(57)【要約】【課題】  土壌改良安定剤及び土壌改良安定化方法において、対象土壌によらず高い固化強度が長期にわたって安定して得られると共に、土壌に含まれる化学物質の汚染浄化を可能にすること。【解決手段】  汚染土壌に加えて土壌を改良して固化安定化させる土壌改良安定剤であって、珪藻土で構成される核とカーボン、フェライト及びゼオライトで構成される中間層と珪藻土及びゼオライトで構成される外層とからなる活性剤から、電磁波を受け取ることで活性化された、ミネラル、放線菌群、酵母、水を含む活性化液と、多孔質物質と、を少なくとも含んでいる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌に加えて土壌を改良して固化安定化させる土壌改良安定剤であって、
珪藻土で構成される核とカーボン、フェライト及びゼオライトで構成される中間層と珪藻土及びゼオライトで構成される外層とからなる活性剤から、電磁波を受け取ることで活性化された、ミネラル、放線菌群、酵母、水を含む活性化液と、
多孔質物質と、を少なくとも含んでいることを特徴とする土壌改良安定剤。
【請求項２】
請求項１に記載の土壌改良安定剤において、
前記多孔質物質として、フライアッシュ・スラッジ灰を使用することを特徴とする土壌改良安定剤。
【請求項３】
汚染土壌に土壌改良安定剤を加えて土壌を改良して固化安定化させる土壌改良安定化方法であって、
前記土壌安定化剤が、珪藻土で構成される核とカーボン、フェライト及びゼオライトで構成される中間層と珪藻土及びゼオライトで構成される外層とからなる活性剤から、電磁波を受け取ることで活性化された、ミネラル、放線菌群、酵母、水を含む活性化液と、
多孔質物質と、を少なくとも含んでいることを特徴とする土壌改良安定化方法。
【請求項４】
請求項３に記載の土壌改良安定化方法において、
前記多孔質物質として、フライアッシュ・スラッジ灰を使用することを特徴とする土壌改良安定化方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の土壌改良安定化方法において、
前記土壌改良安定剤を前記汚染土壌に噴霧又は散布することを特徴とする土壌改良安定化方法。
【請求項６】
請求項３又は４に記載の土壌改良安定化方法において、
前記土壌改良安定剤を加えた前記汚染土壌を攪拌することを特徴とする土壌改良安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌の土壌改良と共に固化安定化を図ることが可能な土壌改良安定剤及び土壌改良安定化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ヘドロや有機質土壌等の汚染土壌に対して土壌改良及び土壌固化を行うために土壌改良剤が用いられている。従来、土壌改良剤としてセメント系固化剤と石灰系固化剤との２種類が広く利用されている。例えば、特許文献１には、硬化阻止剤が投入され破砕されたセメント凝固物を土壌に混入させる土壌改良方法が提案されている。また、特許文献２には、石灰処理された浄水汚泥を原料とした土壌改良剤が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４２０８１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平７−８２５５７号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記セメント系固化剤は、その固化機構から対象土壌により固化反応が阻害される場合や、全く効果が得られない場合等があると共に、六価クロムが含まれる等の不都合がある。一方、上記石灰系固化剤は、セメント系固化剤に比べて適用範囲が広いが、その薬剤組織によって固化土壌から長期にわたりアルカリ成分の浸出があると共に、降雨により表面に固化剤が浮いて埃となり、風によって舞い上がってしまう不都合があった。さらに、セメント系固化剤及び石灰系固化剤は、共にｐＨの問題、施工中での発熱、臭気、施工後直ぐの作業性の問題、雨水等の浸透性、保水性、植生、さらに再利用の問題等、種々の問題があった。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、施工性に優れ対象土壌によらず高い固化強度が長期にわたって安定して得られると共に、土壌に含まれる化学物質の汚染浄化が可能な土壌改良安定剤及び土壌改良安定化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】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の土壌改良安定剤は、汚染土壌に加えて土壌を改良して固化安定化させる土壌改良安定剤であって、珪藻土で構成される核とカーボン、フェライト及びゼオライトで構成される中間層と珪藻土及びゼオライトで構成される外層とからなる活性剤から、電磁波を受け取ることで活性化された、ミネラル、放線菌群、酵母、水を含む活性化液と、多孔質物質と、を少なくとも含んでいることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の土壌改良安定化方法は、汚染土壌に土壌改良安定剤を加えて土壌を改良して固化安定化させる土壌改良安定化方法であって、前記土壌安定化剤が、珪藻土で構成される核とカーボン、フェライト及びゼオライトで構成される中間層と珪藻土及びゼオライトで構成される外層とからなる活性剤から、電磁波を受け取ることで活性化された、ミネラル、放線菌群、酵母、水を含む活性化液と、多孔質物質と、を少なくとも含んでいることを特徴とする。
【０００８】
これらの土壌改良安定剤及び土壌改良安定化方法では、上記成分の活性化液と、上記多孔質物質と、を少なくとも含んだ土壌改良安定剤を汚染土壌に加えることで、多孔質物質の物理的吸水作用、水作用によって起こる化学反応及びポラゾン反応によって透水性及び保水性を維持して汚染土壌の固化を迅速に促進すると共に、汚染土壌中の臭気等を吸着することができる。さらに、多孔質物質により効果的に吸着された汚染土壌中のカドミウム等の汚染化学物質を、活性化液によって分解することができ、活性化液と多孔質物質との相乗効果によって高い土壌改良安定化効果を得ることができる。
【０００９】
また、本発明の土壌改良安定剤は、前記多孔質物質として、フライアッシュ・スラッジ灰（パルプ灰・石炭灰・ペーパースラッジ灰）を使用することを特徴とする。
また、本発明の土壌改良安定化方法は、前記多孔質物質として、フライアッシュ・スラッジ灰（パルプ灰・石炭灰・ペーパースラッジ灰）を使用することを特徴とする。
【００１０】
これらの土壌改良安定剤及び土壌改良安定化方法では、多孔質物質として、高温燃焼による繊細な無機質の生成物であるフライアッシュ・スラッジ灰を使用するので、粒子の空隙率が高く、有機物、無機物に対する高い吸着性能を発揮することができる。したがって、有機物、無機物に対する吸着性能により、汚泥等の汚染土壌中に存在する臭気・悪臭成分（硫化水素、有機物の嫌気性条件で分解成分する揮発性有機酸、低級アミン類、アンモニア等）を吸着し、さらに高い吸水性とその後に続く物理化学反応で生成する水和物の作用で、吸着物の再溶出を防ぐことができる。なお、この作用は、有機物に限らず、無機重金属類の溶存有害物質に対しても同時に進行する固化の過程で現れる物理化学反応によって、同様に封じ込めを行うことができる。
【００１１】
また、本発明の土壌改良安定化方法は、前記土壌改良安定剤を前記汚染土壌に噴霧又は散布することを特徴とする。すなわち、この土壌改良安定化方法では、土壌改良安定剤を汚染土壌に噴霧又は散布することにより、容易に汚染土壌に土壌改良安定剤を加えることができ、施工費用を低コストに抑えることが可能である。
【００１２】
また、本発明の土壌改良安定化方法は、前記土壌改良安定剤を加えた前記汚染土壌を攪拌することを特徴とする。すなわち、この土壌改良安定化方法では、土壌改良安定剤と汚染土壌とを攪拌することにより、汚染土壌中に万遍なく土壌改良安定剤を加えることができ、全体的に安定してばらつきの少ない固化強度及び汚染浄化作用を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る土壌改良安定剤及び土壌改良安定化方法によれば、上記成分の活性化液と、上記多孔質物質と、を少なくとも含んだ土壌改良安定剤を汚染土壌に加えることで、多孔質物質による汚染土壌の固化及び汚染化学物質の吸着と、活性化液による吸着汚染化学物質の分解作用と、の相乗効果で、高い土壌改良安定化効果を得ることができる。したがって、高い固化強度による支持力で、雨・水等により土壌の流出が防止されると共に、施工性に優れ、浄化土壌によって植生にも適した土壌環境を得ることができる。このように、本発明の土壌改良安定剤を汚染土壌に添加するだけで、特殊な施工手段等を用いずに低コストで良好な土壌固化及び土壌浄化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る土壌改良安定剤及び土壌改良安定化方法の一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。
【００１５】
本実施形態の土壌改良安定剤は、汚染土壌に加えて土壌を改良して固化安定化させる土壌改良安定剤であって、菌類及び微生物を含んだ水と畜尿とを混合した混合液に、珪藻土で構成される核とカーボン、フェライト及びゼオライトで構成される中間層と珪藻土及びゼオライトで構成される外層とからなる活性剤を混入して培養ないし精製されたミネラル、放線菌群、酵母、水を含む活性化液に、さらに珪藻土、貝殻の粉末、活性炭、消石炭、ひる石、パーライト、フライアッシュ・スラッシュ灰のいずれか１つ以上からなる多孔質物質を混入して構成されている。
【００１６】
上記菌類としては、土着菌及び通性嫌気性菌が好ましく、土着菌としては、特に、土壌、池の泥等にいる菌や乳酸菌が適切である。また、通性嫌気性菌としては、特に、放線菌、光合成細菌、乳酸菌、糸状菌、酵母類のバクテリア等が適切である。
上記活性剤は、カーボン、珪藻土、フェライト及びゼオライトからなる成型物又は珪藻土から成る成形物を、１５０〜２５０℃で１０〜２０時間一次焼成したものである。この成形物は、板、球、その他の任意の形状とすることができるが、通常は球が採用される。なお、球の場合は、核と、一層以上の中間層と、多孔質外層と、から構成されている。
【００１７】
上記中間層に混合されているフェライトは、天然の堆積作用によるマグネタイト（ＦＥ３Ｏ４）とマグヘマイト（γ−ＦＥ２Ｏ３）である。
上記活性剤は、超短波（１０４Ｈｚ）〜Ｘ線（１０１９Ｈｚ）、特に６０〜２００ＭＨｚの電磁波を吸収することで、位相の揃った干渉性の良い電磁波を放射し、４〜１０μｍの波長の遠赤外線を放射すると共に、ミネラル成分の溶出及び不純物の吸着によって、水分子のクラスターを小さくする。
【００１８】
次に、本発明の土壌改良安定剤の製造方法について、図１を参照して説明する。
【００１９】
＜活性化液精製工程＞
上記活性化液の精製工程について以下に説明する。
まず、原料槽にて原料液の成分（タンパク質、セルロース、糖蜜、澱粉、炭水化物、動植物油脂及び動物尿（牛、馬、豚、鶏等の尿））の少なくとも１種以上のもの、市販のミネラル液、微生物）を混合攪拌する（ステップＳ１）。
攪拌された原料液を第１反応槽に注ぎ、その中にその地域の土着菌と、通性嫌気性菌と、活性剤と、を入れた状態で、２０〜３０日間エアレーションを行う（ステップＳ２）。
【００２０】
この状態で、第１反応槽内でその地域の土着菌によって微生物が増殖し、さらにミネラルによって微生物が活性化される。この際、その地域の土着菌によって、その地域の微生物が特に活性化、増殖される。また、通性嫌気性菌を混入させることで、微生物群がより強化される。さらに、活性剤によってミネラル効果を持続させ、水と微生物菌の安定化を図る上で空間エネルギーを電磁波として吸収し放射するため、高エネルギーの混合液が残る。なお、反応槽内の混合液は、ｐＨが８．４とされる。
【００２１】
この後、混合液を第２反応槽に移し、２０〜３０日間馴染ませる。この第２反応槽には、第１反応槽で入れた土着菌及び通性嫌気性菌を入れていない。この際、ミネラル、土着菌及び活性剤と生成する有機酸とによって、一般細菌は減少し、糸状菌群が増大する。さらに、この混合液を第３反応槽に移し、１５〜３０日間馴染ませる。この際、その地域の土着菌群である放射菌及び酵母菌が増殖して、糸状菌はほとんど存在しなくなる。さらに、混合液は、これら菌群と水とに活性剤からの電磁波としての波動エネルギーを十分に受け取り、著しく活性化されて活性化液となる。この活性化液は、ミネラル、放線菌群、酵母、水から成り、空間エネルギーを十分吸収した状態となっている。なお、この活性化液は、ｐＨが９．１とされる。
【００２２】
なお、上記活性化液自体は、既に農業分野で周知のものであると共に、上記活性剤自体も既に周知のものである。本実施形態では、活性化液として「コクブ式  生命活性化液  システム」で使用のもの（國分農場有限会社製）を用いている。また、活性剤として商品名「みね丸くん」（國分農場有限会社製）を使用している。この「みね丸くん」は、無水珪酸（５５％）、アルミニウム（１３％）、酸化鉄（４．１％）、カルシウム（３．６％）、マグネシウム（１．６％）及び硫黄等の種々の物質を主成分とするものであり、活性化液内にこれらの物質が溶出して含有される。
【００２３】
＜多孔質物質混入工程＞
次に、混入槽内で上記活性化液に多孔質物質を混入する（ステップＳ３）。上記多孔質物質は、珪藻土、貝殻の粉末、活性炭、消石灰、ひる石、パーライト、フライアッシュ・スラッシュ灰のいずれか１つ以上が採用される。特に、本実施形態では、多孔質物質として粉体であるフライアッシュ・スラッシュ灰（パルプ灰・石炭灰・ペーパースラッジ灰）を用いている。そして、本実施形態では、活性化液２０ｋｇに対してフライアッシュ・スラッシュ灰１０００ｋｇを混入させている。
【００２４】
このようにして、本実施形態の土壌改良安定剤が作製される。なお、使用に際して、土壌改良安定剤を液状のまま使用してもよいし、粉体化して使用してもよい。また、この土壌改良安定剤は、比重が小さく、セメント系固化剤に比べて土壌改良安定剤自体及び処理後土壌の輸送コスト面で利点を有している。
【００２５】
次に、本発明の土壌改良安定化方法について、図２及び図３を参照して説明する。
【００２６】
まず、上記土壌改良安定剤を、図２に示すように、汚染土壌上に直接噴霧又は散布する（ステップＳ１１）。すなわち、土壌改良安定剤が液状の場合、噴霧器等を用いて土壌改良対象である汚染土壌上に噴霧する。また、土壌改良安定剤が粉体の場合、トラクター等の重機を用いて土壌改良対象である汚染土壌上に散布する。
次に、土壌改良安定剤が噴霧又は散布された汚染土壌を、トラクターやショベルカー等の重機等により攪拌する（ステップＳ１２）。例えば、深さ３０〜４０ｃｍ程までの汚染土壌を攪拌する。なお、手押し耕運機等で攪拌作業を行っても構わない。
【００２７】
土壌改良安定剤の添加（噴霧・散布）及び攪拌が行われると、図３の（ａ）に示すように、安定土粒子１、不良土粒子２及び汚染土粒子（汚染物質）３が混ぜ合わされた状態となり、多孔質物質であるフライアッシュ・スラッジ灰による吸着吸収反応、イオン交換反応、触媒分解反応等の物理化学反応が起こる。また、図３の（ｂ）に示すように、フライアッシュ・スラッジ灰が吸収含有した水和化合物（水和化鉱物）により水和反応が起こり、針鉄結晶のエトリンガイド４が生成され、吸着した物質の固定不溶化が行われる。なお、この図において、符号５は改良土粒子、６は浄化土粒子である。
【００２８】
このエトリンガイド４の生成は、土質の含水比を低下させる等の働きがあり、フライアッシュ・スラッジ灰及び土壌粒子に妨げられることなく進む。また、このエトリンガイド４は、針状結晶であり、フライアッシュ・スラッジ灰と土壌粒子とを包囲しながら土壌を迅速に固化していく。
なお、従来のセメント系固化剤や石灰系固化剤では、施工中に発熱を伴うが、本実施形態の施工時には発熱は生じない。
【００２９】
さらに、上記エトリンガイド４が土壌粒子中のポラゾン物質（水和反応で生じた水和物や土壌中の鉱物）とのポラゾン反応によって強固な地盤を形成すると共に、透水性及び保水性の優れた安定土化が図られる。また、施工初期の段階でも、土壌粒子を内包する形及び土壌粒子そのものが土壌改良安定剤の各種成分と微妙に反応しながら、エトリンガイド４の生成に関わっていく。そのため、施工時の早期強化性に優れている。さらに、反応終了は、従前の土壌粒子サイズではなく、土壌粒子をエトリンガイド４が包囲する状態で長期にわたって存在するため、外部から加えられる継続的な圧力を経ても安定した強度を得ることができる。
【００３０】
次に、攪拌された汚染土壌を、ローラー等により転圧して整地することで、本実施形態の土壌改良安定化処理が終了する（ステップＳ１３）。なお、転圧の強度により締め固めの強度調整が可能である。これにより、平板載荷試験で２３ｋｇｆ／ｍ２以上、ＣＢＲ試験で８０以上の支持力を得ることができる。
【００３１】
このように処理された汚染土壌は、雨が降っても透水性が良く水はけに優れていると共に、高い表面強度を有し、車両等のタイヤ跡が付かず、土壌表面が削れることもない。また、降雨等により、ぬかるんだり、乾燥してほこりが立つことがない。さらに、汚染土壌中の汚染物質が浄化されて無害処理土となっている。
【００３２】
例えば、上記土壌改良安定化処理により、含まれるカルシウムは、０．２５ｍｇ／ｌから２０５ｍｇ／ｌに増大すると共に、カドニウムは、１．８１ｍｇ／ｌから０．００３ｍｇ／ｌ未満へと大幅に減少する。このように、土壌中のミネラルが増え、有害物質のカドミウムが酸化還元分解されて激減する。
このため、土壌改良安定化処理された汚染土壌を安全に緑化・植生することができる。このような改良処理された土壌の水浸透性機能を活かして、改良土壌をグラウンド・スポーツ施設等に利用したり、遊歩道や道路等の舗装に利用することができる。
【００３３】
なお、上記攪拌を行うことが好ましいが、上記土壌改良安定剤を、汚染土壌上に直接噴霧又は散布しておくだけでも、土壌改良安定化を図ることができる。この場合、土壌改良安定剤を汚染土壌に噴霧又は散布するだけなので、容易に汚染土壌に土壌改良安定剤を加えることができ、施工費用を低コストに抑えることが可能である。
なお、上述したように土壌改良安定剤を加えた汚染土壌を攪拌することにより、汚染土壌中に万遍なく土壌改良安定剤を加えることができ、全体的に安定してばらつきの少ない固化強度及び汚染浄化作用を得ることができる。
【００３４】
このように本実施形態では、上記成分の活性化液と上記多孔質物質とを含んだ土壌改良安定剤を汚染土壌に加えることで、多孔質物質の物理的吸水作用、水作用によって起こる化学反応及びポラゾン反応によって透水性及び保水性を維持して汚染土壌の固化を迅速に促進すると共に、汚染土壌中の臭気等を吸着することができる。さらに、多孔質物質により効果的に吸着された汚染土壌中のカドミウム等の汚染化学物質を、活性化液によって分解することができ、高い土壌改良効果を得ることができる。
【００３５】
また、多孔質物質として、高温燃焼による繊細な無機質の生成物であるフライアッシュ・スラッジ灰を使用するので、粒子の空隙率が高く、有機物、無機物に対する高い吸着性能を発揮することができる。したがって、有機物、無機物に対する吸着性能により、汚泥等の汚染土壌中に存在する臭気・悪臭成分（硫化水素、有機物の嫌気性条件で分解成分する揮発性有機酸、低級アミン類、アンモニア等）を吸着し、さらに高い吸水性とその後に続く物理化学反応で生成する水和物の作用で、吸着物の再溶出を防ぐことができる。
【００３６】
なお、この作用は、有機物に限らず、無機重金属類の溶存有害物質に対しても同時に進行する固化の過程で現れる物理化学反応によって、同様に封じ込めを行うことができる。
このように、本実施形態によれば、対象土壌によらず高い固化強度が長期にわたって安定して得られると共に、土壌に含まれる化学物質の汚染浄化が可能になる。
【００３７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る一実施形態の土壌改良安定剤及び土壌改良安定化方法において、土壌改良安定剤の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係る一実施形態の土壌改良安定剤及び土壌改良安定化方法において、土壌改良安定化方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る一実施形態の土壌改良安定剤及び土壌改良安定化方法において、土壌改良安定剤における反応機構を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…安定土粒子、２…不良土粒子、３…汚染土粒子、４…エトリンガイド、５…改良土粒子、６…浄化土粒子、Ｓ１…混合攪拌工程、Ｓ２…活性化処理工程、Ｓ３…多孔質物質混入工程、Ｓ１１…噴霧又は散布工程、Ｓ１２…土壌攪拌工程、Ｓ１３…転圧・整地工程
【図１】
2007084729.tif 000003
【図２】
2007084729.tif 000004
【図３】
2007084729.tif 000005