有害物质的不溶化剂和不溶化方法
【专利摘要】本发明涉及有害物质的不溶化剂和不溶化方法。将针对包括铅、氟和硼中的至少一种的有害物质的不溶化剂设为硫酸铝和氧化镁的混合物，将针对包括镉、六价铬、砷和硒中的至少一种的有害物质的不溶化剂设为氯化亚铁和消石灰的混合物，将针对砷和/或氟的有害物质的不溶化剂设为硫酸铝和消石灰的混合物，将针对包括镉、铅和汞中的至少一种的有害物质的不溶化剂设为氯化铁和消石灰的混合物，将针对包括镉和/或汞的至少一种的有害物质的不溶化剂设为氯化铁和氧化镁的混合物，将针对包括六价铬、砷和硒中的至少一种的有害物质的不溶化剂设为氯化亚铁和氧化镁的混合物，添加所述六种混合物的任一种，对污染土壤的有害物质进行不溶化。
【专利说明】有害物质的不溶化剂和不溶化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及从被重金属等污染的土壤中抑制重金属等的溶出的重金属等的不溶 化剂和不溶化方法。
【背景技术】
[0002] 在近代日本，有来自工厂的废弃物影响环境或人体的事例，近年来在工厂遗址的 再开发中的重金属等的土壤污染显著。另外，在发展中国家中与近代日本的事例类似的环 境污染成为问题。这样被污染的土壤即使搁置或以原来的状态废弃也会溶出重金属等，有 可能破坏环境，需要对土壤中混入的重金属等进行不溶化。本说明书的有害物质（以下也称 为重金属等）是指镉、铅、六价铬、汞重金属和砷、硒、氟、硼，复合污染土壤是指被两种以上 的上述元素污染的土壤。为了对重金属等进行不溶化、即不溶出，已有在土壤中使离子化的 铅离子或镉离子吸附在钙或镁离子中，或者在铁或铝的氧化物或氢氧化物的羟基上使砷、 铅离子吸附的方法等(参见非专利文献1。）。作为这样的不溶化处理的一种，将硫酸铝和消 石灰(氢氧化钙)作为不溶化剂，对含有铅、镉、砷的土壤进行不溶化(参见专利文献1。）。另 夕卜，将氧化镁和硫酸铝或氯化铁作为不溶化剂，对含有铅、镉、砷的土壤进行不溶化(参见专 利文献2。）。此外，将硫酸亚铁和轻烧氧化镁作为不溶化剂，对含有砷、六价铬、氟的土壤进 行不溶化(参见专利文献3。）。
[0003] 专利文献1 :日本特开平09-085225号公报（[0021]段?[0027]段）
[0004] 专利文献2 :日本特开2003-334526号公报（[0015]段?[0039]段）
[0005] 专利文献3 :日本特开2012-177051号公报（[0034]段?[0041]段）
[0006]非专利文献1:和田信一郎、土壌中^3重金属類O動態、日本国、国際環境 研究協会、2010年、Vol. 15、No.l、pp. 1521 (和田信一郎，土壤中的重金属类的动向，日本国 际环境研究协会、2010 年、Vol. 15、No. 1、PP. 1521)
[0007]但是，上述以往的专利文献1?3中，记载有铅、镉、砷/砷、六价铬、氟的重金属等 复合而含有在土壤中的情况下可以不溶化，但没有提及不溶化剂根据污染项目的形态为因 离子的吸附、解吸的作用而吸附在土壤中的吸附态、PbCO3等的碳酸盐态、Cr(OH) 3等的氧化 物态、或其他形态的何种形态而表现何种效果。另外没有提及在实际土壤中重金属等的种 类以何种形式作为复合污染土壤存在、并且对应其形式而进行不溶化处理。此外，实际污染 的土壤不限于以上述铅、镉、砷/砷、六价铬、氟的形式被污染，有时在不同地域以不同形式 被污染。没有提及在被这样的重金属等污染的不同地域对大多数地域的重金属等进行不溶 化的不溶化剂和不溶化方法。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，提供在被重金属等污染的不同地域对大多数地域的重金属等 进行不溶化的不溶化剂和不溶化方法。
[0009]本发明人为了实现上述目的进行了深入研究，结果发现根据污染土壤的污染重金 属等的种类和被污染的形态来选择对应的不溶化剂，由此在被重金属等污染的不同地域对 大多数地域的重金属等进行不溶化的不溶化剂的组和重金属等的不溶化方法，并完成了本 发明。
[0010] 本发明的第1方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被镉、铅、六价铬、砷、汞、 硒、氟或硼的重金属等污染的污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，准备硫酸铝 和氧化镁的混合物作为对被选自铅、氟和硼中的至少一种以上的重金属等污染的土壤的有 害物质进行不溶化的不溶化剂，准备氯化亚铁和消石灰的混合物作为对被选自镉、六价铬、 砷和硒中的至少一种以上的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，准备 硫酸铝和消石灰的混合物作为对被砷和/或氟的重金属等污染的土壤的有害物质进行不 溶化的不溶化剂，准备氯化铁和消石灰的混合物作为对被选自镉、铅和汞中的至少一种以 上的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，准备氯化铁和氧化镁的混合 物作为对被选自镉和/或汞中的至少一种以上的重金属等污染的土壤的有害物质进行不 溶化的不溶化剂，准备氯化亚铁和氧化镁的混合物作为对被选自六价铬、砷和硒中的至少 一种以上的重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂，用于对添加上述六种 混合物的任一种的污染土壤的重金属等进行不溶化。
[0011] 本发明的第2方式在于，基于第1方式的发明的重金属等的不溶化剂，在重金属等 吸附在土壤物质后的物质或/和重金属等为碳酸盐态的情况下使用含有消石灰的不溶化 剂。
[0012] 本发明的第3方式在于，基于第1方式的发明的重金属等的不溶化剂，在重金属等 包括氧化物态的情况下使用含有氧化镁的不溶化剂。
[0013] 本发明的第4方式在于，一种重金属等的不溶化方法，准备对镉、铅、六价铬、砷、 汞、硒、氟或硼的重金属等的多种组合具有不溶化效果的多种不溶化剂，采集被重金属等污 染的土壤，确定采集的土壤所含有的重金属等，确定采集的重金属等形态，按照重金属等的 确定和重金属等形态的确定，从多种不溶化剂选择具有不溶化效果的特定的不溶化剂，使 用特定的不溶化剂对采集的土壤进行不溶化。
[0014] 本发明的第5方式在于，基于第4方式的发明的重金属等的不溶化方法，包括在混 合了被重金属等污染的土壤和不溶化剂的混合土壤中添加混合水分而调整上述混合土壤 的水分率的工序，或者包括调整被上述重金属等污染的土壤的水分率之后添加混合上述不 溶化剂的工序。
[0015] 本发明的第6的方式在于，基于第4方式的发明的重金属等的不溶化方法，混合水 和不溶化剂的混合物和被重金属等污染的土壤。
[0016] 本发明的第7的方式在于，基于第4?第6中任一方式的发明的重金属等的不溶 化方法，在不溶化剂中添加增量剂。
[0017] 本发明的第8的方式在于，第4?第7中任一方式的重金属等的不溶化方法，其使 用第1?第3中任一方式的不溶化剂。
[0018] 本发明的第9方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的 复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被铅、氟和硼的重金属等污染的土 壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为硫酸铝和氧化镁的混合物。
[0019] 本发明的第10方式在于，基于第9方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂 的质量比例为相对于硫酸铝为35?80质量％，氧化镁为65?20质量％的比例。
[0020] 本发明的第11方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的 复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被镉、六价铬、砷和硒的重金属等污 染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化亚铁和消石灰的混合物。
[0021] 本发明的第12方式在于，基于第11方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂 的质量比例为相对于氯化亚铁为50?90质量％,消石灰为50?10质量％的比例。
[0022] 本发明的第13方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的 复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被砷和氟的重金属等污染的土壤的 有害物质进行不溶化的不溶化剂为硫酸铝和消石灰的混合物。
[0023] 本发明的第14方式在于，基于第13方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂 的质量比例为相对于硫酸铝为35?80质量％，消石灰为65?20质量％的比例。
[0024] 本发明的第15方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的 复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被镉、铅和汞的重金属等污染的土 壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化铁和消石灰的混合物。
[0025] 本发明的第16方式在于，基于第15方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂 的质量比例为相对于氯化铁为30?60质量％，消石灰为70?40质量％的比例。
[0026] 本发明的第17方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的 复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被镉和汞的重金属等污染的土壤的 有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化铁和氧化镁的混合物。
[0027] 本发明的第18方式在于，基于第17方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂 的质量比例为相对于氯化铁为30?60质量％,氧化镁为70?40质量％的比例。
[0028] 本发明的第19方式在于，一种重金属等的不溶化剂，在对被多种重金属等污染的 复合污染土壤的重金属等进行不溶化的不溶化剂中，对被六价铬、砷和硒的重金属等污染 的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化亚铁和氧化镁的混合物。
[0029] 本发明的第20方式在于，基于第19方式的发明的重金属等的不溶化剂，不溶化剂 的质量比例为相对于氯化亚铁为50?90质量％,氧化镁为50?10质量％的比例。
[0030] 本发明的第1方式中，准备硫酸铝、氯化亚铁、氯化铁的第一组的药剂、和氧化镁、 消石灰的第二组的药剂，按照污染土壤的重金属等的种类从第一组的药剂和第二组的药剂 中分别选择一种药剂后混合而作为不溶化剂，由此可以简便、经济地对大多数地域的污染 土壤的重金属等进行不溶化。
[0031] 本发明的第2方式中，在重金属等吸附在土壤物质后的物质或/和重金属等为碳 酸盐态的情况下，作为第二组的药剂选择消石灰，由此与选择氧化镁的情况相比可以更经 济地对污染土壤的重金属等进行不溶化。
[0032] 本发明的第3方式中，在重金属等包括氧化物态的情况下从第二组的药剂选择氧 化镁，由此可以可靠地对污染土壤的重金属等进行不溶化。
[0033] 本发明的第4方式中，准备对镉、铅、六价铬、砷、汞、硒、氟或硼的重金属等的多种 组合具有不溶化效果的多种不溶化剂，采集被重金属等污染的土壤，确定采集的土壤所含 有的重金属等，确定采集的重金属等的形态，按照重金属等的确定和重金属等的形态的确 定，从多种不溶化剂选择具有不溶化效果的特定的不溶化剂，使用特定的不溶化剂对采集 的土壤进行不溶化，由此可以可靠地对重金属等进行不溶化。
[0034] 本发明的第5方式中，包括在混合了被重金属等污染的土壤和不溶化剂的混合土 壤中添加混合水分而调整上述混合土壤的水分率的工序，或者包括调整被上述重金属等污 染的土壤的水分率之后添加混合上述不溶化剂的工序，由此可以可靠地混合土壤和不溶化 剂。
[0035] 本发明的第6方式中，混合水和不溶化剂的混合物和被重金属等污染的土壤，由 此可以可靠地混合土壤和不溶化剂。
[0036] 本发明的第7方式中，在不溶化剂中添加增量剂，由此可以可靠地在土壤中均匀 混合不溶化剂。
[0037] 本发明的第8方式中，通过使用第1?第3任一方式的不溶化剂的第4?第7任 一重金属等的不溶化方法，可以在大多数地域中简便且可靠地对重金属等进行不溶化。
[0038] 本发明的第9方式中，将硫酸铝和氧化镁的混合物作为不溶化剂，由此可以对被 铅、氟和硼的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
[0039] 本发明的第10方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于硫酸铝为35?80质 量％，氧化镁为65?20质量％的比例，由此可以可靠地对被铅、氟和硼的多种重金属等污染 的土壤的有害物质进行不溶化。
[0040] 本发明的第11方式中，将氯化亚铁和消石灰的混合物作为不溶化剂，由此可以对 被镉、六价铬、砷和硒的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
[0041] 本发明的第12方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于氯化亚铁为50?90质 量％，消石灰为50?10质量％的比例，由此可以可靠地对被镉、六价铬、砷和硒的多种重金 属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
[0042] 本发明的第13方式中，将硫酸铝和消石灰的混合物作为不溶化剂，由此可以对被 砷和氟的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
[0043] 本发明的第14方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于硫酸铝为35?80质 量％，消石灰为65?20质量％的比例，由此可以可靠地对砷和氟的多种重金属等进行不溶 化。
[0044] 本发明的第15方式中，将氯化铁和消石灰的混合物作为不溶化剂，由此可以对被 镉、铅和汞的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
[0045] 本发明的第16方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于氯化铁为30?60质 量％，消石灰为70?40质量％的比例，由此可以可靠地对镉、铅和汞的多种重金属等进行不 溶化。
[0046] 本发明的第17方式中，将氯化铁和氧化镁的混合物作为不溶化剂，由此可以对被 镉和汞的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
[0047] 本发明的第18方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于氯化铁为30?60质 量％，氧化镁为70?40质量％的比例，由此可以可靠地对镉和汞的多种重金属等进行不溶 化。
[0048] 本发明的第19方式中，将氯化亚铁和氧化镁的混合物作为不溶化剂，由此可以对 被六价铬、砷和硒的多种重金属等污染的土壤的有害物质进行不溶化。
[0049] 本发明的第20方式中，将不溶化剂的质量比例设为相对于氯化亚铁为50?90质 量％，氧化镁为50?10质量％的比例，由此可以可靠地对六价铬、砷和硒的多种重金属等进 行不溶化。
【专利附图】
【附图说明】
[0050] 图1是对本发明的复合污染土壤的重金属等进行不溶化的工序进行流程化的图。
[0051] 图2是对根据本发明的不溶化用地的施工规模、施工面积的不溶化工程的种类进 行流程化的图。
【具体实施方式】
[0052] 接着，对实施本发明的方式进行说明。
[0053] 本发明为从复合污染土壤中抑制污染物的溶出的不溶化剂和不溶化方法的改良。
[0054] 本发明的特征构成在于，准备硫酸铝、氯化亚铁、氯化铁的第一组的药剂、和氧化 镁、消石灰的第二组的药剂，按照污染土壤的重金属等的种类由第一组的药剂和第二组的 药剂分别选择一种药剂后混合而作为不溶化剂，由此简便、经济地对被重金属等污染的大 多数地域的重金属等进行不溶化。
[0055] 首先，对不溶化剂的选择进行说明。第一剂作为被认为是在通过氧化而形成氧化 物的步骤中结晶中的元素与重金属等取代而固定化的第一组的药剂，选择硫酸铝、氯化亚 铁、氯化铁。另外，第二剂作为被认为是具有水合性并且吸附重金属等而固化的第二组的药 齐U，分别选择消石灰和氧化镁。
[0056] 在含有有害物质的土壤中组合混合第一剂和第二剂后，混合水，发现了可以使该 多种重金属等不溶化的第一剂和第二剂的组合。表1表示不溶化剂的种类和含有不溶化 的重金属等的土壤的关系。以初期值表示不溶化剂的第一剂、第二剂的组成成分的种类和 其配合比例（以质量％表示。）、作为土壤所含有的重金属等的镉（Cd)、铅（Pb)、六价铬（Cr (VI))、砷（As)、汞（Hg)、硒（Se)、氟（F)、硼（B)的利用不溶化剂处理之前的溶出量，以处理 值表示利用不溶化剂处理后的残留值。将第一剂为硫酸铝、第二剂为氧化镁的不溶化剂设 为药剂类型A，下面将氯化亚铁、消石灰设为药剂类型B，将硫酸铝、消石灰设为药剂类型C， 将氯化铁、消石灰设为药剂类型D，将氯化铁、氧化镁设为药剂类型E，将氯化亚铁、氧化镁 设为药剂类型F。另外，表1所示的各重金属等的基准值是基于土壤污染对策法施行规则第 5条第3项第4号的规定，日本环境大臣根据土壤溶出量调查的基准制定的日本环境省告示 第18号的溶出量基准。此外，不溶化剂在加水时反应会开始，但可将土壤、不溶化剂、水混 合数小时的情况下，按照进行不溶化的土壤的量、土壤中的水分含量或干燥状态、风雨、日 照、气温等气候、干燥、冻土等土壤的质量，混合水和不溶化剂后加入土壤，或者调整土壤的 水分含量之后加入不溶化剂等，可以适当地变更土壤、不溶化剂、水的混合顺序。
[0057] [表 1]
[0058]
【权利要求】
1. 一种有害物质的不溶化剂，在对被镉、铅、六价铬、砷、汞、硒、氟或硼的有害物质污染 的污染土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于， 准备硫酸铝和氧化镁的混合物作为对被选自铅、氟和硼中的至少一种以上的有害物质 污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂， 准备氯化亚铁和消石灰的混合物作为对被选自镉、六价铬、砷和硒中的至少一种以上 的有害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂， 准备硫酸铝和消石灰的混合物作为对被砷和/或氟的有害物质污染的土壤的有害物 质进行不溶化的不溶化剂， 准备氯化铁和消石灰的混合物作为对被选自镉、铅和汞中的至少一种以上的有害物质 污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂， 准备氯化铁和氧化镁的混合物作为对被选自镉和/或汞中的至少一种以上的有害物 质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂， 准备氯化亚铁和氧化镁的混合物作为对被选自六价铬、砷和硒中的至少一种以上的有 害物质污染的土壤的有害物质进行不溶化的不溶化剂， 用于对添加所述的六种混合物中的任一种的所述污染土壤的有害物质进行不溶化。
2. 根据权利要求1所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，在所述有害物质吸附在 土壤物质后的物质或/和所述有害物质为碳酸盐态的情况下使用含有所述消石灰的不溶 化剂。
3. 根据权利要求1所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，在所述有害物质包括氧 化物态的情况下使用含有所述氧化镁的不溶化剂。
4. 一种有害物质的不溶化方法，其特征在于， 准备对镉、铅、六价铬、砷、汞、硒、氟或硼的有害物质的多种组合具有不溶化效果的多 种不溶化剂， 采集被有害物质污染的土壤，确定采集的土壤所含有的有害物质，确定采集的有害物 质的形态，按照所述有害物质的确定和有害物质的形态的确定，从所述多种不溶化剂选择 具有不溶化效果的特定的不溶化剂， 使用所述特定的不溶化剂对所述采集的土壤进行不溶化。
5. 根据权利要求4所述的有害物质的不溶化方法，其特征在于，包括如下工序： 在混合了被所述有害物质污染的土壤和所述不溶化剂的混合土壤中添加混合水分而 调整所述混合土壤的水分率的工序，或者调整被所述有害物质污染的土壤的水分率之后添 加混合所述不溶化剂的工序。
6. 根据权利要求4所述的有害物质的不溶化方法，其特征在于，混合水和所述不溶化 剂的混合物和被所述有害物质污染的土壤。
7. 根据权利要求4?6中任一项所述的有害物质的不溶化方法，其特征在于，在所述不 溶化剂中添加增量剂。
8. 根据权利要求4?7中任一项所述的有害物质的不溶化方法，使用权利要求1?3 中任一项所述的不溶化剂。
9. 一种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质进 行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被铅、氟和硼的有害物质污染的土壤的有害物质进 行不溶化的不溶化剂为硫酸铝和氧化镁的混合物。
10. 根据权利要求9所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量比 例为相对于硫酸铝为35?80质量％，氧化镁为65?20质量％的比例。
11. 一种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质 进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被镉、六价铬、砷和硒的有害物质污染的土壤的 有害物质进行不溶化的不溶化剂为氯化亚铁和消石灰的混合物。
12. 根据权利要求11所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量 比例为相对于氯化亚铁为50?90质量％，消石灰为50?10质量％的比例。
13. -种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质 进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被砷和氟的有害物质污染的土壤的有害物质进 行不溶化的不溶化剂为硫酸铝和消石灰的混合物。
14. 根据权利要求13所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量 比例为相对于硫酸铝为35?80质量％，消石灰为65?20质量％的比例。
15. -种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质 进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被镉、铅和汞的有害物质污染的土壤的有害物质 进行不溶化的不溶化剂为氯化铁和消石灰的混合物。
16. 根据权利要求15所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量 比例为相对于氯化铁为30?60质量％，消石灰为70?40质量％的比例。
17. -种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质 进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被镉和汞的有害物质污染的土壤的有害物质进 行不溶化的不溶化剂为氯化铁和氧化镁的混合物。
18. 根据权利要求17所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量 比例为相对于氯化铁为30?60质量％，氧化镁为70?40质量％的比例。
19. 一种有害物质的不溶化剂，在对被多种有害物质污染的复合污染土壤的有害物质 进行不溶化的不溶化剂中，其特征在于，对被六价铬、砷和硒的有害物质污染的土壤的有害 物质进行不溶化的不溶化剂为氯化亚铁和氧化镁的混合物。
20. 根据权利要求19所述的有害物质的不溶化剂，其特征在于，所述不溶化剂的质量 比例为相对于氯化亚铁为50?90质量％，氧化镁为50?10质量％的比例。
【文档编号】B09C1/08GK104275346SQ201310280893
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】梶间干雄, 八木和德, 齐藤正行 申请人:浙江天菱机械贸易有限公司, 三菱综合材料技术株式会社