(57)【要約】【課題】大掛かりな装置を必要とすることなく、簡易な操作で、シアン含有土壌中の全シアンを効率的に分解処理する。【解決手段】シアン化合物を含有する土壌に、塩素系酸化剤、或いはアルカリ剤及び塩素系酸化剤を添加すると共に、必要に応じて熱源等を利用して加温して、所定時間保持することにより、土壌中のシアン化合物を分解するシアン含有土壌の処理方法。土壌から採水した浸出水のｐＨと遊離塩素濃度に基いて土壌へのアルカリ剤、或いはアルカリ剤及び塩素系酸化剤の添加を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シアン化合物を含有する土壌に、塩素系酸化剤、或いはアルカリ剤及び塩素系酸化剤を添加して所定時間保持することにより、該土壌中のシアン化合物を分解することを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、必要に応じて熱源を用いて加温することで、前記土壌を２０℃以上１００℃以下の温度に前記所定時間保持することを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記所定時間は、前記土壌温度に応じて、以下の(1)〜(3）のいずれかであることを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
(1)  土壌温度が２０℃以上４０℃未満の場合、２０００時間以上
(2)  土壌温度が４０℃以上６０℃未満の場合、３００時間以上
(3)  土壌温度が６０℃以上１００℃以下の場合、２４時間以上
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記土壌から採水した浸出水のｐＨと遊離塩素濃度に基いて該土壌へのアルカリ剤、或いはアルカリ剤及び塩素系酸化剤の添加を制御することを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
【請求項５】
請求項４において、前記浸出水のｐＨが１１〜１３、遊離塩素濃度が１０ｍｇ／Ｌ以上となるように、該土壌にアルカリ剤、或いはアルカリ剤及び塩素系酸化剤を添加することを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記シアン化合物が鉄シアノ錯体を含むことを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シアン含有土壌の処理方法に係り、詳しくは、シアン含有土壌にアルカリ剤と塩素系酸化剤を注入すると共に必要に応じて加温することで、土壌中の全シアンを効率的に分解処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シアン化合物で汚染された土壌の処理方法として、シアン汚染土壌のスラリー液をアルカリでｐＨ１０〜１３とし、３０分以上加熱撹拌後、次亜塩素酸塩をスラリー液に分割添加して前記ｐＨ範囲及び８０〜１００℃の温度範囲で、遊離シアン、錯シアン及び難溶性シアン化合物と反応させる方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５８０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、
・汚染土壌を水に分散させてスラリーとするため、スラリー化のための混練機、スラリー液貯槽、処理液貯槽等、大掛かりな処理装置が必要である。
・スラリーを扱うため、処理装置のメンテナンス費が高くなる。
・上記理由により、大量の汚染土壌を処理することは困難である。
といった問題がある。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点を解決し、シアン含有土壌をスラリー化することなく、大掛かりな装置を必要とすることなく、簡易な操作で、シアン含有土壌中の全シアンを効率的に分解処理することができるシアン含有土壌の処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、シアン含有土壌をスラリー化せずにそのままの状態で、アルカリ剤と塩素系酸化剤、或いは場合によっては塩素系酸化剤のみを注入すると共に、必要に応じて加温し、所定時間保持することにより、シアン含有土壌中の全シアンを難分解性の鉄シアノ錯体も含めて効率的に分解処理することができることを見出した。
【０００７】
本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。
【０００８】
［１］  シアン化合物を含有する土壌に、塩素系酸化剤、或いはアルカリ剤及び塩素系酸化剤を添加して所定時間保持することにより、該土壌中のシアン化合物を分解することを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
【０００９】
［２］  ［１］において、必要に応じて熱源を用いて加温することで、前記土壌を２０℃以上１００℃以下の温度に前記所定時間保持することを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
【００１０】
［３］  ［１］又は［２］において、前記所定時間は、前記土壌温度に応じて、以下の(1)〜(3）のいずれかであることを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
(1)  土壌温度が２０℃以上４０℃未満の場合、２０００時間以上
(2)  土壌温度が４０℃以上６０℃未満の場合、３００時間以上
(3)  土壌温度が６０℃以上１００℃以下の場合、２４時間以上
【００１１】
［４］  ［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記土壌から採水した浸出水のｐＨと遊離塩素濃度に基いて該土壌へのアルカリ剤、或いはアルカリ剤及び塩素系酸化剤の添加を制御することを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
【００１２】
［５］  ［４］において、前記浸出水のｐＨが１１〜１３、遊離塩素濃度が１０ｍｇ／Ｌ以上となるように、該土壌にアルカリ剤、或いはアルカリ剤及び塩素系酸化剤を添加することを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
【００１３】
［６］  ［１］ないし［５］のいずれかにおいて、前記シアン化合物が鉄シアノ錯体を含むことを特徴とするシアン含有土壌の処理方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、シアン含有土壌をスラリー化せずにそのままの状態で、アルカリ剤と塩素系酸化剤、或いは場合によっては塩素系酸化剤のみを注入すると共に、必要に応じて熱源を利用して加温することにより、シアン含有土壌中の全シアンを難分解性の鉄シアノ錯体も含めて効率的に分解処理することができる。
本発明では、汚染土壌をスラリー化する必要がないため、スラリー化のための混練機、スラリー液貯槽、処理液貯槽等の大掛かりな処理装置が不要となり、簡易な装置で実施することができると共に、メンテナンス費を低く抑えることができる。
また、土壌処理の場合、長時間反応させることが許容される場合があり、加温せずに薬剤注入だけの処理も可能であり、コストを低くおさえることができる。
このため、大量の汚染土壌の処理にも十分に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例におけるスラグの処理方法を示す模式図であって、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明のシアン含有土壌の処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
本発明のシアン含有土壌の処理方法は、シアン化合物を含有する土壌に塩素系酸化剤、或いは、アルカリ剤及び塩素系酸化剤を添加すると共に、必要に応じて加温用の蒸気を吹き込むなどして加温することにより、該土壌中のシアン化合物を分解することを特徴とする。
【００１８】
本発明によるシアン含有土壌の処理は、蒸気等の熱源を利用し、土壌を２０℃以上１００℃以下、好ましくは４０℃以上８０℃未満、より好ましくは６０℃以上８０℃未満の温度に維持することが好ましく、また、土壌の浸出水のｐＨが１１〜１３、遊離塩素濃度が１０ｍｇ／Ｌ以上となるように、アルカリ剤、或いはアルカリ剤及び塩素系酸化剤を添加することが、難分解性の鉄シアノ錯体をも効率的に分解処理する上で好ましい。これは、ｐＨ１１以上、遊離塩素濃度１０ｍｇ／Ｌ以上の条件では、シアンの酸化分解反応が活発となり、土壌中の難分解性の鉄シアノ錯体も徐々に分解していくことによるものと推定される。
【００１９】
本発明において、処理対象となる土壌とは、シアン化合物を含む土壌やスラグであって、めっき工場跡地などのフェロシアン錯体、フェリシアン錯体などの鉄シアノ錯体含有土壌や、スラグなどが挙げられる。その溶出液の全シアン濃度としては特に制限はないが、後述の実施例の項に記載される土壌溶出試験による溶出液の全シアン濃度で、通常０．５〜１０ｍｇ／Ｌ程度である。特に、塩基度（ｍａｓｓ％ＣａＯ／ｍａｓｓ％ＳｉＯ２）が１．２以上の塩基性のスラグである場合は、アルカリ剤が不要であるか、アルカリ剤の必要量が少なくて済み、塩素系酸化剤と蒸気、或いは塩素系酸化剤のみで処理することも可能であり、本発明に好適である。
また、処理対象土壌は、注入した薬剤の浸透性に優れる点から、透水性の高い土壌であることが好ましく、例えば自由落下させて山積みした状態での透水係数が１×１０−２〜１×１０ｃｍ／ｓ程度のものが好ましい。この透水係数の点においても、スラグを用いた土木工事用材料である場合は、透水係数が比較的高いため本発明に好適である。
【００２０】
本発明において、土壌に注入するアルカリ剤としては、通常の水処理等で使用される水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）等を用いることができ、アルカリ剤は通常１０〜４８重量％の水溶液として用いられる。
アルカリ剤は、土壌浸出水のｐＨが、好ましくは１１〜１３、より好ましくは１１〜１２．５、特に好ましくは１１〜１２となるように添加される。浸出水のｐＨが１１未満では、鉄シアノ錯体等のシアン化合物を十分に分解除去し得ない場合があり、ｐＨ１３を超えても、それに見合う分解効果の向上効果は得られず、アルカリ剤の使用量の増加、使用設備の耐アルカリ性、高ｐＨ土壌の取り扱い性といった問題が生じ、経済性、安全性の点において実用上不利である。
【００２１】
また、土壌に添加する塩素系酸化剤としては、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）、さらし粉、塩素ガス、二酸化塩素などを用いることができ、塩素系酸化剤は通常１０〜２０重量％の水溶液として用いられる。これらの塩素系酸化剤のうち、ＮａＣｌＯは安価であり好ましい。これらの塩素系酸化剤は１種のみを用いてもよく、ＮａＣｌＯと他の塩素系酸化剤とを用いるなど２種以上を併用してもよい。
塩素系酸化剤は、土壌浸出水の遊離塩素濃度が１０ｍｇ／Ｌ以上、好ましくは１０〜１０００ｍｇ／Ｌとなるように添加される。浸出水の遊離塩素濃度が１０ｍｇ／Ｌ未満では鉄シアノ錯体等のシアン化合物を十分に分解除去し得ない場合がある。ただし、遊離塩素濃度が過度に高くても、それに見合う分解効果の向上効果は得られず、塩素系酸化剤の使用量の増加、使用設備の耐酸化剤性といった問題が生じ、経済性、安全性の点において実用上不利である。
【００２２】
また、本発明では、必要に応じて、蒸気等の熱源を利用して加温することで、土壌の温度を２０℃以上１００℃以下、好ましくは４０℃以上８０℃未満、より好ましくは６０℃以上８０℃未満に加温する。土壌温度が２０℃未満では、鉄シアノ錯体等のシアン化合物を十分に分解除去し得ない場合がある。土壌温度は８０℃以上であってもよいが、経済性、安全性等の観点から土壌温度は８０℃未満とすることが好ましい。なお、処理開始から所定時間経過して浸出水の水温が安定した後は、浸出水の水温は土壌温度とほぼ等しいとみなすことができ、従って土壌温度は浸出水の水温で確認することもできる。
【００２３】
本発明の具体的な処理方法として、塩素系酸化剤、或いはアルカリ剤及び塩素系酸化剤（以下、これらを「薬剤」と言う場合がある。）は、土壌中に薬剤が全体に行き渡るように添加されればよく、例えば土壌の複数箇所にホースを差し込んで薬剤の水溶液を注入する方法や、シャワーのように土壌上に薬剤の水溶液を散布する方法などが挙げられる。この際、土壌の間隙に占める水の量が少ない場合には、予め土壌に水を注入して水の飽和度（含水量）を高めることが、薬剤とシアン化合物との反応性、薬剤の浸透性を高める点において好ましい。
【００２４】
加温方法の一つである蒸気の吹き込み方法としては、土壌全体が加温されるような方法であればよく、特に制限はない。例えば、土壌の複数箇所に蒸気吹き込みノズルを挿入して蒸気を吹き込む方法などが挙げられる。
なお、この際、処理対象土壌の表面をビニールシートで覆うなどして、土壌表面からの放熱による温度低下を防止する保温対策を講じることも好ましい。
【００２５】
本発明による処理の開始に当っては、必要に応じてまず熱源により処理対象土壌を前述の所定の温度に加温し、その後薬剤の添加を開始し、浸出水のｐＨ及び遊離塩素濃度が前述の範囲となるように薬剤を添加し、浸出水のｐＨ及び遊離塩素濃度がこの範囲で安定した後に薬剤の添加を停止し、この状態で保持する。
【００２６】
この処理時間は、処理対象土壌の透水性によっても異なるが、比較的透水性の高い土壌であれば、土壌温度が２０℃以上４０℃未満の場合は２０００時間以上、好ましくは２０００〜４０００時間、４０℃以上６０℃未満の場合は３００時間以上、好ましくは３００〜２０００時間、６０℃以上１００℃以下の場合は２４時間以上、好ましくは２４〜１４４０時間の間で設定すればよい。
【００２７】
本発明による処理は、埋り出した土壌を別の場所へ移送して処理する場合に限らず、現位置での処理も可能である。現位置で処理する場合には、地下水の採水井戸を設け、浸出水として地下水を採水してｐＨ及び遊離塩素濃度の測定を行えばよい。
井戸を設けた場合、地下水の流れが速くなるため、井戸を中心に地下水の処理をすることが、より好ましい。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら制限されるものではない。
【００２９】
なお、以下の実施例及び比較例では、処理対象土壌としてはシアン化合物（遊離シアン、鉄シアノ錯体）を含むスラグ（透水係数１０ｃｍ／ｓ）を用い、また、アルカリ剤としては４８重量％ＮａＯＨ水溶液を、塩素系酸化剤としては１２重量％ＮａＣｌＯ水溶液を、注入用の水としては工業用水を用いて処理を行った。
【００３０】
また、全シアン及び遊離塩素濃度の分析方法は以下の通りである。
【００３１】
スラグ溶出水中の全シアン：処理後のスラグを用いて、環境庁告示４６号（平成３年８月２３日）で定められた土壌溶出試験により得られた溶出液を、ＪＩＳ  Ｋ０１０２に準拠した４−ピリジン−ピラゾロン吸光光度法により測定した。
浸出水中の全シアン：浸出水を濾過せずに、ＪＩＳ  Ｋ０１０２に準拠した４−ピリジン−ピラゾロン吸光光度法により測定した。
なお、上記全シアンの測定は、Ｌ（＋）−アスコルビン酸を添加して水中の残留塩素を還元した後、行った。
浸出水中の遊離塩素：浸出水をガラスフィルター製濾紙で濾過後、純水で所定濃度に希釈し、ＪＩＳ  Ｋ０１０２に準拠したＤＰＤ法にて測定した。
【００３２】
［実施例１〜５］
図１に示すように、プラスチック製（耐熱性）の貯槽（内寸：１ｍ×１ｍ×０．３ｍ）１に、シアン化合物を有するスラグ２の山を形成して、スラグの山の上部を平らにならして略角錐台形とし、蒸気と薬剤の注入個所を設けた。図１（ａ）において、Ａは薬剤（アルカリ剤及び塩素系酸化剤）の注入点を示し、Ｂは蒸気の注入点を示す。また、図１（ｂ）において、ＣはこれらＡ，Ｂの位置をまとめて示すものである。
また、スラグ山の上面から３ｃｍの深さの位置において、蒸気が直接当たらない箇所に温度計（図示せず）を設けた。
まず、蒸気の吹き込みによりスラグの山を加温し、温度計の測定温度が設定温度以上になっていることを確認した後、薬剤を注入した。また、貯槽下部のバルブから浸出水が採取できない場合には、分析に必要な量の浸出水を採取出来るまでスラグ山の上部中央から所定濃度の薬剤を混合した水を注入した。
浸出水のｐＨ、水温、遊離塩素濃度を調べ、ｐＨ１１〜１２、遊離塩素濃度１０ｍｇ／Ｌ以上、水温が所定温度となるように薬剤および蒸気の注入量を調節して反応時間の間維持した。
スラグの平均温度、浸出水の平均ｐＨ及び遊離塩素濃度、処理時間と、処理後の浸出水及びスラグ溶出水の全シアン濃度は表１に示す通りであった。
【００３３】
［実施例６〜１２］
実施例１において、蒸気の吹き込み量、薬剤の注入量を変え、表１に示す処理条件としたこと以外は同様にして処理を行った。処理後の浸出水及びスラグ溶出水の全シアン濃度は表１に示す通りであった。
【００３４】
［比較例１］
シアン化合物含有スラグについて、何ら処理することなく、そのまま前述の方法で全シアン濃度の測定を行い、結果を表１に示した。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１より、本発明によれば、土壌にアルカリ剤と塩素系酸化剤を注入すると共に必要に応じて加温用の蒸気を吹き込むなどして加温することにより、土壌中の全シアンを難分解性の鉄シアノ錯体も含めて効率的に分解処理することができ、特に温度６０℃以上、浸出水のｐＨ１１以上で遊離塩素濃度１０ｍｇ／Ｌ以上となるように、薬剤の注入と蒸気の吹き込みを行うことが好ましいことが分かる。また、本条件範囲において、土壌温度が２０℃の場合には処理時間２１６０時間に、４０℃の場合には処理時間を３６０時間にまで保持時間を延ばすことにより、浸出水あるいは溶出水の全シアンを環境基準である検出限界値未満に分解できることが分かる。
【符号の説明】
【００３７】
１  貯槽
２  スラグ
【図１】
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