(57)【要約】【課題】有害な有機物や金属類によって土壌が汚染されている場所に、あらたに環境基準の厳しい施設などを設置する場合に、環境・安全を確保する。【解決手段】土中に残留する有害な有機物や金属類の移動を阻止するために、固化すると撥水性を有するシリコン樹脂乳化液を用いる固化すると撥水性を有するシリコン樹脂液を用いた処理を行い、有害物質の移動を阻止する。処理対象は以下の４つの場合である。（１）汚染が重度の場合、土壌を掘り出して最終処分場に移動して埋め立てる場合、（２）とくに汚染土壌の表層部を取り除いて移動して埋め立てる場合、（３）汚染土壌を移動しない場合、（４）コンクリート壁を作った場合。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
土中に残留する有害な有機物や金属類の移動を阻止するために、固化すると撥水性を有するシリコン樹脂乳化液を用いることを特徴とする有害な有機物や金属類で汚染された土地に施設を設置するための処理方法。
【請求項２】
請求項１において、事前の土壌の汚染状況の調査で汚染土壌として問題があるとされた部分については、掘り出した時に土壌にシリコン樹脂乳化液を添加して浸透、被覆、固化させて、粒としての散らばりおよび有害汚染物質が粒子の外部に出ることを抑制することを特徴とする有害な有機物や金属類で汚染された土地に施設を設置するための処理方法。
【請求項３】
請求項１において、表層部の土壌にシリコン樹脂乳化液を添加して、浸透、被覆、固化させて、粒としての散らばり抑制、および有害汚染物質が粒子の外部に出ることを抑えてから表層部を掘り起こし、運搬して最終処分地に埋め込むことを特徴とする、有害な有機物や金属で汚染された土地に施設を設置するための処理方法。
【請求項４】
請求項１において、汚染土壌中にシリコン樹脂乳化液を圧入して土壌粒子を覆ってから固化し、有害な有機物や金属類の土壌粒子外への移動を阻止することを特徴とする有害な有機物や金属類で汚染された土地に施設を設置するための処理方法。
【請求項５】
請求項１において、汚染された土壌部分と空間の間にコンクリート壁が作られている場合、コンクリ―トの表層部（空間に接している部分）に、シリコン樹脂乳化液を用いて膜を作り、有害な有機物や金属類の散らばりを防止することを特徴とする有害な有機物や金属類で汚染された土地に施設を設置するための処理方法。
【請求項６】
請求項１において、汚染された土壌部分と空間の間にコンクリート壁が作られている場合、土壌層とコンクリートの界面にシリコン樹脂乳化液を圧入して固化し、コンクリートの欠陥部などを通しての有害な有機物や金属類を防止することを特徴とする有害な有機物や金属で汚染された土地に施設を設置するための処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過去に有害物を発生する工場などが設置されていたことなどにより有害な有機物や金属類によって土壌が汚染されている場所に、あらたに施設を設置する場合に、環境・安全を確保するための処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化石燃料などを原料として、ガス燃料などの製品を大量に製造していた場所などでは、その処理中に発生した、ベンゼン、シアン化合物、ヒ素、鉛、水銀、六価クロム、カドミウムなどの有害物で土壌などが汚染されている場合がある。その場所やその周辺の土地を別の目的、例えば食品などを扱う施設に利用しようとすれば、土壌の汚染に対して十分な対応策が取られ、安全性が確保されることが不可欠である。これに関して、公知の方策の第１は、汚染された土壌を掘り起こして、それを最終処分場に運んで埋め立てなどで処分し、その跡地に汚染されていない土を運んできて埋め立てる方法である。しかし、その場合にも、掘り出した汚染土壌の移動、埋め立ての過程での有害物質の放散、最終処分場での中期的、長期的な有害物質の放散のおそれなどについて十分な対応策が講じられていない場合もある。また、どこまで掘り出して最終処分場に移動するかなどについては、諸般の事情の影響を受けることもあり、後日、問題を生じる場合もある。また、土壌部分と新たな利用空間の間にコンクリートなどの壁を作ることで有害物の動きを遮断するということも考えられるが、コンクリート壁を作った場合にも、ミクロ的あるいはマクロ的な欠陥を通して、有害物の移動が起こる場合もある。したがって、安全を確保するためには、（１）汚染度が規制値を超えていて、汚染土壌をその場所から最終処分地に移動しなければならない場合には、その移動時、および最終処分地の有害物の散らばりなどに対する防止策が講じられていること、（２）土壌の汚染調査で規制値を超えていないなどの理由で汚染土壌がその場に残される場合には、水を介してなどの長期的視点に立った有害物の散らばりの防止策が講じられていること、（３）コンクリート壁などで遮断する場合にもコンクリート壁の微細空隙を通してなどの有害物の移動を阻止する対策が講じることなどが望まれる。
【０００３】
本発明者らは、さきにアスベストなどの有害物の散らばりを防止するための方策として特許文献１、放射能汚染された土地の処理方法として特許文献２を示している。いずれもシリコン樹脂乳化液を利用した処理で、微細な固体状の有害物の飛散を防止する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際出願  ＰＣＴ／ＪＰ２００６−３１９５２０
【特許文献２】特願２０１１−１４６０５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述の状況に鑑み、有害な有機物や金属類で汚染された土地に別の施設を設置しようとする場合に土中に残留する有害な有機物や金属類の移動による環境への悪影響を防止するための方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための具体的手段の第１は、土中に残留する有害な有機物や金属類の移動を阻止するために、固化すると撥水性を有するシリコン樹脂乳化液を用いることである。
【０００７】
第２には、０００６において、事前の土壌の汚染状況の調査で汚染土壌として問題があるとされた部分については、掘り出した時に土壌にシリコン樹脂乳化液を添加して浸透、被覆、固化させて、粒としての散らばりおよび有害汚染物質が粒子の外部に出ることを抑制することである。
【０００８】
第３には、０００６において、表層部の土壌にシリコン樹脂乳化液を添加して、浸透、被覆、固化させて、粒としての散らばり抑制、および有害汚染物質が粒子の外部に出ることを抑えてから表層部を掘り起こし、運搬して最終処分地に埋め込むことである。
【０００９】
第４には、０００６において、汚染土壌中にシリコン樹脂乳化液を圧入して土壌粒子を覆ってから固化し、有害な有機物や金属類の土壌粒子外への移動を阻止することである。
【００１０】
第５には、０００６において、汚染された土壌部分と空間の間にコンクリート壁が作られている場合、コンクリ―トの表層部（空間に接している部分）に、シリコン樹脂乳化液を用いて膜を作り、有害な有機物や金属類の散らばりを防止することである。
【００１１】
第６には、０００５において、汚染された土壌部分と空間の間にコンクリート壁が作られている場合、土壌層とコンクリートの界面にシリコン樹脂乳化液を圧入して固化し、コンクリートの欠陥部などを通しての有害な有機物や金属類を防止することである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は土壌中に含まれているベンゼン、シアン化合物、ヒ素、鉛、水銀、六価クロム、カドミウムなどの有害な有機物や金属類が究極的には人間などの動物の体内に、固体、液体あるいは気体として移動することを阻止することを目的にするものであるが、０００６の方法によって、土壌などの固体中に含まれているこれらの有害な有機物や金属類の移動を阻止することができる。０００７の方法によって、有害物を含む土壌を移動するための掘削や移動、および埋め立て処分地での有害な有機物や金属類の散らばりを防止することができる。０００８の方法によって、掘削、移動時の表層部の土壌からの有害不純物の散らばりを防止することができる。０００９の方法によって、土中の有害な有機物や金属類が水などを介して移動を抑制することができる。００１０の方法によって、コンクリートのミクロ的、マクロ的な欠陥などを通して土中の有害な有機物や金属類が外部空間へ移動すること阻止できる。００１１の方法によって、土壌に含まれる土中の有害な有機物や金属類がコンクリ―ト壁内部へ移動することを阻止できる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明で用いるシリコン樹脂とは、オルガノクロロシラン類を加水分解し重合して得られる三次元網目構造を有するポリマーであり、一般式としてＲnＳｉＯ4-nで表すことができる。通常、Ｒ3ＳｉＯ1/2単位、ＳｉＯ2単位、Ｒ2ＳｉＯ単位、およびＲＳｉＯ3/2単位から選択される単位の組み合わせからなるものであることが好ましい。なお、ここでＲとしては、アルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基）、シクロへキシル基などのシクロアルキル基、またはフェニル基などから選択される１種または２種以上の炭素数１〜６の１価炭化水素基を挙げることができる。シリコン樹脂には、通常オイル型、オイルコンパウンド型、溶液型、エマルジョン型、自己乳化型などがあるが、本発明で用いられるシリコン樹脂は、エマルジョン型（Ｏ／Ｗ型エマルジョン）、自己乳化型などである。特に好ましいのはエマルジョン型であり、中でも架橋反応により硬化し、シリコン皮膜を形成する反応性のエマルジョン型シリコン樹脂などである。エマルジョン型シリコン樹脂は、ベースポリマーおよび架橋ポリマーに触媒や乳化剤を加え、上記ポリマーを水に乳化分散させたものである。当該乳化液の中でベースポリマーと架橋ポリマーはそれぞれマイクロカプセルの状態で存在しており、アスベスト含有被覆層などのアスベスト含有物に対して良好な濡れ性を発揮して速やかに浸透浸潤するが、水が蒸散してマイクロカプセルが壊れると、架橋反応が生じて硬化が進行して繊維表面に皮膜が形成される。シリコン樹脂（エマルジョン型）としては、例えば信越化学工業株式会社のＰｏｌｏｎ  ＭＦ−５６などで、硬化後は撥水性を持つものである。このシリコン樹脂を乳化させた液体は、アスベスト含有物の表面を濡らし、被覆層またはアスベスト含有物に速やかに浸透浸潤し、かつ被覆層内またはアスベスト含有物内で粘着剤としての性質を発揮してアスベスト繊維を他の物質と結びつけることができる。また水が蒸散して乾燥すると、上記するようにマイクロカプセルが壊れること等によって架橋反応が生じて硬化して撥水性をもち、これによってカバーされた土壌粒子への水の出入りが抑えられる。その結果、土壌粒子内のベンゼン、シアン化合物、ヒ素、鉛、水銀、六価クロム、カドミウムなどの有害不純物の移動が抑えることができる。
【００１４】
まず、００１３で述べたシリコン樹脂分を０．５〜４６重量％含む乳化液（液は水でよい）を作成する。シリコン樹脂分の濃度がこの範囲よりの低いと、硬化した後の有害不純物の移動阻止機能が不十分となり、一方、シリコン樹脂量が４６％超であればこの液体の粘性が高くなりすぎて、土壌粒子表面の被覆が不十分になりやすい。したがって、乳化したシリコン樹脂分は０．５〜４６重量％の範囲とすべきであるが、とくに好ましくは２〜２５重量％の範囲である。
【００１５】
本発明の処理の対象とする場所について、土壌の試料を採取して汚染物質として想定されるベンゼン、シアン化合物などの有機物、ヒ素、鉛、水銀、六価クロム、カドミウムなどの無機物、金属類物などの分析を行う。そして、各汚染物質の規制値などを参考にして、（１）汚染物質を含む土壌を掘り起こして、最終処分地とされる場所に移動して埋め立て処分するか、（２）汚染物質を含む土壌をその地に残したまま対策を講じるかの選択を行う。（１）の場合には、まず、掘り出した時に土壌にシリコン樹脂乳化液を添加し、浸透、被覆、固化させて、粒としての散らばりおよび有害な有機物や金属類が粒子の外部に出ることを阻止する。なお、汚染土壌にシリコン樹脂液を加えるには、掘り起こした土壌に加える方法と、掘り出す前の土壌にシリコン樹脂乳化液を添加する処理を行ってから堀リ出す方法のいずれかを選択することができる。後者はとくに汚染土壌の表層部に近い部分の処理に適している。これによって、掘り出したものの輸送などに伴う有害物質の散らばりを防止し、さらに最終処分地での有害物質の散らばりを防止することができる。
【００１６】
汚染された土壌をどこまで掘り出して最終処分地まで搬送する処理を行うかについては、汚染の程度、利用できる最終処分地の条件などの多くの要因によって決まるが、いずれにしても、汚染されたものをすべて移動させることはできない。したがって、汚染物質を含む土壌を移動させることなく、要求される環境条件に適合するように対策を講じることも必要になる。そのために本発明では土中にパイプボーリング圧入方式によってシリコン樹脂乳化液を供給して汚染土壌粒子の表面を覆い、硬化させて被膜を形成し、その被膜によって有害な有機物や金属類を溶かし込んだ水分などが土壌粒子外へ移動するのを阻止する。そのための作業としては、まず、土壌の各部分の試料を採取して、有害な有機物や金属類の含有量を分析して、その有害な有機物や金属類の移動を防止する必要のある場所を、三次元的に決める。そして、その対象部分にシリコン樹脂乳化液を加圧注入管を通して供給する。水平面では、約５０ｃｍ間隔に、例えば、直径４０ｍｍの外管と孔の開いた内菅を同時に打ち込み、外管だけ引き上げて内管からシリコン樹脂乳化液を圧入する。このシリコン樹脂乳化液は汚染土壌の表面を覆い、やがて凝固して水分などを透過しない（撥水性）薄膜を形成して有害な有機物や金属類の移動を阻止する。シリコン樹脂乳化液を圧入できるのは例えば、半径５０ｃｍ程度であるが、粘土質、砂質、砂利似よって到達距離が変わりますが圧力で調整可能である。この方式により、例えば、上の汚染されない新しい盛り土２ｍ残し２ｍ〜４、６ｍの深さの部分を処理することもできる。なお、シリコン樹脂に、２００〜３００℃で焼成した石こうを加えることで硬化を速めることができる。
【００１７】
対象とする場所に設置を想定する施設によっては、汚染土壌と建設施設の間に、コンクリート壁を作ることによって、土壌を介しての有害物質の移動を阻止できると考えられる場合がある。しかし、コンクリート壁には、汚染された水分などが移動できるミクロ的、あるいはマクロ的な欠陥がありうることを考えなければならない。その対応策として本発明では、（１）土壌部分と空間の間にコンクリート壁が作られている場合、コンクリ―トの表層部（空間に接している部分）には、シリコン樹脂膜を作る、（２）コンクリートの裏面が汚染土壌層に接している場合は、土壌層とコンクリートの界面にシリコン樹脂液を圧入してシリコン樹脂膜を形成するなど方策が講じる。これによって、コンクリート壁を介しての有害不純物の移動が阻止できる。
【００１８】
対象とする場所の各種条件によって、００１３〜００１７述べた方法を組み合わせることによって、合理的に必要な安全性の確保することができる。
【実施例１】
【００１９】
用いたシリコン樹脂乳化液は、信越化学工業株式会社のＰｏｌｏｎ  ＭＦ−５６（硬化後は撥水性を持つ）を７％含み、残りは水である。かって石炭や天然ガスを原料として用いて燃料ガスを製造していた工場跡地などの土壌のうち、ベンゼン、シアン化合物、ヒ素、鉛、水銀、六価クロム、カドミウムのうちの３成分以上が基準量の５倍を超えている場所の土壌を掘削して、１５０ｋｍ離れた最終処分場に運んで埋めたてる作業において、まず、前記のシリコン樹脂乳化液を土壌面に５リットル／ｍ2の割合で散布した。ついで、掘削を行ったのち、掘削された土壌に、シリコン樹脂乳化液を５リットル／土壌ｔの割合で加えて攪拌・混合し、最終処分場に搬送して埋め立てた。掘削から搬送用トラックに積み込むまでの作業空間のガス試料を分析した結果、ベンゼンは基準値以下であった。また、最終処分場から採取された水試料のシアン化合物、ヒ素、鉛、水銀、六価クロム、カドミウムの分析値は基準値以下であった。
【実施例２】
【００２０】
処理対象の場所は００１９の場合と同じであるが、ベンゼン、シアン化合物、ヒ素、鉛、水銀、六価クロム、カドミウムのうちの３成分以上が基準量の２倍以上で５倍を超えていない場所に対して、汚染土壌を掘削・搬出しないで、環境への散らばりを防止するために、００１７に示したパイプボーリング圧入方式で処理した。用いたシリコン樹脂乳化液は００１９の場合と同じである。処理対象場所に対して、水平方向には約１００ｃｍ間隔に、深さはパイプ孔パイプ孔が目的深度に達する地点まで加圧注入管を入れ、シリコン樹脂乳化液（００１９で述べたのと同じ）を０．５リットル／ｍ3の割合で供給した。
この処理を行ってから５日後、この地域から流出する地下水のサンプルを採取し、その分析値を、この地域から１７５０ｍ離れた場所（昔から住宅地）で採取された地下水の分析値と比較すると、ベンゼン、シアン化合物、ヒ素、鉛、水銀、六価クロム、カドミウムの含有量には有意差が認められなかった。
【実施例３】
【００２１】
実施例１で述べたのと同じ土地の１部を掘削して、汚染土壌と空閑の間に、厚さ１５ｃｍのコンクリート壁を作った。そして、空間側のコンクリートの表面に特別な処理を施さない場合と、空間側のコンクリートの表面に００１９で述べたのと同じシリコン樹脂乳化液）を３ｃｍ3／ｍ2割合で吹き付けて放置し薄膜を形成した。比較は、コンクリート表面は特別な処理を行わないものである。このコンクリート壁の汚染土壌側の部分には水を供給しつつ２日後、コンクリート壁の空間側に付着した水のＡｓ分析を行ったところ、シリコン樹脂の処理を行わない場合は１リットル当たり０．００２〜０．００３ｍｇであったのに対して、シリコン樹脂処理を行った場合には水の量は、上記の１／５以下であり、かつＡｓ分析値は０．００２ｍｇ以下であった。
【実施例４】
【００２２】
コンクリート壁と汚染土壌の間に００１９で述べたのと同じシリコン樹脂乳化液）を圧入した。その処理を行わない場合と、コンクリート壁の空間側に付着した水のＨｇ分析を行ったところ、シリコン樹脂の処理を行わない場合は１リットル当たり０．００２〜０．００３ｍｇであったのに対して、シリコン樹脂処理を行った場合には水の量は、上記の１／５以下であり、Ａｓ分析値は０．００１ｍｇ以下であった。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
過去に大量の有機物や鉱石など原料として製品を作っていた工場などがあった場所の跡地など、有害な有機物や金属類で汚染されている場所を、環境基準の厳しい別の目的に利用しようとする場合に、本発明の方法は有効である。本発明で用いるシリコン樹脂の乳化液およびその固化したものは無害であり、また、固化したものは光や水などよって劣化せず恒久的に汚染物質を封じ込めることができる。また、過去に大量の有機物や鉱石など原料として製品を作っていた工場などがあった場所の跡地、原子力関連跡地、原子力関連事故跡地、ウラン残土、鉱山残土の再汚染防止のも用いることができる。