(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砒素を含む掘削土の処理方法であって、
前記掘削土と酸性の鉄塩とを混合して砒酸鉄を形成させる工程と、
前記砒酸鉄を含有する酸性の掘削土に珪酸アルカリ金属塩を混合することで、前記掘削土のｐＨが７〜９の範囲内になるまで中和しつつ固化させる工程と、
を有することを特徴とする砒素を含む掘削土の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記鉄塩として、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄のうち一種以上を用いることを特徴とする砒素を含む掘削土の処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記珪酸アルカリ金属塩として、珪酸ソーダ、カリウム水ガラス、シリカゾル、リチウム水ガラス、粉末珪酸ソーダ、粉末珪酸カリウムのうち一種以上を用いることを特徴とする砒素を含む掘削土の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砒素を含む掘削土の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
砒素は、環境汚染の原因物質であることから、砒素を含む掘削土については、砒素の不溶化処理を行って、砒素の溶出量を所定の基準値以下、具体的には、「土壌の汚染に係る環境基準について」（環境庁告示第４６号：平成３年８月２３日）による検液が０．０１０ｍｇ／Ｌ以下となるようにしておく必要がある。
【０００３】
また、掘削土は、一般的に強度が低い（コーン指数が２００ｋＮ／ｍ２未満）ため、トラックなどに山積みすることが困難であることから、そのままの状態では、一般残土としてこれを搬出することが認められていない。従って、砒素を含む掘削土を搬出して処理するためには、当該掘削土の固化処理を行って、掘削土の強度を所定の基準値（具体的には、コーン指数が２００ｋＮ／ｍ２）以上となるようにしておく必要もある。
【０００４】
そこで、従来より、砒素を含む掘削土の処理方法として、砒素の不溶化処理を行うとともに、掘削土の固化処理を行う技術が知られており、例えば、砒素を含む掘削土に、鉄塩を添加して、砒素の不溶化処理を行うとともに、セメント系固化材、石灰系固化材、マグネシア系固化材から選ばれる一種以上の固化材を添加して、掘削土の固化処理を行う技術が知られている（下記特許文献１の段落［００１０］等参照）。さらに、これに関連する技術として、砒素の不溶化剤である鉄塩と、固化材である酸化マグネシウム及び珪酸アルカリ金属塩と、を含有する薬剤が知られている（下記特許文献２参照）。また、これに関連する技術として、石膏系の中性固化材を用いる技術も知られている。
【特許文献１】特開２００６−１６７５２４号公報
【特許文献２】特開２００７−３０２８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術の如く、固化材として、セメント系固化材、石灰系固化材、マグネシア系固化材を用いた場合には、砒素を不溶化し、掘削土を固化することは可能であるものの、処理後の掘削土が強アルカリ性（具体的には、ｐＨ＞９）を示すこととなるため、例えば、処理後の掘削土の利用が制限されるなどの問題が生じてしまう。また、処理後の掘削土について、別途、中和処理を行う場合には、コストの増加を招いてしまう。
【０００６】
さらに、上記関連技術の如く、鉄塩と、酸化マグネシウム及び珪酸アルカリ金属塩と、を含有する薬剤を用いた場合には、砒素が十分に不溶化する前に、掘削土が固化してしまう。そのため、薬剤と掘削土とが均一に混合されず、処理後の掘削土について、砒素の溶出量を測定すると、その溶出量が所定の基準値を超えることもある。
【０００７】
また、上記関連技術の如く、石膏系の中性固化材を用いた場合には、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すことになるものの、その強度発現性が低く、掘削土の固化処理が不十分となり（具体的には、１時間後のコーン指数が２００ｋＮ／ｍ２未満）、処理後の掘削土が一般残土として搬出し得る強度になるまで、時間がかかる。そのため、ストックヤードが必要になってしまうなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理の双方を十分に行うとともに、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなるような砒素を含む掘削土の処理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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、砒素を含む掘削土の処理方法であって、前記掘削土と酸性の鉄塩とを混合して砒酸鉄を形成させる工程と、前記砒酸鉄を含有する酸性の掘削土に珪酸アルカリ金属塩を混合することで、前記掘削土のｐＨが７〜９の範囲内になるまで中和しつつ固化させる工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の如く、砒素を含む掘削土と鉄塩とを混合させると、この掘削土に含まれる砒素と鉄塩由来の鉄イオンとが反応して難溶性の砒酸鉄が形成されるので、掘削土に含まれる砒素が不溶化されることとなる。続いて、この掘削土と珪酸アルカリ金属塩とを混合させると、珪酸アルカリ金属塩と、掘削土に残存する鉄イオン及び水素イオンとが反応して、珪酸がゲル化若しくは固化し、掘削土が固化されることとなる。
【００１１】
とりわけ、本発明の如く、砒素の不溶化剤として、鉄塩を用いるとともに、掘削土の固化材として、珪酸アルカリ金属塩を用いた場合には、砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理の双方を十分に行うことが可能となる。しかも、処理後の掘削土は、弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなるので、別途、中和処理を行う必要はない。
【００１２】
本発明において、珪酸アルカリ金属塩は、アルカリ性を示すので、処理後の掘削土のｐＨをより中性付近にするためには、鉄塩として、酸性の鉄塩を用いることが好ましく、具体的には、鉄塩として、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄などを用いることとする。また、本発明に用いる珪酸アルカリ金属塩としては、例えば、珪酸ソーダ、カリウム水ガラス、シリカゾル、リチウム水ガラス、粉末珪酸ソーダ、粉末珪酸カリウムなどが挙げられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の砒素を含む掘削土の処理方法によれば、砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理の双方を十分に行うことが可能となり、しかも、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行ったところ、砒素を含む掘削土の処理方法として、砒素を含む掘削土と鉄塩とを混合させる工程と、該工程を経た掘削土と珪酸アルカリ金属塩とを混合させる工程と、を有するものを案出した。そして、次の確認試験によりその効果を確認し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本発明者らは、本発明の確認試験として、まず、砒素含有土砂を２ｍｍ以下に解砕し、その砒素含有土砂（以下「原土」という。）に、硫酸第二鉄（１１％；商品名「ポリテツ」）又は塩化第二鉄（３９％；商品名「塩化第二鉄液４２度）を添加してこれらを混合した。続いて、その混合物に珪酸ソーダ（ＪＩＳ．Ｋ１４０８）を添加してこれらを混合することにより、試料土を作製した。
【００１６】
次に、本発明者らは、試料土（含水比３０％；１，８５０ｇ）について、砒素の溶出試験（ＪＩＳ．Ｋ．０１０２．６１．１の吸光光度法；前述した環境庁告示第４６号参照）を実施して、砒素の不溶化処理が十分に行われるか否か、具体的には、砒素の溶出量が環境基準値０．０１０ｍｇ／Ｌ以下となるか否かを確認した。
【００１７】
また、本発明者らは、試料土について、当該試料土を作製してから１時間後のコーン貫入試験（ＪＩＳ．Ａ．１２２８．２０００）を実施して、掘削土の固化処理が十分に行われるか否か、具体的には、試料土のコーン指数が２００ｋＮ／ｍ２以上となるか否かを確認した。
【００１８】
さらに、本発明者らは、試料土のｐＨを測定し、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなるか否か、具体的には、試料土のｐＨが７〜９以下となるか否かを確認した。また、比較対照として、原土についても試料土と同様の試験を実施した。
【００１９】
これらの確認試験の結果を表１に示す。
【表１】
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【００２０】
表１に示す通り、原土の場合（すなわち、本発明の処理を行わなかった場合）には、砒素の溶出量が０．０１５ｍｇ／Ｌ（＞環境基準値０．０１０ｍｇ／Ｌ）となり、コーン指数が１３９ｋＮ／ｍ２（＜基準値２００ｋＮ／ｍ２）となった。なお、原土のｐＨは、７．３６であった。
【００２１】
これに対し、試料土の場合（すなわち、本発明の処理を行った場合）には、鉄塩として、硫酸第二鉄を用いたケース、及び塩化第二鉄を用いたケースのいずれのケースにおいても、砒素の溶出量が環境基準値０．０１０ｍｇ／Ｌ以下となり、また、コーン指数が２００ｋＮ／ｍ２以上となった。しかも、ｐＨが９以下となり、弱アルカリ性を示した。
【００２２】
以上の確認試験の結果により、本発明によれば、砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理の双方を十分に行うことが可能となり、しかも、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すことになるといえる。