特定有害物質(zhì)的不溶化材料、使用其的特定有害物質(zhì)的不溶化方法及土壤的改良方法
【專利摘要】本發(fā)明提供特定有害物質(zhì)的不溶化材料，所述不溶化材料是在施于土壤、土壤表面而進行的重金屬等的不溶化處理中有用的、能夠?qū)⒅亟饘俚扔行У夭蝗芑潭ㄇ铱稍倮玫奶幚砦?、對環(huán)境友好的中性物質(zhì)，此外，可以根據(jù)需要賦予強度，即使處理物暴露于中性條件下、酸性條件下時重金屬等也不會再溶出，實用價值高，經(jīng)濟性也優(yōu)異。一種特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其特征在于，以不會成為pH11以上的強堿性范圍的狀態(tài)對土壤使用，以非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物作為主要成分；或者一種特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其也作為以不會成為pH11以上的強堿性范圍的狀態(tài)對含重金屬等的土壤使用的、含有石膏的固化材料發(fā)揮功能，所述石膏是相對于100質(zhì)量份石膏以0.5～60質(zhì)量份的范圍添加混合非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物而成的；以及使用這些特定有害物質(zhì)的不溶化材料的土壤的改良方法。
【專利說明】特定有害物質(zhì)的不溶化材料、使用其的特定有害物質(zhì)的不 溶化方法及土壤的改良方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及經(jīng)濟性優(yōu)異的特定有害物質(zhì)（以下也稱為"重金屬等"）的不溶化材 料。詳細而言，本發(fā)明的第一發(fā)明涉及能夠?qū)⒐S舊地的土壤、填埋用的土壤等土壤中所含 的特定有害物質(zhì)（重金屬等）不溶化并抑制自處理物的再溶出的特定有害物質(zhì)（重金屬 等）的不溶化材料、及使用其的特定有害物質(zhì)（重金屬等）的不溶化方法，本發(fā)明的第二發(fā) 明涉及以石膏作為必需成分的特定有害物質(zhì)（重金屬等）的不溶化材料、及使用其的土壤 的改良方法，所述特定有害物質(zhì)（重金屬等）的不溶化材料對加入泥土、水而賦予了流動性 的土壤的處理特別有用，除上述效果之外，還作為能夠?qū)μ幚砦镔x予能夠容易地進行輸送、 填埋時的處理的水平以上的強度的固化材料發(fā)揮功能。

【背景技術(shù)】
[0002] 例如，在從還沒有認識到重金屬等所造成的健康危害的時代起運營的工廠舊地 等，有時存在被重金屬等污染的污染土壤。另外，起因于此，填埋用的棄土中有時也含有重 金屬等。近年來，了解到這些土壤中所含的重金屬會等溶出，其侵入到地下水中等，發(fā)生威 脅人類健康的事態(tài)，認識到將重金屬等在土壤中等穩(wěn)定地固定化的技術(shù)的重要性。另外，由 于有時例如在施工現(xiàn)場進行的盾構(gòu)法中混合有砂漿等的堿性的土壤被頻繁地排出，因此用 于填埋的棄土往往也為堿性。另一方面，出于對環(huán)境的顧慮，期望被填埋的土壤為中性。另 夕卜，用于填埋的棄土也往往為排水處理中產(chǎn)生的大量的污泥、建筑棄土等含水泥土等含水 率高的土，將它們用于填埋時，也往往需要使泥土固化。另外，在火山多、周圍被海包圍的日 本，自然的地層及土壤、沿海部的土壤中有時包含重金屬等，在居住區(qū)、水源地等生活空間 附近的土壤有時需要重金屬等的不溶化。
[0003] 如前所述，由于認識到需要防止重金屬等自工廠舊地等的土壤、用棄土填埋的土 壤中溶出，一直以來為了抑制重金屬等的溶出而使用各種重金屬等的不溶化材料，已確認 到其效果。需要說明的是，本發(fā)明中所說的"重金屬等"是指，2003年施行的土壤污染對策 法的第2條中規(guī)定的"作為特定有害物質(zhì)的重金屬等"（第2種特定有害物質(zhì)），具體而言， 是指以下的物質(zhì)。
[0004] ?鎘及其化合物
[0005] ?六價鉻化合物
[0006] ?氰化物
[0007] ?汞及其化合物（包括烷基汞）
[0008] ?硒及其化合物
[0009] ?鉛及其化合物
[0010] ?砷及其化合物
[0011] ?氟及其化合物
[0012] ?硼及其化合物
[0013] 然而，對于現(xiàn)有的重金屬等的不溶化材料，有時也會使不溶化處理后的處理物成 為在其后進行的搬運、填埋時的處理困難的狀態(tài)，也有時需要另行進行固化處理（強度賦 予）。另一方面，土壤的固化處理中，通常使用水泥系、石灰系的固化材料，但是由于這些固 化材料的使用，存在處理后的土壤呈堿性的問題。即，考慮到這些處理物其后會用于填埋 等，出于對環(huán)境的顧慮，期望開發(fā)處理后的土壤（處理物）成為中性的固化材料。
[0014] 此處，作為以中性進行土壤固化的一個方法，有利用中性的石膏系的固化材料的 方法，但存在其處理物的強度差的問題。對于該問題，提出了通過加入鋁化合物及鈣化合 物，在與土壤混合時生成鈣礬石，從而提高處理物的強度的方案（參見專利文獻1)。此外， 為了推進建材的再循環(huán)，也研究了利用自作為建筑廢料的廢石膏板分離/回收的再循環(huán)石 膏、或源自石膏舊模具的再循環(huán)石膏等（后文簡稱為"廢石膏"）作為石膏系的固化材料的 原料的方案。但是，廢石膏有時含有源自其自身或混入廢石膏的其它拆解建材的氟、鉛等重 金屬等。因此，起因于此，使用利用了廢石膏的石膏系的固化材料時，也擔(dān)心會招致重金屬 等的溶出量超出環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值的事態(tài)。對于重金屬等的不溶化材料而言，最大的技術(shù)問題是， 對于作為處理對象的泥土中的重金屬等更有效地抑制溶出，減少其溶出量，因此即使在存 在源自廢石膏的重金屬等那樣的情況下，也一定要避免如上所述的事態(tài)的發(fā)生，期望開發(fā) 效果更高的重金屬等的不溶化材料。
[0015] 上述狀況下，例如，作為針對氟污染土壤等的氟的難溶化/穩(wěn)定化技術(shù)，提出了利 用含有石膏、石灰、硫酸鐵和磷酸化合物的材料，通過生成氟磷灰石和鈣礬石而將氟難溶化 /穩(wěn)定化的方法（參見專利文獻2)。另外，本 申請人:至今提出了石膏系的重金屬等的不溶 化固化劑，其通過向排水處理中產(chǎn)生的污泥或建筑棄土等泥土中添加混合來使用，從而能 夠使處理物為中性，將泥土中所含的重金屬等不溶化并同時固化，賦予泥土強度，處理性優(yōu) 異（參見專利文獻3)。具體而言，提出了一種重金屬等的不溶化固化材料，其在熟石膏中含 有選自氫氧化鋁等的鋁化合物、以及包含鈣或鎂成分的中和劑。
[0016] 對于上述，與現(xiàn)有的水泥系、石灰系、石膏系的固化材料不同的新型材料的開發(fā)也 正在進行。例如，提出了 ：作為適用于固化疏浚底泥、建筑污泥等含水土的含水土用中性固 化材料，利用將以由鋁的陽極氧化處理工序的中和/聚集而副產(chǎn)的非晶質(zhì)的氫氧化鋁作為 主要成分的鋁化合物加熱進行氧化處理而制造的水硬性氧化鋁（參見專利文獻4、5)。這些 文獻中，通過使該水硬性氧化鋁中含有碳酸鋰、碳酸鈣等固化助劑（固化強度增進材料）， 從而能夠?qū)⒑烈灾行誀顟B(tài)固化以使其具有充分的強度。另外，也能夠防止六價鉻、鉛等 重金屬的溶出。
[0017] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0018] 專利文獻
[0019] 專利文獻1 :日本特開2009-51910號公報
[0020] 專利文獻2 :日本特開2007-330884號公報
[0021] 專利文獻3 :日本特開2010-207659號公報
[0022] 專利文獻4 :日本特許第4690729號公報
[0023] 專利文獻5 :日本特許第4680549號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0024] 發(fā)明要解決的問是頁
[0025] 然而，專利文獻1中記載的技術(shù)并非以重金屬等的不溶化為目的，此外，有利于提 高處理物強度的鈣礬石的生成在強堿性范圍發(fā)生，因此即使假設(shè)所生成的鈣礬石中能夠固 定重金屬等，在酸雨那樣的酸性條件下鈣礬石也會分解，存在重金屬等再溶出的可能性。
[0026] 同樣地，專利文獻2中記載的技術(shù)中，通過鈣礬石生成而將氟難溶化/穩(wěn)定化，因 此需要將其pH保持為堿性，存在處理物無法成為中性的問題。另外，專利文獻2中記載那 樣的混合利用酸性材料和堿性材料的方法中，還存在需要根據(jù)其土壤的pH調(diào)整不溶化材 料的組成這樣的另外的課題。
[0027] 另外，專利文獻3?5中記載的技術(shù)中，雖然可得到中性的處理物，但是其主要目 的在于固化泥土，在實現(xiàn)將各種重金屬等更有效地不溶化、并長期穩(wěn)定地固定的觀點上有 改善的余地。例如，專利文獻3中，雖然以廉價的石膏作為原料，但是需要鋁化合物和包含 鈣或鎂成分的中和劑，在提供更廉價且可靠的處理方法的觀點上存在課題。
[0028] 另外，專利文獻4、5中記載的技術(shù)中，雖然用于獲得水硬性氧化鋁的原料為由鋁 的陽極氧化處理工序的中和/聚集而副產(chǎn)的非晶質(zhì)的氫氧化鋁，但是需要對其加熱進行氧 化處理，從利用更廉價的方法更可靠地處理大量土壤這樣的經(jīng)濟性的觀點出發(fā)，存在較大 的課題。另外，其是作為固化材料而開發(fā)的，在重金屬的不溶化的方面很難說充分，這一點 也有改善的余地。
[0029] 進而，如下所述，上述各種技術(shù)均在如下方面尚有改善的余地：在將各種重金屬等 更有效地不溶化的基礎(chǔ)上，在用于填埋等而放置于各種自然環(huán)境中的處理物中，更加可靠 地實現(xiàn)長期穩(wěn)定地對在處理物中固定的重金屬類進行固定。即，根據(jù)本發(fā)明人等的研究，即 使能夠?qū)⑼寥乐械人闹亟饘俚炔蝗芑?，并根?jù)需要進行固化而賦予土壤強度，對于進 一步期望的、處理物內(nèi)的不溶化的重金屬等不會對酸雨再溶出并穩(wěn)定地維持不溶化狀態(tài)的 方面，也很難說現(xiàn)狀的技術(shù)能夠充分可靠地達成。
[0030] 另外，特別是在被污染的工廠舊地等的土壤的表面附近，認為重金屬等大量存在， 若開發(fā)僅依靠散布于土壤的表面來賦予就能夠固定重金屬等的、簡便的重金屬等的不溶化 材料，則極為有用。
[0031] 因此，本發(fā)明的目的在于提供解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題的高性能的特定有害物質(zhì) (重金屬等）的不溶化材料。即，本發(fā)明的目的在于提供特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其為 在添加混合于土壤而進行的不溶化處理、向土壤表面散布而進行的不溶化處理中能夠使用 廉價的原料的經(jīng)濟的特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其能夠?qū)⑼寥乐小⑼寥辣砻娓浇哂?的影響健康的重金屬等有效地不溶化并固定，而且為可再利用處理物的環(huán)境友好的中性材 料，進而即使處理物暴露于中性條件下、酸雨那樣的酸性條件下時重金屬等也不會再溶出， 實用價值高。尤其，若能夠使用一直以來其處理成為問題的廢棄物作為原料，則極為有用， 本發(fā)明的目的在于提供在經(jīng)濟性方面極為有用的特定有害物質(zhì)的不溶化材料。
[0032] 此外，第二本發(fā)明中提供在土壤的處理中除上述效果之外還容易進行對其處理物 賦予強度的處理的、實用價值高的特定有害物質(zhì)的不溶化材料。
[0033] 用于解決問題的方案
[0034] [本發(fā)明的第一發(fā)明]
[0035] 上述目的通過以下的本發(fā)明而達成。即，本發(fā)明的第一發(fā)明提供一種特定有害物 質(zhì)的不溶化材料，其特征在于，以不會成為PH11以上的強堿性范圍的狀態(tài)對土壤使用，所 述特定有害物質(zhì)的不溶化材料以非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物作為主要成分；或者，作為另 一技術(shù)方案，提供一種特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其特征在于，以不會成為PH11以上的 強堿性范圍的狀態(tài)對土壤使用，所述特定有害物質(zhì)的不溶化材料以非晶質(zhì)鋁化合物或其衍 生物作為主要成分，還包含在與土壤所含的水分接觸時表現(xiàn)出酸性、中性或低于pHll的弱 堿性的鈣成分。
[0036] 另外，作為本發(fā)明的第一發(fā)明的優(yōu)選的方式，可列舉出：非晶質(zhì)鋁化合物為非晶質(zhì) 氫氧化鋁；前述非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物為源自鋁污泥的物質(zhì)原樣使用、或者為將源自 鋁污泥的物質(zhì)不改變其性狀地脫水并干燥而成的物質(zhì)；前述特定有害物質(zhì)為選自由鎘及其 化合物、六價鉻化合物、氰化物、汞及其化合物（包括烷基汞）、硒及其化合物、鉛及其化合 物、砷及其化合物、氟及其化合物、和硼及其化合物組成的組中的至少任一種；前述鈣成分 為選自由二水石膏、碳酸鈣、過氧化鈣、氟化鈣、碘化鈣、磷酸鈣、氯化鈣、硝酸鈣、乙酸鈣、檸 檬酸鈣、葡萄糖酸鈣、蘋果酸鈣、乳酸鈣組成的組中的任一種。
[0037] 進而，本發(fā)明的第一發(fā)明的其它的實施方式提供一種特定有害物質(zhì)的不溶化方 法，其特征在于，對土壤添加混合或散布上述特定有害物質(zhì)的不溶化材料，以不會成為pHll 以上的強堿性范圍的狀態(tài)進行處理，進行特定有害物質(zhì)的不溶化。
[0038] 另外，作為其優(yōu)選的方式，可列舉出：在前述土壤的干燥質(zhì)量每lkg中，在0.5? 50g的范圍內(nèi)添加混合或散布作為前述特定有害物質(zhì)的不溶化材料的主要成分的非晶質(zhì)鋁 化合物或其衍生物；更優(yōu)選的是，在前述土壤的干燥質(zhì)量每lkg中，在10?40g的范圍內(nèi)添 加混合或散布作為前述特定有害物質(zhì)的不溶化材料的主要成分的非晶質(zhì)鋁化合物或其衍 生物。另外，前述被不溶化的特定有害物質(zhì)源自前述土壤、或者源自前述不溶化材料的構(gòu)成 成分；該不溶化材料的構(gòu)成成分為鈣成分。需要說明的是，上述中，干燥質(zhì)量是指，根據(jù)"土 的含水比試驗方法JIS A1203"，在110°C ±5°C的干燥爐中干燥至成為恒定質(zhì)量的土壤的 質(zhì)量。
[0039][本發(fā)明的第二發(fā)明]
[0040] 上述目的通過以下的本發(fā)明而達成。即，本發(fā)明的第二發(fā)明提供一種特定有害物 質(zhì)的不溶化材料，其含有熟石膏，其特征在于，也作為以不會成為pHll以上的強堿性范圍 的狀態(tài)對含特定有害物質(zhì)的土壤使用的、含有熟石膏的固化材料發(fā)揮功能，相對于100質(zhì) 量份熟石膏，以〇. 5?60質(zhì)量份的范圍添加混合有非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物。
[0041] 另外，作為本發(fā)明的第二發(fā)明的優(yōu)選的方式，可列舉出下述方式。有：非晶質(zhì)鋁化 合物為非晶質(zhì)氫氧化鋁；非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物為源自鋁污泥的物質(zhì)原樣使用、或者 為將源自鋁污泥的物質(zhì)不改變其性狀地脫水/干燥而成的物質(zhì)；相對于100質(zhì)量份前述熟 石膏，以15?50質(zhì)量份的范圍添加混合有非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物；前述特定有害物質(zhì) 為選自由鎘及其化合物、六價鉻化合物、氰化物、汞及其化合物（包括烷基汞）、硒及其化合 物、鉛及其化合物、砷及其化合物、氟及其化合物、和硼及其化合物組成的組中的至少任一 種。
[0042] 進而，本發(fā)明的第二發(fā)明的其它的實施方式提供一種土壤的改良方法，其特征在 于，對含特定有害物質(zhì)的土壤添加混合前述具有也作為固化材料發(fā)揮功能的構(gòu)成的特定有 害物質(zhì)的不溶化材料，以不會成為pHll以上的強堿性范圍的狀態(tài)進行處理。另外，作為其 優(yōu)選的方式，可列舉出：在含特定有害物質(zhì)的土壤每lm3中，在30?200kg的范圍內(nèi)添加混 合前述特定有害物質(zhì)的不溶化材料。
[0043] 發(fā)明的效果
[0044][本發(fā)明的第一發(fā)明]
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的第一發(fā)明，提供優(yōu)異的特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其在不會成為 PH11以上的強堿性范圍的狀態(tài)下、即在不會生成鈣礬石的pH范圍內(nèi)使用本發(fā)明的特定有 害物質(zhì)的不溶化材料時，存在于土壤中、土壤表面附近的重金屬等被有效地不溶化，而且形 成不溶化了的重金屬等在中性條件下、在酸性條件下的再溶出均受到抑制的處理物。另外， 本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料不僅在將其添加混合于土壤進行處理的 方法的情況下表現(xiàn)出上述效果，而且僅依靠散布于土壤表面就表現(xiàn)出上述效果，是簡便的 材料。進而，該處理物形成在將其用于填埋等時考慮到對環(huán)境的影響的中性的物質(zhì)。另外， 根據(jù)本發(fā)明，作為使本發(fā)明具有特征的非晶質(zhì)鋁化合物，能夠有效利用大多被視為廢棄物 的陽極氧化鋁工廠、鋁合金窗框工廠中產(chǎn)生的鋁污泥，因此能夠提供環(huán)境友好型的產(chǎn)品。 [0046][本發(fā)明的第二發(fā)明]
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的第二發(fā)明，提供優(yōu)異的特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其以不會成為 PH11以上的強堿性范圍的條件用于土壤、泥土的重金屬等的不溶化處理時，重金屬等被有 效地不溶化，形成處理物中的不溶化了的重金屬等在中性條件下、在酸性條件下的再溶出 均受到有效抑制的處理物，同時還作為使處理物的狀態(tài)成為具有搬運、填埋時的處理容易 的固化強度的狀態(tài)的固化材料發(fā)揮功能。特別是利用該特定有害物質(zhì)的不溶化材料固化而 成的處理物形成考慮到將其直接用于填埋等時對環(huán)境的影響的中性的物質(zhì)。另外，根據(jù)本 發(fā)明的第二發(fā)明，作為使本發(fā)明具有特征的非晶質(zhì)鋁化合物，能夠有效利用大多被視為廢 棄物的陽極氧化鋁工廠、鋁合金窗框工廠中產(chǎn)生的鋁污泥，而且石膏原料也能夠利用將廢 石膏焙燒而成的物質(zhì)，因此對建筑廢料的再循環(huán)的問題的解決也作出貢獻，能夠提供進一 步環(huán)境友好型的產(chǎn)品。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048] 圖1為經(jīng)脫水/干燥的鋁污泥的X射線衍射測定（CuKa射線）結(jié)果。
[0049] 圖2為示出將本發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料以不會成為pHll以上的強堿 性范圍的狀態(tài)與土壤混合時的、僅土壤、熟化1周、熟化1個月的各采集樣品的各X射線衍 射測定（CuK a射線）結(jié)果的圖。
[0050] 圖3為示出針對分別使用本發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料和比較例的水泥 系固化材料的各處理物的、中性條件及酸性條件下的溶出試驗結(jié)果的圖。

【具體實施方式】
[0051] 以下，列舉出優(yōu)選的實施方式，進一步詳細說明本發(fā)明。本發(fā)明人等為了解決上述 現(xiàn)有技術(shù)的問題，針對一直以來在含重金屬等的土壤的處理中無法充分防止土壤所含的重 金屬等的溶出的理由、進而賦予固化功能時固化性能不穩(wěn)定的理由，進行了詳細的研究。
[0052] 本發(fā)明人等研究的結(jié)果可知，如上所述的土壤、泥土中的重金屬等的不溶化處理 中使用的現(xiàn)有的不溶化材料與重金屬等的反應(yīng)性不充分，存在為了完全不溶化而其用量變 得很大的問題，此外，即使在處理時不溶化，也不能達成穩(wěn)定地以不溶化的狀態(tài)固定化，在 處理后用于填埋等時，有時可見重金屬等的再溶出。另外，如前所述，現(xiàn)有的不溶化材料、與 其組合使用的固化材料往往其自身呈堿性，在環(huán)境友好的方面不充分，這也成為難以利用 處理物的較大的主要原因。進而，本發(fā)明人等認識到，該處理物存在如下問題：尤其是在酸 雨那樣的酸性條件下暴露處理物時，不溶化了的重金屬等自處理物內(nèi)發(fā)生再溶出，該問題 在處理物呈堿性時較明顯。另外確認到，該重金屬等的再溶出的問題有時在也作為固化材 料發(fā)揮功能的特定有害物質(zhì)的不溶化材料中也同樣會產(chǎn)生。進而，特別是在被污染的工廠 舊地等的土壤的表面附近，認為重金屬等大量存在，若開發(fā)僅依靠散布于土壤的表面來賦 予就能夠可靠且穩(wěn)定地固定重金屬等的、經(jīng)濟性優(yōu)異的特定有害物質(zhì)的不溶化材料，則極 為有用。但是，這種不溶化材料尚屬未知。
[0053] [本發(fā)明的第一發(fā)明]
[0054] 本發(fā)明人等基于上述見解，進一步進行詳細的研究，結(jié)果達成了本發(fā)明的第一發(fā) 明。即，發(fā)現(xiàn)若在土壤中添加混合或散布鋁化合物、尤其是非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物（以 下稱為非晶質(zhì)鋁化合物），則能夠?qū)⒅亟饘俚雀煽壳曳€(wěn)定地不溶化，進而其處理物即使在 暴露于酸雨那樣的酸性條件時重金屬等也不會再溶出，穩(wěn)定地保持被固定的狀態(tài)，且處理 物為中性的重金屬等的不溶化材料的提供成為可能，從而完成了本發(fā)明。需要說明的是，非 晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物是指，只要為通過X射線衍射確認處于非晶質(zhì)狀態(tài)的鋁化合物即 可。另外，如后述，本發(fā)明中使用的非晶質(zhì)鋁化合物可以直接利用陽極氧化鋁工廠、鋁合金 窗框工廠等中產(chǎn)生的大多被廢棄處置的鋁污泥、或者利用將鋁污泥進行了簡單的脫水、風(fēng) 干的狀態(tài)的物質(zhì)，因此本發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料在其材料構(gòu)成方面極為經(jīng)濟。
[0055] 以下，說明構(gòu)成本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料的各材料。
[0056](非晶質(zhì)鋁化合物）
[0057] 本發(fā)明人等根據(jù)后述檢驗結(jié)果而認為，使本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不 溶化材料具有特征的非晶質(zhì)鋁化合物作為能夠在處理物內(nèi)將重金屬等有效地固定化，而且 在中性條件下、在酸性條件下均能夠有效地抑制固定的重金屬等自處理物中再溶出的、優(yōu) 異的不溶化成分發(fā)揮功能的理由如下所述。認為：將本發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料 以不會成為PH11以上的強堿性范圍的狀態(tài)、即在不會生成鈣礬石的pH范圍內(nèi)對土壤使用 時，由非晶質(zhì)鋁化合物中的鋁、處理對象的土壤中所含的二氧化硅成分、鈣成分、以及土壤、 不溶化材料自身所含的重金屬等成分生成非鈣礬石的礦物，其結(jié)果，土壤中的重金屬等作 為礦物的構(gòu)成成分而被固定化，從而達成了本發(fā)明的第一發(fā)明的優(yōu)異的效果。
[0058] 根據(jù)本發(fā)明人等的詳細研究，非晶質(zhì)鋁化合物與結(jié)晶質(zhì)的物質(zhì)相比，重金屬等的 吸附能力優(yōu)異，因此在土壤中、土壤表面中添加非晶質(zhì)鋁化合物時，容易地吸附土壤中、土 壤表面、或不溶化材料自身所含的重金屬等。進而認為，在土壤內(nèi)、非晶質(zhì)鋁化合物在向結(jié) 晶質(zhì)變化的過程中捕獲吸附的重金屬等和土壤中所含的二氧化硅成分、鈣成分而礦物化， 其結(jié)果，能夠?qū)⒅亟饘俚确€(wěn)定地不溶化。根據(jù)本發(fā)明人等的研究，使本發(fā)明的第一發(fā)明具有 特征的非晶質(zhì)鋁化合物具有將土壤中所含的特定有害物質(zhì)、例如砷、硒、鎘、汞、氰化物、鉛 及六價鉻等重金屬、氟、硼等無機物不溶化并穩(wěn)定地固定在處理物中的功能。
[0059] 本發(fā)明人等為了確認非晶質(zhì)鋁化合物的上述功能，以不會成為pHll以上的強堿 性范圍的狀態(tài)將非晶質(zhì)鋁化合物與土壤混合并進行熟化，針對熟化后的固化物的性狀進行 調(diào)查。具體而言，對于上述試驗中使用的僅土壤的樣品、熟化1周后的樣品、和熟化1個月 后的樣品分別測定X射線衍射。在圖2中示出所得到的X射線衍射的結(jié)果。圖中的1為針 對僅土壤的樣品的X射線衍射，圖中的2為熟化1周后的樣品的X射線衍射，圖中的3為熟 化1個月后的樣品的X射線衍射。需要說明的是，上述試驗中，與非晶質(zhì)鋁化合物組合使用 熟石膏，其歸因于下述理由。作為研究結(jié)果而判明的本發(fā)明的不溶化技術(shù)中必需的成分為 鈣、二氧化硅和鋁，這些成分當(dāng)中，與積極地添加非晶質(zhì)鋁化合物和未積極地添加而由土壤 供給的二氧化硅成分相比，由土壤供給的鈣成分極少。另一方面，石膏為中性的材料，因此 與土壤混合處理時，其狀態(tài)不會成為強堿性范圍，而且能夠可靠地使處理范圍為鈣成分豐 富存在的狀態(tài)，因此在上述試驗中添加。因此，本發(fā)明的第一發(fā)明也優(yōu)選為如下的構(gòu)成：以 非晶質(zhì)鋁化合物作為主要成分，還包含石膏那樣的、與土壤所含的水分接觸時表現(xiàn)出酸性、 中性或低于PH11的弱堿性的鈣成分。作為此時使用的鈣成分，除上述石膏之外，還可列舉 出選自由碳酸鈣、過氧化鈣、氟化鈣、碘化鈣、磷酸鈣、氯化鈣、硝酸鈣、乙酸鈣、檸檬酸鈣、葡 萄糖酸鈣、蘋果酸鈣、乳酸鈣組成的組中的至少任一種。另外，土壤為酸性土壤（PH4以下的 土壤）時，也可以使用氧化鈣、氫氧化鈣。對上述石膏沒有特別限定，優(yōu)選為可以不進行焙 燒處理地使用的二水石膏。另外，即使在像廢石膏那樣擔(dān)心源自石膏自身的重金屬等的存 在時，這些重金屬類也被穩(wěn)定地固定在處理物內(nèi)，因此能夠使用。
[0060] 如圖2所示，在熟化1周后的樣品、進而熟化1個月后的樣品中確認到，在2 Θ = 28.5°附近出現(xiàn)了明顯并非起因于不溶化材料、組合使用的石膏、土壤的構(gòu)成成分的峰的 峰。另外，將針對熟化1周后的樣品的結(jié)果與針對熟化1個月后的樣品的結(jié)果進行比較時， 與熟化1周后的樣品的峰相比，熟化1個月后的樣品中出現(xiàn)的2 Θ =28.5°附近的峰有所 生長。這表示通過進行上述處理，處理物中生成了某種結(jié)晶性的化合物（礦物）。此外，由圖 2中示出的結(jié)果還可以確認到，沒有出現(xiàn)與鈣礬石相應(yīng)的特征峰（2 Θ = 9. Γ、15. 8° )。
[0061] 對于上述得到的結(jié)果，本發(fā)明人等考慮到本發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料的 構(gòu)成成分和添加混合有該不溶化材料的土壤的成分，進行了具有各種組成式的結(jié)晶性的化 合物的合成，針對所得到的化合物測定X射線衍射。其結(jié)果，可知所得到的在2 Θ = 28. 5° 附近具有峰的化合物為 CaAl2Si6016 · 6H20、Ca(Si，A1) 16032 · 13H20、CaAl2Si7018 · 5. 5H20、 Ca12Al2Si18051 · 18H20、CaAl2Si10024 · 7H20、（Ca，Na2, K2)Al2Si10024 · 7H20、CaAl2Si7018 · 6H20、 CaAl2Si6016 ·4Η20Α&3Α12(5?04) (0H)8、Ca3Al2Si3012中的任意者?？梢哉J為，這些礦物種類的 化學(xué)組成一致，因此通過使用本發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料進行的處理，生成某種 結(jié)晶性的化合物（礦物），作為其結(jié)果，X射線衍射中在2 Θ =28.5°附近出現(xiàn)峰。
[0062] 上述研究的結(jié)果判明，本發(fā)明的不溶化技術(shù)中必需的成分為鈣、二氧化硅和鋁，如 前所述，與由土壤供給的二氧化硅成分相比，鈣成分極少，因此本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有 害物質(zhì)的不溶化材料優(yōu)選進一步與非晶質(zhì)鋁化合物組合使用鈣成分。本發(fā)明中，作為與非 晶質(zhì)鋁化合物組合使用的鈣成分的具體物質(zhì)，只要為前述例示那樣的、與土壤所含的水分 接觸時為酸性、中性或低于PH11的弱堿性的鈣成分，則任意物質(zhì)均可。其理由是因為，只要 組合使用的鈣成分為如上所述的、與土壤所含的水分接觸時不會成為PH11以上（強堿性） 的物質(zhì)，則在使用其時能夠在土壤的pH不會成為11以上、即不會生成鈣礬石的狀態(tài)下進行 重金屬等的不溶化處理。另外，即使在存在源自所使用的鈣成分自身的重金屬等、或者擔(dān)心 存在重金屬等的情況下，使用本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料時，這些重 金屬類也被穩(wěn)定地固定在處理物內(nèi)。
[0063] [非晶質(zhì)氫氧化鋁]
[0064] 根據(jù)本發(fā)明人等的進一步研究，為了高度地達成本發(fā)明的第一發(fā)明的目的，作為 非晶質(zhì)鋁化合物，特別優(yōu)選使用非晶質(zhì)氫氧化鋁。另外，作為這種物質(zhì)，可列舉出火山灰土、 陽極氧化鋁工廠、鋁合金窗框工廠中產(chǎn)生的鋁污泥。進而可知，令人驚奇的是，本發(fā)明中，通 過原樣使用鋁污泥、或者使用將鋁污泥不改變性狀地脫水/干燥而成的物質(zhì)，可得到本發(fā) 明的顯著的效果。根據(jù)本發(fā)明人等的研究，陽極氧化鋁工廠、鋁合金窗框工廠中產(chǎn)生的鋁污 泥根據(jù)工序等而性狀不同，難以特定其性狀，但至少包含大量的非晶質(zhì)氫氧化鋁。本發(fā)明人 等發(fā)現(xiàn)，對于本發(fā)明的第一發(fā)明的不溶化材料而言，只要是這種大量存在非晶質(zhì)氫氧化鋁 的材料就能夠有效地使用，可得到能夠使重金屬等不溶化、穩(wěn)定地抑制包括其后的再溶出 在內(nèi)的重金屬等的溶出的效果。
[0065] 具體而言，僅依靠將大量包含該非晶質(zhì)氫氧化鋁的鋁污泥添加混合在土壤中、或 者散布于土壤表面，其處理物有效地抑制重金屬等的溶出，而且處理物為中性的物質(zhì)，進 而，處理物在中性條件下時當(dāng)然不用說，即使在酸雨那樣的酸性條件下暴露處理物，被固定 的重金屬等也不會自處理物再溶出。本發(fā)明中，特別是作為使本發(fā)明的第一發(fā)明具有特征 的非晶質(zhì)鋁化合物，優(yōu)選的是，將包含非晶質(zhì)氫氧化鋁的鋁污泥原樣使用、或者不改變性狀 地脫水/干燥來使用。若使用這種材料，則更經(jīng)濟的處理成為可能。本發(fā)明的第一發(fā)明與 專利文獻3、4中記載的技術(shù)不同，需要以不使鋁污泥中所含的非晶質(zhì)氫氧化鋁氧化的方式 使用。需要說明的是，對于不使非晶質(zhì)氫氧化鋁氧化的手段，可以適當(dāng)使用一直以來進行的 任意的手段。圖1中示出經(jīng)脫水/干燥的鋁污泥的X射線衍射測定結(jié)果。
[0066] 具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料如前所述其，雖 然其詳情不明，但可以認為，非晶質(zhì)鋁化合物在吸附土壤中或土壤表面、或不溶化材料自身 所含的重金屬等后，捕獲這些重金屬等而礦物化，由此能夠?qū)⒅亟饘俜€(wěn)定地不溶化，其結(jié) 果，可得到本發(fā)明的第一發(fā)明的顯著的效果。該本發(fā)明的顯著的結(jié)果可以通過如后所述的 在中性條件下或酸性條件下進行溶出試驗來確認。另外可知，本發(fā)明的第一發(fā)明中使用的 非晶質(zhì)鋁化合物對水具有不溶性，但對堿會緩慢反應(yīng)，可以作為中和劑發(fā)揮功能。因此，現(xiàn) 場產(chǎn)生的許多土壤等表現(xiàn)出堿性，但確認到：利用本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不 溶化材料進行處理時，可得到有效地使pH保持中性的處理物。
[0067] 本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料通過添加混合到土壤中而能夠 有效地使用，但通過將該不溶化材料散布于土壤的表面附近也能得到本發(fā)明的第一發(fā)明的 效果，并且能夠簡便地使用。
[0068] 接著，說明本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化方法的優(yōu)選的方式。本發(fā) 明的特定有害物質(zhì)的不溶化方法特征在于，將前述本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不 溶化材料添加混合或散布于土壤來進行處理，此時的不溶化材料的添加混合或散布優(yōu)選以 如下所述的基準(zhǔn)進行。由此，能夠充分地得到本發(fā)明的第一發(fā)明的效果，而且經(jīng)濟的處理成 為可能。即，關(guān)于本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料向土壤中的添加量，在土 壤的干燥質(zhì)量每lkg中、使作為前述特定有害物質(zhì)的不溶化材料的主要成分的非晶質(zhì)鋁化 合物或其衍生物為0. 5?50g的范圍內(nèi)，進一步優(yōu)選的是，在10?40g的范圍內(nèi)添加混合 或散布非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物即可。添加混合或散布的非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物量 少于0. 5g時，過少，這些化合物難以在土壤中均勻分散，故不優(yōu)選。另一方面，即使多于50g 地添加混合或散布非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物，也難以得到進一步的效果，成本變高，不經(jīng) 濟。另外，將本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料向土壤中進行添加混合時，為 了使混合操作容易，也可以根據(jù)需要在前述土壤中適量添加水。處理物考慮到其后用于填 埋等時，優(yōu)選在上述基礎(chǔ)上使處理的土壤的pH為5. 6?8. 6的范圍，但若如上所述地調(diào)整 本發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料的量來進行添加混合，則其后能夠不特別進行pH調(diào) 節(jié)地達成上述范圍的pH值。其結(jié)果，例如，在利用處理物填埋的土壤中，進行重金屬等的溶 出試驗時，能夠更可靠地抑制重金屬等的溶出。
[0069][本發(fā)明的第二發(fā)明]
[0070] 接著，說明作為本發(fā)明的第二發(fā)明的、也作為固化材料發(fā)揮功能的本發(fā)明的第 二發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料（以下也稱為"本發(fā)明的第二重金屬等的不溶化材 料，，）。
[0071] 本發(fā)明人等根據(jù)上述見解，進一步進行了詳細研究，結(jié)果率先發(fā)現(xiàn)，為了對特定有 害物質(zhì)的不溶化材料賦予固化性能，利用熟石膏是有效的。此外還發(fā)現(xiàn)，若對熟石膏添加 混合鋁化合物、尤其是非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物（非晶質(zhì)鋁化合物），則可效率良好地減 少重金屬等的溶出，而且處理物即使在暴露于酸雨那樣的酸性條件時重金屬等也不會再溶 出，能夠穩(wěn)定地固定，且對土壤賦予更良好的強度，進而處理物為中性的特定有害物質(zhì)的不 溶化固化材料的提供成為可能，從而完成了本發(fā)明的第二發(fā)明。需要說明的是，非晶質(zhì)鋁 化合物或其衍生物是指，只要是用X射線衍射觀察到處于非晶質(zhì)狀態(tài)的鋁化合物即可。另 夕卜，為了得到本發(fā)明的第二發(fā)明的優(yōu)異的效果，特別優(yōu)選的是，相對于100質(zhì)量份熟石膏， 以0. 5?60質(zhì)量份的范圍、進而15?50質(zhì)量份的范圍添加非晶質(zhì)錯化合物。如后述，本 發(fā)明中使用的非晶質(zhì)鋁化合物可以直接利用陽極氧化鋁工廠、鋁合金窗框工廠等中產(chǎn)生的 大多被廢棄處置的鋁污泥、或者將鋁污泥進行了簡單的脫水、風(fēng)干的狀態(tài)的物質(zhì)。進而，能 夠有效利用擔(dān)心源自材料自身的重金屬等的存在的廢石膏作為材料，因此本發(fā)明的第二發(fā) 明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料在其材料構(gòu)成方面極為經(jīng)濟。
[0072] 另外，具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的第二發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料是將熟石 膏和非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物混合為均勻狀態(tài)而成的，因此使用其時，能夠顯著提高處 理操作的效率。
[0073] 以下，說明構(gòu)成本發(fā)明的第二發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料的各材料。
[0074] (石膏）
[0075] 關(guān)于本發(fā)明的第二重金屬等的不溶化材料中使用的石膏，使用土壤的固化性能優(yōu) 異的熟石膏。熟石膏是指硫酸鈣的1/2水合物[CaS0 4 · 1/2H20]和無水物[CaSOj，通過使 用熟石膏，能夠進一步提高本發(fā)明的第二特定有害物質(zhì)的不溶化材料的固化性能。即，熟石 膏與土壤中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，容易地轉(zhuǎn)化為二水石膏，因此用其處理過的土壤發(fā)生固 化而具有強度。作為熟石膏，可列舉出β型半水石膏、α型半水石膏、II型無水石膏、III 型無水石膏、或它們的混合物等，可以任意使用。II型無水石膏與其它熟石膏相比水合速度 緩慢，但可以使用。作為熟石膏的原料石膏，天然品、副產(chǎn)石膏或廢石膏均可。這些當(dāng)中的 天然品、副產(chǎn)石膏也是廉價的材料，是優(yōu)選的，但考慮到更高的經(jīng)濟性和資源的有效活用， 原料更優(yōu)選使用廢石膏。如前所述，若利用本發(fā)明的第二特定有害物質(zhì)的不溶化材料，則即 使在像廢石膏那樣擔(dān)心源自材料自身的重金屬等的存在時，這些重金屬類也被穩(wěn)定地固定 于處理物內(nèi)。
[0076] (非晶質(zhì)鋁化合物）
[0077] 本發(fā)明人等根據(jù)后述驗證結(jié)果認為，構(gòu)成本發(fā)明的第二發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不 溶化材料的非晶質(zhì)鋁化合物可以作為能夠在處理物內(nèi)有效地固定重金屬等，而且在中性條 件下、在酸性條件下均有效地抑制被固定化的重金屬等的再溶出的、優(yōu)異的不溶化成分發(fā) 揮功能的理由如下所述。即，認為，將本發(fā)明的第二發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料以不 會成為PH11以上的強堿性范圍的條件對含重金屬等的土壤使用時，由非晶質(zhì)鋁化合物中 的鋁和石膏中的鈣、作為處理對象的土壤中所含的鈣成分、二氧化硅成分、土壤、不溶化材 料自身所含的金屬等成分生成非鈣礬石的礦物，其結(jié)果，泥土中的重金屬等作為礦物的構(gòu) 成成分而被固定化，作為其結(jié)果，能夠達成本發(fā)明的第二發(fā)明的優(yōu)異的效果。根據(jù)本發(fā)明人 等的詳細研究，非晶質(zhì)鋁化合物與結(jié)晶質(zhì)的鋁化合物相比重金屬等的吸附能力優(yōu)異，因此 在土壤中添加非晶質(zhì)鋁化合物時，容易地吸附作為固化材料的構(gòu)成成分的石膏材料中、土 壤中所含的重金屬等。進而認為，在土壤內(nèi)、非晶質(zhì)鋁化合物向結(jié)晶質(zhì)轉(zhuǎn)變的過程中捕獲這 些吸附的重金屬等而礦物化，其結(jié)果，能夠?qū)⒅亟饘俚确€(wěn)定地不溶化。根據(jù)本發(fā)明人等的研 究，使本發(fā)明具備特征的非晶質(zhì)鋁化合物具有將土壤中所含的特定有害物質(zhì)、例如砷、硒、 鎘、汞、鉛及六價鉻等重金屬、氟、硼等無機物不溶化并穩(wěn)定地固定在處理物中的功能。
[0078] 本發(fā)明人等為了確認非晶質(zhì)鋁化合物的上述功能，以不會成為pHll以上的強堿 性范圍的條件、將熟石膏、非晶質(zhì)鋁化合物、和土壤混合并進行熟化，針對熟化后的固化物 的性狀進行調(diào)査。具體而言，針對上述試驗中使用的僅土壤的樣品、熟化1周后的樣品和熟 化1個月后的樣品分別測定X射線衍射。圖2中示出所得到的X射線衍射的結(jié)果。圖中的 1為針對僅土壤的樣品的X射線衍射，圖中的2為熟化1周后的樣品的X射線衍射，圖中的 3為熟化1個月后的樣品的X射線衍射。
[0079] 如圖2所示，在熟化1周后的樣品、進而熟化1個月后的樣品中確認到，在2 Θ = 28.5°附近出現(xiàn)明顯并非起因于不溶化材料、土壤的構(gòu)成成分的峰的峰。另外，將針對熟化 1周后的樣品的結(jié)果與針對熟化1個月后的樣品的結(jié)果進行比較時，與熟化1周后的樣品的 峰相比，熟化1個月后的樣品中出現(xiàn)的2Θ =28.5°附近的峰有所生長。這表示通過進行 上述處理，處理物中生成了某種結(jié)晶性的化合物（礦物）。此外，由圖2中示出的結(jié)果還可 以確認到，沒有出現(xiàn)與鈣礬石相應(yīng)的特征峰（2 Θ = 9. Γ、15. 8° )。
[0080] 對于上述得到的結(jié)果，本發(fā)明人等考慮到本發(fā)明的第二發(fā)明的特定有害物質(zhì)的 不溶化材料的構(gòu)成成分和添加混合有該不溶化材料的土壤的成分，進行了具有各種組成 式的結(jié)晶性的化合物的合成，針對所得到的化合物進行X射線衍射。其結(jié)果可知，所得 到的在 2 Θ = 28. 5° 附近具有峰的化合物為 CaAl2Si6016 · 6H20、Ca(Si，Α1) 16032 · 13H20、 CaAl2Si7018 · 5. 5H20、Ca12Al2Si18051 · 18H20、CaAl2Si100M · 7H20、(Ca，Na2, K2)Al2Si10024 · 7H20、 CaAl2Si7018 ·6Η20、0&Α125?6016 ·4Η20、〇&3Α12(5?04) (0H)8、Ca3Al2Si3012 中任意者?？梢哉J為， 這些礦物種類的化學(xué)組成一致，因此通過使用本發(fā)明的第二發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化 材料進行的處理，生成某種結(jié)晶性的化合物（礦物），作為其結(jié)果，X射線衍射中在2 Θ = 28.5°附近出現(xiàn)源自該礦物的峰。
[0081] [非晶質(zhì)氫氧化鋁]
[0082] 根據(jù)本發(fā)明人等的進一步研究可知，為了高度地達成本發(fā)明的第二發(fā)明的目的， 作為非晶質(zhì)鋁化合物，特別優(yōu)選使用非晶質(zhì)氫氧化鋁。作為這種物質(zhì)，可列舉出火山灰土中 所含的鋁成分、陽極氧化鋁工廠、鋁合金窗框工廠中產(chǎn)生的鋁污泥等。進而可知，令人驚奇 的是，本發(fā)明的第二發(fā)明通過將鋁污泥直接與石膏組合使用、或者將鋁污泥不改變性狀地 脫水/干燥而成的物質(zhì)與石膏組合使用而制成固化材料，能夠得到本發(fā)明的第二發(fā)明的顯 著的效果。根據(jù)本發(fā)明人等的研究，陽極氧化鋁工廠、鋁合金窗框工廠中產(chǎn)生的鋁污泥根據(jù) 工序等而性狀不同，難以特定其性狀，但至少包含大量的非晶質(zhì)氫氧化鋁。本發(fā)明人等發(fā) 現(xiàn)，對于本發(fā)明的第二發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料而言，只要是這種大量存在非晶 質(zhì)氫氧化鋁的材料就有效，可得到能夠使重金屬等不溶化、穩(wěn)定地抑制包括其后的再溶出 在內(nèi)的重金屬等的溶出的效果。
[0083] 本發(fā)明的第二發(fā)明中，具體而言，將大量包含非晶質(zhì)氫氧化鋁的鋁污泥與熟石膏 組合使用，僅依靠將它們添加混合到土壤中，就能夠?qū)ζ涮幚砦镉行У匾种浦亟饘俚鹊娜?出，而且其處理物為中性，進而在中性條件下時當(dāng)然不用說，即使在酸雨那樣的酸性條件下 暴露處理物，被固定的重金屬等也不會自處理物再溶出，進而即使在土壤為排水處理中產(chǎn) 生的污泥或建筑棄土等泥土?xí)r也變?yōu)榫哂泄袒桨徇\、填埋時的處理容易的水平的強度。 本發(fā)明中，特別是作為構(gòu)成本發(fā)明的第二發(fā)明的非晶質(zhì)鋁化合物，可以將包含非晶質(zhì)氫氧 化鋁的鋁污泥原樣使用、或者不改變性狀地進行脫水/干燥來使用，由此，能夠進行在所使 用的材料方面經(jīng)濟的處理。上述意味著，本發(fā)明的第二發(fā)明與專利文獻1、2的技術(shù)不同，需 要以不使鋁污泥所含的非晶質(zhì)氫氧化鋁氧化的方式來使用。需要說明的是，作為不使非晶 質(zhì)氫氧化鋁氧化的手段，可以適當(dāng)使用一直以來進行的任意的手段。圖1中示出經(jīng)脫水/ 干燥的鋁污泥的X射線衍射測定結(jié)果。
[0084] 本發(fā)明的第二發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料在100質(zhì)量份熟石膏中以0. 5? 60質(zhì)量份的范圍外部添加有上述列舉那樣的非晶質(zhì)鋁化合物。即，相對于100質(zhì)量份熟 石膏的、非晶質(zhì)鋁化合物的添加量少于〇. 5質(zhì)量份時，作為固化材料配混于土壤時無法充 分得到將重金屬等不溶化的效果，另一方面，混合有多于60質(zhì)量份時，材料成本變高，不經(jīng) 濟。更優(yōu)選的是，在100質(zhì)量份熟石膏中以15?50質(zhì)量份的范圍添加非晶質(zhì)鋁化合物即 可。
[0085] 具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的第二發(fā)明的、也作為固化材料發(fā)揮功能的特定有害物質(zhì) 的不溶化材料特別優(yōu)選用于在泥土中添加混合而進行固化處理的情況，能夠得到如前所述 的本發(fā)明的顯著的效果。如前所述，雖然其詳情不明，但可以認為，與熟石膏等石膏一起含 有的非晶質(zhì)鋁化合物在吸附土壤中的重金屬等后，在土壤內(nèi)使這些重金屬等礦物化，由此 能夠?qū)⒅亟饘俜€(wěn)定地不溶化。利用以如前所述的配混比在石膏中添加有非晶質(zhì)鋁化合物的 特定有害物質(zhì)的不溶化材料而得到的本發(fā)明的第二發(fā)明的顯著的結(jié)果可以通過在中性條 件下或酸性條件下進行溶出試驗來確認。另外可知，本發(fā)明的第二發(fā)明中使用的非晶質(zhì)鋁 化合物對水具有不溶性，但對堿會緩慢反應(yīng)，可以作為中和劑發(fā)揮功能。因此，現(xiàn)場產(chǎn)生的 泥土等大多表現(xiàn)出堿性，但利用本發(fā)明的第二特定有害物質(zhì)的不溶化材料進行固化時，可 得到有效地使pH保持中性的處理物。
[0086] 接著，說明使用本發(fā)明的第二發(fā)明的、也作為固化材料發(fā)揮功能的特定有害物質(zhì) 的不溶化材料的、本發(fā)明的土壤的改良方法的優(yōu)選的方式。本發(fā)明的第二發(fā)明的土壤的改 良方法的特征在于，將本發(fā)明的第二特定有害物質(zhì)的不溶化材料添加混合到土壤中，在重 金屬等的不溶化的同時進行固化處理。此時的不溶化固化材料的添加混合優(yōu)選以如下所述 的基準(zhǔn)進行。如此，能夠充分獲得本發(fā)明的效果，而且經(jīng)濟的處理成為可能。即，本發(fā)明的第 二特定有害物質(zhì)的不溶化材料向土壤中的添加量雖然也取決于土壤的含水率、所需的處理 土的固化強度，但優(yōu)選的是，在含特定有害物質(zhì)的土壤每lm 3中、添加混合30?200kg的前 述特定有害物質(zhì)的不溶化材料。如此，重金屬等的溶出受到抑制，并且在土壤中均勻地添加 混合本發(fā)明的固化材料進行固化并熟化一天時的圓錐指數(shù)為100kN/m 2以上、優(yōu)選為150kN/ m2以上、更優(yōu)選為200kN/m2以上?？紤]到處理物其后用于填埋等，優(yōu)選在上述的基礎(chǔ)上使 固化的土壤的pH為5. 6?8. 6的范圍，可以通過如上所述地調(diào)整本發(fā)明的第二特定有害物 質(zhì)的不溶化材料的量來進行添加混合而達成。其結(jié)果，對于在填埋中利用處理物的場所而 言，能夠更可靠地抑制重金屬等自土壤的溶出。
[0087] 實施本發(fā)明的第二發(fā)明的土壤的改良方法時，預(yù)先在土壤中散布水，對土壤賦予 一定水平的流動性，其后添加混合本發(fā)明的第二特定有害物質(zhì)的不溶化材料時，混合操作 變得容易。本發(fā)明的第二特定有害物質(zhì)的不溶化材料由于具有土壤的固化性能，因此即使 在如上所述散布水而對土壤賦予流動性之后進行處理時，處理物也固化成搬運、填埋時的 處理容易的水平。因此，對于排水處理中產(chǎn)生的污泥或建筑棄土等泥土實施本發(fā)明的第二 發(fā)明的土壤的改良方法時，不進行脫水等，在泥土中添加混合本發(fā)明的第二特定有害物質(zhì) 的不溶化材料來進行處理即可。
[0088][本發(fā)明中使用的試驗方法]
[0089] 上述各值的測定根據(jù)以下示出的各試驗方法、通過下述方法實施。
[0090] (1)含水比試驗：依據(jù)"土的含水比試驗方法JIS A1203"。含水比w(% )由以下 的式子算出。
[0091] w = (ma_mb) X 100/ (mb_mc)
[0092] ma :試樣和容器的質(zhì)量（g)
[0093] mb :爐干燥試樣和容器的質(zhì)量（g)
[0094] mc :容器的質(zhì)量（g)
[0095] (2) 2003年環(huán)境省告示第18號溶出試驗法（以下也稱為"第18號試驗"）
[0096] 將作為對象的土壤干燥，干燥后使其通過2mm的篩子,然后作為溶劑使用水，加入 通過后的干燥土壤的10倍量的水，制備試驗用試樣。將其以6小時、200次/分鐘、振幅 4?5cm連續(xù)振動混合。然后，將離心分離、過濾后得到的濾液作為測定用樣品。采用依據(jù) 由JIS標(biāo)準(zhǔn)化的各金屬分析方法的方法進行該樣品中的金屬分析。
[0097] (3)長期穩(wěn)定化試驗
[0098] 除了將上述溶劑的水替換為0. 769mmol/L的硫酸水溶液（實測pH值=2. 9)之外， 與上述同樣操作，進行酸性條件下的溶出試驗。這樣使溶劑為硫酸溶液在上述條件下進行 溶出試驗的理由是設(shè)想了放置處理物的自然界中產(chǎn)生的酸雨。具體而言，上述條件是以處 理物在PH4. 0、年降雨量2000mm下暴露100年的情況算出的[依據(jù)土壤環(huán)境中心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) "重金屬等不溶化處理土針對pH變化的穩(wěn)定性的相對評價法"（以下也稱為"酸添加溶出試 驗"）]。
[0099] (4)pH試驗：依據(jù)"土懸濁液的pH試驗方法JGS0211"。
[0100] 將試樣放入到燒杯中，加入水使得水（包括試樣中的水）與試樣的干燥質(zhì)量的質(zhì) 量比為5。用攪拌棒使試樣懸濁，靜置30分鐘以上且3小時以內(nèi)，將靜置后的液體作為測定 用的試樣液。攪拌燒杯內(nèi)的試樣液后，用玻璃電極pH計進行測定。
[0101] (5)圓錐指數(shù)試驗：依據(jù)"壓實土的圓錐指數(shù)試驗JIS A1228"。
[0102] 首先，將通過9. 5mm的篩子的土的試樣根據(jù)JIS A1210放入到內(nèi)徑10cm的模具 中，用質(zhì)量2. 5kg的夯錘以每1層25次進行3層搗固。接著，在被測體上端面的中央使圓 錐入度計鉛直地堅立，使其以lcm/秒的速度穿透，根據(jù)圓錐的前端自被測體端面穿透5cm、 7.5cm及10cm時的載荷計的讀數(shù)、分別求出各自的穿透阻力。圓錐指數(shù)qJkN/m 2)由平均 穿透阻力Q。(N)和圓錐前端的底面積A (cm2)、利用以下的式子算出。
[0103] qc = QCX10/A 實施例
[0104] 接著，列舉出本發(fā)明的實施例及比較例，具體說明本發(fā)明。
[0105] [本發(fā)明的第一發(fā)明]
[0106] 〈評價樣品的制備〉
[0107] 準(zhǔn)備在110°C ±5°C的干燥爐中干燥至恒定質(zhì)量的土壤。然后在該土壤中添加砷 及氟，以砷的溶出量為〇. lmg/L、氟的溶出量為2. 5mg/L的方式制備模擬污染土壤。
[0108] 〈評價 1>
[0109] 將上述得到的模擬污染土壤1kg調(diào)整至含水比率40%，如表1中示出那樣分別改 變所添加的非晶質(zhì)氫氧化鋁的量而添加混合到模擬污染土壤中，從而，作為實施例1-1? 1-4,實施使用本發(fā)明的第一發(fā)明的特定有害物質(zhì)的不溶化材料的土壤中的砷及氟的不溶 化。另外，將未使用非晶質(zhì)氫氧化鋁的例子作為比較例1-1，將分別使用氫氧化鋁、氯化鋁來 代替實施例中使用的非晶質(zhì)氫氧化鋁、并在干燥后的上述模擬污染土壤每lkg中添加混合 l〇g這些化合物從而進行處理的例子作為比較例1-2、1-3。
[0110] 表1:試樣制備
[0111]

【權(quán)利要求】
1. 一種特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其特征在于，以不會成為PH11以上的強堿性范圍 的狀態(tài)對土壤使用， 所述特定有害物質(zhì)的不溶化材料以非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物作為主要成分。
2. -種特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其特征在于，以不會成為pHll以上的強堿性范圍 的狀態(tài)對土壤使用， 所述特定有害物質(zhì)的不溶化材料以非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物作為主要成分，還包含 在與土壤所含的水分接觸時表現(xiàn)出酸性、中性或低于pHll的弱堿性的鈣成分。
3. -種特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其含有熟石膏，其特征在于，也作為以不會成為 pHll以上的強堿性范圍的狀態(tài)對含特定有害物質(zhì)的土壤使用的、含有熟石膏的固化材料發(fā) 揮功能， 相對于100質(zhì)量份熟石膏，以〇. 5?60質(zhì)量份的范圍添加混合有非晶質(zhì)錯化合物或其 衍生物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其中，所述非晶質(zhì) 鋁化合物為非晶質(zhì)氫氧化鋁。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其中，所述非晶質(zhì) 鋁化合物或其衍生物為源自鋁污泥的物質(zhì)原樣使用、或者為將源自鋁污泥的物質(zhì)不改變其 性狀地脫水并干燥而成的物質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其中，所述特定有 害物質(zhì)為選自由鎘及其化合物、六價鉻化合物、氰化物、汞及其化合物（包括烷基汞）、硒及 其化合物、鉛及其化合物、砷及其化合物、氟及其化合物、和硼及其化合物組成的組中的至 少任一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其中，所述鈣成分為選自由二 水石膏、碳酸鈣、過氧化鈣、氟化鈣、碘化鈣、磷酸鈣、氯化鈣、硝酸鈣、乙酸鈣、檸檬酸鈣、葡 萄糖酸鈣、蘋果酸鈣、乳酸鈣組成的組中的至少任一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的特定有害物質(zhì)的不溶化材料，其中，相對于100質(zhì)量份所述熟 石膏，以15?50質(zhì)量份的范圍添加混合有非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物。
9. 一種特定有害物質(zhì)的不溶化方法，其特征在于，對土壤添加混合或散布權(quán)利要求1 或2所述的特定有害物質(zhì)的不溶化材料，以不會成為pHll以上的強堿性范圍的狀態(tài)進行處 理，進行特定有害物質(zhì)的不溶化。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的特定有害物質(zhì)的不溶化方法，其中，在所述土壤的干燥質(zhì)量 每lkg中，在0. 5?50g的范圍內(nèi)添加混合或散布作為所述特定有害物質(zhì)的不溶化材料的 主要成分的非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的特定有害物質(zhì)的不溶化方法，其中，在所述土壤的干燥質(zhì)量 每lkg中，在10?40g的范圍內(nèi)添加混合或散布作為所述特定有害物質(zhì)的不溶化材料的主 要成分的非晶質(zhì)鋁化合物或其衍生物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9?11中任一項所述的特定有害物質(zhì)的不溶化方法，其中，所述被不 溶化的特定有害物質(zhì)源自所述土壤、或者源自所述不溶化材料的構(gòu)成成分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的特定有害物質(zhì)的不溶化方法，其中，所述不溶化材料的構(gòu) 成成分為1丐成分。
14. 一種土壤的改良方法，其特征在于，對含特定有害物質(zhì)的土壤添加混合權(quán)利要求3 所述的也作為固化材料發(fā)揮功能的特定有害物質(zhì)的不溶化材料，以不會成為PH11以上的 強堿性范圍的狀態(tài)進行處理。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的土壤的改良方法，其中，在含特定有害物質(zhì)的土壤每lm3 中，在30?200kg的范圍內(nèi)添加混合所述特定有害物質(zhì)的不溶化材料。
【文檔編號】B09C1/02GK104245603SQ201380018260
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】山口雅人, 三浦真一, 市野佑介, 石井三郎, 橘田一臣 申請人:吉野石膏株式會社, 株式會社立花材料