(57)【要約】【課題】気泡シールド工法による掘削で生じた土砂を海域に埋立処分するに際し、当該土砂に含まれる界面活性剤が周囲環境に与える影響を十分に小さくできる土砂処分方法を提供すること。【解決手段】本発明は、気泡シールド工法による掘削で生じた土砂の処分方法であって、所定期間にわたって土砂を陸域に仮置きし、当該土砂に含まれる界面活性剤を微生物に分解させる工程と、仮置されていた土砂を海域に埋め立てる工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気泡シールド工法による掘削で生じた土砂の処分方法であって、
所定期間にわたって前記土砂を陸域に仮置きし、当該土砂に含まれる界面活性剤を微生物に分解させる工程と、
仮置きされていた土砂を海域に埋め立てる工程と、
を備えることを特徴とする土砂処分方法。
【請求項２】
前記界面活性剤は、陰イオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項１に記載の土砂処分方法。
【請求項３】
気泡シールド工法による掘削で生じた土砂を容器に入れ、当該容器内の土砂に含まれる界面活性剤の分解の進行度合いをモニタリングして仮置期間を決定する工程を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の土砂処分方法。
【請求項４】
仮置きしている土砂に含まれる界面活性剤の分解の進行度合いをモニタリングすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の土砂処分方法。
【請求項５】
仮置きする土砂又は仮置きされている土砂に対して海水又は水を散布することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の土砂処分方法。
【請求項６】
前記界面活性剤は、前記土砂の粒子に吸着され、溶出量が少なくなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の土砂処分方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は土砂処分方法に関し、より詳しくは、気泡シールド工法による掘削で生じた土砂の処分方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気泡シールド工法は、主に界面活性剤を含有する起泡剤で生じた気泡を切羽又はチャンバ内に供給しながら掘進する工法である。気泡と土砂を混合することで、土砂の流動性及び止水性が向上するとともに、土砂がチャンバ内に付着することを防止できるといった利点がある。チャンバから排出された土砂は消泡され、外見上は通常の土砂と同様であるが、当該土砂には界面活性剤が残存している。
【０００３】
優れた性能を有する起泡剤の開発を目指し、これまでにも種々の取り組みがなされている。例えば、特許文献１にはアルファオレフィンスルホン酸塩を有効成分として含むシールド工法用起泡剤が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、気泡シールド工法の掘削土であって界面活性剤を含有するものをそのまま埋立処分した場合、界面活性剤が水中に溶出して周囲環境に影響を与えるおそれがある。例えば、アルファオレフィンスルホン酸塩（オレフィン系陰イオン系界面活性剤）を含有する起泡剤は、周辺の魚類に影響を与えるおそれがあることが指摘されている。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、気泡シールド工法による掘削で生じた土砂を海域に埋立処分するに際し、当該土砂に含まれる界面活性剤が周囲環境に与える影響を十分に小さくできる土砂処分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】
【０００７】
本発明は、気泡シールド工法による掘削で生じた土砂の処分方法であって、所定期間にわたって上記土砂を陸域に仮置きし、当該土砂に含まれる界面活性剤を微生物に分解させる工程と、仮置きされていた土砂を海域に埋め立てる工程とを備えることを特徴とする土砂処分方法を提供する。
【０００８】
上記土砂処分方法によれば、土砂中に生息している土着微生物が仮置き期間中に界面活性剤を分解するため、界面活性剤の含有量を十分に低減できる。界面活性剤の含有量が十分に低下した土砂を埋立処分するため、界面活性剤が周囲環境に与える影響を十分に小さくできる。上記界面活性剤としては、例えば、起泡性に優れる陰イオン系界面活性剤が使用される。
【０００９】
本発明の土砂処分方法は、気泡シールド工法による掘削で生じた土砂を容器に入れ、当該容器内の土砂に含まれる界面活性剤の分解の進行度合いをモニタリングして仮置期間を決定する工程を更に備えることが好ましい。土砂の仮置きをするに先立ち、あるいは、仮置きと並行して当該工程を実施することにより、仮置き期間を適切に設定することができる。また、仮置き期間の終期を適切に判断するには、仮置きしている土砂に含まれる界面活性剤の分解の進行度合いをモニタリングすることが好ましい。
【００１０】
微生物による界面活性剤の分解を促進させる観点から、仮置きする又は仮置きされている土砂に対して海水又は水を散布することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、気泡シールド工法による掘削で生じた土砂に含まれる界面活性剤が周囲環境に与える影響を十分に小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】仮置き期間と容器内の海水に溶出した陰イオン界面活性剤の濃度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る土砂処分方法は、気泡シールド工法による掘削で生じた土砂を処分するためのものであって、所定期間にわたって土砂を陸域に仮置きし、当該土砂に含まれる界面活性剤を微生物に分解させる工程と、仮置きされていた土砂を海域に埋め立てる工程とを備える。
【００１４】
上記の通り、本実施形態に係る方法の処分対象は気泡シールド工法による掘削で生じた土砂である。この土砂は界面活性剤を含有する。界面活性剤は陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤に大別される。これらのうち、気泡シールド工法においては起泡性の観点から陰イオン系界面活性剤が広く用いられている。陰イオン界面活性剤の具体例として、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アルファオレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩及びパラフィンスルホン酸塩が挙げられる。
【００１５】
処分対象の土砂は、界面活性剤の含有量が当該土砂全質量１００質量部に対して好ましくは０．０７質量部以下であり、より好ましくは０．０２〜０．０４質量部である。界面活性剤の含有量が上記範囲内の土砂を対象とした場合、本発明の効果がより一層顕著となる。
【００１６】
処理対象の土砂を仮置きする期間は、仮置きもしくは埋立処理がなされる周囲環境、界面活性剤の種類又は土砂の特性等に応じて適宜設定される。なお、界面活性剤の溶出を十分に抑制する観点から、仮置き期間は４８時間以上であることが好ましく、７２時間以上であることがより好ましい。仮置き期間が４８時間未満であると、微生物による界面活性剤の分解が不十分となりやすい。なお、作業効率やコストの点から仮置き期間は２４０時間以下であることが好ましく、１２０時間以下であることがより好ましい。
【００１７】
通常、土砂中には界面活性剤の分解能を有する種々の土着微生物が生息しており、これらの土着微生物は好気性又は嫌気性のいずれか一方に限定されるものではない。したがって、処分対象の土砂を高さ２ｍ程度の盛土の状態にして仮置きすることによって界面活性剤の分解が十分に進行すると考えられる。すなわち、盛土の表層付近では好気性の微生物が優勢となり、盛土の内部では嫌気性の微生物が優勢となって界面活性剤の分解を行うと考えられる。なお、好気性の微生物が特に優勢の場合にあっては、仮置き期間中の土砂を重機で攪拌したり、ブロワ等により土砂に対して酸素を供給したりしてもよい。
【００１８】
土砂に水分を供給して含水比を適度な状態にして微生物を活性化させ、界面活性剤の分解を促進させるため、仮置きする又は仮置きされている土砂に対して海水又は水を散布することが好ましい。具体的には、気泡シールド工法によって生じた土砂をベルトコンベア等で移送する際に当該土砂に水分を供給してもよいし、仮置き場所においてダンプトラック等から土砂を降ろす際に当該土砂に水分を供給してもよい。あるいは、盛土の状態で仮置きされている土砂に対してホースやスプリンクラーによって海水又は水を散布してもよい。土砂の含水比は５〜２０％であることが好ましい。
【００１９】
本実施形態に係る土砂処分方法は、処分対象の土砂を容器に入れ、当該容器内の土砂に含まれる界面活性剤の分解の進行度合いをモニタリングして仮置期間を決定する工程を更に備えることが好ましい。土砂の仮置きをするに先立ち、あるいは、仮置きと並行して当該工程を実施することにより、仮置き期間を適切に設定することができる。この工程は実際に土砂の仮置きをする現場で実施してもよいし、あるいは現場の環境を模した室内で実施してもよい。
【００２０】
また、実際に仮置きをしている土砂のサンプリングを定期的に実施し、処理対象の土砂に含まれる界面活性剤の分解の進行度合いをモニタリングすることが好ましい。これにより、仮置き期間の終期を適切に判断することができる。
【００２１】
界面活性剤の分解の進行度合いは、処理対象の土砂を水中に投入した場合に水に溶出する界面活性剤の量によって評価することが好ましい。これは界面活性剤を含む土砂を海中に投入した場合、界面活性剤の全量が海水中に溶出するわけではないからである。本発明者らの検討によると、処分対象の土砂に含まれる界面活性剤の全量のうち、場合によって１／８０程度の界面活性剤が海中に溶出するにとどまり、残りは土砂中に残存する。この現象の主因は界面活性剤が土砂の粒子に界面活性剤が吸着していることによるものと推察される。土砂の粒子に吸着した状態の界面活性剤は、海中に投入された後であっても土着微生物による分解が進行し、海中への溶出による拡散が抑制されると考えられる。
【００２２】
＜評価試験＞
本発明の効果を確認するため、以下の評価試験を行った。まず、土砂１００質量部に対してアルファオレフィンスルホン酸ナトリウム（陰イオン界面活性剤）の含有量が３５質量％の起泡剤を０．０６質量部添加した後に混練した。これにより、気泡シールド工法による掘削で生じた土砂を模した試料を得た。起泡剤の添加量から当該試料の界面活性剤含有量は０．０２質量％と算出される。
【００２３】
（試験１〜５）
試験１〜５では、２４〜２４０時間にわたって試料を仮置きした。仮置きは試料をビニル袋に入れてなるべく外気に触れない状態として放置することによって実施した。仮置き期間中の温度条件は２０℃であった。
【００２４】
所定の期間にわたって仮置きした試料０．５Ｌを、５０Ｌの海水を収容した容器に投入した。試料の投入は容器内に立てた筒内に試料を入れて海水中に沈めた後、この筒を取り除くことによって実施した。試料を投入した後、容器内の採取し、海水に含まれる陰イオン界面活性剤の量を分析した。表１及び図１に結果を示す。なお、分析による陰イオン界面活性剤溶出濃度は、特定の成分ではなく検査対象の海水に含まれる陰イオン界面活性剤の全量の濃度を示すものである。また、当該分析の定量下限値は０．０２ｍｇ／Ｌであった。分析結果が定量下限値未満のものは、表１において「定量限界以下」と表記したが、対数グラフで示す図１においては便宜上、０．０１ｍｇ／Ｌの位置にプロットした。
【００２５】
ここで、仮に土砂に添加した界面活性剤が容器内の海水にすべて溶出したとすると、海水の陰イオン界面活性剤溶出濃度は３９４ｍｇ／Ｌになると算出される。しかし、仮置き期間が最短の２４時間の試験１であっても水の陰イオン界面活性溶出剤濃度は４．２ｍｇ／Ｌであった。これは界面活性剤が土砂の粒子に吸着していることによると推察される。
【００２６】
（試験６）
処理対象の土砂に水を供給することによる効果を確認するため、試験６では仮置き開始後２４時間後に試料に海水を供給し、その後、更に１２０時間にわたって仮置きをした。表１及び図１に結果を示す。
【００２７】
【表１】
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【図１】
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