(57)【要約】【課題】公定分析方法に基づく風乾による乾燥方法を利用しつつ、短時間で試料を乾燥させる方法を提供すること。【解決手段】土壌汚染対策法の第二種特定有害物質の土壌溶出量調査又は土壌含有量調査に用いる試料の土壌乾燥方法であって、含水した土壌をふるい網に密着させるように敷き均した状態で乾燥させることを特徴とする土壌浄化方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌汚染対策法の第二種特定有害物質の土壌溶出量調査又は土壌含有量調査に用いる試料の土壌乾燥方法であって、
含水した土壌をふるい網に密着させるように敷き均した状態で乾燥させることを特徴とする土壌乾燥方法。
【請求項２】
前記土壌は前記ふるい網より上に盛り上がらないように平滑に敷き均した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】
前記土壌は室温１５度以上で１４時間以上静置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の土壌乾燥方法。
【請求項４】
前記土壌は細粒分含有率が５０％より多い細粒土であることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載の土壌乾燥方法。
【請求項５】
前記ふるい網の公称目開きが８５０μｍ以上１９ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の土壌乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌汚染対策法の第二種特定有害物質の土壌溶出量調査又は土壌含有量調査に用いる試料の土壌乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１０年４月の土壌汚染対策法改正を受け、自然由来重金属を含む建設発生土の適切な処置が求められるようになっている。自然由来の重金属が環境基準値を下回る可能性がある発生土を処分する場合には、一時的に運搬，仮置きして所定の公定分析を行い、その結果に基づいて処分先や再利用先を決めるケースが増加しており、仮置き場のスペースや仮置き期間等の制約から、公定分析を短時間で行う方法が求められている。
【０００３】
土壌を分析する場合、その前処理として土壌試料を適切な含水状態まで乾燥させる必要がある。例えば、非特許文献１には、土壌汚染対策法の第二種特定有害物質の土壌溶出量調査又は土壌含有量調査に係る公定分析方法（平成１５年環境省告示第１８号、同１９号、平成３年環境省告示第４６号）の試料の作成方法として、「採取した土壌を風乾し、中小礫、木片等を除き、土塊、団粒を粗砕した後、非金属製の２ｍｍの目のふるいを通過させて得た土壌を十分混合する」と定められている。
また非特許文献２には、係る試料作成のうち、「採取した土壌試料はスコップやスプーンなどで良く混合した後、パットやシートなどに薄く広げて、直射日光を避けた室温状態で１日〜１週間くらい乾燥する。風乾状態に特に定義はないが、力を入れなくても土塊が壊れて、さらさらした感触が一つの目安となる。」という風乾の方法と乾燥の目安について記載されている。
【０００４】
対象土壌の物理的性質や含水状態にもよるが、前記のような公定分析に伴う風乾によれば、乾燥に一昼夜から数日を必要とするため、短時間に土壌試料を乾燥する方法が望まれている。短時間に試料の乾燥が行うことができれば、公定分析全体に要する時間短縮に供するからである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】平成１５年環境省告示第１８号、同１９号、平成３年環境省告示第４６号の付表
【非特許文献２】中里哲也「入門講座  分析における試料前処理の基礎知識  土壌中重金属分析のための前処理方法」日本分析化学会「ぶんせき」（月刊）２０１２年７月号、３５３頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
短時間に土壌試料を乾燥させる方法として加温による方法が効果的であり、一般に減圧条件下でマイクロ波を照射させる方法が広く知られている。しかし、この方法は真空度が高くなり過ぎるとマイクロ波を照射させる際に真空放電が発生することがあり、発生した真空放電によって乾燥させる対象物に局所的な温度の上昇が起こり、対象物に含まれる成分の飛散や変質を招くおそれがある。
加温による別な乾燥方法としては、炉乾燥による方法が挙げられる。後述する試験例１では、砒素を含有する砂混じり細粒土（細粒分含有率が９０％程度、初期含水率が４０％程度）を試料として、前記のような公定分析方法の前処理として一般に行われている風乾による方法と、炉乾燥のみによる方法、送風下又は減圧下における炉乾燥による方法の計４ケースの試験を行い、目標含水率４％以下（前記の「力を入れなくても土塊が壊れて、さらさらした感触」に相当）になるまでの乾燥時間の比較を行った。
その結果、風乾で約７日間要したのに比べ、炉乾燥によればいずれの方法であっても１〜２時間程度となり、大幅な乾燥時間の短縮を図れることがわかった。しかしながら、炉乾燥による乾燥後の試料に含まれる砒素の溶出量は、風乾による場合と比較して約３０％程度損なわれることがわかった。これは、前記マイクロ波による場合と同様、試料に与えた熱の影響によるものと推察される。
以上より、加温による試料の乾燥方法は、乾燥時間を短縮させる方法としては効果的だが、分析に必要な重金属の含有量に変化を与える可能性があることが示唆された。
【０００７】
そこで、本発明は、前記公定分析方法に基づく風乾による乾燥方法を利用しつつ、重金属の含有量に変化を与えず、試料を加熱せずとも短時間で試料を乾燥させる方法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】
【０００８】
上述の如き従来の問題を解決するために、本発明の土壌乾燥方法は、土壌汚染対策法の第二種特定有害物質の土壌溶出量調査又は土壌含有量調査に用いる試料の土壌乾燥方法であって、含水した土壌をふるい網に密着させるように敷き均した状態で乾燥させることを特徴としている。
土壌汚染対策法の第二種特定有害物質の土壌溶出量調査又は土壌含有量調査の前処理として一般に用いられる風乾に基づいており、加温や減圧等を付加せずとも、至って簡易な方法で、乾燥に要する時間を短縮することが可能である。
【０００９】
また、本発明の土壌乾燥方法は、前記土壌は前記ふるい網より上に盛り上がらないように平滑に敷き均したり、前記土壌は室温１５度以上で１４時間以上静置しても良い。
篩目の上面より上に土壌が盛り上がらないように篩目の上面の高さに土壌を平滑に敷き均すことにより、敷き均された土壌の内、ふるい網３を通過した土壌がふるい網３の個々の篩目から吊り下がるよう凸状に突出して留まるため、該土壌の空気への露出面積をより多く確保できること、室温１５度以上の室内に１４時間以上静置にすることで長時間安定した状態を保つことができ、乾燥をより促進させる効果が期待できる。
【００１０】
また、本発明の土壌乾燥方法は、該土壌が細粒分含有率５０％以上の細粒土であっても、前記ふるい網の公称目開きが８５０μｍ以上１９ｍｍ未満であっても良い。
ふるい網の公称目開きが８５０μｍ以上１９ｍｍ未満であったり、対象土壌が細粒分含有率が５０％より多い細粒土であれば、敷き均しが容易に行うことができ、その粘着性により、敷き均された土壌がふるい網から容易に剥落することを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の土壌乾燥方法によれば、加温や減圧等の付加的な手段を用いずとも、土壌汚染対策法の第二種特定有害物質の土壌溶出量調査又は土壌含有量調査の前処理として一般に用いられる風乾に基づいた簡易な方法によっても大幅な乾燥時間の短縮を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る土壌乾燥方法に用いたふるいの概念図である（（ａ）略平面視、（ｂ）略正面視）。
【図２】本発明の実施形態に係る土壌乾燥方法のフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係るふるい網への土壌の敷き均し状態を示す概念図である（（ａ）平面視、（ｂ）側面視）。
【図４】本発明の実施形態に係る土壌乾燥方法による静置状況を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の土壌乾燥方法の実施形態について説明する。
本発明の実施形態に係る土壌乾燥方法では、東京スクリーン社製のＪＩＳ規格の試験用篩（ふるい）を用いた。係るふるいを模式化した概念図を図１に示す。
同図より、ふるい１は、少なくともふるい１の外殻をなすふるい枠２と、ふるい網３とで構成される。
ふるい枠２は、円筒形状の第一筒状部２１と、第一筒状部２１上端及び下端にそれぞれリング状に突出してなる第一突出部２２と第二突出部２３と、第二突出部２３の下端に円筒形状からなる第二筒状部２４とが、一体に形成されている。
ふるい網３は、格子状からなるワイヤ３１と、ワイヤ間に形成された隙間である目開き３２とからなる。ふるい網３は、第一筒状部の略下端の内面側に固定されている。
本実施形態では、ふるい枠２の直径が約１５０ｍｍ〜２００ｍｍ、高さ約６０〜１００ｍｍであって、金属製（ステンレス製）及び非金属製（プラスチック製）を用いたが、本発明の実施において、ふるい１の材質や形状，寸法は特に限定されない。ただし、ふるい１の材質は、金属製であればクロム等の土壌汚染対策法の第二種特定有害物が含まれていないステンレス製がより好ましい。
【００１４】
図２は、本発明の本実施形態に係る土壌乾燥方法のフローチャートである。採取した土壌は、土壌汚染対策法の第二種特定有害物質の土壌溶出量調査又は土壌含有量調査に係る公定分析（以下、「公定分析」と略記する。）に必要な乾燥試料が得られるように、所定量の土壌をふるい網３の上にヘラ等で敷き均す。
次に、土壌が敷き均されたふるい１を略平行か、略垂直に所定の時間静置する。最後に、ふるい１を受け皿の上に置き、ふるい網３の上の乾燥した土壌をブラシ等でこすり、目開き３２に詰まった土壌を受け皿内に回収する。
以下、係る土壌乾燥方法について具体的に示す。
【００１５】
図２より、分析対象試料として採取した土壌をふるい網３の上に押し付け、不図示のヘラで敷き均す。採取した土壌は、塊状のものをそのまま使用しても良いし、ある程度粗砕したものであっても良い。
目開き３２は所定の隙間を有するものであれば、どのようなものであっても良いが、ＪＩＳ規格に準ずるふるいの方が、土壌に応じた目開きを任意に選定できるので好ましい。ＪＩＳ規格に準ずるふるいを使用する場合は、後述する試験例２より、目開き３２（公称目開き）が８５０μｍ以上１９ｍｍ未満を使用することが望ましく、２ｍｍ以上４．７５ｍｍ以下の間がより好ましい。
また、後述する試験例４から、ふるい１の材質は、金属製と非金属製の熱伝導性の違いが乾燥にほとんど影響を及ぼさないことがわかっており、どちらの材質のふるいを用いても良いが、公定分析では、非金属製のふるいを使用することを規定しているため、規定に沿った使用としては非金属製の方が好ましい。
ヘラは一般的な硬質プラスチック製のヘラを用いたが、土壌をふるい網より上に盛り上がらないように平滑に敷き均すことができれば、材質や形状，寸法は問わない。
【００１６】
図３にふるい網３上に土壌Ｓが敷き均された状態を示す。平滑なヘラ等で篩目の上面の高さで敷き均された土壌Ｓは、適切な目開きのふるい網３を用いれば、同図（ｂ）のようにふるい網３を通過した土壌Ｓがふるい網３から剥落して落下せず、ふるい網３から突出した状態で留まるため、空気への露出面積が増え、効果的に乾燥時間の短縮を図れる。
【００１７】
図２より、ふるい網３上に対象土壌を敷き均した後、ふるい１を床面に対して略平行又は略垂直に置き、所定時間静置する。このとき、通気性が良く、湿度が制御された室内で、室温１５度以上，１４時間以上静置することが好ましい。比較的安定した乾燥時間で乾燥試料を確保できるからである。
図４に、本実施形態による各静置方法における静置状況を示す。
各静置方法とも、ふるい１をそのまま室内の床面に直置きしたが、ふるい１を床面に対して略平行に静置する場合は、ふるい１の下方からの通気性を良くするために、ふるい１の下端に角材等を挿入することで積極的に隙間空間を確保することが望ましい。また、ふるい１を床面に対して略垂直に静置する場合は、設置の不安定な状態を解消するために、相対する角材等の上にふるい１を置くことで転倒を防止することができる。さらに、ふるい１を床面に対して略垂直に静置する場合は、ふるい１の背面は壁面等に密着させず、通気性を確保することが好ましい。
同図右側の床面に対して垂直に静置された状況から、目開き３２の間より敷き均しによってふるい網３の背面に押し出された土壌が確認できる。前記のとおり、押し出された土壌は、それぞれ凸状に突出した状態で形成され、これにより土壌の露出面積が増えることで、乾燥時間の短縮を可能にしている。
なお、後述する試験例３から、ふるい１は床面に対して略垂直に静置した方が、より乾燥効果が高いことがわかっている。
【００１８】
図２より、ふるい１全体が収まる受け皿の上に置き、ふるい網３上に乾燥した土壌を不図示のブラシ等でこすり、目開き３２に詰まった土壌を受け皿に回収する。本実施形態では、ブラシ等は、汎用品として流通している細い金属ワイヤを複数束ねた金属製ブラシや、剣山状のプラスチック製ブラシを用いた。目開き３２内への引っかかりが少ないという点で、プラスチック製ブラシの方が作業性は良い。
なお、前記のとおり、乾燥作業工程の中で金属製品を用いることは金属製のふるいを用いることと同様の理由から好ましくなく、ブラシもプラスチック製の方が望ましい。
また、公定分析では、一般に、風乾後の試料をナイロン等の非金属製２ｍｍのふるいを通過させるため、最初から目開き２ｍｍのふるい１を用いれば、係る作業工程を省略できるのでより好ましい。
【００１９】
ふるい網３の単位表面積に対する投入土量の上限値を試験により確認した。試験例５の結果に示す通り、ふるい網３への投入土量（ｇ）／ふるい網３の表面積当（ｍｍ２）≦０．００２４ｇ/ｍｍ２とすれば良いことが分かった。
【００２０】
以上、本発明による土壌乾燥方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、乾燥した土壌の回収方法として金属製やプラスチック製のブラシを用いたが、ふるい１の側面をハンマー等で軽く衝撃を加えて回収しても良い。
本発明の土壌乾燥方法によれば、加温や減圧等の付加的な手段を用いずとも、土壌汚染対策法の第二種特定有害物質の土壌溶出量調査又は土壌含有量調査の前処理として一般に用いられる風乾に基づいた簡易な方法によっても大幅な乾燥時間の短縮を実現することができる。
【００２１】
試験例１
１．試験概要
自然由来の砒素を含有する細粒土から採取した土壌が所定の含水率に至るまでに要する乾燥時間を確認した。
公定分析の前処理である非特許文献１及び２に記載の風乾による方法と、炉乾燥による方法との乾燥時間を比較した。
なお、炉乾燥による試験は、炉乾燥のみと、送風下及び減圧下それぞれを付加した炉乾燥の３ケースである。
２．風乾による試験方法
（１）土壌試料１００ｇをホーロー製のバットの上に薄く敷き均す。
（２）試料の入ったバットを室温２０度の室内に静置する。
（３）２４時間おきに試料を５ｇ程度採取し、含水率を測定する。
（４）含水率の変化が１％未満になるまで（３）の工程を継続する。
（５）含水率の変化が１％未満となった時点で測定を終了し、そのときの含水率を風乾時の含水率とする。
（６）公定分析方法に準拠した溶出試験にて砒素の土壌溶出量を測定する。
３．炉乾燥による試験方法
（１）土壌試料１００ｇをホーロー製のバットの上に薄く敷き均す。
（２）試料の入ったバットを温度８０度に設定した乾燥炉、送風機能付乾燥炉及び減圧機能付乾燥炉に入れて静置する。
（３）３０分おきに試料を５ｇ程度採取し、含水率を測定する。
（４）含水率が風乾時と同程度の含水率になった時点で乾燥を終了する。
（５）含水率の変化が１％未満となった時点で測定を終了し、そのときの含水率を風乾時の含水率とする。
（６）公定分析方法に準拠した溶出試験にて砒素の土壌溶出量を測定する。
４．試験結果
風乾と比較して炉乾燥によれば、乾燥時間を大幅に短縮できる。炉乾燥に送風や減圧を付加しても、乾燥時間に大きな差がなかったので、送風や減圧よりも加温による効果が支配的であることがわかった。
しかしながら、砒素の含有量を比較すると、風乾と比べ炉乾燥を用いた場合は、約３０％の砒素が損なわれることがわかった。これにより、加温による乾燥促進方法は、公定分析法に基づく風乾に取って代わることが難しいことが示唆された。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
試験例２
１．試験概要
試験例１と同様の土壌を用い、本発明の土壌乾燥方法による試験を行った。直径が２００ｍｍである公称目開きが０．８５ｍｍ〜１９ｍｍまでの５種類のふるいを用い、目開きの違いによる乾燥促進効果や作業性の比較を行った。
２．試験方法
（１）土壌試料をふるいに載せた後で、硬質プラスチック製のヘラを用いてふるい網全体の目開きに試料を詰まらせて、試料の上面をヘラで平滑にする。
（２）試料の付着したふるいを室温１５〜２０度の室内の床面に直接略平行に１５時間静置する。
（３）ふるいの下に受け皿を設置後、金属製又はプラスチック製のブラシを用いて、目開き３２の間に固着した乾燥試料を受け皿にそぎ落とす。
（４）重量測定後に、公称目開き２ｍｍのふるいを通し、含水率を測定する。
３．試験結果
公称目開き１９ｍｍの場合、目開きが大きすぎて土壌が目開きに付着しなかった。したがって実施可能な目開きは公称目開きで８５０μｍ以上１９ｍｍ未満となった。１９ｍｍを除く４種類のふるいで実施した乾燥後の含水率はいずれも２〜４％で、分析が可能な状態まで乾燥された。
公称目開き０．８５ｍｍについては、目開きに付着できる土壌の試料量が少なく、乾燥後の回収率が５０％以下となった。分析に必要な試料の量を確保することが難しい。
公称目開き９．５ｍｍについては、目開きに土壌を密着させることが難しく、時間を要する。また、乾燥後の２ｍｍのふるいわけも従来の公定分析に基づく方法と同様に時間がかかるため、作業時間が長くなる。
したがって、最適な公称目開きは２ｍｍ以上４．７５ｍｍ以下であることが本試験より明らかになったが、乾燥後の２ｍｍのふるいわけが不要という点では、２ｍｍのふるいがより適していると言える。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
試験例３
１．試験概要
各試験例と同様の土壌、試験例２と同様な乾燥方法を用い、本発明の土壌乾燥方法による試験を行った。直径が１５０ｍｍである公称目開きが２ｍｍのふるいを用い、土壌敷き均し後のふるいの静置の仕方の違いによる乾燥促進効果の比較を行った。静置の仕方は、室内の床面に直接略平行に静置したものと、同様に直接略垂直に静置したものの２種類であり、静置時間は１４時間である。
２．試験結果
床面に対して略平行に静置した場合と比べ、略垂直に静置した方が同じ乾燥時間の含水率が約２０％低減されることがわかった。略平行に静置した場合は、床面に直置きしたため、ふるいの下面が閉塞された状態になり、略垂直に静置した場合と比べ、通気性に劣っていることが原因と考えられる。
【００２６】
【表３】
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【００２７】
試験例４
１．試験概要
各試験例と同様の土壌、試験例２，３と同様な乾燥方法を用い、本発明の土壌乾燥方法による試験を行った。直径が２００ｍｍである公称目開きが２ｍｍのふるいを用い、ふるいの材質の違いによる乾燥促進効果の比較を行った。材質は、金属製（ステンレス製）と非金属製（プラスチック製）の２種類であり、静置時間は１４時間である。
２．試験結果
金属製と比較して、非金属製の含水率の方が低下しており、金属製より良好な結果が得られた。ステンレスはプラスチックの約１００倍以上の熱伝導性を有しており、乾燥が促進される可能性があったが、実際にはそのような効果は認められず、材質の違いによる乾燥促進への効果はほとんど無いことがわかった。
【００２８】
【表４】
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【００２９】
試験例５
１．試験概要
前述の通り、一般に公定分析の前処理である非特許文献１及び２に記載の風乾による標準的な乾燥方法によると、土壌を公定分析に用いる適切な含水状態まで乾燥させるために、一昼夜から数日を必要とすることが分かっている。
そこで本試験では、先ず初期含水率約３５％の各試験例と同様の土壌を用いて、当該標準的な乾燥方法によって含水率の経時変化を確認した。表５に示すとおり、約２日間の乾燥で６％程度の含水率に至り、その後ほぼ一定の数値を保つことが分かった。
【００３０】
【表５】
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【００３１】
次に、直径が２００ｍｍである公称目開きが２ｍｍのふるい（プラスチック製）に、上記と同様の土壌を敷き均した後、硬質プラスチック製のヘラを用いてふるい網全体の目開きに試料を詰まらせて、試料の上面をヘラで平滑にした。
ふるい網が床面に略垂直になるように、約２０℃（湿度３２％）の室内で１５時間静置させた後、ふるい網のふるい目に固着した試料をプラスチック製の剣山状のブラシを用いて受け皿に全て落とし、回収した乾燥試料の重量と含水率を測定した。
２．試験結果
表６に示すとおり、乾燥後、投入土量５０ｇまでは回収土量の含水率がほぼ６％で変わらなかったが、投入土量が７５ｇを超えると含水率が増加する傾向が見られた。
したがって、直径が２００ｍｍであるふるいを用いた場合、投入土量を７５ｇ以下にすれば、１５時間程度の乾燥時間で公定分析に用いる適切な含水状態を確保することが可能である。つまり、本試験に使用した直径２００ｍｍのふるい網の面積は３１，４００ｍｍ２であるので、ふるい網の単位面積当たりの投入土量を０．００２４ｇ/ｍｍ２（＝７５ｇ/３１，４００ｍｍ２）以下とすれば良いことが分かった。
【００３２】
【表６】
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【符号の説明】
【００３３】
１           ふるい
２           ふるい枠
２１         第一筒状部
２２         第一突出部
２３         第二突出部
２４         第二筒状部
３           ふるい網
３１         ワイヤ
３２         目開き
Ｓ           土壌
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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