［特集:廃棄物研究（II）］土壌を用いたヒ素含有浸出水の浄化に関する基礎研究

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(1)２０８. （!）土壌を用いたヒ素含有浸出水の浄化に関する基礎研究＊川キーワード. ①ヒ素. 嵜. 生＊＊・倉. 幹. ②最終処分場浸出水. ③土壌. 要. 田. 泰. 人＊＊・小. 野. 雄. 策＊＊. ④ヒ素の除去. 旨. 最終処分場浸出水中に含まれるヒ素を捕捉するための簡易土壌試験について検討した。４種類の火山灰土壌及び沖積土壌を用いて３つの観点（土壌散布，浸透，強制混合）から試験を行い，ヒ素の捕捉には火山灰土壌が効果的であること，また，強制混合および浸透試験において効果的なヒ素の捕捉が観察されたことから接触が重要な因子であることがわかった。. 1.. はじめに. ヒ素化合物は一般に有毒であり，殺虫剤や防腐. 2.. 試料および実験方法. 2.1 供試土壌. 剤等に使用されてきた。しかし，その毒性のため. 実験には５種類の土壌，関東地方火山灰土壌（a,. ヒ素の使用量は減少している。最終処分場には過. b，c），阿蘇黄土（d），関東地方沖積土壌（e）を用. 去に使用されたヒ素化合物を含む廃棄物（たとえ. いた。土壌は室温で数日間風乾後，適時実験に使. ば木材の防腐剤１），石膏ボード２）および電子部品３）. 用した。表 1 に実験に用いた土壌の元素組成（％）. 等）が埋立処分されているため，最終処分場浸出. および特性を示した。元素組成は試料を粉砕後，. 水からヒ素が検出されることがある。そのため，何らかの要因により周辺環境に漏出する危険性は否めない。ヒ素含有浸出水が周辺環境に漏出した場合，行政は長期的な対応策とともに，汚染地域の拡大を抑えるための早急な対策を講じる必要がある。本研究では，迅速・容易・安価かつ効果的なヒ素含有浸出水の漏出防止対策技術および浄化技術を開発することを目的として，土壌によるヒ素の捕捉に関する基礎検討を行った。. ＊＊＊. 表1. 供試土壌の元素組成（％）および特性. 供試土壌 Al２O３ SiO２ Fe２O３ TiO２ MgO CaO K P S 水分（％）熱灼減量（％）リン酸吸収係数. a ３２．１３６．９１６．８１．８２１．３００．９１０．７４０．２５０．２３１１．３１９．０２２．７. b ３２．８２９．７１８．３１．９０１．２８０．６６０．６３０．１４０．１６１４．７１６．６２３．３. c ２５．２５４．２１１．２１．２００．９２０．２９１．２１０．０６０．０４８．５９７．７０９．７９. d １．８７１０．８７４．６０．１５０．１１２．３６０．２１０．２０１．６７９．６６１６．２１７．９. e ２０．９５５．７８．５２０．９５２．４６２．０４１．６９０．２１０．１９４．５０１１．７１０．７. Basic Investigation of Eliminating as from Landfill Leachate Using Soil Mikio KAWASAKI，Yasundo KURATA，Yusaku ONO（埼玉県環境科学国際センター）Center for Environmental Science in Saitama. ２０─. 全国環境研会誌.

(2) 土壌を用いたヒ素含有浸出水の浄化に関する基礎研究. 真空下蛍光 X 線（半定量法）で測定した主要元素の値，水分および熱灼減量はそれぞれ１０５℃および９００℃で恒量に達するまで加熱し得られた値，リン酸吸収係数はリン酸アンモニウム液法４）により求めた値を示した。. 表2. ２０９. 簡易カラム試験結果. 供試土壌 a b c d e 浸出水 pH ７．３７．１７．９３．４６．２７．７ TOC （ppm）８４７７１５７９７５４５４１１ EC （S/m）０．４７０．４３０．４８０．９００．５９０．６５ヒ素捕捉率（％）９２９３９３９３９１. 2.2 簡易カラム試験（浸透）. ５０mL ディスポシリンジハウジングに土壌２０g を加え，プランジャーで圧をかけ充填した（充填密度：０．９∼１．４g/cm３）。ハウジング上部から浸出水６０mL （［As］＝５３ppb）を加え，自然流出（初期流出速度：１．０mL/min）により土壌相を通過した流. 表3. シリンダー試験結果. 土壌添加量（g）１０５０ pH ７．７７．８ TOC （ppm）３６７３１０ EC （S/m）０．６６０．４７ヒ素捕捉率（％）＜０５９. １００７．７３５４０．６２６７. ２０００７．８７．８２９５４０１０．５８０．６７６２. 出水を採取，検体試料として分析に用いた。 2.3 シリンダー試験（土壌散布）. ５００mL シリンダーに浸出水５００mL を入れ，土壌１０∼２００g をシリンダー上部から徐々に加えた（間隔は空けないが，ある程度ゆっくりと加え，攪拌すること無しに自然沈降に任せた）。検体試料. 表4. 振とう試験結果. 土壌添加量（g）８４０８０ pH ７．６７．６７．１ TOC （ppm）２７２２７１２２１ EC （S/m）０．６５０．５９０．５５ヒ素捕捉率（％）９５９５９７. １２００７．１７．９１９４２９９０．５３０．６６９８. はシリンダー上部から適時採取し，分析に用いた。 2.4 振とう試験（強制混合）. ５００mL ポリビンに土壌８∼１６０g および浸出水. 壌を用いた場合，TOC における顕著な減少が観. ４００mL （［As］＝１８ppb）を加え，振とう器を用いて. 察されたが，沖積土壌を用いた場合，熱灼減量が. ２４時間，室温（２３±２℃）で振とうした。静置後の. 火山灰土壌と比べ差が見られないにもかかわら. 上澄み液採取，さらに遠心分離およびメンブレン. ず，TOC の増加が観察された。これらの結果か. フィルター（０．４５µm）で土壌微細粒子を取り除い. ら火山灰土壌相はヒ素の捕捉とともに TOC の除. た後，検体試料として分析に用いた。. 去においても有効であることが確認された。. 2.5 カラム試験（ヒ素流出曲線）. 3.2 シリンダー試験. ガラスカラム（内径１５mm×長さ３００mm）に土壌. 表 3 に土壌 a を供試土壌として用いた場合の. １g または１０g を充填した（重点密度：０．６０∼０．９６. 結果を示した。浸出水容量に対し１! １０（g/mL）の. g/cm３；土壌相の上部および下部に石英砂をそれ. 土壌を散布した場合，ヒ素の捕捉率は５９％であっ. ぞれ２g と４g を詰めた）。カラム上部からヒ素添. た。浸出水容量に対する土壌添加率を増加した場. 加浸出水（浸出水にヒ素標準溶液を添加，それぞ. 合においてもヒ素の捕捉率は７０％以下であった。. れの濃度を１０ppm または５ppm に調製した）を加. TOC の減少は簡易カラム試験におけるそれに比. え，土壌相を通過した試料水（流出速度：０．８mL/. べ非常に低いが，浸出水の顕著な退色（茶色から. min）を５mL または２０mL 間隔で採取，検体試料. 薄い黄色）が観察された。また，ヒ素濃度の経日. として分析に用いた。また対照実験として石英砂. 変化（３週間）は観察されなかった。これらの結果. ６gを詰めたカラムを用いて同様の検討を行った。. から，土壌散布はヒ素除去の有効な手段ではない. ヒ素の分析は工場排水試験法水素化物発生原子吸光法（JIS K０１０２６１．２）に従い行った。. と考えられる。 3.3 振とう試験. 供試土壌として a を用いた場合の結果を表 4 3.. 実験結果および考察. に示した。簡易カラム試験における場合と同様に. 3.1 簡易カラム試験. 効果的なヒ素の捕捉（捕捉率９５％以上）が観察され. 表 2 に結果を示した。すべての供試土壌にお. た。また，捕捉率および EC は土壌添加量と相関. いて９０％以上のヒ素捕捉率が得られた。火山灰土. があり，土壌へのヒ素の捕捉およびその他のイオ. Vol. 29. No. 4（2004）. ─２１.

(3) ２１０. 特集／廃棄物研究（Ⅱ）. ンの土壌への固定が示唆される。しかしながら，. 水の有機汚濁成分の除去も考慮した場合，土壌相. 簡易カラム試験の結果と異なり，TOC の顕著な. への浸透がヒ素の除去に効果的であると考えられる。. 除去は観察されなかった。ゆえに，TOC 除去は土壌相によるろ過効果が重要な要因であり，浸出. 3.4 カラム試験. 図 1 にそれぞれの供試土壌１g を用いた場合の流出画分中のヒ素濃度と総流出液量の関係を示した。試験に用いたヒ素添加浸出水中のヒ素濃度が高いためすべての土壌において初期流出画分からヒ素が検出された。しかしながら，供試土壌によりヒ素流出傾向に差違があることはあきらかであり，この結果から沖積土壌よりも火山灰土壌を用いる方がヒ素の除去に有効であることが示唆された。図 2 に１０g の供試土壌 a を用いた場合のヒ素流出曲線を示した。この場合においても初期流出画分からヒ素が検出されるが，およそ４６０mL の流. 図1. 溶出画分中のヒ素濃度と総流出量との関係. 供試土壌：a，b，c，d，および e 各１．０g 供給溶液：ヒ素標準溶液を浸出水で希釈（［As］＝１０ppm）. 出画分からヒ素流出濃度の変化が観察された。そ１２と設定した場合，変曲点の変曲点を C/C０＝０．における土壌単位 g 当たりのヒ素の捕捉量は C/ ３mg As/g であった。 C０＝２． 4.. ま. と. め. これらの結果から，迅速・容易かつ効果的なヒ素含有浸出水の漏出防止対策技術として，火山灰土壌と長期間接触させることが重要であるため，例えば①浸出水の流れの途中に火山灰土壌土堰堤を造る，②火山灰土壌充填カラムを作り浸出水を浸透させる等（図 3 に現場対策イメージを示した）がヒ素含有浸出水の漏出対策として有効であることが考えられる。また，埋立地最下層または中間覆土層に火山灰土壌を用いることもヒ素漏出予防対策として有用であると考えられる。図2. 供給土壌 e を用いた場合のヒ素流出曲線. 供試土壌：e （火山灰土壌）１０g 供給溶液：ヒ素標準溶液を浸出水で希釈（［As］＝５ppm）. 図3 ２２─. 現場対策イメージ. ―参考文献― １）レイチェル・ニュース＃７８４，安間武訳：圧力処理木材からの遅れた教訓（CCA ヒ素防腐処理木材の問題）その１， http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/rachel / rechel _ 04/ rehw_784.html ２）地方衛生研究所全国協議会：健康危機事例集 No.８４４， http://www.iph.pref.osaka.jp/report/harmful/07pollution. html ３）バーゼル・アクション・ネットワーク，ニュース・ストーリー，安間武訳：携帯電話の番号継続措置で電子廃棄物が増加，http://www.ne.jp/asahi/kagaku/pico/kaigai/ kaigai_03/03_11/03_11_cellphone.html ４）日本土壌肥料学会監修：土壌標準分析・測定法，p.１２４ ―１２７，博友社，東京，１９８７. 全国環境研会誌.

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