JP2003112161A - 珪化カルシウムを用いた6価クロムの低減方法 - Google Patents

珪化カルシウムを用いた6価クロムの低減方法

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JP2003112161A
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清一 星野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】環境中の溶出する可能性のある6価クロムの溶
出を低減する処理方法に関する。 【解決手段】 珪化カルシウムの粉粒体を環境中(特に
土壌中)に導入することによって、環境中の6価クロム
の溶出を効果的に低減可能な処理方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、6価クロムの低減
方法に関し、環境に含まれる6価クロムの低減方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、環境保全や環境浄化に関する社会
要請から、各種の産業分野で産業廃棄物等の処理やリサ
イクルが活発に進められており、産業廃棄物、下水汚
泥、生活廃棄物等の廃棄物の処理に当たっては、セメン
ト及びセメントを主成分とする固化材が多用されてい
る。しかし、処理土あるいはセメント及びセメント固化
材も、その使用環境によっては、微量の重金属成分が溶
出する可能性がある。特に6価クロムの溶出は環境上注
意が必要である。
【0003】そこで、6価クロムの溶出を低減する手段
が望まれるが、既に、いくつかの方法が提案されてい
る。例えば、特開平3−205331号公報では、第一
鉄、第一錫、第一バナジウム、第一銅等の塩の添加が、
また、特開昭48−83114号公報では、水溶性第一
鉄塩の添加が提案されている。かかる塩は6価クロムを
3価クロムに還元して不溶化する効果がある。しかし、
第一鉄以外の該重金属は毒性を有し、6価クロムを不溶
化できたとしても、新たな重金属の溶出が問題となる。
また、第一鉄塩は、水硬性材料からの初期の6価クロム
溶出に有効であるが、速やかに空気酸化されて還元作用
が失われるため、数時間以降の不溶化効果は期待できな
い。
【0004】一方、遅効性の還元性物質としては、高炉
スラグなどが知られているが、高炉スラグの還元効果
は、スラグが水和を開始するおよそ数日後以降から発現
することから、水和が開始される以前の早期に溶出する
6価クロムを効果的に低減することができない。また、
効果を発揮するには、比較的多くの量が必要である。
【0005】最近の知見によれば、特開平10−113
676においてシリコンを使用した汚染環境下の6価ク
ロムの処理方法が提案されている。しかしながら、シリ
コンはアルカリ条件下でないと十分な還元効果は得られ
ず、反応刺激材として塩基性物質、アルカリ金属塩、ア
ルカリ土類金属塩などを適宜選択する必要があった。ま
た、これらの反応刺激材の効果が低下してしまうと、未
反応のシリコンが残存した状態で還元効果も低下してし
まう欠点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は係る事情に鑑
みて、少量の添加で、早期から効果を発揮し、かつ持続
的に6価クロムを効果的に低減する方法を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】シリコンの還元効果は、
アルカリ環境下において溶出したシリコンが、酸化され
る過程で、周囲の6価クロムを還元するものである。こ
の反応により、導入したアルカリをすべて消費した後は
未反応のシリコンが残存した状態であっても効果を喪失
することになり、非効率的な上、長期に渡っての効果保
持が必要な環境では好ましいものとは言えない。本発明
者らは、水硬性組成物からの6価クロムの溶出を低減す
べく、シリコンの還元効果について鋭意検討を行った結
果、上記の課題を解決する方策として、少量の添加で、
持続的に6価クロムを効果的に低減できる6価クロム溶
出低減材を用いる方法を見出し、本発明の目的を達成し
た。
【0008】即ち、本発明は、(1)環境に含まれる6
価クロムを低減する方法において、該環境中に珪化カル
シウムを導入することを特徴とする6価クロムの低減方
法、(2)反応刺激材として塩基性物質、アルカリ金属
塩、アルカリ土類金属塩から選ばれる1種以上を更に環
境中に添加する環境中の6価クロムの低減方法、(3)
前記環境が土壌である6価クロムの低減方法、(4)珪
化カルシウムの粉粒体を含む6価クロム溶出低減材、で
ある。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳しく説明
する。本発明で用いる珪化カルシウムは、通常の金属シ
リコンと異なり、自ら溶出するカルシウムによりアルカ
リ環境が保たれるため、還元効果が持続する。このた
め、通常のシリコンに比べ、長期間持続的に6価クロム
の低減に効果を発揮する。従って、シリコンと同時に加
えたアルカリの効果が低減しても還元効果を保持するこ
とが可能であり、長期間に効果を発揮することができ
る。
【0010】本発明で用いる珪化カルシウムは特に高純
度である必要はなく、多少不純物を含有するものでもか
まわない。その形態は、結晶、無定形でもどちらでも良
い。工業製品では、カルシウムシリコンに珪化カルシウ
ムが含まれており、有効である。また、珪化カルシウム
は特に形状を問わないが、反応性を考慮すれば粉粒体と
して用いるのが好ましい。珪化カルシウムの粒径は1μ
m以上小さくする場合や5mm以上大きくする場合は粉
砕や粒成長のために大掛かりな設備を必要とするため好
ましくない。製造上の効率を考慮して1μm〜5mmの
範囲が妥当であるが、珪化カルシウムについて、特に迅
速な反応性を必要としない場合、徐々に効果を発揮させ
る用途の場合は粒径を問わない。
【0011】珪化カルシウムの環境への導入量は、還元
が必要な6価クロムの量に依存しており、おおよそ6価
クロム重量の10倍から1000倍が好適である。
【0012】本発明の珪化カルシウムは、種々の方法を
用いて6価クロムに汚染された環境に導入することが出
来る。例えば、汚染土壌に珪化カルシウムを散布して混
ぜ合わせる方法や、珪化カルシウムの懸濁液をポンプに
て汚染土壌中に供給する方法などが挙げられる。これら
の導入方法により、本発明が何ら制限されるものではな
い。
【0013】本発明の方法においては、珪化カルシウム
を、塩基性物質、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩
から選ばれる1種以上と併せて環境に添加することが有
用である。これらは珪化カルシウムの溶解を促進し、ご
く初期から6価クロム低減効果を発揮させることができ
る。塩基性物質としては、例えばセメント、消石灰、生
石灰などが挙げられる。
【0014】本発明の方法においては、珪化カルシウム
をセメントと混合して使用することによって、珪化カル
シウムとセメントの混合物を、6価クロム低減性能に優
れ、かつ軟弱地盤などの固化性能を有する固化材として
有効に使用することができる。セメントとしては、普通
セメントなどのポルトランドセメント、ジェットセメン
ト、白色セメント、混合セメント、ビーライトセメン
ト、アルミナセメント又はエコセメント等が挙げられ
る。このうちエコセメントは都市ゴミ焼却灰、下水汚泥
焼却灰などの廃棄物の1種以上を原料とする焼成物であ
って、カルシウムクロロアルミネート、カルシウムフル
オロアルミネート、カルシウムアルミネートの1種以上
を10〜40質量%及びカルシウムシリケートを含む焼
成物と石膏とを含むセメントである。
【0015】本発明においては、適切な粒度の珪化カル
シウムを含む6価クロム溶出低減材を用意しておき、そ
れを目的とする環境に導入するのがよい。この際、塩基
性物質、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩を6価ク
ロム溶出低減材中に混合しておいてもよい。混合方法
は、あらかじめ粉体混合したプレミックスしたものを用
いても、現場で混合しても良い。また、スラリー状に混
合して使用することも可能である。
【0016】なお、本発明の効果を損なわない範囲で、
各種無機塩(例えば石膏類、アルカリ炭酸塩、炭酸カル
シウムなど)、スラグ、フライアッシュ及びシリカヒュ
ーム等の無機混和材料、増粘剤、減水剤、高分子ポリマ
ーなどを併せて環境中に添加しても差し支えない。
【0017】本発明において珪化カルシウムを導入する
対象となる環境に特に制限はないが、6価クロム溶出の
可能性がある地盤や土壌を対象とするのが特に効果的で
ある。
【0018】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。な
お、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 (実施例1)6価クロム含有量を100mg/lに調整
した重クロム酸カリウム溶液100mlに、消石灰を適
量添加し、pHを12に調整した水溶液に珪化カルシウム
(高純度化学社製試薬:純度99%、粒径約75〜15
0μm)を0.5g添加した。この溶液についてpHの
変動を測定し、更に材齢1日後、3日後、及び7日後の
上澄み液については、6価クロムイオン濃度をJISK
0102により定量した(実施例1)の金属シリコン
(関東化学製試薬:純度4N,粒径約75〜150μ
m)の試薬を使用して、同様に試験を行い比較した(比
較例1)。表1に結果を示す。
【0019】
【表1】
【0020】珪化カルシウムを使用した実施例1では、
反応によりアルカリが消費されても、自らのカルシウム
の溶出によりpHが高い状態を回復し、6価クロムを還
元する効果を維持できることが判明した。これに対し、
比較例1では、材齢3日以降はpHが低下し、それに伴
い6価クロム濃度は低減しなくなった。
【0021】(実施例2)次に、表2に特性を示した関
東ローム(以下対象土という)200gに、6価クロム
含有量を95mg/kgに調整したセメント30gと、実施例
1と同様の珪化カルシウム0.5gを添加し、良く混練
した。これをφ30×60mmのプラスチック製の容器
に充填し、20℃で養生して供試体を得た。この供試体
について環境省告示第46号「土壌の汚染に係る環境基
準について」に準拠して、材齢7日及び 材齢28日に
おける6価クロム溶出試験を行った。なお、溶出試験の
前処理として、供試体は解砕した状態で40℃で24時
間乾燥を施し、目開き2mmの篩を通過させた。結果を
表3に示した。比較例として、比較例1と同様の試薬の
金属シリコンを使用した場合(比較例2)、無添加の場
合(比較例3)を併せて示した。
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】表3からわかるように、珪化カルシウムを
使用した例では、早期から6価クロムの低減効果が高
く、材齢28日において、環境基準を下回る十分低い値
が得られた。これに対し、金属シリコンを用いた比較例
2では6価クロムの溶出低減効果が十分ではなかった。
【0025】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明の6価クロ
ムの低減方法によれば、少量の珪化カルシウムの添加に
よって、環境中の6価クロムの溶出を効果的に低減する
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2E191 BA02 BB01 BC01 BD11 4D004 AA41 AB03 CA15 CA35 CA37 CC11 CC12 CC13 4D050 AA12 AB54 BA04 BD03 CA13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 環境に含まれる6価クロムを低減する方
    法において、該環境中に珪化カルシウムを導入すること
    を特徴とする6価クロムの低減方法。
  2. 【請求項2】 塩基性物質、アルカリ金属塩、アルカリ
    土類金属塩から選ばれる1種以上を更に前記環境中に添
    加する請求項1記載の6価クロムの低減方法。
  3. 【請求項3】 前記環境が土壌である請求項1又は請求
    項2記載の6価クロムの低減方法。
  4. 【請求項4】 珪化カルシウムの粉粒体を含む6価クロ
    ム溶出低減材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL442557A1 (pl) * 2022-10-18 2024-04-22 Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Sposób oczyszczania kwaśnych wód gruntowych z toksycznych związków chromu

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PL442557A1 (pl) * 2022-10-18 2024-04-22 Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Sposób oczyszczania kwaśnych wód gruntowych z toksycznych związków chromu

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