(57)【要約】【課題】有機ハロゲン化物により汚染された土壌から、直接、この汚染物質を還元することにより無毒化、或いは無毒化後除去するために要する時間を、従来に比べて大幅に短縮することができ、且つ従来と同様な浄化処理で従来に比べて遙かに広範囲に浄化効果を拡大させることができる土壌浄化方法及びこれに使用される土壌浄化剤を提供すること。【解決手段】有機ハロゲン化物で汚染された土壌又は地下水に、０．０１〜１μｍの平均一次粒子径を有する鉄微粒子が水中に分散されてなる鉄微粒子スラリーを含み、鉄微粒子が酸化される際に発生する水素の発生量の高い土壌浄化剤を注入し、該水素により有機ハロゲン化物を脱塩素化すること特徴とする土壌浄化方法。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物で汚染された土壌又は地下水を浄化するための土壌浄化剤であって、０．０１〜１μｍの平均一次粒子径を有する鉄微粒子が水中に分散されてなる鉄微粒子スラリーを含み、該鉄微粒子が酸化される際に水素を発生し、その発生量が、室温、２４時間において、鉄微粒子１ｇ当たり０．３ｍｌ以上であることを特徴とする土壌浄化剤。
【請求項２】
鉄微粒子の平均一次粒子径が０．０１〜０．９μｍである請求項１に記載の土壌浄化剤。
【請求項３】
鉄微粒子の形状が、球状又は不定形である請求項１又は２のいずれかに記載の土壌浄化剤。
【請求項４】
さらにシリカ微粒子を含む請求項１〜３のいずれかに記載の土壌浄化剤。
【請求項５】
鉄微粒子が、アルカリ性を有する請求項１〜４のいずれかに記載の土壌浄化剤。
【請求項６】
鉄微粒子スラリーの固形分が２０〜８０質量％である請求項１〜５のいずれかに記載の土壌浄化剤。
【請求項７】
有機化合物が、有機ハロゲン化物である請求項１〜６のいずれかに記載の土壌浄化剤。
【請求項８】
有機ハロゲン化物で汚染された土壌又は地下水に、請求項１〜６に記載の土壌浄化剤を注入し、鉄微粒子が酸化される際に発生する水素により有機ハロゲン化物を脱塩素化すること特徴とする土壌浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ハロゲン化物により汚染された土壌から該汚染物質を除去する土壌浄化方法及びこれに有利に使用される土壌浄化剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械類の油類除去等の工業的な洗浄には、これまでトリクロロエチレン等の有機ハロゲン化物が大量に使用されてきた。環境汚染の観点から、最近ではこのような有機ハロゲン化物の使用が規制されるようになってきている。しかしながら、既に多量の有機ハロゲン化物が使用されており、このためその土壌汚染あるいは水質汚染も進んでいる。即ち、トリクロロエチレン等の有機ハロゲン化物は、安定で微生物に分解され難く、自然環境に投棄された有機ハロゲン化物は、土壌を汚染するだけでなく、最終的には河川や地下水を汚染し、これが飲料水の原水となることがあり、問題となる。
【０００３】
上記有機ハロゲン化物等の揮発性の有機化合物で汚染された土壌を浄化する方法としては、土壌ガス吸引法、地下水揚水法、土壌掘削法等が知られている。土壌ガス吸引法は、不飽和帯に存在する対象物質を強制的に吸引するものであり、ボーリングにより地盤中に吸引用井戸を設置し、真空ポンプによって吸引用井戸内を減圧にし、気化した有機化合物を吸引井戸内に集め、地下に導いて土壌ガス中の有機化合物を活性炭に吸着させるなどの方法によって処理するものである。上記有機化合物による汚染が帯水層にまで及んでいる場合には、吸引用井戸内に水中ポンプを設置し、土壌ガスと同時に揚水して処理する方法が採用される。
【０００４】
地下揚水法は、土壌中に揚水井戸を設置し、汚染地下水を揚水して処理する方法である。さらに、土壌掘削法は、汚染土壌を掘削し、掘削した土壌を風力乾燥、加熱処理を施して有機化合物の除去回収を行う方法である。
【０００５】
しかしながら、これらの方法は、土壌を直接浄化する方法ではなく、上記土壌ガス吸引法、地下水揚水法等により集められた汚染水、あるいは河川、地下水等の汚染水を浄化する方法であり、対象は極めて大量であり、処理は長期間を要する場合が多い。また処理工程が複雑となる場合が多いのも欠点である。このため、汚染源である土壌を直接簡便に浄化する方法が求められている。
【０００６】
上記のように、従来の有機ハロゲン化物で汚染された土壌を浄化する方法は、汚染土壌から汚染水を集め、これを浄化処理するか、土壌そのものを集め浄化処理するものであり、汚染土壌自体を直接、簡便に浄化する方法ではない。
【０００７】
ＷＯ−０１／０８８２５には、鉄粒子を微粒することにより、鉄の表面積を大きくして汚染物質の処理能力を増大させ、また微粒化に加え、粒子の形を球状にすることにより土壌内への鉄の迅速な浸透を可能にした、粒径１０μｍ未満の球状の鉄微粒子スラリーからなる土壌浄化剤が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
ＷＯ−０１／０８８２５公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＷＯ−０１／０８８２５に記載の鉄微粒子スラリーの土壌浄化剤は、従来の粒径が大きなものに比べて、土壌内への浸透性においても遙かに優れており、有機ハロゲン化物等の汚染物質により汚染された土壌から、直接、効率よくこの汚染物質を還元することにより無毒化、或いは無毒化後除去することができる。しかしながら、このような浄化は、処理に長期間を要し、このため多額の資金が必要であり、処理期間を少しでも短縮化するために、さらに迅速な浄化方法が求められている。
【００１０】
本発明の目的は、有機ハロゲン化物により汚染された土壌から、直接、この汚染物質を還元することにより無毒化、或いは無毒化後除去するために要する時間を、従来に比べて大幅に短縮することができる土壌浄化方法を提供することにある。
【００１１】
また本発明の目的は、有機ハロゲン化物により汚染された土壌から、直接、この汚染物質を還元することにより無毒化、或いは無毒化後除去するために要する時間を、従来に比べて大幅に短縮することができ且つ従来と同様な浄化処理で従来に比べて遙かに広範囲に浄化効果を拡大させることができる土壌浄化方法を提供することにある。
【００１２】
更に本発明の目的は、上記土壌浄化方法に有利に使用することができる土壌浄化剤を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、有機ハロゲン化物を還元分解する作用（いわゆる脱ハロゲン化作用）を示す鉄に注目し、これを利用して、種々の浄化方法を開発するため研究を重ねてきた。鉄微粒子であっても、粒径が１０μｍ未満のものは、トリクロロエチレン等のハロゲン化物を還元、無毒化する作用が大きいことが知られているが（ＷＯ−０１／０８８２５）、本発明者が更に検討したところ、粒径が１μｍ未満の鉄微粒子で且つ水素発生量の多い特定のものを用いた場合、鉄微粒子が酸化される際に大量の水素が発生し、これにより有機ハロゲン化物を脱塩素化するため、極めて高速で脱塩素化することができることが明らかとなった。また、このように発生する水素は、鉄微粒子スラリーの注入した場所から拡散するため、広範囲の汚染物質を浄化することも可能である。
【００１４】
従って、上記目的は、有機化合物で汚染された土壌又は地下水を浄化するための土壌浄化剤であって、０．０１〜１μｍの平均一次粒子径を有する鉄微粒子が水中に分散されてなる鉄微粒子スラリーを含み、該鉄微粒子が酸化される際に水素を発生し、その発生量が、室温、２４時間において、鉄微粒子１ｇ当たり０．３ｍｌ以上であることを特徴とする土壌浄化剤によって達成することができる。
【００１５】
鉄微粒子の酸化される際の水素発生量が、０．３〜３ｍｌ、特に０．３〜２ｍｌの範囲にあることが好ましい。この水素発生量の測定法は、鉄微粒子５０ｇ及び水１５０ｇの混合物を常温で２４時間経過後の、水素発生量を測定することことにより行われる。上記のように粒径が極めて小さく、このような水素発生量を示す鉄微粒子が好ましい。
【００１６】
鉄微粒子の平均一次粒子径が０．０１〜０．９μｍ、さらに０．０２〜０．７μｍの範囲にあることが好ましい。鉄微粒子の形状が、球状又は不定形であることが好ましい。球状のものは、製鋼用の酸素吹転炉から、精錬中に発生する排ガスを集塵し、ガスを除去して得られ易い。副産物の有効利用ができる。前記集塵を湿式集塵により行うことが好ましく、前記集塵後、シックナーにより製鋼ダストを沈降収集させることが好ましい。
【００１７】
不定形の鉄微粒子は、例えば硫酸鉄を水酸化鉄に転化し、更に酸化鉄にした後還元して得ることができる。
【００１８】
本発明の土壌浄化剤は、更にシリカ微粒子を含むことが好ましい。シリカの添加により水素発生量が増大する。
【００１９】
鉄微粒子が、アルカリ性を有することが好ましい。水素発生量が増大する。
【００２０】
有機化合物は、一般に有機ハロゲン化物で、特に脂肪族のハロゲン化物が好適である。
【００２１】
鉄微粒子スラリーの固形分が２０〜８０質量％であることが好ましく、一般にこれを水で希釈して汚染土壌に付与される。
【００２２】
また、前記目的は、有機ハロゲン化物で汚染された土壌又は地下水に、前記本発明の土壌浄化剤を注入し、鉄微粒子が酸化される際に発生する水素により有機ハロゲン化物を脱塩素化すること特徴とする土壌浄化方法によっても達成することができる。有機ハロゲン化物は、特に脂肪族のハロゲン化物が好適である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の土壌浄化剤は、０．０１〜１μｍの平均一次粒子径を有し且つ高い水素発生能を有する鉄微粒子が水中に分散されてなる鉄微粒子スラリーを含む基本構成を有している。
【００２４】
そして本発明の土壌浄化方法は、上記土壌浄化剤を、有機ハロゲン化物で汚染された土壌又は地下水注入し、鉄微粒子が酸化される際に発生する水素により有機ハロゲン化物を脱塩素化することに特徴を有する。
【００２５】
例えば、有機ハロゲン化物としてトリクロロエチレンに酸化により（一般に水接触時に）発生する水素が反応した場合、１個の塩素原子が１個の水素原子で置換され、ジクロロエチレンと塩化水素が生成する。その後同様に塩素が水素で置換されて、順にモノクロロエチレン、そして無害なエチレンとなる。即ち、有機ハロゲン化物で汚染された土壌又は地下水に、上記特定の鉄微粒子スラリーを含む液を注入した場合、鉄微粒子スラリーが注入により混合されることにより鉄微粒子と水と反応し、鉄が酸化され水素ガスが発生する。この水素ガスが有機ハロゲン化物と反応して、上記のようにハロゲンが水素と置換して無毒化される。
【００２６】
本発明の浄化の対象となる汚染物質である有機ハロゲン化物としては、１，１−ジクロロエチレン、１，２−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロメタン、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、ジクロロジフルオロエタン等の脂肪族のハロゲン化物、クロロベンゼン等を挙げることができる。脂肪族のハロゲン化物が好ましい。尚、本発明の土壌浄化剤は、有機ハロゲン化物以外の有機化合物（例、ベンゼン）等にも適用可能である。
【００２７】
本発明の土壌浄化剤の鉄微粒子スラリーは、土壌注入前（即ち、保存時、搬送時）は、鉄微粒子が比較的高濃度であり、通常スラリーの底部付近に、柔らかいケーキ状態（軟凝集状態）で存在して水との接触が少ない。さらに鉄微粒子表面は鉄の酸化被膜（ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４等）で覆われているため、水との反応をほとんど起こさない（即ち、酸化されない）。そして使用時の鉄微粒子スラリーの注入時の振動、混合により、或いは使用時の鉄微粒子スラリーと水との混合等により、鉄微粒子表面に活性点が発生すると共に水との反応が開始すると考えられる。
【００２８】
本発明の鉄微粒子は、鉄の酸化被膜（ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４等）で覆われていることが好ましく、酸化被膜が少なくともＦｅ３Ｏ４を含むことが好ましい。後述する球形の鉄微粒子の鉄、ＦｅＯ及びＦｅ３Ｏ４の比、即ち鉄：ＦｅＯ：Ｆｅ３Ｏ４は、２０〜５０：３０〜７０：５〜４０（質量比）が好ましい。また不定形の鉄微粒子の鉄：ＦｅＯ：Ｆｅ３Ｏ４は、２０〜１００：０〜５０：１０〜５０（質量比）が好ましい。
【００２９】
本発明の鉄微粒子スラリーに含まれる鉄粒子は、平均一次粒子径０．０１〜１μｍと極めて微粒子であり、このため直接汚染土壌に付与した場合、土壌内に迅速に浸透する。鉄微粒子の平均一次粒子径は０．０１〜０．９μｍ、さらに０．０２〜０．７μｍの範囲が好ましい。
【００３０】
本発明で使用される鉄微粒子は、上記粒子径を有し、且つ酸化される際に発生する水素ガスの発生量（水素発生量）が多いものが好ましい。この酸化は、一般に鉄微粒子と水との接触により起こる。この水素発生量は、鉄微粒子１ｇ当たり、２４時間当たりにおいて０．３ｍｌ以上であり、一般に０．３〜３ｍｌ、特に０．３〜２ｍｌの範囲にあることが好ましい。
【００３１】
このような鉄微粒子はこのように超微粒子であるので、汚染土壌に付与した際、極めて迅速に土壌内に浸透し、浄化作用を示す。
【００３２】
また、上記鉄微粒子スラリーの固形分は２０〜８０質量％（特に３０〜５０質量％）が好ましい。更にスラリーは、酸化防止剤を含むことが好ましい。これにより鉄が酸素で酸化されないように維持することができる。固形分中、９０質量％以上は金属鉄及び鉄含有化合物である。固形分中、金属鉄が３０質量％以上占める。
【００３３】
上記鉄微粒子スラリーは、一般に製鋼用の酸素吹転炉から、精錬中に発生する排ガス中の製鋼ダストを集塵（好ましくは湿式集塵）し、炭酸ガス等のガスを除去することにより得られる製鋼ダストからなるスラリーを有利に利用することができる。通常、集塵後、上記製鋼ダストをシックナーにより鉄粉スラッジのスラリーとされたものである。所望により、得られた製鋼ダストにさらに特定用途（例、トナー用）向けの高品位鉄粉を加えて、スラリーとすることもできる。
【００３４】
上記鉄微粒子スラリーの製造方法の一例を、図１を参照しながら説明する。
【００３５】
製鋼用の酸素吹転炉内において、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ等の不純物を含有する銑鉄等が投入され、攪拌されながら、酸素が上部から急速に吹き込まれる。この状態で不純物含有銑鉄と酸素との間で反応が起こり、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ等は酸化物となり、銑鉄は綱となる。この間における、酸素を吹き込むことにより発生する微粒子の鉄粉を含む排ガスは、ガス回収フードを通って、湿式集塵で集められる。湿式集塵では、ＣＯ等の気体はガス回収タンクに送られる。排ガスを集塵して得た製鋼ダストは、スラリー状であり、このスラリーは粗粒分別（６０μｍで）され、粗いものは粗粒鉄粉として回収され、そして細かいものは、シックナーで濃縮化され、最終的にフィルタープレスにより微粒子のみに選別されて、細粒鉄粉（即ち、鉄微粒子スラリー）を得ることができる。
【００３６】
こうして得られる鉄微粒子は、種々の酸化段階の酸化鉄も含むものであるが、このような酸化鉄もガス燃焼状態で捕捉されたダストでは還元状態にあるため、浄化作用に繋がる還元作用を示すと考えられる。従って、金属鉄が３０質量％以上占めなくても、上記の鉄微粒子は高い還元作用を示すことができる場合が多い。
【００３７】
上記のように本発明の方法で使用することができる鉄微粒子は、その鉄微粒子を製造するための特別な方法、装置を用いることなく、鉄精錬の際の副産物を利用して得ることができ、簡便で経済的である。また、スラリー状で得られるので、鉄粒子表面の酸化を防止でき、従って輸送の際の酸化も防止できる。また鉄粒子表面の酸化を防止するために、酸化防止剤をスラリーに添加することが好ましい。酸化防止剤としては、有機酸（例、アスコルビン酸（ビタミンＣ）、クエン酸、リンゴ酸、特にアスコルビン酸）及びこれらの塩を挙げることができ、その添加量は、鉄微粒子に対して０．０１〜１０質量％が一般的で、０．１〜３質量％が好ましい。更に、スラリー状であるため、土壌浄化剤を製造する際、他の材料との混合が容易との利点がある。鉄微粒子スラリーは、使用時には通常水で希釈混合されるため、これらの酸化防止剤の作用は大きく低下すると考えられる。
【００３８】
本発明で使用される鉄微粒子は、合成により得ることもできる。例えば、硫酸鉄を水酸化鉄とし、これを酸化鉄に転化し、更に還元して鉄粉を得る。このようにして得られる鉄微粒子は、一般に不定形であり、超微粒子である（一般に０．５μｍ以下）。この鉄微粒子も通常スラリー状態で得られる。
【００３９】
上記鉄微粒子スラリーは、さらに鉄以外の金属でも、還元作用を有する金属であるＭｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｔｉ等を併用することができる。これらの金属も。その平均一次粒子径はできるだけ小さいことが好ましい。
【００４０】
また、平均一次粒子径０．０１〜１μｍの鉄微粒子が水中に分散した鉄微粒子スラリーで、その分散状態が、鉄微粒子がその周囲に形成された気泡により保持されていることが好ましい。即ち、土壌浄化剤を、直接汚染土壌に付与した後、土壌内に浸透できるように鉄粉としては上記のように微粒子のものを使用する。
【００４１】
本発明の鉄微粒子スラリーを含む土壌洗浄剤において、分散安定化させるために鉄微粒子の周囲に形成された気泡は、鉄微粒子と水の混合物に起泡剤を加えて混合（好ましくは強力に混合）することにより、或いは鉄微粒子と水の混合物に空気等の気体を導入することにより、あるいは両者を組み合わせて行うことにより得ることができる。所望により、発泡剤を用いても良い。泡を鉄微粒子に付着させて、水中で安定化させる必要があることから、起泡剤を使用することが好ましい。
【００４２】
起泡剤の例としては、動物のタンパク質（例、卵白、サポニン、ゼラチン）、動物タンパクの分解物、陰イオン界面活性剤（例、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、高級アルコール硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキルエーテル硫酸塩、リグニンスルホン酸塩、アビエチン酸塩）、陽イオン界面活性剤（例、アルキルアミン塩、第４級アンモニウム塩、アルキルベタイン、アミンオキシド）、植物精油（例、松脂、くず松脂、ショウノウ油、ユーカリ油）の鹸化物、非イオン界面活性剤（例、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアリールエーテル、炭素原子数５〜８のアルキルアルコール）、ターピネオール誘導体、カンファー誘導体、ソルビタン脂肪酸エステルを挙げることができる。これらは組み合わせて使用することができる。起泡剤として、上記の中でコンクリート用空気連行剤（ＡＥ剤）、或いは浮遊選鉱剤として使用されるものを用いることが好ましく、特にコンクリート用空気連行剤として使用されるものが好ましい。コンクリート用空気連行剤（特にコンクリート起泡剤）の例としては、動物タンパクの分解物［例、商品名：エスコートＫ（（株）マノール製）］、くず松脂（アビエンチン酸ナトリウム）の鹸化物［商品名：ヴィンソル、山栄化学（株）製］、高級アルコール硫酸塩［商品名：ファインフォーム、（株）エヌエムビー製］を挙げることができる。これらは浮遊選鉱剤としても使用されるが、浮遊選鉱剤の他の例としては、ポリプロピレングリコール、ターピネオール誘導体、カンファー誘導体、メチルイソブチルカルビノール、炭素原子数５〜８のアルキルアルコール類を挙げることができる。
【００４３】
起泡剤は、鉄微粒子に対して０．１〜１０質量％、特に０．５〜５質量％の範囲で使用することが好ましい。
【００４４】
本発明で使用される微粒子の鉄粉は、表面積が大きく、表面が酸化（不働態化）され易いので、本発明ではこれを防止するため親水性バインダー及び／又は金属ハロゲン化物を併用することが好ましい。
【００４５】
金属ハロゲン化物は、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２等を挙げることができ、特にＮａＣｌが好ましい。金属ハロゲン化物は、鉄の水酸化物、酸化物を金属鉄に還元する働きがある。その使用量は、鉄微粒子に対して０．５〜２００質量％が一般的で、０．５〜５０質量％が好ましい。
【００４６】
親水性バインダーは、鉄微粒子の表面を覆い、有機ハロゲン化物を還元作用を示すまでに酸化されないように保護する機能を有する。親水性バインダーの例としては、スクロース等の二糖類、スクロース誘導体（例、スクロース高級脂肪酸エステル）、グルコース等の単糖類、アルギン酸；プルラン、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）、ポリアクリルアミド、グアガム、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の水溶性樹脂を挙げることができる。プルラン（水溶液にした際の粘度が低く特に好ましい）、ヒドロキシエチルセルロース、スクロース、グルコース、ＰＶＡが好ましい。親水性バインダーとして生分解性ポリマーを用いると二次的な環境汚染に対して特に有効である。その使用量は、鉄微粒子に対して０．０１〜２００質量％が一般的で、０．０１〜１００質量％が好ましい。
【００４７】
本発明の土壌浄化剤は、シリカ微粒子を含むことが好ましい。このようなシリカ微粒子としては、非晶質シリカがよく、一般に、合成シリカである粉体状シリカ（一般に湿式法シリカ又は乾式法シリカ）またはコロイダルシリカが使用される。また天然の非晶質シリカも使用することができ、その平均一次粒子径は一般に大きく０．１〜１０μｍ程度である。合成の非晶質シリカである粉体状シリカまたはコロイダルシリカの平均一次粒子径が、１〜１００ｎｍ程度である。本発明では合成シリカが好ましい。本発明において、シリカ微粒子の平均一次粒子径は、一般に１ｎｍ〜１０μｍの範囲、さらに５ｎｍ〜１μｍの範囲、特に５〜１００ｎｍの範囲にあることが好ましい。コロイダルシリカの添加は、鉄微粒子スラリーと水とを分散させる際に添加しても、或いは鉄微粒子スラリーと水とを分散させた後、注入時に添加しても良い。
【００４８】
シリカ微粒子の形状は球状、中空状、多孔質状、棒状、板状、繊維状、もしくは不定形状であり、好ましくは球状である。シリカ微粒子の比表面積は０．１〜３０００ｍ２／ｇであり、好ましくは１０〜１５００ｍ２／ｇである。これらのシリカ微粒子の使用形態は乾燥状態の粉末、もしくは水もしくは有機溶剤（好ましくは水）で分散した状態で用いることができ、コロイダルシリカとして知られている微粒子状のシリカ微粒子の分散液を直接用いることができる。
【００４９】
粉体状シリカとしては、日本アエロジル（株）製のアエロジル１３０、アエロジル２００（比表面積＝２００ｍ２／ｇ）、アエロジル３００、アエロジル３８０（比表面積＝３８０ｍ２／ｇ）、アエロジルＴＴ６００及びアエロジルＯＸ５０、旭硝子（株）製のシルデックスＨ３１、Ｈ３２、Ｈ５１、Ｈ５２、Ｈ１２１、Ｈ１２２、日本シリカ工業（株）製のＥ２２０Ａ、Ｅ２２０　富士シリシア（株）製のサイリシア４７０、日本板硝子（株）製のＳＧフレ−ク等を挙げることができる。
【００５０】
透明性を得るためにはコロイダルシリカの利用も好ましい。コロイダルシリカの分散溶媒が水の場合、その水素イオン濃度はｐＨ値として２〜１０の範囲であり、好ましくはｐＨ３〜７の酸性コロイダルシリカが用いられる。また、コロイダルシリカの分散溶媒が有機溶剤の場合、有機溶剤としてメタノ−ル、イソプロピルアルコ−ル、エチレングリコ−ル、ブタノ−ル、エチレングリコ−ルモノプロピルエ−テル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、ジメチルホルムアミド等の溶剤もしくはこれらと相溶する有機溶剤もしくは水との混合物として用いても良い。好ましい分散溶剤はメタノ−ル、イソプロピルアルコ−ル、メチルエチルケトン、キシレンである。シリカ微粒子の市販品としては、例えば、コロイダルシリカとしては日産化学工業（株）製のスノーテックスＳ、メタノ−ルシリカゾル、ＩＰＡ−ＳＴ、ＭＥＫ−ＳＴ、ＮＢＡ−ＳＴ、ＸＢＡ−ＳＴ、ＤＭＡＣ−ＳＴおよびＳＴ−ＵＰ、ＳＴ−ＯＵＰ、ＳＴ−２０、ＳＴ−４０、ＳＴ−Ｃ、ＳＴ−Ｎ、ＳＴ−Ｏ、ＳＴ−５０、ＳＴ−ＯＬ等をあげることができる。上記アエロジル、スノーテックスは一般に球状である。
【００５１】
シリカ微粒子の配合量としては、鉄微粒子スラリー全体に対し０．０１〜１０質量％が一般的で、０．１〜１質量％が好ましい。
【００５２】
上記土壌浄化剤に、所望により酸化防止剤、金属ハロゲン化物又は水溶性ポリマー、又は金属ハロゲン化物及び親水性バインダーとを加えて、懸濁、あるいは分散させて得られるものである。更に適宜水を加えて所望の濃度にすることができる。また必要により分散時に界面活性剤を使用することもできる。上記親水性バインダーの代わりに生分解性ポリマー（例、生分解性ポリカプロラクトン）を用いると二次的な環境汚染に対して特に有効である。
【００５３】
上記土壌浄化剤は、さらに還元剤として金属硫酸塩（特に硫酸第一鉄）を含有することが好ましい。これは空気中の酸素と反応するため、金属鉄微粒子の表面の酸化を防ぐことができる。
【００５４】
上記土壌浄化剤は、さらに無機炭酸塩又は炭酸塩系鉱物を含有することができる。これらの例としては、炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珊瑚化石石灰岩、石灰岩、ドロマイトを挙げることができ、特に沈降性炭酸カルシウムが好ましい。
【００５５】
上記土壌浄化剤は、鉄微粒子スラリーに、所望によりさらに水溶性ポリマー、シリカを添加して、懸濁、あるいは分散させて得られるものである。この際、水素の発生を促進するために、塩酸、硫酸、硝酸、弗酸等の酸、好ましくは塩酸混合しての良い。混合分散に用いる水としては、鉄の酸化を極力抑制する観点から、還元性電解水（ｐＨ＝７〜１２が好ましい）を用いることが好ましい。
【００５６】
本発明の土壌浄化方法（汚染土壌の浄化方法）は、有機ハロゲン化物で汚染された土壌（地盤）又は地下水に土壌浄化剤（一般に水等と混合希釈後）を付与することにより行われる。好ましくは、土壌浄化剤の浸透を、土壌浄化剤を散布することにより行う方法（１）；あるいは有機ハロゲン化物で汚染された土壌に、上記土壌浄化剤を供給するための注入管を挿入し、上記土壌浄化剤（一般に水等と混合希釈後）をその注入管に注入することからなる方法（２）を挙げることができる。
【００５７】
上記方法（２）は、例えば下記のように行うことができる。
【００５８】
有機ハロゲン化物で汚染されたの表面にボーリングにより土壌浄化剤を供給するための注入管を設ける。注入管は必要により間隔を隔てて複数設けることができる。土壌浄化剤を供給用注入管に注入する。これにより、汚染土壌内に鉄微粒子スラリーが浸透し、発生する水素が有機ハロゲン化物と接触し、有機ハロゲン化物を無毒化する。注入管で注入する前に、注入管から地下水を排出し、その後土壌浄化剤を注入しても良い。或いは、地下水に直接土壌浄化剤を注入しても良い。注入液が土壌表面からあふれ出ないように土壌表面に不透水性シート（例、ベントナイトシート）で覆っても良い。あるいは土壌内にシートを埋め込んでも良い。
【００５９】
上記浄化方法を例えば下記のように行っても良い。即ち、図２に示すように、汚染土壌の周囲を、地下の不透水性地盤１１に至る不通気層１２で遮断し、その内側の土壌中に注入管９、必要により通気性柱状部２及び水平通気層４を設置し、これらの上に不通気性のシート６で覆い、その周縁部を不通気層の外側で糊材を混入させた埋め戻し土砂からなる不通気層７によって遮断することができる。上記水平通気層４内には、通気性材３を透過しない大きさの孔の多数からなる多孔管である吸気管５が埋設されている。
【００６０】
そして、浄化処理は、例えば、注水管を通して排水し、注入管から土壌浄化剤を注入し、必要により減圧して、土壌浄化剤の拡散と、鉄による還元作用により発生する物質を除去しても良い。
【００６１】
上記の方法のように、芳香族化合物で汚染された土壌の表面を、不通気性のシートで覆うこと（一般に、シートの覆いは浄化剤注入後に設置される）が好ましく、必要により通気性柱状部（上記発生物質の除去等に有用）を設けることができる。
【００６２】
土壌に注入する土壌浄化剤（一般に上記浄化剤を水で希釈される）中の鉄微粒子の濃度は一般に０．１〜５０質量％であり、１〜３０質量％が好ましい。また注入量は、一般に土壌１ｍ３当たり鉄微粒子１〜４００ｋｇであり、１０〜２００ｋｇが好ましい。
【００６３】
また、上記土壌浄化剤の注入は、鉄微粒子スラリーの注入と、他の材料の注入を分けて行っても良い。またその材料の組合せも適宜行うことができる。例えば、鉄微粒子スラリーを注入後、金属塩化物、還元剤、あるいは炭酸塩等の水溶液、分散液を注入しても良い。
【００６４】
【実施例】
［実施例１〜４］
＜水素発生量の測定＞
下記の土壌浄化液（土壌浄化剤）を、下記材料を混合分散させることにより調製した。
【００６５】
＜土壌浄化液Ａ１＞
鉄微粒子Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５質量％
（平均一次粒径：約０．４μｍ、形状：球状）
還元電解水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７５質量％
＜土壌浄化液Ａ２＞
鉄微粒子Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５質量％
（平均一次粒径：約０．４μｍ、形状：球状）
シリカ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．５質量％
（平均一次粒子径：８〜１１ｎｍ、溶液のｐＨ：９．５〜１０．５、
シリカ含有量：３０質量％、商品名：スノーテックスＳ、日産化学（株）製）
還元電解水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７２．５質量％
【００６６】
＜土壌浄化液Ｂ１＞
鉄微粒子Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５質量％
（平均一次粒子径：約０．３μｍ、形状：不定形）
還元電解水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７５質量％
＜土壌浄化液Ｂ２＞
鉄微粒子Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５質量％
（平均一次粒子径：約０．３μｍ、形状：不定形）
シリカ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．５質量％
（平均一次粒子径：８〜１１ｎｍ、溶液のｐＨ：９．５〜１０．５、
シリカ含有量：３０質量％、商品名：スノーテックスＳ、日産化学（株）製）
還元電解水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７２．５質量％
【００６７】
尚、上記平均一次粒子径及び形状の決定は、透過型電子顕微鏡（５万倍；ＪＥＭ−１２００；日本電子（株）製）を用いて鉄微粒子を観察して行った。
【００６８】
上記鉄微粒子Ａの上記顕微鏡写真をスキャンした図を図３に示す。この写真から下記の粒度分布であることが分かった。また平均一次粒子径は、上記のように約０．４μｍである。
【００６９】
2004113976.tif 000003
【００７０】
［水素発生量の測定］
上記各土壌浄化液を２００ｇ三角フラスコに採り、導入管付きゴム栓で密栓し、発生する水素ガスを水上置換法でメスシリンダーを用いて捕集し、その発生量を測定した。
【００７１】
得られた結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
2004113976.tif 000004
【００７３】
［実施例５〜８］
実施例１〜４で用いた土壌浄化剤を用いて下記の浄化試験を行った。
［浄化試験］
トリクロロエチレン（ＴＣＥ）で汚染された土壌２０００ｍ３（表面積４００ｍ２）に、２ｍ間隔で注入管１２１本設置した。これらの注入管に、得られた土壌浄化液（比較例は還元電解水のみ）を、全注入管の合計注入量４０ｍ３／時間で、２時間行った。
【００７４】
注入後、２週間放置し、４カ所の注入管からサンプリングした。
【００７５】
得られたサンプルに含まれるトリクロロエチレン（ＴＣＥ）の測定を下記のように行った。
【００７６】
ＪＩＳ−Ｋ−０１２５に基づき、抽出溶媒としてｎ−デカンを用い、抽出物をガスクロマトグラフとしてＧＣ−１４Ａ（（株）島津製作所製）を用いて行った。
【００７７】
得られた結果を表２に示す。
【００７８】
【表２】
2004113976.tif 000005
【００７９】
上記結果ら、水素発生量の多い鉄微粒子スラリー程、浄化率が高く、上記特定の鉄微粒子スラリーにより、トリクロロエチレンで汚染された土壌を迅速に浄化することができる。またとシリカ微粒子を併用することにより浄化速度が大幅に向上していることも分かる。
【００８０】
［実施例９〜１２］
実施例１〜４で用いた土壌浄化剤を用いて下記の浄化試験を行った。
［浄化試験］
各土壌浄化剤とＴＣＥを表３の初期濃度となるように試験管に入れ、セプタムキャップで栓をし、振とうした。静置後、注射器をセプタムキャップに刺して中の浄化液をサンプリングし、上記と同様ＴＣＥ含有量を測定した。
【００８１】
上記結果を表３に示す。
【００８２】
【表３】
2004113976.tif 000006
【００８３】
上記結果ら、前記の汚染土壌と同様水系においても、水素発生量の多い鉄微粒子スラリー程、浄化率が高く、本発明の特定の平均一次粒子径の鉄微粒子スラリーにより、トリクロロエチレンで汚染された土壌を迅速に浄化することができる。またとシリカ微粒子を併用することにより浄化速度が大幅に向上していることも分かる。
【００８４】
なお、ＴＣＥの土壌の汚染にかかる環境基準は検液１Ｌにつき０．０３ｍｇ以下である（人の健康の保護に関する環境基準値は０．０３ｍｇ／Ｌ以下）。本発明の土壌浄化方法は、このような値を大幅に下回るようにすることができるものであることが分かる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明の特定の鉄微粒子スラリーの土壌浄化剤を用いる本発明の土壌浄化方法により、有機ハロゲン化物により汚染された土壌から、直接、この汚染物質を還元することにより無毒化、或いは無毒化後除去するために要する時間を、従来に比べて大幅に短縮することができ、且つ従来と同様な浄化処理で従来に比べて遙かに広範囲に浄化効果を拡大させることができる。
【００８６】
本発明の土壌浄化方法は、土壌等に本発明の特定の鉄微粒子スラリーの土壌浄化剤を注入することにより、浄化を簡便に且つ広範囲に行うことができるとの優位性も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する鉄微粒子スラリーの製造方法の実施形態の例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の土壌浄化方法の実施形態の例を示す断面図である。
【図３】実施例で用いられた鉄微粒子Ａの図面に代る顕微鏡写真である。
【符号の説明】
２　通気性柱状部
３　通気性材
４　水平通気層
５　吸気管
６　不通気性のシート
９　注入管
１１　地下の不透水性地盤
１２　不通気層
【図１】
2004113976.tif 000007
【図２】
2004113976.tif 000008
【図３】
2004113976.tif 000009