(57)【要約】【課題】処理対象物に損傷を与えることなくヒ素を良好に分離除去することができ、取り扱い性に優れ、かつコスト的にも有利なヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法を提供すること。【解決手段】ヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物に対し、少なくともキレート剤が溶解した水溶液からなる処理薬剤を接触させる。これによりヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物に含まれるヒ素は処理薬剤に溶出される。次に、土壌または廃棄物から前記処理薬剤を回収する。これによりヒ素は処理薬剤と共に回収され、ヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物からヒ素が良好に分離除去される。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともキレート剤が溶解した水溶液からなる処理薬剤をヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物に接触させる接触工程と、
前記接触工程後、前記土壌または廃棄物から前記処理薬剤を回収する回収工程と、
を有することを特徴とするヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記キレート剤が、前記水溶液中０．０１〜３質量％の範囲で溶解されていることを特徴とする請求項１記載のヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記キレート剤が、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）およびＬ−アスパラギン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸（ＡＳＤＡ）から選択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または２記載のヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記処理薬剤が、リン酸またはリン酸塩をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法。
【請求項５】
前記リン酸またはリン酸塩が、前記水溶液中０．１〜１０質量％の範囲で溶解されていることを特徴とする請求項４記載のヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法。
【請求項６】
前記処理薬剤が、還元剤をさらに含むことを特徴とする請求項１または４記載のヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法。
【請求項７】
前記還元剤が、前記水溶液中０．５〜１０質量％の範囲で溶解されていることを特徴とする請求項６記載のヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法。
【請求項８】
前記還元剤が、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩および次亜硫酸塩から選択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項６または７記載のヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法。
【請求項９】
ヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物からヒ素を分離するために用いられる処理薬剤であって、
前記処理薬剤が、少なくともキレート剤が溶解した水溶液からなる、
ことを特徴とするヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物用処理薬剤。
【請求項１０】
前記処理薬剤が、リン酸またはリン酸塩をさらに含むことを特徴とする請求項９記載のヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物用処理薬剤。
【請求項１１】
前記処理薬剤が、還元剤をさらに含むことを特徴とする請求項９または１０記載のヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物用処理薬剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法および処理薬剤に関するものであり、詳しくは、処理対象物に損傷を与えることなくヒ素を良好に分離除去することができ、取り扱い性に優れ、かつコスト的にも有利であるヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法および処理薬剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヒ素は有機物のように分解できないためヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物に対してはこれまで、封じ込め、飛散防止、セメントによる固定・不溶化、最終処分場への埋め立て処分といった対策がとられてきた。しかしこれらの方法では、ヒ素は土壌中または廃棄物中に残留したままであるため、雨水や地下水の浸透などによってヒ素が溶出して、再び環境汚染を引き起こすことが心配されている。このような問題を解決するために、ヒ素で汚染された土壌を強アルカリ性の水酸化ナトリウム水溶液で洗浄する方法（例えば、非特許文献１参照）、リン酸で洗浄する方法（重金属類除去方法）（例えば、特許文献１参照）、リン酸塩により洗浄する方法（ヒ素汚染土壌浄化剤およびこのものを用いたヒ素汚染土壌の浄化方法）（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。
【０００３】
【非特許文献１】
Ｉ．Ａ．Ｌｅｇｉｅｃ，  “ＤｕＰｏｎｔ  Ｓｏｉｌ  Ｗａｓｈｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｐｒｏｇｒａｍ  ａｎｄ
Ｔｒｅｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ａ  ｒｓｅｎｉｃ  Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ  Ｓｏｉｌｓ”，  Ｅｎｉｖｒｏｎｍｅｎｔａｌ
Ｐｒｏｇｒｅｓｓ，  １６（１），  ２９−３４（１９９７）
【特許文献１】
特許第３２４５１３８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２２５０５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記非特許文献１に開示された技術は、強アルカリで洗浄するため土壌に著しく損傷を与える上、強アルカリ溶液の保管およびその取り扱いに細心の注意が必要である。
また前記特許文献１および２に開示された技術は、１０質量％を超えてリン酸またはリン酸塩の高濃度溶液を使用するため、コストが高くなるという問題点がある。
したがって本発明の目的は、処理対象物に損傷を与えることなくヒ素を良好に分離除去することができ、取り扱い性に優れ、かつコスト的にも有利であるヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法および処理薬剤を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、前記の目的を達成することができた。
すなわち本発明の処理方法は、少なくともキレート剤が溶解した水溶液からなる処理薬剤をヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物に接触させる接触工程と、前記接触工程後、前記土壌または廃棄物から前記処理薬剤を回収する回収工程とを有することを特徴としている。
この構成によれば、処理薬剤にキレート剤が含まれているため、処理薬剤をヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物に接触させると、ヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物に含まれるヒ素が溶出され易くなり、ヒ素が処理薬剤に溶解される。次いで、このような処理薬剤を回収することで、ヒ素が処理薬剤と共に回収され、ヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物からヒ素が良好に分離除去される。
また強アルカリ等を使用する必要がないため、処理対象物に損傷を与えることがなく、取り扱い性に優れる。さらに、高価な薬剤を多量に使用する必要がないため、コスト的にも有利である。
また本発明は、少なくともキレート剤が溶解した水溶液からなることを特徴とするヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物用処理薬剤を提供するものであり、この構成によれば前記処理方法と同様の効果が得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の処理薬剤について説明する。
本発明の処理薬剤は、前記のように少なくともキレート剤が溶解した水溶液からなることを特徴としている。キレート剤は、金属イオン封鎖剤とも呼ばれ、金属との間で水溶性の金属配位化合物を形成する機能を有するものである。このようなキレート剤としては、例えば分子内にカルボキシル基および／またはアミノ基を有し、鉄やアルミニウムなどの金属と安定な水溶性キレートを生成するものを挙げることができ、さらに具体的には、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、Ｌ−アスパラギン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸（ＡＳＤＡ）、グルタミン酸二酢酸（ＧＬＤＡ）、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸（ＨＥＩＤＡ）、カルボキシメチルオキシコハク酸（ＣＭＯＳ）、３−ヒドロキシ−２、２’−イミノジコハク酸（ＨＩＤＳ）、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、ヒドロキシエチレンジアミン三酢酸、ヒドロキシエチレンジホスホン酸、メチルグリシン二酢酸などが挙げられ、中でもエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、Ｌ−アスパラギン酸−Ｎ，Ｎ−二酢酸（ＡＳＤＡ）が好ましい。
また本発明によれば、キレート剤が水溶液中０．０１〜３質量％の範囲で溶解されていると、ヒ素の抽出効率が高まり好ましい。この抽出効率は、キレート剤が水溶液中０．０３〜０．３質量％の範囲で溶解されていることによりさらに高まる。
【０００７】
また本発明の処理薬剤は、リン酸またはリン酸塩をさらに含むことができる。リン酸塩としては、例えばリン酸のナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩が挙げられる。
リン酸またはリン酸塩は、例えば土壌からのヒ素の溶出を促進させる効果を提供するものである。この効果は、リン酸またはリン酸塩の使用割合が水溶液中０．１〜１０質量％の範囲であるときに一層高まる。前述のように従来技術ではリン酸またはリン酸塩を１０質量％を超えて使用していたが、本発明の一実施形態によれば、キレート剤と併用することにより、リン酸またはリン酸塩の使用割合を前記のように非常に少なくしても、該効果を享受することができる。
【０００８】
また本発明の処理薬剤は還元剤をさらに含むことができる。還元剤は、前記のリン酸またはリン酸塩と併用してもしなくてもよい。還元剤は、例えば亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、次亜硫酸塩などが挙げられ、例えば土壌からのヒ素の溶出を促進させる効果を提供するものである。この効果は、還元剤の使用割合が水溶液中０．５〜１０質量％の範囲であるときに一層高まる。
【０００９】
次に本発明の処理方法について説明する。
本発明の処理方法は、前記の処理薬剤をヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物に接触させる接触工程と、接触工程後、前記土壌または廃棄物から処理薬剤を回収する回収工程とを有している。
具体的なヒ素汚染土壌の処理方法は、次に示す２つの方法を例示することができる。
１）先ず土壌中のヒ素汚染された部分を特定し、この部分を矢板等の遮水壁で囲う。次に、遮水壁で囲われた領域に、注入井戸（処理薬剤注入用の縦穴）と揚水井戸（処理薬剤回収用の縦穴）を掘孔する。続いて、注入井戸から本発明の処理薬剤を注入し、汚染土壌と処理薬剤を接触させる。処理薬剤注入後あるいは処理薬剤を注入しながら揚水井戸から揚水し、注入した処理薬剤を回収する。この場合の接触時間は通常数ヶ月程度である。
２）土壌中のヒ素汚染された部分を特定し、掘削して汚染土壌を分離する。こ汚染土壌と本発明の処理薬剤とを洗浄槽に入れ攪拌する。その後、固液分離を行い、清浄土壌と水溶液に分離する。この場合の接触時間は通常数時間〜１ヵ月程度である。
ここで、汚染土壌に対する本発明の処理薬剤の使用割合は、土壌に含まれるヒ素量、土質などを勘案して予備実験から簡単に決定することができるが、例えば乾燥土壌１ｋｇに対し、本発明の処理薬剤を１〜２０ｌの割合で使用することができる。
なお、いずれの場合も接触終了は、被処理対象物の一部をサンプリングし、その中のヒ素濃度が所定以下の値となった時とする。
なお、ヒ素汚染廃棄物についても前記１）、２）と同様の方法で処理がなされる。
また、本発明の処理薬剤は、前記の各種成分の他、必要に応じてその他の各種添加剤を含有することができることは言うまでもない。
【００１０】
【作用】
土壌中のヒ素は主にヒ酸、亜ヒ酸の形で存在し、特に鉄、アルミニウム、マンガンの酸化物あるいは水和酸化物と複雑な化合物を形成して存在していると考えられている。
本発明の処理薬剤がキレート剤を含むことにより、ヒ酸、亜ヒ酸が結合している鉄、マンガンがキレートされ、キレート化合物と共に、フリーとなったヒ酸イオン、亜ヒ酸イオンが溶出し、本発明の処理薬剤に溶解される。
次に、このようにヒ酸イオンや亜ヒ酸イオンが溶解された処理薬剤を回収することで、ヒ素が分離除去される。
また、リン酸またはリン酸塩は、ヒ酸と同様な形態で土壌又は汚染廃棄物に吸着すると考えられている。そのため、土壌中のヒ酸を溶出し易くする効果がある。さらにリン酸またはリン酸塩をキレート剤と併用することにより、それぞれの薬剤の使用量を減少させることもできる。
また、還元剤を用いると、鉄やマンガンが還元され土壌とこれらの金属の結合が弱くなるため、土壌中のヒ素を溶出し易くする効果がある。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
実施例１〜５および比較例１〜３
化学工場の敷地から採取したヒ素汚染土壌を風乾し、２ｍｍ以下にふるい分けした。この土壌試料５ｇと下記表１に示すような各種水溶液５０ｍｌとを、１００ｍｌ容のフタ付きポリ容器に入れ、２００ｒｐｍの条件で２４時間振盪した。振盪液を遠心分離し、上澄み液を０．４５μｍのフィルターでろ過した後、ろ液のヒ素濃度を水素化物発生原子吸光法にて測定した。結果を表１に併せて示す。なお水をコントロールとし、水のヒ素の溶出量を１倍としたときの相対値も記載した。
【００１２】
【表１】
2004181303.tif 000002
【００１３】
表１から明らかなように本発明の処理薬剤を用いた実施例によれば、キレート剤を含まない比較例の処理薬剤に比べ、約４倍から８倍超の割合でヒ素を除去することができる。
【００１４】
実施例６〜７
化学工場の敷地から採取したヒ素汚染土壌を風乾し、５ｍｍ以下にふるい分けした。この土壌試料５０ｇをアクリル製カラム（内径３０ｍｍφ、長さ１００ｍｍ）に充填し、下記表２に示す各水溶液を５０ｍｌ／ｄａｙの条件で上向流で合計８００ｍｌ通水した。カラム出口から採水してヒ素濃度を水素化物発生原子吸引光法にて測定した。結果を併せて表２に示す。なお表２の結果は、ヒ素の除去率（溶出量／含有量）を示している。
【００１５】
【表２】
2004181303.tif 000003
【００１６】
表２から明らかなように本発明の処理薬剤を用いた実施例によれば、キレート剤を含まない比較例の処理薬剤に比べ、約１．５倍から３倍超の割合でヒ素を除去することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、処理対象物に損傷を与えることなくヒ素を良好に分離除去することができ、取り扱い性に優れ、かつコスト的にも有利であるヒ素汚染土壌またはヒ素汚染廃棄物の処理方法および処理薬剤が提供され、ヒ素による環境汚染を防止し、地球環境保全を図る上で極めて有意義である。