(57)【要約】【課題】トンネル掘削工事等で排出される建設残土に環境基準値を上まわる濃度の重金属等を含む場合、低コストで安全に処分できる建設残土処理方法、処理施設を提案する。【解決手段】建設残土の下層に、汚染物質を吸着する性質を持つ吸着層を敷設し、建設残土から溶出する汚染物質を吸着層で吸着し、吸着層から流出する浸出水に含まれる汚染物質の濃度を、上記建設残土から流出する浸出水に含まれる汚染物質の濃度より低減させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設残土の下層に、汚染物質を吸着する性質を持つ吸着層を敷設し、建設残土から溶出する汚染物質を吸着層で吸着し、吸着層から流出する浸出水に含まれる汚染物質の濃度を、上記建設残土から流出する浸出水に含まれる汚染物質の濃度より低減させることを特徴とする建設残土処理方法。
【請求項２】
地面上に所定の厚みで敷設され、汚染物質に対して吸着性を有する物質を含む土砂で構成した吸着層と、
この建設残土の表面を覆う覆土と、
を備えることを特徴とする建設残土処理施設。
【請求項３】
請求項２記載の建設残土処理施設において、上記吸着層の敷設位置の外側に設置され、少なくとも建設残土と吸着層を通過した浸出水を溜める井戸を設けた構成としたことを特徴とする建設残土処理施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は重金属等を含む建設残土を盛土して処理する場合に、盛土から流出する浸出水に含まれる重金属等の濃度を基準値より低減させる建設残土処理方法、建設残土処理施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル掘削切土工事等で発生する建設残土は一般に、道路建設用地等に盛土され、道路建設部材として流用するか、或は単に盛土され放置される。ところで建設残土の中には自然的原因により重金属等が含まれる場合がある。
環境基準によれば、「汚染がもっぱら自然的原因によることが明らかであると認められる場合に係わる土壌については環境基準は適用しない。」と公示されているが、ただしとして「自然的原因によるものであると判断され、法の適用対象とならない場合にも、指定基準に適合しない状態にある土壌が当該土地の外に搬出され、不適切に処分されることは適当ではなく、法に基づく措置とは別に、当該土壌にかかわる適切な対応が図られることが望ましい。」とされている。
【０００３】
自然的原因であっても、重金属等を含む建設残土に対しては適切な対応が図られていることが望ましいとされているため、これに対応する処理方法として図６又は図７に示す処理方法がある。
図６に示す処理方法は遮水シート封じ込め工法である。この工法は、建設残土１の周縁を遮水シート２で覆い、更にその周縁を覆土３で覆う構造とされる。この構造により降水が建設残土１の部分に浸入することを阻止し、建設残土１から汚染された浸出水が漏れ出ることを阻止する構造とされる。
【０００４】
図７は不溶化処理工法である。この不溶化処理工法は、建設残土に不溶化剤等を添加し、不溶化処理し、不溶化処理した土壌４を盛土し、その周縁を覆土３で覆う構造とされる。
遮水シート封じ込め工法及び不溶化処理工法は何れにしても盛土に含まれる重金属等の汚染物質が外部に流出しない特質を有し、実用に耐え得る工法として知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
遮水シート封じ込め工法及び不溶化処理工法は汚染物質を流出させないことでよく知られており、汚染土壌の対策として有効であることは明らかである。
然し乍ら、長期にわたって汚染物質の流出を阻止し続けるためには、厳重な工法が採られるため、コストが高価となる欠点がある。
この発明の目的は廉価なコストで、環境基準を満たすことができる建設残土の処理方法及び建設残土処理施設を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による建設残土処理方法は、建設残土の下層に、汚染物質を吸着する性質を持つ吸着層を敷設し、建設残土から溶出する汚染物質を吸着層で吸着し、吸着層から流出する浸出水に含まれる汚染物質の濃度を、建設残土から流出する浸出水に含まれる汚染物質の濃度より低減させることを特徴とする。
この発明による建設残土処理施設は地面上に所定の厚みで埋設され、汚染物質に対して吸着性を有する物質を含む土砂で構成した吸着層と、この建設残土の表面を覆う覆土と、を備えることを特徴とする。
この発明による建設残土処理施設は更に、上記記載の建設残土処理方法において、吸着層の敷設位置の外側に設置され、少なくとも建設残土と吸着層を通過した浸出水を溜める井戸を設けた構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば建設残土に雨水、融雪水等を含む降水が浸入し、浸入した降水に重金属等が溶出したとしても、その降水は必ず吸着層を透過する。重金属等を含む降水が吸着層を透過する際に降水に含まれる重金属類は吸着層に吸着される。従って、吸着層を透過した降水に含まれる重金属等の濃度を低下させることができる。
建設残土に含まれる重金属等の濃度は自然界での発生濃度であるため、元々は低濃度である。従って吸着層を透過する際の濃度の低下により環境基準で定められている基準値より低下させることができる。吸着層から流れ出す降水に含まれる重金属等の濃度が盛土の構築後、数百年間程度基準値を下まわれば、その後の濃度は徐々に低下の傾向を見せるから、年々わずかずつ重金属等の汚染物質が流れ出ても環境破壊に至るおそれはない。
然も吸着層はトンネル掘削工事現場近くで入手可能な粘性土或いは火山灰質土等を活用することができる。この結果、極めて廉価なコストで重金属等を含む建設残土を適正な状態で処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明では道路或いは鉄道建設用地等に重金属等を吸着する性質を持つ土砂を敷設し、この土砂層を吸着層として活用する。吸着層として適する土砂は自然の粘性土或いは火山灰質土等が適するものと考えられる。これらの土砂で適当な吸着性能が得られない場合は市販されている吸着剤を混入することも考えられる。
吸着層を敷設した後に、吸着層の上面に建設残土を盛土する。盛土した建設残土の上面及び法面に粘性土等で覆い覆土とする。覆土は可及的に防水性を有することが望ましく、建設残土が埋設された部分に降水が浸入する量を少なくすることが望ましい。道路として利用する場合は覆土３の上面に舗装を施すから更に降水の浸入を防ぐことができる。
【０００９】
建設残土の敷設部分に降水が浸入したとしても、この発明によれば、建設残土の下に吸着層を配置したから、建設残土に触れて汚染された降水が吸着層に流出すると、吸着層では浸出水に含まれる重金属等の汚染物質は吸着層で吸着される。従って吸着層から外部に流出する浸出水に含まれる重金属等の汚染物質の濃度は建設残土から吸着層に浸入する際の浸出水に含まれる汚染物質の濃度より低くすることができる。吸着層の厚みを適当に選ぶことにより吸着層から流出する浸出水に含まれる汚染物質の濃度を環境基準値より下げることができる。
建設残土の埋設直後の数１０年乃至数１００年間程度の間が建設残土から排出される汚染物質の濃度はピークを示す。この間に吸着層から排出される汚染濃度が環境基準値を超えなければ、その後は徐々に排出濃度は低下する傾向を示す。この結果、廉価なコストで重金属等を含む建設残土を土壌汚染対策法に基づいて適切に処理したとみなすことができる。
【実施例１】
【００１０】
図１乃至図５を用いてこの発明による建設残土処理方法及び建設残土処理施設の実施例を説明する。
図１はこの発明による建設残土処理施設の実施例を示す。この発明による建設残土処理装置は地表面に吸着層５を敷設する。吸着層５としては重金属等を吸着する性質がある粘性土或いは火山灰質土を適用することができる。入手可能な土砂に適当な吸着性能が得られない場合は、清浄土に例えばシュベルトマナイトを含むアズレＳ（株式会社ソフィアの商品名）として知られている吸着材を添加した構成とすることができる。吸着層５の厚みは大きい程、吸着性能を高くすることができる。吸着層５の厚みは約３０〜４０センチメートル程度でよい。盛土した建設残土１の表面は粘性土等で構成される覆土３で覆い、建設残土１に降水が浸入する量を可及的に少なくすると共に、建設残土１が風等によって直接飛散する状況を阻止する。吸着層５の周縁には井戸６を配置し、吸着層５から浸出した浸出水を採水し、建設残土１に含まれる重金属等の排出濃度を計測可能とする。
【００１１】
ここで建設残土１からのヒ素溶出と吸着層５におけるヒ素吸着に関して、実験データに基づき評価してみる。これまでの溶出試験は土対法（土壌汚染対策法）に基づき１度だけのバッチ溶出試験で対策が必要か不必要かの判断がなされてきた。
岩盤掘削ずりなどは、掘削によってはじめて岩塊が破砕され、それが酸素や水と接触する。そのようなずりに対して連続して何度も脱イオン水を入れ替え溶出試験を繰り返す、逐次溶出試験を実施すると、図２のように、試験回数とともに溶出濃度が徐々に減少する傾向が認められる。
【００１２】
これは、破砕直後の岩盤の表面から最も重金属が溶出しやすく、水との接触によって徐々に表面が洗われ、溶出量が減少することを示す。この場合、初期に基準値を超える濃度で溶出しても、水との接触量が多くなる、すなわち時間の経過とともに、やがて基準値以下の溶出濃度となることを意味する。このことは、吸着層５が有効に作用するのに好条件となる。なお、図２では溶出試験１回分が２１０年相当となり、その期間は同じ濃度で溶出が継続することを意味する。
吸着性能は、これまで対象物質の固相濃度と液相濃度との比で定義される分配係数Kdで評価されてきた。この係数は、吸着量の大小を表現するが、基本的には可逆吸着のため、吸着してもそのうち脱着してしまう。しかし、溶出濃度が常に一定ではないことから、対象物質の移行速度の遅延のほかに、濃度の低下ももたらす。図３に示す仕様で、図２に示す溶出条件で１次元の移流拡散解析を行うと、図４の結果が得られる。これは吸着層５を０．３ｍとした場合で、Kdがある程度以上高くなると、吸着層５の外側で基準値を下まわることを示唆する。もちろん遅延効果もあるため、その最大濃度が出現する時期は数百年から千数百年後になる。
【００１３】
吸着層５から重金属等が漏洩し始める時間が数百年以降となるだけでなく、最大漏洩濃度も基準値よりも低くなる。漏洩濃度をさらに低下させるためには、吸着層５の厚さや締め固め密度を増加させることが必要となる。また、より重金属等を吸着しやすい吸着剤を吸着層５に混合することも可能である。このような施工法を用いることによって安全性はもちろんのこと経済的にも有利になると考えられる。
図５に建設残土１から流出する浸出水に含まれる汚染物質の濃度と、吸着層５から流出する浸出水に含まれる汚染物質の濃度の関係を表わす。図５に示す曲線Ａ−１は建設残土１から流出する汚染物質の濃度変化を表わす。曲線Ａ−２は吸着層５から流出する汚染物質の濃度変化を表わす。
【００１４】
建設残土１から流出する汚染物質の濃度は設置後、数１００年後にピークに達するのに対し、吸着層５から流出する汚染物質の濃度はそれより更に遅れ、数百年から千数百年後となる。更に、建設残土１から流出する汚染物質の濃度が環境基準値０．０１ｍｇ／リットルを超えていたとしても、数百年後乃至千数百年後に吸着層５から漏洩する汚染物質の濃度は基準値を超えないことになる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
トンネル工事等で排出される重金属等を含む岩盤掘削ずりの処分に活用される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明による建設残土処理施設の一実施例を説明するための断面図。
【図２】重金属等を含有する岩盤掘削ずりからの重金属等の溶出特性を予測した試験結果を表わすグラフ。
【図３】この発明に用いた吸着層から重金属等が漏洩する解析を行なうための入力条件を表わす図。
【図４】吸着層からの重金属等の漏洩量変化解析結果を表わすグラフ。
【図５】この発明による作用効果を説明するためのグラフ。
【図６】従来の技術を説明するための断面図。
【図７】従来の技術の他の例を説明するための断面図。
【符号の説明】
【００１７】
１    建設残土                                ４    不溶化処理した土壌
２    遮水シート                              ５    吸着層
３    覆土                                    ６    井戸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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