有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理剤及びそれを用いた無害化処理方法
【課題】本発明の目的は、有機ハロゲン化物に汚染された土壌を更に効果的に無害化できる無害化処理剤及びそれを用いた有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理方法を提供することである。
【解決手段】鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を含む有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤、及び、当該有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤を使用する有機ハロゲン化物に汚染された土壌の無害化処理方法。
【解決手段】鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を含む有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤、及び、当該有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤を使用する有機ハロゲン化物に汚染された土壌の無害化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ハロゲン化物で汚染された土壌を無害化処理する無害化処理剤およびそれを用いた無害化処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ハロゲン化物に汚染された土壌または水を無害化するための技術として、汚染土壌または汚染水に鉄粉を添加し、この鉄粉の還元作用によって、有機ハロゲン化物を脱ハロゲン化させて無害化する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
これらは無害化する期間が長いため、これを改良するため、鉄粉にニッケルや銅などを添加する方法が提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００４】
しかしながら、これらの無害化処理剤を有機ハロゲン化物に汚染された土壌の無害化に用いた場合でも、十分な無害化処理はできない。
【０００５】
また、鉄粉およびキレート剤を有機ハロゲン化合物に汚染された水に添加して、有機ハロゲン化物を脱ハロゲン化させて無害化する方法が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００６】
しかしながら、これらの無害化処理剤を有機ハロゲン化物に汚染された土壌の無害化に用いた場合でも、十分な無害化処理はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２３５５７７号公報
【特許文献２】特開２００１―２５９６０９号公報
【特許文献３】特開２００６−３２０８１６号公報
【特許文献４】特許４４４８９５１号公報
【特許文献５】特開２００８−２７２５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような技術によって、従来の鉄粉のみの添加に比べて、有機ハロゲン化物に汚染された土壌を効果的に無害化できるようになったが、更なる改善が望まれている。
【０００９】
本発明は上記のような事情に着目してなされたものであって、有機ハロゲン化物に汚染された土壌を更に効果的に無害化できる無害化処理剤及びそれを用いた有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物で構成される無害化処理剤を、有機ハロゲン化物汚染土壌に添加すれば、有機ハロゲン化物を効率よく分解できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明は、鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を含む有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤に関するものである。
【００１３】
本発明の無害化処理剤は、有機ハロゲン化物の分解に利用されるが、その分解の基本原理について以下に説明する。
【００１４】
鉄粉は有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化に関与し、ニッケル粉は鉄粉と水の反応で生じた水素をラジカル化し、脱ハロゲン化物に付加する。この二つの相互作用によって有機ハロゲン化物の分解が進行するわけであるが、本分解を土壌中で実施する場合、土壌中の成分によって鉄粉やニッケルが皮膜され、有機ハロゲン化物の分解活性が低下する。この皮膜形成を抑制する成分として、β−アミノカルボキシル基を有する有機化合物が有効である。
【００１５】
本発明における分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物としては、例えばエチレンジアミン４酢酸、エチレンジアミン３酢酸、Ｌ−アスパラギン酸−Ｎ，Ｎ−２酢酸，Ｎ−２−ヒドロキシエチルイミノ２酢酸、ニトリロ３酢酸、ジエチレントリアミン５酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸、メチルグリシン２酢酸、およびこれらの金属塩等が挙げられ、その中でもエチレンジアミン４酢酸およびその金属塩が安価に入手できることから、好ましい。
【００１６】
本発明の無害化処理剤の配合割合は、優れた無害化処理効果が得られることから鉄粉が９８．５〜９９．８重量％、ニッケル粉が０．５〜０．１重量％、分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物が１〜０．１重量％であることが好ましい。
【００１７】
本発明の有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理方法は、前記無害化処理剤を使用する処理方法である。
【００１８】
無害化処理方法においては、特に限定されるものではなく、本発明の無害化処理剤と有機ハロゲン化物で汚染された土壌を混合すればよい。
【００１９】
本発明の無害化処理剤の使用量は有機ハロゲン化物で汚染された土壌の状態、有機ハロゲン化物の含有量や形態により適宜選択することができ、土壌に対しては１〜２０重量％が好ましく、特に好ましくは１〜５重量％である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理剤は、鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物で構成され、無害化の処理効果が大きくなる。
【実施例】
【００２１】
次に、本発明を実施例にて具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００２２】
無害化処理に用いた原料鉄粉は鋳鉄粉（炭素含有量３％、平均粒径１００μｍ）、原料ニッケル粉としてはインコ社のカルボニルニッケル（純度９９％、粒径４〜７μｍ）、エチレンジアミン４酢酸（純度９８％、ＥＤＴＡと略す場合がある）およびその２ナトリウム塩（ＥＤＴＡ−２Ｎａと略す場合がある）は東京化成社の特級品を用いた。
【００２３】
代表的な土壌汚染物質であるトリクロロエチレン（有機ハロゲン化物、ＴＣＥと略す場合がある）濃度の分析方法としては、ＪＩＳ Ｋ ０１２５（用水、排水中の揮発性有機化合物試験方法）に基づいたヘッドスペース法を用い、ＴＣＥ濃度を経時的に定量分析した。
【００２４】
実施例１〜２および比較例１〜４
表１及び表２に記載の配合量の無害化処理剤を得た。得た無害化処理剤を用いて、有機ハロゲン化合物に汚染された土壌における無害化処理剤の評価試験を行った。
【００２５】
７００ｍＬのステンレス製容器にＴＣＥで汚染させた千葉県市川の土壌３００ｇ（分析時のＴＣＥ濃度が３ｍｇ／Ｌ水溶液になる汚染土壌）を加えた。次に表１及び２に記載の無害化処理剤９ｇと水９ｇを混合したスラリーを加えて、５０ｒｐｍで１０分間混合した。容器内の土壌各４０ｇを１００ｍＬのサンプル瓶に入れて所定時間２０℃で保管した。このサンプル瓶から３０ｇの土壌を分取して３００ｇの水を加えて混合し、ろ過した水層のＴＣＥ濃度を測定した。
【００２６】
実施例１および実施例２は有機ハロゲン化物に汚染された土壌中に本発明の無害化処理剤を添加した例であり、比較例１（分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を用いず鉄粉とニッケル粉の混合剤）や比較例２（ニッケル粉を用いず鉄粉とβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物の混合剤）に比べて、分解効果が優れる。
【００２７】
実施例１〜２及び比較例１〜２の無害化処理方法と結果を示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
比較例３は、有機ハロゲン化物に汚染された水中に本発明の無害化処理剤を添加した例であり、特開２００８−２７２５７９号公報が示す比較例４（ニッケル粉を混合していない鉄粉とβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物の混合剤）に比べてＴＣＥ分解性能が優れており、特開２００６−３２０８１６号公報が示すように、ニッケル粉がＴＣＥ分解性能の向上に寄与していることが分かる。しかしながら、特開２００６−３２０８１６号公報が示す比較例５（β−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を添加していない鉄粉とニッケル粉の混合剤）と比較するとＴＣＥ分解性能は同等であった。つまり、本発明の鉄粉、ニッケル粉にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を添加する剤は、有機ハロゲン化物に汚染された水の無害化処理には有効ではなかった。
【００３０】
以上のように、有機ハロゲン化物に汚染された水に直接本発明剤を添加しても有機ハロゲン化物の無害化処理には有効ではないが、汚染土壌に添加すると分解効果を発揮する。
【００３１】
比較例３〜５の無害化処理方法と結果を示す。
【００３２】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本願発明の有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤は、鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物で構成したので、処理効果が大きくなる為に、有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理に使用される可能性がある。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ハロゲン化物で汚染された土壌を無害化処理する無害化処理剤およびそれを用いた無害化処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ハロゲン化物に汚染された土壌または水を無害化するための技術として、汚染土壌または汚染水に鉄粉を添加し、この鉄粉の還元作用によって、有機ハロゲン化物を脱ハロゲン化させて無害化する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
これらは無害化する期間が長いため、これを改良するため、鉄粉にニッケルや銅などを添加する方法が提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００４】
しかしながら、これらの無害化処理剤を有機ハロゲン化物に汚染された土壌の無害化に用いた場合でも、十分な無害化処理はできない。
【０００５】
また、鉄粉およびキレート剤を有機ハロゲン化合物に汚染された水に添加して、有機ハロゲン化物を脱ハロゲン化させて無害化する方法が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００６】
しかしながら、これらの無害化処理剤を有機ハロゲン化物に汚染された土壌の無害化に用いた場合でも、十分な無害化処理はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２３５５７７号公報
【特許文献２】特開２００１―２５９６０９号公報
【特許文献３】特開２００６−３２０８１６号公報
【特許文献４】特許４４４８９５１号公報
【特許文献５】特開２００８−２７２５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような技術によって、従来の鉄粉のみの添加に比べて、有機ハロゲン化物に汚染された土壌を効果的に無害化できるようになったが、更なる改善が望まれている。
【０００９】
本発明は上記のような事情に着目してなされたものであって、有機ハロゲン化物に汚染された土壌を更に効果的に無害化できる無害化処理剤及びそれを用いた有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物で構成される無害化処理剤を、有機ハロゲン化物汚染土壌に添加すれば、有機ハロゲン化物を効率よく分解できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明は、鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を含む有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤に関するものである。
【００１３】
本発明の無害化処理剤は、有機ハロゲン化物の分解に利用されるが、その分解の基本原理について以下に説明する。
【００１４】
鉄粉は有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化に関与し、ニッケル粉は鉄粉と水の反応で生じた水素をラジカル化し、脱ハロゲン化物に付加する。この二つの相互作用によって有機ハロゲン化物の分解が進行するわけであるが、本分解を土壌中で実施する場合、土壌中の成分によって鉄粉やニッケルが皮膜され、有機ハロゲン化物の分解活性が低下する。この皮膜形成を抑制する成分として、β−アミノカルボキシル基を有する有機化合物が有効である。
【００１５】
本発明における分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物としては、例えばエチレンジアミン４酢酸、エチレンジアミン３酢酸、Ｌ−アスパラギン酸−Ｎ，Ｎ−２酢酸，Ｎ−２−ヒドロキシエチルイミノ２酢酸、ニトリロ３酢酸、ジエチレントリアミン５酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸、メチルグリシン２酢酸、およびこれらの金属塩等が挙げられ、その中でもエチレンジアミン４酢酸およびその金属塩が安価に入手できることから、好ましい。
【００１６】
本発明の無害化処理剤の配合割合は、優れた無害化処理効果が得られることから鉄粉が９８．５〜９９．８重量％、ニッケル粉が０．５〜０．１重量％、分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物が１〜０．１重量％であることが好ましい。
【００１７】
本発明の有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理方法は、前記無害化処理剤を使用する処理方法である。
【００１８】
無害化処理方法においては、特に限定されるものではなく、本発明の無害化処理剤と有機ハロゲン化物で汚染された土壌を混合すればよい。
【００１９】
本発明の無害化処理剤の使用量は有機ハロゲン化物で汚染された土壌の状態、有機ハロゲン化物の含有量や形態により適宜選択することができ、土壌に対しては１〜２０重量％が好ましく、特に好ましくは１〜５重量％である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理剤は、鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物で構成され、無害化の処理効果が大きくなる。
【実施例】
【００２１】
次に、本発明を実施例にて具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００２２】
無害化処理に用いた原料鉄粉は鋳鉄粉（炭素含有量３％、平均粒径１００μｍ）、原料ニッケル粉としてはインコ社のカルボニルニッケル（純度９９％、粒径４〜７μｍ）、エチレンジアミン４酢酸（純度９８％、ＥＤＴＡと略す場合がある）およびその２ナトリウム塩（ＥＤＴＡ−２Ｎａと略す場合がある）は東京化成社の特級品を用いた。
【００２３】
代表的な土壌汚染物質であるトリクロロエチレン（有機ハロゲン化物、ＴＣＥと略す場合がある）濃度の分析方法としては、ＪＩＳ Ｋ ０１２５（用水、排水中の揮発性有機化合物試験方法）に基づいたヘッドスペース法を用い、ＴＣＥ濃度を経時的に定量分析した。
【００２４】
実施例１〜２および比較例１〜４
表１及び表２に記載の配合量の無害化処理剤を得た。得た無害化処理剤を用いて、有機ハロゲン化合物に汚染された土壌における無害化処理剤の評価試験を行った。
【００２５】
７００ｍＬのステンレス製容器にＴＣＥで汚染させた千葉県市川の土壌３００ｇ（分析時のＴＣＥ濃度が３ｍｇ／Ｌ水溶液になる汚染土壌）を加えた。次に表１及び２に記載の無害化処理剤９ｇと水９ｇを混合したスラリーを加えて、５０ｒｐｍで１０分間混合した。容器内の土壌各４０ｇを１００ｍＬのサンプル瓶に入れて所定時間２０℃で保管した。このサンプル瓶から３０ｇの土壌を分取して３００ｇの水を加えて混合し、ろ過した水層のＴＣＥ濃度を測定した。
【００２６】
実施例１および実施例２は有機ハロゲン化物に汚染された土壌中に本発明の無害化処理剤を添加した例であり、比較例１（分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を用いず鉄粉とニッケル粉の混合剤）や比較例２（ニッケル粉を用いず鉄粉とβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物の混合剤）に比べて、分解効果が優れる。
【００２７】
実施例１〜２及び比較例１〜２の無害化処理方法と結果を示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
比較例３は、有機ハロゲン化物に汚染された水中に本発明の無害化処理剤を添加した例であり、特開２００８−２７２５７９号公報が示す比較例４（ニッケル粉を混合していない鉄粉とβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物の混合剤）に比べてＴＣＥ分解性能が優れており、特開２００６−３２０８１６号公報が示すように、ニッケル粉がＴＣＥ分解性能の向上に寄与していることが分かる。しかしながら、特開２００６−３２０８１６号公報が示す比較例５（β−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を添加していない鉄粉とニッケル粉の混合剤）と比較するとＴＣＥ分解性能は同等であった。つまり、本発明の鉄粉、ニッケル粉にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を添加する剤は、有機ハロゲン化物に汚染された水の無害化処理には有効ではなかった。
【００３０】
以上のように、有機ハロゲン化物に汚染された水に直接本発明剤を添加しても有機ハロゲン化物の無害化処理には有効ではないが、汚染土壌に添加すると分解効果を発揮する。
【００３１】
比較例３〜５の無害化処理方法と結果を示す。
【００３２】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本願発明の有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤は、鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物で構成したので、処理効果が大きくなる為に、有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理に使用される可能性がある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を含むことを特徴とする有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤。
【請求項２】
鉄粉の含有量が９８．５〜９９．８重量％、ニッケル粉の含有量が０．５〜０．１重量％、分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物量の含有量が１〜０．１重量％であることを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤。
【請求項３】
分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物がエチレンジアミン４酢酸又はその金属塩であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤を使用することを特徴とする有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理方法。
【請求項１】
鉄粉、ニッケル粉、及び分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物を含むことを特徴とする有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤。
【請求項２】
鉄粉の含有量が９８．５〜９９．８重量％、ニッケル粉の含有量が０．５〜０．１重量％、分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物量の含有量が１〜０．１重量％であることを特徴とする請求項１に記載の有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤。
【請求項３】
分子内にβ−アミノカルボキシル基を有する有機化合物がエチレンジアミン４酢酸又はその金属塩であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の有機ハロゲン化物汚染土壌の無害化処理剤を使用することを特徴とする有機ハロゲン化物で汚染された土壌の無害化処理方法。
【公開番号】特開２０１２−１２６８６０（Ｐ２０１２−１２６８６０Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８１４２３（Ｐ２０１０−２８１４２３）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【Ｆターム（参考）】
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