(57)【要約】【課題】汚染土壌に少量の土壌浄化材を混合して土壌浄化を行う際の効果的な混合方法を提供する。【解決手段】土壌浄化材に汚染土壌もしくは砂等の土壌混合性材料の一部を混合する工程を少なくとも一回行った後、混合物を汚染土壌に混合する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌浄化材と汚染土壌もしくは土壌混合性材料の一部とを混合する工程を少なくとも１回行ない、次いで得られた混合物を汚染土壌と混合することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項２】
汚染土壌が重金属、農薬又は油により汚染された土壌であり、土壌浄化材が重金属、農薬又は油による汚染土壌の浄化に用いる土壌浄化材である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該工程を２回以上繰り返す請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
土壌混合性材料が汚染土壌との混合性に優れた材料及び／又は土壌浄化材の浄化効果を有効に作用させる材料である請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
土壌浄化材と汚染土壌もしくは土壌混合性材料の一部とを混合した材料を汚染土壌上に敷き均し、施工機械で所定の地盤深さまで均一に混合した後、さらに深い地盤まで均一に混合する作業を繰り返すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
土壌浄化材の量が汚染土壌の２重量％以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
土壌浄化材の量が汚染土壌の０．０１〜１重量％である請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌を土壌浄化材により浄化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に土壌の力学特性（地盤強度、含水比）を改善するために、セメントや石灰と土壌とを混合することがよく行われるが、このときのセメントや石灰の添加量は通常土壌の重量に対して５〜１０％程度である。この場合、所定の配合量となるセメントや石灰を対象土壌上に敷き均し、例えばスタビライザを片道２回ないし４回混合しながら走行させたり、バックホウにより数回混合を行うのが通常の手段である。
【０００３】
これに対して、汚染土壌の種類等に応じて比較的少量の土壌浄化材を用いる工法も種々知られている。例えば重金属（砒素も含む）汚染土壌の対策における不溶化処理のように、不溶化材と重金属汚染土壌とを混合して重金属の溶出を抑制する工法がある。この場合は汚染濃度にもよるが、汚染土壌の重量に対して０．０１％や０．０２％といったごく少量の材料を混合することが多い。また、油汚染土壌の場合はバイオレメディエーションにおける微生物の活性を促す材料として、例えばピートモスや栄養剤、酸素発生剤等を用い、これらを油汚染土壌と混合するが、この場合は、汚染土壌の重量に対して０．１〜１％程度混合することが多い。しかし、このように比較的少量の土壌浄化材を用いる場合には、前記したスタビライザやバックホウ等の施工機械による直接混合方法では長時間混合しても均一に混合することは困難である。
【０００４】
そこで上記したように比較的少量の土壌浄化材を汚染土壌と混合する場合には、現場にプラントを構築し、精度のよいミキサ等の混合装置を用いて所定の土壌浄化材と所定の汚染土壌を一定量づつ撹拌、混合する方法が用いられるが、この方法は現場でのプラント構築のためのコストや混合装置の稼働コストによるコストアップにつながる。またあらかじめ土壌浄化材と混合しやすい他材料を均一に混合した材料を増量材として作製しておき、汚染土壌に対する混合割合を増加して、原位置で混合する方法も考えられるが、この方法は混合物をつくるコストや浄化現場まで運搬するコストが必要となり、コストアップにつながる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記した問題点を解決することにあり、特に比較的少量の土壌浄化材を汚染土壌と混合する効率的で経済性に優れた方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１に、土壌浄化材と汚染土壌もしくは土壌混合性材料の一部とを混合する工程を少なくとも１回行ない、次いで得られた混合物を汚染土壌と混合することを特徴とする汚染土壌の浄化方法である。
【０００７】
本発明は、第２に、汚染土壌が重金属、農薬又は油により汚染された土壌であり、土壌浄化材が重金属、農薬又は油による汚染土壌の浄化に用いる土壌浄化材である上記の方法である。
【０００８】
本発明は、第３に、上記の工程を２回以上繰り返す上記の方法である。
【０００９】
本発明は、第４に、土壌混合性材料が汚染土壌との混合性に優れた材料及び／又は土壌浄化材の浄化効果を有効に作用させる材料である上記の方法である。
【００１０】
本発明は、第５に、土壌浄化材と汚染土壌もしくは土壌混合性材料の一部とを混合した材料を汚染土壌上に敷き均し、施工機械で所定の地盤深さまで均一に混合した後、さらに深い地盤まで均一に混合する作業を繰り返すことを特徴とする上記の方法である。
【００１１】
本発明は、第６に、土壌浄化材の量が汚染土壌の２重量％以下である上記の方法である。
【００１２】
本発明は、第７に、土壌浄化材の量が汚染土壌の０．０１〜１重量％である上記の方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、原位置で汚染土壌に土壌浄化材を効率的且つ安価に均一混合することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、比較的少量、好ましくは汚染土壌の２重量％以下、より好ましくは０．０１〜１重量％の土壌浄化材を汚染土壌に混合して行う汚染土壌の浄化方法における改良混合方法を主たる対象としている。
【００１５】
このような対象としては、重金属、農薬又は油で汚染された土壌があり、土壌浄化材としては、重金属、農薬もしくは油による汚染土壌の浄化に用いる土壌浄化材（土壌浄化促進材も包含する）がある。
【００１６】
本発明で用いうる土壌浄化材は、前記したように比較的少量を用いるような土壌浄化材であればその種類や形状には特に制限されず、適宜公知の土壌浄化材を用いうる。
【００１７】
例えば重金属による汚染土壌に対する土壌浄化材としては、重金属を不溶化させる各種の不溶化材や重金属を吸着する作用や結晶内に閉じ込める作用を有する鉱物等がある。具体的には砒素を包含する重金属に対するシュベルトマナイト、ゲータイト、ジャロサイト、フェリハイドライト等の鉄系化合物がある。また油汚染土壌に対する土壌浄化材としては、例えばバイオレメディエーション工法における微生物がこれに相当し、熱脱着工法では脂肪酸や界面活性剤がこれに相当する。これらは用いる土壌浄化材の内容に応じ、粉粒体、溶液、スラリー等適宜の形体で用いうる。
【００１８】
本発明では、汚染土壌の汚染の程度に応じて予め求めた量の土壌浄化材と、該土壌浄化材との混合効率に適した量の汚染土壌もしくは土壌混合性材料とを混合して一次混合物をつくる。ここで土壌混合性材料とは汚染土壌及び土壌浄化材の両者に対して混合性を持つ材料であり、特に汚染土壌との混合性に優れた砂等の材料や土壌浄化材の浄化効果を有効に作用させる材料が好ましく用いられる。後者の例としては、油汚染土壌においてバイオレメディエーション工法を採用した場合のピートモスや栄養剤、酸素発生剤、界面活性剤等が好ましく用いられる。重金属汚染の場合には、前記した砂等の混合性に優れた材料を用いることが好ましい。これらの土壌混合性材料の形状もその内容に応じ、粉粒体、溶液、スラリー等適宜のものを用いうる。
【００１９】
一次混合物をつくる際の混合割合は、それぞれの成分に応じた混合効率に適した均一な混合物が得られやすい量が用いられるが、好ましくは土壌浄化材１重量部当り汚染土壌もしくは土壌混合性材料を３〜１５重量部、より好ましくは５〜１０重量部程度を混合する。汚染土壌がこの混合物と均一に混合できる量であれば、この状態で汚染土壌と均一に混合する。均一に混合するためには汚染土壌の量が多すぎる場合には、さらにこの混合物と汚染土壌もしくは土壌混合性材料とを混合する。この作業を汚染土壌と均一に混合できる量となるまで繰り返し、最後に汚染土壌と混合する。通常上記工程は２〜４回繰り返される。
【００２０】
本発明の各工程は原則として原位置で行われるが、土壌混合性材料を用いる際の工程は原位置以外で行うことができる。
【００２１】
次に図面を用いて本発明の施工例を説明する。
図１の混合方法は一次混合用材料として汚染土壌を用いて、原位置にて、土壌浄化材と混合する場合を示している。図１の混合方法では、土壌浄化材を人力や機械で敷き均した後に一次混合用材料であって増量材となる所定の汚染土壌の深さを設定し、この深さまで均一に混合した混合物をつくる。次にこの混合物とより深い深度までの汚染土壌とを混合し、これを繰り返すことによって土壌浄化材と汚染土壌とを均一に混合する。なお、ここでは一次混合用材料（増量材）として汚染土壌を用いる場合を示したが、砂や砂質土といった土壌浄化材と混合しやすい材料や、土壌浄化材が効果的に働く材料、もしくは両者を組合せた材料を用いることもできる。原位置での撹拌・混合を行う機械としては、バックホウやスタビライザ等の施工機械があるが、撹拌・混合が行える機械であればこれに制限されるものではない。
【００２２】
図１に示す混合方法は一例であり、この他にも、例えばタンク内に少量の土壌浄化材と一次混合用材料とを投入して均一に混合することにより均一な混合物をつくり、次いで所定量の汚染土壌を投入して混合する工程を繰り返すことにより最終的に少量の土壌浄化材と汚染土壌とを均一に混合する方法等も本発明に包含される。
【実施例１】
【００２３】
砒素による汚染土壌に対して土壌浄化材として所定の不溶化材を用いた一実施例を示す。砒素の溶出量および含有量は、環境省告示第１８号に準じた溶出量試験では０．０２４ｍｇ／ｋｇ、環境省告示第１９号に準じた含有量試験では９３．５ｍｇ／ｋｇであった。砒素の溶出量基準は０．０１ｍｇ／ｋｇ、含有量基準は１５０ｍｇ／ｋｇである。したがって、この汚染土壌は溶出量基準を超えているため粉体状の不溶化材を用いて汚染土壌の不溶化処理を行った。不溶化材は鉱物系の粉体材料を用い、汚染土壌に対する混合割合を０．０２重量％とし、汚染土壌５００ｇに対して０．１ｇの不溶化材を混合することとした。対象とした汚染土壌は砂質土であり比較的混合しやすい材料だったので、一次混合用材料を汚染土壌とした。まず不溶化材０．１ｇに対して汚染土壌０．９ｇを混合して１ｇの混合物とし、該混合物１ｇを汚染土壌９ｇと混合して１０ｇの混合物とし、該混合物１０ｇを汚染土壌９０ｇと混合して１００ｇの混合物とし、該混合物１００ｇを残りの汚染土壌４００．１ｇと混合するという手順で段階的に混合した。なお、混合時間は各段階毎に２分づつとした。
【００２４】
表１に環境省告示第１８号に準じた砒素の溶出量試験結果を示す。溶出量試験は今回の試料において任意に３ヶ所から採取した試料で行った。なお、比較のために０．１ｇの不溶化材に汚染土壌５００ｇを一度に混合した結果を併せて示す（表中では従来法と呼ぶ）。なお一度に混合した場合の混合時間は、段階的に混合した場合の合計の混合時間が８分なので、この時間と同じにした。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
従来法では試験結果にかなりのバラツキが生じており、溶出量基準以上（０．０１ｍｇ／ｋｇ）の試料も認められるが、本発明による混合方法ではいずれも溶出量基準以下であり、かつバラツキのない結果となっている。本発明による混合方法により均一に混合できたことが分かる。
【実施例２】
【００２７】
砒素による汚染土壌に対して本発明による混合方法を原位置で適用した。対象とした汚染土壌の面積は１２０ｍ２（１０ｍ×１２ｍ）であり、地表より１ｍの深度までの汚染土壌を砒素浄化材により浄化した。砒素の測定は１２地点で実施し、砒素の土壌含有量は１１６〜１３２ｍｇ／ｋｇで平均値は１２１ｍｇ／ｋｇ、土壌溶出量は０．０１４〜０．０２３ｍｇ／ｋｇで平均値は０．０１７ｇｍ／ｋｇであった。砒素の含有量基準は１５０ｍｇ／ｋｇ、溶出量基準は０．０１ｍｇ／ｋｇであり、この土壌では溶出量が基準を超えているため、土壌浄化を行った。砒素浄化材は鉱物系を粉体にしたものを採用し、汚染土壌の重量に対して０．０２％を用いた。
【００２８】
浄化対象土量は２００ｍ２×１ｍ＝２００ｍ３であり、汚染土壌の湿潤密度は１．９ｔ／ｍ３であったので、汚染土壌の量は１．９ｔ／ｍ３×２００ｍ３＝３８０ｔとなり、浄化に必用な砒素浄化材は３８０ｔ×０．１０％＝３８０ｋｇとなる。なお汚染土壌は比較的混合性の良い砂質土であったので、一次混合用材料は汚染土壌とした。
【００２９】
図２に施工手順を示す。混合は原位置にて行い、均一な混合を行うために、１層の仕上がり厚が１０〜３０ｃｍの範囲で設定可能なベーススタビライザと、１層の仕上がり厚が３０〜１００ｃｍの範囲で設定可能なディープスタビライザの２機種を用いた。
【００３０】
以下に施工手順について説明する。
（１）砒素浄化材３８０ｋｇを対象汚染土壌の表面（面積１２０ｍ２）に均一に敷き均した。
（２）混合深度１０ｃｍに調整したベーススタビライザにより時速２ｋｍで片道２回走行し、入念に混合した。
（３）混合深度３０ｃｍに調整したベーススタビライザにより時速２ｋｍで片道２回走行し、入念に混合した。
（４）施工機械をベーススタビライザからディープスタビライザに変更し、混合深度６０ｃｍに調整したディープスタビライザにより時速２ｋｍで片道２回走行し、入念に混合した。
（５）混合深度１００ｃｍに調整したディープスタビライザにより時速２ｋｍで片道２回走行し、入念に混合した。
【００３１】
混合を行ってから１週間後に、混合エリアから１０ｍメッシュ毎に合計１２地点で試料を採取し、溶出量試験を行った。その結果、表２に示すようにバラツキはほとんどなく、すべての地点で溶出量基準値（０．０１ｍｇ／ｋｇ）を満足した。
【００３２】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の方法の一例を示す工程図。
【図２】本発明の方法の一例（実施例２）を示す工程図。
【図１】
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【図２】
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