(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉スラグ微粉末と石膏とを含む重金属不溶化材であって、上記高炉スラグ微粉末の粉末度が、ブレーン比表面積で８，５００〜１１，０００ｃｍ２／ｇであり、かつ、上記高炉スラグ微粉末５０〜９０質量部と、石膏１０〜５０質量部（無水物換算）との合計１００質量部を含み、かつ、上記高炉スラグ微粉末と石膏との合計１００質量部に対して、更に、メタケイ酸ナトリウム５〜１０質量部及び／又は亜硫酸ナトリウム０．５〜３質量部（いずれも無水物換算）を含むことを特徴とする重金属不溶化材。
【請求項２】
高炉スラグ微粉末と石膏とを含む重金属不溶化材であって、上記高炉スラグ微粉末の粉末度が、ブレーン比表面積で８，５００〜１１，０００ｃｍ２／ｇであり、かつ、上記高炉スラグ微粉末５０〜９０質量部と、石膏１０〜５０質量部（無水物換算）との合計１００質量部を含み、かつ、上記高炉スラグ微粉末と石膏との合計１００質量部に対して、更に、メタケイ酸ナトリウム５〜１０質量部（無水物換算）を含むことを特徴とする重金属不溶化材。
【請求項３】
上記重金属が、鉛、六価クロム、フッ素、カドミウム、ホウ素、ヒ素、セレン及び水銀より成る群から選ばれる一つ以上である、請求項１又は２記載の重金属不溶化材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重金属不溶化材に関し、更に詳しくは、有害な重金属等、例えば、鉛、六価クロム、フッ素、ヒ素等に汚染された土壌、汚泥、廃棄物等からの該重金属等の溶出を抑制し得る重金属不溶化材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、土壌中に含有されている重金属が溶出し、これが地下水中等に侵入して、人の健康を脅かす事態が生じることが知られるようになり、重金属等を土壌中に安定に固定化して不溶化する技術の重要性が認識されてきている。これに伴って、多くの技術が開発されており、例えば、高炉スラグを使用した重金属不溶化材の開発も進んでいる。
【０００３】
例えば、六価クロム、砒素、セレン、カドミウム、総水銀および鉛の少なくとも１種または複数の重金属で汚染された土壌の重金属の溶出を抑制する抑制剤であって、高炉スラグ微粉末、石こうおよびカルシウムを含有するアルカリ材料からなる重金属汚染土壌の重金属溶出抑制剤が知られている（特許文献１）。該発明は、石こうと、カルシウムとを含有するアルカリ材料の両方を汚染土壌に混入しても、いずれの重金属も不溶化し得ないこと、高炉スラグ微粉末と石こうの両方を汚染土壌に混入すると、固化が遅いうえに、六価クロム、砒素、セレンの溶出を抑制し得ないこと、更には、高炉スラグ微粉末と、カルシウムを含有するアルカリ材料の両方を汚染土壌に混入すると、固化してもセレンの溶出を抑制することが不十分であることに鑑みてなされたものである。ここで、好ましくは使用される高炉スラグ微粉末は、高炉スラグを微粉砕したブレーン比表面積４，０００〜５，０００ｃｍ２／ｇ程度のものである。
【０００４】
高炉スラグ微粉末：５０〜８０ｍａｓｓ％、石膏：５〜２５ｍａｓｓ％、ポルトランドセメントまたは／および石灰：１０〜３０ｍａｓｓ％を含有することを特徴とする地盤改良材が知られている（特許文献２）。該発明は、従来のセメントや石灰を主材とした固化材では、改良土のｐＨが高く植生に適する状態とは言えないこと、更に、固化材使用量が著しく多くなることや固化が遅いことなどから、六価クロムやその他の重金属類の溶出が懸念されることに鑑みてなされたものである。また、好ましくは使用される高炉スラグ微粉末は、ブレーン比表面積３，０００〜５，０００ｃｍ２／ｇ程度のものである。
【０００５】
ポルトランドセメントと高炉スラグと石膏とを含む重金属汚染土壌用セメント系処理材であって、ポルトランドセメントと高炉スラグと石膏との合計量に対して、高炉スラグを３０〜７０質量％及び石膏をＳＯ３基準で２〜８質量％含み、残余がポルトランドセメントである、重金属汚染土壌用セメント系処理剤が知られている（特許文献３）。該発明は、従来のセメント系処理剤での固化不溶化が困難であった六価クロムや水銀汚染土壌からのこれら重金属の溶出を効果的に封じ込める目的でなされたものである。ここで使用される高炉スラグは、その粉末度がブレーン比表面積で３，５００ｃｍ２／ｇ以上、好ましくは４，５００ｃｍ２／ｇ以上と記載されており、実施例では、ブレーン比表面積４，３２０ｃｍ２／ｇの高炉スラグ粉が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３２０９５４号公報
【特許文献２】特開２００９−７９１６１号公報
【特許文献３】特開２００７−２２２６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、短時間のうちに、有害な重金属等、例えば、鉛、六価クロム、フッ素、ヒ素等（以下、「重金属」と言うことがある。）を不溶化し得る効果を発揮する、高炉スラグ微粉末と石膏とを含む重金属不溶化材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の特許文献１〜３に記載されているように高炉スラグ及び石膏を含む重金属不溶化材は公知である。しかし、いずれの発明においても、重金属の不溶化は可能ではあるものの、環境庁告示第４６号に記載された基準を満足する溶出量まで、その溶出量を低減せしめるためには、比較的長期間の養生が必要であった。本発明者らは、この原因を検討した。その結果、高炉スラグを用いた重金属の不溶化は、高炉スラグの水和反応により生成する水和物に重金属イオンが吸着されて生ずるものであると考えられるところ、高炉スラグの水和反応自体は比較的遅いことから、重金属の不溶化効果を発揮するまでにはある程度の時間が必要になるのではないかとの知見を得た。そこで、本発明者らは、該知見に基づいて、更に検討を重ねたところ、従来技術、例えば、上記の特許文献１〜３記載の発明では否定され、あるいは、予測できないほど大きなブレーン比表面積を有する高炉スラグ微粉末を使用し、かつ、該高炉スラグ微粉末と石膏とを所定の比率で含めれば、高炉スラグ及び石膏を含む重金属不溶化材が、短時間のうちに重金属の溶出を低減する効果を発揮し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は
（１）高炉スラグ微粉末と石膏とを含む重金属不溶化材であって、上記高炉スラグ微粉末の粉末度が、ブレーン比表面積で８，０００ｃｍ２／ｇ以上であり、かつ、上記高炉スラグ微粉末５０〜９５質量部と、石膏５〜５０質量部（無水物換算）との合計１００質量部を含むことを特徴とする重金属不溶化材である。
【００１０】
好ましい態様として、
（２）上記高炉スラグ微粉末の粉末度が、ブレーン比表面積で８，０００〜１４，０００ｃｍ２／ｇである、上記（１）記載の重金属不溶化材、
（３）上記高炉スラグ微粉末の粉末度が、ブレーン比表面積で８，５００〜１１，０００ｃｍ２／ｇである、上記（１）記載の重金属不溶化材、
（４）上記高炉スラグ微粉末が７０〜９５質量部であり、かつ、石膏が５〜３０質量部（無水物換算）である、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の重金属不溶化材、
（５）上記高炉スラグ微粉末が８０〜９０質量部であり、かつ、石膏が１０〜２０質量部（無水物換算）である、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の重金属不溶化材、
（６）更に、メタケイ酸ナトリウム及び／又は亜硫酸ナトリウムを含む、上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の重金属不溶化材、
（７）上記高炉スラグ微粉末と石膏との合計１００質量部に対して、更に、メタケイ酸ナトリウム１〜１０質量部及び／又は亜硫酸ナトリウム０．１〜３質量部（いずれも無水物換算）を含む、上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の重金属不溶化材、
（８）上記高炉スラグ微粉末と石膏との合計１００質量部に対して、更に、メタケイ酸ナトリウム５〜１０質量部及び／又は亜硫酸ナトリウム０．５〜３質量部（いずれも無水物換算）を含む、上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の重金属不溶化材、
（９）上記重金属が、鉛、六価クロム、フッ素、カドミウム、ホウ素、ヒ素、セレン及び水銀より成る群から選ばれる一つ以上である、上記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の重金属不溶化材、
（１０）上記重金属が、鉛、六価クロム、フッ素、カドミウム、ホウ素及びヒ素より成る群から選ばれる一つ以上である、上記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の重金属不溶化材、
（１１）上記重金属が、鉛、六価クロム、フッ素及びヒ素より成る群から選ばれる一つ以上である、上記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の重金属不溶化材、
（１２）上記重金属が、鉛、六価クロム及びフッ素より成る群から選ばれる一つ以上である、上記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の重金属不溶化材
を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の高炉スラグ微粉末と石膏とを含む重金属不溶化材は、有害な重金属を短時間のうちに不溶化し得る故に、養生に要する時間を大幅に短縮し得ること、及び、重金属不溶化材の使用量を低減し得ることから、工事コストの大幅な低減に貢献し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、フッ素溶出量に対する高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積（粉末度）の影響を材齢ごとに示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の重金属不溶化材は、高炉スラグ微粉末と石膏とを含む。ここで、高炉スラグは、溶けた銑鉄を製造する高炉で鉄鉱石に含まれる鉄以外の成分と、副原料の石灰石やコークス中の灰分が一緒に溶融分離回収されたもので、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１１：２００９「高炉セメント」に規定される品質を有するものであればよい。該高炉スラグ微粉末は、その粉末度が、ブレーン比表面積で７，０００ｃｍ２／ｇ以上であり、好ましくは８，０００ｃｍ２／ｇ以上、より好ましくは８，５００ｃｍ２／ｇ以上である。粉末度の上限に特に制限はないが、製造上の観点から、好ましくは１４，０００ｃｍ２／ｇ以下であり、より好ましくは１１，０００ｃｍ２／ｇ以下である。粉末度が上記下限未満では、重金属、とりわけ、フッ素の迅速な不溶化が容易ではなくなるため好ましくない。また、石膏としては、二水石膏、半水石膏及び無水石膏のいずれも使用し得る。これらのうち、好ましくは無水石膏が使用される。
【００１４】
本発明の重金属不溶化材において、上記の高炉スラグ微粉末及び石膏の配合量に、特に制限はないが、好ましくは、高炉スラグ微粉末５０〜９５質量部と、石膏５〜５０質量部との合計１００質量部、より好ましくは、高炉スラグ微粉末７０〜９５質量部と、石膏５〜３０質量部との合計１００質量部、更に好ましくは、高炉スラグ微粉末８０〜９０質量部と、石膏１０〜２０質量部との合計１００質量部である。ここで、石膏の配合量は無水物換算量である。高炉スラグ微粉末量が上記上限を超え、石膏含有量が上記下限未満では、重金属、例えば、鉛、六価クロム及びフッ素の不溶化が良好ではなくなることがある。とりわけ、六価クロム及びフッ素において顕著であり、また、フッ素については、短時間の養生では十分に不溶化ができないことがある。
【００１５】
本発明の重金属不溶化材においては、上記の、高炉スラグ微粉末及び石膏に加えて、メタケイ酸ナトリウム及び／又は亜硫酸ナトリウムを配合することができる。メタケイ酸ナトリウムとしては、無水物及び各種の水和物を使用することができる。該メタケイ酸ナトリウムの配合は、六価クロム及びフッ素の不溶化に有効であると考えられ、その配合量は、上記高炉スラグ微粉末と石膏との合計１００質量部に対して、無水物換算で、好ましくは１〜２０質量部、より好ましくは１〜１０質量部、更に好ましくは５〜１０質量部である。上記下限未満では、六価クロム及びフッ素の不溶化を促進することができないことがある。一方、上記上限を超えても、効果の著しい増大は認められず、却ってコスト高を招くため好ましくない。また、亜硫酸ナトリウムとしては、無水物及び水和物のいずれをも使用することができる。該亜硫酸ナトリウムの配合は、六価クロム及びフッ素、とりわけ、六価クロムの不溶化に有効であると考えられ、その配合量は、上記高炉スラグ微粉末と石膏との合計１００質量部に対して、無水物換算で、好ましくは０．１〜５質量部、より好ましくは０．１〜３質量部、更に好ましくは０．５〜３質量部である。上記下限未満では、とりわけ、六価クロムの不溶化を促進することができないことがある。一方、上記上限を超えても、効果の著しい増大は認められず、却ってコスト高を招くため好ましくない。
【００１６】
本発明の重金属不溶化材には、上記に挙げた成分のほか、本発明の効果を損なわない範囲で、更に、例えば、ポルトランドセメント、シリカフューム、石炭灰等を含めることができる。ここで、ポルトランドセメントは、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」に規定されるものを使用し得る。好ましくは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメントが使用される。
【００１７】
本発明の重金属不溶化材の、有害な重金属等、例えば、鉛、六価クロム、フッ素、ヒ素等に汚染された土壌、汚泥、廃棄物等（以下、「重金属汚染土壌」と言うことがある。）への添加量は、通常、重金属汚染土壌に含まれる重金属の溶出量、種類に依存して決定される。例えば、重金属汚染土壌１ｍ３当たり、好ましくは３０ｋｇ以上、より好ましくは３０〜１００ｋｇ、更に好ましくは５０〜１００ｋｇ添加される。重金属含有量が高い場合では、重金属汚染土壌１ｍ３当たり、好ましくは５０ｋｇ以上、より好ましくは５０〜２００ｋｇ、更に好ましくは１００〜２００ｋｇ添加される。いずれにおいても、上記下限未満では、重金属の不溶化効果が十分に発揮し得ないことがあり、上記上限を超えても、著しい効果の増大は認められず、却ってコスト高を生ずる。本発明の重金属不溶化材による重金属汚染土壌に含まれる重金属の不溶化処理方法は、特に限定されず、公知の方法を使用することができる。例えば、重金属不溶化材を、上記の添加量で重金属汚染土壌中に添加して、混合かつ撹拌することにより実施し得る。
【００１８】
以下の実施例において、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【実施例】
【００１９】
実施例及び比較例において使用した物質は下記の通りである。
【００２０】
＜重金属試薬＞
（ａ）六価クロム：クロム酸カリウム［Ｋ２ＣｒＯ４］
（ｂ）フッ素：フッ化ナトリウム［ＮａＦ］
（ｃ）鉛：硝酸鉛［Ｐｂ（ＮＯ３）２］
（ｄ）ヒ素：ヒ酸水素二ナトリウム７水和物［Ｎａ２ＨＡｓＯ４・７Ｈ２Ｏ］
（ｅ）カドミウム：塩化カドミウム（無水）［ＣｄＣｌ２］
（ｆ）水銀：塩化水銀（ＩＩ）［ＨｇＣｌ２］
（ｇ）セレン：亜セレン酸［Ｈ２ＳｅＯ３］
（ｈ）ホウ素：四ホウ酸ナトリウム［Ｎａ２Ｂ４Ｏ７］
【００２１】
＜汚染物質＞
（ａ）六価クロム及び鉛含有産業廃棄物（湿潤密度１，２８９ｋｇ／ｍ３、含水比３６．８％）
（ｂ）フッ素含有砂質土（湿潤密度１，８２８ｋｇ／ｍ３、含水比３５．６％）
【００２２】
＜不溶化材原料＞
（ａ）高炉スラグ微粉末
（ｉ）ブレーン比表面積４，２６０ｃｍ２／ｇ（株式会社デイ・シイ製）
（ｉｉ）ブレーン比表面積６，０４０ｃｍ２／ｇ（株式会社デイ・シイ製）
（ｉｉｉ）ブレーン比表面積８，７９０ｃｍ２／ｇ（株式会社デイ・シイ製）
（ｉｖ）ブレーン比表面積１０，７３０ｃｍ２／ｇ（株式会社デイ・シイ製）
（ｂ）無水石膏（ＣａＳＯ４）（ブレーン比表面積３，８２０ｃｍ２／ｇ；株式会社デイ・シイ製）
（ｃ）無水亜硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ３；広栄化学工業株式会社製）
（ｄ）メタケイ酸ナトリウム９水塩（Ｎａ２ＳｉＯ３・９Ｈ２Ｏ；大東化学株式会社製）
【００２３】
実施例及び比較例において使用した測定方法は下記の通りである。
【００２４】
＜重金属溶出量測定方法＞
下記の測定方法は、いずれも平成１５年環境省告示第１８号に基づく平成３年環境庁告示第４６号「土壌の汚染に係る環境基準について」の測定方法に準拠したものである。
（ａ）六価クロム：ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ６５．２．１  ジフェニルカルバジド吸光光度法
（ｂ）フッ素：ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ３４．１  ランタン−アリザリンコンプレキソン吸光光度法
（ｃ）鉛：ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ５４．２
（ｄ）ヒ素：ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ６１．２
（ｅ）カドミウム：ＪＩＳ Ｋ ０１０２  ５５．１
（ｆ）水銀：Ｓ４６  環告第５９号付表１
（ｇ）セレン：ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２ ６７．２
（ｈ）ホウ素：ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２ ４７．３
【００２５】
重金属溶出量の良否は、土壌の汚染に係る環境基準に準拠して、下記の溶出量を満足したものを良好とした。
（ａ）六価クロム：検液１リットルにつき０．０５ｍｇ以下
（ｂ）フッ素：検液１リットルにつき０．８ｍｇ以下
（ｃ）鉛：検液１リットルにつき０．０１ｍｇ以下
（ｄ）ヒ素：検液１リットルにつき０．０１ｍｇ以下
（ｅ）カドミウム：検液１リットルにつき０．０１ｍｇ以下
（ｆ）水銀：検液１リットルにつき０．０００５ｍｇ以下
（ｇ）セレン：検液１リットルにつき０．０１ｍｇ以下
（ｈ）ホウ素：検液１リットルにつき１．０ｍｇ以下
【００２６】
（実施例１〜３及び比較例１）
該実施例及び比較例は、高炉スラグ微粉末への無水石膏の配合量の影響を調べたものである。表１に示す量（質量部）で不溶化材原料を配合して十分に混合し不溶化材を調製した。別途、重金属試薬である鉛、六価クロム及びフッ素を、夫々、イオン交換水中に溶解して、夫々、７５ｍｇ／Ｌ、１２５ｍｇ／Ｌ及び３５ｍｇ／Ｌの各重金属溶液を調製した。次いで、夫々の重金属溶液に上記の各不溶化材を、質量比で重金属溶液：不溶化材＝２：１となるように配合して十分に混合した。その後、このようにして得た混合物をシャーレに入れ、２０℃の恒温室中で所定材齢まで密封養生して、重金属溶出量測定用の試料とした。ここで、例えば、２４時間密封養生したものを材齢１日とした。重金属溶出量の測定結果を、表１に示す。
【００２７】
【表１】
0006525238.tif 000002
【００２８】
実施例１〜３及び比較例１は、重金属等、即ち、鉛、六価クロム及びフッ素の溶出量に関して、高炉スラグ微粉末への無水石膏の添加量の影響を調べたものである。鉛の溶出量については、材齢７日において、無水石膏を配合していない比較例１で若干高い溶出量が認められたが、いずれも環境庁告示第４６号に記載された溶出量である０．０１ｍｇ／Ｌ以下を満足するものであった。六価クロムの溶出量については、比較例１を除く、実施例１〜３において、材齢７日で、環境庁告示第４６号に記載された溶出量である０．０５ｍｇ／Ｌ以下を満足した。比較例１、即ち、無水石膏を配合していない材では、材齢７日においても、六価クロムの溶出量は著しく高く、環境庁告示第４６号の基準を満足するものではなかった。フッ素の溶出量については、比較例１を除く、実施例１〜３において、材齢１日で、環境庁告示第４６号に記載された溶出量である０．８ｍｇ／Ｌ以下を満足した。実施例３は、実施例１及び２に比べて、その溶出量は多少高いものであったが、本発明の効果を十分に満足するものであった。また、無水石膏を配合していない比較例１では、材齢７日においても、フッ素の溶出量は高く使用に耐え得るものとは認められなかった。鉛、六価クロム及びフッ素の各溶出量に関して、各材齢における実施例１〜３と比較例１の溶出量を比較すれば、実施例１〜３では比較例１に比べて、その溶出量がより低減されていることが明らかである。このように、高炉スラグ微粉末に無水石膏を所定量で添加すれば、鉛、六価クロム及びフッ素の各溶出量を低減し得ることが分かった。
【００２９】
（実施例４並びに比較例２及び３）
該実施例及び比較例は、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積の影響を調べたものである。表２に示す量（質量部）で不溶化材原料を配合して十分に混合し不溶化材を調製した以外は、上記の実施例１に記載した方法と同一に実施した。重金属溶出量の測定結果を、表２に示す。
【００３０】
【表２】
0006525238.tif 000003
【００３１】
実施例１及び４並びに比較例２及び３は、重金属等、即ち、鉛、六価クロム及びフッ素の溶出量に関して、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積の影響を調べたものである。鉛の溶出量については、材齢７日で、ブレーン比表面積が６，０４０ｃｍ２／ｇ及び４，２６０ｃｍ２／ｇである比較例２及び３について、若干高い溶出量が認められたが、いずれも環境庁告示第４６号に記載された溶出量である０．０１ｍｇ／Ｌ以下を満足するものであった。しかし、材齢１日及び７日における実施例１及び４と比較例２及び３の鉛溶出量を比較すれば明らかなように、実施例１及び４では比較例２及び３に比べて、鉛溶出量をより低減し得ることが分かった。六価クロムの溶出量については、比較例３を除く、実施例１及び４並びに比較例２において、材齢７日で、環境庁告示第４６号に記載された溶出量である０．０５ｍｇ／Ｌ以下を満足した。このように、ブレーン比表面積を約６，０００ｃｍ２／ｇ以上にすると六価クロムを良好に不溶化し得る一方、４，０００ｃｍ２／ｇ程度まで小さくすると、六価クロムの不溶化がほぼ困難になることが分かった。フッ素の溶出量については、実施例１及び４並びに比較例２及び３において、材齢１日で、環境庁告示第４６号に記載された溶出量である０．８ｍｇ／Ｌ以下を満足した。しかし、比較例２及び３については、実施例１及び４と比較して、フッ素の溶出量は２倍以上と著しく高く、実施例１及び４の重金属不溶化材と比較して、その性能は劣るものであった。これら比較例２及び３の重金属不溶化材であっても、更に長時間、例えば、材齢３日程度まで養生すれば、フッ素の溶出量を実施例１及び４程度の量まで低減させ得ることはできる。しかし、このように長期間の養生が必要となることから、例えば、現実の処理においてコスト高を生じ易く、やはり、実施例１及び４の重金属不溶化材と比較してその性能が劣るものと考えられる。また、図１は、フッ素の溶出量に対する高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積（粉末度）の影響を材齢ごとに示したものである。材齢１日（−◆−）において、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積が約８，０００ｃｍ２／ｇ以上ではフッ素の溶出量が著しく低減することが分かった。その一方、材齢３日（−■−）及び７日（−▲−）では、ブレーン比表面積の影響は殆どないことが分かった。このように高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積を約８，０００ｃｍ２／ｇ以上にすれば、材齢１日と言う非常に短い養生期間であっても、フッ素を十分に不溶化して、その溶出量を低減し得ることが分かった。
【００３２】
（実施例５及び６）
該実施例は、高炉スラグ微粉末と無水石膏とから成る材への無水亜硫酸ナトリウムの配合量の影響を調べたものである。表３に示す量（質量部）で不溶化材原料を配合して十分に混合し不溶化材を調製した以外は、上記の実施例１に記載した方法と同一に実施した。重金属溶出量の測定結果を、表３に示す。
【００３３】
【表３】
0006525238.tif 000004
【００３４】
実施例４〜６は、重金属等、即ち、鉛、六価クロム及びフッ素の溶出量に関して、高炉スラグ微粉末と無水石膏とから成る材への無水亜硫酸ナトリウムの配合量の影響を調べたものである。鉛の溶出量については、実施例４の無水亜硫酸ナトリウム未配合の場合においてさえ、十分にその溶出量が低減されていることから、無水亜硫酸ナトリウムを配合しても、その溶出量に大きな影響は認められなかった。六価クロムの溶出量については、無水亜硫酸ナトリウムの配合量を増加すると、材齢１日と言う著しく短い養生期間において、その溶出量が著しく減少することが分かった。従って、六価クロムの溶出量に関して、無水亜硫酸ナトリウムの配合は著しい効果があることが分かった。フッ素の溶出量については、無水亜硫酸ナトリウムの配合量の増加による大きな変化は見られなかったが、実施例６の無水亜硫酸ナトリウム３質量部添加において、その溶出量が若干低下する傾向が認められた。
【００３５】
（実施例７及び８）
該実施例は、高炉スラグ微粉末と無水石膏とから成る材へのメタケイ酸ナトリウム９水塩の配合量の影響を調べたものである。表４に示す量（質量部）で不溶化材原料を配合して十分に混合し不溶化材を調製した以外は、上記の実施例１に記載した方法と同一に実施した。ここで、メタケイ酸ナトリウム９水塩の配合量は、無水物に換算した量である。重金属溶出量の測定結果を、表４に示す。
【００３６】
【表４】
0006525238.tif 000005
【００３７】
実施例４、７及び８は、重金属等、即ち、鉛、六価クロム及びフッ素の溶出量に関して、高炉スラグ微粉末と無水石膏とから成る材へのメタケイ酸ナトリウム９水塩の配合量の影響を調べたものである。鉛の溶出量については、実施例４のメタケイ酸ナトリウム９水塩未配合の場合においてさえ、十分にその溶出量が低減されていることから、メタケイ酸ナトリウム９水塩を配合しても、その溶出量に大きな影響は認められなかった。六価クロム及びフッ素の溶出量については、メタケイ酸ナトリウム９水塩の配合量を増加すると、これらの溶出量が著しく減少することが分かった。従って、六価クロム及びフッ素の溶出量に関して、メタケイ酸ナトリウム９水塩の配合は著しい効果があることが分かった。
【００３８】
（実施例９〜１１）
該実施例は、上記の各汚染物質、即ち、六価クロム及び鉛含有産業廃棄物、並びに、フッ素含有砂質土に、高炉スラグ微粉末（ブレーン比表面積１０，７３０ｃｍ２／ｇ）９０質量部と無水石膏１０質量部とから成る重金属不溶化材を、その配合量を変えて添加したものである。上記の各汚染物質に、別途、上記の不溶化材原料を所定量で混合して調製した重金属不溶化材を、表５に示した各配合量［各汚染物質単位体積（１ｍ３）当たりの重金属不溶化材重量（ｋｇ）］で添加した。これをミキサー（株式会社愛工舎製作所製ＡＣＭ−２０Ｌ）を用いて１６０ｒｐｍの回転数で３分間（１分３０秒で掻き落とし）混合した後、直径５ｃｍ、高さ１０ｃｍの紙製型枠に充填し、上面をポリエチレン製のシートで密封し、２０℃の恒温室中で所定材齢まで湿潤養生して、重金属溶出量測定用の試料とした。重金属溶出量の測定結果を、表５に示す。
【００３９】
（実施例１２〜１４）
該実施例は、上記の各汚染物質に、高炉スラグ微粉末（ブレーン比表面積１０，７３０ｃｍ２／ｇ）８０質量部と無水石膏２０質量部とから成る重金属不溶化材を、その配合量を変えて添加したものである。該重金属不溶化材を使用した以外は、上記の実施例９〜１１と同一に実施した。重金属溶出量の測定結果を、同じく表５に示す。
【００４０】
【表５】
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【００４１】
鉛及び六価クロムについては、実施例９〜１１及び実施例１２〜１４に示すように、高炉スラグ微粉末と無水石膏との配合比が異なるいずれの不溶化材であっても、上記の六価クロム及び鉛含有産業廃棄物１ｍ３（含水比３６．８％）当たり、不溶化材５０ｋｇ添加すれば、これらの溶出量を十分に低減し得ることが分かった。また、フッ素については、実施例９〜１１及び実施例１２〜１４に示すように、いずれの不溶化材であっても、フッ素含有砂質土１ｍ３当たり、不溶化材５０ｋｇの添加量で、その溶出量を、環境基準を満たす溶出量である０．８ｍｇ／Ｌ以下に低減することができた。また、不溶化材の添加量を増やせば、更に、フッ素の溶出量を低減し得ることが分かった。
【００４２】
（実施例１５及び比較例４）
該実施例及び比較例は、重金属等、即ち、カドミウム、ホウ素、セレン、ヒ素及び水銀の溶出量に関して、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積の影響を調べたものである。表６に示す量（質量部）で不溶化材原料を配合して十分に混合し不溶化材を調製した。別途、各重金属溶液を３５ｍｇ／Ｌで調製した。次いで、夫々の重金属溶液に上記の各不溶化材を、重金属の溶出量を顕著に測定できるように質量比で重金属溶液：不溶化材＝１０：１となるように配合して十分に混合した。その後、このようにして得た混合物をポリビンに入れ密封し、２０℃の恒温室中で所定材齢までスターラーで撹拌しつつ養生した。所定の材齢まで撹拌後ろ過し、得た溶液を重金属溶出量測定用の試料とした。重金属溶出量の測定結果を、表６に示す。
【００４３】
【表６】
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【００４４】
実施例１５及び比較例４は、重金属等、即ち、カドミウム、ホウ素、セレン、ヒ素及び水銀の溶出量に関して、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積の影響を調べたものである。カドミウムとホウ素については、いずれにおいても環境基準を満たす溶出量であった。とくに、ホウ素については、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積を増加させることにより、溶出量を大きく低減し得ることが分かった。ヒ素については、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積を増加させることにより溶出量を低減し得、実施例においては材齢７日において環境基準を満たすことができた。セレン及び水銀については、実施例１５の範囲では環境基準を満たすことができなかった。しかし、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積を増加させることにより、それらの溶出量を低減し得ることから、これらの重金属についても、高炉スラグ微粉末のブレーン比表面積を増加させることは非常に有効であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の高炉スラグ微粉末と石膏とを含む重金属不溶化材は、有害な重金属を短時間のうちに不溶化し得るという効果を有することから、今後、このような重金属を含有する汚染土壌等からの重金属の溶出を防止する目的として使用されることが大いに期待される。
【符号の説明】
【００４６】
１  材齢１日
３  材齢３日
７  材齢７日
【図１】
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