(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水の通り道になっている砂礫層とその下の層であるシルト層とを含む地盤に掘られた穴に埋設された汚染土壌を複数のブロックに区分し、前記各ブロックの上下面を除いた外周側面を、前記汚染土壌の外周及び内部に構築された複数の遮水壁で包囲し、当該遮水壁のうち、前記汚染土壌の外周に位置する遮水壁は、前記ブロック内に前記汚染土壌の表面から地下水が通る砂礫層を貫通してシルト層まで達するように設けられ、
前記各ブロック内の前記汚染土壌を外部に搬出して不溶化処理を施した後、前記不溶化処理された汚染土壌を前記ブロック内に埋め戻す汚染土壌の浄化方法において、
前記ブロック内に前記汚染土壌の表面から地下水が通る砂礫層まで達する管部材を縦に布設し、当該布設により、管部材を地盤の表面より高い位置から砂礫層の中間部まで達するようにし、
一方の管部材から砂礫層内に注水し、他方の管部材から砂礫層内の水を排出することで、前記砂礫層に水を循環することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項２】
前記ブロック内の前記汚染土壌を外部に搬出した後、前記不溶化処理された汚染土壌を前記ブロック内に埋め戻す前に、前記遮水壁の内周側面及び底面に金属製の遮水構造物を配置することを特徴とする請求項１に記載した汚染土壌の浄化方法。
【請求項３】
前記各ブロックの上に屋根を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項４】
遮水壁のうち、前記汚染土壌の内部に構築され、遮水壁の内側を区分する遮水壁は、その下端部が、シルト層まで達するとともに複数の支持柱が間隔を空けて設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化方法。。
【請求項５】
前記砂礫層内に固化材を注入することを特徴とする請求項１〜４のいずれ
か１項に記載の汚染土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染土壌の浄化方法に係り、更に詳細には、不法投棄された産業廃棄物の廃棄場の浄化、遮水構造物や浸出液処理設備などを有しない処分場で土壌・地下水の汚染のおそれがある処分場の修復、汚染物質に含まれる有害物質の溶出のおそれがある地盤の修復などに好適な汚染土壌の浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土壌を汚染する物質としては、重金属、揮発性有機化合物、油類、難分解性有機物質などがあげられる。また、汚染土壌の恒久対策技術としては、原位置浄化（抽出、分解を含む）、掘削除去、原位置封じ込め、掘削除去後封じ込めの４つの方法が主として行われている。これらの恒久対策技術には、それぞれ対象とする汚染物質に対応した各種の方法がある。
【０００３】
本来、原位置浄化が好ましいが、不法投棄された産業廃棄物処分場にみられるような複合汚染土壌に対しては適用が難しい。また、掘削除去後封じ込めは、安価であるが、除去した廃棄物に揮発性有機化合物が含まれている場合には、その不揮発処理対策が必要であると共に、掘削現場に残留する揮発性有機化合物は、たとえシートによる遮蔽を施してもこれを通過してしまうという問題がある。
【０００４】
そのため従来は、主に掘削除去方法及び原位置封じ込め方法の２つの方法で汚染土壌の対策を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の掘削除去方法においては、廃棄物などを掘削して運搬した後、廃棄物をセメントなどで不溶化し、他の管理型処分場に投入するものであり、廃棄物に含まれる揮発性有機化合物が管理型処分場のシートを通過して、外部に漏出するおそれがあった。
【０００６】
また、原位置封じ込め方法では、複合型汚染土壌に適用できる技術として加熱溶融不溶化技術があるが、これは加熱溶融及びその冷却に非常に時間がかかるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、このような問題点を解決するためになされたものであり、有害物質の漏出を確実に防止できると共に、比較的短時間で汚染土壌を浄化することが可能な汚染土壌の浄化方法を提供することを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は汚染土壌の浄化方法であり、前述の技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明は、地下水の通り道になっている砂礫層とその下の層であるシルト層とを含む地盤に掘られた穴に埋設された汚染土壌を複数のブロックに区分し、前記各ブロックの上下面を除いた外周側面を、前記汚染土壌の外周及び内部に構築された複数の遮水壁で包囲し、当該遮水壁のうち、前記汚染土壌の外周に位置する遮水壁は、前記ブロック内に前記汚染土壌の表面から地下水が通る砂礫層を貫通してシルト層まで達するように設け、前記各ブロック内の前記汚染土壌を外部に搬出して不溶化処理を施した後、前記不溶化処理された汚染土壌を前記ブロック内に埋め戻す汚染土壌の浄化方法において、前記ブロック内に前記汚染土壌の表面から地下水が通る砂礫層まで達する管部材を縦に布設し、当該布設により、管部材を地盤の表面より高い位置から砂礫層の中間部まで達するようにし、一方の管部材から砂礫層内に注水し、他方の管部材から砂礫層内の水を排出することで、前記砂礫層に水を循環することを特徴とする。
【０００９】
本発明は、広範な汚染土壌を小さなブロックに分割し、各ブロックを遮水壁で包囲し、この遮水壁の中に不溶化した汚染土壌を封じ込めることにより、汚染土壌に含まれる有害物質が外部に漏出するのを防止するものである。このため、遮水壁としては、有害物質を透過しにくい材料、例えばソイルセメント柱を並列に多数並べたものを例示できる。
【００１０】
また、遮水壁をソイルセメントで形成した場合でも、汚染土壌に含まれる重金属や揮発性有機化合物などの有害物質が透過するおそれがある。そのため、本発明では、汚染土壌を搬出した後、遮水壁の内周側面及び底面に、例えば鋼鈑など金属製の遮水構造物を貼り付けることにより、汚染土壌から流出した重金属や揮発性有機化合物などの有害物質が外部に漏出するのを確実に防止できる。
【００１１】
更に、汚染土壌をブロックから搬出して真空吸引によって揮発性有機化合物を回収する。更に汚染土壌の下にある砂礫層に水を循環することにより、揮発性有機化合物や、重金属などの汚染物質を回収し、揮発性有機化合物や重金属などの汚染物質を外部に漏出するのを確実に防止できる。
【００１２】
また、砂礫層は、水分を排出した後、固化材で固化することにより、有害物質が再溶出するのを防止できる。
【００１３】
また、従来の加熱溶融不溶化技術のように、汚染土壌を加熱及び冷却する必要がないので、比較的短時間で作業を完了できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る汚染土壌の浄化方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
なお、本実施の形態では、本発明に係る汚染土壌の浄化方法を、例えば不法投棄されて管理されていない産業廃棄物１０（図１）の浄化に適用した場合について説明する。
【００１６】
図１は、不法投棄された産業廃棄物１０を示す。この産業廃棄物１０は、非常に広い範囲に亘って投棄されており、その容積は長さ３００ｍ、幅５０ｍ、深さ３０ｍ程度である。この産業廃棄物１０には、重金属、揮発性有機化合物、油類、難分解性有機物質などの有害物質が含まれている可能性が高い。
【００１７】
産業廃棄物１０は、砂礫と粘土の互層からなる地盤１１に掘られた穴１２内に埋められ、その表面は地盤１１と略同一になっている。産業廃棄物１０の下には砂礫層１３があり、更にその下にシルト層１４がある。砂礫層１３は地下水の通り道になっている。
【００１８】
産業廃棄物１０を浄化するときは、図２及び図３に示すように、まず産業廃棄物１０を複数のブロック１５ａ，１５ｂ・・・１５ｎに区分する。各ブロック１５ａ，１５・・・１５ｎの大きさは、作業能力などを考慮して適宜設定する。
【００１９】
次に、各ブロック１５ａ，１５ｂ・・・の上下面を除いた外周側面を、産業廃棄物１０の外周及び内部に構築した遮水壁１６，１７で包囲する。これらの遮水壁１６，１７は、例えば産業廃棄物１０の外周及び内部に適宜な大きさの丸穴を設け、この丸孔にＨ型鋼等芯材を挿入し、空隙部にセメントミルクを流し込んで形成した多数のソイルセメント柱を、一列に並べることによって形成できる。
【００２０】
遮水壁１６，１７のうち、産業廃棄物１０全体の外周を包囲する遮水壁１６は、産業廃棄物１０の表面より適宜な高さだけ高くしておき、後で屋根１９（図５）を取り付ける時に使用することができる。また、遮水壁１６の下端部は、砂礫層１３を貫通させてシルト層１４まで延出する。これによって、砂礫層１３内の水分が遮水壁１６の外側に流出するのを防止できる。
【００２１】
遮水壁１６の内側を区分する遮水壁１７は、図４に示すように、その上端が産業廃棄物１０の表面と略同一で、下端部が砂礫層１３に達している。また、遮水壁１７の下端部には、シルト層１４まで達する複数の支持柱１７ａが適宜な間隔を空けて設けられている。これらの支持柱１７ａは、ソイルセメント柱を一個おきに延ばすことによって設けることができる。
【００２２】
このように、複数の支持柱１７ａを間隔を空けて設けたのは、後述のように砂礫層１３内の水分を排出するとき、及び砂礫層１３内にセメントミルクを注入するときに、一回の段取りで作業を完了できるようにするためである。
【００２３】
このようにして遮水壁１６，１７を形成した後、図５に示すように、産業廃棄物１０全体を包囲する遮水壁１６の上部側に、屋根１９を取り付けることができる。これによって、天候に左右されず作業を行うことができる。
【００２４】
次に、図６に示すように、一個又は複数個、本実施形態では、両端の２個のブロック１５ａ，１５ｎ内の産業廃棄物１０を外部に搬出する。搬出した産業廃棄物１０は、未だ搬出されていない産業廃棄物１０の上に仮置きしておく。
【００２５】
産業廃棄物１０を搬出するときには、ブロック１５ａ，１５ｎ内に腹起こし２０及び切り梁２１によって山留め工を施し、遮水壁１６，１７が倒れるのを防止する。.
そして、ブロック１５ａ，１５ｎ内の産業廃棄物１０を完全に搬出した後、図７に示すように、空になったブロック１５ａ，１５ｎの底面と、内周側面、すなわち、遮水壁１６，１７の内周側面に、例えば鋼鈑など金属製の遮水構造物２２を貼り付けて遮水する。また、両端のブロック１５ａ，１５ｎには、地盤１１の表面より高い位置から砂礫層１３の中間部まで達する管部材２３ａ，２３ｂを縦に布設する。
【００２６】
一方、外部に搬出した産業廃棄物１０には、不溶化処理を施す（以下、不溶化土１０ａという）。この不溶化処理は、産業廃棄物１０に含まれる重金属が溶出するのを防止するものであり、例えば石灰などの不溶化剤２４をスタビライザー２５などで産業廃棄物１０に混合することによって行われる。不溶化剤２４の選定は、予め導入試験で行う。
【００２７】
次に、図８に示すように、一方の管部材２３ａから砂礫層１３内に注水すると共に、他方の管部材２３ｂから砂礫層１３内の水を排出することにより、砂礫層１３内に水を循環する。これによって、砂礫層１３内に残留していた揮発性有機化合物や重金属を回収する。この揮発性有機化合物及び重金属は、産業廃棄物１０から出るものである。排出された水には、活性炭等による清浄処理を施す。
【００２８】
また、外部に搬出され不溶化剤などを混合処理された土壌１０ａは、真空ポンプ３０で真空吸引を行い、揮発性有機化合物を回収する。そのため、不溶化剤２４としては、真空吸引を効果的に行なうことができるものを選定する必要がある。真空吸引中には、不溶化土１０ａにシートを被せることにより、回収効率を上げることができる。
【００２９】
このようにして、砂礫層１３及び不溶化土１０ａから揮発性有機化合物及び重金属などの有害物質を回収した後、図９に示すように、不溶化土１０ａを元のブロック１５ａ，１５ｎ内に埋め戻す。これによって、２個のブロック１５ａ，１５ｎ内の産業廃棄物１０，１０の浄化処理が終了する。
【００３０】
引き続き、図１０に示すように、残りのブロック１５ｂ，１５ｃ・・・内の産業廃棄物１０を、上述と同様の手順で浄化する。なお、図１０中の符号２６は、砂礫層１３から回収した揮発性有機化合物を清浄化するための処理装置である。
【００３１】
全てのブロック１５ａ〜１５ｎ内の産業廃棄物１０の浄化が終了した後、図１１に示すように、両端の管部材２３ａ，２３ｂを用いて、砂礫層１３内にセメントミルクなどの固化材２７を注入し、砂礫層１３を不溶化する。
【００３２】
これによって、砂礫層１３内の重金属を不溶化することができる。なお、砂礫層１３内の水を排出しないで、そのまま固化材２７を注入してもよい。また、セメントミルクの配合、セメントミルクに添加する不溶化剤の必要性などについて、予め導入試験で検討しておく必要がある。
【００３３】
次に、図１２に示すように、埋め戻された不溶化土１０ａ上に覆土２８を被せると共に、屋根１９など不要な設備を撤去する。そして、図１３に示すように、覆土２８上に草木２９などを植裁して公園にしたり、場合によっては屋根１９をそのまま残して、屋内施設として利用するなど、各種の跡地利用が可能になる。
【００３４】
このように、本発明によれば、汚染土壌としての産業廃棄物１０を複数のブロック１５ａ〜１５ｎに区分し、各ブロック１５ａ〜１５ｎをソイルセメント柱で形成された遮水壁１６，１７で包囲し、各ブロック１５ａ〜１５ｎ内の産業廃棄物１０を順次浄化して埋め戻すので、産業廃棄物１０が遮水壁１６，１７によって周辺地盤１１と仕切られて、産業廃棄物１０に含まれている有害物質を確実に封じ込めることができ、これにより、有害物質が外部に流出するのを防止できる。
【００３５】
また、産業廃棄物１０を外部に搬出して不溶化処理を施すと共に、各ブロック１５ａ〜１５ｎの内周側面及び底面に金属製の遮水構造物２２を貼り付けたので、従来用いられていたシートなどを透過する揮発性有機物や重金属などが産業廃棄物１０に含まれていたとしても、これらの揮発性有機化合物や重金属などの有害物質が、外部に漏出するのを防止できる。
【００３６】
また、砂礫層１３から揮発性有機化合物を回収すると共に、砂礫層１３内にセメントミルクなどの固化材２７を注入して不溶化するので、砂礫層１３内の水分と一緒に重金属などの有害物質が外部に漏出するのを確実に防止できる。
【００３７】
また、従来の加熱溶融不溶化技術のように、汚染土壌を加熱及び冷却する必要がないので、比較的短時間で作業を完了できる。
【００３８】
更に、各ブロック１５ａ〜１５ｎの上に屋根１９を設けた場合には、天候に影響されることなく浄化作業を行うことができ、これにより工期短縮が可能になる。また、産業廃棄物１０の外周を包囲する遮水壁１６を高くして、その上に屋根１９を取り付けたので、屋根１９を取り付けるための支柱などを別途設ける必要がなくなると共に、屋根１９の大きさを必要最小限に抑えることができる。
【００３９】
なお、鋼鈑など金属製の遮水構造物２２による揮発性有機化合物の遮蔽、砂礫層１３の注水及び排水による揮発性有機化合物及び重金属の回収、産業廃棄物などの汚染土壌を仮置きした上での真空吸引による揮発性有機化合物の回収は、実験により比較的簡単にできることを確認した。
【００４０】
また、上述の実施形態では、本発明を不法投棄された産業廃棄物１０を浄化する場合に適用したが、本発明は、これに限らず、底部にシートを敷いてあるだけで、土地及び地下水の汚染のおそれがある既設の最終処分場の修復、その他地盤内に埋められている汚染物質から有害物質が溶出するおそれがある各種の処分場の修復などに好適である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の汚染土壌の浄化方法によれば、広範な汚染土壌を比較的小さなブロックに分割し、各ブロックを遮水壁で包囲し、この遮水壁の中に不溶化した汚染土壌を封じ込めるので、汚染土壌から有害物質が漏出するのを防止することができる。
【００４２】
また、遮水壁の内周側面及び底面に、例えば鋼鈑など金属製の遮水構造物を貼り付けたので、汚染土壌から出た重金属や揮発性有機化合物などの有害物質が、外部に漏出するのを確実に防止できる。
【００４３】
更に、汚染土壌を搬出して真空吸引によって揮発性有機化合物を回収すると共に、汚染土壌の下にある砂礫層から水分を排出することにより、水分に含まれている揮発性有機化合物を回収するので、揮発性有機化合物が外部に漏出するのを確実に防止できる。
【００４４】
また、砂礫層の水分を排出した後、砂礫層内に固化材を注入して不溶化するので、砂礫層に残留する重金属が外部に漏出するのを防止できる。
【００４５】
また、従来の原位置封じ込め方法における加熱溶融不溶化技術のように、汚染土壌を加熱及び冷却する必要がないので、比較的短時間で作業を完了することができ、工期を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る汚染土壌の浄化方法を適用する産業廃棄物を示す図である。
【図２】本発明に係る遮水壁を示す図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図５（Ａ）は本発明に係る屋根を示す図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】本発明に係る産業廃棄物の搬出状態を示す図である。
【図７】本発明に係る産業廃棄物の揮発性有機化合物の回収方法を示す図である。
【図８】本発明に係る産業廃棄物の不溶化方法を示す図である。
【図９】本発明に係る不溶化土の埋め戻しを示す図である。
【図１０】本発明に係る汚染土壌の浄化方法を説明する図である。
【図１１】本発明に係る砂礫層の不溶化方法を示す図である。
【図１２】本発明に係る埋め戻された不溶化土の上に被せた覆土を示す図である。
【図１３】本発明に係る汚染土壌の浄化方法によって浄化した跡地の利用例を示す図である。
【符号の説明】
１０  産業廃棄物（汚染土壌）
１０ａ  不溶化土
１３  砂礫層
１５ａ〜１５ｎ  ブロック
１６，１７  遮水壁
１９  屋根
２２  遮水構造物
２３ａ，２３ｂ  管部材
２４  不溶化剤
２７  固化材
【図１】
0004632586.tif 000002
【図２】
0004632586.tif 000003
【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】
0004632586.tif 000008
【図８】
0004632586.tif 000009
【図９】
0004632586.tif 000010
【図１０】
0004632586.tif 000011
【図１１】
0004632586.tif 000012
【図１２】
0004632586.tif 000013
【図１３】
0004632586.tif 000014