JP6434255B2 - Extraction method of harmful heavy metals in soil - Google Patents
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Description
本発明はオンサイト向け土壌洗浄工法としての土壌中の有害重金属類の抽出方法に関するものである。 The present invention relates to a method for extracting harmful heavy metals from soil as an on-site soil cleaning method.
オンサイトで有害重金属類を含む土壌を浄化する手法の一つとして土壌洗浄工法があり、これには汚染土壌を機械的に洗浄のうえ篩い分け、有害重金属が主に吸着・濃縮している細粒分を分離・除去する分級洗浄法と、薬剤を含み有害重金属が溶出可能な洗浄液で洗いすすぐことで、有害重金属を抽出・除去する化学的抽出法がある。 One of the on-site methods for cleaning soil containing toxic heavy metals is a soil cleaning method, in which contaminated soil is mechanically cleaned and sieved, and toxic heavy metals are mainly adsorbed and concentrated. There are classified cleaning methods that separate and remove particles, and chemical extraction methods that extract and remove harmful heavy metals by rinsing with a cleaning solution that contains chemicals and can elute harmful heavy metals.
下記特許文献は化学的抽出法の一例を示すもので、所定区域を、浄化処理すべき汚染土壌の量、浄化処理施設Fの処理能力に応じることができるように、適切な大きさに画成するための区画壁を打設する。 The following patent document shows an example of a chemical extraction method, and a predetermined area is defined to have an appropriate size so that it can correspond to the amount of contaminated soil to be purified and the treatment capacity of the purification treatment facility F. A partition wall is set up for this purpose.
次に、汚染物質の横方向及び縦方向の濃度分布に適合するように所望数及び所望深度に設定した洗浄液注入孔を掘削し、該洗浄液注入孔6の地上の開口部近傍に配置した洗浄液タンクから洗浄液を注入する。 Next, cleaning liquid injection holes set to a desired number and a desired depth so as to conform to the horizontal and vertical concentration distributions of the contaminants are excavated, and the cleaning liquid tank is disposed near the opening on the ground of the cleaning liquid injection holes 6. Inject the cleaning solution.
洗浄液の注入後、洗浄液が汚染土壌9から汚染物質を溶出するに必要な一定時間そのまま放置し、経時的変化を観察して浄化処理施設に向け搬送可能な程度になった段階で所定量の前処理済み土壌を掘削し、画成区分ごとに順次同様の動作を繰り返し実施する。
この特許文献1では、図7に示すように、前処理済み土壌12を処理する浄化処理施設F内の土壌洗浄システムとして、処理を施された前処理済み土壌12は、いずれも汚染物質が溶出し易い状態浄化処理施設Fに搬入され、環境基準を満足する程度までに洗浄される。
In this
まず、前記ステップ15又はステップ18にて汚染区域Bの画成区分から掘削された前処理済み土壌12を、ダンプカー等の運搬車両にて浄化処理施設Fまで運搬(ステップ19)する。
First, the pretreated
浄化処理施設F内の工程については、まず該前処理済み土壌12と洗浄液11の混合物を振動フルイ分け等の分級装置16に投入して粗粒分と細粒分を分級(ステップ20)したうえで、該粗粒分及び細粒分の一部を例えばドラム式洗浄装置17にて洗浄溶液によりさらに洗浄(ステップ21)し、細粒分の残りは場外に最終的に処分(ステップ22)される。
Regarding the process in the purification treatment facility F, first, the mixture of the pretreated
ステップ21を経て環境基準を満足する程度にまで汚染物質の濃度が低下した粗粒分及び細粒分の一部は、浄化処理の一連の工程で汚染物質の可溶性が高まっており、このままでは埋め戻し等の再利用に供することができないので、ドラム式洗浄装置18にて不溶化処理を最後に施す(ステップ23)。
Part of the coarse particles and fine particles whose concentration has been reduced to a level that satisfies the environmental standards through
ここで、ドラム式洗浄装置17からの排出洗浄溶液とドラム式洗浄装置18からの排出不溶化溶液は、回収して一旦貯留水槽19に貯留された後、各々の洗浄溶液処理設備20、不溶化溶液処理設備21に於いて処理(ステップ24)され、再利用が図られることとなる。
Here, the discharged cleaning solution from the drum
また、該再利用した後の廃液は、前記分級装置16から回収された原位置による前処理で使用された洗浄液と併せて水処理設備22にて汚染物質を分離する処理(ステップ25)が行われ、汚染物質を含む汚泥は定められた方法により適正に処分(ステップ26)すると共に、処理された排水は下水道等に放流(ステップ27)される。
In addition, the waste liquid after reuse is subjected to a process (step 25) for separating contaminants in the
一方、前記ドラム式洗浄装置18に於いて不溶化処理された粗粒分及び細粒分の一部は、最終処理済み土壌13として回収し元の汚染区域に運搬して埋め戻すなどの再利用(ステップ28)が図られる。
On the other hand, the coarse particles and a part of the fine particles insolubilized in the drum
なお、下記特許文献は透水性袋体に泥土等を入れるだけの非常に簡便な方法であるので、従来例と比べて処理効率が著しく高く、かつ施工コストも著しく低いという利点があるとして提案されたものであり、粒子に付着する性質を示す有害物質を含む汚染泥土または汚染泥水を、ポンプ等を使用して透水性袋体内に圧入等により入れるとともに、この袋体内容物のうち、水分を袋体外に透過させて脱水するとともに、泥土または泥水中の粒子およびこれに付着した有害物質を袋体内に残留させて、有害物質を袋体5内に封じ込めるようにするものである。
特許文献2では、泥土類は浚渫船によって取り出され、圧送ホースを介して予め岸辺に設けた処理ピットに供給され、一時的に貯留される。続いて、処理ピット内に沈殿した有害物質含有泥土類は注入ポンプによって吸引・圧送され、注入管を介して透水性袋体内に順次注入される。
In
これにより、水分だけが袋体外に透過排出され、有害物質は土粒子等に付着しているので、それら粒子とともに袋体内に残留し、袋体内に封じ込められる。 Thereby, only moisture is permeated and discharged out of the bag body, and harmful substances are attached to the soil particles and the like, so they remain in the bag body together with these particles and are contained in the bag body.
また、大型土のうが固液分離を目的とする容器として用いられる例としては、下記特許文献の泥土の脱水を促進する袋詰脱水法がある。
特許文献3は、粘土の袋詰脱水方法、特に高含水比状態の粘土を透水性の袋に入れて速やかに脱水せしめるための方法に関するものであり、水分のみを透過せしめる不織布材から成る脱水用シートを袋状に成形して構成されるヘドロ処理用袋にヘドロを投入した後、該袋の口を縛り、ヘドロが入った当該袋を放置する場合に各袋の間に袋に沿った細長い透水層を介在せしめる。
前記分級洗浄法では、物理的に汚染土壌を粒度毎に分級する必要があるため、スクリーン、ベルトフィーダー、サイクロンユニット等の機械設備を多く設置することによる機械設置に伴う処理コストの高騰と、機械設備の占有面積が広大になることによって、狭隘な土地での適用に著しい制限を受ける場合が多く、オンサイトでの適用性が限定的となる。 In the classification cleaning method, it is necessary to physically classify the contaminated soil for each particle size, so that the increase in processing costs associated with the installation of the machine by installing a large number of machine equipment such as screens, belt feeders, cyclone units, etc. Due to the large area occupied by the equipment, there are many cases where there are significant restrictions on the application in narrow land, and the on-site applicability is limited.
また、化学的抽出法として示した特許文献1の例では、浸漬処理(クエン酸で化学的に抽出)の後段で、原理的には分級洗浄法と同様の機械構成が要求されており、具体的に示すとドラム式洗浄装置(分級洗浄法のサイクロンユニットに相当)、粗粒分と細粒分を分離するための分級装置が必要で、スケールダウンできたとは言え未だオンサイトでの適用性に制約を残すものであった。
Further, in the example of
また、特許文献2においては、ポンプ等を使用して透水性袋体内に圧入するもので、土のうに隔離した汚染泥土の圧密脱水の過程で、土壌吸着性のある環境汚染物質が土のう内に封じ込められることを開示しているが、これでは有害物質を選択的に土のうの外に移行させることはできない。
Moreover, in
さらに、特許文献3では、土のうに隔離した汚染泥土の圧密脱水の過程で、土壌吸着性のある環境汚染物質が土のう内に封じ込められることを開示しているが、有害重金属類の洗浄についてはなんら考慮されていない。
Further,
しかし、特許文献3では、土のうは圧密脱水と篩い分けによる効果のみ開示し、有害重金属類の洗浄を行う間の土壌保持容器としての効用は示していない。
However,
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、土のうを有害重金属類の洗浄を行う間の土壌保持容器として用いることで、分級工程でオンサイト適用性に制約をもたらす前記のような機械装置を用いず、洗浄槽への浸漬容器を兼ねた大型土のうによる汚染土壌保持により、洗浄後の分級工程をも簡易化することができる土壌中の有害重金属類の抽出方法を提供することにある。 The object of the present invention is to eliminate the inconvenience of the conventional example, and to use a sandbag as a soil holding container during washing of toxic heavy metals, thereby limiting the on-site applicability in the classification process. An object of the present invention is to provide a method for extracting harmful heavy metals in soil that can simplify the classification process after washing by holding contaminated soil with a large sandbag that also serves as an immersion container in a washing tank.
前記目的を達成するため請求項1記載の本発明は、(1)透水性材料で形成された土のうに有害重金属類を含む汚染土壌を入れ、(2)汚染土壌から有害重金属類を抽出可能な洗浄液を入れた槽内に前記汚染土壌を入れた土のうを一定時間浸漬させて洗浄し、有害重金属類を汚染土壌から化学的に抽出・除去し、(3)洗浄済の元汚染土壌が土のうから流出することなく土のう内に残ることにより、結果的に固液分離が特段の機械設備なしで実現することを(1)透水性材料で形成された土のうに有害重金属類を含む汚染土壌を入れ、(2)汚染土壌から有害重金属類を抽出可能な洗浄液を入れた槽内に前記汚染土壌を入れた土のうを一定時間浸漬させて洗浄し、また、土のうに透水管を挿入し、土壌中心部から洗浄水を吸い出して還流させ、これらにより、有害重金属類を汚染土壌から化学的に抽出・除去し、(3)洗浄済の元汚染土壌が土のうから流出することなく土のう内に残ることにより、結果的に固液分離が特段の機械設備なしで実現する
ことを要旨とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention according to
請求項1記載の本発明によれば、土のうを有害重金属類の洗浄を行う間の土壌保持容器として用いることで、洗浄中の土壌保持および洗浄後の固液分離を水切り性能を有する土のうだけで行なうので、従来必要であった機械設備を用いる必要がなくなり、オンサイトでの適用性が拡大する。 According to the first aspect of the present invention, by using a sandbag as a soil holding container during washing of toxic heavy metals, soil holding during washing and solid-liquid separation after washing can be performed only by sandbags having drainage performance. As a result, it is no longer necessary to use mechanical equipment that was necessary in the past, and the on-site applicability is expanded.
また、土のうに透水管を挿入し、土壌中心部から洗浄水を吸い出して還流させることで、添加剤によらないで水みちを形成することができる。 Moreover, a water channel can be formed without using an additive by inserting a water-permeable tube into the soil, sucking out the washing water from the soil center and refluxing it.
請求項2記載の本発明は、一定時間浸漬させた後、水道水または界面活性剤等を投入した水によってすすぎ洗いを行って、土のうに残留した洗浄液を除去することを要旨とするものである。
The gist of the present invention described in
請求項2記載の本発明によれば、水道水または界面活性剤等を投入した水によってすすぎ洗いを行って、土嚢に残留した洗浄液を除去するが、このとき、汚染土壌が水切り性能を有する土のうに保持されているので、処理土の浸漬・すすぎ洗いを完了すると、結果的に機械設備なくとも固液分離が図られる。 According to the second aspect of the present invention, the washing liquid remaining in the sandbag is removed by rinsing with tap water or water charged with a surfactant or the like. At this time, the soil soil in which the contaminated soil has drainage performance is removed. Therefore, when immersion and rinsing of the treated soil are completed, solid-liquid separation can be achieved even without mechanical equipment.
請求項3記載の本発明は、土のうは容量1m3程度の大型土のうであることを要旨とするものである。
The gist of the present invention described in
請求項3記載の本発明によれば、大型土のうを使用することで効率的に行うことができる。
According to this invention of
請求項4記載の本発明は、洗浄液はキレート剤もしくは重金属類を溶解・抽出可能な塩酸、硫酸、酢酸等の酸抽出液を用いることを要旨とするものである。
The gist of the present invention described in
請求項4記載の本発明によれば、キレート剤は重金属イオンと非常に安定なキレート錯体を形成することが知られており、この高い重金属類の抽出作用を利用することができる。また、キレート剤にかわり、重金属類を溶解・抽出可能な塩酸、硫酸、酢酸等の酸抽出液を用いることもできる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is known that the chelating agent forms a very stable chelate complex with heavy metal ions, and this high heavy metal extraction effect can be utilized. In place of the chelating agent, an acid extract such as hydrochloric acid, sulfuric acid or acetic acid capable of dissolving and extracting heavy metals can also be used.
以上述べたように本発明の土壌中の有害重金属類の抽出方法は、土のうを有害重金属類の洗浄を行う間の土壌保持容器として用いることで、分級工程でオンサイト適用性に制約をもたらす前記のような機械装置を用いず、洗浄槽への浸漬容器を兼ねた大型土のうによる汚染土壌保持により、洗浄後の分級工程をも簡易化することができるものである。 As described above, the method for extracting harmful heavy metals in soil according to the present invention uses the sandbag as a soil holding container during washing of harmful heavy metals, thereby limiting the on-site applicability in the classification process. The classification process after washing can be simplified by holding contaminated soil with a large sandbag that also serves as an immersion container in the washing tank without using such a mechanical device.
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の土壌中の有害重金属類の抽出方法の1実施形態を示す説明図で、図中1は透水性材料で形成された容量1m3程度の大型土のう、2は洗浄液4を入れた槽である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the method for extracting harmful heavy metals in soil according to the present invention. In the figure, 1 is a large soil bag made of a water permeable material and having a capacity of about 1 m 3 , and 2 is a cleaning
まず、土のう1に有害重金属類を含む汚染土壌3を入れる。
First, the contaminated
汚染土壌から有害重金属類を抽出可能な洗浄液4を入れた槽2を用意する。この槽2の大きさは容量1m3程度の大型土のうが入る程度のものでよい。
A
前記汚染土壌3を入れた土のう1を槽2に入れ、洗浄液4に一定時間浸漬させて洗浄し、有害重金属を汚染土壌から化学的に抽出・除去する。
The
洗浄液4は汚染土壌から有害重金属類を抽出可能なもので、キレート剤もしくは重金属類を溶解・抽出可能な塩酸、硫酸、酢酸等の酸抽出液である。
The cleaning
このようにして有害重金属類を汚染土壌3から化学的に洗浄液に移行させ抽出・除去させた後、水道水または界面活性剤等を投入したすすぎ水5によってすすぎ洗いを行って、土嚢に残留した洗浄液を除去する。
In this way, the hazardous heavy metals are chemically transferred from the contaminated
このとき、汚染土壌が水切り性能を有する土のうに保持されているので、処理土の浸漬・すすぎ洗いを完了すると、結果的に機械設備なくとも固液分離が図られる。 At this time, since the contaminated soil is held in a sandbag having drainage performance, solid-liquid separation can be achieved without mechanical equipment as a result of completion of immersion and rinsing of the treated soil.
本発明では、水切り性能を有する土のうに保持した状態で、浸漬洗浄とすすぎを確実に実施できることが課題となる。そこで浸漬洗浄とすすぎの比較的困難な、間隙の少ない土壌(粘性土等)を対象とする時には、汚染土壌にあらかじめ高分子膨張剤(例えばポリアクリル酸ナトリウム等の高吸収性高分子等)や間隙率の大きな粗粒分(軽量コンクリート破砕物等)を添加し、洗浄液の浸漬における水みちを人為的に形成することを行う。 In this invention, it becomes a subject that immersion washing | cleaning and a rinse can be implemented reliably in the state hold | maintained in the soilbag which has draining performance. Therefore, when targeting soils with low gaps (such as viscous soils) that are relatively difficult to wash and rinse, a polymer swelling agent (such as a superabsorbent polymer such as sodium polyacrylate) Coarse grains with a large porosity (lightweight concrete crushed material, etc.) are added to artificially form a water channel in the immersion of the cleaning liquid.
なお、汚染土壌を洗浄処理すると土壌の圧密や均一化で見掛けの体積が減少し、原位置に埋め戻すには客土による増量が必要となることがある。その場合は、これら添加剤で体積を増量することができる。 In addition, when the contaminated soil is washed, the apparent volume decreases due to the compaction and homogenization of the soil, and an increase in the amount of soil from the soil may be required to refill the original position. In that case, the volume can be increased with these additives.
図2は本発明の他の実施形態を示すもので、添加剤によらない水みちの形成方法としては、土のう1に透水管6を挿入し、土壌中心部から洗浄水を吸い出してポンプ7で還流させる方法もある。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. As a method of forming a water channel without using an additive, a water permeable tube 6 is inserted into a
前記槽2による土のう1の洗浄は、ただ浸漬させる場合の他、攪拌を加えることにしてもよく、攪拌も手攪拌、機械攪拌が可能である。
Washing of the
以下に本発明の効果を確認する実験について説明する。
狭降かつ処理土量の比較的少ないサイトにおいて適用可能な、簡易的な設備で実施可能な重金属類汚染土壌のオンサイト処理工法として、キレート剤を用いた抽出処理工法を検討した。
An experiment for confirming the effect of the present invention will be described below.
The extraction treatment method using a chelating agent was examined as an on-site treatment method for heavy metal-contaminated soils that can be applied with simple equipment, which can be applied at sites with narrow rainfall and a relatively small amount of treated soil.
キレート剤は重金属イオンと非常に安定なキレート錯体を形成することが知られており、この高い重金属類の抽出作用を利用し、土壌浄化へ応用する。 Chelating agents are known to form very stable chelate complexes with heavy metal ions, and are applied to soil remediation using this high extraction effect of heavy metals.
(実験に供する土壌の性状)
室内実験で使用した鉛実汚染土(土壌A,B)の性状を下記表1に示す。土壌A、Bは同サイト内の近傍で採取したものであり、土壌は有姿状態で5mmのふるいを通過した土壌を用いた。代表試料として、土壌Aの粒径加積曲線を図3に示す。
Table 1 shows the properties of lead-contaminated soil (soil A and B) used in the laboratory experiments. Soil A and B were collected in the vicinity of the same site, and the soil that was passed through a 5 mm sieve in a solid state was used. As a representative sample, the particle size accumulation curve of soil A is shown in FIG.
土質区分としては、シルト・粘土の細粒分が約10%未満の砂質土であり、通常の土壌洗浄を行う場合に適する性状であった。 As the soil classification, sandy soil with a silt / clay fine particle content of less than about 10% was suitable for normal soil washing.
試薬の調整鉛の抽出に使用するキレート剤としてEDTAを使用した。試薬としてEDTA・4Naを用い、土壌A中の鉛含有量(環告19号の値)に対して、モル比としてPb:EDTA=1:10となる濃度(0.00844mol/L)に調製した。土壌Bに対して使用する場合のキレート洗浄液もモル比としてPb:EDTA=1:10となる濃度(0.0049mol/L)に調製した。なお、室内実験に供した水は全て水道水を使用した。 Reagent preparation EDTA was used as a chelating agent used for lead extraction. Using EDTA · 4Na as a reagent, it was adjusted to a concentration of Pb: EDTA = 1: 10 (0.00844 mol / L) with respect to the lead content in soil A (value of Circular 19). The chelate washing solution when used for soil B was also prepared to a concentration (0.0049 mol / L) at a molar ratio of Pb: EDTA = 1: 10. In addition, tap water was used for all the water used for the laboratory experiment.
(実験方法)
室内実験における抽出条件は、実際の工事に適用した場合における抽出操作をイメージした方法で行った。具体的には、抽出方法(1):浸漬法、抽出方法(2):手撹拌、および抽出方法(3):機械撹拌の3種類を設定した。抽出方法(1)は土嚢等に汚染土壌を入れて、その土嚢をEDTA抽出液の入った水槽に投入して浸漬するイメージ、抽出方法(2)は水槽に入れたEDTA抽出液に土壌を投入し、バックホウで撹拌するイメージである。抽出方法(3)は理想的な撹拌を行った場合の最大抽出効果を把握するために行う抽出イメージである。なお、抽出方法(3)では、EDTA抽出液を使用した場合とEDTA抽出液を入れない場合(水道水のみ、コントロールとして使用)の2つについて実施した。以下に各抽出方法毎の抽出操作の詳細を記述する。
(experimental method)
The extraction conditions in the laboratory experiment were performed in a way that imaged the extraction operation when applied to actual construction. Specifically, three types of extraction method (1): dipping method, extraction method (2): manual stirring, and extraction method (3): mechanical stirring were set. Extraction method (1) puts contaminated soil in a sandbag, puts the sandbag into a tank containing EDTA extract and immerses it, Extraction method (2) puts soil in the EDTA extract in the tank This is an image of stirring with a backhoe. The extraction method (3) is an extraction image performed in order to grasp the maximum extraction effect when ideal stirring is performed. In addition, in extraction method (3), it implemented about the case where EDTA extract was used and the case where EDTA extract was not put (only tap water was used as control). Details of the extraction operation for each extraction method are described below.
1)抽出方法(浸漬法)
土壌と抽出液の比が1:2となる様に、EDTA抽出液400mLを入れたビーカーに、土壌A(200g)を入れたメッシュ袋(目開き1mm程度)を入れ、塒間および24時間浸漬させる2ケースを実施した。浸漬時間経過後に土壌をメッシュ袋ごと取り出した。取り出したメッシュ袋中の土壌を、水400mLを入れたビーカーに入れてすすぎ洗いを行った(30分間浸漬)。図4に操作フローを示す。
1) Extraction method (dipping method)
Place a mesh bag (with an opening of about 1 mm) containing soil A (200 g) in a beaker containing 400 mL of EDTA extract so that the ratio of soil to extract is 1: 2, and soak for 24 hours. Two cases were carried out. After the immersion time, the soil was taken out together with the mesh bag. The soil in the removed mesh bag was put into a beaker containing 400 mL of water and rinsed (immersion for 30 minutes). FIG. 4 shows an operation flow.
2)抽出方法(手撹拌)
土壌と抽出液の比が1:2となる様に、EDTA抽出液400mLを入れたビーカーに、土壌A(200g)を入れ、薬さじで5回及び10回撹拌させる2ケースを実施した。撹押後に30分間静置した後、EDTA抽出液から土壌を取り出した。取り出した土壌は、水400mLを入れたビーカーに入れ、EDTA抽出液における撹神と同様の操作及び回数で攪拌し、すすぎ洗いを行った。図5に操作フローを示す。
2) Extraction method (hand stirring)
Two cases were carried out in which soil A (200 g) was placed in a beaker containing 400 mL of EDTA extract and stirred 5 times and 10 times with a spoonful so that the ratio of soil to extract was 1: 2. After stirring for 30 minutes, the soil was taken out from the EDTA extract. The taken-out soil was put into a beaker containing 400 mL of water, and was agitated by the same operation and frequency as the stirring in the EDTA extract and rinsed. FIG. 5 shows an operation flow.
3)抽出方法(機械撹拌)
土壌と抽出液の比が1:2となる様に、EDTA抽出液400mLを入れたビーカーに、土壌A(200g)を入れ、撹拌機(200rpm)で4時間及び24時間撹拌させる2ケースを実施した。撹拌後に30分間静置した後、EDTA抽出液から土壌を取り出した。取り出した土壌は、水400mLを入れたビーカーに入れ、ビーカーを少々ゆすって土壌の全体を水になじませながらすすぎ洗いを行った。なお、コントロールとして、EDTA抽出液を使用しないケース(抽出液は水道水のみ)についても、同様の手順で行った。図6に操作フローを示す。
3) Extraction method (mechanical stirring)
Implement 2 cases where soil A (200g) is put into a beaker containing 400mL of EDTA extract and stirred with a stirrer (200rpm) for 4 hours and 24 hours so that the ratio of soil to extract is 1: 2. did. After stirring for 30 minutes, the soil was taken out from the EDTA extract. The removed soil was placed in a beaker containing 400 mL of water, and rinsed while shaking the beaker a little to allow the entire soil to adjust to the water. As a control, the same procedure was used for the case where no EDTA extract was used (the extract was tap water only). FIG. 6 shows an operation flow.
(実験結果)
土壌A実験結果
下記表2に上記抽出方法毎のEDTA抽出処理後土壌Aの鉛含有量および溶出量結果を示す。抽出方法(1)の浸漬では、4時間、24時間後の抽出率がそれぞれ20、32%であった。抽出方法(2)の手撹拌では、5回撹拌では抽出効果は殆ど認められず、10回撹拌で抽出率は27%であった。抽出方法(3)の機械撹拌では、4時間、24時間の機械撹押後の抽出率がそれぞれ27、20%であった。抽出後鉛溶出量は、抽出方法(1)では、4時間、24時間後でそれぞれ0.18、0.097mg/L、抽出方法2では5回、10回撹押後でそれぞれ0.075、0.085mg/L、抽出方法3では、4時間後、24時間後でそれぞれ0.074、0.082mg/Lとなり、抽出処理前の鉛溶出量に対し74〜180倍超過する結果となった。
Soil A Experimental Results Table 2 below shows the lead content and elution amount results of soil A after EDTA extraction treatment for each extraction method. In the immersion of the extraction method (1), the extraction rates after 4 hours and 24 hours were 20 and 32%, respectively. In the manual stirring of the extraction method (2), almost no extraction effect was observed with 5 stirrings, and the extraction rate was 27% after 10 stirrings. In the mechanical stirring of the extraction method (3), the extraction rates after mechanical stirring for 4 hours and 24 hours were 27 and 20%, respectively. The amount of lead elution after extraction was 0.18 and 0.097 mg / L after 4 hours and 24 hours in the extraction method (1), and 0.075 and 0.085 mg / L after 5 times and 10 times stirring in the
ところで、鉛等の重金属類の溶解性は、それら重金属の存在(化学)形態によって大きく影響を受けることが分かっている。EDTAは鉛イオンをキレートするため、鉛の溶解性が抽出効果に大きく影響すると考えられるため、土壌Aの鉛存在形態について、Tessier法による逐次分析を実施した。 By the way, it has been found that the solubility of heavy metals such as lead is greatly influenced by the presence (chemical) form of these heavy metals. Since EDTA chelates lead ions, the solubility of lead is thought to have a large effect on the extraction effect. Therefore, a sequential analysis by the Tessier method was performed on the presence of lead in soil A.
その結果を下記表3に示す。土壌Aにおける鉛の存在形態は、比較的溶解性が高いと考えられる交換態と炭酸塩結合態の合計が約25%程度であり、溶解性の低いFe-Mn酸化物結合態、有機物結合態、鉱物結晶格子態はそれぞれ46.5%、12.7%、16.2%で、合計75.4%であった。
土壌B実験結果
下記表4に抽出方法(1)および抽出方法(3)におけるEDTA抽出処理後土壌Bの鉛含有量および溶出量結果を示す。なお、抽出後の鉛溶出量は、抽出方法(1)でのすすぎ洗い回数を2回とし、抽出方法(3)でのすすぎ洗いの固液比を1:5に条件を変更した場合の結果である。抽出方法(1)の浸漬0.5および1時間では、EDTAによる抽出は、ほぼ認められない結果となった。抽出方法(3)の機械撹拌では、抽出率29%であり、土壌Aと同程度の抽出率が認められた。抽出後鉛溶出量は、抽出方法(1)では、0.5時間、1時間後でそれぞれ0.051、0.068mg/L、抽出方法(3)では、4時間後で0.020mg/Lとなり、抽出処理前の鉛溶出量に対し、すすぎ洗い回数を2回にした場合は51〜68倍、固液比を1:5に変更した場合は20倍を超過する結果となった。
(考察)
土壌Aにおける鉛の存在形態は、比較的溶解性が高いと考えられる交換態と炭酸塩結合態が合計で約25%程度であり、機械撹搾によって抽出操作が理想的と考えられる抽出方法(3)による抽出率が20〜27%であることを考慮すると、今回の土壌AのEDTAによる抽出は、主に炭酸塩結合態の鉛が抽出されていると考えられる。従って、EDTAの抽出効果は、鉛の存在形態(交換態、炭酸塩結合態)に影響されやすいことが確認できた。
(Discussion)
The presence form of lead in the soil A is about 25% in total in the exchange state and the carbonate binding state that are considered to have relatively high solubility, and the extraction method (the extraction operation is considered to be ideal by mechanical stirring) ( Considering that the extraction rate according to 3) is 20 to 27%, it is considered that the extraction of soil A by EDTA this time is mainly extracted with carbonate-bound lead. Therefore, it was confirmed that the extraction effect of EDTA is easily influenced by the presence form of lead (exchange state, carbonate binding state).
抽出方法(1)の浸漬においては、4時間、24時間後の抽出率がそれぞれ20、32%であり、抽出方法(3)の抽出率と大きな差がないことから、4時間の浸漬で既に抽出限界まで達していると考えられる。パターン(2)での手撹拌では5回撹拌では抽出効果は殆ど認められず、10回撹拌で抽出方法(3)と同程度の抽出効果が認められ、ある程度の撹搾回数が必要であることが分かった。 In the extraction method (1), the extraction rates after 4 hours and 24 hours are 20 and 32%, respectively, and there is no significant difference from the extraction rate of the extraction method (3). The extraction limit is considered to have been reached. In the case of manual stirring in the pattern (2), the extraction effect is hardly recognized in the case of 5 times of stirring, and the extraction effect equivalent to the extraction method (3) is recognized in the case of 10 times of stirring, and a certain number of times of stirring is required. I understood.
抽出方法(1)での最適な浸漬時間を検証するため、土壌Bを使用して浸漬時間を0.5時間後、1時間後とより短くした場合の鉛抽出率を見ると、殆ど抽出効果が認められず、従って、最適な浸漬時間は、4時間程度は必要と考えられた。 In order to verify the optimum soaking time in the extraction method (1), the extraction efficiency when soil B is used and the soaking time is shortened to 0.5 hour, 1 hour and so on is almost the extraction effect. Therefore, it was considered that an optimum soaking time of about 4 hours was necessary.
すすぎ洗い後の、土壌Aの鉛溶出量は処理前と比較して大幅に増加した。これは、1回のすすぎ洗い(固液比は土壌A(200g):すすぎ洗い水(400mL)=1:2)では土壌に付着したEDTAの除去が十分でなく、この残留したEDTAによって鉛溶出量が増加したと考えられる。 The amount of lead elution from soil A after rinsing was significantly increased compared to before treatment. This is because a single rinse (solid-liquid ratio is soil A (200 g): rinse water (400 mL) = 1: 2) does not remove the EDTA adhering to the soil sufficiently, and the residual EDTA causes lead elution. The amount is thought to have increased.
そこで、土壌AおよびBの抽出方法(3)でのすすぎ洗いにおける固液比の違いによる鉛溶出量の結果をみると、すすぎ洗いの水量を多くした土壌Bの場合(固液比=1:5)は鉛溶出量が0.020mg/mLとなり、土壌Aのすすぎ洗いの固液比1:2の約1/4程度に鉛溶出量が減少する結果となった。土壌Aは土壌Bに対し鉛含有量が1.7倍大きいため、単純に比較はできないが、すすぎ洗いは少なくとも固液比1:5より大きく取る必要があると考えられる。 Then, when the result of the amount of lead elution by the difference in the solid-liquid ratio in the rinsing in the extraction method (3) of the soils A and B is seen, in the case of the soil B in which the amount of rinsing water is increased (solid-liquid ratio = 1: In 5), the lead elution amount was 0.020 mg / mL, and the lead elution amount decreased to about 1/4 of the solid-liquid ratio 1: 2 of the soil A rinse. Since soil A has a lead content 1.7 times greater than that of soil B, it cannot be simply compared, but it is thought that rinsing needs to take at least a solid-liquid ratio of 1: 5.
1)抽出方法(1)〜(3)において、EDTAによる抽出効率は最大3割程度である。なお、鉛の存在形態は比較的溶解性の高い交換態と炭酸塩結合態の割合の合計が約25%であることから、これらの形態がキレート抽出されたものと考えられ、キレート抽出率は鉛の存在形態に大きく影響を受けることが分かった。
2)浸漬法(抽出方法1)では、4時間以上の浸漬で鉛の抽出率は最大となり、0.5時間、1時間の短時間での浸漬では殆ど抽出されないことが分かった。
また、手撹拌(抽出方法2)では、5回の撹拌では殆ど抽出されず、10回の撹拌で鉛の抽出率は最大となった。浸漬、手撹拌とも、ある程度の浸漬時間と撹神回数が必要であることが確認できた。
3)EDTAによる抽出処理後、すすぎ洗いの不足による残留EDTAにより、鉛溶出量が抽出前に比べ大幅に増加した。すすぎ洗いの固液比を1:5に増加したところ、鉛溶出量が固液比1:2の約1/4程度まで減少したことから、すすぎ洗いの固液比は少なくとも1:5より大きく取る必要がある。
1) In extraction methods (1) to (3), the extraction efficiency by EDTA is about 30% at maximum. In addition, since the total of the ratio of the exchange state and the carbonate bond state of lead having a relatively high solubility is about 25%, it is considered that these forms are chelate-extracted, and the chelate extraction rate is It was found that the presence of lead is greatly affected.
2) It was found that in the immersion method (extraction method 1), the lead extraction rate was maximized after immersion for 4 hours or more, and was hardly extracted by immersion in a short time of 0.5 hour or 1 hour.
In addition, in manual stirring (extraction method 2), extraction was hardly performed in 5 times of stirring, and the extraction rate of lead was maximized in 10 times of stirring. It was confirmed that both immersion and manual stirring required a certain amount of immersion time and the number of times of stirring.
3) After extraction with EDTA, the amount of lead elution was greatly increased due to residual EDTA due to lack of rinsing. When the solid-liquid ratio of rinsing was increased to 1: 5, the amount of lead elution was reduced to about 1/4 of the solid-liquid ratio of 1: 2, so the solid-liquid ratio of rinsing was at least greater than 1: 5. I need to take it.
1…土のう
2…槽
3…汚染土壌
4…洗浄液
5…すすぎ水
7…ポンプ
8…透水管
DESCRIPTION OF
Claims (4)
(2)汚染土壌から有害重金属類を抽出可能な洗浄液を入れた槽内に前記汚染土壌を入れた土のうを一定時間浸漬させて洗浄し、また、土のうに透水管を挿入し、土壌中心部から洗浄水を吸い出して還流させ、これらにより、有害重金属類を汚染土壌から化学的に抽出・除去し、
(3)洗浄済の元汚染土壌が土のうから流出することなく土のう内に残ることにより、結果的に固液分離が特段の機械設備なしで実現する
ことを特徴とした土壌中の有害重金属類の抽出方法。 (1) Put contaminated soil containing toxic heavy metals in a sandbag made of water-permeable material,
(2) Dipping the soil soil containing the contaminated soil into a tank containing a cleaning solution capable of extracting hazardous heavy metals from the contaminated soil for a certain period of time, and inserting a permeation tube into the soil soil, The washing water is sucked out and refluxed, and these are used to chemically extract and remove harmful heavy metals from the contaminated soil.
(3) As a result of the removal of toxic heavy metals in soil, the original contaminated soil that has been washed remains in the soil without flowing out of the soil, resulting in solid-liquid separation without special mechanical equipment. Extraction method.
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