(57)【要約】【課題】有機ハロゲン系化合物を迅速に分解して無害化するとともに、赤水の発生が顕著に抑制された有機ハロゲン系化合物の分解剤および有機ハロゲン系化合物の分解方法を提供すること。【解決手段】金属鉄と金属アルミニウムとからなることを特徴とする有機ハロゲン系化合物の分解剤、および該分解剤を用いる有機ハロゲン系化合物の分解方法。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属鉄と金属アルミニウムとからなることを特徴とする有機ハロゲン系化合物の分解剤。
【請求項２】
前記金属鉄および金属アルミニウムがともに粉末状であり、両者が混合されている請求項１に記載の有機ハロゲン系化合物の分解剤。
【請求項３】
前記金属鉄および金属アルミニウムの少なくとも一方が多孔質粉末であり、他方が微粉末であり、微粉末成分が多孔質成分に内包または付着されている請求項１に記載の有機ハロゲン系化合物の分解剤。
【請求項４】
金属鉄が、鋳鉄または還元鉄である請求項１〜３の何れか１項に記載の有機ハロゲン系化合物の分解剤。
【請求項５】
金属鉄１００質量部に対して、金属アルミニウム０．１〜１０質量部を含む請求項１〜４の何れか１項に記載の有機ハロゲン系化合物の分解剤。
【請求項６】
水と有機ハロゲン系化合物とが存在する系中に請求項１〜５の何れか１項に記載の分解剤を存在させて有機ハロゲン系化合物を分解することを特徴とする有機ハロゲン系化合物の分解方法。
【請求項７】
水と有機ハロゲン系化合物とが存在する系が、有機ハロゲン系化合物で汚染された廃水または土壌である請求項６に記載の有機ハロゲン系化合物の分解方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ハロゲン系化合物の分解剤および分解方法に関し、さらに詳しくは赤水と称される酸化鉄を殆ど発生させず、しかも有機ハロゲン系化合物の分解効率に優れた有機ハロゲン系化合物の分解剤および分解方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機ハロゲン系化合物は地球のオゾン層を破壊する物質として使用が禁止されている。しかしながら、有機ハロゲン系化合物は優れた安定性と優れた溶解性を有することから、過去において広い産業分野において大量に使用された結果、現在においても多くの地下水や土壌中に残存しており、地下水の利用および工場跡地の利用に際しては、地下水や土壌中に残存している有機ハロゲン系化合物を除去することが要求されている。
【０００３】
有機ハロゲン系化合物の除去方法としては、加熱により、有機ハロゲン系化合物を蒸発させて捕集し、処理する方法や分解剤を用いて水中または土壌中で有機ハロゲン系化合物を分解し、無害化する方法が広く研究されている。後者の方法としては、汚染土壌に海綿状鉄粉などの鉄粉を添加混合して、金属鉄の脱ハロゲン化または脱ハロゲン化水素作用を利用して土壌を浄化する方法（特許文献１参照）、水中で弱酸性を示す水溶性の還元性物質を鉄粉とともに土壌中に散布することによって、鉄粉と有機ハロゲン系化合物との反応速度を増大させる方法（特許文献２参照）、銅を含有する鉄粉を使用して、鉄粉と有機ハロゲン系化合物との反応速度を増大させる方法（特許文献３参照）などが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２３５５７７号公報
【特許文献２】
特開平１１−２３５５７７号公報
【特許文献３】
特開２０００−５７４０公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法は、何れもそれなりに有効であるが、有機ハロゲン系化合物の分解には、コスト面からして加熱処理が困難であり、常温では分解速度が遅く分解に長時間を要するという課題がある。また、従来の何れの方法においても、有機ハロゲン系化合物に対して鉄粉を過剰に使用し、しかもこれらの鉄の酸化（有機ハロゲン系化合物の還元）作用を利用することから、過剰の酸化鉄が発生し、廃水の処理においても土壌の処理においても、所謂赤水（酸化鉄の懸濁した水）が発生し、該赤水の処理という新たな課題が解決されていない。
従って本発明の目的は、有機ハロゲン系化合物を迅速に分解して無害化するとともに、赤水の発生が顕著に抑制された有機ハロゲン系化合物の分解剤および有機ハロゲン系化合物の分解方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、金属鉄と金属アルミニウムとからなることを特徴とする有機ハロゲン系化合物の分解剤を提供する。
【０００７】
上記本発明においては、前記金属鉄および金属アルミニウムがともに粉末状であり、両者が混合されていること；前記金属鉄および金属アルミニウムの少なくとも一方が多孔質粉末であり、他方が微粉末であり、微粉末成分が多孔質成分に内包または付着されていること；金属鉄が、鋳鉄または還元鉄であること；および金属鉄１００質量部に対して、金属アルミニウムを０．１〜１０質量部を含むこと好ましい。
【０００８】
また、本発明は、水と有機ハロゲン系化合物とが存在する系中に、前記の何れかの分解剤を存在させて有機ハロゲン系化合物を分解することを特徴とする有機ハロゲン系化合物の分解方法を提供する。この方法では、水と有機ハロゲン系化合物とが存在する系が、有機ハロゲン系化合物で汚染された廃水または土壌であることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
従来の鉄粉を用いて有機ハロゲン系化合物を分解する原理は、例えば、被処理土壌中において、下記式（１）および（２）に示すように鉄が酸化され、該酸化によって放出された電子が有機ハロゲン系化合物を分解するものである。
Ｆｅ０→Ｆｅ２＋＋２ｅ−　　（１）
Ｒ・Ｃｌ＋２ｅ−＋Ｈ＋→ＲＨ＋Ｃｌ−　　（２）
（Ｒはエチレンなどの不飽和または飽和アルキル基である。）
上記反応は、図１に示すように、金属鉄の酸素欠如部分を有機ハロゲン系化合物が通過して浸透するようにし、一定の時間その金属鉄に接触するようにしたもので、金属鉄の不均質性に基づき発生する局部電池によって説明される。
【００１０】
上記従来技術の原理に対して、本発明の原理は、例えば、被処理土壌中において、鉄とアルミニウムとが混在している（両者が近接して存在していれば、両者が接触していることは必須ではない）条件下では、下記式（１）および（２）に示すようにアルミニウムが鉄よりもイオン化傾向が大であることから、アルミニウムが先に酸化されて溶出し、アルミニウムはアノードとなり、電子はカソードとなる鉄に移行し、鉄から電子が放出され、放出された電子が有機ハロゲン系化合物を分解するものである。
Ａｌ０→Ａｌ３＋＋３ｅ−　　（１）
Ｒ・Ｃｌ＋２ｅ−＋Ｈ＋→ＲＨ＋Ｃｌ−　　（２）
上記反応は、図２に示すように金属鉄にアルミニウムを混在させて局部電池を強制的に発生させ、有機ハロゲン系化合物を分解するものである。
【００１１】
従って本発明では、アルミニウムの方が鉄よりも速くイオン化されるので有機ハロゲン系化合物の分解は著しく加速されている。そのうえ、アルミニウムが存在していることから、鉄は酸化されず、従って赤水の問題が発生しない。なお、酸化されたアルミニウムはいずれ酸化アルミニウム（アルミナ）となり、土壌の１成分であるから土壌に悪影響を与えることはない。
【００１２】
本発明の分解剤は、基本的には金属鉄と金属アルミニウムとからなるが、前記金属鉄および金属アルミニウムがともに粉末状であり、両者が混合され、両粉末が多くの点で接触していることが好ましく、また、前記金属鉄および金属アルミニウムの少なくとも一方が多孔質粉末であり、他方が微粉末であり、微粉末成分が多孔質成分に内包または付着していることによって、両金属が離れることが少なくなり、より速い有機ハロゲン系化合物の分解が得られる。また、コスト面では鉄としては鋳鉄が好ましいが、有機ハロゲン系化合物に対する分解性については還元鉄が好ましい。これらの鉄粉およびアルミニウム粉の平均粒度は、特に限定されないが、好ましくは５０〜３００μｍの範囲であり、その形状は球形でも矩形でも、その他の形状でもよく、さらに不定形状でも構わない。
【００１３】
また、両金属の使用割合は、金属鉄１００質量部に対して金属アルミニウム０．１〜１０質量部の割合で使用することが好ましい。アルミニウムの使用量が少な過ぎると、アルミニウムが速く酸化され、赤水の問題が残る。また、アルミニウムの量が多過ぎるとコスト面において好ましくない。
【００１４】
本発明の有機ハロゲン系化合物の分解方法は、上記の本発明の分解剤を使用することが特徴であり、方法自体は従来公知の方法でよい。例えば、有機ハロゲン系化合物によって汚染された土壌を処理する場合には、被処理地において土壌表面に分解剤を散布する方法、被処理地の土壌を掘り出し、本発明の分解剤を混合して埋戻す方法、被処理地の土壌を掘り出し、水を加えてスラリーとして分解剤を混合し、該スラリーを十分混合した後、ある程度脱水して埋戻す方法などが挙げられる。
【００１５】
また、別の好ましい方法は、本発明の分解剤を通水性の容器や袋に充填しておき、この充填物を土壌中に一定に間隔で埋設しておき、有機ハロゲン系化合物の分解が一定のレベル以下に達した場合に掘り出す方法、本発明の分解剤を耐水性のある有機または無機のバインダーにより、通水性を有するように棒状、板状、その他の形状に成形しておき、上記と同様にする方法が挙げられる。これらの方法によれば、アルミニウムを多少過剰に使用することによって、鉄が酸化されることがないので赤水の心配は全くなくなる。
【００１６】
上記方法において使用する分解剤の使用量は、被処理土壌または被処理廃水中に含まれる有機ハロゲン系化合物の濃度によって異なり、一概には規定できないので、予め被処理土壌または被処理廃水中に含まれる有機ハロゲン系化合物の濃度を測定しておき、その濃度に従って決めることになるが、極く一般的にいえば被処理土壌または被処理廃水１ｍ３当たり約０．５〜１００ｋｇ程度である。
【００１７】
また、本発明によって分解される有機ハロゲン系化合物としては、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、メチルクロロホルム、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，１，２−テトラクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス１，２−ジクロロエチレン、トランス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、１，３−ジクロロプロペン、１，３−ジクロロプロパン、ＰＣＢ、ダイオキシンなどが挙げられる。
【００１８】
【実施例】
次に実験例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下の文中「％」とあるのは質量基準である。
【００１９】
実験例１（ブランクテスト）
パークロロエチレン（試薬）を１リットルの蒸留水中に２ｍｇ／リットルの濃度で溶解させて試験水を調製した。この状態で常温で２４時間連続してセパラブルフラスコ（１．６リットル）中で攪拌して、気相および液相のパークロロエチレンの濃度変化をガスクロマトグラフィーにより調べた。攪拌速度は２００ｒｐｍとした。
【００２０】
実験例２（比較例）
実験例１において鉄粉のみを１００ｇ／リットルの濃度で添加し、常温で２４時間セパラブルフラスコ中で攪拌してパークロロエチレンの濃度変化を調べた。鉄粉としては、鋳鉄粉と還元鉄粉を用いた実験もそれぞれ行った。さらにそれぞれの鉄粉の量を１０ｇ／リットルとした場合についても試験した。
実験例３（本発明）
実験例２において下記表３に示すようにアルミニウム粉を併用し、他は実験例１と同様に実験した。
【００２１】
以上で使用した鋳鉄粉、還元鉄およびアルミニウムの平均粒度は、それぞれ１２０μｍ、７５μｍおよび１５０μｍである。還元鉄粉は３００℃のキルン中に水素を吹き込み、酸化鉄粉を還元したものである。アルミニウム粉は、港湾鋼構造物の電気防食のために用いられるアルミニウム電極を粉砕したもの（平均粒径１５０μｍ）である。
【００２２】
上記で使用した鋳鉄粉と還元鉄粉の性状は下記表１に記載の通りである。
2004099832.tif 000002
【００２３】
以上の実験例の結果は下記の通りである。
（１）実験例１（ブランクテスト）
ブランクテストにおいて、試験後のセパラブルフラスコ中の気相中のパークロロエチレンの濃度は２．４８ｍｇ／リットルであり、液相中のパークロロエチレンの濃度は０．４６ｍｇ／リットルであり、両者の合計濃度は１．９４８ｍｇ／リットルで、パークロロエチレンは殆ど減少していなかった。なお、測定は２回行いその平均値を記した。
【００２４】
（２）実験例２によるパークロロエチレン除去効率への鉄粉の種類と量の影響は下記表２の通りであった。
2004099832.tif 000003
以上の結果から、鉄粉としては、還元鉄粉の方がパークロロエチレンの分解除去率が良好であることが分かる。
【００２５】
（３）実験例３による鉄粉とアルミニウム粉との併用によるパークロロエチレンの分解効率の結果は下記表３の通りであった。表３に鉄粉単独使用の場合とアルミニウム粉を併用した場合の結果も示す。
2004099832.tif 000004
【００２６】
以上の結果からして、鉄粉にアルミニウム粉を併用することにより、パークロロエチレンの分解除去率が顕著に向上することが明らかである。また、鉄粉の単独使用の場合には、反応液が赤みを帯びており赤水の発生が認められたが、アルミニウム併用の場合には反応液が赤みを帯びることなく、赤水が発生していないことが分かる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の如き本発明によれば、有機ハロゲン系化合物を迅速に分解して無害化するとともに、赤水の発生が顕著に抑制された有機ハロゲン系化合物の分解剤および有機ハロゲン系化合物の分解方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の原理を説明する図。
【図２】本発明の原理を説明する図。
【図１】
2004099832.tif 000005
【図２】
2004099832.tif 000006