JPH0347121B2

JPH0347121B2 -

Info

Publication number: JPH0347121B2
Application number: JP58180988A
Authority: JP
Inventors: Eru Heraa Harorudo
Original assignee: Calspan Corp
Current assignee: Calspan Corp
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1991-07-18
Also published as: CA1196559A; US4483716A; JPS59130501A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は一般に、コンクリート、土壌、路床、
等を含む建設材料の如き多孔質表面から薬品こぼ
れ（spill）を除去する湿布剤（poultice）法に関
し、更に詳しくは、このような表面からポリ塩化
ビフエニル類（PCBs）及びPCB汚染変圧器油の
こぼれを除去する方法に関する。

偶然の薬品こぼれの他に、路床に沿つての、埋
め立てにおける及び他の場所における薬品廃棄物
の無差別の処分の多くの例がここ数年に亘つて報
告されており、かつ公衆衛生に対する潜在的危害
及びこのような存在から生ずる環境に対する関心
が増大している。偶然こぼれた又は不適切に処分
された化学物質を除去する際に相当な努力が必要
となる。何故ならば薬品はしばしばこれがこぼれ
た多孔質表面に吸収されるからである。こぼれた
薬品が毒性物質である場合、事態は特に深刻であ
る。

多孔質基層上の毒性薬品こぼれに対する今日の
除去法は、しばしば、多孔質表面の広範囲にわた
る掘削又は破壊からなる。これらの方法は極めて
費用が高くつき、かつ必ずしも有効ではない。更
にこぼれの場所を除去しても、毒性化学物質及び
これに関連した残滓を安全かつ有効な仕方で処分
する問題が残つている。

ハロゲン化有機化合物は、その中にある炭素−
ハロゲン結合の非常に安定な性質のため処分する
ことがとりわけ困難である。化合物、例えばポリ
塩化ビフエニル（PCB）、ジクロルジフエニルト
リクロルエタン（DDT）、デカクロルオクタヒド
ロ−１，３，４−メテノ−2H−シクロブタ−
〔ｃ，ｄ〕−ペンタレン−２−オン（Kepone ）
及び２，４，５−トリクロルフエノキシ酢酸
（２，４，５−Ｔ）は持続性の環境毒素であるこ
とが見出されているが、これらは生分解に抵抗す
るのみならず、周知の薬品分解法のいずれによつ
ても実際的かつ有効な仕方で分解することができ
ない。たいていの場合、既知の分解法、例えば塩
素分解、触媒脱水ハロゲン化、溶融塩反応、オゾ
ン反応及びアルカリ金属還元はこのような化合物
の部分脱ハロゲンしか達成しない。更に、これら
の先行技術の方法は典型的には、一つ以上の欠
点、例えば、高価な試薬の使用、広範囲の温度調
節、不活性雰囲気、複雑な装置及び／又は多量の
エネルギー消費を含んでおり、これらの欠点は前
記の多孔質表面に存在するハロゲン化有機化合物
を処分する際にこれらの方法を利用することを困
難にするであろう。

ここ数年間に、ペンシルバニア州、フイラデル
フイアのフランクリン・インステイチユートのフ
ランクリン・リサーチ・センターにおいて、
PCBを含む種々のハロゲン化有機化合物から塩
素置換基を取去り、かくしてそれらを非毒性かつ
容易に処分可能にする方法が開発されている。即
ち、ピトレウスキー、クレヴイツツ及びスミス
は、1980年６月11日出願の米国特許出願No.
158359、現在は米国特許出願No.4337368において、
先行技術の先述の分解法よりも著しく進歩した、
ハロゲン化有機化合物の分解法を開示し、特許を
請求している。前記のピトレウスキー等の方法を
実施する際に使用される分解試薬はアルカリ金
属、液状反応体、例えば、ポリグリコール又はポ
リグリコール・モノアルキル・エーテル、及び酸
素間の反応から生成される。この試薬は単にこれ
を酸素の存在下にハロゲン化化合物と混合するだ
けで、実質上、完全な脱ハロゲンを生ずる。

1981年３月５日出願の米国特許出願No.240622中
に、ピトレウスキー等による他の発明が記述さ
れ、特許が請求されているが、この発明は、（ア
ルカリ金属よりもむしろ）アルカリ金属水酸化
物、液状反応体、例えば、ポリグリコール又はポ
リグリコール・モノアルキル・エーテル、及び酸
素の反応により生成した試薬を用いて実質上、完
全な脱ハロゲン化を行い得るという発見に基づい
ている。この分解試薬は前記のピトレウスキー等
の先願中に記載された方法により得られたものに
匹敵する結果を与える。

先述の特許及び出願の試薬を以後、まとめて
NaPEG試薬又は単にNaPEGと称することにす
る。

NaPEG試薬の開発はハロゲン化有機化合物を
これにより汚染した液体から除去し、かつこのよ
うな化合物を濃縮形で安全、効率的かつ有効な仕
方で分解することを可能にした。

多孔質表面から薬品こぼれを除去する先行技術
の方法の前記の欠点は、湿布剤を用いて、多孔質
表面に損傷を与えるとか又は他の仕方でその表面
を害することなく、多孔質表面から、こぼれた物
質を抽出する本発明により克服された。簡単に述
べると、本方法は、微粒物質、例えば、クレー、
シリカ又は炭酸カルシウムが、こぼれた化学物質
が可溶な揮発性溶剤中に分散したスラリー又はペ
ーストの形状の湿布剤をこぼれの場所に塗布する
ことを含んでいる。放置すると、前記溶剤は塗布
表面に吸収され、湿布剤は乾燥して粉末となる。
乾燥の間に、溶剤による吸上（wicking）作用が
生じ、基層から、湿布剤の微粒物質成分の蒸発面
への化学物質の抽出を生起する。実質上、化学物
質含有粉末である乾燥湿布剤は、ついで集めら
れ、処分される。

ここに使用した“湿布剤”（poultice）という
用語は多孔質表面に塗布してそれから化学物質を
除去する軟らかいペースト状の塊を指している。

ここに使用した“毒性物質”（toxic material）
という表現は人間の健康及び環境にとつて危険で
あるほど高い濃度の毒を含有する物質を指してい
る。

本方法は、どのような薬品こぼれ上にも使用で
きるが、種々のハロゲン化有機化合物、例えば
PCB及びPCB汚染変圧器油を含む、毒性物質か
らなる化学物質のこぼれを除去するのに特に有用
である。更に、本発明の一つの変法としては、薬
品解毒試薬、例えば前記NaPEG試薬を前記湿布
剤中に加えて湿布剤中に引出された危険物質を分
解することができる。

多孔質表面上の薬品こぼれを除去する効率的か
つ有効な方法を提供する他に、本発明方法は他の
顕著な利点をもつている。例えば、薬品こぼれが
毒性物質、例えば前記ハロゲン化有機化合物から
なる場合、湿布剤への解毒試薬の添加は、このよ
うな毒性物質と関連した操作及び処分の問題を軽
減する。更に、湿布剤は薬品がこぼれやすい場所
に保管でき、こぼれに対して速やかに使用され、
従つて、冒された表面が使用不能となる時間を短
縮できる。

本発明によれば、多孔質表面、例えば、コンク
リート、アスフアルト材料、煉瓦、砂、土、木
材、等を含む、但しこれらに限られない、建設材
料上にこぼれた薬品を、湿布剤技術を用いてそれ
らから抽出できることが見出された。本発明の湿
布剤は典型的には、揮発性溶剤中に分散した微粒
物質からなるスラリー又はペーストからなつてい
る。

本発明の湿布剤材料は多くの型の粒状物質及び
溶剤から作ることができる。適当な粒状物質には
無機粉末、例えば、クレー（セピオライト又はア
タパルジヤイト）、粉砕シリカ、軽石、炭酸カル
シウム又はそれらの混合物が含まれる。セルロー
ス系粉末、例えば、機械的に微粉砕した精製木材
パルプ及び木粉も湿布剤成分として有効に使用で
きる。微粒物質の使用は、紙パルプの如き材料を
湿布剤製造の際に使用する時に遭遇する収縮の問
題を回避する。又、微粒物質の使用は、湿布剤乾
燥の間に生ずる吸上作用にとつて重要である。こ
の熱力学的駆動力は、湿布剤の多孔性及び毛管現
象と、こぼれた薬品が除去されてゆく多孔質基層
の多孔性及び毛管現象との結合効果によるもので
ある。湿布剤の多孔性は基層の多孔性より小であ
るか又はそれに同等であるべきであり、かつ湿布
剤の毛管現象は基層の毛管現象より大であるか又
はこれに同等であるべきである。基層に対する湿
布剤の多孔性及び毛管現象は、選定された、特定
湿布剤の成分、基層及びこぼれた薬品に応じて変
化し得るが、湿布剤の乾燥の間に起きる吸上作用
は多孔性及び毛管現象の結合効果である。所与の
湿布剤が個別のこぼれを処理するのに適している
かどうかは試験により容易に決定できる。

種々の有機溶剤又は溶剤／水混合物を湿布剤の
溶剤成分として使用できる。概して、個別の溶剤
の選択は多孔質表面から除去される薬品の性質に
左右されるであろう。第一に、湿布剤成分として
選ばれる溶剤はこぼれた物質を抽出できなければ
ならない。例えば、こぼれた薬品がハロゲン化有
機化合物、例えば、PCBである場合には、アセ
トン又は他のケトン類の、溶剤としての使用が特
に良好な結果を生ずることが見出された。

湿布剤成分の相対比率は、選定された特定の微
粒物質及び溶剤に応じて変化でき、その主要な基
準は、その比率がペースト状粘稠度を持つ湿布剤
を与えるように選定されることである。最適比率
は試験により容易に決定できる。

本発明により、こぼれた薬品の、多孔質基層か
らの除去を達成するには、適当な湿布剤成分を混
合してスラリー又はペーストとなし、ついでこぼ
れの場所に、多孔質表面が湿布剤の溶剤成分で飽
和されるのに十分な量、塗布する。その場所を任
意にポリエチレンシートで（例えば約30分間）お
おい、溶剤の蒸発を少なくすることにより表面の
溶剤飽和を確実にすることができる。ついで飽和
多孔質表面を乾燥するままにしておく。湿布剤の
乾燥は、こぼれた薬品を含有する溶剤を多孔質表
面から湿布剤の微粒物質成分中に移行させる熱力
学的駆動力又は吸上作用を与える。こぼれた薬品
を含有する乾燥湿布剤は、こぼれ場所から容易に
除去し棄てることのできる犠牲的表面として働
く。

こぼれた薬品が毒性物質である場合には、危険
薬品を含有する乾燥湿布剤の除去と処分の両者に
関して処理上の問題が存在するであろう。先述の
如く、このような事態は、特定的に毒性物質と反
応する分解又は解毒試薬を湿布剤中に含有させる
ことにより安全、有効的かつ効率的な仕方で解決
できる。

本発明の一つの好ましい実施態様によれば、多
孔質表面から湿布剤中へ抽出されたハロゲン化有
機化合物を解毒するため、NaPEG試薬を湿布剤
に加える。先述の如く、NaPEG試薬はアルカリ
金属（又はアルカリ金属水酸化物）の化学誘導体
の一族、液状反応体、例えば、ポリエチレン・グ
リコール及び酸素を含有している。これらの試薬
は著しい製造問題もなく、比較的低い価格の原料
から作られる。

NaPEG試薬調製の反応は、単に反応体を開放
反応器中で、好ましくは撹拌下に混合するだけで
室温で自然に進行する。酸素又は空気を反応混合
物中に吹かすことは不要である、但しこのような
吹かしは反応を加速することになろう。この反応
を実施するのに温度調節も特別な装置も不要であ
る。所望ならば、反応混合物を加熱して反応速度
を加速してもよい。例えば、ナトリウムと平均分
子量400のポリエチレン・グリコールから生成さ
れる試薬は好ましくは、反応混合物を、満足な反
応速度を与える約50℃乃至約80℃の範囲内の温度
に空気中で加熱して作られる。加熱すると、反応
は発熱し、反応混合物の温度は97.6℃であるナト
リウムの融点付近又はそれより高い温度に上昇す
る。温度が上昇するにつれてナトリウムは融解
し、続いて前記液体との反応が起きる。アルカリ
金属水酸化物を含む反応はアルカリ金属を含む反
応よりも発熱が相当低い。

NaPEG 試薬調製手順の一層の詳細は先述の
米国特許No.4337368及び特許出願No.240622の中に
記載されているが、その全開示を本明細書中に参
考として織り込むこととする。

NaPEGは、これを微粒物質添加前に湿布剤の
溶剤成分と混合することにより湿布剤中に加入さ
せることができる。しかしながら、前記諸成分の
混合順序は本発明の実施にとつて不可欠ではな
く、NaPEGを他の任意の好都合の方法により湿
布剤に加入することができる。NaPEGは他の湿
布剤成分と容易に混合してペーストを生成する。
湿布剤中に加入するNaPEG又は他の分解試薬の
量は広範囲にわたつて変化できるが、通常は、被
処理表面積に左右されるであろう。NaPEGの、
ハロゲン化有機物質に対するモル比は５対１又は
それ以上でなければならない。こぼれ場所におけ
る汚染物の濃度は当業者に周知の分析手順により
決定できる。

先述の特許及び出願中に開示されているよう
に、解毒反応の副生物は比較的に無毒性であり、
その操作は安全であり、かつ主要な副生物は塩化
ナトリウム及び出発ハロゲン化有機物質の種々の
酸化誘導体である。

先述の如く、湿布剤成分として選ばれる溶剤は
こぼれた薬品の溶解度特性に依存するであろう。
更に、こぼれた薬品が毒性があり、解毒試薬が使
用される場合には、選ばれる溶剤は解毒試薬との
相溶性（compatible）がなければならない。こ
こに使用する“相溶性溶剤”という表現は解毒試
薬の反応性に悪影響を及ぼしたり、又はその他の
仕方でその働きを妨害したりすることのない溶剤
を指している。NaPEG試薬を湿布剤に添加する
場合、ケトン類を溶剤として用いてはならない、
なぜならばそれらは脱ハロゲン化作用を妨害する
如き仕方でNaPEG試薬と反応するからである。
NaPEG試薬との関連で使用に適した相溶性溶剤
には極性（polar）溶剤、例えば、アルコール類
及びエーテル類、例えば、テトラヒドロフランが
含まれる。同様に、非極性溶剤、例えば、ヘキサ
ン、トルエン及びキシレンも湿布剤に加えられる
NaPEG試薬との相溶性がある。

同様に、こぼれた薬品が毒性があり、解毒性を
使用する場合、微粒物質も解毒剤との相溶性がな
ければならない。例えば、NaPEG試薬を湿布剤
に加える場合、シリカ粒子、例えば、ヒユームド
（fumed）シリカからなる、又はこれを含有する
無機粉末を用いることはできない、なぜならば、
シリカ粒子はNaPEG試薬と、その脱ハロゲン化
作用を妨害する如き仕方で反応するからである。

湿布剤は更に結合剤、例えば、セルロース系繊
維を含有することができる。結合剤の添加は湿布
剤粉末の早期亀裂及び乾燥を防止する助けをす
る。早期亀裂は、こぼれた薬品を溶解、含有する
溶剤を多孔質基層から湿布剤中へ移行させる吸上
作用を妨害するものと信ぜられる。クレーが湿布
剤の主要成分である場合、小板状の無機粉末、例
えば、バーミキユライトはすぐれた結合材料とな
る。

湿布剤は又、ゲル化剤を含有することができ
る。撹拌時に液化するチキソトロープゲル化剤
は、汚染多孔質基層への湿布剤の塗布を容易に
し、更に湿布剤の流動を防止する点で、湿布剤中
に含有させるのに特に適している。有用なチキソ
トロープの例はベントナイト、化学的に改良した
クレー及び水添ヒマシ油である。

溶剤／水混合物を湿布剤中に使用する場合、非
イオン性湿潤剤を加えて湿布剤中における汚染物
の溶解度を改善することができる。

湿布剤が被処理表面と接触する時間は、湿布剤
を完全に乾燥させるのに十分な時間でなければな
らない（例えば、約24時間）。湿布剤を周期的に
試験して適切な乾燥が生じたか否かを決定するこ
とができる。

本発明を実施するため本発明者により企図され
た最善の仕方と方法を以下に説明しよう。

NaPEG60重量部対トルエン40重量部の比率
の、NaPEG400（即ち、ナトリウム、分子量400
のポリエチレン・グリコール及び酸素から生成し
たもの）の混合物を乾燥クレー／バーミキユライ
ト粉末に加えて湿潤ペーストを生成させる。この
ペーストをコンクリート表面上にこぼれたPCB
又はPCB汚染誘電液上に塗布する。ペーストを
約30分間、ポリエチレンシートでおおい溶剤蒸発
を減少させる。ついでポリエチレンシートを除去
し、溶剤を蒸発させておく。PCBが分解され、
ついで処分のため集められるまで、粉末をその場
に残しておく。あるいは、乾燥粉末を直ちに集め
て貯蔵し、PCBの分解を貯蔵容器中で生じさせ
ることもできる。実質上、完全なPCBの分解は
通常、数日かかる。それゆえ、粉末を周期的に試
験して、実質上のPCBの分解が起きたかどうか
を決定することができる。

本発明の個別の実施態様を上に述べたが、本発
明をこのような実施態様に限定することは意図さ
れておらず、先述の特許請求の範囲中に記載した
本発明の範囲と精神を逸脱することなく、本発明
中に、かつそれに対して変化及び／又は附加を成
し得るものである。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) 化学物質が可溶な揮発性溶剤中に分散し
た微粒物質を含むペースト形状の湿布剤を多孔
質基層に塗布して、前記溶剤を前記湿布剤から
前記多孔質基層中に移行せしめ； (b) 前記溶剤の蒸発が起きるのに十分な時間の
間、前記湿布剤を前記多孔質基層と接触させて
おき、かくして前記多孔質基層からの、前記湿
布剤の前記微粒物質成分中への、前記化学物質
の抽出を達成することから成る、多孔質基層から化学物質を除去する方法。２前記化学物質を含有する前記湿布剤を前記基
層から除去する工程を含む、特許請求の範囲第１
項記載の方法。３前記微粒物質がクレー、粉砕シリカ、軽石、
炭酸カルシウム又はそれらの混合物からなる群か
ら選ばれる鉱物粉末である、特許請求の範囲第１
項記載の方法。４前記微粒物質がセルロース系粉末である、特
許請求の範囲第１項記載の方法。５前記化学物質が毒性物質を含む、特許請求の
範囲第１項記載の方法。６前記毒性物質がハロゲン化有機化合物であ
る、特許請求の範囲第５項記載の方法。７前記毒性物質がハロゲン化有機化合物であ
り、前記揮発性溶剤がケトンである、特許請求の
範囲第６項記載の方法。８前記ケトンがアセトンである、特許請求の範
囲第７項記載の方法。９前記ハロゲン化有機化合物がポリ塩化ビフエ
ニルである、特許請求の範囲第７項又は第８項記
載の方法。１０ (a) 毒性物質が可溶な揮発性溶剤中に分散
した微粒物質及び前記毒性物質に対する解毒試
薬を含むペースト形状の湿布剤を多孔質基層に
塗布して、前記溶剤及び解毒試薬を前記湿布剤
から前記多孔質基層に移行せしめ； (b) 前記溶剤の蒸発が起きるのに十分な時間の
間、前記湿布剤を前記多孔質基層と接触させて
おき、かくして前記多孔質基層からの、前記湿
布剤の前記微粒物質成分中への、前記毒性物質
の抽出及び前記毒性物質の解毒を達成すること
から成る、多孔質基層から毒性物質を除去する方法。１１前記毒性物質がハロゲン化有機化合物であ
る、特許請求の範囲第１０項記載の方法。１２前記解毒試薬がアルカリ金属又はアルカリ
金属水酸化物からなる群から選ばれる第１反応体
及び一般式（式中、Ｒは水素又は低級アルキルであり、R₁
及びR₂は同一又は異なつており、かつ水素、非
置換又は置換低級アルキル、５乃至８個の炭素原
子をもつ非置換又は置換シクロアルキル及び非置
換又は置換アリールからなる群から選ばれ、ｎは
約２乃至約400の値をもち、かつｘは少くとも２
の値をもつ）を持つ第２反応体及び第３反応体と
しての酸素の反応生成物を含む脱ハロゲン化試薬
である、特許請求の範囲第１１項記載の方法。１３（）前記脱ハロゲン化試薬がリチウム、
ナトリウム、カリウム又は前記金属の水酸化物又
は前記金属又は前記水酸化物の混合物からなる群
から選ばれる第１反応体、及び特許請求の範囲第
１１項に記載した式（但し、R₁及びR₂は水素で
あり、ｘは２である）をもつ第２反応体から生成
され、かつ（）前記毒性化合物はヘキサクロル
シクロヘキサン、ヘキサクロルベンゼン、トリク
ロルベンゼン、テトラクロルベンゼン、ジクロル
フエノール、ペンタクロルフエノール、ジクロル
ジフエニル・トリクロルエタン、デカクロロオク
タヒドロ−１，３，４−メテノ−2H−シクロブ
タ−〔ｃ，ｄ〕−ペンタレン−２−オン及びポリ塩
化ビフエニルからなる群から選ばれる化合物であ
る、特許請求の範囲第１２項記載の方法。１４前記第１反応体がナトリウムであり、前記
第２反応体がポリエチレン・グリコールである、
特許請求の範囲第１３項記載の方法。１５前記毒性物質がポリ塩化ビフエニルであ
る、特許請求の範囲第１４項記載の方法。１６前記揮発性溶剤が極性溶媒である、特許請
求の範囲第１３項記載の方法。１７前記揮発性溶剤がアルコール類又はテトラ
ヒドロフランからなる群から選ばれる、特許請求
の範囲第１６項記載の方法。１８前記揮発性溶剤が非極性溶剤である、特許
請求の範囲第１３項記載の方法。１９前記非極性溶剤がヘキサン、トルエン又は
キシレンからなる群から選ばれる、特許請求の範
囲第１８項記載の方法。