(57)【要約】  【課題】  陽イオン系及び陰イオン系の重金属等の有害物質を含む汚染物質に対して溶出低減作用を十分に発揮でき、しかも、汚染物質のｐH雰囲気によらず、処理後の溶出液のｐＨを中性付近に維持でき、さらには、両性金属に対して溶出低減作用を十分に発揮できるような処理方法を提供することを課題とする。  【解決手段】  塩化第一鉄と、酸化マグネシウムとを含有してなり、前記塩化第一鉄１００質量部に対して、前記酸化マグネシウムが５０〜２００質量部配合されていることを特徴とする有害物質溶出低減材による。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩化第一鉄と、酸化マグネシウムとを含有してなり、前記塩化第一鉄１００質量部に対して、前記酸化マグネシウムが５０〜２００質量部配合されていることを特徴とする有害物質溶出低減材。
【請求項２】
塩化第一鉄と、酸化マグネシウムとを含有してなり、前記塩化第一鉄１００質量部に対して、前記酸化マグネシウムが５０〜１００質量部配合されていることを特徴とする有害物質溶出低減材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された有害物質溶出低減材と、有害物質で汚染された汚染物質とを混合することを特徴とする有害物質溶出低減処理方法。
【請求項４】
前記汚染物質が、汚染土壌であることを特徴とする請求項３記載の有害物質溶出低減処理方法。
【請求項５】
前記汚染物質が、鉛、ヒ素、カドミウム、セレン、六価クロム又はフッ素の少なくとも何れか一を溶出するものであることを特徴とする請求項３又は４記載の有害物質溶出低減処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重金属等の有害物質で汚染された汚染物質から重金属等の有害物質の溶出を低減する有害物質溶出低減処理方法、及びこれに用いる有害物質溶出低減材に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物や都市ごみを焼却した際に発生する焼却飛灰や溶融飛灰は、最終的には埋め立てによって処分されることとなる。しかし、このような廃棄物には有害な重金属等の有害物質が含まれており、雨水等が浸透した場合であっても、この有害物質が溶出しないよう、防止策を講じる必要がある。
また、排水や汚泥によって汚染された土壌についても同様であり、該土壌からの有害物質の溶出を防止する必要がある。
【０００３】
従来、このような廃棄物や土壌などの汚染物質から有害物質が溶出するのを防止する方法として、汚染物質をセメント及び水と混合して固化するセメント固化法や、キレート剤等の薬剤を汚染物質と混合して有害物質を不溶化処理する薬剤処理法などが知られている。
【０００４】
しかしながら、前記セメント固化法は有害物質の溶出防止性能に劣るだけでなく、処理された汚染物質から流れ出す水がアルカリ性を示すという問題点を有している。特に、酸性溶液及びアルカリ性溶液の何れにも溶解しやすい鉛等の両性金属が汚染物質に含まれている場合、汚染物質から流れ出す水がアルカリ性のため、この両性金属は処理後に溶出するという問題がある。
更に、有害物質溶出低減材としてキレート剤を用いた薬剤処理法は、薬剤のコストが高く、また、環境や経年変化による影響により、生成したキレート化合物が分解し、不溶化効果が低下するという問題点を有している。
【０００５】
また、薬剤処理法に用いられる有害物質溶出低減材としては、キレート剤以外に、水酸化物、硫化物、第二鉄塩等が挙げられる。
水酸化物若しくは硫化物を有する有害物質溶出低減材は、陽イオン系の重金属、例えば、鉛が含まれている汚染物質に対して用いられる。また、第二鉄塩を有する有害物質溶出低減材は、陰イオン系の重金属、例えば、ヒ素が含まれている汚染物質に対して用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、水酸化物若しくは硫化物と第二鉄塩とを単に組み合わせただけの有害物質溶出低減材では、汚染物質に鉛（Ｐｂ2+）等の陽イオンで存在している陽イオン系の有害物質、及びヒ素（ＡｓＯ2-、ＡｓＯ33-）等の陰イオンで存在している陰イオン系の有害物質を共に不溶化することが難しいという問題がある。
すなわち、水酸化物、硫化物、及び第二鉄塩は、汚染物質のｐＨやアルカリ度、共存イオンによって溶出低減効果が変化するため、陽イオン及び陰イオンを共に不溶化することが困難である。
具体的には、硫化物と第二鉄塩との組み合わせの有害物質溶出低減材では、処理後の溶出液のｐＨが低くなり、鉄による共沈効果が十分に発揮されないため、硫化物と共沈しない重金属等の有害物質に対しては、溶出低減効果が見込めない。また、水酸化物と第二鉄塩との組み合わせの有害物質溶出低減材では、ｐＨ調整が難しく、溶出液が高アルカリになった場合、重金属、特に、鉛などの両性金属が再溶出するという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、陽イオン系及び陰イオン系の重金属等の有害物質を含む汚染物質に対して溶出低減作用を十分に発揮できる処理方法を提供することを一の課題とする。また、汚染物質のｐＨ雰囲気によらず、処理後の溶出液のｐＨを中性付近に維持でき、さらには、両性金属に対して溶出低減作用を十分に発揮できるような処理方法を提供することを他の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、塩化第一鉄と、酸化マグネシウムとを含有してなり、前記塩化第一鉄１００質量部に対して、前記酸化マグネシウムが５０〜２００質量部配合されていることを特徴とする有害物質溶出低減材にある。
また、本発明は、該有害物質溶出低減材と、有害物質で汚染された汚染物質とを混合することを特徴とする有害物質溶出低減処理方法にある。
尚、本発明における有害物質は、重金属やハロゲン等の人や生態系に対して有害な化学物質を意味する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る有害物質溶出低減材及び有害物質溶出低減処理方法によれば、陽イオン系及び陰イオン系の重金属等の有害物質を含む汚染物質に対して溶出低減作用を十分に発揮でき、汚染物質のｐH雰囲気によらず、処理後の溶出液のｐＨを中性付近に維持することが可能となり、さらには、両性金属に対して溶出低減作用を十分に発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る有害物質溶出低減材は、塩化第一鉄と、酸化マグネシウムとを含有している。
また、該有害物質溶出低減材では、前記塩化第一鉄１００質量部に対して、前記酸化マグネシウムが５０〜２００質量部配合されている。
【００１１】
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ2）とを本発明による所定の配合比率で併用することにより、優れた有害物質溶出低減効果が発揮される。
即ち、本発明によれば、酸化マグネシウムと塩化第一鉄とが所定の割合で併用されたことにより、塩化第一鉄の還元作用によってヒ素（ＡｓＯ2-、ＡｓＯ33-）、六価クロム（Ｃｒ2Ｏ72-）、セレン（ＳｅＯ42-）等の陰イオン系の重金属、やフッ素（Ｆ-）等のハロゲンイオン等の陰イオン系の有害物質が不溶化されるとともに、酸化マグネシウムの含有によって、酸化マグネシウムの水和物が生成し、その水和物に鉛（Ｐｂ2+）、カドミウム（Ｃｄ2+）、水銀（Ｈｇ2+）等の陽イオン系の重金属等の陽イオン系の有害物質が吸着され不溶化される。
また、本発明によれば、塩化第一鉄と酸化マグネシウムの併用により水酸化物が生成し、共沈作用により有害物質が不溶化される。
さらに、酸化マグネシウムと塩化第一鉄とが所定の割合で併用されたことにより、該有害物質溶出低減材と汚染物質との混合物が中性に近い状態に保たれるため、不溶化された有害物質が安定化されて溶出低減作用がより一層優れたものとなり、しかも処理後に溶出する溶出液がｐＨ値６〜１０付近の中性に近いものとなる。
【００１２】
塩化第一鉄と酸化マグネシウムとの配合比率としては、塩化第一鉄１００質量部に対して、酸化マグネシウムが５０〜２００質量部である。
斯かる配合比率であれば、上述したような塩化第一鉄と酸化マグネシウムとによる相互作用が発揮され、鉛（Ｐｂ2+）、カドミウム（Ｃｄ2+）、水銀（Ｈｇ2+）等の陽イオン系の重金属、ヒ素（ＡｓＯ2-、ＡｓＯ33-）、六価クロム（Ｃｒ2Ｏ72-）、セレン（ＳｅＯ42-）等の陰イオン系の重金属やフッ素（Ｆ-）等のハロゲンイオンの陰イオン系有害物質について優れた溶出低減効果があり、しかも処理後の土壌から溶出する溶出液がｐＨ値６〜１０付近の中性に近いものとなる。
また、塩化第一鉄と酸化マグネシウムとの配合比率としては、好ましくは、塩化第一鉄１００質量部に対して、酸化マグネシウムが５０〜１００質量部である。
斯かる配合比率であれば、処理後の土壌から溶出する溶出液がｐＨ値６〜８付近のより中性に近いものとなる。
【００１３】
本発明に係る有害物質溶出低減材は、本発明による作用効果を阻害しない範囲内において、他の成分を含有することができる。
他の成分としては、カオリン、ベントナイト等の粘土鉱物、ゼオライト、アパタイト等の金属イオン交換体類、高炉スラグ、ハイドロタルサイトなどを挙げることができる。
【００１４】
本発明に係る有害物質溶出低減処理方法は、上記のような有害物質溶出低減材を用い、処理対象となる汚染物質の有害物質溶出低減処理を行うものである。
有害物質溶出低減材は、通常、汚染物質に添加する前に予め混合された状態のものを用いるが、本発明の方法においては、塩化第一鉄と酸化マグネシウムとを混合せず、別々にした状態のものを汚染物質に添加する態様も含まれるものとする。
【００１５】
汚染物質としては、例えば、有害物質で汚染された土壌や、埋め立て処分される廃棄物が挙げられる。
【００１６】
汚染物質に対する有害物質溶出低減材の添加量は、特に限定されるものではなく、汚染物質の汚染状況に応じて適宜添加量を変更することが可能である。
汚染物質が有害物質に汚染された土壌の場合には、汚染状況にもよるが、通常、混練性、経済性の観点から、乾燥状態の土壌１００質量部に対し、前記有害物質溶出低減材を２〜２０質量部添加することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る有害物質溶出低減材を用いた場合、処理後の溶出液のｐＨが中性領域に保たれるため、添加量を増しても、ｐＨの変動が少なく、周辺土壌等への悪影響を防止できるという利点がある。特に、本発明に係る有害物質溶出低減材は、汚染物質が酸性又はアルカリ性に対して、斯かる利点を発揮する。
【００１８】
前記有害物質溶出低減材を用いた有害物質溶出低減処理方法は、汚染物質と前記有害物質溶出低減材とを十分に接触させうる方法であれば、特に限定されるものではないが、通常、両者を所定の比率で混練することによって行うことができる。
例えば、汚染物質が汚染土壌の場合には、有害物質溶出低減材を該汚染土壌に散布した後、重機を用いて撹拌する方法や、汚染物質と有害物質溶出低減材とを撹拌装置に入れ、撹拌混合する方法などを採用することができる。
【００１９】
また、汚染物質と前記有害物質溶出低減材とを混練等によって接触させる際には、水等を添加して行っても良いし、予め水等と前記有害物質溶出低減材とを混練してスラリーを調製し、該スラリーを汚染物質と接触させても良い。
【００２０】
本発明に係る有害物質溶出低減材および有害物質溶出低減処理方法によれば、汚染物質からの鉛（Ｐｂ2+）、カドミウム（Ｃｄ2+）、水銀（Ｈｇ2+）等の陽イオン系の重金属、ヒ素（ＡｓＯ2-、ＡｓＯ33-）、六価クロム（Ｃｒ2Ｏ72-）、セレン（ＳｅＯ42-）等の陰イオン系の重金属、及びフッ素（Ｆ-）等のハロゲンイオン等の有害物質を低減することが可能であり、とりわけ、鉛、ヒ素、カドミウム、セレン、六価クロム及びフッ素について優れた溶出低減効果が発揮される。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明について実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、使用した材料は、以下のとおりである。
（使用材料）
塩化第一鉄          ：試薬（特級  キシダ化学社製）
酸化マグネシウム    ：日本海水化工社製
高炉セメント        ：住友大阪セメント社製
硫酸第一鉄          ：試薬（特級  キシダ化学社製）
高炉スラグ          ：住金鹿島社製
ハイドロタルサイト  ：協和化学社製
【００２２】
（試験例１）
試験土壌（模擬汚染土１）の作製
千葉県成田市より産出した砂質土に、硝酸鉛（ＩＩ）（Ｐｂ（ＮＯ3）2）（キシダ化
学社製）及び亜ヒ酸カリウム（ＫＡｓＯ2）（キシダ化学社製）を添加混合し、鉛、及びヒ素の含有量が下記表１（模擬汚染土１）に示す割合となるように添加混合し、試験土壌（模擬汚染土１）を作製した。
試験土壌（模擬汚染土２）の作製
模擬汚染土１が若干酸性雰囲気であったので、アルカリ性雰囲気での溶出低減効果を調べるため、千葉県成田市より産出した砂質土に、硝酸鉛（ＩＩ）（Ｐｂ（ＮＯ3）2）
（キシダ化学社製）及び亜ヒ酸カリウム（ＫＡｓＯ2）（キシダ化学社製）を添加混合し、鉛、及びヒ素の含有量が下記表１（模擬汚染土２）に示す割合となるように添加混合し、さらに、ｐＨがアルカリ雰囲気となるように水酸化ナトリウム溶液でｐＨを調節し、試験土壌（模擬汚染土２）を作製した。
試験土壌（模擬汚染土３）の作製
千葉県成田市より産出した砂質土に、硝酸カドミウム（Ｃｄ（ＮＯ3）2・Ｈ2Ｏ）（キシダ化学社製）を添加混合し、カドミウムの含有量が下記表２（模擬汚染土３）に示す割合となるように添加混合し、試験土壌（模擬汚染土３）を作製した。
試験土壌（模擬汚染土４）の作製
千葉県成田市より産出した砂質土に、亜セレン酸カリウム（Ｋ2ＳｅＯ3）（キシダ化学社製）を添加混合し、セレンの含有量が下記表２（模擬汚染土４）に示す割合となるように添加混合し、試験土壌（模擬汚染土４）を作製した。
試験土壌（模擬汚染土５）の作製
千葉県成田市より産出した砂質土に、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）（キシダ化学社製）を添加混合し、フッ素の含有量が下記表２（模擬汚染土５）に示す割合となるように添加混合し、試験土壌（模擬汚染土５）を作製した。
試験土壌（模擬汚染土６）の作製
千葉県成田市より産出した砂質土に、ニクロム酸カリウム（Ｋ2Ｃｒ2Ｏ7）（キシダ化学社製）を添加混合し、六価クロムの含有量が下記表２（模擬汚染土６）に示す割合となるように添加混合し、試験土壌（模擬汚染土６）を作製した。
【００２３】
【表１】
2009256593.tif 000002
【００２４】
【表２】
2009256593.tif 000003
【００２５】
有害物質溶出低減材の調製と溶出試験
下記表３に示す質量割合に基づき、実施例及び比較例の有害物質溶出低減材を調製した。調製した各有害物質溶出低減材を、試験土壌の乾燥質量１００部に対して５部の割合で添加混合して試験土壌の溶出低減処理を行った。
さらに、未処理の試験土壌及び処理後の各試験土壌（材齢２８日）について、環境省告示４６号試験に準じて溶出試験を行った。尚、鉛はフレームレス原子吸光光度法、ヒ素及びセレンは水素化物原子吸光法、カドミウムはＩＣＰ発光分光分析法、六価クロムおよびフッ素は吸光光度法を用いて測定を行った。
【００２６】
【表３】
2009256593.tif 000004
【００２７】
溶出試験結果を下記表４〜９に示す。また、この結果と溶出基準濃度（環境省告示４６号試験）とを比較し、模擬汚染土１、２においては、鉛及びヒ素が溶出基準濃度以下を示したものを「○」とし、それ以外を「×」として、実施例及び比較例の有害物質溶出低減材を判定した。また、模擬汚染土３、４、５、６においては、それぞれカドミウム、セレン、フッ素、六価クロムが溶出基準濃度以下を示したものを「○」とし、それ以外を「×」として、実施例及び比較例の有害物質溶出低減材を判定した。この判定結果も下記表４〜９に示す。
尚、鉛、ヒ素、カドミウム、セレン、六価クロム及びフッ素の溶出基準濃度は、それぞれ０．０１ｍｇ／Ｌ、０．０１ｍｇ／Ｌ、０．０１ｍｇ／Ｌ、０．０１ｍｇ／Ｌ、０．０５ｍｇ／Ｌ、０．８ｍｇ／Ｌである。
また、鉛、ヒ素、カドミウム、セレン、六価クロム及びフッ素の検出限界濃度は、それぞれ０．００５ｍｇ／Ｌ、０．０００５ｍｇ／Ｌ、０．００２ｍｇ／Ｌ、０．０００５ｍｇ／Ｌ、０．００１ｍｇ／Ｌ、０．１ｍｇ／Ｌである。
【００２８】
【表４】
2009256593.tif 000005
【００２９】
【表５】
2009256593.tif 000006
【００３０】
【表６】
2009256593.tif 000007
【００３１】
【表７】
2009256593.tif 000008
【００３２】
【表８】
2009256593.tif 000009
【００３３】
【表９】
2009256593.tif 000010
【００３４】
表４、５より、比較例１〜４の有害物質溶出低減材に比して、実施例１の有害物質溶出低減材は、模擬汚染土１及び模擬汚染土２の何れの土においても、鉛及びヒ素について優れた溶出低減効果を有していることがわかる。また、表６〜９より、実施例１の有害物質溶出低減材のみが、カドミウム、セレン、六価クロム及びフッ素すべてに対して優れた溶出低減効果を有していることがわかる。
【００３５】
（試験例２）
試験土壌（模擬汚染土７）の作製
千葉県成田市より産出した砂質土に、硝酸鉛（ＩＩ）（Ｐｂ（ＮＯ3）2）（キシダ化
学社製）及び亜ヒ酸カリウム（ＫＡｓＯ2）（キシダ化学社製）を添加混合し、鉛、及びヒ素の含有量が下記表１０（模擬汚染土７）に示す割合となるように添加混合し、試験土壌（模擬汚染土７）を作製した。
試験土壌（模擬汚染土８）の作製
千葉県成田市より産出した砂質土に、硝酸鉛（ＩＩ）（Ｐｂ（ＮＯ3）2）（キシダ化
学社製）及び亜ヒ酸カリウム（ＫＡｓＯ2）（キシダ化学社製）を添加混合し、鉛、及びヒ素の含有量が下記表１０に示す割合（模擬汚染土８）となるように添加混合し、さらに、ｐＨがアルカリ雰囲気となるように水酸化ナトリウム溶液でｐＨを調節し、試験土壌（模擬汚染土８）を作製した。
【００３６】
有害物質溶出低減材の調製と溶出試験
下記表１１に示す質量割合に基づき、実施例及び比較例の有害物質溶出低減材を調製した。さらに、調製した各有害物質溶出低減材を用いて上記試験例１と同様の溶出低減処理及び溶出試験（材齢７日及び材齢２８日）を行った。溶出試験結果を併せて表１１〜１４に示す。
【００３７】
【表１０】
2009256593.tif 000011
【００３８】
【表１１】
2009256593.tif 000012
【００３９】
【表１２】
2009256593.tif 000013
【００４０】
【表１３】
2009256593.tif 000014
【００４１】
【表１４】
2009256593.tif 000015
【００４２】
表１１〜１４より、酸化マグネシウムを単独で用いた比較例５、塩化第一鉄を単独で用いた比較例９、及び両者の配合比率が本発明の範囲外である比較例６〜８の有害物質溶出低減材に比して、実施例２〜４の有害物質溶出低減材は、何れの土においても、鉛及びヒ素について優れた溶出低減効果を有していることがわかる。
【００４３】
また、比較例の有害物質溶出低減材では、処理後の土壌より溶出した溶出液が、ｐＨが４以下の酸性又はｐＨが概ね１０以上のアルカリ性となっているのに対し、実施例の有害物質溶出低減材では、該溶出液は、ｐＨが概ね６〜１０程度の中性領域となっていることがわかる。