(57)【要約】      （修正有）【課題】土壌や焼却灰などに含まれる重金属などの有害物質を、安価に確実に無害化することができ、酸性雨による有害物質の再溶出のリスクがなく、無害化した土壌や焼却灰を安全にリサイクル利用することのできる、有害物質の不溶化剤を提供する。【解決手段】有害物質の不溶化剤は、酸化マグネシウムと珪酸アルカリ金属塩とを含有する。好ましくは、酸化マグネシウム１００質量部に対して２〜１００質量部の珪酸アルカリ金属塩を含有し、酸化マグネシウムが仮焼マグネシア、珪酸アルカリ金属塩が水ガラス，カリウム水ガラス，リチウム水ガラス，粉末珪酸ソーダ，粉末珪酸カリウムから選択される１種以上からなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化マグネシウムと珪酸アルカリ金属塩とを含有することを特徴とする有害物質の不溶化剤。
【請求項２】
酸化マグネシウム１００質量部に対して２〜１００質量部の珪酸アルカリ金属塩を含有することを特徴とする請求項１記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項３】
酸化マグネシウムが仮焼マグネシアであることを特徴とする請求項１又は２記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項４】
珪酸アルカリ金属塩が水ガラス，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，粉末珪酸カリウムから選択される１種以上からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項５】
さらに無機硫酸化合物又は無機炭酸化合物を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項６】
酸化マグネシウム１００質量部に対して１００質量部以下の無機硫酸化合物又は無機炭酸化合物を含有することを特徴とする請求項５記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項７】
無機硫酸化合物が明礬石，鉄明礬石，硫酸鉄，硫酸アルミニウム，硫酸マグネシウム，硫酸カルシウム（石こう）から選択される１種以上からなることを特徴とする請求項５又は６記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項８】
無機炭酸化合物が炭酸カルシウム（石灰石），炭酸マグネシウム（マグネサイト），ドロマイト，炭酸ナトリウム，炭酸水素ナトリウムから選択される１種以上からなることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項９】
さらに還元剤を含有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項１０】
酸化マグネシウム１００質量部に対して１００質量部以下の還元剤を含有することを特徴とする請求項９記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項１１】
還元剤が二価の硫酸鉄，塩化鉄，水酸化鉄，金属鉄粉，硫化ナトリウム，亜硫酸ナトリウム，亜硫酸水素ナトリウムから選択される１種以上からなることを特徴とする請求項１０又は１１記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項１２】
さらに吸着剤を含有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項１３】
酸化マグネシウム１００質量部に対して１００質量部以下の吸着剤を含有することを特徴とする請求項１２記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項１４】
吸着剤がゼオライト，アロフェン，イモゴライト，ハイドロタルサイト，活性炭，木炭，重金属用キレート剤，酸化鉄，塩化鉄から選択される１種以上からなることを特徴とする請求項１２又は１３記載の有害物質の不溶化剤。
【請求項１５】
１０質量％以下の添加割合で被処理物と混練したときのｐＨが１１．５以下であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項記載の有害物質の不溶化剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌、焼却灰等に含まれる有害物質を不溶化するための有害物質の不溶化剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌汚染は世界的に深刻な環境問題となっている。我が国においては、土壌汚染が判明した土地の件数が平成８年度から飛躍的に増加し、現在、約３２万箇所の土地で土壌汚染が発生していると推定されている。また、海外における土壌汚染の状況は、米国で５０万箇所、ヨーロッパにおいてはフランスで７０万箇所、ドイツで３０万箇所と推定されている。さらに、アジア地域では近年の急速な工業化により、土壌汚染を含む環境面での様々な問題が複合的に発生しているといわれている。
【０００３】
環境省発表の「平成１５年度土壌汚染調査・対策事例及び対応状況に関する調査結果の概要」によると、平成１６年３月３１日までに都道府県等が把握した土壌汚染調査結果では、総事例４，８１２件中、超過事例が１，４５８件と全体の３０％にも及んでおり、我が国の深刻な土壌汚染の現状が明らかになっている。判明した土壌汚染原因の内訳は、超過事例のうち、重金属等超過事例が６０％、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）超過事例が２８％、複合汚染超過事例が１２％となっており、重金属等が汚染原因となっている割合が非常に高い。また重金属等の汚染原因物質は砒素、鉛、六価クロムの順になっている。このような背景の中、我が国では平成１５年に土壌汚染対策法が施行され、直接摂取によるリスク、地下水等の摂取によるリスクの回避に重点をおいた対策が示され、土壌汚染対策法の厳しい環境基準に対応できるような、抜本的な対策技術の確立が求められている。
【０００４】
一方、石炭火力発電により発生する大量の石炭灰の処理やリサイクル利用の促進も重要な課題となっている。
【０００５】
石炭灰の具体的な有効利用の用途としては、セメント原料及び土木・建築分野での利用が９０％を占めている。石炭灰ハンドブック（日本フライアッシュ協会編）によれば、石炭灰は基本的には重金属の溶出はないが、一部には土壌環境基準を超える六価クロム，ヒ素などの溶出を生ずるものが存在している。石炭灰は、路盤材，軽量裏込材など建設分野での応用範囲が広いため、安価で確実な有害物質の不溶化技術が確立されれば、さらに、そのリサイクル利用を推進することができると考えられる。
【０００６】
ところで、重金属等の有害物で汚染された土壌を処理するための従来の技術としては、処理コストの問題により、置き換え法，土壌洗浄，遮蔽，有害物の不溶化処理が一般的である。これらの技術の中で、有害物の不溶化処理においては、セメント系の不溶化剤を用いることが一般的に行われており、セメントと不溶化剤を用いる方法（例えば、特許文献１を参照）や、還元剤，凝集剤などを用いる方法が知られている。
【特許文献１】特開２００４−３１３８１７号公報
【特許文献２】特開２００５−１６９３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、セメントは、セメント自体が含有する六価クロムが溶出する虞があるほか、鉛，ヒ素などの両性金属に対する不溶化効果が小さく、また、セメント系の不溶化剤を用いた処理土壌は高ｐＨとなるため、生物，環境へ悪影響を及ぼす虞があるなど、種々の問題点が指摘されている。さらに、セメント系の不溶化剤を用いた不溶化処理では、ヒ素，ホウ素，フッ素などの陰イオン型の有害物質の不溶化が困難であるといわれている。
【０００８】
さらには、近年の新たな環境問題となっている酸性雨により土壌が酸性化し、セメント系の不溶化処理を行った汚染土壌から有害物質が再溶出するという新たなリスクが顕在化してきている。
【０００９】
また、土壌や焼却灰中の汚染物質を不溶化するため、硫酸第一鉄，硫酸第二鉄，塩化第二鉄，酸化鉄粉，各種キレート剤などの不溶化剤、還元剤などを用いる方法が知られているが、汚染の原因物質に応じて処理方法を変更する必要があることから、複合汚染の場合には、すべての原因物質について厳しい環境基準に対応するように処理することは難しく、また、処理が煩雑、高コストになるという問題があった。また、キレート剤を用いる方法では、キレート剤が一般的に高価であることによるコスト上の問題があるほか、キレート剤が有機材料であることにより劣化しやすいという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記の問題を解決することであり、土壌や焼却灰などに含まれる重金属などの有害物質を、安価に確実に無害化することができ、酸性雨による有害物質の再溶出のリスクがなく、無害化した土壌や焼却灰を安全にリサイクル利用することのできる、有害物質の不溶化剤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】
【００１１】
本発明の請求項１記載の有害物質の不溶化剤は、酸化マグネシウムと珪酸アルカリ金属塩とを含有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２記載の有害物質の不溶化剤は、請求項１において、酸化マグネシウム１００質量部に対して２〜１００質量部の珪酸アルカリ金属塩を含有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３記載の有害物質の不溶化剤は、請求項１又は２において、酸化マグネシウムが仮焼マグネシアであることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４記載の有害物質の不溶化剤は、請求項１〜３のいずれか１項において、珪酸アルカリ金属塩が水ガラス，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，粉末珪酸カリウムから選択される１種以上からなることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項５記載の有害物質の不溶化剤は、請求項１〜４のいずれか１項において、さらに無機硫酸化合物又は無機炭酸化合物を含有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項６記載の有害物質の不溶化剤は、請求項５において、酸化マグネシウム１００質量部に対して１００質量部以下の無機硫酸化合物又は無機炭酸化合物を含有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項７記載の有害物質の不溶化剤は、請求項５又は６において、無機硫酸化合物が明礬石，鉄明礬石，硫酸鉄，硫酸アルミニウム，硫酸マグネシウム，硫酸カルシウム（石こう）から選択される１種以上からなることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項８記載の有害物質の不溶化剤は、請求項５〜７のいずれか１項において、無機炭酸化合物が炭酸カルシウム（石灰石），炭酸マグネシウム（マグネサイト），ドロマイト，炭酸ナトリウム，炭酸水素ナトリウムから選択される１種以上からなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項９記載の有害物質の不溶化剤は、請求項１〜８のいずれか１項において、さらに還元剤を含有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項１０記載の有害物質の不溶化剤は、請求項９において、酸化マグネシウム１００質量部に対して１００質量部以下の還元剤を含有することを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項１１記載の有害物質の不溶化剤は、請求項１０又は１１において、還元剤が二価の硫酸鉄，塩化鉄，水酸化鉄，金属鉄粉，硫化ナトリウム，亜硫酸ナトリウム，亜硫酸水素ナトリウムから選択される１種以上からなることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項１２記載の有害物質の不溶化剤は、請求項１〜１１のいずれか１項において、さらに吸着剤を含有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項１３記載の有害物質の不溶化剤は、請求項１２において、酸化マグネシウム１００質量部に対して１００質量部以下の吸着剤を含有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１４記載の有害物質の不溶化剤は、請求項１２又は１３において、吸着剤がゼオライト，アロフェン，イモゴライト，ハイドロタルサイト，活性炭，木炭，重金属用キレート剤，酸化鉄，塩化鉄から選択される１種以上からなることを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項１５記載の有害物質の不溶化剤は、請求項１〜１４のいずれか１項において、１０質量％以下の添加割合で被処理物と混練したときのｐＨが１１．５以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の有害物質の不溶化剤によれば、土壌や焼却灰などに含まれる重金属などの有害物質を、安価に確実に無害化することができる。また、本発明の有害物質の不溶化剤を用いて無害化された土壌や焼却灰などは、酸性雨による有害物質の再溶出のリスクがなく、安全にリサイクル利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の有害物質の不溶化剤について詳細に説明する。
【００２８】
本発明の有害物質の不溶化剤は、酸化マグネシウムと珪酸アルカリ金属塩とを基本組成として含有する。そして、重金属等の有害物質で汚染された土壌，有害物質を含有するごみ，製紙スラッジ，下水汚泥，石炭等の飛灰及び燃え殻，高炉スラグ，ガス化炉のスラグ等の焼却灰などの被処理物に加え、加水して混練することによって、酸化マグネシウムの水和と珪酸アルカリ金属塩との固化反応、空気との接触による炭酸化により硬化する作用を利用して、有害物質を土壌等に固定，不溶化する。
【００２９】
珪酸アルカリ金属塩溶液は、Ｃａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｂａなどの多価金属イオンと反応して、不溶性の珪酸金属塩水和物や珪酸を同時に生成してゲル化する。例えば、珪酸アルカリ金属塩として珪酸ソーダ、多価金属イオンとしてＭｇを用いた場合、Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２＋Ｍｇ（ＯＨ）２＋ｍＨ２Ｏ→ＭｇＯ・ｎＳｉＯ２・ｍＨ２Ｏ・２ＮａＯＨの反応によりゲル化する。なお、この反応においてＳｉＯ２も同時に生成する。
【００３０】
本発明の有害物質の不溶化剤は、この珪酸アルカリ金属塩の作用を利用するものであり、珪酸アルカリ金属塩の作用により、被処理物の固化強度が高まり、さらには固化処理後の被処理物に撥水性が付与されるため、固定された有害物質が溶出しにくく、酸に対する耐性も向上させることができる。また、本発明においては、酸化マグネシウム由来のＭｇイオンとの反応を利用しており、Ｍｇイオンの作用によって本発明の有害物質の不溶化剤と混練した被処理物が低アルカリ性に保たれるため、両性金属の不溶化効果が向上する。
【００３１】
有害物質を確実に不溶化するためには、固化する前に不溶化剤と被処理物を十分に混練することが望ましい。実際には、ミキサーを用いた混合や、重機による攪拌混合処理などにより混練を行うが、酸化マグネシウムの水和と珪酸アルカリ金属塩との固化反応を適度な速度で進行させて、混練処理に必要な時間を確保するために、本発明の有害物質の不溶化剤は、好ましくは、酸化マグネシウム１００質量部に対して２〜１００質量部の珪酸アルカリ金属塩を含有する。
【００３２】
なお、土木分野の地盤改良用注入剤として、塩化マグネシウムと珪酸ソーダとを組み合わせたものが知られており、本発明の有害物質の不溶化剤と組成が類似しているが、この地盤改良用注入剤は急結性を有するため、被処理物と混練する必要のある有害物質の不溶化には用いることができない。
【００３３】
本発明の有害物質の不溶化剤に用いられる酸化マグネシウムは、高活性の仮焼マグネシアが好適に用いられる。この仮焼マグネシアとしては、天然鉱物としての炭酸マグネシウム（マグネサイト）又は海水より抽出した炭酸マグネシウムを７００〜９００℃で仮焼してえられたもの、或いは、工業合成した水酸化マグネシウム又は天然鉱物（ブルーサイト、水滑石）としての水酸化マグネシウムを４００〜９００℃で仮焼して得られたものを用いることができる。
【００３４】
本発明の有害物質の不溶化剤に用いられる珪酸アルカリ金属塩は、特定のものに限定されるものではなく、例えば、水ガラス，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，粉末珪酸カリウムから選択される１種以上からなる。水ガラス，カリウム水ガラス，リチウム水ガラスを用いた場合は、その分散効果に基づく減水作用により、効果的に有害物質を不溶化し、被処理物の強度特性を向上させることができる。
【００３５】
なお、有害物質の処理時における混練の効率やコストの観点からは、予め液状となった水ガラス，カリウム水ガラス，シリカゾル,リチウム水ガラスが好適に用いられる。珪酸アルカリ金属塩として、水ガラス，カリウム水ガラス，シリカゾル,リチウム水ガラスを用いる場合は、不溶化剤を使用するまでは酸化マグネシウムとは分離しておき、不溶化剤の使用時に酸化マグネシウムと混合するように構成する必要がある。
【００３６】
本発明の有害物質の不溶化剤は、さらに遅延剤を含有してもよい。この遅延剤は、混練処理に必要な時間、混練後の運搬、埋め立てなどの処理に必要な時間を確保するために、固化反応を遅延させる目的で用いられる。
【００３７】
本発明の有害物質の不溶化剤は、さらに無機硫酸化合物又は無機炭酸化合物を含有してもよく、好ましくは、酸化マグネシウム１００質量部に対して１００質量部以下の無機硫酸化合物又は無機炭酸化合物を含有する。無機硫酸化合物又は無機炭酸化合物を含有することにより、酸化マグネシウムの水和と珪酸アルカリ金属塩との固化反応とともに、硫酸マグネシウム又は炭酸マグネシウムが生成し、複合的に被処理物に含まれる有害物質を固定することができる。また、無機硫酸化合物，無機炭酸化合物に多価金属イオンを含む場合は、前述のような珪酸アルカリ成分との固化反応も同時に生ずることになる。このように、無機硫酸化合物又は無機炭酸化合物を含有することにより、不溶化効果や硬化強度を向上させることができる。さらに、無機硫酸化合物，無機炭酸化合物は、被処理物のｐＨを低下させる目的で添加してもよい。
【００３８】
また、例えば、焼却灰の種類によっては、酸化カルシウムを含むものが比較的多く、これらの不溶化効果を上げるために、水酸化カルシウムを固化することのできる無機硫酸化合物又は無機炭酸化合物の配合が効果的である。このように、被処理物の組成に応じて、適切な無機硫酸化合物又は無機炭酸化合物を配合すればよい。
【００３９】
本発明の有害物質の不溶化剤に用いられる無機硫酸化合物は、特定のものに限定されるものではなく、例えば、明礬石，鉄明礬石，硫酸鉄，硫酸アルミニウム，硫酸マグネシウム，硫酸カルシウム（石こう）から選択される１種以上からなる。また、本発明の有害物質の不溶化剤に用いられる無機炭酸化合物は、特定のものに限定されるものではなく、例えば、炭酸カルシウム（石灰石），炭酸マグネシウム（マグネサイト），ドロマイト，炭酸ナトリウム，炭酸水素ナトリウムから選択される１種以上からなる。なお、上記の無機硫酸化合物、無機炭酸化合物としては、コスト上の観点から天然鉱物の粉砕物やリサイクル品を用いることが好ましい。
【００４０】
なお、本発明の有害物質不溶化剤はさらに還元剤を含有してもよい。この添加量は酸化マグネシウム１００質量部に対して１００質量部以下、好ましくは５０質量部以下である。ここで還元剤とは、二価の硫酸鉄、塩化鉄、水酸化鉄など鉄化合物、金属鉄粉、硫化ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムなどがある。また、これらの一部は本発明では同時に無機硫酸化合物や吸着剤としても用いることができる。本発明の不溶化剤組成に還元剤を添加することで、六価クロム、ヒ素、セレンなどの不溶化に大きな効果を発揮する。
【００４１】
本発明の有害物質の不溶化剤は、さらに吸着剤を含有してもよく、好ましくは、酸化マグネシウム１００質量部に対して１００質量部以下の吸着剤を含有する。吸着剤を含有することにより、有害物質を吸着させて有害物質の不溶化効果を向上させることができる。
【００４２】
本発明の有害物質の不溶化剤に用いられる吸着剤は、特定のものに限定されるものではなく、例えば、ゼオライト，アロフェン，イモゴライト，ハイドロタルサイト，活性炭，木炭，重金属用キレート剤，酸化鉄，塩化鉄から選択される１種以上からなる。例えば、鉛，カドミウムなどの陽イオンとなる重金属の不溶化にはゼオライトを、ヒ素，六価クロムなどの陰イオンとなる重金属の不溶化にはアロフェンが有効に用いられる。また、重金属用キレート剤としては、イミノプロピオン酸基をもつキレート剤，アミノ燐酸基をもつキレート剤，ジチオカルバミン酸基をもつキレート剤などを用いることができ、被処理物に含まれる有害物質の種類に応じた吸着剤を配合することで、さらに高度な処理が可能となる。
【００４３】
本発明の有害物質の不溶化剤は、１０質量％以下の添加割合で弱酸性から中性を呈する被処理物と混練したときのｐＨが１１．５以下となり、低アルカリ条件下で、被処理物中の有害物質を固定，不溶化することが可能である。これにより、特に鉛、ヒ素、六価クロムの不溶化効果を高め、さらに不溶化効果の長期間安定性を保持することができる。また、低アルカリ条件であるため、ｐＨ３〜１１の範囲で良好な吸着特性を有するゼオライト，アロフェン，イモゴライトなどの吸着剤の吸着特性を損なうことがなく、また、有機成分からなる重金属用キレート剤などへの影響も少ない。
【００４４】
本発明の有害物質の不溶化剤は、被処理物の固形分に対して、２０質量％以下、経済的な観点からは、好ましくは、１０質量％以下配合し、加水して混練処理する。
【００４５】
本発明の有害物質の不溶化剤は、土壌汚染サイトにおける汚染土壌の不溶化処理および原位置不溶化処理に用いることができる。不溶化処理においては、例えば、汚染土壌の掘削・ミキサーによる混合改質・再埋め戻しの方法による処理、また、原位置不溶化処理においては、土壌改良機、高圧噴射法による撹拌など処理の方法を採用することができる。
【００４６】
また、本発明の有害物質の不溶化剤は、重金属を含有する石炭灰や焼却灰等と混合して、安全に埋め立て処理を行うことができ、さらに、例えば、粒状物に加工して道路路盤材料、裏込め材として安全にリサイクル利用を行うことができる。そして、本発明の有害物質の不溶化剤は、固化強度が従来の技術よりも大きいため、地盤強度を容易に確保することができ、また、酸性雨による再溶出のリスクも少なく、長期の不溶化効果が期待できる。
【００４７】
本発明の有害物質の不溶化剤と被処理物とを混練する工程においては、スタビライザー，ブルドーザ，バックホウ，自走式土壌改良機を用いることができ、さらに、ベルトコンベヤーと重力式混合装置の組み合わせによる撹拌方法を使用してもよい。また、汚染された原位置における地盤の場合には、機械式撹拌，高圧噴射法による撹拌など、公知の方法を用いることができる。
【００４８】
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。
【００４９】
以下、具体例に基づき、さらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００５０】
表１に示す組成物粉体を所定の割合（表中の質量％）で配合した組成物を用いて、試験例ごとに、仮焼マグネシア、又は仮焼マグネシアと仮焼明礬石をポットミルで１時間混練し、これに表１に示す含水率となるように水，クエン酸，水ガラスを添加してヘラで十分混練した後、これをアクリル製型枠に充填して高さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ７０ｍｍの成形体（サンプル）を得た。さらにこの成形体を密閉容器内にて１週間室温で養生し、室内で乾燥した後、曲げ強度を測定した。
【００５１】
曲げ強度については、オリエンテック製のＵＣＴ−５Ｔを用い、スパン３０ｍｍに配置された２支点上に、試験例１，２及び比較例１のサンプルを置き、支点間の中央の１点にクロスヘッド速度０．５ｍｍ／分の荷重を加えて３点曲げを行い、サンプルが破壊されるまでの最大荷重を測定し、次の式を用いて求めた。
【００５２】
曲げ強度＝３ＷＬ／２ｂｄ２（式中、Ｗ：最大荷重（Ｎ），Ｌ：下部支点間距離（ｍｍ），ｂ：サンプルの幅（ｍｍ），ｄ：サンプルの厚さ（ｍｍ）を示す）
曲げ強度の測定結果を表１に示す。コンクリートの曲げ強度は２〜３Ｍｐａであることから、表１の結果のとおり、試験例１，２の組成物は、常温で高い強度を発現することが確認された。また、比較例１に示すように、仮焼マグネシアは、単独でも水和，炭酸化により固化し、ある程度の強度を有するが、試験例１に示すように、これに水ガラスを配合することで、強度を向上させることができ、さらに、試験例２に示すように、仮焼明礬石を配合することで、強度がさらに増加することが確認された。
【００５３】
【表１】
2007302885.tif 000002
【００５４】
なお、仮焼マグネシアは、馬居化成工業（株）製の中国産仮焼マグネシア（ＭｇＯ：９２．４％、ＣａＯ：２．１％、Ｃｌ：２．０％、Ｆｅ２Ｏ３：０．６％、Ａｌ２Ｏ３：０．２％、３２５メッシュ通過９５％）を用いた。また、水ガラス３号は富士化学（株）製ＪＩＳ  Ｋ１４０８を用い、仮焼明礬石は、東海工業（株）製（ＳｉＯ２：５７．４％、Ａｌ２Ｏ３：１２．１％、Ｆｅ２Ｏ３：０．４％、ＳＯ３：１１．１％、Ｋ２Ｏ：１．６％、Ｎａ２Ｏ：０．８％、ＣａＯ：０．３％、粉末度３０００ブレーン）を６００℃で焼成して得たものを用いた。
【実施例２】
【００５５】
含水比２４．８％、環境省令４６号による溶出試験溶出量が０．１２０ｍｇ／Ｌであるヒ素汚染土（シルトまじり砂：Ｓ−Ｍ）に対して、表２に示す組成の不溶化剤を添加し、モルタルミキサーにより３分混練後、φ５０ｍｍ，Ｈ１００ｍｍの型枠に充填し、室内冷暗所で養生を行った。材令１週において、硬化土壌のｐＨ，圧縮強度及び環境省４６号試験による重金属溶出量を測定した。この結果を表３に示す。
【００５６】
試験例３〜６として示す本発明の不溶化剤は、セメントに匹敵する固化強度を発揮し、さらに、硬化後のｐＨは、セメントに比べて低アルカリの条件となった。また、ヒ素溶出に関する環境基準（０．０１ｍｇ／Ｌ以下）を満たす良好な不溶化効果を有することが確認された。
【００５７】
【表２】
2007302885.tif 000003
【００５８】
【表３】
2007302885.tif 000004
【００５９】
なお、仮焼マグネシア，水ガラス３号は、実施例１と同様のものを用い、明礬石は東海工業（株）製（ＳｉＯ２：５７．４％、Ａｌ２Ｏ３：１２．１％、Ｆｅ２Ｏ３：０．４％、ＳＯ３：１１．１％、Ｋ２Ｏ：１．６％、Ｎａ２Ｏ：０．８％、ＣａＯ：０．３％、粉末度３０００ブレーン）を用いた。また、炭酸カルシウムは、関東化学（株）製試薬、アロフェンは、品川化成（株）のセガードＰ１、高炉セメントＢ種は、宇部三菱セメント製を用いた。
【実施例３】
【００６０】
含水比１９．８％、環境省令４６号による溶出試験溶出量が０．０５６ｍｇ／Ｌであるヒ素汚染土（粘土まじり砂：Ｓ−Ｃ）に対して、表４に示す組成の不溶化剤を添加し、さらに、表４に示す含水比に加水調整した。モルタルミキサーにより３分間混練後、φ５０ｍｍ，Ｈ１００ｍｍの型枠に充填し、室内冷暗所で養生を行った。なお、水ガラスには分散効果があるため、表４のように減水した状態において、練混ぜ・締め固めに適した可塑性が得られる。材令１週，４週において圧縮強度、材令４週において環境省４６号試験による重金属溶出量を測定した。この結果を表５に示す。
【００６１】
試験例７，８として示す本発明の不溶化剤は、セメントの１〜２倍の高い固化強度と、環境基準を満たす高い不溶化効果を有することが確認された。
【００６２】
【表４】
2007302885.tif 000005
【００６３】
【表５】
2007302885.tif 000006
【００６４】
なお、仮焼マグネシア（ＭｇＯ），水ガラス３号，明礬石，高炉セメントＢ種は、実施例２と同様のものを用いた。
【実施例４】
【００６５】
乾燥土壌（シルトまじり砂：Ｓ−Ｍ）に対して、表６に示す組成の不溶化剤を添加し、比較例４の仮焼マグネシアを５質量％添加して含水比を２２％とした場合とほぼ同様の可塑性となるように水量を調整した。可塑性の測定は山中式土壌硬度計を用いた。モルタルミキサーにより３分混練後、φ５０ｍｍ，Ｈ１００ｍｍの型枠に充填し、室内冷暗所で養生を行った。材令１週において、硬化土壌のｐＨ，圧縮強度を測定した。この結果を表７に示す。
【００６６】
試験例９〜１２として示す本発明の不溶化剤は、比較例４と比べて１．５〜２．０倍の高い強度を有することが確認された。これは、本発明の不溶化剤を用いた場合に、比較例４よりも少ない含水比で比較例４と同等の可塑性を有することと関連があると考えられる。
【００６７】
【表６】
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【００６８】
【表７】
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【００６９】
なお、仮焼マグネシア，水ガラス３号，明礬石は、実施例２と同様のものを用いた。
【実施例５】
【００７０】
土壌に、ヒ素、鉛含有試薬と水を含水比２３％になるように調整して添加して、表８に示す高濃度の鉛、ヒ素を含有する汚染土（粘土まじり砂：Ｓ−Ｃ）を得た。この汚染土に対して、表８に示す組成の不溶化剤を添加し、モルタルミキサーにより３分混練後、φ５０ｍｍ，Ｈ１００ｍｍの型枠に充填し、室内冷暗所で養生を行った。材令１週後において、重金属溶出量を測定した。この溶出量の測定は、試験例２４〜２７では環境省令４６号に定める試験方法で、試験例２８，２９では環境省令４６号に定める試験方法においてｐＨ３の硝酸を用いた検液作成を行った。なお、ｐＨ３の硝酸を用いたのは、近年の酸性雨に対する不溶化剤の効果をみるためである。この結果を表８に示す。
【００７１】
試験例２４〜２９に示す本発明の不溶化剤は、極めて高濃度のヒ素，鉛を不溶化することができ、さらに、ｐＨ３の硝酸に対しても不溶化効果は低下せず、酸性雨に対する安定性が高いことが確認された。
【００７２】
【表８】
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【００７３】
なお、仮焼マグネシア，水ガラス３号，高炉セメントＢ種は、実施例２と同様のものを用いた。
【実施例６】
【００７４】
六価クロムの溶出が１．８ｍｇ／Ｌと環境基準の約４０倍の高濃度汚染土壌に、水を含水比１０％になるように調整して添加して、表９に示す組成の不溶化剤を添加し、モルタルミキサーにより３分混練後、φ５０ｍｍ，Ｈ１００ｍｍの型枠に充填し、恒温室内で２０℃養生を行った。材令１週後において、圧縮強度を測定し、この試験を粉砕し環境省令46号による溶出試験を測定した。この結果、溶出濃度は環境基準値以下に不溶化処理された。またこのときの処理土の圧縮強度は材令1週間で１．９Ｎ／mm2を示し、埋め戻し地盤として十分な強度を有していた。
【００７５】
なお、ここで仮焼マグネシア，水ガラス３号は、実施例１と同様のものを用い、硫酸第一鉄は、(株)テツゲン製、硫酸第一鉄七水和物（純度９３〜９９重量％）を使用した。
【００７６】
【表９】
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【実施例７】
【００７７】
六価クロム、ヒ素、ホウ素溶出量が環境基準を超過している石炭灰の不溶化処理例をここでは示す。この石炭灰に表１０に示す組成の不溶化剤を５％添加し、モルタルミキサーにより３分混練後、φ５０ｍｍ，Ｈ１００ｍｍの型枠に充填し、恒温室内で２０℃養生を行った。材令１週後において、圧縮強度を測定し、この試験を粉砕し環境省令46号による溶出試験を測定した。この結果、石炭灰は全成分が環境基準値に適合するよう不溶化処理された。また処理後の圧縮強度は材令1週間で１．５Ｎ／mm2を示し、材令２８日で４．７Ｎ／mm2と埋め戻し地盤として十分な強度を有していた。
【００７８】
なお、ここで仮焼マグネシア，水ガラス３号は、実施例１と同様のものを用い、硫酸第一鉄は、(株)テツゲン製硫酸第一鉄七水和物を使用した。
【００７９】
【表１０】
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