(57)【要約】 【課題】土壌からの重金属類等の溶出が従来よりもうまくできる土壌の重金属類等の洗浄方法を提供しようとするもの。 【解決手段】電解水を含有する洗浄水で土壌から重金属類等を溶出させる溶出工程を有する。電解水を含有する洗浄水で土壌を洗浄することにより、土壌中の有機物（微生物その他）が電解水中の有効ハロゲン（有効塩素など）や活性酸素（・OHラジカルなど）に分解されて細孔が穿設されて浸透性が増大することにより、重金属類等が外部へと溶出し易くなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解水を含有する洗浄水で土壌から重金属類等を溶出させる溶出工程を有することを特徴とする土壌の重金属類等の洗浄方法。
【請求項２】
前記重金属類等として有機化合物を処理するようにした請求項１記載の土壌の重金属類等の洗浄方法。
【請求項３】
前記電解水は酸を電気分解したものである請求項１又は２記載の土壌の重金属類等の洗浄方法。
【請求項４】
前記重金属類等としてフッ素を処理するようにした請求項３記載の土壌の重金属類等の洗浄方法。
【請求項５】
前記重金属類等として砒素を処理するようにした請求項３又は４記載の土壌の重金属類等の洗浄方法。
【請求項６】
前記酸は硝酸約1と塩酸約3の割合を含有するものである請求項３乃至５のいずれかに記載の土壌の重金属類等の洗浄方法。
【請求項７】
前記電解水は塩基を電気分解したものである請求項１又は２記載の土壌の重金属類等の洗浄方法。
【請求項８】
前記溶出工程に引き続いて、洗浄した土壌を酸性水ですすぐリンス工程を有する請求項１乃至７のいずれかに記載の土壌の重金属類等の洗浄方法。
【請求項９】
前記溶出工程を土壌洗浄槽で行い、この土壌洗浄槽に洗浄水を供給すると共に、土壌洗浄槽から引き出して戻す循環流路を形成し、土壌洗浄槽から引き出された洗浄水中の重金属類等を濾過槽で除去する濾過工程と、引き出された洗浄水を電気分解する電解工程とを有するようにした請求項１乃至８のいずれかに記載の土壌の重金属類等の洗浄方法。
【請求項１０】
前記土壌洗浄槽で洗浄水から揮発した有害ガスを密閉系の経路を介して回収し、洗浄水中に注入・溶解せしめて前記濾過槽で除去するようにした請求項９記載の土壌の重金属類等の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、土壌の重金属類等の洗浄方法に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
従来、重金属によって汚染された土壌からこれらの重金属を除去する方法と装置に関し次のような提案があった（特許文献１）。
すなわち、工場跡地などの再開発においては土壌に含まれる有毒物質による土壌汚染が問題になっており、汚染土壌からこれらの汚染重金属を除去するには汚染土壌を水や薬液で洗浄して含有重金属を溶出させる方法が一般的であるが、洗浄排水にはこれらの汚染重金属が溶存しているので、未処理のまま外部に排出することができずこの洗浄排水に含まれる汚染重金属を除去して環境規制値以下に低減する必要があることに鑑み、この提案の重金属除去方法および装置によると汚染土壌を洗浄した水または薬液に含まれる硫酸イオンの影響を受けることなく、汚染源の重金属を効果的に澱物化して分離し排水中に含まれるこれらの重金属濃度を環境基準以下に低減することができる、というものである。
しかし、土壌からの重金属類等の溶出がなかなかうまくできないという問題があった。
【特許文献１】特許公開２００５−１８５９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこでこの発明は、土壌からの重金属類等の溶出が従来よりもうまくできる土壌の重金属類等の洗浄方法を提供しようとするものである。 
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。 
（１）この発明の土壌の重金属類等の洗浄方法は、電解水を含有する洗浄水で土壌から重金属類等を溶出させる溶出工程を有することを特徴とする。
前記重金属類等として、鉛（重金属類）、フッ素（重金属類等）、砒素、カドミウム、六価クロム、水銀や、重油、軽油などの油類、及びベンゼン、フェノールその他の有機化合物（重金属類等）を例示することができる。すなわち重金属類等は、重金属類と非重金属類と有機化合物とを含む。
【０００５】
この土壌の重金属類等の洗浄方法によると、電解水を含有する洗浄水で土壌を洗浄することにより、土壌中の有機物（微生物その他）が電解水中の有効ハロゲン（有効塩素など）や活性酸素（・OHラジカルなど）に分解されて細孔が穿設されて浸透性が増大することにより、重金属類等が外部へと溶出し易くなる。ここで、残留ハロゲン（塩素、臭素など）濃度は例えば約500〜1500ppmとすることができる。
【０００６】
（２）前記重金属類等として有機化合物を処理するようにしてもよい。
このように構成すると、土壌を汚染していた有機化合物（重油、軽油などの油類、ベンゼンやフェノールなど）は電解水中の有効ハロゲンや活性酸素に酸化され、最終的に二酸化炭素等へと分解されて清浄化されることとなる。
これにより、ガソリンスタンド跡地、化学工場跡地などの油汚染土壌を浄化して再利用することができる。
【０００７】
（３）前記電解水は酸を電気分解したものであるようにしてもよい。
前記酸として、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、クエン酸、王水などを例示することができる。電解水の酸性度としてはｐH1〜２が望ましい。ｐHが1未満となると洗浄機器の金属部分を錆びさせる度合いが高くなり、ｐHが２を越えると重金属類の溶出の促進効果が臨界的に急激に減少する。
このように構成すると、重金属類等が重金属類（鉛、カドミウム、六価クロム、水銀など）の場合、酸の電解水中の水素陽イオン（H+）が重金属類（M）から電子を奪って陽イオン化（Mn+）させることによって、洗浄水中における重金属類（M）の安定性を向上させることができ、土壌からの溶出の促進と土壌への再付着の抑制とを図ることができる。
【０００８】
（４）前記重金属類等としてフッ素を処理するようにしてもよい。
このように構成すると、酸を電気分解した電解水中の水素陽イオン（H+）と土壌中のフッ素とが結合してフッ化水素（HF）となって液中に溶出することにより、土壌からのフッ素の溶出の促進を図ることができる。
次いで、洗浄水中に溶出したフッ化水素（沸点19.54℃）が空気中に揮発することによって水中における濃度が低下することとなり、これにより土壌からのフッ素の溶出が促進されると共に、土壌への再付着を抑制することができる。
ここで、洗浄水から揮発したフッ化水素ガスは有害であるので、密閉系の経路を介してスクラバーで液中に回収することが好ましい。
【０００９】
（５）前記重金属類等として砒素を処理するようにしてもよい。
砒素は水中では陰イオン（H2AsO4-、HAsO42-、H2AsO3-）の形で存在する場合が多いが、土壌から洗浄水中に溶出した砒素陰イオンに対し、酸を電気分解した電解水中の水素陽イオン（H+）を電気的に配位させて洗浄水中での安定性を付与することにより、土壌への再付着を抑制することができる。
【００１０】
（６）前記酸は硝酸約1と塩酸約3の割合を含有するものであるようにしてもよい。
このように構成し、硝酸約1と塩酸約3の割合（王水の配合）の酸を用いると、土壌の重金属類と王水の成分とが錯体を形成し、水中における重金属類の安定性を増大せしめて、土壌から溶出した状態を好適に維持させて土壌への再付着を抑制することができる。
【００１１】
（７）前記電解水は塩基を電気分解したものであるようにしてもよい。
このように構成すると、塩基（アルカリ）の水酸化物イオン（OH−）から土壌中の重金属類等（シアンやフッ素などの負に帯電し得るもの）が負電荷をもらって陰イオン（CN−、F−など）となって水中における安定性を増大せしめて土壌への再付着を抑制することができ、土壌から溶出した状態を好適に維持させることができる。
また、水酸化物イオンを大量に含有する塩基を電気分解すると、・OHラジカルなどの活性酸素が多く発生し、土壌を構成する有機物や土壌の汚染物質である有機化合物を強力に分解することができる。
ここで前記アルカリ水として、ｐHが13の水酸化ナトリウム水溶液などを例示することができる。
【００１２】
（８）前記溶出工程に引き続いて、洗浄した土壌を酸性水ですすぐリンス工程を有するようにしてもよい。
このように構成すると、土壌の洗浄度をより向上させることができ、このリンス工程を何回か反復すると土壌の洗浄度をさらに向上させることができる。
前記酸性水として酸を用いたり、酸（塩酸等）や次亜塩素酸ナトリウムや食塩水を有隔膜で電気分解した陽極水を用いることができ、これにより処理後の土壌の重金属類等の含有率が激減した。前記酸性水の酸性度は、約ｐH1〜2程度が望ましい。
このように洗浄後の土壌をリンス工程において流水で処理することにより、重金属類等の残存率を大きく低減することができる。
【００１３】
（９）前記溶出工程を土壌洗浄槽で行い、この土壌洗浄槽に洗浄水を供給すると共に、土壌洗浄槽から引き出して戻す循環流路を形成し、土壌洗浄槽から引き出された洗浄水中の重金属類等を濾過槽で除去する濾過工程と、引き出された洗浄水を電気分解する電解工程とを有するようにしてもよい。
例えば、前記土壌洗浄槽の下方から洗浄水を注入して上方から抜き出し、この抜き出した洗浄水中に溶出した重金属類等を濾過槽で濾過し、この洗浄水を電気分解して有効ハロゲン（有効塩素など）と・OHラジカルを発生させて再び土壌洗浄槽に供給するようにすることができる。
すなわち、洗浄水を濾過して電気分解しつつ循環して用いると、水の累計使用量を低減することができる。
【００１４】
（１０）前記土壌洗浄槽で洗浄水から揮発した有害ガスを密閉系の経路を介して回収し、洗浄水中に注入・溶解せしめて前記濾過槽で除去するようにしてもよい。
例えば、土壌洗浄槽に付設したドラフトチャンバーで有害ガスを回収し、前記有害ガスをエジェクター作用等により洗浄水に吹き込み、これを濾過槽で除去するようにすることができる。
このように構成すると、重金属類等からの有害ガスの揮発性を利用して洗浄水から気相へと追い出しつつ、安全な状況下で尚且つ清浄度が高い洗浄土壌を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。 
土壌中の有機物が電解水中の有効ハロゲンや活性酸素に分解されて細孔が穿設されて浸透性が増大するので、土壌からの重金属類等の溶出が従来よりもうまくできる土壌の重金属類等の洗浄方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を説明する。 
（実施形態１）
この実施形態の土壌の重金属類等の洗浄方法は、電解水を含有する洗浄水で土壌から重金属類等を溶出させる溶出工程を有する。前記電解水は、酸を電気分解したものを用いた。
前記重金属類等として、鉛（重金属類）、フッ素（重金属類等）、砒素、カドミウム、六価クロム、水銀や、重油、軽油などの油類、及びベンゼン、フェノールその他の有機化合物（重金属類等）を挙げることができる。すなわち重金属類等は、重金属類と非重金属類と有機化合物とを含む。
前記酸として3.5％希塩酸を用いたが、硫酸、硝酸、リン酸、クエン酸、王水などを用いることもできる。電解水の酸性度としてはｐH1〜２に調整した。なお、ｐHが1未満となると洗浄機器の金属部分を錆びさせる度合いが高くなり、ｐHが２を越えると重金属類の溶出の促進効果が臨界的に急激に減少した。
電気分解後の電解水の残留塩素濃度は、約500〜1500ppmになるように調整した。
【００１７】
次に、この実施形態の土壌の重金属類等の洗浄方法の使用状態を説明する。 
（1）この土壌の重金属類等の洗浄方法によると、電解水を含有する洗浄水で土壌を洗浄することにより、土壌中の有機物（微生物その他）が電解水中の有効ハロゲン（有効塩素など）や活性酸素（・OHラジカルなど）に分解されて細孔が穿設されて浸透性が増大することにより、重金属類等が外部へと溶出し易くなった。
すなわち、土壌中の有機物が電解水中の有効ハロゲンや活性酸素に分解されて細孔が穿設されて浸透性が増大するので、土壌からの重金属類等の溶出が従来よりもうまくできるという利点を有する。
（2）重金属類等が重金属類（鉛、カドミウム、六価クロム、水銀など）の場合、酸の電解水中の水素陽イオン（H+）が重金属類（M）から電子を奪って陽イオン化（Mn+）させることによって、洗浄水中における重金属類（M）の安定性を向上させることができ、土壌からの溶出の促進と土壌への再付着の抑制とを図ることができた。
【００１８】
（3）重金属類等として有機化合物を処理すると、土壌を汚染していた有機化合物（重油、軽油などの油類、ベンゼンやフェノールなど）は電解水中の有効ハロゲンや活性酸素に酸化され、最終的に二酸化炭素等へと分解されて清浄化された。
このようにすると、ガソリンスタンド跡地、化学工場跡地などの油汚染土壌を浄化して再利用することができる。
【００１９】
（4）前記重金属類等としてフッ素を処理すると、酸を電気分解した電解水中の水素陽イオン（H+）と土壌中のフッ素とが結合してフッ化水素（HF）となって液中に溶出することにより、土壌からのフッ素の溶出の促進を図ることができた。
次いで、洗浄水中に溶出したフッ化水素（沸点19.54℃）が空気中に揮発することによって水中における濃度が低下することとなり、これにより土壌からのフッ素の溶出が促進されると共に、土壌への再付着を抑制することができた。
ここで、洗浄水から揮発したフッ化水素ガスは有害であるので、密閉系の経路を介してスクラバーで液中に回収するようにした。
【００２０】
（5）前記重金属類等として砒素を処理すると、砒素は水中では陰イオン（H2AsO4-、HAsO42-、H2AsO3-）の形で存在する場合が多いところ、土壌から洗浄水中に溶出した砒素陰イオンに対し、酸を電気分解した電解水中の水素陽イオン（H+）を電気的に配位させて洗浄水中での安定性を付与することにより、土壌への再付着を抑制することができた。
【００２１】
（実施形態２）
前記実施形態１と同様にして処理を行ったが、この実施形態では前記酸は硝酸約1と塩酸約3の割合を含有するものにした。
このように硝酸約1と塩酸約3の割合（王水の配合）の酸を用いて電気分解すると、土壌の重金属類と王水の成分とが錯体を形成し、水中における重金属類の安定性を増大せしめて、土壌から溶出した状態を好適に維持させて土壌への再付着を抑制することができた。
【００２２】
（実施形態３）
前記実施形態１とほぼ同様であるが、前記電解水は酸ではなく塩基（アルカリ水）を電気分解したものにした。前記アルカリ水として、ｐHが13の水酸化ナトリウム水溶液を用いた。
すると、塩基の水酸化物イオン（OH−）から土壌中の重金属類等（シアンやフッ素などの負に帯電し得るもの）が負電荷をもらって陰イオン（CN−、F−など）となって水中における安定性を増大せしめて土壌への再付着を抑制することができ、土壌から溶出した状態を好適に維持させることができた。
また、水酸化物イオンを大量に含有する塩基を電気分解したので、・OHラジカルなどの活性酸素が多く発生し、土壌を構成する有機物や土壌の汚染物質である有機化合物を強力に分解することができた。
【００２３】
（実施形態４）
この実施形態では、実施形態１の溶出工程に引き続いて、洗浄した土壌を酸性水ですすぐリンス工程を有するようにした。前記酸性水として酸（塩酸等）を用いたり、酸や次亜塩素酸ナトリウムや食塩水を有隔膜で電気分解した陽極水を用いることができる。前記酸性水の酸性度は、約ｐH1〜2程度が望ましい。
このようにしたので、土壌の洗浄度をより向上させることができ、このリンス工程を何回か反復すると土壌の洗浄度をさらに向上させることができた。また、処理後の土壌の重金属類等の含有率が激減した。
すなわち、洗浄後の土壌をリンス工程において流水で処理することにより、重金属類等の残存率を大きく低減することができた。
【００２４】
（実施形態５）
この実施形態では、溶出工程を土壌洗浄槽で行い、この土壌洗浄槽に洗浄水を供給すると共に、土壌洗浄槽から引き出して戻す循環流路を形成し、土壌洗浄槽から引き出された洗浄水中の重金属類等を濾過槽で除去する濾過工程と、引き出された洗浄水を電気分解する電解工程とを有するようにした。
より具体的には、前記土壌洗浄槽の下方から洗浄水を注入して上方から抜き出し、この抜き出した洗浄水中に溶出した重金属類等を濾過槽で濾過し、この洗浄水を電気分解して有効ハロゲン（有効塩素など）と・OHラジカルを発生させて再び土壌洗浄槽に供給するようにすることができる。
このようにして洗浄水を濾過して電気分解しつつ循環して用いることにより、水の累計使用量を低減することができた。
【００２５】
（実施形態６）
この実施形態では、フッ素で汚染された土壌洗浄槽で洗浄水から揮発した有害ガス（フッ化水素ガス）を密閉系の経路を介して回収し、洗浄水中に注入・溶解せしめて前記濾過槽で除去するようにした（実施例１（4）参照）。
具体的には、土壌洗浄槽に付設したドラフトチャンバーで有害ガスを回収し、前記有害ガスをエジェクター作用等により洗浄水に吹き込み、これを濾過槽で除去するようにした。
このようにしたので、重金属類等からの有害ガスの揮発性を利用して洗浄水から気相へと追い出しつつ、安全な状況下で尚且つ清浄度が高い洗浄土壌を得ることができた。
【００２６】
（実施例）
35％塩酸を10倍希釈して調整した3.5％希塩酸を4A、9.5Vで電気分解すると、ｐHが1〜2で残留塩素濃度が約1000ppmの電解水が生成し、これを土壌の洗浄水として用いた。
【００２７】
〔実施例１〕
（汚染土壌の試料の作成）
土壌（シルトを用いた）にフッ化ナトリウムを混合・分散することにより汚染土壌の試料を作成した。この土壌試料からの溶出試験を公定法にしたがって行うと、フッ素（F）の溶出量は30ｍｇ/Lであった。
（汚染土壌の洗浄）
次に、前記（実施例）の3.5％希塩酸を電解した電解水から成る洗浄水を用い、実施形態４のようにして土壌試料からフッ素を溶出させた。
この洗浄後の土壌試料を乾燥し公定法にしたがって溶出試験を行うと、フッ素の溶出量は土壌汚染環境基準の0.8ｍｇ/L以下の0.4ｍｇ/Lに低減していた。低減していた。
【００２８】
〔実施例２〕
（汚染土壌の試料の作成）
土壌（シルトを用いた）に砒素標準液を混合・分散することにより汚染土壌の試料を作成した。この土壌試料からの溶出試験を公定法にしたがって行うと砒素（As）の溶出量は5ｍｇ/Lであった。
（汚染土壌の洗浄）
次に、前記（実施例）の3.5％希塩酸を電解した電解水から成る洗浄水を用い、実施形態４のようにして土壌試料から砒素を溶出させた。
この洗浄後の土壌試料を乾燥し公定法にしたがって溶出試験を行うと、砒素の溶出量は土壌汚染環境基準の0.01ｍｇ/L以下に低減していた。
【００２９】
〔実施例３〕
（汚染土壌の試料の作成）
土壌（シルトを用いた）に鉛標準液を混合・分散することにより汚染土壌の試料を作成した。この土壌試料からの溶出試験を公定法にしたがって行うと鉛（Pb）の溶出量は6ｍｇ/Lであった。
（汚染土壌の洗浄）
次に、前記（実施例）の3.5％希塩酸を電解した電解水から成る洗浄水を用い、実施形態４のようにして土壌試料から鉛を溶出させた。
この洗浄後の土壌試料を乾燥し公定法にしたがって溶出試験を行うと、鉛の溶出量は土壌汚染環境基準の0.01ｍｇ/L以下に低減していた。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
土壌からの重金属類等の溶出が従来よりもうまくできることによって、種々の土壌の重金属類等の洗浄の用途に適用することができる。