[发明专利]含重金属的水田土壤的净化方法无效

专利信息
申请号: 200780016870.6 申请日: 2007-05-11
公开(公告)号: CN101448584A 公开(公告)日: 2009-06-03
发明(设计)人: 神谷隆;高野博幸;市村高央;青野克己;北泽健资;西尾经;佐藤胜义;藤井二三夫;道端秀治;牧野知之;根岸良幸 申请(专利权)人: 太平洋水泥株式会社;独立行政法人农业环境技术研究所
主分类号: B09C1/02 分类号: B09C1/02;A01B33/02;A01B33/08;B09B3/00;B09C1/08;C02F1/62;C02F11/14
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 代理人: 范 征
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 重金属 水田 土壤 净化 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及高效地净化含重金属的水田土壤的方法。

背景技术

日本现行的农用地污染防止法中,“产出铬(Cd)含量1mg/kg以上的糙米”的地域被指定为土壤污染应对地域,成为土壤改良事业的对象。另一方面,关于0.4~1mg/kg的大米,虽被限制不能作为食用大米在市场上流通,但产出该浓度的大米的地域未从根本上被指定为改良对象地域。另一方面,CODEX(WHO和FAO建立的食品法典委员会)中,讨论了农作物中的Cd浓度的基准值,2006年7月,对于大米采纳了0.4mg/kg这一提案(非专利文献1)。因此,今后CODEX基准值在日本国内被批准、土壤改良事业的指定地域变更为产出0.4mg/kg的大米的地域时,日本国内相当多的面积可能会被指定为Cd污染农用地,寻求修复。此外,日本人的平均Cd摄取量的约50%来自大米,从食品安全的角度来看,以日本为中心在世界范围内期望Cd污染水田的修复。

现行的土壤改良事业中,主要采用客土法,但其不仅需要高昂的费用,近年作为客土使用的山土也处于采掘困难的状况。客土法中,必需进行大量的排土处理以及为适应水田土壤而提高土壤肥沃度,希望开发出物理的、且成本上效率较高的土壤净化法。

重金属污染土壤的修复法除客土法外,还有固态化处理(solidification)、热处理(thermal treatment)、电修复(electroreclamation;电泳法等)、通过植物提取(phytoextraction)、使用植物的挥发(phytovolatilization)、土壤清洗(soil washing,soil flushing)等(非专利文献2,非专利文献3)。许多企业正在进行采用清洗法的土壤修复的研究,但其大多是以工场遗址等为对象、将污染土壤搬入处理场进行净化的方法,将重金属浓度较高的粘土组分分离,从而谋求污染土壤的减量化、低浓度化的事例较多(非专利文献4),在用于水田现场方面仍留有问题。

此外,正在研究使用各种药剂将重金属从含重金属的土壤中溶出并除去,藉此净化污染土壤的方法。例如,提出了作为药剂使用选自钙盐、有机酸、无机酸及氨基羧酸的1种以上的水溶液进行清洗的方法(专利文献1),和使用在土壤pH(H2O)以下通过水解与氢氧根离子配位而生成金属氢氧化物的金属盐化合物进行清洗的方法(专利文献2)等。

这些化学的土壤清洗法是向污染土壤中添加清洗材料,以液态混合,将重金属浸出除去,用净化系统进行处理的修复技术。因为是化学方法,所以具有除去效率高、可在短时间内修复的优点。

然而,这些方法中,由药剂水溶液溶出的土壤中的重金属有时在接着进行的水清洗时会再次吸附于土壤中。因为水清洗要进行至废液中的重金属浓度及药剂浓度变得较低为止,所以具有所需的清洗次数增多、成本增高的问题。

此外,化学的土壤清洗中,以铬为主的重金属类从净化对象的土壤中溶出,但铝从土壤矿物中溶出,特别是对粘土层间含有聚合羟基铝离子、富含2:1型过渡粘土矿物的土壤,存在清洗废水中混入大量的铝的问题。

含有重金属等的废水必需净化至废水基准值以下,而上述废水的处理用的是凝集沉淀法。凝集沉淀法中,通过碱处理生成重金属的氢氧化物沉淀,使其凝集沉淀而除去,但铝是两性金属,因此无法用碱再溶解而除去。含有碱处理后的水溶态的铝的上清液在之后的工序中被中和处理,通过最终过滤器后被放流,但该中和处理工序中,铝作为氢氧化物析出,上清液浊化,并且在短时间内堵塞最终过滤器,系统无法稳定地运转。

因此,也希望开发出简便、高效地处理清洗含重金属的土壤后的废水的方法。

非专利文献1:CODEX,2006.第29届食品法典委员会会议(29th CODEXAlimentarius Commission),Alinorm 06/29/41,1-102.

非专利文献2:Vangronsveld,J.,Cunningham,S.D.,1998:概念介绍,Vangronsveld,J.,Cunningham,S.D.(Eds.),金属污染的土壤(Introductionto the concepts,In:Vangronsveld,J.,Cunningham,S.D.(Eds.),Metal-Contaminated Soils.)Springer,Berlin,pp.1-15.

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