(57)【要約】【課題】安定性に優れ、高度なヒ素等の吸着能や浄化レベルを発揮することができるシュベルトマナイトによる新規化合物を提供する。【解決手段】  組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（ＳＯ４）ｘ（１≦ｘ≦１．７５）のシュベルトマナイトをｐＨ２〜９のリン酸溶液に添加し、リン酸の吸着により安定化した組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．６５８，０．０９２≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物であり、０＜ａ≦１．２５３，０．４９７≦ｂ≦ｘとすると非常に強固に安定する。前記新規化合物は、安定性が高く、高度なヒ素等の吸着能や浄化レベルを所要期間或いは半永続的に維持し、汚染水や汚染土のヒ素等を吸着することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．６５８，０．０９２≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物。
【請求項２】
組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ・ｎＨ２Ｏ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．６５８，０．０９２≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物。
【請求項３】
組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．２５３，０．４９７≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物。
【請求項４】
組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（ＳＯ４）ｘ（１≦ｘ≦１．７５）のシュベルトマナイトをｐＨ２〜９のリン酸溶液に添加し、リン酸の吸着により組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．６５８，０．０９２≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物として安定化するシュベルトマナイトの安定化方法。
【請求項５】
組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．６５８，０．０９２≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物を汚染水若しくは汚染土に添加し、汚染水若しくは汚染土に含まれる吸着可能物を該新規化合物で吸着する汚染水若しくは汚染土の浄化方法。
【請求項６】
組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（ＳＯ４）ｘ（１≦ｘ≦１．７５）のシュベルトマナイトを、ｐＨ２〜９のリン酸溶液若しくはリン酸を含有する汚染水若しくはリン酸を含有する汚染土に添加してリン酸を吸着することを特徴とするリン酸の吸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてヒ素を吸着する機能を有するシュベルトマナイトを安定化して得られる新規化合物、シュベルトマナイトの安定化方法、及び汚染水若しくは汚染土の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高度なヒ素吸着能を有するものとして、シュベルトマナイトが知られている。シュベルトマナイト（schwertmannite）は組成式：Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（ＳＯ４）ｘ（１≦ｘ≦１．７５）の鉄酸化水酸化硫酸塩であり、ヒ素を吸着したシュベルトマナイトは構造が安定化してヒ素を保持し続ける。シュベルトマナイトのヒ素吸着に言及している公知文献として非特許文献１〜５があり、また、シュベルトマナイトによるヒ素汚染水の浄化に言及している公知文献として非特許文献６がある。
【０００３】
【非特許文献１】シュベルトマナイトの陰イオン収着機構（福士圭介・佐藤努・柳瀬信之、２００１年度粘土科学討論会講演要旨集、４５、７８−７９頁）
【非特許文献２】シュベルトマナイトによるヒ素（Ｖ）の収着（福士圭介・佐々木美和・佐藤努、２００１年度日本鉱物学会講演要旨集、２０００、７１頁）
【非特許文献３】低結晶性鉄鉱物の変質過程とヒ素の挙動（福士圭介・小竹由紀・佐藤努・柳瀬信之、２００１年日本鉱物学会年会・日本岩石鉱物鉱床学会学術講演会要旨集、２００１、１０６頁）
【非特許文献４】群馬県西ノ牧休廃止鉱山地域におけるヒ素の自然浄化（福士圭介・佐々木美和・佐藤努・柳瀬信之・天野光、２００１年度原子力学会要旨集）
【非特許文献５】群馬県東平旧鉱山地域におけるヒ素の自然浄化（福士圭介・佐々木美和・佐藤努、２０００年度粘土科学討論会要旨集、４４、５２−５３頁）
【非特許文献６】シュベルトマナイトを用いたバングラデシュヒ素汚染井戸水の浄化（佐藤努・福士圭介・伊藤健一・池田穂高・濱部和宏・横田漠、２００２年鉱物学会要旨集、２００２、４７頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の如くシュベルトマナイトは高いヒ素吸着能を有することから、近年ではシュベルトマナイトを利用して汚染土や汚染水を浄化することが検討されているが、シュベルトマナイトはゲータイト（goehite）の準安定相であることから、酸化されてゲータイトへ相変化しやすいという特徴がある。そのため、長期間の保存や輸送で空気や水と接触して酸化し、吸着能や浄化レベルが低下してしまう、又、ヒ素濃度の低い汚染水や汚染土に混入して高レベルでの浄化を図る際に、ゲータイトへの相変化によって所望レベルの吸着能を発揮することができない等の問題が生じていた。従って、安定性に優れ、所要期間の保存や輸送に耐えて高度なヒ素吸着能や浄化レベルを発揮できる化合物が切望されていた。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであり、安定性に優れ、所要期間の保存や輸送に耐えてヒ素等に対する高度な吸着能や浄化レベルを発揮することができる新規化合物を提供することを目的とし、更には、シュベルトマナイトを安定化する安定化方法、及び新規化合物による汚染水や汚染土の浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の新規化合物は、組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．６５８，０．０９２≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物、或いは、組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ・ｎＨ２Ｏ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．６５８，０．０９２≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物である。
【０００７】
更に、本発明の新規化合物は、組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．２５３，０．４９７≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物、或いは、組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ・ｎＨ２Ｏ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．２５３，０．４９７≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物である。
【０００８】
また、本発明のシュベルトマナイトの安定化方法は、組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（ＳＯ４）ｘ（１≦ｘ≦１．７５）のシュベルトマナイトをｐＨ２〜９のリン酸溶液に添加し、リン酸の吸着により組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．６５８，０．０９２≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物として安定化することを特徴とする。前記安定化方法では、組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．２５３，０．４９７≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物として安定化してもよく、又、好適にはシュベルトマナイトを添加する際のリン酸溶液のｐＨを３〜７とするとよい。
【０００９】
また、本発明の汚染水若しくは汚染土の浄化方法は、組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．６５８，０．０９２≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物を汚染水若しくは汚染土に添加し、汚染水若しくは汚染土に含まれる吸着可能物、例えばヒ素、リン酸、セレン若しくはクロムを該新規化合物で吸着することを特徴とする。前記浄化方法では、組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．２５３，０．４９７≦ｂ≦ｘ）で表される新規化合物を用いてもよい。
【００１０】
前記新規化合物を添加する際の汚染水若しくは汚染土のｐＨは、吸着可能物としてヒ素を吸着する場合には約２〜９とするとよく、又、リン酸を吸着する場合には約２〜９、好適には３〜７とするとよく、又、セレンを吸着する場合には約１．８〜１０．９とするとよく、又、クロムを吸着する場合には約３．５〜１０．５とするとよい。更に、汚染水や汚染土にはヒ素、リン酸、セレン若しくはクロム若しくはこれらの組み合わせが含まれる適宜の水分や土壌が含まれる。更に、汚染水や汚染土に添加する新規化合物は、必要に応じて粉末状、固形状、水に溶かしたもの等として添加することが可能である。
【００１１】
また、本発明のリン酸の吸着方法は、組成式Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（ＳＯ４）ｘ（１≦ｘ≦１．７５）のシュベルトマナイトを、ｐＨ２〜９のリン酸溶液若しくはリン酸を含有する汚染水若しくはリン酸を含有する汚染土に添加してリン酸を吸着することを特徴とする。前記リン酸の吸着方法には、本発明に於けるシュベルトマナイトを安定化する場合の適宜の構成を用いることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の新規化合物は、リン酸の吸着でゲータイト化或いは空気や水との酸化が抑止され、実際の製品として用いる際に所要期間の保存や輸送等に耐え得る安定性を有し、ヒ素やリン酸等の吸着可能物に対する高度な吸着能や浄化レベルを所要期間維持して発揮することができる。そして、リン酸を少量だけ吸着した新規化合物は、空気や水との接触による酸化が抑止され、所要期間の保存や輸送に耐え得る安定性を有しつつ、ヒ素等に対する非常に高度な吸着能や浄化レベルを発揮することができ、又、リン酸を多量に吸着した新規化合物は、空気や水との接触による酸化が防止され、ゲータイト化することがなくなり、安定性に極めて優れ、高度な吸着能や浄化レベルを半永続的に発揮することができる。
【００１３】
特に、汚染水や汚染土に含まれる５価のヒ素を吸着する場合、リン酸とヒ素を等量で比較するとヒ素の方がシュベルトマナイトに吸着されやすく、汚染水や汚染土に含まれるヒ素で新規化合物中の硫酸基に加えリン酸基も置換されることから、極めて高度なヒ素吸着能や浄化レベルを発揮することができる。従って、例えばヒ素濃度が低い汚染水や汚染土に新規化合物を混入し、非常に高レベルの浄化を図ることも可能である。
【００１４】
また、本発明の新規化合物或いは安定化したシュベルトマナイトは、シュベルトマナイトによるリン酸の吸着で得られるが、リン酸は、安全性が高く、シュベルトマナイトが吸着を行う酸性から中性のｐＨの範囲で溶液に溶解し、更に、廉価であることから、安全に、容易且つ効率的な作業性で、加えて、低コストで新規化合物を製造し或いはシュベルトマナイトを安定化することができる。
【００１５】
また、本発明のリン酸の吸着方法により、非常に高度なリン酸の吸着能を発揮することができ、水や土壌に含まれるリン酸を除去することができる。従って、例えば富栄養化などリン酸による弊害に対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
先ず、シュベルトマナイトを安定化して得る新規化合物及びシュベルトマナイトを安定化する方法に関し、シュベルトマナイトの含水結晶：Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（ＳＯ４）ｘ・ｎＨ２Ｏ（１≦ｘ≦１．７５）をリン酸溶液に添加し、リン酸を吸着させて安定化させ、新規化合物を得る実施例について説明する。
（実施例）
組成式：Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）４．５（ＳＯ４）１．７５（分子量：８１９．４４１）の硫酸基を最大限含むシュベルトマナイトを仮定し、具体的には人工的に合成したシュベルトマナイトの含水結晶：Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）４．５（ＳＯ４）１．７５・１６．５Ｈ２Ｏ（分子量：１１１６．７０５）を供試資料として使用した。前記供試資料１．０ｇは、シュベルトマナイト７３３．４０ｍｇ（０．８９５ｍｍｏｌ）で、シュベルトマナイトのＦｅが４００ｍｇ（７．１６２ｍｍｏｌ）、水分が２６６．６ｍｇ（１４．７９８ｍｍｏｌ）、ＳＯ４が１５０．３４ｍｇ（１．５６６ｍｍｏｌ）である。
【００１７】
また、リン酸溶液としてリン酸水素二ナトリウム１２水和物（Ｎａ２ＨＰＯ４・１２Ｈ２Ｏ）の溶液を使用し、シュベルトマナイトのリン酸の最大吸着量をシュベルトマナイト１ｍｏｌ或いは鉄８ｍｏｌに対してリン酸１ｍｏｌと想定し、それを目安にしてリン酸水素二ナトリウム溶液の濃度を調整した。前記想定は、別の実験結果でシュベルトマナイト１ｍｏｌ当たりのヒ素の最大吸着量が１ｍｏｌ程度であったことに基づくものである。
【００１８】
前記リン酸水素二ナトリウム溶液には、極微量の高濃度の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液と硝酸（ＨＮＯ３）溶液（或いはＨＮＯ３溶液のみ）を添加してｐＨを４．０に調整すると共に、リン酸水素二ナトリウム溶液中に支持電解質として１．０ｍｏｌ／ｌの硝酸ナトリウム溶液（ＮａＮＯ３）を添加し、リン酸水素二ナトリウム溶液中での濃度が０．０１ｍｏｌ／ｌになるようにした。
【００１９】
尚、リン酸水素二ナトリウム溶液に代えて他のリン酸溶液を用いることも可能である。更に、リン酸水素二ナトリウム溶液等のリン酸溶液のｐＨは２〜９の範囲とすると、シュベルトマナイトがリン酸或いはリン酸基を良好に吸着することが可能であり、より良好な吸着を得るにはリン酸溶液のｐＨを３〜７の範囲とすると好適である。シュベルトマナイトにリン酸或いはリン酸基を吸着させる際のリン酸溶液は、前記ｐＨ範囲内の適宜のｐＨに調整したリン酸溶液を用いることが可能である。
【００２０】
各試験区で用いるリン酸水素二ナトリウム１２水和物を添加したリン酸水素二ナトリウム溶液のリン酸水素二ナトリウムの濃度を表１に示す。各試験区のリン酸水素二ナトリウム溶液の作成では、０．１ｍｏｌ／ｌのリン酸水素二ナトリウム溶液と１．０ｍｏｌ／ｌの硝酸ナトリウム溶液を用意し、脱イオン水で希釈して１００ｍｌずつ作成した。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
そして、各試験区の溶液では前記シュベルトマナイトの含水結晶の懸濁濃度をリン酸水素二ナトリウム溶液１ｌ中１ｇと設定し、５０ｍｌのポリカーボネイト製遠心管に各リン酸水素二ナトリウム溶液を４０ｍｌずつ分取し、シュベルトマナイトの含水結晶４０ｍｇ（０．０３５８ｍｍｏｌ、内鉄１６ｍｇ＝０．２８６ｍｍｏｌを含有）を添加して、前記遠心管を回転数６０ｒｐｍで４時間振盪してリン酸或いはリン酸基の吸着処理を行い、振盪後、メンブランフィルター（０．２μｍ）で固液分離を行って液相と固相にした。
【００２３】
分離後の液相についてはｐＨ及びＰＯ４とＳＯ４の濃度をイオンクロマトグラフィーにて測定した。各試験区にはシュベルトマナイトを添加しないブランクのリン酸水素二ナトリウム溶液を設け、前記測定結果とブランクと対比し、シュベルトマナイトのＰＯ４の吸着量とＳＯ４の放出量について検討した。尚、各試験区には再現性の確認のために、同じ設定の３本の遠心管を設け、数値はその平均値とした。
【００２４】
また、固相については熟成試験に供試した。即ち、表１のＡ〜Ｈのリン酸水素二ナトリウム溶液によるリン酸の吸着実験から回収されたシュベルトマナイトを含む固相各３０ｍｇに純水を微量添加して懸濁液とし、スライドガラスにその懸濁液全てを塗布して定着し、水を張った容器中に直接水に触れないように設置する。そして、容器毎に５０℃の恒温機に入れて５０℃の飽和蒸気圧下に放置し、放置前、２日後、１０日後、１ヶ月後、２ヶ月後、４ヶ月後のＸＲＤ測定を行った。ＸＲＤ測定の結果を基に、リン酸基の吸着量とシュベルトマナイトの安定性の検討を定性的に行った。
【００２５】
上記液相に対するイオンクロマトグラフィーの測定結果を図１に示す。図１の右側の縦軸はｐＨを示し、pH blankはブランクのｐＨ、pH suspenは上記分離した液相のｐＨである。また、図１の左側の縦軸は濃度を示し、ＰＯ４ｂはブランク溶液のリン酸基の濃度（ｍｍｏｌ／ｌ）、ＰＯ４ｓは上記液相のリン酸基の濃度（ｍｍｏｌ／ｌ）、sorbＰＯ４は（ブランクのリン酸基の濃度−上記液相のリン酸基の濃度）で溶液１ｌ中で吸着されたリン酸基の濃度（ｍｍｏｌ／ｌ）である。シュベルトマナイトの含水結晶とリン酸水素二ナトリウム溶液の固液比は１．０ｇ／ｌであるので、sorbＰＯ４はシュベルトマナイトの含水結晶１ｇ当たりが吸着したリン酸基の濃度と等しい。ＳＯ４ｓは上記液相の硫酸濃度（ｍｍｏｌ／ｌ）である。
【００２６】
図１のsorbＰＯ４とＳＯ４ｓの濃度からリン酸基と硫酸基が概ねモルで等量交換していることが分かる。更に、リン酸或いはリン酸基の最大吸着量は、リン酸水素二ナトリウム溶液のリン酸濃度が１．２ｍｍｏｌ／ｌの場合で約０．６ｍｍｏｌ／ｌ（シュベルトマナイトの含水結晶１ｇ当たり約５７．６ｍｇ／ｇ）であり、又、リンＰで表現するとＰの最大吸着量は約１８．６ｍｇ／ｇであった。これに対し、シュベルトマナイトの含水結晶１ｇ（シュベルトマナイト：０．８９５ｍｍｏｌ）中の硫酸基ＳＯ４２−は約１．５７ｍｍｏｌであることから、それら全てがリン酸と置換した時のリン酸基ＨＰＯ４２−の最大吸着量の理論値は、同様に約１．５７ｍｍｏｌ（シュベルトマナイトの含水結晶１ｇ当たり約１５０．７２ｍｇ／ｇ）であり、又、リンＰで表現するとＰの最大吸着量の理論値は約４８．６ｍｇ／ｇである。即ち、実験結果では、理論値よりも最大吸着量が低い値になっているが、前記結果の原因としては、反応時間が４時間という限られた時間である、シュベルトマナイト１ｍｏｌに対して１ｍｏｌ吸着したヒ素よりリン酸の方が親和性に関して低い等が考えられる。
【００２７】
また、固相に対するＸＲＤ測定の結果、リン酸水素二ナトリウムが無添加のＡの溶液は２日、Ｂの溶液は１週間、Ｃの溶液は１ヶ月後、Ｄの溶液は２ヶ月後にゲータイト化の兆候が見られたが、４ヶ月以降は２ヶ月後の結果を変わらなかった。また、Ｅ〜Ｈはゲータイト化しなかった。従って、Ｂ〜Ｄ、つまりはシュベルトマナイトの含水結晶１．０ｇ（Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）４．５（ＳＯ４）１．７５のシュベルトマナイト０．８９５ｍｍｏｌ）当たり０．０８２〜０．３６４ｍｍｏｌのリン酸を吸着している場合には、シュベルトマナイトのゲータイト化を効果的に遅延することができ、例えばＢの０．０８２ｍｍｏｌ以上のリン酸吸着で１週間以上、Ｃの０．１７２ｍｍｏｌ以上のリン酸吸着で１ヶ月以上、Ｄの０．３６４ｍｍｏｌのリン酸吸着で２ヶ月以上ゲータイト化を防止することができる。更に、Ｅ〜Ｈ、つまりはシュベルトマナイトの含水結晶１．０ｇ当たり０．４４５〜０．５８８ｍｍｏｌのリン酸吸着、換言すればシュベルトマナイトの含水結晶１．０ｇ当たり０．４４５ｍｍｏｌ以上のリン酸吸着の場合に、ゲータイト化を完全に防止し、シュベルトマナイトを非常に強固に安定させることができる。
【００２８】
上記吸着或いは置換したリン酸０．０８２ｍｍｏｌ、０．４４５ｍｍｏｌは、上記シュベルトマナイトの含水結晶１．０ｇ、即ち、シュベルトマナイト０．８９５ｍｍｏｌに対する数値であることから、シュベルトマナイト１ｍｏｌに対してリン酸０．０９２ｍｏｌ以上を吸着或いは置換することにより、ゲータイト化を効果的に遅延することができ、シュベルトマナイト１ｍｏｌに対してリン酸０．４９７ｍｏｌ以上を吸着或いは置換することにより、非常に強固に安定することができる。硫酸の全てがリン酸に置換した理論値の実現は現実的に困難と推定し、またシュベルトマナイトの安定化のために理論値の達成が必須ではないとすると、リン酸或いはリン酸イオンを吸着して安定化したシュベルトマナイト、又はシュベルトマナイトにリン酸を吸着して得た新規化合物の組成式は、０．０９２ｍｏｌ以上のリン酸を吸着させる場合、Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．６５８，０．０９２≦ｂ≦ｘ）と表すことができ、０．４９７ｍｏｌ以上のリン酸を吸着させる場合、Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（（ＳＯ４）ａ，（ＨＰＯ４）ｂ）ｘ（ａ＋ｂ＝ｘ，１≦ｘ≦１．７５，０＜ａ≦１．２５３，０．４９７≦ｂ≦ｘ）と表すことができる。
【００２９】
以上、実施例の新規化合物について説明したが、リン酸を吸着した新規化合物或いはリン酸を吸着したシュベルトマナイトは、後述する汚染浄化の具体例の如く汚染水や汚染土に添加することにより、汚染水や汚染土に含まれるヒ素、リン酸、セレン、クロムを吸着し、汚染水や汚染土を浄化することができる。尚、ヒ素やリン酸等を吸着する際には、新規化合物中のＳＯ４２−若しくはＨＰＯ４２−若しくはこれら両者と、汚染水や汚染土に含まれるヒ素やリン酸等との置換が行われる。
【００３０】
前記汚染浄化の具体例として、水が還元的で３価のヒ素で汚染された地下水を浄化する場合、（i）地下水を揚水し、（ii）エアレーション等で酸化して３価ヒ素を５価にし、（iii）上記したシュベルトマナイトのリン酸化合物を添加してヒ素を吸着させ、（iv）ヒ素を吸着させたシュベルトマナイト或いは化合物を沈殿若しくはろ過等により回収し、（v）放水を行う工程により、ヒ素で汚染された地下水を高い安全性で高レベルに浄化することができる。或いは、筒体を突き刺して地下水中にシュベルトマナイトのリン酸化合物を含む液を圧力注入して浄化することも可能である。また、例えばヒ素が殆ど５価の地表水を浄化する場合、（iii’）上記したシュベルトマナイトのリン酸化合物を地表水に添加してヒ素を吸着させ、（iv’）ヒ素を吸着させたシュベルトマナイト或いは化合物を沈殿若しくはろ過等により回収し、（v’）放水を行う工程により、ヒ素で汚染された地表水を高い安全性で高レベルに浄化することができる。
【００３１】
また、ヒ素に汚染された汚染土壌を浄化する場合には、例えば汚染土を掘削・搬送して箱形のプラント内に汚染土を入れ、酸性に調整した水或いは水と攪拌し、沈殿物と上澄液に分離し、溶出したヒ素を上澄液として抽出し、その上澄液に上記シュベルトマナイトのリン酸化合物を添加してヒ素を吸着させ、その後沈殿した土壌を取り出して浄化を完了する。又は、土壌を掘削してプール化した反応池と称される箇所にシュベルトマナイトのリン酸化合物或いはそれを含む液を添加して浄化する。又は、汚染土壌を重機等で攪拌しながら、シュベルトマナイトのリン酸化合物或いはそれを含む液を添加して浄化する。又は、シュベルトマナイトのリン酸化合物を含む液を筒体を土壌に突き刺し、筒体を介してシュベルトマナイトのリン酸化合物を含む液を例えば２００〜４００ｍｇ／ｃｍ２の圧力で土中に噴出させ、必要に応じて回転して引き抜きながら前記液を噴出させ浄化する。前記噴出方式は汚染水に対しても利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の新規化合物は、安定性が高く、ヒ素等の吸着可能物に対し高度な吸着能等を有するので、汚染土や汚染水を浄化する際に高度な浄化機能を安定して発揮することができる。従って、新規化合物、シュベルトマナイトの安定化方法、新規化合物による汚染水や汚染土の浄化方法は、何れも汚染水や汚染土の浄化に高い有効性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】各試験区のリン酸の濃度とｐＨ、リン酸の吸収量及び硫酸の放出量の関係を示すグラフ。
【図１】
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