(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートを所定粒径に破砕してコンクリート被覆材とし、次いで該コンクリート被覆材を底泥の上に被覆することにより、前記コンクリート被覆材に含まれるセメント分からアルカリ成分を溶出させ、該アルカリ成分によって前記コンクリート被覆材の表面に被膜を形成する溶出負荷抑制方法であって、前記被膜は、前記セメント分から溶出するカルシウムイオンと水中に溶存しているマグネシウムイオンとの反応で生じた水酸化マグネシウムを前記コンクリート被覆材の表面に析出してなることを特徴とする底泥からの溶出負荷抑制方法。
【請求項２】
コンクリートを所定粒径に破砕してコンクリート被覆材とし、次いで該コンクリート被覆材を底泥の上に被覆することにより、前記コンクリート被覆材に含まれるセメント分からアルカリ成分を溶出させ、該アルカリ成分によって前記コンクリート被覆材の表面に被膜を形成する溶出負荷抑制方法であって、前記被膜は、前記セメント分から溶出するカルシウムイオンと水中の炭酸ガスとの反応で生じた炭酸カルシウムを前記コンクリート被覆材の表面に付着形成してなることを特徴とする底泥からの溶出負荷抑制方法。
【請求項３】
前記被覆工程の前に前記底泥の含水比を低下させる請求項１又は請求項２記載の底泥からの溶出負荷抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海、湖沼、河川等の水底に堆積した底泥からの溶出負荷を抑制するための溶出負荷抑制方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海、湖沼、河川等の水域、特に閉鎖性水域においては、水質の富栄養化による水質汚濁が問題となっている。すなわち、リンや窒素といった栄養塩類の濃度が増加して水質が富栄養化すると、表層で大量発生した植物プランクトンが死骸となって水底に沈降し、該水底では、かかる死骸の有機物分解で多量の酸素が消費され嫌気性の環境となって貧酸素化する。
【０００３】
また、かかる底層での貧酸素化は、アンモニアや硫化水素などが底泥や水中の有機物から溶出し、貧酸素化と相まって多くの水生生物が死滅する原因となるとともに、栄養塩類の溶出によって水質の富栄養化がさらに進行するといった悪循環をもたらす。
【０００４】
このように、底泥から溶出する栄養塩類は内部負荷として水質汚染の大きな原因となっており、かかる底泥からの溶出負荷を低減すべく、いわゆる覆砂工法が採用されている。
【０００５】
ここで、覆砂工法は、有機汚濁した底泥を良質な砂で覆うことによって該底泥からの栄養塩類の溶出の抑制を図るものであり、通常は、覆砂材として天然の海砂や山砂を用い、これを５０ｃｍ程度の厚さで敷設する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、覆砂工法では、覆砂材として海砂等の天然の良質砂を大量に使用するため、その採取の際に水質を汚濁するという問題や、低コストで良質砂を調達すること自体が困難であるという問題も生じていた。
【０００７】
また、浮泥と呼ばれる含水率の高い底泥の上に砂をまくと、時間が経過するにつれて底泥に砂が沈み込み、底泥と砂とが混じり合うという問題も生じており、かかる問題を回避するためには通常よりも覆砂を厚く施工しなければならず、結果として施工コストが高くなるのを余儀なくされていた。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、良質砂を使用せずともなおかつ含水率の高い底泥にも適用することが可能な底泥からの溶出負荷抑制方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る底泥からの溶出負荷抑制方法は請求項１に記載したように、コンクリートを所定粒径に破砕してコンクリート被覆材とし、次いで該コンクリート被覆材を底泥の上に被覆することにより、前記コンクリート被覆材に含まれるセメント分からアルカリ成分を溶出させ、該アルカリ成分によって前記コンクリート被覆材の表面に被膜を形成する溶出負荷抑制方法であって、前記被膜は、前記セメント分から溶出するカルシウムイオンと水中に溶存しているマグネシウムイオンとの反応で生じた水酸化マグネシウムを前記コンクリート被覆材の表面に析出してなるものである。
また、本発明に係る底泥からの溶出負荷抑制方法は請求項２に記載したように、コンクリートを所定粒径に破砕してコンクリート被覆材とし、次いで該コンクリート被覆材を底泥の上に被覆することにより、前記コンクリート被覆材に含まれるセメント分からアルカリ成分を溶出させ、該アルカリ成分によって前記コンクリート被覆材の表面に被膜を形成する溶出負荷抑制方法であって、前記被膜は、前記セメント分から溶出するカルシウムイオンと水中の炭酸ガスとの反応で生じた炭酸カルシウムを前記コンクリート被覆材の表面に付着形成してなるものである。
【００１０】
また、本発明に係る底泥からの溶出負荷抑制方法は、前記被覆工程の前に前記底泥の含水比を低下させるようにしたものである。
【００１１】
本発明に係る底泥からの溶出負荷抑制方法においては、まず、コンクリートを所定粒径に破砕してコンクリート被覆材とし、次いで該コンクリート被覆材を底泥の上に被覆する。
【００１２】
このようにすると、コンクリート被覆材に含まれるセメント分からカルシウム等のアルカリ成分が溶出し、かかるアルカリ溶出成分によってコンクリート被覆材の表面に被膜が形成される。
【００１３】
そして、かかる被膜は、主としてコンクリート被覆材からなる被覆層の表面近傍に例えば数ｍｍの厚みで板状に形成され、又は場合により、各コンクリート被覆材の表面をカプセル状に覆う形で形成されることとなり、かくして底泥からの栄養塩の溶出が効果的に抑制される。なお、前者の場合には、被覆層表面に被膜が板状に形成されることにより、後者の場合には、各コンクリート被覆材同士の間隙が被膜によって塞がれることにより、底泥からの栄養塩の溶出が抑制されることとなる。
【００１４】
被膜は、コンクリート被覆材に含まれるセメント分から溶出するカルシウム等のアルカリ成分によってコンクリート被覆材の表面に被膜が形成されるのであれば、反応過程や生成物は任意であるが、例えば、セメント分から溶出するカルシウムイオンによって周囲のカルシウムイオン濃度が上昇し、それに伴って水中に溶存しているマグネシウムイオンが水酸化マグネシウムとなってコンクリート被覆材の表面に析出することが考えられる。また、セメント分から溶出したカルシウムイオンが水中の炭酸ガスと反応することにより、コンクリート被覆材の表面に炭酸カルシウムが付着形成されることも考えられる。
【００１５】
底泥は主として海底地盤に堆積したものを対象とするが、湖沼その他の水底に堆積したものにも適用できることは言うまでもない。
【００１６】
ここで、前記被覆工程の前に前記底泥の含水比を低下させるようにしたならば、含水比が高い浮泥と呼ばれる底泥に適用した場合において、該底泥の含水比が低下してその固結度が高まる。したがって、底泥に含まれる栄養塩類は、該底泥内に閉じこめられてその溶出が抑制されるとともに、底泥の固結度上昇によって該底泥上に被覆されるコンクリート被覆材の底泥内への沈込みが低減され、底泥とコンクリート被覆材との混ざり合いを防止することが可能となる。
【００１７】
底泥の含水比を低下させる方法は任意であるが、例えば、大気圧工法を採用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る底泥からの溶出負荷抑制方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る底泥からの溶出負荷抑制方法を示したフローチャート、図２はかかるフローチャートに従って作業を行う様子を示した図である。なお、本実施形態では、海底地盤１上に堆積した底泥２に本発明を適用した場合について説明する。
【００２０】
これらの図に示すように、本実施形態に係る底泥２からの溶出負荷抑制方法においては、まず、コンクリートを所定粒径に破砕し、コンクリート被覆材４とする（ステップ１０１）。
【００２１】
コンクリート被覆材４は、例えば、古いコンクリート構造物を解体した後、解体作業で生じたコンクリートガラ等をクラッシャーで所定の粒径に破砕することによって得ることができる。
【００２２】
次に、コンクリート被覆材４を現場水域に運搬する（ステップ１０２）。コンクリート被覆材４の運搬に際しては、コンクリートガラを破砕して得られたコンクリート被覆材４を底開パージ等の土運船２１に投入し、かかる土運船２１で現場水域まで運搬すればよい。
【００２３】
次いで、土運船２１からコンクリート被覆材４を海中３に投入し、海底地盤１上に形成された底泥２をコンクリート被覆材４で被覆する（ステップ１０３）。図３(a)は、上述した被覆作業が終わった直後の様子を示したものであり、底泥２の上にはコンクリート被覆材４からなる被覆層５が形成されている。
【００２４】
このようにすると、コンクリート被覆材４に含まれるセメント分からカルシウム等のアルカリ成分が溶出し、例えば数ヶ月後には、かかるアルカリ溶出成分によってコンクリート被覆材４の表面に被膜が形成される。
【００２５】
図３(b)は、コンクリート被覆材４からなる被覆層５の表面近傍に板状の被膜６が形成された様子を示したものである。
【００２６】
ここで、被膜６は、例えば、コンクリート被覆材４に含まれるセメント分から溶出するカルシウムイオンによって周囲のカルシウムイオン濃度が上昇し、それに伴って海中３に溶存しているマグネシウムイオンが水酸化マグネシウムとなってコンクリート被覆材４の表面に析出したり、セメント分から溶出したカルシウムイオンが海中３の炭酸ガスと反応することにより、コンクリート被覆材４の表面に炭酸カルシウムが付着形成することによって形成される。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態に係る底泥２からの溶出負荷抑制方法によれば、コンクリートを所定粒径に破砕してコンクリート被覆材４とし、次いで該コンクリート被覆材４を底泥２の上に被覆するようにしたので、コンクリート被覆材４からなる被覆層５の表面に被膜６が形成される。
【００２８】
したがって、従来のように良質な砂で底泥を被覆せずとも栄養塩類等の溶出を抑制することが可能となり、かくして低コストで水質汚濁を未然に防止することが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態に係る底泥２からの溶出負荷抑制方法によれば、コンクリート被覆材４に形成された被膜６によって高い栄養塩の溶出防止作用を期待することができるので、従来の覆砂工法よりも被覆厚さを低減することも可能となる。
【００３０】
また、本実施形態に係る底泥２からの溶出負荷抑制方法によれば、コンクリート構造物の解体工事で発生したコンクリート廃材を、コンクリート被覆材４として用いることができるので、従来、人工島の埋立材や道路の路盤材あるいは産業廃棄物として処分されていたコンクリート廃材を再利用することも可能となる。
【００３１】
また、本実施形態に係る底泥２からの溶出負荷抑制方法によれば、コンクリート被覆材４の比重が、従来の覆砂工法で用いる砂の比重(約２.６)よりも例えば２.３〜２.４程度に小さくなる。
【００３２】
したがって、含水比の高い底泥に適用する場合においても、該底泥に沈み込むことなく被覆することが可能となり、通常の底泥と同様の被覆厚さで栄養塩の溶出を防止することが可能となる。
【００３３】
本実施形態では、コンクリート被覆材４を陸上で破砕しこれを土運船２１にて現場水域に運搬するようにしたが、コンクリート被覆材を必ずしもこのような工程で準備する必要はなく、例えば、沿岸に積み置かれたコンクリート被覆材４をクレーンで沿岸の海底に投入被覆するようにしてもよいし、土運船に設置されたクラッシャーでコンクリートを直接破砕するようにしてもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、被膜６がコンクリート被覆材４からなる被覆層５の表面に形成されるものとしたが、これに代えてあるいはこれに加えて各コンクリート被覆材をカプセル状に包み込むように形成されてもかまわない。
【００３５】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、上述した被覆工程の前に底泥２の含水比を予め低下させるようにしてもよい。
【００３６】
図４は、いわゆる大気圧工法を応用して底泥２の含水比を低下させている様子を示したものである。同図でわかるように、底泥２の含水比を低下させるには、まず、底泥２の上に透水性フィルタ３４を設置するとともに水密性の凾体３１を該底泥が水密状態となるように設置し、次いで、吸入管３３を介して凾体３１に連通接続された真空ポンプ３２を作動させる。なお、必要に応じて底泥２の下方に拡がる海底地盤１にドレーン材（図示せず）を適宜設置するようにしてもよい。
【００３７】
このようにすると、凾体３１内の水が吸引されて内部の圧力が低下し、それに伴って、凾体３１には大気圧及び設置深さに応じた水圧が作用する。そして、かかる大気圧及び水圧によって凾体３１内の底泥２が圧密作用を受け、該底泥に含まれていた水分も吸引除去される。
【００３８】
このような構成によれば、底泥２の含水比の低下によって、底泥２の固結度を高めることが可能となり、かくして、上述したコンクリート被覆材４による作用効果に加えて、底泥２に含まれる栄養塩類を該底泥内に閉じこめてその溶出を抑制するとともに、底泥２上に被覆されたコンクリート被覆材４の底泥２内への沈込みを未然に防止することができるという作用効果も奏する。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る底泥からの溶出負荷抑制方法によれば、コンクリートを所定粒径に破砕してコンクリート被覆材とし、次いで該コンクリート被覆材を底泥の上に被覆するようにしたので、コンクリート被覆材からなる被覆層の表面に被膜が形成され、従来のように良質な砂で底泥を被覆せずとも栄養塩類等の溶出を抑制することが可能となり、かくして低コストで水質汚濁を未然に防止することが可能となる。
【００４０】
また、本発明に係る底泥からの溶出負荷抑制方法によれば、コンクリート被覆材に形成された被膜によって高い栄養塩の溶出防止作用を期待することができるので、従来の覆砂工法よりも被覆厚さを低減することも可能となる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る底泥からの溶出負荷抑制方法を示したフローチャート。
【図２】本実施形態に係る底泥からの溶出負荷抑制方法に従って作業を行う様子を示した図。
【図３】本実施形態に係る底泥からの溶出負荷抑制方法の作用を示した図。
【図４】本実施形態の変形例に係る底泥からの溶出負荷抑制方法を示した図。
【符号の説明】
２                          底泥
４                          コンクリート被覆材
【図１】
0003642473.tif 000002
【図２】
0003642473.tif 000003
【図３】
0003642473.tif 000004
【図４】
0003642473.tif 000005