(57)【要約】【課題】人体や環境への影響の問題のない処理剤により、フッ素汚染土壌中のフッ素を安定に不溶化してその溶出を環境基準以下に抑制する。【解決手段】希土類元素の化合物及び希土類鉱石よりなる群から選ばれる少なくとも１種の希土類元素含有物質を含むフッ素汚染土壌の処理剤。この処理剤をフッ素で汚染された土壌に添加して土壌中のフッ素を不溶化するフッ素汚染土壌の処理方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素で汚染された土壌中のフッ素を不溶化するための処理剤であって、希土類元素の化合物及び希土類鉱石よりなる群から選ばれる少なくとも１種の希土類元素含有物質を含むことを特徴とするフッ素汚染土壌の処理剤。
【請求項２】
請求項１において、該希土類元素含有物質の粉末、該希土類元素含有物質の溶液、又は該希土類元素含有物質の分散液であることを特徴とするフッ素汚染土壌の処理剤。
【請求項３】
請求項１又は２において、該希土類元素の化合物が希土類元素の酸化物であることを特徴とするフッ素汚染土壌の処理剤。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、該希土類鉱石がバストネサイト、モナザイト、及びゼノタイムよりなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするフッ素汚染土壌の処理剤。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記希土類元素含有物質と、処理土壌のｐＨを５〜１２に調整するためのアルカリ剤とを含むことを特徴とするフッ素汚染土壌の処理剤。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の処理剤を、フッ素で汚染された土壌に添加して土壌中のフッ素を不溶化することを特徴とするフッ素汚染土壌の処理方法。
【請求項７】
請求項６において、該土壌を含水率１０〜４０重量％に調整して該処理剤を添加することを特徴とするフッ素汚染土壌の処理方法。
【請求項８】
請求項６又は７において、該土壌に対する該処理剤の添加量が、乾燥土壌重量に対する前記希土類元素含有物質の割合で０．５〜２０重量％であることを特徴とするフッ素汚染土壌の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ素で汚染された土壌中の可溶性フッ素を化学的に安定に不溶化してフッ素の溶出を土壌環境基準以下に抑制するための処理剤と、この処理剤を用いたフッ素汚染土壌の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フッ素に汚染された土壌中のフッ素を不溶化して、その溶出を防止する方法としては、フッ素汚染土壌にアルミニウム化合物を添加して、土壌中のフッ素を吸着・共沈させて固定化する方法（特開２００２−３２６０８１）がある。
【０００３】
また、フッ素を含む廃水処理では、カルシウム化合物を添加してフッ化カルシウムとして不溶化する方法（特許第３３０４４００号）や、カルシウム及びアルミニウム化合物を添加して不溶化する方法（特許第２９１２２３７号）がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３２６０８１
【特許文献２】
特許第３３０４４００号
【特許文献３】
特許第２９１２２３７号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のフッ素汚染土壌の処理方法のうち、カルシウム化合物を添加する方法では、フッ素の溶出量を低減することは可能であるが、フッ化カルシウムの溶解度（フッ素として７．８ｍｇ／Ｌ）の関係から、フッ素の溶出量を土壌環境基準（０．８ｍｇ−Ｆ／Ｌ）以下にまで低減することはできない。また、アルミニウム化合物を添加する方法では、アルミニウム化合物自体の人体への影響や、地下水への溶出が懸念される。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点を解決し、土壌中のフッ素を安定に不溶化してその溶出を環境基準以下に抑制することができ、しかも、人体や環境への影響の問題もない処理剤と、この処理剤によりフッ素汚染土壌を処理してフッ素の溶出を防止する処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のフッ素汚染土壌の処理剤は、フッ素で汚染された土壌中のフッ素を不溶化するための処理剤であって、希土類元素の化合物及び希土類鉱石よりなる群から選ばれる少なくとも１種の希土類元素含有物質を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明のフッ素汚染土壌の処理方法は、このような本発明の処理剤を、フッ素で汚染された土壌に添加して土壌中のフッ素を不溶化することを特徴とする。
【０００９】
フッ素汚染土壌中のフッ素は、希土類元素の酸化物や希土類鉱石の表面に吸着されて捕捉されることにより安定に固定化され、その溶出が防止される。また、水溶性の希土類元素化合物であれば、フッ素汚染土壌中のフッ素が希土類元素化合物と反応して錯体を形成し、その後希土類元素の水酸化物に取り込まれて不溶化されることにより、溶出が防止される。
【００１０】
本発明によれば、このような希土類元素含有物質のフッ素固定化作用で、処理土壌からのフッ素の溶出を環境基準以下に抑制することができる。しかも、希土類元素酸化物や希土類鉱石はそれ自体難溶性であり、また、希土類元素含有物質には毒性もなく、希土類元素含有物質の添加による人体や環境に対する影響が問題になることはない。
【００１１】
本発明において、希土類元素含有物質は、粉末、溶液、又は分散液として使用することができる。
【００１２】
また、本発明の処理剤は、土壌を含水率１０〜４０重量％に調整して添加することが好ましく、土壌に対する処理剤の添加量は、乾燥土壌重量に対する希土類元素含有物質の割合で０．５〜２０重量％とすることが好ましい。
【００１３】
また、希土類元素含有物質の添加により処理土壌が酸性となる場合には、セメント等のアルカリ剤を併用して処理土壌のｐＨを５〜１２に調整することが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明のフッ素汚染土壌の処理剤及び処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
本発明において用いる希土類元素含有物質に含まれる希土類元素とは、ランタノイド（原子番号５７〜７１番）に属する１５元素にスカンジウム（原子番号２１）、イットリウム（原子番号３９）を加えた１７元素の少なくとも１種である。
【００１６】
本発明のフッ素汚染土壌の処理剤は、このような希土類元素の１種又は２種以上を含む、化合物或いは鉱石を含むものである。
【００１７】
希土類元素の化合物としては、希土類元素の酸化物、希土類元素の硫酸塩、シュウ酸塩、塩酸塩、硝酸塩等を用いることができる。また、希土類鉱石としては、バストネサイト（（Ｃｅ，Ｌａ）（ＣＯ３）Ｆ）、モナザイト（Ｃｅ，Ｌａ，Ｙ，Ｔｈ）ＰＯ４）、ゼノタイム（ＹＰＯ４）等を用いることができる。
【００１８】
これらの希土類元素含有物質は１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。また、希土類元素含有物質としての希土類元素化合物等は単離精製されたものに何ら限定されず、処理土壌として埋め戻した場合に、周囲環境に悪影響を及ぼさないものであれば、他の物質との混合物であっても良い。
【００１９】
また、希土類元素含有物質の形態には特に制限はなく、粉末状であっても、水溶性の希土類元素化合物であれば水溶液であっても良い。また、水分散液であっても良い。水溶液、水分散液の場合の濃度にも特に制限はない。また、希土類元素含有物質を酸に溶解して酸性水溶液として用いることもできる。
【００２０】
フッ素汚染土壌への本発明の処理剤の添加量は、土壌の汚染状況や用いる希土類元素含有物質の種類によっても異なるが、通常の場合、土壌の乾燥重量に対する希土類元素含有物質の添加重量割合で０．５〜２０重量％、好ましくは０．５重量％以上、１０重量％未満の範囲で十分な効果を得ることができる。特に、希土類元素含有物質が希土類元素の酸化物等の希土類元素化合物である場合、土壌（乾燥土壌）に対して５重量％未満の添加量で十分な効果を得ることができる。また、希土類元素含有物質が希土類鉱石の場合、土壌（乾燥土壌）に対して１０重量％未満の添加量で十分な効果を得ることができる。
【００２１】
本発明の処理剤によりフッ素汚染土壌を処理する場合、フッ素汚染土壌は含水率が１０〜４０重量％の範囲となるように水を添加することが、処理効果や、希土類元素含有物質の均一分散性、混練性等の面で好ましい。希土類元素含有物質を水溶液又は水分散液として添加する場合、液中に含まれる水で土壌の含水率調整を行うこともできる。
【００２２】
また、酸性の希土類元素含有物質を土壌に添加する場合、或いは希土類元素含有物質を酸に溶解して土壌に添加する場合に、希土類元素含有物質の添加により処理土壌のｐＨが過度に酸性となると、フッ素を十分に不溶化することができない場合がある。この場合には、アルカリ剤を添加して処理土壌のｐＨが５〜１２程度、好ましくは６〜９程度となるようにｐＨ調整を行うことが好ましい。このｐＨ調整用のアルカリ剤としては特に制限はないが、セメント、生石灰、消石灰、苛性ソーダ等が挙げられ、特に安価及び固化作用が有る点からセメントを用いることが好ましい。
【００２３】
フッ素の不溶化のための希土類元素含有物質、アルカリ剤、更には土壌の含水率調整のための水のフッ素汚染土壌への添加順序に特に制限はなく、これらは同時に添加しても別々に添加しても良く、予め混合して添加しても良い。
【００２４】
本発明によれば、フッ素汚染土壌に、必要に応じて含水率調整して本発明の処理剤を添加することにより、土壌中のフッ素を安定に不溶化し、その溶出を抑制することができる。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２６】
なお、以下の実施例においては、土壌試料としては、ガラス工場周辺から採取したフッ素汚染土壌（土壌Ａ）と、鉄鋼工場周辺から採取したフッ素汚染土壌（土壌Ｂ）を風乾し、粒径２ｍｍ以下に篩い分けしたものを用いた。
【００２７】
また、処理土壌のフッ素の溶出試験は以下の方法で行った。
【００２８】
［溶出試験］
処理土壌に１０重量倍の純水を添加し、毎分２００回、振盪幅４ｃｍで６時間振盪した後、３０分静置した。その後、遠心分離機で固液分離し、上澄み液を０．４５μｍのメンブレンフィルターで濾過して溶出液を得、この溶出液中のフッ素濃度を測定した。なお、フッ素の定量下限は０．２ｍｇ／Ｌである。
【００２９】
土壌Ａ及び土壌Ｂについて、何ら処理することなくそのまま上記溶出試験を行った結果は、それぞれ土壌Ａ：２．４ｍｇ／Ｌ、土壌Ｂ：６．６ｍｇ／Ｌであった。
【００３０】
実施例１
土壌試料５０ｇをポリ容器に分取して、水道水を加え、含水率を２０重量％とした後、酸化ランタンの粉末を、水を添加する前の風乾土壌に対する添加量で表１に示す量添加して、混合した。その後、２４時間養生して処理土壌とし、溶出試験を行って結果を表１に示した。
【００３１】
【表１】
2004305935.tif 000002
【００３２】
表１より、土壌Ａに対しては酸化ランタンの１重量％の添加で、また、土壌Ｂに対しては酸化ランタンの３重量％の添加で、フッ素の溶出を環境基準（０．８ｍｇ−Ｆ／Ｌ）以下に抑制することができることが分かる。
【００３３】
実施例２
実施例１において、酸化ランタンの代りにバストネサイトを表２に示す量（水を添加する前の風乾土壌に対するバストネサイト添加量）添加したこと以外は同様にして、土壌Ａ，Ｂを処理し、各々処理土壌の溶出試験を行って結果を表２に示した。
【００３４】
【表２】
2004305935.tif 000003
【００３５】
表２より、土壌Ａに対してはバストネサイトの５重量％の添加で、また、土壌Ｂに対してはバストネサイトの７．５重量％の添加で、フッ素の溶出を環境基準（０．８ｍｇ−Ｆ／Ｌ）以下に抑制することができることが分かる。
【００３６】
実施例３
実施例１において、酸化ランタンの代りに硫酸ランタンの２０重量％の水溶液を表２に示す量（水を添加する前の風乾土壌に対する硫酸ランタン添加量）添加、混合し、その後セメントを風乾土壌に対する添加量で１重量％添加、混合したこと以外は同様にして、土壌Ａ，Ｂを処理し、各々処理土壌の溶出試験を行って結果を表３に示した。なお、表３には、処理土壌のｐＨを併記した。
【００３７】
【表３】
2004305935.tif 000004
【００３８】
表３より、土壌Ａに対しては硫酸ランタンの３重量％の添加で、また、土壌Ｂに対しては硫酸ランタンの５重量％の添加で、フッ素の溶出を環境基準（０．８ｍｇ−Ｆ／Ｌ）以下に抑制することができることが分かる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、人体や環境への影響の問題のない処理剤により、フッ素汚染土壌中のフッ素を安定に不溶化してその溶出を環境基準以下に抑制することができる。