(57)【要約】【課題】重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストで行える重金属類の溶出抑制方法および溶出抑制材を提供する。【解決手段】重金属類を含有する粒状の処理対象物とセルロースナノファイバーとを混合することによって（ステップＳ１〜Ｓ３）、重金属類が溶出することを抑制するようにする（ステップＳ４）。ここで、処理対象物とセルロースナノファイバーとバインダ材とを混合して粒状に造粒してもよいし、処理対象物の表層、処理対象物を造粒した造粒物の表層、または、処理対象物を加工した製造物の表層を、セルロースナノファイバーを含有する溶出抑制材で覆うようにしてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属類を含有する粒状の処理対象物とセルロースナノファイバーとを混合することによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする重金属類の溶出抑制方法。
【請求項２】
重金属類を含有する粒状の処理対象物とセルロースナノファイバーとバインダ材とを混合して粒状に造粒することによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする重金属類の溶出抑制方法。
【請求項３】
重金属類を含有する粒状の処理対象物の表層、前記処理対象物を造粒した造粒物の表層、または、前記処理対象物を加工した製造物の表層を、セルロースナノファイバーを含有する溶出抑制材で覆うことによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする重金属類の溶出抑制方法。
【請求項４】
重金属類を含有する粒状の処理対象物が、建設発生土、火山灰または石炭灰であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の重金属類の溶出抑制方法。
【請求項５】
重金属類が溶出することを抑制する溶出抑制材であって、セルロースナノファイバーを含有することを特徴とする重金属類の溶出抑制材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛、砒素、フッ素、六価クロム、ホウ素、セレン等の重金属類の溶出抑制方法および溶出抑制材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
山岳トンネルなどの建設工事で発生する岩石や土壌などの建設発生土には鉛、砒素、フッ素等の自然由来重金属類が含まれていることがある。また、火山灰や石炭灰にも同様の重金属類が含まれており、土壌環境基準を満たさないものが確認されることもある。こうした重金属類を含む建設発生土、火山灰、石炭灰などに対し、従来は、含有する重金属類に対応した薬剤を投入することで溶出抑制を行っていた（例えば、特許文献１または２を参照）。
【０００３】
一方、セルロースナノファイバーと呼ばれる素材が近年注目されている。セルロースナノファイバーは木材などから得られるセルロース繊維を機械的な処理を施してナノオーダーにまで微細化したバイオマス材料であり、植物繊維由来であることから、生産や廃棄に関する環境負荷が小さいという特長を有している。このセルロースナノファイバーは軽量で強度、耐熱性、ガスバリア性等に優れ、さらに繊維径がナノオーダーの多孔質で高い比表面積と気孔率を有するため各種分野への応用が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１４４９８８号公報
【特許文献３】特開２０１４−１４７９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の従来の重金属類の溶出抑制方法は、溶出する可能性がある重金属類に対し、その分析に時間がかかることから早急な対応が困難であることと、対応する薬剤も異なることから、その溶出抑制対策には多大なコストが掛かるという問題があった。このため、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことのできる方法が求められていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストで行える重金属類の溶出抑制方法および溶出抑制材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】
【０００７】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法は、重金属類を含有する粒状の処理対象物とセルロースナノファイバーとを混合することによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法は、重金属類を含有する粒状の処理対象物とセルロースナノファイバーとバインダ材とを混合して粒状に造粒することによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法は、重金属類を含有する粒状の処理対象物の表層、前記処理対象物を造粒した造粒物の表層、または、前記処理対象物を加工した製造物の表層を、セルロースナノファイバーを含有する溶出抑制材で覆うことによって、重金属類が溶出することを抑制することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法は、上述した発明において、重金属類を含有する粒状の処理対象物が、建設発生土、火山灰または石炭灰であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る重金属類の溶出抑制材は、重金属類が溶出することを抑制する溶出抑制材であって、セルロースナノファイバーを含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物とセルロースナノファイバーとを混合することによって、重金属類が溶出することを抑制するので、セルロースナノファイバーの混合処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができるという効果を奏する。
【００１３】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物とセルロースナノファイバーとバインダ材とを混合して粒状に造粒することによって、重金属類が溶出することを抑制するので、セルロースナノファイバーとバインダ材による造粒処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができるという効果を奏する。
【００１４】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物の表層、前記処理対象物を造粒した造粒物の表層、または、前記処理対象物を加工した製造物の表層を、セルロースナノファイバーを含有する溶出抑制材で覆うことによって、重金属類が溶出することを抑制するので、溶出抑制材による被覆処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができるという効果を奏する。
【００１５】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物が、建設発生土、火山灰または石炭灰であるので、建設発生土、火山灰または石炭灰からの重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができるという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明に係る重金属類の溶出抑制材によれば、重金属類が溶出することを抑制する溶出抑制材であって、セルロースナノファイバーを含有するので、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストで行える溶出抑制材を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法の実施の形態１を示す概略フローチャート図である。
【図２】図２は、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法の実施の形態２を示す概略フローチャート図である。
【図３】図３は、ＣＮＦを混合した造粒物のイメージを示す図である。
【図４】図４は、ＣＮＦをコーティングした造粒物のイメージを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法および溶出抑制材の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１について説明する。
【００２０】
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る重金属類の溶出抑制方法は、まず、処理対象物として建設発生土を準備し（ステップＳ１）、これを所定の粒度に粒度調整した後（ステップＳ２）、粒度調整した建設発生土に溶出抑制材としてのセルロースナノファイバー（以下、ＣＮＦということがある。）を所定量混合し撹拌する（ステップＳ３）。
【００２１】
ＣＮＦは、繊維径がナノオーダーの多孔質材料で高い比表面積と気孔率を有するため、上記の混合処理によりＣＮＦと建設発生土が接触すると、建設発生土に含まれる重金属類はＣＮＦ内部の繊維質に効果的に吸着または封じ込められる。こうすることで、建設発生土とＣＮＦの混合物から重金属類が溶出することを抑制する（ステップＳ４）。
【００２２】
ＣＮＦの使用量については、あらかじめ実験等により、処理対象の建設発生土に対するＣＮＦの添加量と重金属類の溶出抑制効果の関係を把握しておき、この関係に基づいて設定することが望ましい。なお、上記のステップＳ３では、ＣＮＦを単体で建設発生土に混合する場合について説明したが、必ずしもＣＮＦを単体で用いる必要はなく、例えば、ＣＮＦを含有する物質を建設発生土に混合するようにしてもよい。
【００２３】
本実施の形態の建設発生土としては、例えば山岳トンネルなどの建設工事で発生する岩石や土壌などを想定している。こうした建設発生土には、鉛、砒素、フッ素等の自然由来の重金属類が含まれていることがあるが、本実施の形態によれば、ＣＮＦを混合することによって重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。また、この方法は、建設発生土が発生する建設現場内で容易に実施できる方法であるため、自然由来の重金属類のオンサイト処理が可能になる。また、建設発生土にはＣＮＦが混合して重金属類の溶出抑制処理がなされているため、未処理の建設発生土の場合と比べて取扱いが容易となり、一時仮置き場所の確保がし易くなる。
【００２４】
また、上記のステップＳ２の粒度調整の工程は本発明に必須なものではなく省略可能であるが、ＣＮＦによる溶出抑制効果を高める上で実施することが望ましい。
【００２５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
【００２６】
図２に示すように、本発明の実施の形態２に係る重金属類の溶出抑制方法は、まず、処理対象物として建設発生土を準備し（ステップＳ１１）、これを所定の粒度に粒度調整した後（ステップＳ１２）、粒度調整した建設発生土に溶出抑制材としてのＣＮＦとバインダ材としてのセメントとを所定量ずつ混合して（ステップＳ１３）、その混合物を粒状に造粒するものである（ステップＳ１４）。その後、この造粒物を所定期間養生し（ステップＳ１５）、重金属類の溶出抑制に関する品質管理を行う（ステップＳ１６）。
【００２７】
ＣＮＦおよびセメントの使用量については、あらかじめ実験等により、処理対象の建設発生土に対するＣＮＦおよびセメントの添加量と重金属類の溶出抑制効果の関係、添加量と造粒物の密度や強度など物理特性との関係を把握しておき、この関係に基づいて設定することが望ましい。なお、上記のステップＳ１３では、ＣＮＦとセメントを建設発生土に混合する場合について説明したが、ＣＮＦとセメントに加えて別の材料を建設発生土に混合してもよい。例えばＣＮＦを単体で使用する代わりにＣＮＦを含有する物質を用いてもよいし、セメントを単体で使用する代わりにセメントを含有するセメント系材料を用いてもよいし、セメントの代わりに他のバインダ材を用いてもよい。
【００２８】
上記のステップＳ１４で粒状に造粒された造粒物のイメージを図３に示す。この図に示すように、造粒物１の中にはＣＮＦが混入している。この造粒物１は比較的容易かつ低コストに得ることができる。建設発生土に含まれる重金属類はＣＮＦに吸着され、またはＣＮＦの繊維質によって封じ込められる。このため、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。
【００２９】
上記の実施の形態において、ＣＮＦを含まない建設発生土を原料として造粒した造粒物の表層や、加工した製造物の表層に対して、ＣＮＦをコーティングすることで重金属類の溶出抑制を図ってもよい。
【００３０】
ＣＮＦをコーティングした造粒物のイメージを図４に示す。この図に示すように、造粒物２の表層にはＣＮＦがコーティングされている。この造粒物２は比較的容易かつ低コストに得ることができる。造粒物２の内部の建設発生土に含まれる重金属類は表層のＣＮＦに吸着され、またはＣＮＦの繊維質によって封じ込められる。このように、ＣＮＦを含まない建設発生土の造粒物や製造物をＣＮＦで被覆することによって、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。なお、ＣＮＦのみをコーティング材として用いる代わりに、ＣＮＦを含有する溶出抑制材をコーティング材として用いてもよく、このようにしても上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００３１】
また、上記の実施の形態１、２では、処理対象物が建設発生土である場合を例にとり説明したが、本発明の処理対象物はこれに限るものではなく、重金属類を含有する粒状物であればいかなる物も処理対象物となり得る。例えば火山地帯で回収される火山灰、石炭火力発電所などで発生する石炭灰、汚染土壌などを本発明の処理対象物とすることができる。火山灰、石炭灰、汚染土壌などを処理対象物とした場合には、重金属類の溶出抑制によりこれらの資材化が可能となって、建設資材として再利用することもできる。
【００３２】
以上説明したように、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物とセルロースナノファイバーとを混合することによって、重金属類が溶出することを抑制するので、セルロースナノファイバーの混合処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。
【００３３】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物とセルロースナノファイバーとバインダ材とを混合して粒状に造粒することによって、重金属類が溶出することを抑制するので、セルロースナノファイバーとバインダ材による造粒処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。
【００３４】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物の表層、前記処理対象物を造粒した造粒物の表層、または、前記処理対象物を加工した製造物の表層を、セルロースナノファイバーを含有する溶出抑制材で覆うことによって、重金属類が溶出することを抑制するので、溶出抑制材による被覆処理により重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。
【００３５】
また、本発明に係る他の重金属類の溶出抑制方法によれば、重金属類を含有する粒状の処理対象物が、建設発生土、火山灰または石炭灰であるので、建設発生土、火山灰または石炭灰からの重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストに行うことができる。
【００３６】
また、本発明に係る重金属類の溶出抑制材によれば、重金属類が溶出することを抑制する溶出抑制材であって、セルロースナノファイバーを含有するので、重金属類の溶出抑制を容易かつ低コストで行える溶出抑制材を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明に係る重金属類の溶出抑制方法および溶出抑制材は、鉛、砒素、フッ素等の重金属類の溶出抑制に有用であり、特に、溶出抑制を容易かつ低コストに行うのに適している。
【符号の説明】
【００３８】
１，２  造粒物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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