JP7722983B2 - 環境汚染物質の環境利用可能性を低減させるためのプロセス - Google Patents

Description

本発明は、環境汚染物質の環境利用可能性を低減させるための環境汚染物質の浄化に関する。

多くの汚染物質は、ヒトや環境に有毒であることが知られている。これらの既知の環境汚染物質の１つである水銀は、米国保健福祉省の有害物質疾病登録局（ＡＴＳＤＲ）によって優先有害性物質として分類されている。米国環境保護局（ＥＰＡ）によって維持されている米国全国浄化優先順位リスト（ＮＰＬ）には、水銀で汚染された多数の場所が列挙されている。このような場所には、固体（例えば、土壌、くず、廃棄物）、液体（例えば、地下水、湖、池）、及び固体と液体の組み合わせ（例えば、底質、スラリー、堆積物）を含む、様々な汚染物質が含まれている。これらの場所の大部分は、水銀を除去するための除染がなされていない。許容できないレベルの水銀または水銀化合物は、米国のＮＰＬに挙げられていない場所にも存在する可能性がある。水銀以外の環境汚染物質も同様の懸念をもたらす。

水銀汚染は、種々の異なる原因（例えば、鉱業及び鉱石プロセス、塩素アルカリプラント、バッテリー製造工程）から発生する可能性がある。水銀を含有する廃棄物で汚染された埋め立て地もたくさんある。そのうえ、水銀汚染物質は、金属水銀、有機水銀化合物、及び無機水銀化合物を含む、複数の形態で、多くの場合同じ場所に存在する。様々な水銀形態及び／または様々な物質は、多くの場合、必要な処理方法も異なる。

水銀で汚染された物質は、他の複数の環境汚染物質も含む傾向が見られる。例えば、いくつかの物質も有機物及び／または他の重金属で汚染されており、これらの他の環境汚染物質は、同様の課題を提供する。したがって、汚染された物質、物質の状態、廃棄物の種類、水銀の形態、及び存在する他の汚染物質や環境汚染物質によっては、特定の場所で環境汚染物質の環境利用可能性を低減させることは、技術的に困難でありかつ費用がかかる可能性がある。環境汚染物質の環境利用可能性を低減させることは、同様に、汚染物質の生物学的利用可能性を低下させ、それにより、特に土壌、地下水、堆積物、及びスラリーなどの物質におけるその生体内蓄積を低下させることは特に興味深い。

土壌や他の固体に適用されている現在の商業的浄化プロセスには、安定化／固化、洗浄、熱脱着、ガラス化が含まれる。水や他の液体に適用されるプロセスには、沈殿／共沈、吸着、濾過、及びバイオレメディエーションが挙げられる。堆積物及び他の固体と液体の組み合わせに適用されるプロセスには、ｉｎ ｓｉｔｕキャッピング、浚渫／掘削、これらの方法の組み合わせ、ならびに監視した自然回復（ＭＮＲ）及び強化された監視した自然回復（ＥＭＮＲ）が含まれる。監視した自然回復は、汚染物質への許容できない曝露から環境と受容体を保護するための自然的作用に依存し、強化されたＭＮＲは、自然回復プロセスを強化するために材料または修正を適用する（例えば、薄層キャップの追加や炭素などの反応性修正）。これらの浄化技術はすべて、ヒトの健康や生態リスクを含む、環境汚染物質による環境への影響を制御する上でメリットをもたらすが、これらの浄化技術には限界もある。

いくつかの浄化技術で考慮すべき別の要因は、環境汚染物質が隔離または安定化された後、その場所から移動する（または、その場所から浸出する）性質である。米国ＥＰＡはこれも規制しており、液体、固体、及び多相廃棄物中に存在する、有機及び無機分析物の両方の移動度を決定するために設計された試験である、毒性指標浸出法（ＴＣＬＰ）を有
する。

実際の汚染箇所の浄化を選択する前に、技術を評価してそれが適切かどうかを判断するために、複雑なベンチスケール及びパイロットスケールの調査とスクリーニング試験を実施する必要がある。更に、処理される各場所のばらつきにより、水銀や他の環境汚染物質の汚染の浄化にはかなりの費用と時間がかかる。したがって、固体及び液体中、ならびにそれらの組み合わせ中の環境汚染物質の環境利用可能性及び生物学的利用可能性を低減させるための、より商業的に魅力のある新しいプロセスが必要である。

本発明は、１つ以上の環境汚染物質を含む物質中の、１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性を低減させるためのプロセスを提供する。本発明のプロセスによって提供される利点は、物質中の有毒な環境汚染物質の環境利用可能性の減少である。このような有毒な汚染物質には、水銀、メチル水銀、重金属、生態学的に有毒な有機物が含まれる。

本発明のプロセスによって提供される利点は、物質中の環境汚染物質の環境利用可能性を低減させることによって、そのような汚染物質の生物学的利用可能性及び生体内蓄積も低減されることである。環境汚染物質が水銀である場合、別の利点は、本発明の処理が硫化物の存在を必要としないことであり、そのため、環境利用可能性の低減、したがって生物学的利用可能性の低減は、硫化物が硫酸または硫酸化合物の形成を可能にする酸性条件による悪影響を受けない。この硫酸塩の不存在は、同様に水銀のメチル化を最小限に抑える。

本発明のプロセスは、物質中の環境汚染物質（例えば、水銀）の環境利用可能性及び／またはその存在を低減させるための唯一のプロセスとして使用することができる、または、既存の技術によって達成されるよりも、物質中のそのような環境汚染物質の環境利用可用性及び／またはその量の低下を補完する及び／またはそれを促進するために使用できる。

本発明の一実施形態は、１つ以上の環境汚染物質を含む物質中の、１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性を低減させるためのプロセスを提供する。この処理には、ａ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物を物質に添加する及び／またはそれを適用すること、ならびにｂ）吸着剤を物質に添加する及び／またはそれに適用することが含まれる。無機ハロゲン化物化合物は、１つ以上の無機フッ化物、無機塩化物、無機臭化物、及び／または無機ヨウ化物を含む。無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を汚染物質含有物質に添加する及び／または適用すると、物質中の１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性が低減する。

本発明のこれら及び他の実施形態及び特徴は、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

図は、実施例１からの臭化物イオン濃度の関数としての水銀吸着を示すグラフである。

この図は、本発明の特定の態様の実施形態を示しており、本発明の範囲に制限を課すことを意図するものではない。

本発明は、環境汚染物質の環境利用可能性を低減させるためのプロセスを提供する。本
明細書中で使用する場合、「環境利用可用性の低減」という用語は、安定化、不動化、固定、封入、分離、封じ込め、破壊、無害化、分解、及び腐敗、量の低減、移動性の低減、及び／または少なくとも１つの環境汚染物質の移動能力の低減を指す。安定化及び／または不動化は、媒体中で行うことができる。環境汚染物質の環境利用可能性を低減させると、汚染物質の生物学的利用可能性が低下し、したがってその生体内蓄積が低下する。

本明細書で使用する場合、「環境汚染物質（複数可）」という用語は、ヒトに有害である及び／または環境（生態系）に悪影響を及ぼすとして既知の、化学元素もしくは化合物、またはそれらの混合物を意味する。環境汚染物質は通常、１つ以上の政府機関によって規制されている。環境汚染物質の例には、あらゆる形態の水銀（例えば、元素水銀、有機水銀化合物、及び無機水銀化合物）；他の有機物（例えば、疎水性有機化合物、多環式芳香族炭化水素、ポリ塩化ビフェニル、ダイオキシン、フラン、及び／または塩素系農薬を含むが、これらに限定されない）；有害元素、有機及び無機重金属化合物（例えば、Ａｓ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｒ及び／またはＣｄを含む化合物を含むが、これらに限定されない）；ならびに当業者に周知の他の環境汚染物質が含まれる。

本明細書中で使用する場合、「処理済み」「接触済み」及び「浄化済み」などの用語は、１つ以上の環境汚染物質の環境利用可能性の低減をもたらすやり方で、無機ハロゲン化合物または無機硫化物化合物、及び／または吸着剤が１つ以上の環境汚染物質を含有する物質と相互作用することを示す。

「無機ハロゲン化物」という語句及び「ハロゲン化物」という単語は、ハロゲン化物イオン（フッ化物、塩化物、臭化物、及びヨウ化物）を指すために本明細書全体で使用される。

本発明の実施における浄化剤は、無機ハロゲン化物化合物及び吸着剤、または無機硫化物化合物及び吸着剤を含む。物質が１つ以上の環境汚染物質に加えて臭化物イオンを含む実施形態では、浄化剤は臭素含有炭素質材料である。

吸着剤には、炭素質材料と無機材料が含まれる。本発明の実施において吸着剤として使用できる適切な炭素質材料には、例えば、活性炭、カーボンブラック、木炭、及び石炭が含まれるが、これらに限定されない。好ましい炭素質材料は活性炭であり、それは、これらに限定されないが、例えば、粉末、粒状、または押し出しを含む、多くの形態で使用することができ、高比表面積である。

本発明の実施において吸着剤として使用することができる適切な無機材料は、無機酸化物（例えば、アルミナ（非結晶質及び結晶質）、シリカ、マグネシア及びチタニア）；天然ゼオライト（例えば、チャバザイト、クリノプチロライト、及びフォージャサイト）；合成ゼオライト（例えば、合成チャバザイトなどの高いＳｉ：Ａｌ比を備えるゼオライト（ＺＳＭ－５、ベータゼオライト、ソーダライト）、中程度のＳｉ：Ａｌ比を備えるゼオライト（Ｙゼオライト、Ａゼオライト）、シリカアルミナホスフェート（ＳＡＰＯ）ゼオライト、イオン交換ゼオライト、未焼成ゼオライト）；粘土鉱物（例えば、カオリン、カオリナイト、ベントナイト、モンモリロナイト）；合成粘土（例えば、ラポナイト、サポナイト、ソーコナイト、スティーブンサイト、カオリナイト、ヘクトライト）；有機粘土（例えば、トリメチルステアリルアンモニウム塩、ジメチルジアルキル（Ｃ_１４－Ｃ_１８）アンモニウム塩、メチルジヒドロキシエチルアンモニウム塩、水素添加獣脂アンモニウム塩で処理されたモンモリロナイト、ならびにアミノプロピルトリエトキシシラン及びオクタデシルアミン）、第４級アンモニウム塩で処理されたベントナイト、ヘクトライト、アタパルジャイト；Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチル－１－ヘキサデカナミニウムクロリドで処理されたゼオライト；無機水酸化物（例えば、水酸化鉄）；混合金属酸化物（例えば、ハイ
ドロタルサイト、及び金属化二層粘土）；珪藻土；セメントダスト；基材上の触媒を含む水素添加処理触媒（例えば、アルミナ、シリカ、またはチタニア）；無機炭酸塩（例えば、アルカリ金属炭酸塩（例えば、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウム）及びアルカリ土類炭酸塩（例えば、炭酸カルシウム））；ならびに前述の任意の２つ以上の組み合わせ；が含まれる。好ましい無機材料には、無機酸化物（特にシリカ）、天然ゼオライト（特にチャバザイト）、無機炭酸塩（特に炭酸カルシウム）、ならびに粘土鉱物（特にカオリナイト及びベントナイト）が含まれる。

本発明の実施に使用することができる別の種類の吸着剤は、改変された吸着剤材料であり、「改変された」とは、吸着剤材料を改変するために化学物質と接触させたことを意味する。吸着剤材料は、炭素質材料または無機材料であり得る。好ましい炭素質材料と無機材料は上述のとおりである。好ましくは、改変された吸着剤材料は、改変された炭素質材料を含む。改変された吸着剤材料は通常、ハロゲン含有吸着剤及び硫黄含有吸着剤、好ましくはハロゲン含有炭素質材料及び硫黄含有炭素質材料、より好ましくはハロゲン含有炭素質材料、特に臭素含有炭素質材料である。

改変された吸着剤材料がハロゲン含有吸着剤である場合、ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、及び／またはヨウ素から選択される１つ以上のハロゲンは含み、臭素が好ましいハロゲンである。吸着剤上のハロゲンの量（またはハロゲン含量）は通常、ハロゲン含有吸着剤の総重量に対して約０．１重量％～約２０重量％の範囲の総臭素含量（または、臭素として計算）に相当し、ここで、ハロゲンが臭素でなくても臭素値を計算する。ハロゲン含有吸着剤は、米国特許第６，９５３，４９４号及び同第９，１０１，９０７号、ならびに国際特許公開第ＷＯ２０１２／０７１２０６号に記載されているように、吸着剤材料及び１つ以上のハロゲン含有化合物から作製することができる。

改変された吸着剤材料が硫黄含有吸着剤である場合、吸着剤の硫黄の量（または、硫黄含量）は通常、硫黄含有吸着剤の総重量に対して約０．１重量％～約１５重量％の範囲である。硫黄含有吸着剤は、国際特許公開第ＷＯ２０１２／０７１２０６号、Ｅｎｖｉｒｏｎ，Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．１９９８，３２，５３１－５３８（Ｗｅｉ ｅｔ ａｌ．）、及びＩｎｔ．Ｊ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２０１５，１２，２５１１－２５２２（Ａｓａｓｉａｎ ｅｔ ａｌ．）に記載されているように、吸着剤材料及び１つ以上の硫黄含有化合物または元素硫黄から作製することができる。

無機ハロゲン化物化合物は、無機フッ化物、無機塩化物、無機臭化物、無機ヨウ化物、または任意の２つ以上のハロゲン化物の混合物であり得る。無機塩化物及び無機臭化物が好ましい無機ハロゲン化物である。より好ましいのは無機臭化物である。無機ハロゲン化物は、１つ以上の無機ハロゲン化物化合物によって提供される。無機ハロゲン化物化合物の混合物を使用することができる。混合物は、同じ無機ハロゲン化物元素及び／または別の無機ハロゲン化物元素を含むことができる。使用できる無機ハロゲン化物化合物の種類には、ハロゲン化水素酸、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類ハロゲン化物、他の金属ハロゲン化物塩、及びハロゲン化アンモニウムが含まれる。

ハロゲン化水素には、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素が含まれる。

アルカリ金属ハロゲン化物には、ハロゲン化リチウム、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化カリウム、ハロゲン化ルビジウム、及びハロゲン化セシウムが含まれる。ハロゲン化ナトリウム及びハロゲン化カリウムが好ましい。適切なアルカリ金属ハロゲン化物には、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、フッ化カリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、及びヨウ化カリウムが含まれる。アルカリ土類ハロゲン化物には、ハロゲン化マグネシウム、ハロゲン化カルシウム、ハロゲン化ストロンチウ
ム、及びハロゲン化バリウムが含まれる。ハロゲン化カルシウムが好ましい。適切なアルカリ土類ハロゲン化物には、フッ化マグネシウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、フッ化カルシウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、及びヨウ化カルシウムが含まれる。他の適切な金属ハロゲン化物塩には、フッ化鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、臭化鉄（ＩＩＩ）、ヨウ化鉄（ＩＩＩ）、フッ化マンガン（ＩＩ）、塩化マンガン（ＩＩ）、臭化マンガン（ＩＩ）、及びヨウ化マンガン（ＩＩ）が含まれる。ハロゲン化アンモニウムには、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、及びヨウ化アンモニウムが含まれる。

好ましい無機ハロゲン化物化合物には、臭化水素、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化カリウム、臭化カルシウム、臭化鉄（ＩＩＩ）、及び臭化マンガン（ＩＩ）が含まれる。より好ましいのは、臭化水素、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、及び臭化カルシウムである。さらにより好ましいのは、臭化ナトリウム及び臭化カルシウム、特に臭化ナトリウムである。

無機硫化物化合物は、硫化水素、硫化アンモニウム、アルカリ金属硫化物、アルカリ土類硫化物、または別の金属硫化物塩であり得る。アルカリ金属硫化物には、硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、及び硫化セシウムが含まれます。硫化ナトリウム及び硫化カリウムが好ましい。アルカリ土類硫化物には、硫化マグネシウム、硫化カルシウム、硫化ストロンチウム、及び硫化バリウムが含まれる。硫化カルシウムが好ましい。他の適切な金属硫化物塩には、硫化鉄（ＩＩＩ）及び硫化マンガン（ＩＩ）が含まれる。

好ましい無機硫化物化合物には、硫化水素、硫化ナトリウム、硫化カリウム、及び硫化カルシウムが含まれる。より好ましいのは、硫化水素及び硫化ナトリウム、特に硫化ナトリウムである。

いくつかの実施形態で、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物は、固体として使用される。小さな粒子が必要または望まれる場合、固体無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物を必要なまたは所望の粒子サイズに変えることができる。他の実施形態では、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物は、溶液またはスラリーとして、通常、好ましくは水溶液として使用される。

溶液中で、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物は、溶媒への溶解限度までの濃度にすることができる。溶液またはスラリー中の無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物は、ハロゲン化物または硫化物が、溶液の総重量に対する臭化物として計算して約０．５重量％～約４５重量％であるような量である。好ましくは、溶液またはスラリー中の無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物は、ハロゲン化物または硫化物が、溶液またはスラリーの総重量に対する臭化物として計算して約１重量％～約３０重量％、より好ましくは約５重量％～約２０重量％であるような量である。

本明細書全体で使用されているように、「臭化物として」、「臭化物として報告」、「臭化物として計算」という語句、及びハロゲン化物及び硫化物の類似の語句は、ハロゲン化物または硫化物の量を指し、特に記載がない限り、数値は臭化物について計算される。例えば、無機フッ化物を使用することができるが、溶液またはスラリーの重量に対するハロゲン化物の量は、臭化物の値として示される。

ハロゲン化物または硫化物と吸着剤の相対量は、浄化が必要な特定の物質の必要に応じて大きく異なる。多くの場合、ハロゲン化物または硫化物に対する吸着剤の量は非常に少なく、例えば、約１００ｐｐｍ～約１０００ｐｐｍ（約０．０１重量％～約０．１重量％
）である。

本発明の処理での使用に適した活性炭は、ナノメートルからセンチメートルまでの広範囲の粒子サイズ及び分布を有することができ、例えば、これらに限定されないが、粉末、粒状、または押し出し、高比表面積、様々な独自の細孔構造、様々な細孔分布、及び当業者に既知の他の特徴を含む、活性炭形態から形成され得る。

これらの無機ハロゲン化物化合物及び吸着剤、または無機硫化物化合物及び吸着剤は、一緒に使用される場合、特に無機臭化物化合物、より具体的には無機臭化物化合物及び活性炭は、例えば、これらに限定されないが、酸化及び／または吸着を含む手段を通じて物質中の汚染物質の環境利用可能性を低下させることができる。吸着は、そのような汚染物質の移動性を低減させることにより、環境汚染物質の環境利用可能性を低減させることができる。無機ハロゲン化物化合物及び吸着剤、または無機硫化物化合物及び吸着剤を一緒に使用すると、汚染物質の環境への利用可能性を減らすことができる他の方法は、表面反応によるそのような汚染物質の分解を促進することによって、及び／またはメチル水銀などの汚染物質の形成を抑制することによって、及び／または他のメカニズムによる。本発明の処理で、固体、液体、またはそれらの組み合わせに適用されるかどうかにかかわらず、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物によって接触される、及び／または吸着剤によって吸着される環境汚染物は、環境への脱着が実質的に最小限になるように安定化される。

本発明の実施において、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤は、浄化される物質に適用する前に混合または配合されない。「一緒に使用される」という語句は、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤の両方が処理で使用されることを意味する。無機ハロゲン化物化合物及または無機硫化物化合物及び吸着剤は、同時にまたは異なる時間に、及び同じ場所でまたは異なる場所で、浄化される物質に添加または適用することができる。無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を異なる時間で添加する場合、それぞれの期間が重なってもよい、または無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物を添加する及び／または適用する、ならびに吸着剤を添加する及び／または適用する期間が重ならなくてもよい。無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を、同じ導管または異なる導管を介して、または同じ添加モードを介して、または異なる添加モードを介して、処理される物質に添加及び／または適用できる。例えば、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤が注入される場合、それらは別々の注入ポートから注入され得て、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤は異なる時点で注入され得る。無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤の添加及び／適用の好ましさは、処理される物質や使用される浄化方法など様々な要因によって異なる。

水銀及び他の環境汚染物質は、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物と反応し、及び／または吸着剤（特に無機臭化物と活性炭）を併用することにより、吸着剤上にもしくはその内部に吸着されて、汚染物質を効果的に除去することができる。例えば、臭化物イオンはイオン性水銀と化学的に結合することができる。

一部の無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤（特に無機臭化物化合物と活性炭）は、一緒に使用すると水銀を捕捉し、物理的に及び／または化学的に水銀を吸着させることができる。活性炭と１つ以上の無機臭化物の組み合わせによって捕捉された水銀は、広範囲のｐＨ値で安定している。ここで、「安定」とは、活性炭と１つ以上の無機臭化物の配合物から、捕捉後かなりの量で水銀が放出されないことを意味する。

本発明の処理で使用される無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着
剤は、ｐＨ緩衝液（例えば、炭酸塩及びリン酸塩を含むがこれらに限定されない）、担体（例えば、砂や泥を含むがこれらに限定されない）、結合剤（例えば、泥、粘土、及びポリマーを含むがこれらに限定されない）、及び／または他の添加剤（例えば、鉄化合物及び硫黄化合物を含むがこれらに限定されない）などの他の任意の成分と配合することができる。

本発明の実施において、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤は、乾燥吸着剤及び乾燥無機ハロゲン化物化合物として含む様々な形態で使用することができる、または無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤の一方または両方は、適切な流体（例えば、スラリー）中にあり得る。本明細書で使用する場合、「適切な流体」という用語は、水などの流体、及び他の流体を意味する。選択は変数（例えば、物質の組成、物質中に存在する環境汚染物質の組成など）に依存するので、本開示の教示を考えれば、当業者であれば、適切な流体を選択するための知識が手元にある。

物質のいくつかの処理は、ｉｎ－ｓｉｔｕ及びｅｘ－ｓｉｔｕの両方で実行できる。

熱脱着及びレトルト処理は、水銀浄化のための２つの一般的なｅｘ ｓｉｔｕ熱処理である。この技術は、汚染された媒体を加熱して水銀を揮発させ、続いて蒸気を凝縮して液体の水銀元素にする。無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤、好ましくは無機臭化物及び活性炭を使用して、液体水銀凝縮器の代わりとして水銀を吸着させる、または凝縮器を出る排出ガス中の水銀を除去することができる。

一部の用途では、無機ハロゲン化物化合物もしくは無機硫化物化合物、及び／または吸着剤は物質の中にまたは物質とともに残る。他の用途では、無機ハロゲン化物化合物もしくは無機硫化物化合物、及び／または吸着剤は使用後に回収され得る。使用後に回収された場合、吸着剤は廃棄、または再生して再利用できる。

１つ以上の環境汚染物質を含む物質は、固体、液体、または固体と液体の組み合わせ、または１つ以上の固体と１つ以上の液体の組み合わせである。物質が固体である場合、それは複数の固体を含み得る。物質が液体である場合、それは複数の液体を含み得る。

本発明のいくつかの処理で、１つ以上の固体、１つ以上の液体、または少なくとも１つの固体と少なくとも１つの液体の組み合わせを含む物質に適用されるかどうかにかかわらず、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤の使用は、独立した浄化方法であり得る、または、他の浄化方法の使用を補完することができる。本発明による他の処理では、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を、同じ浄化処理で、１つ以上の他の浄化剤に加えて使用することができる。

汚染された廃棄物中に無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を加えると、１つ以上の汚染物質が吸着される。いくつかの実施形態では、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤は、物質を安定化する及び／または固化するために物質中に残る。他の実施形態では、組み合わされた無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、吸着剤、及び物質は、多くの場合、結合剤及び他の化合物とともに埋立て地に置かれる。

本明細書で使用される場合、「固体（複数可）」という用語は、土壌、くず、廃棄物、及び当業者に周知の他のそのような物質が含まれるが、これらに限定されない。土壌は、本発明の実施で処理するのに好ましい固体である。本発明のプロセスは、１つ以上の環境汚染物質を含む固体中の、１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性を低減させるために提供される。固体である物質は、本明細書では固体物と呼ばれることが
ある。

無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体に添加及び／または適用することは、
（ａ）既に存在する、または手動で作成された（例えば、基材中にドリルで穴を開けることによって）かにかかわらず、所望により基材中に存在する穴及び／またはくぼみ及び／またはチャネルを通って、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、ならびに吸着剤を固体の中に注入すること、及び／または、
（ｂ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体の表面に適用すること、及び／または、
（ｃ）無機ハロゲン化物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体の表面の少なくとも一部に配合すること、及び／または、
（ｄ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含有される固体に添加すること、及び／または、
（ｅ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体に配合すること、及び／または、
（ｆ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を反応性バリアに添加すること、及び／または、
（ｇ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含有する反応性バリアを形成すること、及び／または、
（ｈ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体が処理される真空ウェル中に入れること、を含むことができる。

無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体に添加及び／または適用するための、いくつかの好ましい方法は、
（ａ）既に存在する、または手動で作成された（例えば、基材中にドリルで穴を開けることによって）かにかかわらず、所望により基材中に存在する穴及び／またはくぼみ及び／またはチャネルを通って、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、ならびに吸着剤を固体の中に注入すること、及び／または、
（ｂ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体の表面に適用すること、及び／または、
（ｃ）無機ハロゲン化物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体の表面の少なくとも一部に配合すること、及び／または、
（ｄ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含有される固体に添加すること、及び／または、
（ｅ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体に配合すること、及び／または、
（ｆ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を反応性バリアに添加すること、及び／または、
（ｇ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含有する反応性バリアを形成すること、である。

無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体に添加及び／または適用するための、より好ましい方法は、
（ａ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体内に注入すること、
（ｂ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体の表面に適用すること、及び／または、
（ｃ）無機ハロゲン化物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体の表面の少なくとも一部に配合すること、である。

上記（ｃ）のように無機ハロゲン化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体の表面に配合することは、無機ハロゲン化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体の一部に配合させて、それから無機ハロゲン化合物または無機硫化物化合物、吸着剤及び固体の一部の混合物を固体の表面に適用することによって、または無機ハロゲン化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を固体の表面に配合することによって実施できる。

１つ以上の環境汚染物質の環境利用可能性を低減させるための固体の処理の実施形態は、（ｉ）固体の中に穴、くぼみ及び／またはチャネルをドリルで作成することと、（ｉｉ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤の層で固体の表面を覆うことと、（ｉｉｉ）固体のいくつかの部分を加熱して、１つ以上の環境汚染物質（例えば、水銀）を、その上に無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤のある表面に向かって移動させることと、を含む。

１つ以上の環境汚染物質の環境利用可能性を低減させるための固体の処理の別の実施形態は、（ｉ）固体の中に穴、くぼみ及び／またはチャネルをドリルで作成することと、（ｉｉ）いくつかの穴またはチャネルに無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を充填することと、（ｉｉｉ）加熱した空気を穴またはチャネルの中にパージして、１つ以上の環境汚染物質（例えば、水銀）を無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤で満たされた穴に向かって移動させることと、を含む。

本発明のいくつかの実施形態では、固体を加熱して、真空ウェル中で環境汚染物質（例えば、水銀）を気化させる。上記（ｈ）のように、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤が真空ウェル中に存在する場合、無機ハロゲン化物化合物もしくは無機硫化物化合物、及び／または吸着剤は、気化した環境汚染物質（複数可）を吸収することができる。これらのプロセスで、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物は、処理される物質とともに置かれて、吸着剤は、蒸気が大気に出る前に、１つ以上の場所で生成された蒸気と真空ウェル中で接触する。この処理の１つの用途は、水銀浄化のための土壌蒸気抽出（ＳＶＥ）においてであり、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤（特に、無機臭化物及び活性炭）を真空ウェルで使用して、水銀を吸着させることができる。

特定の種類の固体物、土壌にて、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を利用して、ｉｎ ｓｉｔｕ及び／またはｅｘ ｓｉｔｕ処理で土壌を安定化かつ固化（Ｓ／Ｓ）する前にまたはその最中に、水銀を不動化することができる。１つのｅｘ ｓｉｔｕプロセスは、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤、１つ以上の結合剤、及び他の成分を汚染物質に添加し、それらを反応器内で混合する。次に、混合物は安定化されて、セメントで固められる、または埋め立て地に置かれる。いくつかの実施形態で、無機臭化物及び粉末状活性炭は、Ｓ／Ｓ処理工程で使用され得る。無機臭化物及び粉末状活性炭に吸着された水銀は、コンクリートの製造及び養生中に安定する。例えば、米国特許第８，４０４，０３８号及び第８，４２０，０３３号を参照のこと。フライアッシュ及びセメントは、Ｓ／Ｓ技術で使用される典型的な結合剤であるため、これは有利である。

無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤（特に、無機臭化物及び粉末状活性炭）が水銀汚染土壌の浄化剤である、本発明の別の実施形態で、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤は、汚染土壌の上に広げられる。この方法で、土壌は乱されず、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤（特に無機臭化物及び活性炭）が土壌の最上層に存在し、土壌からの水銀の移動をブロックする。

無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤（特に無機臭化物化合物及び活性炭）のいずれかまたは両方を別の薬剤と混合して、無機ハロゲン化物化合物もしくは無機硫化物化合物、及び／または吸着剤の固体（特に、土壌）内への浸透を改善する、混合物を作成することができる。いくつかの実施形態にて、ｐＨ調整剤も、別々にまたは無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤と混合して、所望により無機ハロゲン化物化合物もしくは無機硫化物化合物、及び／または吸着剤の固体内への浸透を改善する薬剤と共に適用される。

本発明のプロセスは、１つ以上の環境汚染物質を含む液体中の、１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性を低減させるために提供される。本明細書で使用する場合、「液体（複数可）」という用語は、地下水、廃水、地表水、塩水、淡水（例えば、湖、池）、及び当業者に知られている他のそのような物質が含まれるが、これらに限定されない。液体である物質は、本明細書では液体物と呼ばれることがある。

無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を液体に添加及び／または適用することは、
（ａ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を液体の中に注入することであって、所望により使用した吸着剤を濾過できる、前記注入すること、及び／または、
（ｂ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を液体の表面に適用すること、及び／または、
（ｃ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を液体に配合すること、及び／または、
（ｄ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含む固定床上に液体を通過させること、及び／または、
（ｅ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含むフィルターに、液体を通すこと、及び／または、
（ｆ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含有される量の液体に添加すること、及び／または、
（ｇ）液体と無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物を接触させ、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物との接触中または接触後に、吸着剤を含有する固定床またはカラムに液体をポンプで送ること、を含むことができる。

上述（ｃ）のように無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を液体と配合することは、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を全部の液体と配合することによって、または無機ハロゲン化物化合物もしくはまたは無機硫化物化合物、及び／または吸着剤を液体の一部と配合してスラリーを形成し、それからスラリーを残りの液体と配合することによって、行うことができる。

いくつかの物質は、少なくとも１つの固体と少なくとも１つの液体の組み合わせであり、底質、スラリー、堆積物、間隙水（例えば、土壌間隙水または堆積物間隙水）、及び他の固体と液体の組み合わせが含まれる。堆積物、土壌間隙水、及び堆積物間隙水は、本発明の実施で処理するのに好ましい組み合わせである。これらの組み合わせは、多相物質と呼ばれることもある。本発明のプロセスは、１つ以上の環境汚染物質を含む組み合わせ中の、１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性を低減させるために提供される。組み合わせである物質は、本明細書では配合物と呼ばれることがある。

無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物に添加及び／または適用することは、
（ａ）既に存在する、または手動で作成された（例えば、基材中にドリルで穴を開けることによって）かにかかわらず、所望により基材中に存在する穴及び／またはくぼみ及び／またはチャネルを通って、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、ならびに吸着剤を配合物内に注入すること、及び／または、
（ｂ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物の表面に適用すること、及び／または、
（ｃ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を、固体及び／または液体物質について上述したように、配合物の表面の少なくとも一部に配合すること、及び／または、
（ｄ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物に配合すること、及び／または、
（ｅ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含有される配合物に添加すること、及び／または、
（ｆ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含む層で、物質の表面を覆うこと、及び／または、
（ｇ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤をキャップの中に入れること、及び／または、
（ｈ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を反応性バリアに添加すること、及び／または、
（ｉ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含有する反応性バリアを形成すること、及び／または、
（ｊ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤をジオテキスタイルマットの中に入れること、及び／または、
（ｋ）固体物について説明したのと同様の方法で、配合物が処理される真空ウェルに無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を入れること、を含むことができる。

無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物に添加及び／または適用するための、いくつかの好ましい方法は、
（ａ）既に存在する、または手動で作成された（例えば、基材中にドリルで穴を開けることによって）かにかかわらず、所望により基材中に存在する穴及び／またはくぼみ及び／またはチャネルを通って、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、ならびに吸着剤を配合物内に注入すること、及び／または、
（ｂ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物の表面に適用すること、及び／または、
（ｃ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を、固体及び／または液体物質について上述したように、配合物の表面の少なくとも一部に配合すること、及び／または、
（ｄ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物に配合すること、及び／または、
（ｅ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含有される配合物に添加すること、及び／または、
（ｆ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含む層で、物質の表面を覆うこと、及び／または、
（ｇ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤をキャップの中に入れること、及び／または、
（ｈ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を反応性バリアに添加すること、及び／または、
（ｉ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を含有する反応性バリアを形成すること、及び／または、
（ｊ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤をジオテキスタイルマットの中に入れること、である。

無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物に添加及び／または適用するための、より好ましい方法は、
（ａ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物内に注入すること、
（ｂ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物の表面に適用すること、
（ｃ）無機ハロゲン化物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物の表面の少なくとも一部に配合すること、及び／または、
（ｄ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物に配合すること、である。

上述した（ｄ）のように無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物に配合するには、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤を配合物に配合することによって、または無機ハロゲン化物化合物もしくは無機硫化物化合物、及び／または吸着剤を配合物の一部に配合して混合物を形成し、それから混合物を配合物の表面と配合することによって行うことができる。これらの実施形態で、無機ハロゲン化物化合物及び吸着剤は、例えば、これらに限定されないが、無機塩化物または無機臭化物及び活性炭、好ましくは無機臭化物及び炭素質材料、より好ましくは臭化ナトリウム及び／または臭化カルシウムならびに活性炭を含むことができる。

本発明の別の実施形態は、１つ以上の環境汚染物質及び臭化物イオンを含む物質中の、１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性を低減させるためのプロセスを提供する。このプロセスは、臭素含有炭素質材料を前記物質に添加する及び／またはそれを適用して、それにより物質中の１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性を低減させることを含む。この実施形態では、臭化物イオンが環境汚染物質（複数可）とともに物質中に存在するため、無機ハロゲン化物化合物を添加または適用する必要はない。本発明のこの実施形態における浄化剤は、臭素含有炭素質材料を含む。好ましい実施形態では、臭素含有炭素質材料中の臭素の量は、臭素含有炭素質材料の総重量に対して約０．１重量％～約２０重量％の範囲である。この実施形態の特徴は、臭素含有炭素質材料のみを添加する及び／または適用することが必要があり、物質の処理とその考慮事項は、吸着剤に関して上述したものと同じである。この実施形態では、無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物の適用は任意である。

臭素含有炭素質材料を１つ以上の環境汚染物質及び臭化物イオンを含む固体に添加及び／または適用することは、
（ａ）臭素含有炭素質材料を固体内に注入すること、
（ｂ）臭素含有炭素質材料を固体の表面に適用すること、
（ｃ）臭素含有炭素質材料を固体の表面の少なくとも一部に配合すること、
（ｄ）臭素含有炭素質材料を含有される固体に添加すること、
（ｅ）臭素含有炭素質材料を固体に配合すること、
（ｆ）臭素含有炭素質材料を反応性バリアに添加すること、
（ｇ）臭素含有炭素質材料を含有する反応性バリアを形成すること、及び／または、
（ｈ）臭素含有炭素質材料を固体が処理される真空ウェルに入れること、を含むことができる。

臭素含有炭素質材料を固体に添加及び／または適用するためのいくつかの好ましい方法は、
（ａ）臭素含有炭素質材料を固体内に注入すること、
（ｂ）臭素含有炭素質材料を固体の表面に適用すること、
（ｃ）臭素含有炭素質材料を固体の表面の少なくとも一部に配合すること、
（ｄ）臭素含有炭素質材料を含有される固体に添加すること、
（ｅ）臭素含有炭素質材料を固体に配合すること、
（ｆ）臭素含有炭素質材料を反応性バリアに添加すること、及び／または、
（ｇ）臭素含有炭素質材料を含有する反応性バリアを形成すること、である。

臭素含有炭素質材料を固体に添加及び／または適用するためのより好ましい方法は、
（ａ）臭素含有炭素質材料を固体内に注入すること、
（ｂ）臭素含有炭素質材料を固体の表面に適用すること、及び／または、
（ｃ）臭素含有炭素質材料を固体の表面の少なくとも一部に配合すること、である。

上記（ｃ）のように、臭素含有炭素質材料を固体の表面に配合させることは、臭素含有炭素質材料を固体の一部と配合させて、それから臭素含有炭素質材料と固体の一部の混合物を固体の表面に適用することによって、または臭素含有炭素質材料を固体の表面に配合させることによって、実施され得る。

１つ以上の環境汚染物質の環境利用可能性を低減させるための固体の処理の実施形態は、（ｉ）固体の中に穴、くぼみ及び／またはチャネルをドリルで作成することと、（ｉｉ）臭素含有炭素質材料の層で固体の表面を覆うことと、（ｉｉｉ）固体のいくつかの部分を加熱して、１つ以上の環境汚染物質（例えば、水銀）を、その上に臭素含有炭素質材料のある表面に向かって移動させることと、を含む。

１つ以上の環境汚染物質の環境利用可能性を低減させるための固体の処理の別の実施形態は、（ｉ）固体の中に穴、くぼみ及び／またはチャネルをドリルで作成することと、（ｉｉ）いくつかの穴またはチャネルに臭素含有炭素質材料を充填することと、（ｉｉｉ）加熱した空気を穴またはチャネルの中にパージして、１つ以上の環境汚染物質（例えば、水銀）を臭素含有炭素質材料で満たされた穴に向かって移動させることと、を含む。

臭素含有炭素質材料が水銀汚染土壌の浄化剤である、本発明の別の実施形態では、臭素含有炭素質材料が汚染土壌の上に広げられる。この方法で、土壌は乱されず、臭素含有炭素質材料が土壌の最上層に存在し、土壌からの水銀の移動をブロックする。

臭素含有炭素質材料を１つ以上の環境汚染物質及び臭化物イオンを含む液体に添加及び／または適用することは、
（ａ）臭素含有炭素質材料を液体内に注入すること、
（ｂ）臭素含有炭素質材料を液体の表面に適用すること、
（ｃ）臭素含有炭素質材料を液体に配合すること、
（ｄ）臭素含有炭素質材料を含む固定床上に液体を通過させること、
（ｅ）臭素含有炭素質材料を含むフィルターに液体を通過させること、
（ｆ）臭素含有炭素質材料を含有される量の液体に添加すること、及び／または、
（ｇ）臭素含有炭素質材料を含む固定床またはカラムを通して液体をポンプで送ること、を含むことができる。

上述（ｃ）のように臭素含有炭素質材料を液体に配合させることは、臭素含有炭素質材料を全部の液体と配合させることによって、または臭素含有炭素質材料を液体の一部と配合させてスラリーを形成し、それからスラリーを残りの液体と配合することによって、行うことができる。

臭素含有炭素質材料を１つ以上の環境汚染物質及び臭化物イオンを含有する配合物に添加及び／または適用することは、
（ａ）臭素含有炭素質材料を配合物内に注入すること、
（ｂ）臭素含有炭素質材料を配合物の表面に適用すること、
（ｃ）臭素含有炭素質材料を配合物の表面の少なくとも一部に配合すること、
（ｄ）臭素含有炭素質材料を配合物に配合すること、
（ｅ）臭素含有炭素質材料を含有される配合物に添加すること、
（ｆ）臭素含有炭素質材料を含む層で物質の表面を覆うこと、
（ｇ）臭素含有炭素質材料をキャップの中に入れること、
（ｈ）臭素含有炭素質材料を反応性バリアに添加すること、
（ｉ）臭素含有炭素質材料を含有する反応性バリアを形成すること、
（ｊ）臭素含有炭素質材料をジオテキスタイルマット内に入れること、及び／または、
（ｋ）臭素含有炭素質材料を配合物が処理される真空ウェルに入れること、を含むことができる。

臭素含有炭素質材料を配合物に添加及び／または適用するためのいくつかの好ましい方法は、
（ａ）臭素含有炭素質材料を配合物内に注入すること、
（ｂ）臭素含有炭素質材料を配合物の表面に適用すること、
（ｃ）臭素含有炭素質材料を配合物の表面の少なくとも一部に配合すること、
（ｄ）臭素含有炭素質材料を配合物に配合すること、
（ｅ）臭素含有炭素質材料を含有される配合物に添加すること、
（ｆ）臭素含有炭素質材料を含む層で物質の表面を覆うこと、
（ｇ）臭素含有炭素質材料をキャップの中に入れること、
（ｈ）臭素含有炭素質材料を反応性バリアに添加すること、
（ｉ）臭素含有炭素質材料を含有する反応性バリアを形成すること、及び／または、
（ｊ）臭素含有炭素質材料をジオテキスタイルマット内に入れること、である。

臭素含有炭素質材料を配合物に添加及び／または適用するためのより好ましい方法は、
（ａ）臭素含有炭素質材料を配合物内に注入すること、
（ｂ）臭素含有炭素質材料を配合物の表面に適用すること、
（ｃ）臭素含有炭素質材料を配合物の表面の少なくとも一部に配合すること、及び／または、
（ｄ）臭素含有炭素質材料を配合物に配合すること、である。

上述した（ｄ）のように臭素含有炭素質材料を配合物に配合することは、臭素含有炭素質材料を配合物に配合することによって、または臭素含有炭素質材料を配合物の一部に配合して混合物を形成し、それから混合物を配合物の表面に配合することによって行うことができる。これらの実施形態では、臭素含有炭素質材料は、臭素含有活性炭であり得る。

当業者には明らかであるように、処理される物質に応じて、本発明の使用に関する多くの変数を考慮しなければならない。本発明のすべてのプロセスで、固体、液体、またはそれらの組み合わせに適用されるかどうかにかかわらず、本明細書の教示を考慮すると、任意の成分を無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤と組み合わせて使用するか、使用する場合、有益となる特定の任意の成分とその量、本発明のプロセスの適用の数、及び有益となるそのような適用の間の期間、本発明のプロセスを既知の浄化方法と組み合わせて使用するか、もしそうであれば、有益な結果を得るためにどのように使用するかなど、当業者は、使用する無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物、及び吸着剤の量を決定する知識を手元に持っている。

以下の実施例は、例示の目的のために提示され、本発明の範囲に制限を課すことを意図するものではない。

実施例では、特に明記しない限り、試料中に存在する水銀の量は、水銀蒸気分析器を備えた原子吸光分光計（ＣＶＡＡ；ゼーマンバックグラウンド補正による原子吸光水銀分光計、Ｏｈｉｏ Ｌｕｍｅｘ Ｃｏ．、モデル番号ＲＡ９１５＋）にて、冷蒸気原子吸光分析法を介して測定される。

すべての実施例で、活性炭を使用した実験は、比較のためである。特に断りのない限り、実施例で使用される粉末状活性炭は、ココナッツの殻から調製された。

実施例１
粉末状活性炭（ＰＡＣ）をいくつかの反応ボトルに加え、続いて水銀溶液５０ｍＬを加えた。この溶液のｐＨは２で、Ｈｇ（ＮＯ_３）_２からの水銀が約５０ｐｐｍ含まれていた。各反応ボトルのＰＡＣの量は０．４ｇ／Ｌだった。固体ＮａＢｒを脱イオン水に溶解して、２ｗｔ％で臭化物イオンを含む溶液を形成した。ある量のＮａＢｒ溶液を各反応ボトルにピペットで入れた。

試料を３０回転／分で２４時間回転させて、得られた混合物のそれぞれをシリンジフィルター（０．４５μｍ細孔膜）に通して、固体を液体から分離した。比較のために、臭化物溶液を含まない活性炭を使用して、別の実験を並行して実施した。次に、各溶液から濾過した液体の水銀濃度を測定した。結果を表１にまとめる。

これらの実験では、約１６ｐｐｍの臭化物イオンの定常状態濃度で活性炭の容量は１００ｍｇＨｇ／ｇ活性炭（吸着剤）であり、臭化物イオンが存在しない活性炭の水銀吸着よりも大幅に大きかった。

図は、臭化物イオン濃度の関数としての水銀吸着を示すグラフである。ここで、ｘ軸は臭化物イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、ｙ軸は、吸着されたＨｇ（ｍｇ／ｇ吸着剤）である。

実施例２
実施例１のように調製されたより多くの試料が調製され、試験された。１セットの実行では、ココナッツの殻から形成した粉末状活性炭を使用した。結果を表２にまとめる。

実施例３
実施例１のように調製された試料が、調製され、試験された。これらの実験では、初期水銀濃度が変化した。結果を表３にまとめる。

実施例４
実施例１のように調製された試料は、ＮａＣｌ、ＮａＩ、及びＮａ_２ＳならびにＮａＢｒを使用して調製ならびに試験された。結果を表４にまとめる。

実施例５
試料は、ＮａＢｒを使用して調製及び試験した。粉末状活性炭（ＰＡＣ）を１ｗｔ％の負荷で砂に添加し、試験用にいくつかのカラムに詰めた。各カラムに、ｐＨが２で、Ｈｇ（ＮＯ_３）_２からの水銀５０ｐｐｍを含有する水銀溶液５０ｍＬを添加した。固体ＮａＢｒを脱イオン水に溶解させて、臭化物イオンと水銀のモル比が１：１～４：１になる量で臭化物を含有する溶液を形成した。臭化物イオンを含まない比較試料も試験した。ＮａＢｒ溶液をそれぞれカラムに加えて水銀を抽出した。次に、各カラムから溶出した液体の水銀濃度を測定した。結果を表５にまとめる。

実施例６
いくつかの土壌試料が調製され、試験した。一部の土壌試料に粉末状活性炭（ＰＡＣ）を１ｗｔ％添加し、固体ＮａＢｒを脱イオン水に溶解させて、４０ｐｐｍのＮａＢｒを含む溶液を形成し、これを一部の土壌試料に添加した。各土壌試料に、ＨｇＣｌ_２またはＨｇ（ＮＯ_３）_２のいずれかの溶液を添加して、各試料に５０ｐｐｍのＨｇを加えた。２つの異なるｐＨ値の溶液を使用した。試料を３０回転／分で２４時間回転させて、得られた混合物のそれぞれをシリンジフィルター（０．４５μｍ細孔膜）に通して、固体を液体から分離した。比較のために、ＰＡＣまたは臭化物溶液を含まない土壌を使用して並行して実験を行った。ＰＡＣとＮａＢｒの両方を含有するものを除くすべての実験は、比較のためである。次に、各溶液から濾過した液体の水銀濃度を測定した。結果を表６にまとめる。

実施例７
水銀を含有するいくつかの廃水試料は、臭化物イオンと活性炭の配合物で処理した。固体のＮａＢｒを脱イオン水に溶解させて臭化ナトリウム溶液を形成し、これを廃水試料に添加した。２つの試料をバッチ法で処理した。バッチ法では、臭化ナトリウム溶液の一部、次に粉末状活性炭の一部を添加し、試料を数回振とうした後、得られた各混合物をシリンジフィルター（０．４５μｍ細孔膜）に通して、固体を液体から分離し、次に各溶液から濾過された液体の水銀濃度を測定した。１つの試料をカラム処理し、廃水試料を粒状活性炭（ＧＡＣ）床にポンプで送った後、溶出水を分析した。結果を表７にまとめる。

本発明の更なる実施形態としては、これらに限定されないが、以下を含む。

Ａ）１つ以上の環境汚染物質を含む物質中の、１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性を低減させるためのプロセスであって、前記プロセスが、
無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物を前記物質に添加及び／または適用することであって、ここで、無機ハロゲン化物化合物は臭化ナトリウムまたは臭化カルシウムであり、無機硫化物化合物は硫化水素または硫化ナトリウムである、前記添加及び／または適用すること、ならびに
吸着剤を前記物質に添加及び／または適用することであって、吸着剤が活性炭または臭素含有炭素質材料である、前記物質に吸着剤を添加及び／または適用して、
それにより、物質中の１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性を低減させること、を含む、前記プロセス。

Ｂ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物が溶液中にあって、ハロゲン化物または硫化物が、溶液の総重量に対する臭化物として計算して約０．５重量％～約４５重量％であるような量である、Ａ）によるプロセス。

Ｃ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物が溶液中にあって、ハロゲン化物または硫化物が、溶液の総重量に対する臭化物として計算して約１重量％～約３０重量％であるような量である、Ａ）によるプロセス。

Ｄ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物が溶液中にあって、ハロゲン化物または硫化物が、溶液の総重量に対する臭化物として計算して約５重量％～約２０重量％であるような量である、Ａ）によるプロセス。

Ｅ）物質が土壌である、Ａ）～Ｄ）のいずれかと同様のプロセス。

Ｆ）物質が堆積物である、Ａ）～Ｄ）のいずれかと同様のプロセス。

Ｇ）物質が土壌間隙水または堆積物間隙水である、Ａ）～Ｄ）のいずれかと同様のプロ
セス。

Ｈ）無機ハロゲン化物化合物が臭化ナトリウムであり、吸着剤が活性炭であり、無機ハロゲン化物化合物が溶液中にあり、ハロゲン化物が溶液の総重量に対する臭化物として計算して約０．５重量％～約４５重量％であるような量であり、物質が土壌、堆積物、土壌細孔水、または堆積物細孔水である、Ａ）によるプロセス。

Ｉ）無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物が、ハロゲン化物が、溶液の総重量に対する臭化物として計算して約１重量％～約３０重量％、好ましくは約５重量％～約２０重量％であるの量である、Ｈ）によるプロセス。

Ｊ）無機硫化物化合物が硫化ナトリウムであり、吸着剤が活性炭であり、無機硫化物化合物が溶液中にあり、硫化物が溶液の総重量に対する臭化物として計算して約０．５重量％～約４５重量％であるような量であり、物質が土壌、堆積物、土壌細孔水、または堆積物細孔水である、Ａ）によるプロセス。

Ｋ）無機硫化物化合物が、硫化物が、溶液の総重量に対する臭化物として計算して約１重量％～約３０重量％、好ましくは約５重量％～約２０重量％であるの量である、Ｊ）によるプロセス。

本明細書または特許請求の範囲のいずれかで化学名または化学式で言及される成分は、単数または複数で言及されるかどうかにかかわらず、化学名または化学式で言及される別の物質（例えば、別の成分、溶媒など）と接触する前に存在するものとして識別される。そのような変化、変換、及び／または反応は、特定の成分を本開示に従って要求される条件下で一緒にすることの自然な結果であるため、結果として得られる混合物または溶液でどのような化学変化、変換、及び／または反応が起こるかは問題ではない。したがって、この成分は、所望の操作の実行または所望の組成物の形成に関連して一緒にされる成分として識別される。また、以下の本明細書の特許請求の範囲は、物質、構成要素、及び／または成分を現在形で言及している場合でも（「含む」、「である」など）、本開示に従う１つ以上の他の物質、構成要素、及び／または成分とこれが最初に接触されるか、ブレンドされるかまたは混合される直前の時点でそれが存在するかのように、この物質、構成要素、または成分を指すものである。物質、構成要素、または成分は、本開示及び化学者の通常の技術に従って実施された場合、接触、ブレンドまたは混合の操作の過程で、化学反応または変換により元の同一性を失った可能性があるという事実はしたがって、実質上問題はない。

本発明は、本明細書に列挙される材料及び／または手順を含んでもよいし、それらからなってもよいし、またはそれらから本質的になってもよい。

本明細書で使用する場合、本発明の組成物中のまたは本発明の方法で使用される、成分の量を修飾する「約」という用語は、例えば、典型的な測定及び現実世界での濃縮物の作製または溶液の使用に使用される液体処理手順によって；これらの手順の不注意によるエラーによって；組成物の製造または方法の実行に使用される成分の製造、供給源、または純度の違いによって；などによって生じ得る、数的な量の変化を指す。約という用語はまた、特定の初期混合物から生じる組成物の異なる平衡条件に起因して異なる量も包含する。「約」という用語で修飾されているかどうかにかかわらず、請求項にはその量と等価なものが包含される。

本明細書で使用される冠詞「ａ」または「ａｎ」は、本明細書で用いる場合、特に明示的に示される場合を除き、詳細な説明または請求項の範囲を、その冠詞が指す単一の要素
に対して限定するものではなく、限定するものとして解釈されるべきではない。むしろ、冠詞「ａ」または「ａｎ」とは、本明細書で用いる場合、本文で別段明記されていない限り、１つ以上のそのような要素を網羅することを意図している。

本発明は、１つ以上の好ましい実施形態に関して説明されてきたが、以下の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく、他の修正を行うことができることを理解されたい。

Claims (23)

1. １つ以上の環境汚染物質を含む物質中の、前記１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性を低減するためのプロセスであって、前記プロセスが、
   無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物を物質に添加及び／または適用することであって、ここで前記無機ハロゲン化物化合物が、１つ以上の無機フッ化物、無機塩化物、無機臭化物、及び／または無機ヨウ化物を含む、前記添加及び／または適用すること、ならびに、
   前記物質に吸着剤を添加及び／または適用して、
   それにより、前記物質中の前記１つ以上の環境汚染物質の少なくとも一部の環境利用可能性を低減させること、を含み、
   ここで、前記吸着剤は、臭素含有炭素質材料であり、そしてここで、前記無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物は、前記物質に適用する前に吸着剤と混合または配合されず、かつ前記無機ハロゲン化物化合物または無機硫化物化合物に対する前記吸着剤の量は、０．０１重量％～０．１重量％の間であり、
   ここで、前記環境汚染物質を含む物質は、固体、液体、または少なくとも１つの固体及び少なくとも１つの液体の組み合わせである、
   前記プロセス。
2. 前記炭素質材料が活性炭である、請求項１に記載のプロセス。
3. 前記吸着剤が無機材料を含み、前記無機材料が、無機酸化物、天然ゼオライト、無機炭酸塩、及び粘土鉱物から選択される、請求項１に記載のプロセス。
4. 前記吸着剤が無機材料を含み、前記無機材料が、チャバザイト、シリカ、カルシウム、カオリナイト、及びベントナイトから選択される、請求項１に記載のプロセス。
5. 前記無機ハロゲン化物化合物が、無機塩化物または無機臭化物である、請求項１～４のいずれか一項に記載のプロセス。
6. 前記無機ハロゲン化物化合物が無機臭化物であり、前記吸着剤が活性炭である、請求項１に記載のプロセス。
7. 前記無機ハロゲン化物化合物が、臭化ナトリウムまたは臭化カルシウムである、請求項６に記載のプロセス。
8. 前記無機ハロゲン化物化合物が、溶液中にあり、かつ前記溶液の総重量に対する臭化物として計算して約０．５重量％～約４５重量％であるような量である、請求項１～７のいずれか一項に記載のプロセス。
9. 前記無機硫化物化合物が、アルカリ金属硫化物またはアルカリ土類硫化物である、請求項１～４のいずれか一項に記載のプロセス。
10. 前記無機硫化物化合物がアルカリ金属硫化物であり、前記吸着剤が活性炭である、請求項１に記載のプロセス。
11. 前記無機ハロゲン化物化合物が、臭化ナトリウムまたは臭化カルシウムである、請求項１０に記載のプロセス。
12. 前記無機硫化物化合物が、溶液中にあり、かつ前記溶液の総重量に対する臭化物として計算して約０．５重量％～約４５重量％であるような量である、請求項１～４または９～１１のいずれか一項に記載のプロセス。
13. 前記環境汚染物質を含む前記物質が、固体である、請求項１～１２のいずれか一項に記載のプロセス。
14. 前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記固体に添加及び／または適用することが、
    （ａ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記固体内に注入すること、
    （ｂ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記固体の表面に適用すること、
    （ｃ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記固体の表面の少なくとも一部に配合すること、
    （ｄ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を含有される前記固体に添加すること、
    （ｅ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記固体に配合すること、
    （ｆ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を反応性バリアに添加すること、
    （ｇ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を含有する反応性バリアを形成すること、
    （ｈ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記固体が処理される真空ウェルに入れること、のうちの１つ以上を含む、請求項１３に記載のプロセス。
15. 前記環境汚染物質を含む前記物質が、液体である、請求項１～１２のいずれか１項に記載のプロセス。
16. 前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記液体に添加及び／または適用することが、
    （ａ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記液体内に注入すること、
    （ｂ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記液体の表面に適用すること、
    （ｃ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記液体に配合すること、
    （ｄ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を含む固定床上に前記液体を通過させること、
    （ｅ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を含むフィルターに、前記液体を通すこと、
    （ｆ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を含有される量の前記液体に添加すること、
    （ｇ）前記液体と前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物を接触させ、前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物との接触中または接触後に、前記吸着剤を含有する固定床またはカラムに前記液体をポンプで送ること、のうちの１つ以上を含む、請求項１５に記載のプロセス。
17. 前記環境汚染物質を含む前記物質が、少なくとも１つの固体と少なくとも１つの液体の配合物である、請求項１～１２のいずれか一項に記載のプロセス。
18. 前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記配合物に添加及び／または適用することが、
    （ａ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記配合物内に注入すること、
    （ｂ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記配合物の表面に適用すること、
    （ｃ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記配合物の表面の少なくとも一部に配合すること、
    （ｄ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記配合物に配合すること、
    （ｅ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を含有される前記配合物に添加すること、
    （ｆ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を含む層で、前記物質の表面を覆うこと、
    （ｇ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤をキャップ内に入れること、
    （ｈ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を反応性バリアに添加すること、
    （ｉ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を含有する反応性バリアを形成すること、
    （ｊ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤をジオテキスタイルマットの中に入れること、
    （ｋ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記配合物が処理される真空ウェルに入れること、のうちの１つ以上を含む、請求項１７に記載のプロセス。
19. 前記固体が土壌である、請求項１３または１４に記載のプロセス。
20. 前記添加及び／または適用することが、
    （ａ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記固体内に注入すること、
    （ｂ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記固体の表面に適用すること、
    （ｃ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記固体の表面の少なくとも一部に配合すること、のうちの１つ以上を含む、請求項１８に記載のプロセス。
21. 前記配合物が堆積物である、請求項１７または１８に記載のプロセス。
22. 前記添加及び／または適用することが、
    （ａ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記配合物内に注入すること、
    （ｂ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記配合物の表面に適用すること、
    （ｃ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記配合物の表面の少なくとも一部に配合すること、
    （ｄ）前記無機ハロゲン化物化合物または前記無機硫化物化合物、及び前記吸着剤を前記配合物に配合すること、のうちの１つ以上を含む、請求項２１に記載のプロセス。
23. 前記物質が土壌または堆積物であり、
    前記無機ハロゲン化物化合物が臭化ナトリウムもしくは臭化カルシウムであって、前記吸着剤が活性炭である、または
    前記無機硫化物化合物が硫化水素もしくは硫化ナトリウムであって、前記吸着剤が活性炭である、請求項１に記載のプロセス。