汚染土壌の除染は困難なプロセスであり、多くの場合、土壌を掘り起こして敷地外の浄化施設に輸送する必要があります。しかし今、科学者たちは、土壌に電気を与えてその場で土壌を処理する環境に優しい方法を開発しました。高温電熱(HET)プロセスと呼ばれるこの技術は、ヒューストンのライス大学とライス大学のジェームズ・タル教授率いる米陸軍工兵研究開発センター(ERDC)の科学者らによって開発された。
まず、バイオ炭などの炭素が豊富な導電性材料を現場の汚染土壌に混合します。バイオ炭は、酸素の不在下で熱を使用して有機物を分解する、熱分解と呼ばれるプロセスを通じて生成される無毒の木炭のような物質です。
次に、ライス社が開発したフラッシュジュール加熱と呼ばれる手順を使用して、土壌とバイオ炭の混合物に電流を急速に流し、1,000 ~ 3,000 °C (1,832 ~ 5,432 °F) の温度まで加熱します。
高温により、農薬や原油などの有機汚染物質が黒鉛などの無毒な鉱物に変化します。同時に、さまざまな重金属(鉛、ヒ素、水銀など)を蒸気に変換し、抽出パイプラインを通じて収集することもできます。既存の修復技術のほとんどは一度に 1 つまたは 2 つの金属しか対象にできないため、この汎用性は重要な考慮事項です。
高温により最初は一部の有益な微生物が死滅する可能性がありますが、HET 処理土壌では植物の発芽率が実際に 20 ~ 30% 増加することが試験で示されています。この改善は、修復プロセス中の成長促進ミネラルの生成と、バイオ炭の添加による水の浸透の増加によるものと考えられます。
研究者らは、この技術がさらに開発され、現場で使用できるように規模が拡大されれば、HET装置をトラクターで牽引して汚染土壌の広範囲を通過できるようになるのではないかと期待している。
「この方法は非常に速く、水を必要とせず、土壌中の広範囲の汚染物質を処理できます」とERDCの研究化学者、マイン・ウチャク・アスタリオグル氏は述べた。 「フラッシュジュール加熱は、廃棄物から重要な金属を回収し、修復のために重金属を除去するための非常に有望な技術です。」
この研究に関する論文は最近、雑誌『Nature Communications』に掲載された。