2008 Fiscal Year Annual Research Report
硝酸イオン汚染水の触媒法浄化における水中共雑物の影響とその対策に関する研究
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20560717
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
神谷 裕一 Hokkaido University, 大学院・地球環境科学研究院, 准教授 (10374638)
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| Keywords | 固体触媒 / 地下水の浄化 / 水素化反応 / 硝酸イオン / 銅一パラジウム合金 / 共存イオン / フミン酸 / オゾン酸化 |
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| Research Abstract |
硝酸イオンによる地下水汚染が深刻化している。先に、銅一パラジウムを活性炭に担持した触媒(Cu-Pd/AC)が、蒸留水中の硝酸イオンをほぼ完全に窒素へと還元浄化することを見出している。本研究では、実地下水中の硝酸イオンの還元浄化を試みるとともに、地下水に含まれる、アニオン、カチオン、水溶性有機物が触媒性能に与える影響を調べた。Cu-Pd/ACを実地下水中の硝酸イオンの還元浄化を試みたところ、触媒活性が低下し、かつ飲用に望ましくないアンモニア生成が増大した。また、実地下水を処理すると触媒が不可逆的に劣化した。この原因を明らかにするために、地下水に含まれるアニオン、カチオンを分析し、それらが触媒性能に与える影響を個別に調べたところ、塩化物イオンが触媒性能を低下させる原因物質の一つであることが分かった。ただし、塩化物イオンの影響は可逆的であり、実地下水を処理した際の触媒の不可逆劣化は別の物質(水溶性有機物)が関与していた。地下水に含まれるカチオンは、触媒性能にほとんど影響を与えなかった。実地下水には、TOC=5.2mg/Lの有機物が含まれていたが、オゾンガスによる酸化分解によってその量は1.6mg/Lにまで低下した。このようにしてオゾン処理した実地下水をCu-Pd/AC触媒によって処理したところ、触媒性能の低下と触媒の不可逆劣化が大幅に緩和された。これらの知見をもとに、地下水のオゾン酸化処理プロセス、Cu-Pd/ACによる触媒プロセス、イオン交換体による副生アンモニアのイオン交換除去プロセスを組み合わせた装置により実地下水の還元浄化を試みたところ、地下水中の硝酸イオンを飲用可能なレベルにまで低減させることができた。
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