(57)【要約】【課題】廃水処理が必要な洗浄廃液の排出量が低減されたカドミウム含有土壌の浄化方法の提供。【解決手段】カドミウム含有土壌を、原位置で、洗浄剤水溶液及び／又は水で洗浄する浄化方法において、洗浄後のカドミウムを含有する洗浄廃液を、排水溝を設けて排水することを特徴とするカドミウム含有土壌の浄化方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カドミウム含有土壌を、原位置で、洗浄剤水溶液及び／又は水で洗浄する浄化方法において、洗浄後のカドミウムを含有する洗浄廃液を、排水溝を設けて排水することを特徴とするカドミウム含有土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃水処理が必要な洗浄廃液の排出量を低減することができるカドミウム含有土壌の浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カドミウム含有土壌の浄化には、覆土法、排土客土法をはじめ、種々の薬剤を用いて洗浄する方法（例えば、特許文献１等）等が知られている。
これらのうち、薬剤を用いた洗浄方法においては、大量の洗浄水を使用し、洗浄後に排出される大量の洗浄廃液には、土壌から溶出したカドミウムが含まれる。このような洗浄廃液は、放水処理するためには、カドミウム濃度が、環境基準である０．０１ｍｇ／Ｌ未満になるよう、廃水処理する必要があり、大量の廃水処理により、工期が延長されたり、コストが高くなるなどの問題があった。
【０００３】
また、このような洗浄の際、洗浄処理後のカドミウムを含有する洗浄廃液は、土壌粒子を沈降させ、その上澄み水として排水されている。しかし、この方法では、土壌水として存在する洗浄廃液が排水されないので、これを除去するために、すすぎの回数を増やす必要があり、廃水処理が必要な洗浄廃液量も増加してしまう。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３５５６６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、廃水処理が必要な洗浄廃液の排出量を低減することができるカドミウム含有土壌の浄化方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、斯かる実情に鑑み、種々検討した結果、カドミウム含有土壌を洗浄剤水溶液及び／又は水で洗浄した後、排水溝を設けて洗浄廃液を排水することにより、土壌中に残存するカドミウムを含有する洗浄廃液を少なくし、その後のすすぎが少なくてすむことから、全体として廃水処理が必要な洗浄廃液の排出量を低減して、土壌を浄化できることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明は、カドミウム含有土壌を、原位置で、洗浄剤水溶液及び／又は水で洗浄する浄化方法において、洗浄後のカドミウムを含有する洗浄廃液を、排水溝を設けて排水することを特徴とするカドミウム含有土壌の浄化方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の浄化対象となるカドミウム含有土壌としては、市街地、山林、工場跡地、農用地、沼地、更には排土等でカドミウムの元素単位、化合物又はイオンを含有する土壌が挙げられ、例えば平成３年環境庁告示第４６号に定める方法によって測定されるカドミウムの溶出量が土壌環境基準を超える土壌や、土壌１ｋｇ当たりカドミウム重量で２ｍｇ以上のカドミウムを含有する土壌が好適に挙げられる。
【０００９】
また、農用地においては、農林省令第４７号に定める方法或いはこれと同等の測定法によって測定されるカドミウム含有量がコメ、小麦、ダイズ、落花生、葉菜類で１ｋｇ当たり０．２ｍｇ以上、その他の野菜類で０．０５ｍｇ以上となる土壌、及び０．１Ｎの塩酸により抽出されるカドミウム量が０．３５ｍｇ／ｋｇ以上の土壌にも好適に適用することができる。
【００１０】
本発明で用いる洗浄剤水溶液において、洗浄剤成分としては、カルシウム塩、有機酸、無機酸及びアミノカルボン酸から選ばれる１種以上であるのが好ましい。カルシウム塩としては、例えば塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム、ヨウ化カルシウム等が挙げられ；有機酸としては、クエン酸、コハク酸、酢酸、酒石酸、乳酸、酪酸、リンゴ酸、イタコン酸、グルコン酸、プロピオン酸等が挙げられ；無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸等が挙げられる。
【００１１】
また、アミノカルボン酸としては、カドミウムとともに錯体を形成するものであり、例えばアラニン、グルタミン酸、グリシン、システイン等のアミノ酸や、エチレンジアミン４酢酸（ＥＤＴＡ）、エチレンクリコールビス（２−アミノエチルエーテル）４酢酸（ＥＧＴＡ）、１，２−ジアミノシクロヘキサン４酢酸（ＤＣＴＡ）、ジエチレントリアミン５酢酸（ＤＴＰＡ）、２−ヒドロキシエチルジアミン３酢酸（ＨＥＤＴＡ）、ニトリロ３酢酸（ＮＴＡ）、グルタミン酸二酢酸４ソーダ、アスパラギン酸二酢酸４ソーダ（ＡＳＤＡ）、メチルグリシン二酢酸３ソーダ（ＭＧＤＡ）、Ｓ，Ｓ−エチレンジアミンコハク酸（ＥＤＤＳ４Ｈ）、Ｓ，Ｓ−エチレンジアミンジコハク酸３ソーダ（ＥＤＤＳ３Ｎａ）が挙げられる。これらのうち、特に生分解性キレート剤であるグルタミン酸二酢酸４ソーダ、アスパラギン酸二酢酸４ソーダ（ＡＳＤＡ）、メチルグリシン二酢酸３ソーダ（ＭＧＤＡ）、Ｓ，Ｓ−エチレンジアミンコハク酸（ＥＤＤＳ４Ｈ）、Ｓ，Ｓ−エチレンジアミンジコハク酸３ソーダ（ＥＤＤＳ３Ｎａ）が好ましい。
【００１２】
これらの水溶液の濃度は、０．０１〜１Ｍ、特に０．０５〜０．５Ｍであるのが、薬剤コストの低減、水洗回数の低減、洗浄廃液処理の負荷低減の点で好ましい。
【００１３】
また、本発明で用いる水溶液には、前記成分以外に、ナトリウム、カリウム、マグネシウムから選ばれる金属の水溶性塩を用いることができる。当該金属の水溶性塩は水酸化物と酸から得られる塩であって、２５℃において、１００ｍＬの純水中に溶解する溶解重量（ｇ）が１以上のものをいい、未溶媒和物のみならず水和物又は溶媒和物であっても良い。このような金属の水溶性塩としては、例えば塩化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ素酸ナトリウム、酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム、硫化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、ギ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、塩化カリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ素酸カリウム、酸化カリウム、水酸化カリウム、硫化カリウム、硫酸カリウム、硫酸水素カリウム、硝酸カリウム、炭酸カリウム、ケイ酸カリウム、ホウ酸カリウム、酢酸カリウム、シュウ酸カリウム、塩化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、硫化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、酢酸マグネシウム等の金属塩化物が挙げられる。
【００１４】
本発明において、水溶液で洗浄するとは、現場にて、土壌と水溶液を直接混合する以外に、土壌に洗浄剤と水を別々に加えて混合して洗浄する方法、水を含む土壌に洗浄剤を混合して洗浄する方法も含まれる。
水を含む土壌を洗浄する方法の一例としては、河川や湖沼の底土を水とともに浚渫し、ミキサーに投入して、洗浄剤粉末を所定濃度になるよう添加して混合する方法が挙げられる。
【００１５】
洗浄する際に用いる水溶液の量は、重量比で、土壌：水溶液＝１：１〜１０、特に１：１〜５であるのが好ましい。
【００１６】
このように処理することにより、土壌中のカドミウムは水溶液中に溶出する。水溶液による洗浄は、少なくとも１回、好ましくは１〜３回行われる。洗浄後の廃液中のカドミウム濃度が０．５ｐｐｍ以下になるまで、洗浄を繰り返すのが好ましい。なお、カドミウム濃度は、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２−９３「工場排水試験方法」又は水質汚濁防止法施行規則第９条の４の規定に基づき、環境庁長官が定める測定方法（平８環告５５）により、測定される。
【００１７】
洗浄剤水溶液で洗浄された土壌には、カドミウムが溶解した水溶液の一部が残存するため、次に土壌を水で洗浄して、これを除去するのが好ましい。
水による洗浄は、水溶液による洗浄と同様に行えば良く、使用する水の量は、重量比で、土壌：水溶液＝１：１〜４、特に１：１〜２であるのが好ましい。水による洗浄は、洗浄後の廃液中のカドミウム濃度が、０．５ｐｐｍ以下、特に０．１ｐｐｍ以下になるまで、少なくとも１回、特に１〜５回繰り返すのが好ましい。
【００１８】
本発明においては、それぞれの洗浄剤水溶液又は水による洗浄後、カドミウムを含有する洗浄廃液を、排水溝を設けて排水する。洗浄処理は、例えば、浄化対象土壌に水溶液又は水を入れた後、ロータリーハロー等を用いて代掻きの要領で行なわれるが、代掻き等を行なった後、溝掘機等を用いて、排水口に接続する溝を掘る。排水溝は、排水口に対して、縦方向、横方向、放射状方向等のいずれでも良く、特に放射状が好ましい。排水溝は、例えば１〜５ｍ間隔で、深さ５〜２０ｃｍ程度に掘るのが好ましい。特に、排水口付近は５０ｃｍ程度の深さに掘って、廃液が貯留しやすくするのが好ましい。また、排水溝は、廃水口に向けて深くなるよう掘削するのが好ましい。排水口付近に貯留した廃水は、ポンプ等を用いて系外に排出すれば良い。
また、泥水の沈降が遅いときは、透水性パイプ等の暗渠となる資材を排水溝に設置することにより、速やかに排水することができる。
【００１９】
このように、排水溝を設けて洗浄廃液を排水することにより、１回の洗浄後に排出される洗浄廃液量が増え、一方、土壌中に残存する洗浄廃液（カドミウムを含有）の量は少なくなるため、土壌又は廃液中のカドミウムが所定濃度になるまでに、その後のすすぎ（水洗浄）回数を少なくすることができる。すなわち、廃水処理が必要な洗浄廃液の排出量を低減することができる。
【００２０】
排出された洗浄廃液は、イオン交換、電気分解、不溶化凝集沈殿等により、カドミウムの除去処理を行なえば良く、カドミウム含有量を排出基準以下である０．０１ｍｇ／Ｌ以下にして放水する。
【００２１】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら制限されるものではない。
【００２２】
比較例１
０．１Ｎの塩酸で抽出されるカドミウム含有量（農用地土壌汚染対策地域の指定要件に係るカドミウムの量の検定の方法を定める省令、昭和４６年６月２４日、農林省令第４７号）が１ｍｇ／ｋｇで、面積１０ａ、浄化対象土壌厚２０ｃｍ（土壌量２００ｍ３）のカドミウム含有水田に、塩化カルシウム２水和物４．４ｔを施用し、水を３００ｍ３流し入れた。このとき、水溶液中の塩化カルシウム濃度は０．１Ｍとなる。次に、ロータリーハローを用い、代掻きの要領で３回耕耘、攪拌を行ない、整地した。約６時間放置して土壌を沈降させた後、その上澄み水（洗浄廃液）をポンプにより除去した。カドミウム濃度０．４７ｐｐｍの洗浄廃液（１）２００ｍ３が得られた。
次に、水溶液による洗浄と同様にして、水２００ｍ３を用いて土壌を洗浄した。カドミウム濃度０．１５６ｐｐｍ、及び０．０３３Ｍ塩化カルシウムを含有する洗浄廃液（２）２００ｍ３が得られた。
さらに、同様にして、水２００ｍ３を用いて土壌を洗浄した。カドミウム濃度０．０５２ｐｐｍ、及び０．０１１Ｍ塩化カルシウムを含有する洗浄廃液（３）２００ｍ３が得られた。
得られた洗浄廃液（１）、（２）及び（３）の６００ｍ３は、全てイオン交換樹脂によりカドミウムを吸着除去後、排水した。
洗浄後の土壌中のカドミウム含有量は０．３２６ｐｐｍであった。
【００２３】
実施例１
０．１Ｎの塩酸で抽出されるカドミウム含有量（農用地土壌汚染対策地域の指定要件に係るカドミウムの量の検定の方法を定める省令、昭和４６年６月２４日、農林省令第４７号）が１ｍｇ／ｋｇで、面積１０ａ、浄化対象土壌厚２０ｃｍ（土壌量２００ｍ３）のカドミウム含有水田に、塩化カルシウム２水和物４．４ｔを施用し、水を３００ｍ３流し入れた。このとき、水溶液中の塩化カルシウム濃度は０．１Ｍとなる。次に、ロータリーハローを用い、代掻きの要領で３回耕耘、攪拌を行ない、整地した。
次に、排水口に繋がる深さ２０ｃｍの排水溝を、溝堀機を用いて図１のとおり設置した。さらに排水口には、深さ５０ｃｍ、縦横１ｍの廃水貯留ピットを設置した。約６時間放置して土壌を沈降させた後、その上澄み液（洗浄廃液）を廃水貯留ピットからポンプにより除去した。カドミウム濃度０．４７ｐｐｍの洗浄廃液（１）２６０ｍ３が得られた。
次に、水溶液による洗浄と同様にして、水２６０ｍ３を用いて土壌を洗浄した。カドミウム濃度０．０６２ｐｐｍの洗浄廃液（２）２６０ｍ３が得られた。
さらに、同様にして水２６０ｍ３を用いて土壌を洗浄した。カドミウム濃度０．００８ｐｐｍの洗浄廃液（３）２６０ｍ３が得られた。
得られた洗浄廃液（１）及び（２）の５２０ｍ３を、イオン交換樹脂によりカドミウムを吸着除去後排水した。洗浄廃液（３）の２６０ｍ３は、カドミウムの排水基準である０．０１ｐｐｍ以下であるのでそのまま放流した。
洗浄後の土壌中のカドミウム含有量は０．３０２ｐｐｍであった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、１回の洗浄後に排出される洗浄廃液量が増加し、その後のすすぎ回数を減らすことができることから、全体として、廃水処理が必要な洗浄廃液の排出量が低減され、カドミウム含有土壌を浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１において、浄化対象土壌に設置した排水溝を示す図である。
【図１】
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