(57)【要約】【課題】環境汚染のおそれがある副生成物を生成させずに、六価クロムを含む土壌を無害化する。【解決手段】土壌処理剤は、鉄酸化物を含んでいる。鉄酸化物は、例えば、酸化鉄（ＦｅＯ）若しくは酸化鉄（ＦｅＯ）と三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）との混合物である。この土壌処理剤は、水素を放出可能な物質をさらに含んでいてもよい。この場合、水素を放出可能な物質は、例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、アスコルビン酸およびアスコルビン酸ナトリウムのうちの少なくとも一つである。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
六価クロムを含む土壌を処理するための処理剤であって、
鉄酸化物を含む、
土壌処理剤。
【請求項２】
前記鉄酸化物が酸化鉄（ＦｅＯ）である、請求項１に記載の土壌処理剤。
【請求項３】
前記鉄酸化物が酸化鉄（ＦｅＯ）と三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）との混合物である、請求項１に記載の土壌処理剤。
【請求項４】
水素を放出可能な物質をさらに含む、請求項１、２または３に記載の土壌処理剤。
【請求項５】
水素を放出可能な前記物質が亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、アスコルビン酸およびアスコルビン酸ナトリウムのうちの少なくとも一つである、請求項４に記載の土壌処理剤。
【請求項６】
前記鉄酸化物１００重量部に対して水素を放出可能な前記物質を０．１〜２０重量部含む、請求項４または５に記載の土壌処理剤。
【請求項７】
六価クロムを含む土壌を処理するための方法であって、
前記土壌に鉄酸化物を加えて混合する工程を含む、
土壌処理方法。
【請求項８】
水を加えて前記土壌と前記鉄酸化物とを混合する、請求項７に記載の土壌処理方法。
【請求項９】
前記鉄酸化物と共に、水素を放出可能な物質をさらに前記土壌に加えて混合する、請求項７または８に記載の土壌処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌処理剤および土壌処理方法、特に、六価クロムを含む土壌を処理するための処理剤および処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
メッキ工場などの化学工場跡地の土壌は、人体に有害な六価クロムにより汚染されている場合がある。このため、そのような跡地は、そのまま他の用途地として活用するのが困難であり、土壌の入れ替えが必要になる。この場合、跡地から取り除かれて他の場所に搬送された土壌は、非特許文献１に記載されているように、環境汚染を防止するため、コンクリート等を用いて物理的に封じ込める処理が施されている。しかし、そのような処理は、土壌の再利用に貢献することができず、また、広大な放置場所を確保する必要があることから、現実的なものとは言いがたい。
【０００３】
そこで、六価クロムにより汚染された土壌を無害化するための方法が検討されている。例えば、非特許文献２には、電気泳動法により土壌中に含まれる六価クロムを除去する方法が記載されている。しかし、この方法は、高価で大掛かりな電気泳動装置を用いる必要があり、また、電気泳動装置を設置した場所に土壌を搬送する必要があるため、大量の土壌を効率的にかつ安価に処理するのは極めて困難である。
【０００４】
また、非特許文献３には、土壌を鉄粉と混合する方法が記載されている。この方法によれば、土壌中に含まれる六価クロムが鉄粉により還元されて三価のクロムになるため、実質的に六価クロムを含まない無害化された土壌を得ることができる。しかし、この方法では、処理後の土壌から赤水が浸出し、周辺環境、特に、湖沼や地下水等の水源を汚染する可能性がある。
【０００５】
【非特許文献１】
日本環境化学会編集・発行、「第１・２回  日本環境化学会  土壌・底質汚染研究グループ講演会予稿集」、「土壌汚染の調査」、第２９〜３１頁
【非特許文献２】
社団法人土壌環境センター発行、「土壌・地下水汚染に係る調査・対策指針および運用基準（環境庁水質保全局）」、参１−３２頁〜参１−３７頁
【非特許文献３】
社団法人土壌環境センター発行、「土壌・地下水汚染に係る調査・対策指針および運用基準（環境庁水質保全局）」、参１−７８頁〜参１−７９頁
【０００６】
本発明の目的は、環境汚染のおそれがある副生成物を生成させずに、六価クロムを含む土壌を無害化することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の土壌処理剤は、六価クロムを含む土壌を処理するためのものであり、鉄酸化物を含んでいる。ここで、鉄酸化物は、例えば酸化鉄（ＦｅＯ）である。或いは、鉄酸化物は、例えば、酸化鉄（ＦｅＯ）と三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）との混合物である。また、この土壌処理剤は、例えば、水素を放出可能な物質をさらに含んでいる。この場合、水素を放出可能な物質は、例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、アスコルビン酸およびアスコルビン酸ナトリウムのうちの少なくとも一つである。なお、土壌処理剤において、水素を放出可能な物質は、通常、鉄酸化物１００重量部に対して０．１〜２０重量部含まれているのが好ましい。
【０００８】
本発明の土壌処理方法は、六価クロムを含む土壌を処理するための方法であり、土壌に鉄酸化物を加えて混合する工程を含んでいる。この方法では、通常、水を加えて土壌と鉄酸化物とを混合する。また、この方法では、例えば、鉄酸化物と共に、水素を放出可能な物質をさらに土壌に加えて混合するのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の土壌処理剤は、鉄酸化物を含んでいる。ここで用いられる鉄酸化物は、いわゆる酸化鉄であり、具体的には、ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3（三酸化二鉄）およびＦｅ3Ｏ4（四三酸化鉄）のうちの少なくとも一つである。本発明の土壌処理剤において、この鉄酸化物は、水分中に鉄イオンを放出し、六価クロムの還元剤として機能するものと考えられる。なお、鉄酸化物として好ましいものは、ＦｅＯ若しくはＦｅＯとＦｅ2Ｏ3との混合物である。因みに、ＦｅＯとＦｅ2Ｏ3との混合物としては、マグネタイトを用いてもよい。マグネタイトとしては、例えば、硫酸法酸化チタンの製造工程において副次的に得られるものを利用することができる。
【００１０】
上述のような鉄酸化物は、処理対象となる土壌と均一に混合しやすいことから、粉末状のものが好ましい。より具体的には、平均粒径が０．２〜５０μｍの粉末状のものが好ましく、平均粒径が０．２〜１０μｍの粉末状のものがより好ましい。但し、その粒形状は特に限定されるものではない。
【００１１】
また、本発明の土壌処理剤は、水素を放出可能な物質、特に、水分中に水素を放出可能な物質を含んでいてもよい。このような物質（以下、水素放出物質という）は、鉄酸化物による六価クロムの還元反応を促進することができるものであれば種類が特に限定されるものではないが、水素をイオンの状態で放出可能なものが好ましい。このような水素放出物質の具体例としては、例えば、亜硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ3）、亜硫酸水素ナトリウム（ＮａＨＳＯ3）、アスコルビン酸およびアスコルビン酸ナトリウムを挙げることができるが、アスコルビン酸が特に好ましい。なお、これらの水素放出物質は適宜併用されてもよい。
【００１２】
上述の水素放出物質は、鉄酸化物と同様の理由により、粉末状のものが好ましい。より具体的には、平均粒径が０．２〜５０μｍの粉末状のものが好ましく、平均粒径が０．１〜１０μｍの粉末状のものがより好ましい。但し、その粒形状は特に限定されるものではない。また、水素放出物質の含有量は、通常、鉄酸化物１００重量部に対して０．１〜２０重量部に設定されているのが好ましい。水素放出物質の含有量が少ない場合は、鉄酸化物による六価クロムの還元反応を効果的に促進するのが困難になる可能性がある。逆に、水素放出物質の割合が多い場合は、土壌処理剤における鉄酸化物の割合が小さくなるので、土壌に対する土壌処理剤の添加量を増加させない限り、土壌中の六価クロムを効果的に還元して除去するのが却って困難になるおそれがある。
【００１３】
なお、水素放出物質を含む土壌処理剤は、鉄酸化物と水素放出物質とを所定の割合で混合して十分に撹拌すると調製することができる。
【００１４】
本発明の土壌処理剤は、その目的とする効果を損なわない範囲において、上述の鉄酸化物および水素放出物質の他に、不純物等として、例えば、ケイ素、チタン、アルミニウムおよびカルシウム等を含む化合物を含んでいてもよい。
【００１５】
次に、本発明の土壌処理方法について説明する。この土壌処理方法は、土壌に含まれる六価クロムを処理するための方法、すなわち、六価クロムを含む土壌を無害化するための方法であり、処理対象となる土壌は、六価クロムを含む土壌、すなわち、六価クロムにより汚染された土壌、例えば、メッキ工場跡地の土壌などである。
【００１６】
本発明の土壌処理方法の第一の形態では、先ず、処理対象となる土壌に対して鉄酸化物、すなわち、上述の土壌処理剤（但し、水素放出物質を含まないもの）を添加して混合する。ここで、土壌処理剤の混合割合は、六価クロムによる土壌の汚染の程度により適宜設定することができる。すなわち、土壌中に含まれる六価クロム量が多い場合は、それに応じて土壌処理剤の混合割合を多く設定し、土壌中に含まれる六価クロム量が少ない場合は、それに応じて土壌処理剤の混合割合を少なく設定するのが好ましい。したがって、土壌処理剤の混合割合は、通常、処理対象となる土壌中に含まれる六価クロム量を予め測定し、その結果に基づいて調節するのが好ましい。なお、土壌中に含まれる六価クロム量は、通常、土壌を水と共に振とうして土壌中の六価クロムを水中に溶出させると測定することができる。より具体的には、「土壌の汚染に係る環境基準について（平成３年８月２３日  環境庁告示第４６号  改正：平１０環告２１）」に規定された方法により測定することができる。因みに、土壌中に含まれる六価クロム量に比べて土壌処理剤の混合割合が少ない場合は、土壌中に含まれる六価クロムを効果的に処理して土壌を無害化するのが困難になる可能性がある。逆に、土壌中に含まれる六価クロム量に比べて土壌処理剤の混合割合が多すぎる場合は、過剰の土壌処理剤が処理後の土壌中に残留する可能性があるため、当該土壌を農耕地用の土壌として再利用する場合、農作物等の植物の生育等に悪影響を与える可能性がある。
【００１７】
土壌と鉄酸化物（すなわち、土壌処理剤）とは、水を加えて混合するのが好ましい。このようにすると、土壌中に含まれる六価クロムと鉄酸化物とをより確実に反応させることができ、六価クロムの還元反応が促進されやすくなる。この場合、水の添加量は、土壌と土壌処理剤との混合物における水分量が、全固形分の１０〜８０重量％になるよう設定するのが好ましく、３０〜６０重量％になるよう設定するのがより好ましい。水分量が１０重量％未満の場合は、上述の還元反応が促進されにくくなり、処理後の土壌中に六価クロムが残留しやすくなる可能性がある。逆に、８０重量％を超える場合は、土壌粒子が水中で沈降しやすくなるので、土壌粒子と水との接触率が低下し、結果的に土壌中の六価クロムが還元されるまでに長期間を要する可能性がある。
【００１８】
次に、土壌処理剤が混合された土壌を放置し、六価クロムの還元を促進させる。ここで、放置期間は、長い方がよいが、通常は１日以上、好ましくは２日以上に設定するのが好ましい。放置期間が１日未満の場合は、処理後の土壌中に六価クロムが残留しやすくなる可能性がある。
【００１９】
また、本発明の土壌処理方法の第二の形態では、処理対象となる土壌に対して鉄酸化物と水素放出物質との混合物、例えば、水素放出物質を含む上述の土壌処理剤を添加して混合する。この場合、水素放出物質のために鉄酸化物が六価クロムの還元をより効果的に促進することができるようになるため、第一の形態の場合に比べ、土壌に対する鉄酸化物の混合量、すなわち、土壌処理剤の混合量を抑制することができる。因みに、この場合における土壌処理剤の混合量も、第一の形態の場合と同様にして調節するのが好ましい。
【００２０】
この形態の場合においても、第一の形態の場合と同様の理由により、土壌と土壌処理剤（すなわち、鉄酸化物と水素放出物質との混合物）とは、水を加えながら混合するのが好ましい。この場合、水の添加量は、土壌と土壌処理剤との混合物における水分量が、全固形分の１０〜８０重量％になるよう設定するのが好ましく、３０〜６０重量％になるよう設定するのがより好ましい。水分量が１０重量％未満の場合は、上述の還元反応が促進されにくくなり、処理後の土壌中に六価クロムが残留しやすくなる可能性がある。逆に、８０重量％を超える場合は、土壌粒子が水中で沈降しやすくなるので、土壌粒子と水との接触率が低下し、結果的に土壌中の六価クロムが還元されるまでに長期間を要する可能性がある。
【００２１】
次に、土壌処理剤が混合された土壌を放置し、六価クロムの還元を促進させる。ここで、放置期間は、水素放出物質により六価クロムの還元が促進されるため、第一の形態の場合に比べて短縮することができるが、通常は半日以上、好ましくは１日以上に設定するのが好ましい。
【００２２】
因みに、この形態では、所定量の鉄酸化物と所定量の水素放出物質とを土壌に対して別々に添加して混合することもできる。
【００２３】
上述の各形態に係る土壌処理方法は、六価クロムにより汚染された土壌の発生場所、例えば、上述のようなメッキ工場の跡地において、容易に実施することができる。
【００２４】
本発明の土壌処理方法が適用された土壌は、土壌中に含まれていた六価クロムが例えば三価クロムに還元されるものと考えられるため、毒性が大幅に低下し、実質的に無害化される。しかも、処理後の土壌は、鉄粉を用いる従来の方法の場合のような環境汚染のおそれがある副生成物の浸出、例えば、赤水の浸出が起こりにくく、湖沼や地下水等の水源をはじめとする環境に悪影響を与えにくい。
【００２５】
また、処理後の土壌中に含まれる三価クロムは、そのままの状態で放置しても、土壌中で六価クロムに再酸化されにくい。特に、土壌処理剤が水素放出物質を含む場合、処理後の土壌中に含まれる三価クロムは、六価クロムに再酸化されにくく、そのまま土壌中に安定して存在し得る。したがって、本発明の方法により処理された土壌は、処理時に生成した三価クロムを取り除くための特別な作業を実施しなくても、そのまま各種の用途に再利用することができる。
【００２６】
なお、本発明の土壌処理剤は、土壌以外の固体若しくは液体に含まれる六価クロムを還元するための還元剤として利用することもできる。
【００２７】
【実施例】
実施例１〜６および比較例１
六価クロムにより汚染された土壌を風乾し、その１０ｇを蓋付の樹脂製容器に採取した。そして、樹脂製容器に表１に示す土壌処理剤の全量と蒸留水１０ｍｌとを加えて撹拌し、樹脂製容器の蓋をして常温で１時間放置した。
【００２８】
実施例１、３および５並びに比較例１については、放置後の樹脂製容器に蒸留水１９０ｍｌをさらに加えて３０分間振とうした。そして、樹脂製容器の内容物をろ過し、ろ液を確保した。次に、ろ液中に含まれる六価クロム量をＪＩＳ Ｋ０１０２−１９９８に規定された方法に従って測定し、土壌１ｇ当りから溶出する六価クロム量を算出した。結果を表１に示す。なお、ろ液において、赤水は観測されなかった。
【００２９】
一方、実施例２、４および６については、放置後の樹脂製容器の蓋を開けたまま、その内容物を８０℃に加熱して１８．５時間さらに放置した。そして、その後、樹脂製容器に蒸留水２００ｍｌを加えて３０分間振とうし、樹脂製容器の内容物をろ過してろ液を確保した。次に、実施例１、３および５の場合と同様にして、土壌１ｇ当りから溶出する六価クロム量を算出した。結果を表１に示す。なお、これらの実施例においても、ろ液において、赤水は観測されなかった。
【００３０】
【表１】
2004210847.tif 000002
【００３１】
表１によると、土壌処理剤を用いて処理した土壌からは、六価クロムの溶出量が大幅に減少していることがわかる。これは、土壌中に含まれていた六価クロムが三価クロムに還元されたことによるものと考えられる。特に、土壌処理剤として、水素放出物質である亜硫酸水素ナトリウム若しくはアスコルビン酸を含むものを用いた場合（実施例３、４、５および６）は、六価クロムの溶出量が大幅に減少しており、六価クロムがより効果的にかつ速やかに三価クロムに還元されていることがわかる。
【００３２】
また、実施例２、４および６の結果によると、土壌処理剤を用いて処理した土壌を加熱状態で長時間放置しているにも拘わらず、六価クロムの溶出量は減少する傾向にある。これより、六価クロムの還元により生成した土壌中の三価クロムは、六価クロムに再酸化されにくく、安定に土壌中に存在することがわかる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の土壌処理剤は、鉄酸化物を含んでいるため、環境汚染のおそれがある副生成物を生成させずに、六価クロムを含む土壌を効果的に無害化することができる。
【００３４】
本発明の土壌処理方法は、六価クロムを含む土壌に鉄酸化物を加えて混合する工程を含んでいるため、環境汚染のおそれがある副生成物を生成させずに、当該土壌を効果的に無害化することができる。