JP2004042004A

JP2004042004A - 生石灰混合土壌の処理方法

Info

Publication number: JP2004042004A
Application number: JP2002232307A
Authority: JP
Inventors: Akio Nakano; 中野明雄; Katsuhisa Yoshida; 吉田勝久; Shinichi Jitsukawa; 実川信一
Original assignee: Katayama Chemical Inc
Current assignee: Katayama Chemical Inc
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP4061384B2

Abstract

【課題】揮発性炭化水素系物質や有害重金属類などで汚染された土壌に対し、揮発性炭化水素系物質を除去する目的のために多量の生石灰を土壌に混合処理した場合に、安全、経済的かつ簡易な操作で、アルカリ性となった処理土壌からのアルカリ成分の溶出を抑制するとともに、土壌中に含まれる有害重金属類や有害元素類の溶出を抑制する方法を提供する。
【解決手段】土壌に対し８〜２０重量％の生石灰を投入、混合して土壌を処理する際に、対土壌２〜２０重量％のベントナイトを、処理土壌を掘削し埋め戻す箇所に撒布および／または生石灰とともに投入、混合することにより、上記課題を解決する。

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
この発明は、生石灰混合土壌の処理方法に関する。さらに詳細には、主に揮発性炭化水素系物質が含まれた土壌から該物質を除去処理するなどの目的で、対土壌８〜２０重量％の生石灰を投入、混合して土壌を処理する際に、生石灰の混合によりアルカリ性となった該処理土壌からのアルカリ成分の溶出を抑制するとともに、土壌中に含まれる有害重金属類や有害元素類の溶出を抑制する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、トリクロロエチレンやベンゼンなどの揮発性炭化水素系物質による環境汚染が問題となっている。これらの物質が、不測の事態によって直接漏出、排出されて土壌中に混入し、そのまま放置されると、自然浸透や雨水などにより土壌中にさらに侵入して地下水を汚染することになり、人体に重大な影響を及ぼすことが懸念される。
【０００３】
上記問題を解決するために、揮発性塩素化炭化水素系物質が含まれた土壌に、水と発熱反応する無機化合物を撹拌混合し、土壌中の揮発性塩素化炭化水素系物質を揮発させる方法が提案されている（特許第２５８９００２号公報）。水と発熱反応する無機化合物としては、安全性や価格、発熱効率などの点から生石灰を好適に使用することができるが、揮発性炭化水素系物質を揮発させる目的で生石灰を土壌に混合する場合には、軟弱地盤を改良する目的で生石灰を土壌に混合していた従来の場合に比して、約２〜３倍量の生石灰を必要とすることから処理土壌がアルカリ性となり、知見はないがさらに雨水などによってアルカリ成分が溶出する問題が懸念される。
【０００４】
また、鉱工業地帯やその周辺地域においては、６価クロムに代表される有害重金属類や砒素などの有害元素類による地質汚染がしばしば発生している。さらに、宅地化あるいは商業地化した工業跡地などにおいて、土壌に降り注いだ雨水などの浸透水に土壌中に含まれる有害重金属類や有害元素類が溶出し、地下水や河川を汚染して深刻な環境問題を引き起こしている。
【０００５】
従来、このような有害重金属類や有害元素類を含有する汚染土壌によって引き起こされる問題に対処するために、汚染土壌の最終処分地への移送および隔離、薬剤による化学的処理、コンクリートなどによる固化処理などが採用されている。
【０００６】
一方、ベントナイトは、自然界に存在する粘性土であって、膨潤性、懸濁性、粘着性、チキソトロピー性などの性能を有することから、ベントナイトを用いた遮水工法（特開昭６３−６７３２２号公報）や、高含水比土である地盤に対してベントナイトとセメントあるいは石灰などの固化材とを混合して遮水層を形成させることによる人工池などの遮水工法などが提案されている（特開平１０−３３１１５２号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
揮発性炭化水素系物質を除去する目的などのために、多量の生石灰を土壌に混合処理した場合にアルカリ性となった土壌を中和する方法として、酸性の無機化合物などの中和剤を添加する方法が考えられる。しかしながら、中和剤は全体的に高価であるとともに、液体の中和剤を使用した場合には、土壌に均一に混合することが困難であるという問題点があった。また、固体の中和剤を使用した場合にも、本来、土壌は弱アルカリ性であるため中和度合の調整が難しいという問題点があった。
【０００８】
また、多くの重金属類は、高アルカリ性下においては難溶解性の水酸化物を形成するため溶出が抑制される。しかしながら、雨水などの浸透により土壌のアルカリ性度が弱まったり、あるいは、生石灰混合によりアルカリ性となった土壌を中和するために中和剤を使用して土壌が酸性になると、土壌中の重金属類が溶出する可能性があるという問題点があった。
【０００９】
この発明は、上記のような問題点に鑑み、揮発性炭化水素系物質や有害重金属類などで汚染された土壌に対し、揮発性炭化水素系物質を除去する目的のために多量の生石灰を土壌に混合処理した場合に、安全、経済的かつ簡易な操作で、アルカリ性となった処理土壌からのアルカリ成分の溶出を抑制するとともに、土壌中に含まれる有害重金属類や有害元素類の溶出を抑制する方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の発明者らは、対土壌８〜２０重量％という多量の生石灰を投入、混合したことによりアルカリ性となった土壌からのアルカリ成分の溶出を抑制する方法について鋭意研究した結果、対土壌２〜２０重量％のベントナイトを、処理土壌を掘削し埋め戻す箇所に撒布および／または生石灰とともに投入、混合することにより、生石灰混合土壌からのアルカリ成分の溶出を顕著に抑制でき、さらに土壌中に含まれる有害重金属類や有害元素類の溶出をも抑制できる事実を見出し、この発明を完成するに到った。
【００１１】
この発明におけるベントナイトの添加量は、前記従来の技術に記載した、対象土とベントナイト、石灰などの固化材とを混合して遮水層を形成する場合のベントナイトの添加量に比較して、約６０〜８０％という少ない量で、生石灰混合土壌からのアルカリ成分の溶出および土壌中に含まれる有害重金属類や有害元素類の溶出を抑制できることから、意外な事実の確認であるといえる。
【００１２】
かくしてこの発明によれば、土壌に対し８〜２０重量％の生石灰を投入、混合して土壌を処理する際に、対土壌２〜２０重量％のベントナイトを、処理土壌を掘削し埋め戻す箇所に撒布および／または生石灰とともに投入、混合することにより、生石灰混合土壌からのアルカリ成分の溶出を抑制するとともに、土壌中に含まれる重金属類の溶出を抑制することを特徴とする生石灰混合土壌の処理方法が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の方法において、土壌に投入、混合する生石灰の添加量は、処理土壌に対し８〜２０重量％とするのが、ベントナイトによるアルカリ成分溶出抑制効果の点から好ましい。また、生石灰を土壌に投入、混合する目的が土壌中に含まれる揮発性炭化水素系物質の除去処理の場合は、生石灰の添加量は１０〜１５重量％とするのが好ましい。
【００１４】
土壌と生石灰との混合方法は特に限定されるものではなく、土壌の表面に生石灰を撒布し物理的手段を用いて撹拌することによりその場で混合してもよく、土壌と土壌との間に生石灰をサンドウィッチ形式に挟み込んでもよい。このように、混合は均一でも不均一でもよいが、揮発性炭化水素系物質を除去処理する場合には、その除去効果の点から均一に混合するのが好ましい。また、場合によっては、土壌を採取し、別の場所や容器内で均一混合してもよい。
【００１５】
またこの発明の方法において、ベントナイトを土壌に対し２〜２０重量％、好ましくは２〜８重量％、さらに好ましくは７〜８重量％の割合で生石灰とともに投入、混合するのが、アルカリ性となった処理土壌からのアルカリ成分の溶出抑制、および土壌中に含まれる有害重金属類や有害元素類の溶出抑制の点から好ましい。２重量％未満では、十分なアルカリ成分および有害重金属類溶出抑制効果が得られず、また８重量％を超えても添加量に見合うだけの効果が得られないため好ましくない。
【００１６】
この発明の方法において、溶出を抑制できる土壌中に含まれる重金属類としては、例えば、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｈｇなどの有害重金属類が金属陽イオンとして存在しているもの、上記有害重金属類が複合酸化物を含む酸化物あるいは亜酸化物として存在しているもの、砒素、ホウ素、フッ素などの有害元素が酸化物あるいは亜酸化物として存在しているものなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１７】
一方、この発明の方法において土壌へのベントナイトの添加方法は、生石灰混合土壌を掘削し埋め戻す箇所に撒布および／または生石灰とともに投入、混合する方法が挙げられる。前記両方法を併用するか、あるいは生石灰混合土壌を掘削し埋め戻す箇所に撒布する方法単独でも、生石灰混合土壌からのアルカリ成分の溶出抑制効果が顕著に得られることから好ましい実施態様であるといえる。また、操作の簡易性の点からは、ベントナイトを生石灰とともに投入、混合する方法が好ましい実施態様であり、土質強度や土質含水比などを参考にして適宜選択するとよい。
【００１８】
またこの発明の方法において、生石灰混合土壌にベントナイトを添加した後、該土壌を転圧することが、土壌からのアルカリ成分の溶出抑制効果および有害重金属類溶出抑制効果の点から好ましい。転圧の方法はとくに限定はなく、たとえば土壌をローラなどで物理的に圧迫すればよい。
【００１９】
【実施例】
この発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、この発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００２０】
試験例１（生石灰混合土壌からのアルカリ成分流出抑制確認試験）
含水比９．２％の供試土壌２０ｇに３ｇ（対土壌１５重量％）の生石灰を混合し十分に撹拌したものを、底面にベントナイト１ｇを均一に隙間なく撒布した減圧吸引ろ過器（ミルポア）に充填した。減圧吸引ろ過器上部より純水２５０ｍｌを投入し、減圧吸引ろ過を行い、減圧吸引ろ過下部より流出する水量が５０ｍｌになるまでに要した時間を測定した。その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
試験例２（生石灰混合土壌からのアルカリ成分流出抑制確認試験）
含水比１．７８％の供試土壌２０ｇに３ｇ（対土壌１５重量％）の生石灰を混合し十分に撹拌した後、さらにベントナイトを混合して十分に撹拌したものを、減圧吸引ろ過器（ミルポア）に充填した。減圧吸引ろ過器上部より純水２５０ｍｌを投入し、減圧吸引ろ過を行い、減圧吸引ろ過下部より流出する水量が５０ｍｌになるまでに要した時間を測定した。その結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】

【００２４】
試験例３（土壌中に含まれる重金属類溶出抑制効果確認試験）
含水比８．５８％の土壌に、鉛（Ｐｂ）５ｍｇ、水銀（Ｈｇ）０．５ｍｇ、砒素（Ａｓ）５ｍｇ、六価クロム（Ｃｒ）５ｍｇ、ホウ素（Ｂ）５ｍｇ、フッ素（Ｆ）２６．２ｍｇを混合した供試土壌６６ｇに、生石灰１１．６ｇを混合した後、ベントナイト２．４ｇを混合し、十分に攪拌した。この土壌に対し、平成６年環境庁告示の土壌環境基準の試験方法に従い、土壌からの重金属類溶出試験を行った。また比較対象として、生石灰、ベントナイトともに混合しない無処理土壌、および生石灰のみを混合した土壌についても同様に試験を行った。
その結果を表３に示す。
【００２５】
【表３】

【００２６】
【発明の効果】
この発明の方法により、多量の生石灰を土壌に混合処理した場合に、安全、経済的かつ簡易な操作で、アルカリ性となった処理土壌からのアルカリ成分の溶出を顕著に抑制し、さらに土壌中に含まれる有害重金属類および有害元素類の溶出を抑制することによって複合汚染土壌の一括処理ができ、産業上極めて有用である。

Claims

土壌に対し８〜２０重量％の生石灰を投入、混合して土壌を処理する際に、対土壌２〜２０重量％のベントナイトを、処理土壌を掘削し埋め戻す箇所に撒布および／または生石灰とともに投入、混合することにより、生石灰混合土壌からのアルカリ成分の溶出を抑制するとともに、土壌中に含まれる重金属類の溶出を抑制することを特徴とする生石灰混合土壌の処理方法。