トップ :: B 処理操作 運輸 :: B09 固体廃棄物の処理;汚染土壌の再生

【発明の名称】 6価クロムの溶出抑制材
【発明者】 【氏名】松山 祐介

【氏名】守屋 政彦

【要約】 【課題】6価クロム溶出量が多い土壌に対して原位置で処理することが可能で、かつ、6価クロムの溶出を抑制することができる6価クロムの溶出抑制材を提供する。

【解決手段】酸化マグネシウム及び硫酸錫を含む6価クロムの溶出抑制材。さらに、炭酸カルシウムを含むことが好ましい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸化マグネシウム及び硫酸錫を含むことを特徴とする6価クロムの溶出抑制材。
【請求項2】
さらに、炭酸カルシウムを含む請求項1記載の6価クロムの溶出抑制材。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、酸化マグネシウム及び硫酸錫を含む6価クロムの溶出抑制材に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、工場・事業所や産業廃棄物処理場などの跡地の土壌が6価クロムで汚染されていることがしばしば報告されている。土壌が6価クロムで汚染されると、地下水も汚染されて、人体に影響を及ぼすという安全衛生上の問題のみならず、汚染濃度が環境基準値を超える場合には、跡地をそのまま利用できなくなり、土地の有効利用の妨げとなる。土壌 に6価クロムが含まれている跡地を有効活用するためにも、土壌から6価クロムが溶出するのを抑制・防止する方法が望まれている。
【0003】
従来、6価クロムに汚染された土壌に、酸化マグネシウムを添加して、6価クロムの溶出を抑制する方法が提案されている(特許文献1、2)。
また、6価クロムに汚染された土壌に、酸化カルシウム、酸化マグネシウム及びそれらの前駆物質からなる群から選ばれた少なくとも一種のアルカリ性物質を添加した後に、これを酸素含有率2.5%以下の雰囲気ガスと接触させながら500〜1000℃の範囲内の処理温度で処理し、6価クロムを無害化する方法も提案されている(特許文献3)。
【特許文献1】特開2003−117532号公報
【特許文献2】特開2003−225640号公報
【特許文献3】特開2003−117538号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1、2に記載されるように、6価クロムに汚染された土壌に、酸化マグネシウムを添加する方法では、6価クロム溶出量が比較的少ない土壌に関しては、6価クロムの溶出を抑制することは可能であるが、6価クロム溶出量が多い土壌に関しては、6価クロムの溶出を抑制するために添加量が増加し、コストが高くなるとともに混合後のボリュームも増加することで副次的な対策が必要となる場合がある。
上記特許文献3に記載される方法では、6価クロム溶出量が多い土壌に関しても無害化することは可能であるが、酸素含有率2.5%以下の雰囲気ガスと接触させながら500〜1000℃の範囲で加熱処理する必要があるので、土壌を原位置で処理することは不可能であるという問題がある。
【0005】
従って、本発明の目的は、6価クロム溶出量が多い土壌に関しても原位置で処理することが可能で、かつ、6価クロムの溶出を抑制することができる6価クロムの溶出抑制材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、酸化マグネシウムと硫酸錫を組み合わせることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、酸化マグネシウム及び硫酸錫を含むことを特徴とする6価クロムの溶出抑制材である(請求項1)。
また、本発明においては、上記材料に加えて、さらに炭酸カルシウムを含むことが好ましい(請求項2)。
【発明の効果】
【0007】
本発明の6価クロムの溶出抑制材を用いることにより、6価クロム溶出量が多い土壌に関しても原位置で処理でき、また、6価クロムの溶出を抑制することができる。また、本発明の6価クロムの溶出抑制材は、実用上十分な固化強度を発現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用する酸化マグネシウムとしては、炭酸マグネシウムを焼成して得たものや水酸化マグネシウムを焼成して得たもの等が挙げられ、なかでも炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムを主要原料として、好ましくは650〜900℃、より好ましくは750〜900℃、特に好ましくは800〜900℃で焼成して得た酸化マグネシウムを使用することが好ましい。炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムを主要原料として前記温度で焼成して得た酸化マグネシウムは、土壌に添加・混合した場合に優れた6価クロムの溶出抑制効果を発揮するとともに、実用上十分な固化強度を発現することができる。
なお、酸化マグネシウムの原料である炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムは、6価クロムの溶出抑制効果の観点からは不純物含有量が少ない原料を使用することが好ましく、焼成後の酸化マグネシウム量が85質量%以上(より好ましくは90質量%以上)となる原料を使用することが好ましい。
【0009】
酸化マグネシウムの平均粒径(粒径加積曲線における通過質量百分率50%の時の粒径)は、10〜30μmであることが好ましく、10〜20μmであることがより好ましい。酸化マグネシウムの平均粒径が10μmより小さいものは入手が困難であるうえ、サイロ等への保管にいたってはシュート詰まり等のトラブルを引き起こしやすくなり、コストも高くなるので好ましくない。一方、酸化マグネシウムの平均粒径が30μmより大きいと6価クロムの溶出抑制効果が低減するとともに、実用上十分な固化強度を発現することも困難となるので好ましくない。
なお、酸化マグネシウムの密度は、3.0〜3.6g/cm3であることが好ましく、3.3〜3.6g/cm3であることがより好ましい。密度が前記範囲にある酸化マグネシウムは、風化によって受けた劣化が小さいことから水和活性度が高く、6価クロムの溶出抑制効果に優れるうえ、固化強度の発現にも優れる。
【0010】
本発明で使用する硫酸錫としては、例えば、工業用硫酸錫粉末や試薬の硫酸錫粉末等を使用することができる。
【0011】
本発明において、酸化マグネシウムと硫酸錫の配合割合は、酸化マグネシウム100質量部に対して、硫酸錫が0.1〜10質量部であることが好ましく、0.5〜8質量部がより好ましく、1〜6質量部が特に好ましい。酸化マグネシウム100質量部に対して、硫酸錫が0.1質量部未満では、6価クロム溶出量が多い土壌に対しての6価クロムの溶出抑制効果が低減するので好ましくない。一方、酸化マグネシウム100質量部に対して、硫酸錫が10質量部を越えると、コスト高になるうえ、固化強度の発現性も低下するので好ましくない。
なお、本発明において「6価クロム溶出量が多い土壌」とは、土壌からの6価クロムの溶出量が0.2mg/L以上である土壌を意味する。
【0012】
本発明の6価クロムの溶出抑制材においては、上記酸化マグネシウムと硫酸錫に加えて、炭酸カルシウムを含むことが好ましい。炭酸カルシウムを含むことにより、例えば、6価クロムを含む酸性土壌においては、酸性土壌のpHの緩衝作用により、酸化マグネシウムによる溶出抑制効果を高めることが可能である。
【0013】
炭酸カルシウムとしては、例えば、工業用炭酸カルシウム粉末、試薬の炭酸カルシウム粉末や石灰石粉末等を使用することができるが、石灰石粉末を使用するのが安価であり好ましい。石灰石粉末は、天然原料である石灰石を粉砕して(必要に応じて、乾燥・分級を行って)製造されるものである。また、その他の炭酸カルシウムとして、炭酸カルシウムを主成分とする貝殻、サンゴ等の粉砕物又はその加工物を使用することもできる。
【0014】
炭酸カルシウムのブレーン比表面積は、2000〜10000cm2/gであることが好ましく、3000〜9000cm2/gであることがより好ましく、3500〜8000cm2/gであることが特に好ましい。ブレーン比表面積が2000cm2/g未満では、炭酸カルシウムの反応性が小さく、上記効果が得られない。一方、ブレーン比表面積が10000cm2/gを超えるものは入手が困難であるので好ましくない。
【0015】
炭酸カルシウムの配合割合は、酸化マグネシウムと硫酸錫の合計量100質量部に対して、50質量部以下であることが好ましく、0.5〜45質量部がより好ましく、1〜40質量部が特に好ましい。炭酸カルシウムの配合割合が、酸化マグネシウムと硫酸錫の合計量100質量部に対して、50質量部を越えると、6価クロム溶出量が多い土壌等に対しての6価クロムの溶出抑制効果が低減するとともに強度発現性が低下するので好ましくない。
【0016】
本発明の6価クロムの溶出抑制材の土壌への添加方法は、粉体又はスラリーいずれの添加でもよく、簡便性を重視した場合は粉体で添加し、粉塵の発生抑制や土壌との混合性を考慮した場合はスラリーにした態様で添加する等、適宜選択できる。粉体で添加する場合は、各材料を予め混合しておいても良いし、別々に添加しても良い。スラリーで添加する場合は、スラリーの水粉体比は100〜400質量%であることが好ましい。
溶出抑制材と土壌との混合方法は土壌の改良深さによって異なり、改良深さが2〜3m程度まではスタビライザや特殊バックホウ等の混合機械を用いた原位置混合方式又はプラントで連続的に混合する事前混合方式が採用できる。一方、改良深さが3m以上の場合には機械攪拌翼方式若しくは噴射攪拌方式を用いる深層混合処理工法又は柱列式若しくは等厚壁式を用いるソイルセメント地中連続壁工法がよい。
【0017】
本発明の6価クロムの溶出抑制材は、6価クロムに汚染された土壌に対して好適に用いられるものであるが、土壌以外の対象物(例えば、6価クロムを含有する焼却灰、飛灰等)に使用することは差し支えない。
【0018】
本発明の6価クロムの溶出抑制材を土壌以外の対象物に対して使用する場合、該対象物への添加方法は、粉体又はスラリーいずれの添加でもよく、混合容易性を重視した場合は粉体で添加し、粉塵の発生抑制や対象物との混合性を考慮した場合はスラリーにした態様で添加する等、適宜選択できる。粉体で添加する場合は、各材料を予め混合しておいても良いし、別々に添加しても良い。スラリーで添加する場合は、スラリーの水粉体比は100〜400質量%であることが好ましい。
溶出抑制材と対象物との混合方法は、浅層改良に用いる混合機械(例えば、スタビライザや特殊バックホウ等)を用いて混合する方法や、プラントで連続的に混合する事前混合方式が採用できる。
【実施例】
【0019】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【0020】
1.模擬汚染土壌からの6価クロム溶出低減効果の確認
(1)6価クロムの溶出抑制材の調製
以下の材料を表1に示す配合割合で混合して、6価クロムの溶出抑制材を調製した。
1)酸化マグネシウム:炭酸マグネシウムを850℃で焼成後、平均粒径13μmに粉砕したもの
2)硫酸錫:硫酸第一錫(関東化学製試薬特級)
3)炭酸カルシウム:奥多摩工業製炭酸カルシウム(ブレーン比表面積5000cm2/g)
【0021】
【表1】


【0022】
(2)模擬汚染土壌の調製
粘性土(含水比118%)にニクロム酸カリウム(試薬特級)を添加・混合後、24時間静置して、6価クロム含有量250mg/kg、6価クロム溶出量25mg/Lの模擬汚染土壌を調製した。
【0023】
(3)評価
上記模擬汚染土壌に、表1の各溶出抑制材を表2に示す量となるように添加し、ホバートミキサで3分間混合して、JGS 0821「安定処理土の締固めをしない供試体作製」に準じて直径3.5cm×高さ7cmの供試体を作製した。作製した供試体は20℃にて湿空養生を行い、材齢7日および28日において一軸圧縮試験を実施した。また、圧縮試験後の供試体を使用して、6価クロムの溶出量を環境庁告示46号法に準じて、ジフェニルカルバジド吸光光度法で測定した。
その結果を表2に示す。
【0024】
【表2】


【0025】
表2から、本発明の6価クロムの溶出抑制材は、模擬汚染土壌からの6価クロムの溶出量を大幅に低減できることが分かる。また、本発明の6価クロムの溶出抑制材は、実用上十分な固化強度を発現できることも分かる。
【0026】
2.6価クロム汚染土壌からの6価クロム溶出低減効果の確認
(1)6価クロムの溶出抑制材の調製
上記の材料を表3に示す配合割合で混合して、6価クロムの溶出抑制材を調製した。
【0027】
【表3】


【0028】
(2)評価
6価クロム汚染土壌(6価クロム含有量7.5mg/kg、6価クロム溶出量0.98mg/L、含水比142%)に、表3の各溶出抑制材を表4に示す量となるように添加して、実施例1と同様にして一軸圧縮試験及び6価クロムの溶出量を測定した。
その結果を表4に示す。
【0029】
【表4】


【0030】
表4から、本発明の6価クロムの溶出抑制材は、6価クロム溶出量が多い土壌からの6価クロムの溶出量を大幅に低減できることが分かる。また、実用上十分な固化強度を発現できることも分かる。
【出願人】 【識別番号】000000240
【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社
【出願日】 平成18年12月22日(2006.12.22)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−155101(P2008−155101A)
【公開日】 平成20年7月10日(2008.7.10)
【出願番号】 特願2006−345313(P2006−345313)