JPH03500982A - 土壌汚染除去法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 土壌汚染除去法 発明の背景 発明の分野 本発明は、液体溶媒を用いて土壌を抽出することによって土壌汚染を除去する方 法に広く関係する。更に詳しくは、本発明は土壌から有機有害廃物質を抽出する ために土壌とアンモニア水溶液とを接触させることを含む、有機有害廃物質で汚 染された土壌の汚染除去を行う方法からなる。

良え旦比土 土壌から汚染物質を取り除くために、各種の方法が用いられている。Ｗａｇｎｅ ｒら（米国特許第４．３９２．８９２号）は、油あるいは石油炭化水素を含む土 壌、砂または残留物に、細菌によって生成した糖脂質を含む水溶液を含浸させる 方法を開示している。生じる油相もしくは乳濁液は、油を含む素材の細孔がら出 て、水相から浮かび上がり、その後分離される。

Ｇｉｇｕｅｒｅ　（米国特許第４．４２４．０８１号）は、大量の原油、精製石 油および／または同様の原料から導かれた化学物質に汚染された土壌を改良する 方法を開示している。本方法は、固形物と、水、水酸化ナトリウム、および蒸気 とを混合して、混合されたスラリーを提供することを包含する。混合されたスラ リーは、さらに攪拌され、多孔分散管炉（ｓｐａｒｇｅｒ　ｋｉｎ）で炉口温度 約２１０°Ｆ（９９℃）まで加熱され、粒子状スラリーを提供する。スラリーか らの汚染物質の抽出を促進させるために、苛性液体も炉口に注入される。微粒子 スラリーからの油粒子の分離は、最初に浄化器でスラリーを洗浄し、次に浮選機 装置で再び洗浄し、最後に空気混和浄化器にかけて行われる。

油粒子が付着する泡を作り出す空気混和工程で、脂肪酸もしくはアルコール試薬 が加えられる。

Ｐｅｔｅｒｓｏｎ　（米国特許第４．５７４．０１３号）は、土壌のスラリーお よび非水系試薬混合物において行われる反応機構によってハロゲン化された汚染 物質を含む土壌の汚染を除去する方法を開示している。Ｐｅｔｅｒｓｏｎの非水 系試薬混合物は、アルカリ成分とスルフオキシド触媒を含む。アルカリ成分には ４つの可能性が示唆されている。つまり、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ金 属の水酸化物／アルコール混合物、アルカリ金属の水酸化物／グリコール混合物 、あるいはアルコキシドである。

上記Ｐｅｔｅｒｓｏｎの方法は非水系試薬混合物を用いる。従ってぬれた土壌を 浄化する場合、土壌と非水系試薬混合物とを接触させる前に、水分を取り除（た めに、まず真空下におかれる。

Ｗｅｉｔｚｍ＋ａｎ　（米国特許第４．６６２．９４８号）は、固形物（特に土 壌）からポリ塩素化ビフェニル（ＰＣＢ＞及び塩素化ダイオキシンを取り除く方 法を開示している。Ｗｅｉ　ｔｚｍａｎの方法では、上記固形物とハロゲン化炭 化水素を含有する非水素液体とを接触させることによって汚染物質は除去される 。好ましくは、少量の極性有機溶媒（普通はメタノール）もまた用いられる。極 性有機溶媒は明らかに汚染固形物の湿潤性を向上させ、従ってハロゲン化炭化水 素がより容易にＰＣＢ及びダイオキシンを抽出するようにさせる。

米国商務省によって出版され（国立技術情報サービス（Ｎａ　ｔｌｏｎａｌ　Ｔ ｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　５ｅｒｖｉｃｅ）：ＰＨ１０−１ ２３５３７）、米国環境保護局によって資金供給され、Ｒｅｘｎｏｒｄ社によっ て行われた研究では、掘削土壌からまきちらされた有害物質を抽出するための移 動性を持つたシステムに必要な条件が分析された。研究の一つの成果は、効果的 な抽出液体に必要な特性の一覧表であった。これらの特性の主な点は、通常の条 件下においては、溶媒が低い揮発性を有することであった。

アンモニア水は、通常の条件下において揮発しやすい溶液であり、上記研究によ れば適当な抽出液体とは考えられず、それ故に土壌の汚染除去には使用されてい ない。しかしながら、アンモニア水は、機械装置のクリーニング溶剤として用い られている。例えば、Ｃｈｅｅｋ　（米国特許第４．５０７．１５５号）は、塩 素化炭化水素液体、石油蒸留液、脂肪族アルコール及びアンモニア水を含有する クリーニング組成物を開示している。

上記組成物は２相から成り、使用の前に振り混ぜる必要がある。前記の組成物の アンモニアの濃度は取扱者の火傷を防ぐために低く（最高で２０〜３３％）に保 たれている。上記組成物は、印刷ローラーの様な印刷機材から乾いた印刷インク を取り除くのに適合するとして開示されている。また、上記組成物は繊維製品か らいろいろなじみを取り除くしみ抜きとしても役に立つと報告されている。

例えば有害廃棄物捨場のまわりに存在する汚染された広い大量の土壌の汚染を除 去するための方法であって、有機及び無機の全ての種類の有害廃物質を実質的に 取り除く比較的費用のかからない方法についての必要性が存在する。さらに、廃 棄場での有害廃物質が多量に蓄積され、これらの廃物質の我々の健康に対する長 期的な影響に対する理解が深まるにつれて、この様な方法に対する必要性は確実 に高まる。

残念ながら、現在、大量の汚染された土壌の汚染を除去するのに適した利用可能 な方法は殆ど無い。これらの利用可能な極めて少数の方法は、非常に費用がかか り、限られた範囲の汚染物質に対してのみ適用可能である。その上、これらの方 法は、たとえ現在は認識されな（ても、我々の環境を脅かし続は得る多量の抽出 液の中に溶けた少量の汚染物質を最終生成物として残すか、あるいは土壌の中に 変化した化学物質を残す。これらの方法は、有害廃棄物捨場に見られる広大な量 の廃物質の処理に対処するのに殆ど役に立たない。

本発明は、容易に入手可能な設備、及び幅広く入手可能な安価な材料を用いて、 有機有害廃物質を含む大量の土壌の汚染を除去する、容易に用いられる方法を提 供する。本発明は、広い範囲の汚染物質に適用可能で、従来の方法と違い、相対 的に少量の残留物しか残さない。

」１更Ｓ」Ｌ匪 有機有害廃物質に汚染された土壌とアンモニア水溶液を接触させた後、有機有害 廃物質を含むアンモニア水溶液を分離することを包含する土壌汚染除去法。

前記の土壌汚染除去法は、汚染土壌から有機有害廃物質を取り除くのに効果的な アンモニア水溶液を調製すること、アンモニア水溶液と、有機有害廃物質で汚染 された土壌とを接触させ、その結果、有機有害廃物質を土壌からアンモニア水溶 液に移すこと、そしてその後、土壌から有機有害廃物質を含むアンモニア水溶液 を分離することからなる。

本質的に、本発明の方法によってあらゆる種類の有機有害廃物質が土壌から抽出 され得る。しかしながら、前記方法は、土壌から無極性の有機有害廃物質を取り 除（ときに最も良く使用される。これらには多環式芳香族炭化水素、フタル酸エ ステル、単環式アリール、二環式アリール、置換された単環式アリール、ポリ塩 素化ビフェニル、塩素化ベンゼン、塩素化ナフタレン、塩素化フェノール、ハロ ゲン化フェニルエステル、アルキル塩素化炭化水素、及び石油産物が包含される 。

本方法では、アンモニア水溶液中のアンモニアの量は、約０゜１から１０重量％ の範囲である。前記アンモニア水溶液は好ましくは、土壌からの有機有害廃物質 の除去を高めるために効果的な濃度の助剤（ｐｒｏ＋ｕｏｔｅｒ）を含む。前記 有機助剤は、飽和炭化水素、不飽和炭化水素及び塩素化炭化水素からなる群から 選ばれる。具体例としての有機助剤は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタ ン、鉱油、燃料油、トルエン、フレオン１１３．１，１．１−１−リクロロエタ ン、及びそれらの混合物を包含するが、これらに限定されるものではない。しか しながら、最も好ましい有機助剤は、ヘキサンである。

本発明の接触工程は、土壌とアンモニア水溶液とのスラリーを形成することから なる。土壌の中には、混合以前には、直径約３インチ（７，５ｃｍ）未満の大き さの粒子がある。前記接触工程は、約１〜約１０分間土壌のスラリーとアンモニ ア水溶液とを直接接触させることからなる。この間に、スラリーは攪拌され、そ れによってより完全に土壌からアンモニア水溶液へ有機有害廃物質が移動する。

分離工程は、土壌をアンモニア水溶液から沈澱させることによって前記溶液から 土壌を分離し、その後アンモニア水溶液を取り除くことからなる。必要に応じて 、細かい土壌粒子は遠心分離によってアンモニア水溶液から取り除かれる。

土壌をアンモニア水溶液から分離した後、有機有害廃物質は、前記アンモニア水 溶液から単離される。単離工程は、有機有害廃物質を含むアンモニア水溶液を抽 出条件下において有機抽出溶媒と接触させ、それによって有機有害廃物質をアン モニア水溶液から有機抽出溶媒へ移すことからなる。前記有機抽出溶媒は、有機 有害廃物質を含み、次いで蒸留され、それによって、有機有害廃物質から有機抽 出溶媒を分離する。

蒸留された有機抽出溶媒は集められ、続いて行われる抽出工程で再利用される。

具体例としての有機抽出溶媒には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、 トルエン、フレオン１１３．１．１．１−トリクロロエタン、及びそれらの混合 物が包含されるが、それらに限定されるものではない。好ましい有機抽出溶媒は 、ヘキサンである。

有機有害廃物質が分離された後の前記′ｒアンモニア水溶液集められ、追加の土 壌の汚染除去に再利用することが出来る。

本発明のひとつの実施態様では、単離工程は、アンモニア水溶液からアンモニア を揮発させ、それによって、本質的に有機有害廃物質からなる有機相と水相とを 形成し、その後、有機相を取り除くことからなる。前記揮発工程は、アンモニア 水溶液の中の本質的に全てのアンモニアを取り除くのに十分とからなる。必要に 応じて、揮発したアンモニアは集められ（例えば、凝結もしくは水中ヘパブリン グすることによって）供給水と再び混合され、それによって汚染土壌を処理する のに再利用される適切なアンモニア水溶液を形成する。

別の実施態様では、単離工程は、アンモニア水溶液からアンモニアを揮発させ、 それによって有機相と水相を形成することからなる。前記有機相と水相の両方が 、その後有機抽出溶媒と接触する。有機有害廃物質を含む前記有機抽出溶媒は、 その後の工程を行わずに捨てるか、もしくは蒸留され得、それによって有機抽出 溶媒から有機有害廃物質を分離する。有機有害廃物質はその後処分される。有機 抽出溶媒が処分される際には、それは望ましくはディーゼル油、石油エーテル、 ガソリン、鉱物油、燃料油、及びそれらの混合物からなる。

本発明の方法は、複数の連続した順序の接触及び工程を包含し得る。

゛　の　な！　日 第１図は、液体／液体抽出装置及び蒸留器を使用する土壌汚染除去法を表すブロ ック図である。

第２図は、蒸発装置、コンデンサー、及び相分離器を使用する土壌汚染除去法を 表すブロック図である。

第３図は、液体／液体抽出装置、蒸留器、蒸発装置、コンデンサー、及び相分離 器を使用する土壌汚染除去法を表すブロック図である。

発Ｂの口細な：１１ 本発明は、土壌汚染を除去する方法である。本方法は、事実上、あらゆる種類の 土壌汚染除去に有効であるが、特に、有害廃棄物捨場あるいは広大な規模の土壌 汚染用地の中や周りの土壌汚染を除去するのに有効である。本方法はまた、コン クリートの様な準多孔質素材の汚染除去にも適する。しかしながら、この種の素 材は処理前に、粉砕しなければならない。本方法は、どの標準土壌タイプの汚染 除去にも適用できるが、粘土は必要な処理機材の機能を妨げるので多少困難であ ることが証明されている。木材及び他の有機素材は、アンモニア水溶液中で浮か ぶ傾向のため本方法にはあまり適さない。

最も簡単な形態では、本発明は有機有害廃物質で汚染されている土壌をアンモニ ア水溶液と接触させ、その後、土壌から有機有害廃物質を含むアンモニア水溶液 を分離することからなる土壌汚染除去法である。汚染除去された土壌は、残留ア ンモニアが肥料として機能するので、普通はそれ以上の処理をせずに掘削用地へ 戻し得る。いくつかの場合には、残留アンモニアは部分的に除去されなければな らない。これは、土壌を清水で洗浄するかあるいは熱の適用によって残留アンモ ニアを揮発させることによって簡単に行われる。

本土壌汚染除去法は、全ての種類の有機有害廃物質に適する。前記方法は、有害 廃物質廃棄用地のまわりに見られる無極性の有機有害廃物質の除去に特によく適 する。この様な廃物質はまた、本来実質上、不揮発性であることが望ましい。

この中に使われているように、無極性とは、水溶液中で水よりも極性がな（、中 性ｐｈにおいて荷電されない化合物のことである。

本発明の方法を用いるために好適な有機有害廃物質の例は多環式芳香族炭化水素 （ＰＮＡ）、例えばベンゾ［ａｌアントラセン、ベンゾ［ａ］ピレン、ベンゾ［ ｂｌフルオランテン、ベンゾ［ｋｌフルオランテン、クリセン、アセナフチレン 、アントラセン、ベン７’［ｇｈｉ］ペリレン、フルオレン、フェナントレン、 ジベンゾ［ａ、ｈ］アントラセン、インデノ［１，２，３−ｃｄｌピレン、及び ピレン；フタル酸エステル、例えばビス（２−エチルヘキシル）フタラード、ブ チルベンジルフタラード、ジ−ｎ−ブチルフタラード、ジ−ｎ−オクチルフタラ ード、ジエチルフタラード、及びジメチルフタラード；単環式アリール、例えば ベンゼン；置換された単環式アリール、例えばｎ−ペンチルベンセン、及び２． ６−シニトロトルエン：二環式アリール、例えばナフタレン；ポリ塩素化ピア　 ｇ　ニー　Ａｔ、例えばＰＣＢ−１２４２，ＰＣＢ−１２５４，ＰＣＢ−１２２ １、ＰＣＢ−１２３２，ＰＣＢ−１２４８，ＰＣＢ−１２６０及びＰＣＢ−１０ １６；塩素化ベンゼン、例えばクロロベンゼン、！、２．４−）ジクロロベンゼ ン、及びヘキサクロロベンゼン；塩素化ナフタレン、例えば２−クロロナフタレ ン；塩素化フェノール、例えば２．４．６−　）リクロロフェノール、パラクロ ロメタクレゾール、２−クロロフェノール、ペンタクロロフェノール、及ヒ２． ４−ジクロロフェノール；ハロゲン化フェニルエーテル、例えば４−クロロフェ ノールフェニルエーテル、及び４−ブロモフェニルフェニルエーテル；アルキル 及びアルキル置換された塩素化炭化水素、例えばアルドリン、ジイルドリン、ク ロルデン、ＤＤＴ、　４゜４°−ＤＤＴ、　４，４°−Ｄ　Ｄ　Ｅ、　４．４’ −Ｄ　Ｄ　Ｄ、アルファーエンドサルファン、ベーターエンドサルファン、エン ドサルファン硫酸塩、エンドリン、エンドリンアルデヒド、ヘプタクロル、ヘプ タクロルエポキシド、ヘキサクロロエタン、ビス（クロロメチル）エーテル、ビ ス（２−クロロエチル）エーテル、２−クロロエチルビニルエーテル、２，３， ７．８−テトラクロクジベンソーｐ−ジオキシン、３．３−ジクロロベンジジン 、及びトキサフェン；及び石油産物、例えば、油、グリース、ガソリン、タービ ン燃料、作動液、及び燃料油を含有するが、これらに限定されるものではない。

本発明の方法は、第１図を参照することによって最もよ（理解される。本方法は 、従来の掘削手段ｌで汚染された土壌を掘り出すことからなる。土壌掘削の好ま しい方法はバックホー（ｂａｃｋｈｏｅ）あるいはフロントエンドローダ−（ｆ ｒｏｎｔ−ｅｎｄｌｏ、ａｄｅｒ）の様な装置を使用することである。この種の 器具は簡単に入手でき、費用がかからないので好まれる。有機有害廃物質の拡散 を防ぐために処理装置を汚染土壌の近くに配置することが好ましい。どんなに多 少の距離でも汚染物を移動させることは、汚染物のこぼれ及び更に制御できない 有害物の放出の可能性を増大させる。

土壌が汚染された用地から取り除かれ、汚染除去処理装置の場所に運ばれた後、 汚染土壌は選別装置３で選別される。

前記選別装置は、直径約３インチ（７，５ｃｍ）以下の土壌粒子をホッパー５の 様な土壌保持装置に通すように設計されている。

直径約３インチ（７，５ｃｍ）より大きい土壌粒子は、別に処理されるか、ある いは粉砕機７に送られ、そこで砕かれ、再び選別される。

次に、アンモニア水溶液が調製される。これは、液体アンモニア９と水１１を混 合することによってなされ得る。前記アンモニア水溶液の好ましい濃度は約０． １〜約ｌＯ重量％アンモニアである。アンモニア水溶液の供給は水性アンモニア 保持タンク１３を使用することにより安定して、最も良好に行われる。前記タン クはまた、タンク内の濃度を一定に維持するために混合装置をも備え得る。さら に、アンモニア及び水を供給するためのコントロールバルブ１５、及び、該タン ク１３のアンモニア水ｆｌｌ　液の濃度を一定に維持するためのアンモニアプロ ーブ型モニターが使用され得る。

別の実施態様では、アンモニア水溶液は土壌の存在下で調製さｈ得る。これは、 水性溶液中でのアンモニアの最終濃度が、好ましい濃度範囲内であるという条件 で、単に液体アンモニア、水、及び土壌を順不同で混合することによって行われ る。

本発明の好ましい実施態様は、アンモニア水溶液への有機助剤の感化を包含する 。有機助剤とは、土壌からアンモニア水溶液への有機有害廃物質の移動を促進さ せる有機溶媒を意味する。有機助剤は、ミセルの形成を促進することによって土 壌から有機有害廃物質の抽出を促進すると考えられている。

ヘキサンとトルエンが最も好ましい有機助剤である。具体例としての助剤は、ペ ンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、トルエン、鉱油、燃料油、及びそれら の混合物を包含する。

しかしながら、どんな炭化水素あるいは塩素化炭化水素も助剤としての使用に適 当である。普通は、土壌からの有害廃物質の除去の促進には微量の助剤で十分で ある。使用された助剤及びその濃度は、操作温度と汚染除去装置の配置との両方 、及び使用された有機抽出溶媒に依存する。前記の使用された助剤及びその適切 な濃度は、当業者に周知である。

第１図の参照を続けて、ホッパー内に貯蔵された汚染土壌は、好ましくはオーガ ーもしくは同様な移送装置を用いて、アンモニア水溶液と混合してスラリーを形 成する攪拌器１７へ移される。攪拌器での混合を通して、汚染土壌及びアンモニ ア水溶液は充分に接触する。前記攪拌器での好ましい接触時間は約１〜約１０分 である。この様な接触はまた、約−５〜＋６０℃までの範囲の温度、及び常圧以 下、常圧、もしくは大気圧以上の気圧を包含する様々な温度及び気圧状況下で起 こり得る。用いられる接触条件として、接触工程の初期で７．・−ニア水溶液中 のアンモニアの濃度に有意な減少が生じないことが望ましい。

得られるスラリーは、沈澱タンク１９、あるいは沈澱タンクの列に移され、有機 有害廃物質を含有するアンモニア水溶液は土壌から分離される。ここでは、土壌 粒子の大部分が、タンクの底に沈澱する。土壌の中にあった有機有害廃物質を含 有しているアンモニア水溶液は、沈澱した土壌の上のタンク上部に残る。前記溶 液４７は、例えば、単にデカンテーシジンによって容易に除去され得、更に処理 し得る。

より小規模の汚染除去構成には、攪拌器及び沈澱タンクは、モディファイされた セメントミキサーもしくは同等のものと取り替え得る。前記のモディファイされ たセメントミキサーは、望ましい接触時間のために要求される、必要な攪拌を提 供し得る。その後、有機有害廃物質を含有するアンモニア水溶液は取り除かれる 。

沈澱タンクから取り除かれた土壌４９は、その後土壌テスター２１で、当業者に 知られている一般に容認された試験方法によって分析される。土壌分析により十 分に汚染除去された土壌はその後、用地に戻される。土壌５１は、汚染除去が不 十分なので、ホッパーもしくは攪拌器に再循環され、土壌は更に一工程もしくは それ以上の接触及び分離工程にかけられる。前記再循環工程は、望ましい汚染除 去レベルが達成されるまで繰り返され得る。

本発明の好ましい実施態様では、沈澱タンクから取り除かれた有機有害廃物質を 含有するアンモニア水溶液４７は、遠心分離機２３へ送られる。遠心分離によっ て、沈澱タンクでアンモニア水溶液から分離されていない浮遊土壌粒子５３ある いは細かい土壌粒子５３も取り除かれる。

化学的には、本発明の方法は二つの独立した抽出工程として最もよく考察される 。第一工程は、上記で説明した様に、アンモニア水溶液を使用して汚染土壌から 有機有害廃物質を取り除（ことである。第二工程は、アンモニア水溶液から有機 有害廃物質を単離することからなる。第二工程は重要で、本発明の好ましい実施 態様である。というのも有機有害廃物質が最も良好に単離され、処分前に小さい 容積に減らされるからである。多量の液体の中に含まれる少量の有害物質を経済 的に処分することは普通は不可能なので、単離は通常、必要である。しかしなが ら、焼却炉が土壌汚染除去用地に設置されていれば、第二工程は必要でないかも しれない。

アンモニア水溶液から有機有害廃物質を単離する際に、アンモニア水溶液のアン モニアの濃度によって別の処理工程及び装置が使用されることが好まれる。高濃 度のアンモニア（例えば、５％を上回る）は、土壌からの有機有害廃物質の除去 効果を高め、逆に言えば、低濃度のアンモニア（５％を下回る）は、土壌からの 有機有害廃物質の除去効果を減少させる。しかしながら、アンモニア水溶液から の有機有害廃物質の単離は、　高ａｉのアンモニアよりも低濃度のアンモニアで の方が、簡単に達成される。

既に述べた様に、０．１％と１０％との間のアンモニア濃度がほとんどの状況で 好まれる。しかしながら、より高濃度あるいは低濃度のアンモニアが、処理され る物質の性質により使用され得る。

低濃度のアンモニアでは、第１図に示される単離手順が用いられる。有機有害廃 物質を含有するアンモニア水溶液が沈澱タンクを出て、その後、液体−液体抽出 装置２５へ移される。

既に述べた様に、アンモニア水溶液が多（の量の細かい浮遊土壌を含有する場合 は、溶液は必要に応じて、液体−液体抽出装置へ移される前に遠心分離機にかけ られる。有機有害廃物質を含む前記アンモニア水溶液は、有機抽出溶媒の床に導 入される。有機有害廃物質は、上記二液間に分配されるが、その大部分は有機抽 出溶液中にある。実質上浄化されたアンモニア水溶液は、前記二液体の濃度の差 によってその後、分離される。有機抽出溶媒と有機有害廃物質を含有するアンモ ニア水溶液の面積あるいは接触時間を増加させることによって、有機有害廃物質 のより完全な分割が達成し得ることは、当業者には明らかであろう。前記のこと は、例えば、アンモニア水溶液を液体−液体抽出装置２５と混ぜ合わせるあるい は攪拌することによって達成され得る。

目下有機有害廃物質を含有する有機抽出溶媒４５は取り除かれ、好ましい実施態 様では、蒸留装置２９へ移される。有機有害廃物質を含有する前記有機抽出溶媒 は、その後蒸留され、有機有害廃物質は単離され処分される。別の好ましい実施 態様では、有機抽出溶媒５５は集められ、液体−液体抽出装置での使用のために 再循環される。必要に応じて、アンモニア水溶液４１は取り除かれ、アンモニア 水溶液保持タンク１３で再利用される。はとんどの適用において、上記再利用ア ンモニア水溶液は、実質的に有機有害廃物質を含まない。しかしながら、有機抽 出溶液とアンモニア水溶液との間の有機有害廃物質の分離が不十分である場合、 アンモニア水溶液は、複数回の有機抽出溶媒によって抽出され得る。

本単離方法での好ましい有機抽出溶媒は、ペンタン、へ牛サン、ヘプタン、オク タン、トルエン、フレオン１１３．　１．１．１−トリクロロエタン、の種々の 異性体及びその混合物の様な、適度な範囲の沸点を有する炭化水素及びハロゲン 化炭化水素溶媒である。

高濃度のアンモニア（即ち５ｚを上回る）においては、有機有害廃物質を含有す るアンモニア水溶液から、アンモニアが最初に取り除かれることが好ましい。ア ンモニアの除去は、アンモニア水溶液からアンモニアを揮発させることによって 達成される。揮発工程は、例えば、有機有害廃物質を含むアンモニア水溶液から アンモニアを取り除くのに十分な効果的な温度及び効果的な時間、アンモニア水 溶液を熱することからなる。通常の技術で、効果的な揮発に必要な正確な条件を 決定し得る。アンモニア水溶液を減圧下にさらすことによってアンモニアを揮発 させるのは、アンモニアを取り除く同様の方法である。本発明のひとつの実施態 様では、揮発したアンモニア５７は、コンデンサー３３に集められ、液体の流へ ５９として水性アンモニア保持タンク１３へ再循環される。

本実施態様では、多量のアンモニアが回収され、再利用され得るので、必要とさ れる供給原料のアンモニアの量はより少なくなる。アンモニアの回収及び再利用 はアンモニアガスの放出に適用される地域的な大気質基準を満たすために必要と なり得る。

蒸発装置３１から出ていく流れは、本質的に有機有害廃物質からなる有機相、主 として少量の有機有害廃物質を含み得る水からなる水相、及び微量の助剤を含有 する。

本発明は、揮発工程後の有機有害廃物質を単離する他の２種類の方法を提示する 。一つの実施態様では、より経済的ではあるが多少効果の薄い単離方法は、水相 及び有機相を相分離器３５に送ることからなる。本実施態様では、有機有害廃物 質は、単に水相を取り除き有機相３７を再循環することによって単離される。上 記単離法は、第２図を参照することにより示される。

揮発工程後の有機有害廃物質の単離のための本発明の第二の実施態様は、第３図 に示されている。それは、好ましくは振動や超音波処理などによる攪拌のもとで 、液体−液体抽出装置２５中で有機相及び水相と有機抽出溶媒とを接触させるこ とからなる。液体−液体抽出装置中では、蒸発装置３１がら出る流れは有機抽出 溶媒の床に分散される。結果として、有機有害廃物質は主に有機抽出溶媒中に分 離される。有機相４３は取り除かれ得、蒸留装置２９に送られるか、焼却炉（図 示しない）で処分される。もし焼却が有機有害廃物質の処分に選ばれた方法であ れば、好ましい有機抽出溶媒は、ディーゼル燃料、石油エーテル、ガソリン、鉱 油、燃料油あるいはそれらの混合物を包含する。前記の場合には、有機抽出溶媒 は入手可能な最も安価な燃料であることが好ましい。もし他方、蒸留装置２９が 使用されるのなら、有機有害廃物質は有機抽出溶媒の簡単な蒸留によって単離さ れ、その後適切に処分される。

好ましい実施態様では、抽出で使用された有機抽出溶媒４３は、微量の助剤と共 に、抽出装置２５で再利用のために再循環される。都合の良いことに、液体−液 体抽出装置で使用された助剤及び有機抽出溶媒は、同じ物質で有り得る。実質的 に有機有害廃物質を含まない水相３９は、本発明の一つの実施態様では、取り除 かれアンモニア水溶液保持タンク１３へ再循環され得る。そこでアンモニア水溶 液を形成するのに再使用され得る。

アンモニア水溶液、助剤、有機抽出溶媒の量及び機械類ならびに処理装置の種類 は特定されていない。これは、当業者は本開示を読むことにより、汚染用地の土 壌特徴により、どの様な望まれる程度にまででも、土壌から有害廃物質を効果的 に除去するための適切な量の溶液及び処理装置を選択し得るからである。

次に挙げる実施例は、当業者が本発明を実施し、使用するのを助けるために挙げ られている。それらは本発明の代表的な実施例を意図し、どの様な意味において も、本明細書の開示の範囲あるいはこの特許によって認められた保護の範囲の限 定を意図するものではない。

］引−よ 混合ＰＣＢで汚染された５グラムのある土壌サンプル（有機物含有量の高い砂土 ）が、高さ約４インチ（１０ｃｍ）、幅０．７５インチ（２ｃｍ）のサイズの８ 液量ドラムガラスバイアル（８ｆｌｕｉｄ　ｄｒａｍ　ｇｌａｓｓ　ｖｉａｌ） の中に置かれた。１０ミリリツトルの３．７％アンモニア水溶液が加えられ、次 いで５ミリリツトルのへ牛サンがさらに加えられた。上記バイアルは蓋をされ、 中身を混ぜるために約５分間、横にして転がされた。その後、ヘキサンの部分が 取り除かれた。ヘキサンが更に加えられ、前記工程が繰り返された。電子捕獲検 出器で気相クロマトグラフィーによるヘキサン抽出物の分析では、抽出回数を重 ねるにつれてＰＣＢ含有量が減少することが示された。土壌の最終分析により、 ＰＣＢ濃度が低下していることが示された。室温および常圧で行われるこの様な 試験で、ＰＣＢ濃度を最初の約１．０００重ｊｌｐｐｍのレベルから最終の５０ ｐｐｍ重量以下の濃度に下げるのに３回の抽出が必要であった。

次に挙げる有機有害廃物質は、３．７％アンモニア水溶液を用いる処理で土壌か ら同様に除去され得る。

ＰＣＢ−１２４２クロロベンゼン ＰＣＢ−１２５４１，２゜４−トリクロロベンゼンＰＣＢ−１２２１へキサクロ ロベンゼンＰＣＢ−１２３２１，２−ジクロロベンゼンＰＣＢ−１２４８１Ｊ− ジクロロベンゼンＰＣＢ−１２６０１，４−ジクロロベンゼンＰＣＢ−１０１６ ２−クロロナフタレン」（血１ 混合ＰＣＢで汚染された５グラムのある土壌サンプル（有機物含有量の高い砂土 ）が、実施例１と同様にガラスバイアルの中に置かれた。ＩＯミリリットルの０ ．１％アンモニア水溶液が加えられ、次いで５ミリリツトルのへ牛サンがさらに 加えられた。

前記混合物は、実施例１と同じ方法で簡単に混合され、ヘキサンが取り除かれた 。更にヘキサンが加えられ、上記工程が繰り返された。実施例１と同じ方法での へ牛サン抽出物の分析により、抽出回数が続くにつれてＰＣＢ含有量が減少する ことが示された。土壌の最終分析により、ＰＣＢ濃度が低下していることが示さ れた。ＰＣＢ濃度を最初の約１，０００重！ｉｐｐｍのレベルから最終の５０重 ｊｌｐｐ＋ａ以下の濃度に下げるのに多数回の抽出が必要であった。

次に挙げる有機有害廃物質は、０．１％アンモニア水溶液の処理で土壌から同様 に除去され得る。

ベンゼン　エチルベンゼン ナフタレン　フルオランテン トルエン　イソホロン ２．６−シニトロトルエン　ベン７’［ａ］ピレンフェナントレン １Ｍｊ引−ニ ー１−ゼル燃料で汚染された５グラムのある土壌サンプル（有機物含有量の高い 砂土）が、実施例１と同様にガラスバイアルの中に置かれ、ｌＯミリリットルの １０％アンモニア水溶液が実施例１と同様に加えられた。前記混合物は、実施例 １と同じ方法で簡単に攪拌された。アンモニア水溶液はその後、ピペットで土壌 から分離され、アンモニアは数日間室内の大気にさらして揮発させた。次いで残 留液体は、ヘキサンと接触させた。炎イオン化検出器付の気相クロマトグラフィ ーを用いたヘキサン溶液の分析により、本過程によってディーゼル燃料が抽出さ れたことが示された。

次に挙げる有機有害廃物質は、１０％アンモニア水溶液の処理で土壌から同様に 除去され得る。

ＤＤＴ及び代謝産物 エンドサルファン アルファーエンドサルファン ベーターエンドサルファン エンドサルファン硫酸塩 エンドリン エンドリンアルデヒド ヘプタクロル ヘプタクロルエポキシド へキサクロロエタン ビス（クロロメチル）エーテル ビス（２−クロロエチル）エーテル ２−クロロエチルビニルエーテル ２、３．７．８−テトラクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン３．３−ジクロ口ベン ジジン トキサフェン ベンゾ［ａ］アントラセン ベンゾ［８３ピレン ベンゾ［ｂｌフルオランテン ベンゾ［ｋ］ｌフルオランテ ンリセン アセナフチレン アントラセン ベンゾ［ｇｈ　ｉ］ペリレン ジベンゾ（ａ、　ｈｌアントラセン インデノ［１，２，３−ｃｄ］ピレン ピレン ビス（２−エチルヘキシル）フタシートプチルベンジルフタラート ジ−ｎ−ブチルフタラード ジ−ｎ−オクチルフタシート ジエチルフタラード ジメチルフタラード 本発明は、好ましい実施態様及び数例のその他の実施態様に関して説明されてい る。当業者は、本明細書を読むことにより、ここに開示された広義の概念からは ずれることなく様々な変化、均等物の置換、及び他の改変を行い得る。従って、 ここに認められた特許の範囲は添付の請求項及びその均等物に包含される定義に よってのみ限定される。

ＦＩＧ、２ 国際調介報告

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. １．有機有害廃物質で汚染された土壌の汚染除去方法であって、該方法は、 （ａ）有機有害廃物質で汚染された該土壌を、少なくとも該有機有害廃物質の一 部分を土壌からアンモニア水溶液へ移すために有効な時間、アンモニア水溶液と 接触させる工程、及び （ｂ）有機有害廃物質を含有する該アンモニア水溶液を、土壌から分離する工程 、 を包含する。
2. ２．請求項１に記載の方法であって、前記有機有害廃物質は無極性である。
3. ３．請求項１に記載の方法であって、前記有機有害廃物質は多環式芳香族炭化水 素、フタル酸エステル、単環式アリール、二環式アリール、置換された単環式ア リール、ポリ塩素化ピフェニル、塩素化ベンゼン、塩素化ナフタレン、塩素化フ ェノール、ハロゲン化フェニルエーテル、アルキル塩素化炭化水素、及び石油産 物からなる群から選択される。
4. ４．請求項３に記載の方法であって、前記有機有害廃物質は多環式芳香族炭化水 素、フタル酸エステル、ポリ塩素化ピフェニル、塩素化ベンゼン、ナフタレン、 油、グリース及びディーゼル燃料でなる群から選択される。
5. ５．請求項１に記載の方法であって、前記アンモニア水溶液は０．１重量％から １０重量％のアンモニアを含有する。
6. ６．請求項１に記載の方法であって、前記アンモニア水溶液は土壌からの有機有 害廃物質の除去を高める有機助剤を更に含有する。
7. ７．請求項６に記載の方法であって、前記有機助剤は置換されていない炭化水素 及び塩素化炭化水素からなる群から選択される。
8. ８．請求項７に記載の方法であって、前記有機助剤はペンタン、ヘキサン、ヘプ タン、オクタン、鉱油、燃料油、トルエン、フレオン１１３、１，１，１−トリ クロロエタン、及びそれらの混合物からなる群から選択される。
9. ９．請求項８に記載の方法であって、前記有機助剤はヘキサンである。
10. １０．請求項１に記載の方法であって、前記接触工程は、土壌とアンモニア水溶 液とのスラリーを形成することを包含する。
11. １１．請求項１に記載の方法であって、前記土壌は直径が約７．５ｃｍを下まわ る大きさの粒子を有する。
12. １２．請求項１０に記載の方法であって、前記スラリーは前記接触工程において 撹拌される。
13. １３．請求項１に記載の方法であって、前記接触は約１分から１０分の範囲の時 間で起こる。
14. １４．請求項１に記載の方法であって、前記分離工程は、前記有機有害廃物質を 含有するアンモニア水溶液から前記土壌を沈澱させること、及びアンモニア水溶 液を回収することを包含する。
15. １５．請求項１４に記載の方法であって、前記分離工程は、前記回収されたアン モニア水溶液から浮遊土壌粒子を取り除くために、該回収されたアンモニア水溶 液を遠心分離機にかけることをさらに包含する。
16. １６．請求項１５に記載の方法であって、前記分離工程の後、前記有機有害廃物 質はアンモニア水溶液から単離される。
17. １７．請求項１６に記載の方法であって、前記単離工程は、有機有害廃物質を含 有するアンモニア水溶液を有機抽出溶媒と接触させ、それによって該アンモニア 水溶液から該有機有害廃物質を抽出すること、及び該有機有害廃物質を含有する 該有機抽出溶媒を回収することを包含する。
18. １８．請求項１７に記載の方法であって、前記有機有害廃物質を含有する前記有 機抽出溶媒を蒸留し、それによって該有機抽出溶媒から該有機有害廃物質を取り 除くことを更に包含する。
19. １９．請求項１７に記載の方法であって、前記有機抽出溶媒はペンタン、へキサ ン、ヘプタン、オクタン、トルエン、フレオン１１３、１，１，１−トリクロロ エタン、及びそれらの混合物からなる群から選択される。
20. ２０．請求項１９に記載の方法であって、前記有機抽出溶媒はヘキサンである。
21. ２１．請求項１６に記載の方法であって、前記単離工程は、前記アンモニア水溶 液からアンモニアを揮発させ、それによって実質的に有機有害廃物質からなる有 機相及び水相を形成すること、及び該水相から該有機相を分離することを包含す る。
22. ２２．請求項２１に記載の方法であって、前記揮発工程は、アンモニア水溶液中 の全てのアンモニアを実質上揮発させるのに有効な温度及び時間で、該アンモニ ア水溶液を加熱することを包含する。
23. ２３．請求項１６に記載の方法であって、前記単離工程は、前記アンモニア水溶 液からアンモニアを揮発させ、それによって本質的に有機有害廃物質からなる有 機相及び水相を形成すること、及び有機相ならびに水相を有機抽出溶媒と接触さ せ、それによって有機有害廃物質を有機抽出溶媒に移すことを包含する。
24. ２４．請求項２１に記載の方法であって、更に有機有害廃物質を含有する前記有 機抽出溶媒を蒸留し、それによって該有機抽出溶媒から該有機有害廃物質を分離 することを包含する。
25. ２５．請求項２３に記載の方法であって、有機抽出溶媒は、ディーゼル燃料、石 油エーテル、ガソリン、鉱油、燃料油、及びその混合物からなる群から選択され る。
26. ２６．請求項１に記載の方法であって、該方法は、更に一連の順序で、複数の接 触及び分離工程を包含する。