JP2002273407A - Method of restoring soil environment using plant - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of restoring soil environment which reduces the concentration of contamination of the soil contaminated with a metal or an organic material by cultivating plants, moreover, obtains a safe raw material for industrial use from plant bodys which absorb a contaminant, recovers the pollutant metal or decomposes the pollutant organic material and preserves environment. SOLUTION: Plants are cultivated with the contaminated soil, the plant bodys absorb the contaminant, thereafter, the plant bodys are treated in a kraft pulp manufacturing process or in a carbide manufacturing process, pulp or carbide is manufactured and, at the same time, the contaminant is separated and recovered or decomposed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、動植物に有害な物
質で汚染された土壌を修復する技術に関しており、更に
詳しくは、汚染物質を吸収し蓄積する能力を持った植物
を汚染された土壌に植栽し、汚染物質を植物体に移行さ
せた後、植物体をパルプ製造又は炭化工程により処理し
て、汚染物質を除去又は分解すると同時に、パルプ又は
炭化物を提供する方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for repairing soil contaminated with a substance harmful to animals and plants, and more particularly to a technique for absorbing a plant capable of absorbing and accumulating contaminants on contaminated soil. The present invention relates to a method for removing pulp or charcoal at the same time as removing or decomposing contaminants by planting and transferring the pollutant to a plant, followed by treating the plant by a pulp production or carbonization process.

【０００２】[0002]

【従来の技術】植物を植栽し、土壌中の汚染物質を植物
体に取り込ませて回収する、ファイト・レメディエーシ
ョン（phyto-remediation）と呼ばれる土壌環境修復方
法が提案されている。水銀汚染土壌に遺伝子操作で吸収
力を高めたYellow poplarを植栽して植物体に効率よく
水銀を取り込ませ土壌を修復する例（C.L.Rugh et al.,
NATURE BIOTECHNOLOGY Vol.16 Oct. p925-928 1998）、
アブラナ科の植物による重金属の吸収や、ユーカリによ
る窒素酸化物や、有機塩素化合物、特にダイオキシンの
植物葉部への吸収例（森川弘道 バイサイエンスとイン
ダストリー Vol.57 No.6, p379-382, 1999）などが紹
介されている。その他、植物と土壌微生物とを併用する
ことで効果を飛躍的に増大させる方法も提案されてい
る。2. Description of the Related Art A soil environment remediation method called phyto-remediation has been proposed in which a plant is planted and contaminants in the soil are taken into the plant and collected. An example of planting Yellow poplar, which has an enhanced absorption capacity by genetic manipulation, on mercury-contaminated soil to efficiently incorporate mercury into plants and repair the soil (CLRugh et al.,
NATURE BIOTECHNOLOGY Vol.16 Oct. p925-928 1998),
Absorption of heavy metals by cruciferous plants, and nitrogen oxides and organochlorine compounds by eucalyptus into plant leaves (Hiromichi Morikawa Biscience and Industry Vol.57 No.6, p379-382, 1999 ) Etc. are introduced. In addition, a method of dramatically increasing the effect by using a plant and a soil microorganism in combination has been proposed.

【０００３】人体に直接有害となる汚染物質の他、アル
ミニウムの様な軽金属も農地に蓄積した場合、作物の生
育に障害を起こすことが知られており、土壌汚染物質と
とらえることができる。ある種の植物はアルミニウムを
無毒化し効率的に吸収することが明らかにされており
（小島邦彦 化学と生物 Vol.38, No.6, p374-378, 20
00）、これにより土壌環境修復が可能である。[0003] In addition to pollutants that are directly harmful to the human body, it is known that when light metals such as aluminum accumulate in agricultural lands, they hinder the growth of crops and can be regarded as soil pollutants. Certain plants have been shown to detoxify and efficiently absorb aluminum (Kunihiko Kojima Chemistry and Biology Vol.38, No.6, p374-378, 20
00), which makes it possible to restore the soil environment.

【０００４】上記の方法において、植物体に吸収された
汚染物質が植物体内で分解される場合を除き、汚染物質
は植物体内に蓄積されることとなる。従って、汚染物質
を吸収させた植物体はそのまま環境中に放出することは
できず、何らかの方法で処理することにより、汚染物質
を分離または分解することが必要である。[0004] In the above method, the contaminants are accumulated in the plant unless the contaminants absorbed by the plant are decomposed in the plant. Therefore, the plant that has absorbed the pollutant cannot be released into the environment as it is, and it is necessary to separate or decompose the pollutant by treating it in some way.

【０００５】従来技術では、汚染物質を取り込んだ植物
体を燃焼させることにより、有機物は分解し、無機物は
灰化することで最終的な処理としていた。この方法で
は、二酸化炭素の固定が行われないため、修復跡地を利
用するためには同一面積の植林を行わないと地球温暖化
を加速してしまう。また汚染物質を多量に含む焼却灰が
発生し、この処理に多くのエネルギーと資源が必要とな
る。また植物資源の浪費にもなり、経済的にも容認でき
ないものである。[0005] In the prior art, organic matter is decomposed by burning a plant body that has taken up contaminants, and inorganic matter is incinerated for final treatment. In this method, since carbon dioxide is not fixed, global warming will be accelerated unless tree planting of the same area is performed in order to use the restored site. Also, incinerated ash containing a large amount of pollutants is generated, and this treatment requires a lot of energy and resources. It also wastes plant resources and is economically unacceptable.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
実状を鑑みたものであって、植物に汚染物資を吸収させ
た後、既存のあるいは一部を改良したパルプ製造工程や
炭化物製造工程を利用して、簡便で効率的に土壌環境汚
染物質を回収あるいは分解することによる土壌環境修復
方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pulp manufacturing process and a carbon manufacturing process in which a contaminant is absorbed into a plant and an existing or partially improved pulp manufacturing process is performed. It is an object of the present invention to provide a method for restoring a soil environment by simply and efficiently collecting or decomposing a soil environmental pollutant by utilizing the method.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明において、従来技
術の問題を解決するために検討した結果、植物体中の繊
維部はパルプ又は炭化物として利用すると同時に、汚染
物質は分離又は分解し、分離された汚染物質のうち、有
機物は燃焼して分解、無機物は濃縮して取り出し、別工
程で処理し少量の安全な形で金属原料として再利用する
か、又は安定な形で環境から隔離して貯蔵することが可
能であることを見出した。In the present invention, as a result of studying to solve the problems of the prior art, the fiber portion in the plant is used as pulp or charcoal, and at the same time, pollutants are separated or decomposed, Among the pollutants, organic substances are burned and decomposed, and inorganic substances are concentrated and taken out, processed in another process and reused as metal raw materials in a small amount in a safe form, or isolated from the environment in a stable form. It has been found that it can be stored.

【０００８】本発明による解決手段の第１番目として、
パルプ製造工程を利用する方法について説明する。本発
明は、汚染物質を吸収、蓄積した植物体をパルプの原料
にすることにより、パルプ製造工程内で、汚染物質を分
離または分解する方法を提供するもので、汚染物質の除
去とパルプ生産を同時に可能とする方法を与えるもので
ある。[0008] As a first solution of the present invention,
A method using a pulp manufacturing process will be described. The present invention provides a method of separating or decomposing pollutants in a pulp manufacturing process by using plants that have absorbed and accumulated pollutants as pulp raw materials. At the same time, it provides a way to make it possible.

【０００９】本発明における汚染物質とは、動植物の生
育に悪影響を及ぼす有害物質の他、生育に必須な物質で
あっても、過剰量の摂取あるいは存在下では生育が阻害
されるような物質も含まれる。The contaminants in the present invention are not only harmful substances that adversely affect the growth of animals and plants, but also substances that are essential for the growth, but are substances that can inhibit the growth if ingested or present in an excessive amount. included.

【００１０】本発明に用いる植物体としては、ユーカリ
やポプラ、そのほかのパルプ適性のある木本植物を使用
するが、ケナフやサトウキビ、麻、稲、麦そのほかの草
本類、禾本科植物、笹、竹などが利用できる。As the plants used in the present invention, eucalyptus, poplar, and other woody plants suitable for pulp are used. Kenaf, sugarcane, hemp, rice, wheat, other grasses, grasses, bamboo grass, Bamboo can be used.

【００１１】本発明における化学パルプとは、水酸化ナ
トリウムを主なアルカリ源として用いる、ソーダパルプ
化法、ソーダ・アントラキノン法、クラフト法、亜硫酸
ナトリウムを主なパルプ化剤として用いる、亜硫酸パル
プ化法、中性亜硫酸パルプ化法などの方法により製造さ
れたパルプである。The chemical pulp in the present invention means a soda pulping method, a soda-anthraquinone method, a kraft method using sodium hydroxide as a main alkali source, a sulfite pulping method using sodium sulfite as a main pulping agent. And pulp produced by a method such as a neutral sulfite pulping method.

【００１２】本発明におけるクラフトパルプとは、上記
化学パルプのうち、植物体を水酸化ナトリウムと硫化ナ
トリウムで蒸煮する蒸解工程を経て製造されるパルプで
ある。一般には、原料として木材チップが用いられる
が、草本類を用いても製造することができることは当業
者は周知である。クラフト法において硫化ナトリウムを
多硫化ナトリウムとしたポリサルファイド法により製造
されたパルプも本発明のクラフトパルプに含まれる。The kraft pulp in the present invention is a pulp produced through a digestion step in which plants are cooked with sodium hydroxide and sodium sulfide among the chemical pulp. Generally, wood chips are used as a raw material, but it is well known to those skilled in the art that the wood chips can be produced using herbs. Pulp produced by the polysulfide method using sodium sulfide as sodium polysulfide in the kraft method is also included in the kraft pulp of the present invention.

【００１３】本発明におけるオゾン漂白処理とは、未漂
白パルプの白色度を高める目的で行われる漂白処理のう
ち、オゾンを用いて着色物質を分解する漂白方法であ
る。[0013] The ozone bleaching treatment in the present invention is a bleaching method of decomposing a coloring substance using ozone in a bleaching treatment performed for the purpose of increasing the whiteness of unbleached pulp.

【００１４】本発明におけるアルカリ回収工程とは、蒸
解後パルプと分離した廃液を濃縮し回収ボイラーにて燃
焼し、生じた溶融金属塩を苛性化してアルカリを得る一
連の工程を言う。本発明におけるドレッグス、グリッ
ド、マッドとは、アルカリ回収工程において発生する無
機塩類を主体とした汚泥である。ドレッグスとは、回収
ボイラーにて得られる溶融金属塩を水に溶解した緑液に
含まれる未溶解物で、重金属の硫化物など難溶解性の金
属化合物から成り、凝集沈殿と濾過により分離される。
グリッドとは、緑液に生石灰を混合して、炭酸ナトリウ
ムを苛性ソーダに転換する反応装置で生ずる粗大な未溶
解残滓で、カルシウム塩を多く含む。マッドとは緑液に
生石灰を混合して炭酸ナトリウムを苛性ソーダに転換す
る反応で生じた、炭酸カルシウムを主体とする微粒状の
未溶解物で、溶解成分と分離された後、石灰焼成炉で重
油などの燃料により焼成され生石灰に転換される。外部
から石灰を補給するとこの一部が余剰マッドとして排出
される。The alkali recovery step in the present invention refers to a series of steps for concentrating waste liquid separated from pulp after digestion, burning it in a recovery boiler, and causticizing the resulting molten metal salt to obtain alkali. The dregs, grid, and mud in the present invention are sludge mainly composed of inorganic salts generated in the alkali recovery step. Dregs are undissolved substances contained in green liquor obtained by dissolving a molten metal salt obtained in a recovery boiler in water.They consist of hardly soluble metal compounds such as sulfides of heavy metals, and are separated by coagulation sedimentation and filtration. .
The grid is a coarse undissolved residue generated in a reactor that mixes green liquor with quicklime to convert sodium carbonate to caustic soda, and is rich in calcium salts. Mud is a fine, undissolved substance mainly composed of calcium carbonate, which is produced by the reaction of converting sodium lime to caustic soda by mixing quick lime with green liquor, and is separated from dissolved components. It is burned with fuel such as lime and converted into quicklime. When lime is replenished from outside, part of this is discharged as surplus mud.

【００１５】汚染物質が金属やその塩のような無機物で
ある場合、これを含む植物体をアルカリ回収工程を有す
る化学パルプ原料に使用すると、その製造工程において
汚染物質の多くは蒸解廃液に移行する。蒸解廃液は回収
ボイラーで燃焼後、苛性化工程において、苛性ソーダと
硫化ソーダの混合物に再生されるが、金属などの不純物
の多くは、緑液精製工程・白液精製工程で硫化物や水酸
化物、カルシウム塩となり沈殿・濾過などの操作でドレ
ッグス、マッド、グリッドなど水に不溶な成分として分
離される。特に緑液から分離されるドレッグスには金属
類が高度に集積されることは本発明の発明者らによって
明らかにされている（原 普一、紙パ技協誌Vol.51, N
o.1, p140-145, 1997）。When a pollutant is an inorganic substance such as a metal or a salt thereof, when a plant containing the same is used as a chemical pulp raw material having an alkali recovery step, most of the pollutant is transferred to a cooking waste liquid in the production process. . After cooking waste liquor is burned in the recovery boiler, it is regenerated into a mixture of caustic soda and sodium sulfide in the causticizing process, but most of the impurities such as metals are sulfides and hydroxides in the green liquor refining process and white liquor refining process. It becomes calcium salt and is separated as water-insoluble components such as drains, mud and grid by operations such as precipitation and filtration. In particular, it has been revealed by the inventors of the present invention that metals are highly accumulated in the drains separated from the green liquor (Fuichi Hara, Paper and Paper Technical Journal Vol.51, N
o.1, p140-145, 1997).

【００１６】これらのドレッグス、グリッド、マッドは
例えば金属精錬工場に送って、金属化合物として単離
し、工業用資源として再利用することが出来る。These drains, grids, and muds can be sent to, for example, a metal smelting plant, isolated as metal compounds, and reused as industrial resources.

【００１７】蒸解工程を終えたパルプは、蒸解廃液と分
離され、そのまま未晒しパルプとして利用したり、漂白
して、晒しパルプとして利用する。パルプはセルロース
繊維が主成分で汚染物質は少ないが、わずかに残存する
場合がある。残存濃度が許容値を超える場合はこれを処
理しなければならない。有効な方法はｐＨ３以下の酸に
よる抽出である。抽出した金属はキレート樹脂やイオン
交換樹脂などによって、又は凝集沈殿、濾過などによっ
て分離すればよい。The pulp having undergone the digestion step is separated from the waste cooking liquor and used as it is as unbleached pulp or bleached and used as bleached pulp. Pulp is mainly composed of cellulosic fibers and contains little contaminants, but may slightly remain. If the residual concentration exceeds the permissible value, this must be dealt with. An effective method is extraction with an acid having a pH of 3 or less. The extracted metal may be separated by a chelate resin or an ion exchange resin, or by coagulation sedimentation, filtration, or the like.

【００１８】パルプが漂白工程を通る場合は、酸性の漂
白工程、例えば塩素漂白、オゾン漂白などの酸性の漂白
段を置くことによってこの酸処理を兼ねることが可能で
ある。漂白工程に重金属が存在すると、漂白剤が分解す
るため、パルプを酸処理して重金属を取り除く技術が開
発されている。特に過酸化水素を漂白剤として使用する
場合は、重金属による過酸化水素の分解が著しいため、
金属キレートを漂白剤と共に使用することは一般的に行
われている。従来、塩素を漂白工程の初段に使用する方
法が化学パルプの漂白では標準的であった。この場合漂
白はｐＨ１〜２の強酸性下で実施されるため、金属類は
そこで可溶化し除去されていた。そのため２段目以降の
漂白では重金属による障害は顕著では無かった。しか
し、近年、塩素化された有機物による環境汚染の防止の
ため、漂白に分子状の塩素を使用する方法は次第に他の
より安全な漂白剤を使う方法に置き換わる傾向で、二酸
化塩素や、オゾンが代わりに使用されるようになってき
た。When the pulp passes through the bleaching step, the acid treatment can be performed by providing an acidic bleaching step such as an acid bleaching step such as chlorine bleaching or ozone bleaching. If a heavy metal is present in the bleaching process, the bleaching agent is decomposed, so a technique has been developed in which pulp is treated with an acid to remove the heavy metal. Especially when hydrogen peroxide is used as a bleaching agent, the decomposition of hydrogen peroxide by heavy metals is remarkable,
It is common practice to use metal chelates with bleach. Heretofore, the use of chlorine in the first stage of the bleaching process has been standard for bleaching chemical pulp. In this case, the bleaching is carried out under strong acidity of pH 1-2, so that the metals were solubilized and removed there. Therefore, in the bleaching after the second stage, the obstacle caused by the heavy metal was not remarkable. However, in recent years, the use of molecular chlorine for bleaching has been gradually replaced by other safer bleaching methods to prevent environmental pollution from chlorinated organics, and chlorine dioxide and ozone have been increasingly used. It has been used instead.

【００１９】二酸化塩素はｐＨ４〜５が最適の使用条件
で、オゾンはｐＨ１〜３で使用される。従ってオゾン処
理を酸処理を兼ねた漂白段として使用することも可能で
ある。漂白各段には洗浄機が設置され、可溶化された不
純物を分離する。酸処理段も同様に処理後、洗浄装置に
よって、パルプと抽出液を分離する。分離された抽出液
は溶解した重金属塩やリグニンなど木材成分由来の有機
物、漂白剤分解物を含んでおり、そのまま環境に放出す
ることは出来ない。The optimum use condition of chlorine dioxide is pH 4-5, and ozone is used at pH 1-3. Therefore, it is also possible to use the ozone treatment as a bleaching step which also serves as an acid treatment. Washers are installed at each stage of the bleaching to separate the solubilized impurities. After similarly treating the acid treatment stage, the pulp and the extract are separated by a washing device. The separated extract contains organic substances derived from wood components such as dissolved heavy metal salts and lignin, and decomposed products of bleach, and cannot be released to the environment as it is.

【００２０】この抽出液の処理として、凝集沈殿による
方法が一般的である。凝集剤としてはアルミニウム、
鉄、マグネシウムの水酸化物を使用し、アクリルアマイ
ドなどの高分子凝集剤を併用してもよい。As the treatment of this extract, a method based on coagulation precipitation is generally used. Aluminum as a coagulant,
A hydroxide of iron or magnesium may be used, and a polymer flocculant such as acrylamide may be used in combination.

【００２１】本発明は、化学パルプ製造工程の蒸解廃液
を燃焼して得られるスメルトと呼ばれる溶融金属塩がこ
の凝集沈殿に効果的に作用することを応用したものであ
る。すなわち、スメルト中には硫化ナトリウムが含ま
れ、これが酸性抽出液と混合されると硫化水素を発生す
る。この硫化水素は重金属塩と反応し、水に不溶な沈殿
物を形成する。更にスメルト中にはパルプ原料から持ち
込まれる、鉄塩とアルミニウム塩が含まれ、これらは、
酸性抽出液とｐＨ５〜９の範囲で、水酸化物のフロック
を作り、凝集沈殿を容易にする。この凝集作用により、
不溶化した重金属や、そのほかの金属類並びにリグニン
や多糖類に由来する有機汚染物も排水から除去すること
が出来る。The present invention is an application of the fact that a molten metal salt called a smelt obtained by burning a cooking effluent in a chemical pulp production process effectively acts on this coagulation and precipitation. That is, sodium sulfide is contained in the smelt, and when this is mixed with the acidic extract, hydrogen sulfide is generated. This hydrogen sulfide reacts with the heavy metal salt to form a water-insoluble precipitate. Furthermore, smelt contains iron salts and aluminum salts that are brought in from pulp raw materials.
In the range of pH 5 to 9 with the acidic extract, a floc of hydroxide is formed to facilitate flocculation and precipitation. By this coagulation action,
Insoluble heavy metals, other metals, and organic contaminants derived from lignin and polysaccharides can also be removed from the wastewater.

【００２２】中和のために、グリッドやマッドなどのカ
ルシウムを多く含む廃棄物も利用が可能である。凝集効
率を高めるため、アルミニウム塩、鉄塩、マグネシウム
塩、カルシウム塩を更に追加したり、高分子凝集剤を添
加することは有効である。For the neutralization, calcium-rich wastes such as grids and muds can be used. It is effective to further add an aluminum salt, an iron salt, a magnesium salt, or a calcium salt, or to add a polymer flocculant, in order to increase the flocculation efficiency.

【００２３】酸により抽出された重金属を取り除く方法
としては、イオン交換樹脂による方法が一般的である。
金属キレート樹脂を使用する方法も考えられている。イ
オン交換膜や限外濾過膜による分離も考えられるが、溶
出有機物による閉塞が甚だしく、加圧のためのエネルギ
ー消費も大きいという欠点を有している。As a method for removing heavy metals extracted by an acid, a method using an ion exchange resin is generally used.
A method using a metal chelate resin is also considered. Although separation by an ion exchange membrane or an ultrafiltration membrane is also conceivable, it has a drawback that the occlusion by the eluted organic matter is severe and energy consumption for pressurization is large.

【００２４】イオン交換樹脂による方法では、定期的に
樹脂を再生して、吸着した重金属を溶出させる。これを
再度濃縮し処理できる形にしなければならない。凝集沈
殿法が一般的であり、上記の方法が利用できる。金属キ
レートを用いた場合でも、凝集剤で沈殿させるか、限外
濾過膜で捕集するなどの分離手段が必要となる。In the method using an ion exchange resin, the resin is periodically regenerated to elute the adsorbed heavy metal. It must be concentrated again and processed. The coagulation sedimentation method is generally used, and the above method can be used. Even when a metal chelate is used, separation means such as precipitation with a flocculant or collection with an ultrafiltration membrane is required.

【００２５】汚染物質がアルミニウムである場合、パル
プの酸による抽出は必ずしも必要ではないが、殆どの場
合重金属も随伴するので、上記の方法で処理されること
になる。蒸解廃液に移行したアルミニウムはやはり苛性
化工程のドレッグスから高い濃度で排出される。If the contaminant is aluminum, the extraction of the pulp with acid is not necessary, but in most cases it will also involve heavy metals and will be treated in the manner described above. Aluminum transferred to the cooking effluent is also discharged at a high concentration from the drains of the causticizing process.

【００２６】汚染物質が有機物である場合、これを化学
パルプ原料に使用すると、汚染物質の多くはリグニンや
その蒸解工程での分解生成物であるメタノール、有機酸
や、フェノール性物質、メルカプタンやジメチルジサル
ファイドなどの臭気物質に親和性が高いため、蒸解廃液
側に殆ど移行する。蒸解廃液に移行した有機汚染物質
は、回収ボイラーでの高温の燃焼工程で分解し二酸化炭
素など、より無害な物質となって大気に排出される。パ
ルプに移行する少量の汚染物質は許容濃度以下であれば
通常のパルプとして利用可能である。許容濃度を超える
場合は、熱水や溶媒による抽出などの分離工程を加える
必要がある。抽出液は回収ボイラーなどで燃焼する。When contaminants are organic substances, when they are used as raw materials for chemical pulp, most of the contaminants are lignin and methanol, organic acids, decomposition products in the digestion process, phenolic substances, mercaptan and dimethyl. Since it has a high affinity for odorous substances such as disulfide, it almost moves to the cooking waste liquid side. The organic pollutants transferred to the cooking effluent are decomposed in the high-temperature combustion process in the recovery boiler, turned into more harmless substances such as carbon dioxide, and discharged to the atmosphere. A small amount of contaminants transferred to the pulp can be used as ordinary pulp if the concentration is below the allowable concentration. If the concentration exceeds the allowable concentration, it is necessary to add a separation step such as extraction with hot water or a solvent. The extract is burned in a recovery boiler or the like.

【００２７】本発明による解決方法の２番目として、植
物を炭化する方法について説明する。これは、有機汚染
物質を蓄積した植物を炭化する事により、有機汚染物質
を分解し、同時に炭化物を与える方法を提供するもので
ある。As a second solution of the present invention, a method of carbonizing a plant will be described. This is to provide a method of carbonizing plants that have accumulated organic pollutants, thereby decomposing organic pollutants and simultaneously giving carbides.

【００２８】汚染物質が、有機物である場合、根から直
接植物体に取り込まれる量は多くはないことがある。ト
リクロルエチレンなど揮発性のものは揮散して空気中に
出たところで気孔から植物体内にとりこまれる。根圏に
存在する微生物の働きで、ＰＣＢを植物体に取り込ませ
ようという試みが行われており、塩素数の少ないものは
かなり吸収できるとされている。またサツマイモにはＰ
ＣＢやダイオキシンなどを吸収するものがあり土壌浄化
に利用する方法が開発されている。When the pollutant is an organic substance, the amount directly taken into the plant from the root may not be large. Volatile substances such as trichlorethylene volatilize and enter the plant through their stomata when they enter the air. Attempts have been made to incorporate PCBs into plants by the action of microorganisms present in the rhizosphere, and it is said that those with a low chlorine number can be considerably absorbed. The sweet potato has P
Some of them absorb CB, dioxin and the like, and methods for utilizing them for soil purification have been developed.

【００２９】このようにして取り込まれた汚染物質は、
植物体の中で分解されるものもあるが大部分は油脂など
と共に植物体に残留する。この物質は化学パルプ化工程
中で蒸解廃液に殆ど移行するため、回収ボイラーにて燃
焼することで分解することができる。パルプ化に適さな
い、枝葉や根、樹皮は、炭化して無害化する。出来た炭
化物は、排水の浄化に利用したり、土壌改良材として農
産物の生産に利用することが出来る。The contaminants thus taken in are:
Some are decomposed in plants, but most of them remain in plants together with oils and fats. Since this substance is mostly transferred to the cooking effluent during the chemical pulping process, it can be decomposed by burning it in a recovery boiler. Branches and leaves, roots and bark that are not suitable for pulping are carbonized and rendered harmless. The resulting carbides can be used for purification of wastewater, or as a soil conditioner for producing agricultural products.

【００３０】発明の第３として、汚染物質が金属の場
合、枝葉や根、樹皮部を粉砕して乾燥し、燃料として利
用する方法を説明する。アルカリ回収工程を有する化学
パルプ生産工程では、苛性化の石灰焼成キルンが化石燃
料を使用する工程である。ここにこの枝葉、根、樹皮の
粉砕物を燃料として供給することで、高いバイオマス比
率で化学パルプ化プラントを操業する事が可能となる。
苛性化工程の燃料とするメリットは、このことにより汚
染源の金属は苛性化工程を経て、蒸解廃液回収工程に入
り、最終的にドレッグス、マッド、グリッドなどの廃棄
物に濃縮され、環境を汚染することなく系外に取り出す
ことが出来ることである。As a third aspect of the present invention, a method will be described in which, when the pollutant is a metal, the branches, leaves, roots, and bark are crushed and dried to be used as fuel. In a chemical pulp production process having an alkali recovery process, a causticized lime burning kiln uses fossil fuel. By supplying the pulverized material of the branches, leaves, roots and bark as fuel, it becomes possible to operate a chemical pulping plant with a high biomass ratio.
The advantage of using it as a fuel in the causticizing process is that, as a result, the metal of the polluting source goes through the causticizing process, enters the digestion waste liquid recovery process, and is eventually concentrated into waste such as drains, muds, and grids, polluting the environment. It can be taken out of the system without the need.

【００３１】[0031]

【発明の実施の形態】本発明は、動植物に有害な物質で
汚染された土壌から、植物により汚染物質を吸収、蓄積
させ、さらにパルプ製造工程や炭化工程において植物体
からパルプや炭化物を製造しながら、効率的に汚染物質
を分解あるいは回収する方法を提供する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a method of absorbing and accumulating pollutants by plants from soil contaminated with substances harmful to animals and plants, and producing pulp and carbide from plants in a pulp production process and a carbonization process. And a method for efficiently decomposing or collecting pollutants.

【００３２】本発明における汚染物質とは、有機、無機
を問わず、動植物の生育に悪影響を及ぼす物資で、例え
ばカドミウム、鉛、クロム、水銀等の重金属や有機リ
ン、有機塩素化合物等の有機物の他、アルミニウムやマ
ンガン、亜鉛、銅といった生物の成育には必須だが、過
剰に存在すると悪影響を及ぼす物質も含まれる。The contaminants in the present invention are substances having a bad influence on the growth of animals and plants regardless of whether they are organic or inorganic, and include, for example, heavy metals such as cadmium, lead, chromium and mercury, and organic substances such as organic phosphorus and organic chlorine compounds. Other substances, such as aluminum, manganese, zinc, and copper, which are essential for the growth of living organisms, include substances that have an adverse effect if present in excess.

【００３３】本発明に用いる植物は、例えばニセアカシ
ア、ポプラ、ユーカリ、楮、松、ラジアータパイン、ダ
グラスファーや麻、サトウキビ、ケナフ、竹等のパルプ
適性を有する木本、草本植物が好ましいが、その他の植
物でも利用できる。The plants used in the present invention are preferably woody plants and herbaceous plants having pulp suitability, such as fake acacia, poplar, eucalyptus, mulberry, pine, radiata pine, Douglas fir, hemp, sugarcane, kenaf and bamboo. Also available for plants.

【００３４】上記汚染物質を含む土壌に、適当な植物の
種子あるいは苗を植え、必要に応じて施肥、病害防除の
薬剤散布等を行い、所定の期間栽培して汚染物質を植物
に吸収させる。栽培後、伐木もしくは刈り取り、樹木で
あればチップ化、草であれば裁断してパルプ化するのに
適当な大きさに処理する。Seeds or seedlings of an appropriate plant are planted on the soil containing the above contaminants, fertilized or sprayed with a drug for controlling diseases as necessary, and cultivated for a predetermined period to absorb the contaminants into the plants. After cultivation, it is cut or cut, and if it is a tree, it is processed into chips, and if it is grass, it is cut into pulp and processed to an appropriate size.

【００３５】汚染物質を含む木材チップや裁断した草か
ら、パルプ繊維を製造すると同時に汚染物質を分解ある
いは回収するためには、既存の化学パルプ製造装置や炭
化物製造装置を用いて処理すれば良い。酸性漂白装置が
付随した化学パルプ製造装置であれば、さらに効率良く
汚染物質を回収することが可能であり、中でもオゾン漂
白を用いると高い金属回収率を得ることができる。In order to produce pulp fibers from wood chips containing contaminants or cut grass and simultaneously decompose or recover the contaminants, the treatment may be carried out using existing chemical pulp production equipment or carbide production equipment. If it is a chemical pulp manufacturing apparatus with an acid bleaching apparatus, it is possible to collect pollutants more efficiently, and in particular, if ozone bleaching is used, a high metal recovery rate can be obtained.

【００３６】化学パルプ製造過程で排出される汚染物質
を含む処理液から汚染金属物質を濃縮、回収するための
凝集沈殿には、一般的に化学パルプ製造装置に付随して
いる凝集沈殿装置を用いればよい。For the coagulation and sedimentation for concentrating and recovering the contaminated metal substance from the treatment liquid containing the contaminant discharged in the chemical pulp production process, a coagulation and sedimentation apparatus generally attached to a chemical pulp production apparatus is used. I just need.

【００３７】[0037]

【実施例】本発明の具体例と効果を実施例に基づいて説
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。実施例は以下の手順に沿って遂行された。EXAMPLES Specific examples and effects of the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. The example was performed according to the following procedure.

【００３８】実施例１ 汚染指標物質として、硫酸マンガンを加えた培地にレッ
ドオーク（Quercus rubra）を、塩化アルミニウムを加
えた培地にユーカリ（Eucalyptus regnans）のそれぞれ
１年生苗を植え２年間栽培した。Example 1 Red oak (Quercus rubra) was added to a medium containing manganese sulfate as a pollution indicator, and eucalyptus (Eucalyptus regnans) was added to a medium containing aluminum chloride.

【００３９】栽培後それぞれの樹木を伐採し、材を枝
葉、幹、根に分け、幹は剥皮して、パルプ化用チップを
製造した。枝葉と樹皮、根はシュレッダーにて細片化し
た。After cultivation, each tree was cut down, the timber was divided into leaves, stems and roots, and the stems were peeled off to produce chips for pulping. Branches and leaves, bark and roots were shredded with a shredder.

【００４０】製造したチップを使い、オートクレーブで
苛性ソーダと硫化ソーダを加えて、常法によりクラフト
パルプを調製した。蒸解後、パルプと蒸解廃液に分離
し、パルプは温水で洗浄し、蒸解廃液はロータリーエバ
ポレーターで濃縮した。Using the chips thus produced, caustic soda and sodium sulfide were added in an autoclave to prepare kraft pulp by a conventional method. After cooking, the pulp was separated into pulp and cooking effluent, the pulp was washed with warm water, and the cooking effluent was concentrated using a rotary evaporator.

【００４１】原料各部及び、クラフトパルプ、蒸解廃
液、植栽前後の土壌について、マンガンとアルミニウム
の濃度をそれぞれ測定した。The concentrations of manganese and aluminum were measured for each part of the raw material, kraft pulp, cooking waste liquor, and soil before and after planting.

【００４２】クラフトパルプの乾燥重量１部に対して４
規定の塩酸水溶液を１０部加えて、５０℃に２時間保持
して酸処理した。処理後、遠心脱水機を用いてパルプと
廃液を分離した。4 parts per dry weight of kraft pulp
10 parts of a specified aqueous hydrochloric acid solution was added, and the mixture was kept at 50 ° C. for 2 hours to carry out acid treatment. After the treatment, the pulp and the waste liquid were separated using a centrifugal dehydrator.

【００４３】酸処理後のパルプ及び、廃液中のマンガン
とアルミニウム濃度を測定した。The manganese and aluminum concentrations in the pulp after the acid treatment and the waste liquid were measured.

【００４４】シュレッダーにて細片化した樹皮、枝葉、
根（以下木質残滓）を窒素を充填した炭化炉中で６００
℃、３時間炭化処理した。炭化処理で得られた炭と灰の
マンガンとアルミニウム濃度を測定した。Bark, branches and leaves shredded with a shredder
Root (hereinafter referred to as wood residue) is placed in a carbonization furnace filled with nitrogen for 600 minutes.
C. for 3 hours. The manganese and aluminum concentrations of the charcoal and ash obtained by the carbonization treatment were measured.

【００４５】濃縮した蒸解廃液を堝に入れ、電気炉中で
６００℃で４時間処理した。得られた燃焼残滓を粉砕し
て水に溶解し、可溶部のマンガンとアルミニウム濃度を
測定した。不溶部の燃焼残滓は濃塩酸を加えて溶解し、
マンガンとアルミニウム濃度を測定した。The concentrated cooking effluent was put into a tub and treated at 600 ° C. for 4 hours in an electric furnace. The obtained combustion residue was pulverized and dissolved in water, and the concentrations of manganese and aluminum in the soluble portion were measured. The combustion residue in the insoluble part is dissolved by adding concentrated hydrochloric acid,
Manganese and aluminum concentrations were measured.

【００４６】結果を表１、２及び３に示す。表１は、実
施時の各工程のマンガンまたはアルミニウムの濃度を示
す。表２は、表１をパルプ１ｋｇ当たりに換算した、物
質収支である。表３は、表１及び２から計算された指標
物質の回収率である。The results are shown in Tables 1, 2 and 3. Table 1 shows the concentration of manganese or aluminum in each step at the time of implementation. Table 2 is a material balance obtained by converting Table 1 per kg of pulp. Table 3 shows the recovery rates of the indicator substances calculated from Tables 1 and 2.

【００４７】[0047]

【表１】 [Table 1]

【００４８】[0048]

【表２】 [Table 2]

【００４９】[0049]

【表３】 「％」は重量百分率[Table 3] "%" Is weight percentage

【００５０】マンガンは効率的に植物に取り込まれ、蒸
解で廃液側に大部分移行し、パルプにはわずかの量が検
出されるのみで、これも続く酸処理によりパルプから殆
ど除去される。酸処理廃液に移行したマンガンは、凝集
処理により大部分沈殿中に移行している。植物に取り込
まれたアルミニウムは、蒸解で廃液側に大部分移行し、
パルプ中の濃度はそれほど高くない。酸処理によりパル
プから大部分が除去され、酸処理廃液に移行したアルミ
ニウムは、凝集処理により大部分沈殿中に移行してい
る。The manganese is efficiently taken up by the plants, migrates largely to the waste liquor side by digestion, and only a small amount is detected in the pulp, which is also substantially removed from the pulp by the subsequent acid treatment. Most of the manganese transferred to the acid treatment waste liquid has been transferred to the sediment by the coagulation treatment. Most of the aluminum taken into the plant is transferred to the waste liquid side by cooking,
The concentration in the pulp is not very high. Most of the aluminum removed from the pulp by the acid treatment and transferred to the acid-treated waste liquid is transferred to the sediment by the coagulation treatment.

【００５１】[0051]

【発明の効果】以上の結果より本発明により、金属によ
って汚染された土壌は安全な土壌に修復され、またこれ
らの汚染物濃度の低いパルプが生産され、炭化物に固定
出来ることが分かる。金属塩の一般的な挙動から、マン
ガンに限らず、鉛、水銀、クロム、銅、鉄、亜鉛、カド
ミウムなど殆どの金属に対して本発明の方法が有効であ
ることが明らかである。また、蒸解廃液回収ボイラーの
８００℃を超える高温の燃焼温度から、殆どの有機物汚
染物質が分解できることも明らかである。From the above results, it can be seen that the present invention allows the soil contaminated with metal to be restored to a safe soil, and that pulp having a low concentration of these contaminants be produced and fixed to char. From the general behavior of metal salts, it is clear that the method of the present invention is effective not only for manganese but also for most metals such as lead, mercury, chromium, copper, iron, zinc, and cadmium. It is also apparent that most of the organic pollutants can be decomposed from the high combustion temperature of the digestion waste liquid recovery boiler exceeding 800 ° C.

【００５２】炭化も重金属を固定する方法として有効な
ことは実施例により明らかである。得られた炭は金属精
錬に用いることで、外部に汚染を拡散することなく処理
することができる。クラフト工程の苛性化反応に必要な
石灰焼成炉の燃料として、汚染物を吸収した植物が利用
できることも、本発明の工程の流れから明らかである。The examples clearly show that carbonization is also effective as a method for fixing heavy metals. By using the obtained charcoal for metal refining, it can be treated without diffusing pollution to the outside. It is also clear from the flow of the process of the present invention that a plant that has absorbed contaminants can be used as a fuel for the lime burning furnace required for the causticization reaction in the kraft process.

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ２１Ｃ 3/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＥ 3/22 ３０３Ｚ ３０４Ｚ (72)発明者 中村 和廣 東京都千代田区丸の内３丁目４番２号三菱 製紙株式会社内 Ｆターム(参考） 4D004 AA41 AB03 AB06 AC07 CA17 CA26 CC20 4H012 JA00 4H015 AA01 AA12 AB01 BA12 BB10 CB01 4L055 AA03 AC06 BA20 BA29 BC03 FA20 Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification symbol FI Theme coat II (Reference) D21C 3/00 B09B 3/00 ZABE 3/22 303Z 304Z (72) Inventor Kazuhiro Nakamura Marunouchi 3-chome 4-4, Chiyoda-ku, Tokyo No. 2 Mitsubishi Paper Mills F-term (reference) 4D004 AA41 AB03 AB06 AC07 CA17 CA26 CC20 4H012 JA00 4H015 AA01 AA12 AB01 BA12 BB10 CB01 4L055 AA03 AC06 BA20 BA29 BC03 FA20

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 汚染物質の蓄積した土壌に汚染物質を吸
収し蓄積する植物を植栽し、栽培後その植物体を化学パ
ルプ原料として用い、化学パルプ製造工程にて汚染物質
を分離除去することを特徴とする土壌環境修復方法。1. A method of planting a plant that absorbs and accumulates pollutants in soil where the pollutants have accumulated, uses the plant as a raw material for chemical pulp after cultivation, and separates and removes pollutants in a chemical pulp manufacturing process. A method for restoring a soil environment, characterized in that: 【請求項２】 請求項１において化学パルプ原料がクラ
フトパルプ原料であり、化学パルプ製造工程がクラフト
パルプ製造工程である土壌環境修復方法。2. The method according to claim 1, wherein the chemical pulp raw material is a kraft pulp raw material, and the chemical pulp production process is a kraft pulp production process. 【請求項３】 汚染物質が金属である請求項１又は２に
記載の土壌環境修復方法。3. The method according to claim 1, wherein the pollutant is a metal. 【請求項４】 汚染物質が有機物である請求項１又は２
に記載の土壌環境修復方法。4. The method according to claim 1, wherein the contaminant is an organic substance.
3. The method for restoring a soil environment according to item 1. 【請求項５】 請求項３に記載の方法において、パルプ
化後の未漂白パルプを酸性処理に付し、その処理液をパ
ルプから分離して、凝集沈殿させることにより汚染物質
を分離除去する土壌環境修復方法。5. The method according to claim 3, wherein the unbleached pulp after pulping is subjected to an acidic treatment, and the treated liquid is separated from the pulp and subjected to coagulation sedimentation to separate and remove contaminants. Environmental restoration method. 【請求項６】 請求項５に記載の酸性処理が、ｐＨ３以
下で行われるオゾン漂白処理である土壌環境修復方法。6. A method for restoring a soil environment, wherein the acid treatment according to claim 5 is an ozone bleaching treatment performed at a pH of 3 or less. 【請求項７】 請求項５又は６に記載の凝集沈殿におい
て、同一パルプ製造におけるアルカリ回収工程からのド
レッグス、グリッド、マッドの少なくとも一つを加え、
ｐＨを５以上、９以下に調整することによる土壌環境修
復方法。7. The coagulation sediment according to claim 5, wherein at least one of drains, grid, and mud from the alkali recovery step in the same pulp production is added,
A method for restoring the soil environment by adjusting the pH to 5 or more and 9 or less. 【請求項８】 汚染物質の蓄積した土壌に汚染物質を吸
収し蓄積する植物を植栽し、栽培後その植物体を炭化す
ることにより汚染物質を分解又は炭化物に固定すること
を特徴とする土壌環境修復方法。8. A soil characterized by planting a plant that absorbs and accumulates pollutants in soil where pollutants have accumulated, and carbonizes the plant after cultivation to decompose or fix the pollutants to carbides. Environmental restoration method. 【請求項９】 汚染物質の蓄積した土壌に汚染物質を吸
収し蓄積する植物を植栽し、栽培後その植物体の全部ま
たは一部を粉砕し、アルカリ回収工程を有する化学パル
プ製造工程で用いられる石灰焼成炉に、燃料として使用
することを特徴とする土壌環境修復方法。9. A plant that absorbs and accumulates pollutants in soil where the pollutants have accumulated, is planted, and after cultivation, all or part of the plant is ground and used in a chemical pulp manufacturing process having an alkali recovery process. A method for remediating a soil environment, wherein the method is used as a fuel in a lime burning furnace to be used.