(57)【要約】【課題】  有機ハロゲン化物で汚染された土壌を、排土の排出量を抑制しつつ浄化することのできる土壌浄化方法に関する。【解決手段】  金属系還元剤を気泡に分散させた気泡液を供給しながら、有機ハロゲン化物を含む汚染土壌を攪拌し、次いで消泡剤を供給しながら攪拌することを特徴とする土壌浄化方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属系還元剤を気泡に分散させた気泡液を供給しながら、有機ハロゲン化物を含む汚染土壌を攪拌し、次いで消泡剤を供給しながら攪拌することを特徴とする土壌浄化方法。
【請求項２】
金属系還元剤として鉄粉を用いることを特徴とする請求項１に記載の土壌浄化方法。
【請求項３】
鉄粉の粒径が、２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の土壌浄化方法。
【請求項４】
気泡液における鉄粉重量を、気泡液１立米あたり５０〜２００ｋｇとすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の土壌浄化方法。
【請求項５】
気泡が、界面活性剤系の気泡剤を希釈して起泡させてなる気泡であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の土壌浄化方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の方法のための気泡液組成物であって、金属系還元剤が分散されている気泡液であることを特徴とする土壌浄化用の気泡液組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ハロゲン化物で汚染された土壌を、排土の排出量を削減しつつ浄化することのできる土壌浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ハロゲン化物で汚染された土壌の浄化方法として、従来より、鉄粉などの金属系還元剤を、粉体のまま混合したり、水に懸濁させたスラリーとして注入したりすることにより汚染土壌に供給し、金属系還元剤による還元分解反応により汚染物質を原位置で分解して浄化する方法が広く知られている。
【０００３】
この方法によると、汚染土壌に含まれる有機ハロゲン化物を分解、除去することができるものの、掘削時および鉄粉またはスラリーの供給時に削孔、攪拌および排泥の効率を高める目的で地盤に大量の水を供給するため、地盤の地耐力が著しく低下するという問題があった。また同時に、地盤に供給したスラリーおよび水と同量の排土が、地上に大量にオーバーフローされのであるが、この排土は前記のごとく大量の水を含んでいるため非常に軟泥状で再利用は困難であり、何らかの処分が必要とされていた。
【０００４】
一方で、地盤の地耐力を向上させるために鉄粉とともに固化材を同時に地盤に供給する土壌の浄化方法が提案されている（たとえば、引用文献１および２参照）。
【０００５】
しかしながら、この場合、地上に排出される排土は固化材を含むため、現場において排土を産業廃棄物として回収して処分する必要があり、環境的にも、コスト的にも、改善されるべき課題となっていた。
【特許文献１】特開２００６−８８１１０号公報
【特許文献２】特開２００６−１５９０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、有機ハロゲン化物などで汚染された土壌を、排土の排出量を削減しつつ浄化することができる土壌浄化方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この出願の発明者らは、掘削土に体積比で１５〜４０％の気泡及び適量の水が均質に加えられた混合体を地盤掘削時の安定液（以下、気泡安定液という）として用いる際の気泡安定液の掘削施工上の管理指標を明らかにし、これに基づく気泡安定液の調製方法と地盤の掘削のための新しい方法を提案している（特願２００７−２８６７３２）。ここで、掘削土は、気泡及び適量の水との均質混合体となることで、溝壁安定性、流動性等を備えた気泡安定液として機能している。そしてこの気泡安定液における気泡は自然消泡または消泡剤により消泡されるため、溝壁安定性、流動性等の機能の必要がなくなれば消泡により気泡安定液を気泡混入前の掘削土に近い状態に戻すことができる。つまり、切削土に気泡を適用することで、所望の時間だけ掘削土に所望の流動性を付与することが出来るのである。この出願の発明者らは、この知見に着目し、更なる応用を模索する中で、本願発明を想到するに至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明の土壌浄化方法は、前記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【０００９】
第１に、金属系還元剤を気泡に分散させた気泡液を供給しながら、有機ハロゲン化物を含む汚染土壌を攪拌し、次いで消泡剤を供給しながら攪拌することを特徴とする。
【００１０】
第２に、上記第１の土壌浄化方法において、金属系還元剤として鉄粉を用いることを特徴とする。
【００１１】
第３に、上記第２の土壌浄化方法において、鉄粉の粒径が、２ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
第４に、上記第１ないし第３のいずれかの土壌浄化方法において、気泡液における鉄粉重量を、気泡液１立米あたり５０〜２００ｋｇとすることを特徴とする。
【００１３】
第５に、上記第１ないし第５のいずれかの土壌浄化方法において、気泡が、界面活性剤系の気泡剤を希釈して起泡させてなる気泡であることを特徴とする。
【００１４】
また、第６に、本発明の土壌浄化用の気泡液組成物は、上記第１ないし第５のいずれかに記載の方法のための気泡液組成物であって、金属系還元剤が分散されている気泡液であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記第１の発明によれば、金属系還元剤を気泡液に懸濁させた状態で掘削土と攪拌するため、少量の水の供給で掘削土の流動性を確保することができ、効率よく金属系還元剤を汚染土壌に均質に混合することができる。また、気泡は消泡することができるため、地上への排土の排出をごく少量に抑制することができる。
【００１６】
また、第２の発明によれば、金属系還元剤として鉄粉を用いるため、上記の発明の効果に加え、効率よく有機ハロゲン化物の分解を行うことができる。
【００１７】
第３の発明によれば、適切な粒径の鉄粉を用いるため、上記の発明の効果に加え、気泡の形成を妨げることなく、十分な有機ハロゲン化物の分解効果を得ることができる。
【００１８】
第４の発明によれば、上記の発明の効果に加え、気泡液において長時間安定して金属系還元剤を分散させることができ、より好適に金属系還元剤を汚染土壌に混合することができる。
【００１９】
第５の発明によれば、上記の発明の効果に加え、土壌を汚染する成分を含むことなく、安定した気泡液により土壌の混合を行うことができる。
【００２０】
そして、第６の発明によれば、土壌浄化用の気泡液組成物が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の土壌浄化方法において特徴的なことは、有機ハロゲン化物を含む汚染土壌に金属系還元剤を供給する際に、予め金属系還元剤を気泡に分散させて気泡液とし、この気泡液を掘削した汚染土壌と混合、攪拌することにある。金属系還元剤を気泡液の状態で汚染土壌の掘削土と混合することで、金属系還元剤を汚染土壌の掘削土に均一に分散させる事が容易に可能となる。また、この気泡液を掘削した汚染土壌の掘削土と混合、攪拌することで気泡安定液としての機能を付与し、掘削土に流動性、安定性、止水性を付与することができ、連続した汚染土壌の掘進および攪拌をスムーズに行うことが可能となる。これにより、容易に金属系還元剤を汚染土壌に均一に供給することが可能となる。
【００２２】
本発明において、気泡は、気泡コンクリート、エアーモルタル等に使用されている消泡しにくく、気泡の粒度がおおよそ２０〜５００μｍ程度の範囲のものであれば、その種類等に特に制限なく使用することができる。例えば、気泡剤原液を水で希釈し、これをミキサーで泡立てて作成した気泡などを用いることができる。気泡剤は、それぞれの仕様によって異なるが、代表的には、気泡剤：水の割合が、重量で、１：１０〜２０となるように希釈し、この希釈液を体積が１０〜３０倍（発泡倍率）となるように発泡させて調整することができる。気泡剤の希釈率は、気泡剤の仕様書に規定された希釈倍率でよく、仕様が上記の値と異なる場合には気泡安定液における気泡としての機能を十分に発揮することができる希釈倍率を採用すればよい。気泡剤としては、例えば、気泡コンクリート、エアーモルタル等に使用されている製品等を用いることができ、具体的には、アルキルサルフェート系界面活性剤、部分加水分解蛋白質、アルキルエーテル系化合物複合体等の各種のものを考慮することができる。なかでも、消泡し難く、少量の添加で優れた起泡力を示すため経済的であるのに加え、中性であって、金属系還元剤の還元反応を阻害することがなく、また、生分解性を有しているため環境に良いことなどから、界面活性剤系の気泡剤を用いるのが好ましく、さらには、アルキルサルフェート系界面活性剤を使用するのが好ましい。
【００２３】
本発明の金属系還元剤としては、鉄粉、コロイド鉄粉、電界鉄粉、酸化鉄粉等や、これらの比表面積を調整したもの、これらに電極反応を促進させる物質を添加したもの等を考慮することができる。このような鉄粉は特定のものに限定されない。
【００２４】
これらの鉄粉の粒径は、好適には２ｍｍ以下とすることが考慮される。鉄粉の粒径が２ｍｍ以下の場合は、施工に要する時間や、気泡液への鉄粉の安定した分散保持等がより良好となる。さらに、鉄粉の粒径を０．０２〜２ｍｍ程度とすると、現場で鉄粉の取り扱いが容易になるため好ましい。
【００２５】
鉄粉は、汚染土壌の性質や汚染濃度にもよるが、代表的には、汚染土壌に対して、重量で、５％程度を目安として添加することが例示される。また、掘削時の気泡液の供給量については、現地盤の土質に応じて、孔壁安定性、流動性などの安定液の特性が所望のものとなるように設定することができ、概ね、掘削土に対する体積比で、例えば、０．２〜０．６の範囲に設定することが好適な例として示される。これらのことから、気泡液における鉄粉重量を、好適には気泡液１立米あたり５０〜２００ｋｇ程度とすることが考慮される。より好ましくは、おおよその目安として、気泡液１立米あたり１００〜２００ｋｇ程度である。
【００２６】
気泡への金属系還元剤の分散は、予め泡立てた気泡に対して金属系還元剤をふりかけ、飛散しないように低速で混合すること等で、容易に行うことができる。
【００２７】
なお、気泡の添加量は、例えば、掘削地盤の土質の変化に応じて変化させることもできる。また、気泡の最小添加量は、おおよその目安として、掘削土１ｍ3あたり粘性土で0.25ｍ3程度、砂礫土で0.35ｍ3程度であって、このときに排土量が最も少なくなり、これより気泡量を多くしても気泡安定液の流動性にはあまり変化がない。しかし、気泡量を多くすると気泡安定液の単位体積重量が小さくなるため、例えば、ワイヤーで吊り下げるタイプの掘削機を用いる場合等には、掘削機械の種類を考慮して、気泡量を多く設定することなども可能である。したがって、気泡液における金属系還元剤の分散量も、適宜調節することも可能とされる。
【００２８】
金属系還元剤が分散された気泡液を供給しながらの掘削、撹拌は、単軸または多軸の掘削機などを用いて、公知の手法により行うことができる。なお、土壌の状態によっては、気泡液と水を供給しながら掘削することも考慮することができる。このような場合であっても、水の供給量は、例えば、気泡液を用いずに金属系還元剤をスラリーとして土壌に供給したり、掘削時に水を供給したりする場合に比べて格段に少ない量でよく、消泡後の地盤の含水量も抑制されたものとなる。
【００２９】
なお、本発明においても、鉄粉に加え、セメント等の固化剤を気泡液に分散させることもできるが、セメントのアルカリ性雰囲気により鉄の浄化作用が期待できなくなるために現実的ではない。ただし、必要であれば、固化剤として石膏等を用いることができる。
【００３０】
気泡液と掘削土の均質な混合体は、上記のとおりの安定性、止水性、流動性等に優れた気泡安定液として機能するが、この気泡安定液における気泡は消泡剤を供給することで容易に消泡することができる。したがって、必要量の金属系還元剤を汚染土壌に均一に混合した後は、気泡安定液に消泡剤を供給しながら攪拌することで気泡を消泡し、気泡安定液を金属系還元剤、掘削土、気泡剤およびその希釈水が均質に混合した状態に戻すことができる。なおここで希釈水は極めて少量であるため、地盤は含水量が若干増えた状態にとどまり軟泥状ではないため、そのまま地盤としての利用も可能とされる。また、前記のとおり、気泡剤は界面活性剤系であるため、一定期間後に地盤中で生分解されることが期待される。
【００３１】
消泡剤については、特に制限はないものの、撹拌時にも気泡の再発生が生じない種類のものを用いるのが好適である。というのは、消泡剤の種類によっては撹拌作用により気泡が再発生することがあるからである。消泡剤の使用量は、消泡効果を加味した最も経済的な量とし、おおよその目安として、気泡材と同量とすることが例示される。
【００３２】
諸条件にもよるが、施工後約２週間〜３ヶ月程度の期間で有機ハロゲン化物は金属系還元剤の作用により分解されて、有機ハロゲン化物に汚染されていた土壌を浄化することができる。
【００３３】
また、上記のとおりの気泡液は、土壌浄化用の気泡液組成物として、様々な現場、工法において使用することができる。
【００３４】
そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって発明が限定されることはない。
【実施例】
【００３５】
＜実施例１＞
金属系還元剤を気泡に分散させた気泡液を調整し、その安定性について評価した。
【００３６】
金属系還元剤としては、鉄粉（ＪＦＥミネラル（株）製、粒径０．０２〜２ｍｍ）を、気泡剤としては、界面活性剤系の気泡剤であるＦＡ−１００を用いた。
【００３７】
まず、気泡剤を仕様に従い、表１に示したように重量で２０倍に希釈し、発泡機を用いて体積で２５倍に発泡させた。
【００３８】
【表１】
2011000507.tif 000002
【００３９】
次いで、発泡させた気泡に鉄分を薬さじでふりかけ、羽型撹拌機で混合した。鉄分は、薬さじにて低速で緩やかに混合することで、気泡に均一に分散させることができ、気泡液を調整した。
【００４０】
気泡に分散させる鉄粉の割合を変化させ、それぞれの気泡液の経時安定性を評価した結果を表２に示した。
【００４１】
【表２】
2011000507.tif 000003
【００４２】
表２に示したとおり、単位体積（ｍｌ）あたりの気泡に対する鉄粉添加量（ｇ）が１０％未満の場合には、３０分後も気泡液において鉄粉は良好に分散状態を保っていることが確認された。一般に、気泡液を供給しながらの掘削には、気泡液を調整してから、攪拌および混合を終えるまでに１５分程度の時間を要する。気泡液が安定した状態で施工を行うには、鉄粉の添加量を、好適には気泡１ｍ３に対し、２００ｋｇ以下程度とすればよいことが確認できた。
＜実施例２＞
実施例１と同様に金属系還元剤を気泡に分散させた気泡液を調整し、その安定性について評価した。
【００４３】
金属系還元剤としては、鉄粉（ＪＦＥミネラル（株）製）を用い、その粒径を(ａ) ０．０７５ｍｍ以下、（ｂ）０．０７５ｍｍ超過〜２ｍｍ以下、（ｃ）２ｍｍ超過の３通りで変化させて、気泡液の安定性を評価した。また、気泡剤としては、界面活性剤系の気泡剤であるＦＡ−１００を用いた。その結果を表３に示した。
【００４４】
【表３】
2011000507.tif 000004
【００４５】
鉄粉の粒径が２ｍｍ以下の場合は、鉄粉を気泡に混ぜて攪拌すると鉄粉は気泡内に均一に分散、保持され、気泡液は１５分以上安定した状態であった。鉄粉の粒径が２ｍｍを超える場合は、気泡に鉄粉を添加すると沈降する鉄粉が見られ、鉄粉を気泡液中に安定して分散維持させることが必ずしも良好でないことがわかった。