(57)【要約】【課題】少量の過マンガン酸塩で、ＶＯＣを短時間で効果的に分解することのできる土壌の処理方法、特に従来の処理方法によっては除去しきれない低濃度のＶＯＣをも効果的に分解する処理方法を開発すること。【解決手段】汚染土壌を過マンガン酸塩及び水で処理する方法において、汚染土壌に対し水が、重量比で水／土壌の比が１．０以上であることを特徴とする汚染土壌の浄化方法である。さらに、過マンガン酸塩は、微細なものであることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌を過マンガン酸塩及び水で処理する方法において、該汚染土壌に対し水が、重量比で水／土壌の比が１．０以上であることを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項２】
汚染土壌を過マンガン酸塩及び水で処理する方法において、微粒の過マンガン酸塩を使用することを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌の浄化方法に関するものであり、具体的には分解剤として微粒の過マンガン酸塩を使用し、汚染土壌に対して重量比で一定量以上の水を使用することを特徴とする汚染土壌の浄化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場跡地の土壌等から発癌性等の毒性を有するＶＯＣ（Volatile organic compounds；揮発性有機化合物）が検出され、これら汚染物質の対策が急務となってきている。これらは土壌環境基準としてその許容量が規定され、例えばトリクロロエチレンは０.０３ｍｇ/Ｌ、テトラクロロエチレンは０.０１ｍｇ/Ｌ以下と定められている。
これらＶＯＣを土壌中から除去する方法としては、土壌からブロアー等により吸引し，活性炭等の吸着剤で回収して廃棄する方法、酸化剤によってＶＯＣを分解させる方法等が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、吸引してＶＯＣを揮発させる方法による場合は、土壌中のＶＯＣが大気中又は活性炭等に移動するのみであって、根本的な解決策とはならない。また、これらの方法では汚染物質濃度が低減されるに従い浄化効率が悪くなり、低濃度の汚染物質が残存してしまう。
一方、酸化剤によってＶＯＣを分解させる方法としては、特開２００１−９４３７号公報（特許文献１）に過マンガン酸塩または過酸化水素等の酸化剤でＶＯＣを分解する方法が記載されている。ここで、特許文献１においては、汚染土壌に対して水含有率を１５〜５０重量％、水／土壌の比で計算すると０．１８〜１．０のスラリー状で汚染土壌と酸化剤の接触を行っている。しかし、この状態で接触を行った場合、土壌中の有機成分と酸化剤が反応してしまい、ＶＯＣ、特にテトラクロロエチレン（ＰＣＥ）が効果的に分解されず、また、激しい発熱反応が起きるため、作業上危険であることが懸念される。また、土壌処理に用いる過マンガン酸塩は、通常過剰量用いられることが多いが、経済上の観点からもできるだけ少ない量でＶＯＣの分解処理を行うことが好ましい。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９４３７号公報  第２頁
【０００５】
よって、本発明は、少量の過マンガン酸塩で、ＶＯＣを短時間で効果的に分解することのできる土壌の処理方法を開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記問題に鑑み鋭意研究の結果、従来の方法よりも少量の過マンガン酸塩で、ＶＯＣを短時間で効果的に分解することのできる汚染土壌の処理方法を開発した。
すなわち、本発明は、汚染土壌を過マンガン酸塩及び水で処理する方法において、汚染土壌に対し水が、重量比で水／土壌の比が１．０以上であることを特徴とする汚染土壌の浄化方法である。
さらに、過マンガン酸塩は、微細なものであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の方法によれば、従来の方法よりも少ない量の過マンガン酸塩で汚染土壌のＶＯＣを短時間で効果的に分解することができ、特に従来の処理法によっては除去しきれない低濃度のＶＯＣをも効果的に分解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明においては、汚染土壌とはＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含有する土壌をいい、特に本発明はトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の不飽和二重結合を有する土壌の処理に適している。
過マンガン酸塩は、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等の過マンガン酸塩を用いることができるが、価格，安全性等の観点から、過マンガン酸カリウムが好ましい。また、使用する過マンガン酸塩等はどのような形態のものでも用いることができるが、固体で使用する場合，水への溶解性及びそれに付随したＶＯＣとの反応性から、微粒である方が好ましい。
過マンガン酸塩の使用量は、処理する土壌の種類により異なるが、一般的には土壌に対する過マンガン酸塩の添加割合が０.１〜１０重量％程度となるように添加する。また、使用量は後述する水の添加量によっても異なり、適切な水の量を選ぶことにより、過マンガン酸塩の使用量を減らすことができる。
【０００９】
本発明においては、水の添加量、過マンガン酸塩の粒子径が重要である。水の量は、汚染土壌に対し、重量比で水／土壌の比が１．０以上、好ましくは３．０〜５．０であることが好ましい。既に述べたように、水の量が少なく、例えば汚染土壌に対し、重量比で水／土壌の比が１．０以下であるような場合は、土壌中のＶＯＣ成分と過マンガン酸塩との反応が激しく、作業上危険である。さらに本発明では水／土壌の比１．０以上であることが必要であり、この理由は、少量の過マンガン酸塩で効果的なＶＯＣ分解が得られ、経済的観点から好ましいためである。
汚染土壌が水分を含有している場合は、その水分含有量がらあらかじめ計算した重量分の水を差し引いて水を添加することができる。
【００１０】
また過マンガン酸塩は通常２ｍｍ程の粗粒品として販売されているが、この場合、過マンガン酸塩の溶解にかなりの時間を必要とする。従って、短時間で効果的にＶＯＣを分解するためにはできるだけ粒子径の小さい過マンガン酸塩を使用するのが好ましい。過マンガン酸塩の粒径は１０００μｍ以下、好ましくは１０〜５００μｍが好ましい。
【００１１】
汚染された土壌を処理する方法としては、土壌、水及び過マンガン酸塩が上記範囲で充分に接触する方法であればどのような方法であってもよいが、一例を挙げれば、土壌を掘削してタンクに入れ、水及び過マンガン酸塩を加えて攪拌することにより行うことができる。
また、過マンガン酸塩を添加する前に，他の処理法、例えば吸引処理を行って土壌中のＶＯＣ含有量を減少させた後に過マンガン酸塩による最終処理を行うこともできる。
土壌中には通常フミン質等の有機物が含まれているが、有機炭素含有量の多い土壌は、過酸化水素、過硫酸塩（過硫酸ナトリウム）等の安価な酸化剤を添加した後に過マンガン酸塩による処理を開始することもできる。これは、有機炭素含有量が多いと過マンガン酸塩がＶＯＣ以外の有機成分と反応し、処理に必要以上の過マンガン酸塩添加量が必要となるためである。
土壌、水及び過マンガン酸塩の接触時間は、土壌中のＶＯＣが十分に分解されるまで行われれば特に制限はないが、通常は１５分〜２４０分である。
処理を行っている土壌中のＶＯＣ濃度を測定し、環境基準値以下になったら処理を終了する。処理後は静置し、土壌を沈降分離する。処理水に過マンガン酸塩が残存している場合は、還元剤を添加して処理する。還元剤としては、チオ硫酸ナトリウム、過酸化水素、硫酸第一鉄等を用いることができる。この場合は、還元処理後に沈殿物を分離する。処理水のＳＳが環境基準200mg/L以上である場合は、凝集剤を添加し沈降分離する。また、還元剤の代わりに、ＶＯＣを含有していない土壌を添加することもできる。これは、新たに加えた土壌中の有機分により過マンガン酸塩が還元されるためである。
上水は排水し、沈殿物は埋め戻す。沈殿物がスラリー状である場合は、固化剤を加えて固化させた後、埋め戻しすることができる。固化剤としては、生石灰、セメント等を用いることができる。
このようにして、ＶＯＣによって汚染された土壌中のＶＯＣ濃度を土壌環境基準値以下まで低減し、汚染土壌の処理を行うことができる。
【実施例】
【００１２】
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。
【００１３】
（実施例１〜１５  比較例１〜１０）
過マンガン酸カリウムには微粒品（５０〜２００μｍ）、及び粗粒品（特級試薬：平均粒径２ｍｍ）を用いた。テトラクロロエチレン（以下ＰＣＥと略する）汚染土壌２ｇを２０ｍＬバイアルに入れ、過マンガン酸カリウム、純水を表１に示す量添加し、表１に示す時間マグネチックスターラーを用いて攪拌を行い、汚染土壌と過マンガン酸カリウムを接触させた。続いて、バイアル中に全水量が２０ｍＬとなるように純水を追加し、還元剤であるチオ硫酸ナトリウムを添加することにより反応を終了させた。０．４５μｍのメンブランフィルターを用いて生成した酸化マンガンをろ過し、ろ液中のＰＣＥ濃度をヘッドスペースＧＣ−ＭＡＳＳ法にて測定した。結果を表２に示す。
なお、ＰＣＥ濃度の測定条件は、以下の通りである。
【００１４】
測定機器
ガスクロマトグラフィー；ＳＨＩＭＡＤＺＵ  ＧＣ−１７Ａ
ＭＡＳＳ部；ＳＨＩＭＡＤＺＵ  ＧＣＭＳ−ＱＰ５０５０Ａ
ガスクロ条件
カラム；Ａｑａｔｉｃ（０．２５ｍｍＩ．Ｄ．×６０ｍ，ｄｆ＝１μｍ）
カラム昇温条件；４０℃（１分）→４℃／分昇温→８０℃→１０℃／分昇温→２００℃
気化室温度；１５０℃
検出部温度；２３０℃
検出器電圧；２．５ｋＶ
検出法；ＳＩＭ法
スプリット；１：８０
キャリアガス；ヘリウム
流量；５０ｍｌ／分
ヘッドスペース条件
サンプル容器；２０ｍｌバイアル瓶
サンプル量；１０ｍｌ
加温条件；６０℃，３０分
【００１５】
【表１】
2005058888.tif 000002
【００１６】
【表２】
2005058888.tif 000003
【００１７】
実施例１〜１５はいずれも水／土壌 を５．０、微粒の過マンガン酸カリウムを用いて行ったものである。
これに対し、比較例１１〜１６は、過マンガン酸カリウムを用いずに行ったブランク試験であり、いずれも約０．５ｍｇ／ＬのＰＣＥが検出される。
比較例１〜５は、水／土壌比が０．５、微粒の過マンガン酸カリウムを使用した実験であり、反応時間が１５分(比較例１)の残存ＰＣＥ濃度が０．４１ｍｇ／Ｌ、反応時間が２４０分（比較例５）の残存ＰＣＥ濃度が０．１２ｍｇ／Ｌである。
比較例６〜１０は、過マンガン酸カリウム特級品（粗粒品）を用い、水／土壌比を５．０で行った実験であり、反応時間が１５分(比較例６)の残存ＰＣＥ濃度が０．１８ｍｇ／Ｌ、反応時間が２４０分（比較例１０）ではＰＣＥは検出されなかった。
これらを個別的に比較すると、以下のことがわかる。
【００１８】
実施例１１〜１５と比較例１〜５の比較
両者はいずれもKMnO4/土壌 が同じ２.５%であるが、水／土壌 が５．０の方が残存ＰＣＥ量が少なく、分解が早いことがわかる。
【００１９】
実施例１〜１０と比較例１〜５の比較
実施例１〜５はKMnO4/土壌 が０.５%、実施例６〜１０はKMnO4/土壌 が１.２５%であるのに対し、比較例１〜５はKMnO4/土壌 が２.５%であって、比較例の方が過マンガン酸カリウム量が多い。しかし、残存ＰＣＥ量を比較すると、実施例１〜１０の方が、対応する同じ反応時間の比較例に比べ、残存ＰＣＥ濃度が少なく、分解が早いことがわかる。すなわち、接触時の水／土壌の比が５．０の方が、過マンガン酸塩が少なくてもＰＣＥの分解が早いことがわかる。
【００２０】
実施例１１〜１５と比較例６〜１０の比較
両者はいずれもKMnO4/土壌 が２.５%、水／土壌が５．０であるが、過マンガン酸カリウムが粗粒品の場合よりも微粒品であった方が残存ＰＣＥ濃度が速く減少しており、微粒品を使用することがＰＣＥの分解に有効であることがわかる。