光触媒・インターカレーション作用を適用した汚染水中重金属の固定化技術の開発

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20710055
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 三木 貴博 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 准教授 (30312606)
• Keywords: インターカレーション / 重金属 / 固定化

Research Abstract

現在、最終廃棄物量が年間4800万トンにも達しており、大きな社会問題となっている。平野部が少ないわが国では、処分場の大半が内陸や山間部に立地しており、浸出水の漏洩による飲料水源の汚染を招きかねない。また、廃水中重金属処理には、キレート剤などの重金属捕集剤を大量に用いているが、重金属自体は無害化されておらず、捕集された重金属は最終処分されるため完全に安全とはいえない。
本研究では、モンモリロナイトを用いた3価Crの固定化試験を行ったところ、粘土鉱物からNaとCaが溶出し、溶液のpHが上昇した。そのため、Crの固定化が阻害される結果となった。Fe_2O_3を用いた3価Crの固定化試験を行ったところ、一定の効果が見られた。酸性条件では、Crを迅速に吸収することが確認できた。Crを吸収させた後に、熱処理を行い焼結させると、Crは完全に固定化された。
酸化チタンは光触媒作用により、有機物を分解・無害化すると同時に、汚染水中の重金属イオンを還元して無害化するポテンシャルも有し、スメクタイトなどの粘土鉱物は、大量の金属イオンをインターカレートし固定化することができることが確認できた。光触媒とインターカレーション双方の長所を同時に発現できるハイブリッドセラミックスを作製し、汚染水中の重金属の無害化と固定化を、簡便で効率的に行う技術を開発した。本研究成果は環境修復技術、エンドオブパイプ技術に適用できる。