(57)【要約】【課題】砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理を低コストで行うことが可能であり、しかも、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなるような砒素を含む掘削土の処理方法を提供する。【解決手段】本発明に係る砒素を含む掘削土の処理方法は、砒素を含む掘削土と、石膏系固化材を含むが生石灰及び鉄塩をいずれも含まない材料と、を混合させ、又は、砒素を含む掘削土と、生石灰、石膏系固化材（例えば、半水石膏）、鉄塩（例えば、硫酸第一鉄）から選ばれる二種類の材料と、を混合させる工程を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
砒素を含む掘削土と、石膏系固化材を含むが生石灰及び鉄塩をいずれも含まない材料と、を混合させる工程を有することを特徴とする砒素を含む掘削土の処理方法。  
【請求項２】
砒素を含む掘削土と、生石灰、石膏系固化材、鉄塩から選ばれる二種類の材料と、を混合させる工程を有することを特徴とする砒素を含む掘削土の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砒素を含む掘削土の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
砒素は、環境汚染の原因物質であることから、砒素を含む掘削土については、砒素の不溶化処理を行って、砒素の溶出量を所定の基準値以下、具体的には、「土壌の汚染に係る環境基準について」（環境庁告示第４６号：平成３年８月２３日）による検液の砒素濃度が０．０１ｍｇ／ｌ下となるようにしておく必要がある。
【０００３】
また、掘削土は、一般的に強度が低いため、トラックなどに山積みすることが困難であることから、そのままの状態では、一般残土としてこれを搬出することが認められていない。そのため、砒素を含む掘削土を搬出してから処理する場合には、当該掘削土の固化処理を行って、掘削土の土質強度が所定の基準値以上（具体的には、コーン指数が２００ｋＮ／ｍ２以上）となるようにしておくことが望ましい。
【０００４】
そこで、従来より、砒素を含む掘削土の処理方法として、砒素の不溶化処理を行うとともに、掘削土の固化処理を行う技術が知られており、例えば、砒素を含む掘削土に、生石灰を添加混合する技術、或いは、砒素を含む掘削土に、鉄塩、半水石膏、及び固化材（セメント系固化材、石灰系固化材、マグネシア系固化材から選ばれる一種以上）を添加混合する技術が知られている（特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００６−１６７５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来技術の如く、砒素を含む掘削土に、強アルカリである生石灰を添加混合する場合には、処理後の掘削土が強アルカリ性を示すこととなる。そのため、例えば、処理後の掘削土の利用が制限されるなどの問題が生じてしまう。また、処理後の掘削土について、別途、中和処理を行う場合には、コストの増加を招いてしまう。
【０００６】
一方、上記の従来技術の如く、砒素を含む掘削土に、前述した三種類の材料（すなわち鉄塩、半水石膏、及び前記固化材）をすべて添加混合する場合には、材料数が多くなるため、処理コストが高くなってしまう。また、固化材として、セメント系固化材、石灰系固化材、マグネシア系固化材を用いた場合には、砒素を不溶化し、掘削土を固化することは可能であるものの、処理後の掘削土が強アルカリ性を示すことになってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理を低コストで行うことが可能であり、しかも、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなるような砒素を含む掘削土の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る砒素を含む掘削土の処理方法は、砒素を含む掘削土と、石膏系固化材を含むが生石灰及び鉄塩をいずれも含まない材料と、を混合させる工程を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る砒素を含む掘削土の処理方法は、砒素を含む掘削土と、生石灰、石膏系固化材、鉄塩から選ばれる二種類の材料と、を混合させる工程を有することを特徴とする。
【００１０】
前記石膏系固化材の一例として、半水石膏が挙げられる。但し、本発明において、前記石膏系固化材は、半水石膏に限定されるものではなく、これ以外にも、例えば、無水石膏及びこれを含む固化材などを使用することとしてもよい。
【００１１】
前記鉄塩の一例として、硫酸第一鉄が挙げられる。但し、本発明において、前記鉄塩は、硫酸第一鉄に限定されるものではなく、これ以外にも、例えば、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、及びこれらを含む薬剤などを使用することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理を低コストで行うことが可能であり、しかも、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行ったところ、砒素を含む掘削土の処理方法として、砒素を含む掘削土と、石膏系固化材を含むが生石灰及び鉄塩をいずれも含まない材料とを混合させ、又は、砒素を含む掘削土と、石膏系固化材、鉄塩、生石灰のうち二種類の材料と、を混合させることを考えた。そして、本発明者らは、次の確認試験によりその効果を確認し、本発明を完成するに至ったのである。
【００１４】
すなわち、本発明者らは、砒素を含む掘削土（以下「試料土」という。）に、表１に示す各種の材料を添加混合し、各混合土について、処理コスト（材料費）、含水比、土質強度（コーン指数）、ｐＨ及び砒素溶出量を分析した。その上で、本発明者らは、この分析結果を踏まえて、表１に示す各種の材料のうち、石膏系固化材を含むが生石灰及び鉄塩をいずれも含まない材料、及び、生石灰、石膏系固化材、鉄塩から選ばれる二種類の材料が、本発明の材料に適しているものと評価して、これらの材料を本発明に使用することとしたのである。要するに、本発明者らは、表１に示す材料のうち、「×」の評価を含まないもの（但し、従来技術に相当する最上段及び最下段に示す材料を除く）を、本発明の材料に使用することとしたのである。
【００１５】
以下、この確認試験について、より具体的に説明する。
【００１６】
＜本発明の確認試験＞
まず、本発明者らは、自然由来の砒素汚染土壌を現場から採取するとともに、採取した砒素汚染土壌を１０ｍｍの篩に通過させてから攪拌し、これを試料土とした。この試料土は、土質が砂混じりシルトであり、含水比が４０％、ｐＨが９．５、環告４６号の砒素溶出量が０．０２ｍｇ／ｌであった。次に、本発明者らは、この試料土に対して、表１に示す各種の材料を添加し、これらをミキサで３分間攪拌して混合させた。その際、表１に示す鉄塩としては、硫酸第一鉄を使用し、また、同表１に示す石膏系固化材としては、半水石膏を使用した。そして、本発明者らは、このようにして得られた各混合土を１時間放置してから、それぞれの含水比を測定した。
【００１７】
次に、本発明者らは、直径１０ｃｍの鉄製モールドに各混合土を入れて、ＪＩＳＡ１２１０に規定されているＡ法により締固めを行った。なお、締固めの際、ランマー質量は２．５ｋｇ、突固め層数は３、許容最大粒径は１９ｍｍ、１層当たり突固め回数は２５回とした。続いて、本発明者らは、締固めを行った混合土を気中密閉養生で１日間養生してから、これをモールドに充填し、充填された混合土にコンペネを挿入して、円の中心点で１箇所のコーン指数を測定した。さらに、本発明者らは、測定後の試料から少量の土を採取して、当該土についてｐＨを測定するとともに、環告４６号溶出試験を行って砒素溶出量を測定した。これらの測定結果を表１に示す。また、本発明者らは、本確認試験における処理コスト（材料費）を算出しており、その算出結果についても表１に示した。
【００１８】
2010012433.tif 000002
【００１９】
表１に示す通り、生石灰、鉄塩をそれぞれ単独で用いた場合には、いずれの場合にも欠点が認められたが、石膏系固化材を単独で用いた場合、及び、生石灰、石膏系固化材、鉄塩のうち二種類の材料を併用した場合には、いずれの場合にも、これらの欠点が克服若しくは低減されることとなった。しかし、三種類の材料をすべて併用した場合には、土質強度の改善効果、ｐＨ、及び砒素の不溶化効果の点においては、優れた効果が認められることになると推測されるものの、材料数が多くなって材料費が高くなるため、コストの点において欠点が認められることになってしまう。
【００２０】
このような表１の結果により、本発明の如く、砒素を含む掘削土と、石膏系固化材を含むが生石灰及び鉄塩をいずれも含まない材料と、を混合させ、又は、砒素を含む掘削土と、生石灰、石膏系固化材、鉄塩から選ばれる二種類の材料と、を混合させることにより、砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理を低コストで行うことが可能であり、しかも、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すことになるものと推測される。
【００２１】
＜本発明の活用形態＞
さらに、本発明者らは、表１の結果を踏まえて、次のように本発明を活用することとした。すなわち、本発明者らは、砒素を含む掘削土の性質に応じて、生石灰を単独で使用する従来の技術（下記（１）を参照）と、本発明（下記（２）及び（３）を参照）とを適宜組み合わせることによって、より効果的且つ柔軟に、当該掘削土の処理を行うことが可能であると考えたのである。
【００２２】
具体的には、（１）まず、処理土のｐＨが高くても（例えばｐＨが１２．５）、その後の処理において問題にならない場合には、砒素を含む掘削土に、生石灰を添加して、これらを混合させることとする。これにより、掘削土の土質がかなり悪い（すなわち軟弱な）ときであっても、土質強度を改善することが可能となる。他方、掘削土の土質が良いときには、生石灰の添加量が５０ｋｇ／ｍ３以下であっても、土質強度を改善することが可能となる。また、生石灰は、土質強度の改善効果のみならず、砒素の不溶化効果にも優れているため、砒素の溶出量が比較的高い掘削土であったとしても、砒素の不溶化効果を十分に期待し得る。但し、この場合には、処理土のｐＨが高アルカリ性を示すことになるため、処理場が限定されてしまうものの、処理コストを低く抑えることができる。
【００２３】
（２）また、処理土のｐＨについて中性域であることが要求される場合には、砒素を含む掘削土に、石膏系固化材を添加し、又は、石膏系固化材及び鉄塩（例えば、硫酸第一鉄）を添加して、これらを混合させることとする。このように処理すると、掘削土の土質が軟弱なときには、石膏系固化材を２００ｋｇ／ｍ３以上添加する必要があるものの、掘削土の土質が良いときには、石膏系固化材の添加量を１００ｋｇ／ｍ３程度に抑えることが可能となる。そして、石膏系固化材を単独で使用する場合には、掘削土のｐＨを中性に維持しつつ、砒素の不溶化を行うことが可能となるとともに、土質強度を改善することも可能となる。但し、この場合には、砒素の不溶化効果が小さいため、砒素溶出量の少ない掘削土を適用対象とする。また、この場合には、土質強度の改善効果が小さく、また、石膏系固化材の添加量も多くなるためコストが若干高くなる。一方、石膏系固化材及び鉄塩を併用する場合には、砒素の不溶化効果が大きくなるため、砒素溶出量が比較的高い掘削土であっても適用対象となる。但し、この場合には、石膏系固化材を単独で使用する場合と比べ、土質強度の改善効果が低くなり、しかも、単価（特に硫酸第一鉄の単価）が高いためコストが高くなる。
【００２４】
（３）さらに、処理土のｐＨが極端に高くなければ問題にならない場合（例えば、処理土のｐＨが１２以下であればよい場合）には、砒素を含む掘削土に、生石灰及び鉄塩（例えば、硫酸第一鉄）を添加し、又は、生石灰及び石膏系固化材（例えば、石膏）を添加して、これらを混合させることとする。例えば、硫酸第一鉄を生石灰量に対して１倍以上添加するとともに、石膏を生石灰量に対して３倍以上添加することとすれば、処理土のｐＨを１２以下にすることが可能である。このように、生石灰と鉄塩若しくは石膏系固化材とを併用する場合には、生石灰を単独で使用する場合と比べ、土質強度の改善効果は低下するものの、生石灰を２５ｋｇ／ｍ３程度確保すれば、土質強度を改善することが可能となる。そして、生石灰と鉄塩とを併用する場合には、処理土のｐＨが１１〜１２付近を示すことになるものの、砒素の不溶化効果及び土質強度の改善効果は、いずれも大きくなる。但し、この場合には、鉄塩の単価（特に硫酸第一鉄の単価）が高いためコストは高い。また、生石灰と石膏系固化材とを併用する場合にも、処理土のｐＨが１１〜１２を示すことになるものの、砒素の不溶化効果及び土質強度の改善効果は、いずれも大きくなる。しかも、この場合には、石膏系固化材の単価が安いため低コストとなる。