特許文献２〜６には、所定量の硫黄やリンを含有する鉄粉が記載されている。硫黄やリンの添加によって、鉄のアノード反応（Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−）が促進される。その結果、カドミウムやヒ素などの重金属類の還元反応または不溶化反応が促進され、浄化性能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７２２６０号公報
【特許文献２】特開２００６−３１２１６３号公報
【特許文献３】特開２００８−０４３９２１号公報
【特許文献４】特開２００９−０８２８１８号公報
【特許文献５】特許第４７５５１５９号公報
【特許文献６】特許第５０４６８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１〜６では、鉄粉による重金属類の除去能力の改善が検討されているが、重金属類の吸着効率をさらに向上させることが望まれる。また鉄粉単独を用いた場合には、水中の重金属類の濃度や他の化合物などの微量成分の影響によって、カドミウムおよびフッ素の同時除去が困難になる場合があることが、本発明者らの研究によって明らかとなった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、汚染水または汚染土壌に含まれるカドミウムおよびフッ素を同時に除去することが可能な浄化処理剤および浄化処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る浄化処理剤は、少なくともカドミウムおよびフッ素を含む汚染水または汚染土壌からカドミウムおよびフッ素を同時に除去するものであって、鉄または鉄合金からなる金属粉と、カルボキシル基またはカルボキシル基のアルカリ塩を含有する化合物と、を含有する。
【００１０】
上記浄化処理剤において、前記化合物は、オレイン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウムおよびラウリン酸ナトリウムからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
【００１１】
上記浄化処理剤において、前記金属粉がアトマイズ粉であってもよい。
【００１２】
上記浄化処理剤において、前記金属粉が硫黄を含有していてもよい。
【００１３】
上記浄化処理剤において、前記金属粉の硫黄含有量が０．０５質量％以上５質量％以下であってもよい。
【００１４】
本発明に係る浄化処理方法は、少なくともカドミウムおよびフッ素を含む汚染水または汚染土壌からカドミウムおよびフッ素を同時に除去する方法である。上記浄化処理方法は、上記本発明に係る浄化処理剤を、前記汚染水または前記汚染土壌に接触させる工程を備えている。
【００１５】
上記浄化処理方法において、前記浄化処理剤と前記汚染水または前記汚染土壌との接触開始時における、前記汚染水または前記汚染土壌に含まれる溶出液のｐＨを２以上６．５以下の範囲に調整してもよい。
【００１６】
上記浄化処理方法において、前記汚染水または前記汚染土壌がさらにヒ素、セレン、クロムおよび鉛からなる群より選択される少なくとも１種を含有していてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、汚染水または汚染土壌に含まれるカドミウムおよびフッ素を同時に除去することが可能な浄化処理剤および浄化処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る浄化処理剤および浄化処理方法について詳細に説明する。
【００１９】
（浄化処理剤）
まず、本実施形態に係る浄化処理剤について説明する。本実施形態に係る浄化処理剤は、少なくともカドミウムおよびフッ素を含む汚染水または汚染土壌からカドミウムおよびフッ素を同時に除去するものである。この浄化処理剤は、鉄または鉄合金からなる金属粉と、カルボキシル基またはカルボキシル基のアルカリ塩を含有する化合物（以下、カルボン酸系化合物とも称する）と、を含有する。
【００２０】
「カルボキシル基のアルカリ塩」とは、カルボキシル基（Ｒ−ＣＯＯＨ，Ｒは炭化水素基）におけるＨがＮａやＫなどのアルカリ金属により置換された化学構造を意味する。なお、この浄化処理剤は、金属粉およびカルボン酸系化合物以外にも、本発明の効果を妨げない範囲で溶媒やｐＨ調整剤などの他の成分をさらに含有していてもよい。
【００２１】
本発明者らは、汚染水または汚染土壌に含まれるカドミウムおよびフッ素の同時除去を可能とする浄化処理剤について、鋭意検討を行った。その結果、本発明者らは、鉄または鉄合金からなる金属粉に対して、カルボキシル基またはカルボキシル基のアルカリ塩を含有する化合物が添加された浄化処理剤を用いることにより、カドミウムおよびフッ素の同時除去が可能になることを見出し、本発明に想到した。
【００２２】
本実施形態に係る浄化処理剤によってカドミウムおよびフッ素の同時除去が可能になるメカニズムは明らかではないが、以下のように推察される。カルボキシル基およびカルボキシル基のアルカリ塩は、鉄に対して高い親和性を有している。よって、鉄粉（または鉄合金粉）の表面や液中に溶けた鉄イオンが、カルボキシル基またはカルボキシル基のアルカリ塩の作用によってカドミウムおよびフッ素の同時除去に適した形態となる。これによって、カドミウムおよびフッ素の同時除去が可能になったと考えられる。したがって、本実施形態に係る浄化処理剤によれば、汚染水または汚染土壌に含まれるカドミウムおよびフッ素の同時除去が可能になる。
【００２３】
上記浄化処理剤は、金属粉とカルボン酸系化合物とを物理的に混合することによって得られる。以下、上記浄化処理剤に含まれる各成分について詳細に説明する。
【００２４】
＜金属粉＞
金属粉は、鉄または鉄合金からなり、カドミウムなどの重金属類を吸着させることにより、汚染水から重金属類を除去する作用を有する。「重金属」とは、２５℃における比重が４．５以上の金属種である。例えば、カドミウムは、汚染水中においてカドミウムイオン（Ｃｄ２＋）の状態で存在している。金属粉によれば、このカドミウムイオンを鉄のアノード反応（Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−）により放出される電子によって還元し、金属カドミウムを金属粉の表面に析出させることにより、汚染水中のカドミウムを効率的に除去することができる。
【００２５】
金属粉は、鉄を主成分とする粉体であり、鉄以外の合金元素として、例えば炭素、硫黄、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウムまたはコバルトなどを含む。ここで、「主成分」とは、金属粉の各成分のうち質量基準で最も多く含まれる成分（例えば５０質量％以上）を意味する。
【００２６】
金属粉は、上記合金元素の中でも、特に硫黄を含有することが好ましい。これにより、金属粉による重金属の除去効果を向上させることができる。なお、硫黄によって重金属の除去効果が向上するメカニズムは、以下のように推察される。
【００２７】
硫黄の添加によって鉄の腐食性が増し、金属粉の表面における鉄のアノード反応（Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−）が促進される。これにより、金属粉の表面において鉄イオン（Ｆｅ２＋）が効率的に生成され、これに伴って鉄の酸化物や水酸化物が急速に成長する。その結果、汚染水や汚染土壌において金属イオンや化合物イオンの状態で存在する重金属の金属粉への吸着が促進され、重金属の除去が効率的に進行するものと考えられる。
【００２８】
金属粉の硫黄含有量は、５質量％以下であることが好ましく、４質量％以下であることがより好ましく、３質量％以下であることがさらに好ましい。硫黄含有量が５質量％を超える場合には、金属粉による重金属の吸着効率が低下し、また浄化処理剤のコストが不必要に増加する虞がある。このため、硫黄含有量の上限値は、５質量％以下であることが好ましい。
【００２９】
一方、金属粉の硫黄含有量は、０．０５質量％以上であることが好ましく、０．１質量％以上であることがより好ましく、０．８質量％以上であることがさらに好ましい。硫黄含有量が０．０５質量％未満である場合には、上記した重金属の除去効果が不十分になる虞がある。このため、硫黄含有量の下限値は、０．０５質量％以上であることが好ましい。なお、金属粉の硫黄含有量は、燃焼法による炭素・硫黄分析装置を用いて測定される値である。
【００３０】
金属粉は、鉄を主成分とする粉体であれば特に限定されず、工業的に入手可能な様々な金属粉を用いることができる。例えば、金属粉として、アトマイズ鉄粉、鋳鉄粉、スポンジ鉄粉などの鉄基完全金属粉（プレアロイ合金粉）、または部分金属粉（プレミックス合金粉）を用いることができる。
【００３１】
金属粉は、特に水アトマイズ法により製造された金属粉（アトマイズ粉）であることが好ましい。アトマイズ粉は、大量生産が可能である。このため、アトマイズ粉を金属粉として用いることにより、浄化処理剤の大量生産が可能になり、処理施設などにおける大規模な処理に用いることができる。しかも、アトマイズ粉には、成分や粒径を均一化することができるという利点もある。アトマイズ粉は、鉄合金をアトマイズした完全金属粉であってもよいし、鉄粉をアトマイズした後に金属粉を付着させた部分合金化粉であってもよい。
【００３２】
金属粉の平均粒径は、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましく、１００μｍ以下であることがさらに好ましい。金属粉の平均粒径が１０００μｍを超えると、金属粉の表面積が小さくなり、重金属の除去速度が低下する虞がある。このため、金属粉の平均粒径の上限値は、１０００μｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
一方、金属粉の平均粒径は、１μｍ以上であることが好ましい。金属粉の平均粒径が１μｍ未満である場合には、金属粉を製造する際の歩留りが低下し、また金属粉の取扱い性が低下する虞もある。このため、金属粉の平均粒径の下限値は、１μｍ以上であることが好ましい。
【００３４】
ここで、金属粉の「平均粒径」は、ＪＩＳ−Ｚ−８８０１（２００６）に規定されるふるいを用いた乾式ふるい分け試験により粒子径分布を求め、この粒子径分布において累積質量が５０％となる粒径を意味する。
【００３５】
＜カルボン酸系化合物＞
カルボン酸系化合物は、鉄に対する親和性を有し、鉄をカドミウムおよびフッ素の同時除去に適した形態に保持可能なものであれば、特に限定されない。カルボン酸系化合物は、オレイン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウムおよびラウリン酸ナトリウムからなる群より選択される少なくとも１種を含有する。カルボキシル基のアルカリ塩を含有するこれらの化合物は、水溶性を有するため、鉄粉表面や鉄イオンをカドミウムおよびフッ素の同時除去に適した形態とするのに適している。特に、オレイン酸ナトリウムを用いることが好ましく、ラウリン酸ナトリウムを用いることがより好ましい。
【００３６】
これらのカルボン酸系化合物を用いることにより、コストを抑えつつカドミウムおよびフッ素の同時除去の効果を得ることができる。なお、上記のとおり列挙した化合物は例示であり、カルボキシル基またはカルボキシル基のアルカリ塩を含有する他の化合物を用いた場合でも同様の効果が期待される。
【００３７】
＜汚染水、汚染土壌＞
上記浄化処理剤による処理対象である汚染水および汚染土壌は、少なくともカドミウムおよびフッ素を含み、さらに、ヒ素、セレン、クロムおよび鉛などの他の重金属類およびこれらの重金属化合物を含んでいてもよい。
【００３８】
汚染土壌は、水分（化学水、吸湿水、毛管水、重力水、雨水など）を含み、この水中に重金属類およびフッ素が溶出する（溶出液）。したがって、この溶出液を汚染水と同様に浄化処理剤を用いて処理することにより、汚染土壌に含まれる重金属類およびフッ素を除去することができる。
【００３９】
汚染土壌が水分を含まない場合には、汚染土壌に水を添加して重金属類およびフッ素を溶出させることにより、溶出液を得ることができる。さらに、上記浄化処理剤を含む水などの溶液を汚染土壌に通水させることによって、汚染土壌に含まれる重金属類およびフッ素が除去されてもよい。
【００４０】
重金属または重金属化合物は、汚染水または汚染土壌中において重金属イオンまたは重金属化合物イオンとして存在し、汚染水または汚染土壌中に溶解している。このような重金属または重金属化合物中の重金属のうち、特に除去が望まれるのは、カドミウム、ヒ素、セレン、クロムおよび鉛などである。
【００４１】
重金属化合物としては、例えば、硝酸カドミウム、ヒ酸水素ナトリウム、セレン酸ナトリウム、二クロム酸カリウムなどが挙げられる。重金属イオンまたは重金属化合物イオンとしては、例えば、カドミウムイオン（Ｃｄ２＋）、ヒ酸イオン（ＡｓＯ４３−）、セレン酸イオン（ＳｅＯ４２−）、鉛イオン（Ｐｂ２＋）、クロムイオン（Ｃｒ６＋）などが挙げられる。以下、重金属類およびフッ素が浄化処理剤の金属粉に吸着される推定メカニズムについて説明する。
【００４２】
カドミウムおよびセレンは、それぞれカドミウムイオン（Ｃｄ２＋）およびセレン酸イオン（ＳｅＯ４２−）の状態で水中に溶解している。上記浄化処理剤によれば、金属粉の表面における鉄のアノード反応が促進されるため、カドミウムイオンおよびセレン酸イオンを効率良く還元することができる。これにより、金属カドミウムおよび金属セレンを金属粉の表面に析出させ、汚染水または汚染土壌からカドミウムおよびセレンを効率良く除去することができる。
【００４３】
ヒ素は、ヒ酸イオン（ＡｓＯ４３−）の状態で水中に溶解しており、鉄イオンと反応させて不溶性の化合物を生成させることにより除去可能である。また鉄イオンは、非金属系還元剤および金属粉を用いることにより、水中に効率良く放出させることができる。すなわち、ヒ酸イオンと鉄イオンとの反応によって不溶性のヒ酸鉄（ヒ酸と鉄との化合物）を金属粉の表面に析出させることにより（重金属を金属粉に吸着させることにより）、水中からヒ酸イオンを効率良く除去することができる。なお、反応式は、３Ｆｅ２＋＋２ＡｓＯ４３−→Ｆｅ３（ＡｓＯ４）２、のように表される。
【００４４】
６価のクロムイオン（Ｃｒ６＋）および鉛イオン（Ｐｂ２＋）は、鉄のアノード反応により金属粉から放出される鉄イオンと反応し、鉄化合物を形成する。これにより、クロムイオンおよび鉛イオンを水に不溶性の化合物として金属粉の表面に析出させることができる。その結果、クロムイオンおよび鉛イオンを水中から効率良く除去することができる。なお、３価のクロムイオン（Ｃｒ３＋）は人体への害が少ないため、浄化対象ではない。
【００４５】
金属粉により水中のフッ素が除去されるメカニズムは、明らかではない。しかし、フッ素を含む汚染水中に浸漬した金属粉をＸ線光電子分光（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；ＸＰＳ）を用いて分析すると、鉄イオンおよびフッ素化物のピークが確認されるため、フッ化鉄の状態で金属粉に吸着していると推察される。
【００４６】
（浄化処理方法）
次に、本実施形態に係る浄化処理方法について説明する。本実施形態に係る浄化処理方法は、少なくともカドミウムおよびフッ素を含む汚染水または汚染土壌からカドミウムおよびフッ素を同時に除去する方法であり、上記本実施形態に係る浄化処理剤を用いて実施される。また本実施形態では、浄化処理の対象である汚染水または汚染土壌は、カドミウムおよびフッ素以外にも、ヒ素、セレン、クロムおよび鉛からなる群より選択される少なくとも１種の重金属をさらに含有する。本実施形態では、汚染水を浄化処理の対象とし、これに含まれるカドミウムおよびフッ素を上記浄化処理剤によって同時除去する場合について説明する。
【００４７】
本実施形態に係る浄化処理方法では、浄化処理剤を汚染水に接触させる工程が行われる。この工程では、まず、所定の容器内に浄化処理剤を充填する。そして、この容器内に汚染水を添加し、その後撹拌する。これにより、汚染水に含まれるカドミウムおよびフッ素ならびに他の重金属類が金属粉の表面に吸着することにより汚染水から除去される。
【００４８】
浄化処理剤の添加量は、特に制限されないが、浄化処理剤に含まれる金属粉の質量を基準として、汚染水１０００ｍＬに対して０．１ｇ以上であることが好ましく、０．２ｇ以上であることがより好ましい。浄化処理剤に含まれる金属粉の質量が汚染水１０００ｍＬに対して０．１ｇ未満である場合には、金属粉による重金属の除去効果のばらつきによって浄化効果にもばらつきが生じる虞がある。したがって、浄化処理剤に含まれる金属粉の質量の下限値は、０．１ｇ／１０００ｍＬ以上であることが好ましい。
【００４９】
一方、浄化処理剤の添加量は、金属粉の質量を基準として、汚染水１０００ｍＬに対して１００ｇ以下であることが好ましく、１０ｇ以下であることがより好ましい。浄化処理剤に含まれる金属粉の質量が汚染水１０００ｍＬに対して１００ｇを超えても、重金属の除去効果は飽和する傾向がある。よって、コスト低減の観点から、浄化処理剤に含まれる金属粉の質量の上限値は、１００ｇ／１０００ｍＬ以下であることが好ましい。
【００５０】
汚染水の撹拌時間は、７２時間以下であることが好ましく、３６時間以下であることがより好ましい。撹拌時間が７２時間を超える場合には、撹拌時間に対するカドミウムおよびフッ素の除去量の増加が少なくなり、除去効率が低下する。このため、撹拌時間の上限値は、７２時間以下であることが好ましい。
【００５１】
一方、この撹拌時間は、１０分以上であることが好ましく、３０分以上であることがより好ましい。撹拌時間が１０分未満である場合には、汚染水に含まれるカドミウムおよびフッ素を十分に除去することが困難になる虞がある。このため、撹拌時間の下限値は、１０分以上であることが好ましい。
【００５２】
浄化処理剤と汚染水との接触開始時における汚染水のｐＨ（以下、開始ｐＨとも称する）は、２以上に調整されることが好ましく、３以上に調整されることがより好ましく、４．５以上に調整されることがさらに好ましい。汚染水の開始ｐＨが２未満である場合には、水素が発生し易くなり、金属粉による重金属の除去効果が低下する虞がある。このため、開始ｐＨの下限値は、２以上であることが好ましい。
【００５３】
一方、開始ｐＨは、６．５以下であることが好ましく、６以下であることがより好ましく、５以下であることがさらに好ましい。開始ｐＨが６．５を超えると、金属粉によるフッ素の除去効果が低下する虞がある。このため、開始ｐＨの上限値は、６．５以下であることが好ましい。
【００５４】
汚染水のｐＨ調整は、浄化処理剤との接触を開始する前に、例えば非金属系還元剤の添加量を調整し、また水などの溶媒やｐＨ調整剤を添加することにより行うことができる。ｐＨ調整剤としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸もしくはリン酸などの無機酸、または蟻酸、酢酸もしくはシュウ酸などの有機酸が挙げられる。
【００５５】
なお、上記実施形態では、容器内に浄化処理剤を充填し、その後汚染水を添加して撹拌する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、浄化処理剤が充填されたカラムに汚染水を連続的に通水させる方法が採用されてもよい。
【００５６】
また上記実施形態では、汚染水の浄化処理のみについて説明したが、汚染土壌の浄化処理も以下のようにして行うことができる。まず、汚染土壌からカドミウムおよびフッ素ならびに他の重金属類（ヒ素、セレン、クロムおよび鉛）を溶出させることにより、重金属およびフッ素を含む溶出液を準備する。そして、この溶出液を上記実施形態における汚染水と同様にして処理することにより、液中に含まれるカドミウムおよびフッ素ならびに他の重金属類を除去する。このようにして、汚染土壌に含まれるカドミウムおよびフッ素を同時除去すると共に、他の重金属類も除去することができる。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。しかし、本発明は、以下の実施例により制限されるものではなく、前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００５８】
（実施例１）
まず、内容積５００ｍＬのポリエチレン製容器を準備し、この容器に鉱山廃水２５０ｍＬを汚染水として投入した。この鉱山廃水は、国内において地下水汚染が観測された地域から採取したものであり、カドミウム濃度が０．０７ｍｇ／Ｌ、フッ化物イオン濃度が２ｍｇ／Ｌ、鉛濃度が０．３ｍｇ／Ｌである。
【００５９】
次に、金属粉およびオレイン酸ナトリウムを含む浄化処理剤を汚染水に添加した。金属粉としては、１質量％の硫黄を含有する環境用鉄粉（株式会社神戸製鋼所製のエコメル（登録商標）５３ＮＪ）を用いた。また固液比（ｇ／ｍＬ）が約１：１００となるように、金属粉の添加量を２．５ｇ、オレイン酸ナトリウムの添加量を０．２５ｇとした。固液比（ｇ／ｍＬ）は、汚染水と浄化処理剤の混合物における全液体量（ｍＬ）に対する全固体量（ｇ）の比である。
【００６０】
次に、汚染水と浄化処理剤の混合物のｐＨおよび酸化還元電位（単位ｍＶ，ＯＲＰ；Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）をそれぞれ測定した（下記表２における「試験前ｐＨ」、「試験前ＯＲＰ」）。なお、混合物のｐＨは、塩酸を用いて調整した。
【００６１】
ｐＨ測定には、株式会社堀場製作所製のｐＨ計（本体型式＝Ｄ−５２、ｐＨ電極型式＝９６１５Ｓ）を用いた。ＯＲＰ測定には、株式会社堀場製作所製のＯＲＰ計（本体型式＝Ｄ−５２、ＯＲＰ電極型式＝９３００）を用いた。まず、測定溶液中に電極を浸け、ｐＨおよびＯＲＰの値が安定するまで待機した。そして、数値が変動しなくなるまで安定した後、当該数値を測定値として記録した。
【００６２】
次に、水平振とう機を用いて汚染水と浄化処理剤の混合物を１時間振とうし、撹拌した。このとき、温度２５℃、回転数１４０ｒｐｍ、振とう幅４ｃｍの条件とした。
【００６３】
振とう後、上記混合物のｐＨおよび酸化還元電位をそれぞれ測定した（下記表２における「試験後ｐＨ」、「試験後ＯＲＰ」）。そして、混合液を孔径０．４５μｍのメンブレンフィルタを用いて吸引濾過した。その後、汚染水中に残留したカドミウム、フッ素および鉛の各濃度を、ＪＩＳ−Ｋ０１０２（２０１３）の５５．３、３４．４、５４．３に記載される分析法により測定した。上記実験条件および結果を下記表１，２に示す。
【００６４】
（実施例２）
酒石酸ナトリウムカリウムを含有する浄化処理剤を用いたこと、および試験前のｐＨおよびＯＲＰの条件以外は、上記実施例１と同様である。
【００６５】
（実施例３）
金属粉の添加量を０．２５ｇにしたこと、ラウリン酸ナトリウムを含有する浄化処理剤を用いたこと、固液比を約１：５００にしたこと、および試験前のｐＨおよびＯＲＰの条件以外は、上記実施例１と同様である。
【００６６】
（比較例１）
オレイン酸ナトリウムに代えてチオ硫酸ナトリウム（０．０５ｇ）を用いたこと、および試験前のｐＨおよびＯＲＰの条件以外は、上記実施例１と同様である。
【００６７】
（比較例２）
試験前のｐＨおよびＯＲＰの条件以外は、上記比較例１と同様である。
【００６８】
（比較例３）
試験前のｐＨおよびＯＲＰの条件以外は、上記比較例１と同様である。
【００６９】
（比較例４）
チオ硫酸ナトリウムの添加量を０．２５ｇにしたこと、および試験前のｐＨおよびＯＲＰの条件以外は、上記比較例１と同様である。
【００７０】
（比較例５）
チオ硫酸ナトリウムを添加しなかったこと、処理時間を７２時間にしたこと、および試験前のｐＨおよびＯＲＰの条件以外は、上記比較例１と同様である。
【００７１】
（比較例６）
鉛を含有しない汚染水を用いたこと、処理時間を２４時間にしたこと、および試験前のｐＨおよびＯＲＰの条件以外は、上記比較例５と同様である。
【００７２】
（比較例７）
試験前のｐＨおよびＯＲＰの条件以外は、上記比較例６と同様である。
【００７３】
（比較例８）
試験前のｐＨおよびＯＲＰの条件以外は、上記比較例７と同様である。
【００７４】
【表１】
2018161604.tif 000002
【００７５】
【表２】
2018161604.tif 000003
【００７６】
（考察）
上記実験結果より、以下のように考察することができる。
【００７７】
実施例１，２のように、カルボキシル基のアルカリ塩を含有する化合物（オレイン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウム）を含む浄化処理剤を用いることにより、カドミウム濃度、フッ素濃度および鉛濃度はいずれも環境基準値を下回った（カドミウム濃度の環境基準値：０．００３ｍｇ／Ｌ以下、フッ素濃度の環境基準値：０．８ｍｇ／Ｌ以下、鉛濃度の環境基準値：０．０１ｍｇ／Ｌ以下）。また実施例３のように、ラウリン酸ナトリウムを含む浄化処理剤を用いた場合でも、同様にカドミウム濃度およびフッ素濃度は環境基準値を下回った。
【００７８】
これに対し、チオ硫酸ナトリウムを添加した場合（比較例１〜４）、および金属粉のみからなる浄化処理剤を添加した場合（比較例５〜８）のいずれの場合も、カドミウム濃度およびフッ素濃度の両方が環境基準値を下回る結果にはならなかった（カドミウムおよびフッ素の同時除去が困難であった）。この結果より、オレイン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウムまたはラウリン酸ナトリウムを含有する浄化処理剤を用いることが、汚染水からのカドミウムおよびフッ素の同時除去において有効に寄与することが明らかとなった。
【００７９】
また実施例１，２の対比より、オレイン酸ナトリウムを用いた場合の方が、酒石酸ナトリウムカリウムを用いた場合よりもフッ素の除去効果が大きかった。さらに、実施例１，３の対比より、ラウリン酸ナトリウムを用いた場合の方が、オレイン酸ナトリウムを用いた場合よりもカドミウムおよびフッ素のいずれの除去効果も大きくなった。
【００８０】
今回開示された実施形態および実施例は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。