(57)【要約】      （修正有）【課題】砒素で汚染された土壌から砒素が溶出するのを低減する方法を提供する。【解決手段】生石灰及び／又は消石灰を、土壌に添加して混合する。また、これに更にポルトランドセメント、混合セメント、酸化マグネシウム及び石膏から選ばれる１種又は２種以上を併用して添加・混合する。生石灰の平均粒径は０．１〜２０ｍｍであり、消石灰の平均粒径は５〜１５０μｍであることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生石灰及び／又は消石灰を、土壌に添加して混合することを特徴とする土壌からの砒素の溶出低減方法。
【請求項２】
請求項１において、さらにポルトランドセメント、混合セメント、酸化マグネシウム及び石膏から選ばれる１種又は２種以上を添加して混合することを特徴とする土壌からの砒素の溶出低減方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、生石灰の平均粒径が０．１〜２０ｍｍであり、消石灰の平均粒径が５〜１５０μｍであることを特徴とする土壌からの砒素の溶出低減方法。
【請求項４】
請求項１〜３において、対象となる土壌が乾燥土壌１ｋｇ当たり砒素を５０ｍｇ以上含むことを特徴とする土壌からの砒素の溶出低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌からの砒素の溶出低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境管理についての意識が高まるにつれ、市街地の再開発や工場移転に伴う土質調査によって有害物質による土壌汚染が判明する機会が多くなった。汚染原因としては砒素等の第２種特定有害物質による土壌汚染件数は第１種特定有害物質（例えば揮発性有機化合物）及び第３種特定有害物質（例えば農薬）より多く、また、第２種特定有害物質の中でも砒素は汚染原因物質の上位３位に入るほど多い。かかる状況を反映して、平成１５年２月に土壌汚染対策法が施行され、土壌汚染について従来にも増して厳格な環境管理が要求されるようになったことに伴い、効率的かつ低コストな汚染土壌の処理方法が求められるようになった。
【０００３】
ここで、砒素による汚染土壌の処理方法は、浄化・除去又は不溶化・封じ込めに大別することができる。しかし、浄化・除去方法は、恒久的な処理方法ではあるが、浄化・除去施設まで汚染土壌を運搬しなければならない等、コスト高となり、また、廃棄物処分場など汚染土壌の受け入れのための最終施設が必要となる。一方、不溶化・封じ込め方法は、原位置（現場）に汚染物質が残存してしまうものの、コスト安であり、また土壌汚染対策法において基本となる処理方法として位置づけられている。
そして、砒素の不溶化・封じ込め方法としては、砒素を含有する土壌や焼却灰に対して、原位置でセメント系材料（例えば非特許文献１参照）又は３価鉄塩（例えば非特許文献２参照）を添加して混合する方法が知られている。
【非特許文献１】社団法人  セメント協会著「セメント系固化材による地盤改良マニュアル」第３版、２００３年９月３０日、ｐ．２１９−２２０
【非特許文献２】環境庁水質保全局著「土壌・地下水汚染にかかわる調査・対策指針及び運用基準」１９９９年、ｐ．６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、砒素を高濃度に含む汚染土壌に対しては、セメント系材料では砒素の環境基準値以下に溶出量を低減するのは困難であり、また３価鉄塩では土壌の固化のためにはセメント系材料と併用する場合が多いが、その場合において、ｐＨが比較的高くなると固定されていた砒素が鉄と反応し溶解性の高い砒酸鉄になって再溶解するという問題があった。特に、乾燥土壌１ｋｇ当たり砒素を５０ｍｇ以上含む汚染土壌については砒素の溶出量を環境基準値以下に低減することは事実上困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、生石灰及び／又は消石灰を、土壌に添加して混合するとことにより土壌からの砒素の溶出を低減できること、また、さらにポルトランドセメント、混合セメント、酸化マグネシウム及び石膏から選ばれる１種又は２種以上を、生石灰及び／又は消石灰と併用すると更に土壌からの砒素の溶出が低減できることを見出し、本発明を完成した。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、砒素を高濃度に含有する土壌に対しても、土壌からの砒素の溶出を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係る土壌からの砒素の溶出低減方法について詳しく説明する。
本発明において用いられる生石灰は、石灰石を仮焼して製造された、酸化カルシウムを主成分とするものであり、具体的にはＣａＯとＭｇＯが６０重量％以上含まれるものである。
また、生石灰の粒度は小さいほど汚染土壌との混合精度が良くなるため好ましいが、生石灰を原位置（現場）で用いる場合には、粒度が小さいほど固結するおそれがあって品質管理が難しくなる。従って、本発明においては、粒径加積曲線における通過質量百分率５０％の時の粒径（以下、「平均粒径」と定義する。）が０．１〜２０ｍｍの範囲にある生石灰が好ましい。
【０００８】
本発明において用いられる消石灰は、ＣａＯ換算で６０重量％以上含まれるものである。
また、消石灰の粒度は小さいほど汚染土壌との混合精度が良くなるため好ましいが、一方で、粒径が小さくなるほどコスト高となるから、消石灰の平均粒径は５〜１５０μｍが好ましい。
【０００９】
また、本発明では、土壌の固化強度を高めて砒素の溶出を更に低減させるために、ポルトランドセメント、混合セメント、酸化マグネシウム及び石膏から選ばれる１種又は２種以上を、生石灰及び／又は消石灰と併用することができる。本発明で用いるポルトランドセメント及び混合セメントは、JIS R 5210、JIS R5211、JIS R5212、JIS R5213に規定するものが使用できる。また、本発明で用いる酸化マグネシウムは、主として炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムを焼成して製造されるが、特に低温焼成品である軽焼マグネシウムは水和活性が高く好ましい。また、本発明で用いる石膏は、天然に地下資源として産出する天然石膏や各種工業製品を製造する際に副産物として生成する化学石膏のいずれも使用でき、例えば、天然無水石膏、天然半水石膏、天然二水石膏又は副産石膏（燐酸石膏、フッ酸石膏、排煙脱硫石膏、石膏ボード廃材又は石膏ボード用の半水石膏等）のいずれも使用できる。
【００１０】
本発明における生石灰、消石灰、ポルトランドセメント、混合セメント、酸化マグネシウム又は石膏の土壌への添加方法は、粉体又はスラリーいずれの添加でもよく、混合容易性を重視した場合は粉体で添加し、粉塵の発生抑制を考慮した場合はスラリーにした態様で添加する等、適宜選択できる。また、当該添加後の、土壌との混合方法は土壌の改良深さによって異なり、改良深さが２〜３ｍ程度まではスタビライザや特殊バックホウ等の混合機械を用いた原位置混合方式又はプラントで連続的に混合する事前混合方式が採用できる。一方、改良深さが３ｍ以上の場合には機械攪拌翼方式若しくは噴射攪拌方式を用いる深層混合処理工法又は柱列式若しくは等厚壁式を用いるソイルセメント地中連続壁工法がよい。なお、上記の各方式及び各工法は非特許文献１に記載された名称を用いた。
【００１１】
また、本発明で用いる石膏は、無水石膏、２水石膏、又は半水石膏等であり、その由来は天然石膏、各種副産石膏、石膏ボード廃材等を使用することができる。そして、軽焼マグネシアと石膏を併用する場合、予め混合しておくと作業性が向上して望ましい。また、石膏の添加量と一軸圧縮強度の関係は、使用する土壌の種類や性質によって大きく変化するため、事前に室内配合試験を実施することにより最適な石膏の添加量を決定しておくことが望ましい。
【実施例】
【００１２】
［実施例１］
含水率２９．５％の砒素で汚染された土壌１０００ｇに対し、平均粒径を０．１ｍｍ、３ｍｍ若しくは３０ｍｍに調整した生石灰５２．４ｇの粉体、又は平均粒径を６、７５、１５０ｍ若しくは５００μｍに調整した消石灰５２．４ｇの粉体を添加し、ホバートミキサで３分間混合して改良土壌を作製した。この改良土壌はビニール袋に入れて２０℃の恒温室にて湿空養生した。７日養生した後にビニール袋から改良土壌を取り出し、環境庁告示第４６号に準じて溶出試験を行い、土壌からの砒素の溶出量を測定した。この結果を表１に示す。
表１から分かるように、平均粒径が小さいほど砒素の溶出量が低減する。
【００１３】
【表１】
2005238193.tif 000002
【００１４】
［実施例２］
普通ポルトランドセメント、高炉Ｂ種セメント、一般軟弱土用固化材、生石灰、消石灰又は塩化第２鉄・６水和物にイオン交換水を重量比１：１で加えてスラリーを調整した。
次に、乾燥土壌１ｋｇ当たり砒素を１１３０ｍｇ含む土壌３２００ｇに対し、普通ポルトランドセメント、高炉Ｂ種セメント、一般軟弱土用固化材、生石灰又は消石灰のスラリーを固形分換算で１６７．５ｇ又は５０２．６ｇ添加し、また、塩化第２鉄・６水和物のスラリーは固形分換算で１６０ｇ又は３２０ｇ添加した。スラリーと土壌の混合はホバートミキサで３分間行った後φ５ｃｍ、高さ１０ｃｍの供試体を作製した。塩化第２鉄・６水和物は強度発現性がないため、ビニール袋に入れて保管した。混合後の改良土は材齢７日まで２０℃の恒温室内で湿空養生し、環境庁告示第４６号に準じて溶出試験を行った。その結果を表２に示す。
表２から分かるように、消石灰及び生石灰による砒素の溶出低減効果はその他の材より高く、しかも、消石灰又は生石灰を添加したすべての例で第２溶出量基準の０．３ｍｇ／ｌを満足した。
【００１５】
【表２】
2005238193.tif 000003
【００１６】
［実施例３］
含水率６７．２％の砒素で汚染された土壌１３００ｇに対し、普通ポルトランドセメント、高炉Ｂ種セメント、生石灰又は消石灰の粉体８２．２ｇを添加してホバートミキサで３分間混合した。次に、この改良土壌を型枠に入れて、JGS 0821「安定処理土の締固めをしない供試体作製」に準じて締固めを行い、φ５ｃｍ、高さ１０ｃｍの供試体を作製した。この供試体を２０℃の恒温室内で７日間湿空養生を行い、JIS A 1216「土の一軸圧縮試験方法」に準じて一軸圧縮試験を行った。この結果を表３に示す。
表３から分かるように、生石灰又は消石灰を土壌に添加しても、強度の発現はほとんどないが、普通ポルトランドセメントと併用すると強度が発現する。
【００１７】
【表３】
2005238193.tif 000004