S4-12

1,4-ジオキサン及び塩化ビニルモノマーによる土壌・地下水汚染に係わる対策・処理技術の検討と対策上の留意点○大橋貴志1・菊池毅1・山本哲史1・黒澤典明1・
未規制物質による土壌汚染調査・対策手法検討部会1
1土壌環境センター

１．はじめに
土壌汚染対策法では25物質の特定有害物質が指定されているが、特定有害物質の追加や基準の見直しに関する検討は継続的に進められている。「未規制物質による土壌汚染調査・対策手法検討部会」では、特定有害物質に指定されていないが、将来、土壌汚染問題の顕在化する可能性がありそうな化学物質を対象に、現在の土壌・地下水汚染調査・対策手法では十分に整備されていないと考えられる課題を抽出し、解決策を提示することを目的として活動を行なってきた。
検討部会の活動成果のうち、1,4-ジオキサン及び塩化ビニルモノマー（クロロエチレン）に汚染された土壌及び地下水の対策・処理技術について報告する。

２．検討の背景

表－1 未規制物質に係る一連の環境省の規制動向

２．１ 1,4-ジオキサン及び塩化ビニルモノマーの規制動向
上記2物質に関する環境省による規制動向を表－１に示す。
２．２ 活動経緯
検討部会の活動は、調査と対策の2つのWGで検討することとし、このうち対策WGでは未規制物質による土壌・地下水汚染の処理・対策手法に関する技術的課題を抽出し取りまとめることを目標とした。
本稿は2年間の活動成果を報告するもので、実施項目を以下に示す。
（１） 1,4-ジオキサン及び塩化ビニルモノマーによる土壌・地下水汚染の対策・処理技術の整理（２）1,4-ジオキサン及び塩化ビニルモノマーに対する想定ケーススタディ、処理業・運搬に関する課題検討

年月日

発表文書等

概要

平成 21 年環境省告示第 78 号、第 79 号
環水大水発第 091130004 号
環水大土発第 091130005 号
土壌の汚染に係る環境基準及び土壌汚染対策法に基づく特定有害物質の見直し等について（諮問第 362 号）

平成 21 年
11 月 30 日
平成 25 年
10 月 7 日
平成 26 年
12 月 18 日

中央環境審議会土壌農薬部会
土壌制度専門委員会（第 2 回）開催

平成 28 年
1月8日

環境省報道発表資料

平成 28 年3 月 18 日

環境省報道発表資料

平成 28 年3 月 29 日

環境省報道発表資料

健康保護に係る水質環境基準に 1,4-ジオキサンを追加。
地下水環境基準に 1,4-ジオキサン及び塩化ビニルモノマーを追加。
環境大臣が中央環境審議会に対し諮問。
土壌農薬部会「土壌環境基準小委員会」、「土壌制度専門委員会」設置。
1,4-ジオキサンは、土壌ガス調査では効率的な調査が行えないこと等から、当面は特定有害物質には指定せず。
塩化ビニルモノマーは、特定有害物質に追加することが適当である。
中央環境審議会会長から環境大臣へ答申。
土壌汚染対策法施行令の一部を改正する政令が閣議決定。
土壌汚染対策法の特定有害物質に、新たにクロロエチレン（塩化ビニルモノマー）を追加指定。
土壌の汚染に係る環境基準
クロロエチレン、1,4 -ジオキサンを追加する告示。
土壌汚染対策法施行規則
クロロエチレンの土壌溶出量基準 、地下水基準及び第二土壌溶出量基準を設定。

３．対策WGの活動内容①1,4-ジオキサン、塩化ビニルモノマー及び揮発性有機化合物の物理化学的性状を国内外の文献より収集・整理しその特徴を比較検討した（４．１）。
②国内外の文献(40件)、中央環境審議会情報、海外書籍の内容を精査し、対策・処理技術に関する状況としてまとめた（４．２．１）。
③国内で起こり得る汚染ケースを想定し、その対策・処理技術や対策時に留意すべき点をまとめ、想定ケーススタディを行った（４．２．２）。
④処理業・運搬について、土壌汚染対策法を適用した場合の課題抽出、留意点をまとめた（４．３）。汚染土壌処理業者へアンケート調査を実施した（４．４）。

４．対策WGの活動結果

表－２ 1,4-ジオキサン及び塩化ビニルモノマーの代表的物性

４．１ 各物質の物理化学特性（表－２）
４．１．１ 1,4-ジオキサン
水と任意に混和し、土壌吸着係数が小さく土壌に吸着しにくい性質を持つため、汚染拡散を起こしやすい。
４．１．２ 塩化ビニルモノマー
常温では気体なので、作業環境基準への留意が必要である。
ジクロロエチレン類の分解生成物として存在する場合、第一種特定有害物質とは汚染拡散の状況が異なる可能性がある。
４．２ 対策・処理技術の種類と適用にあたっての留意点
４．２．１ 対策・処理技術の種類（表－３，４）

物質名

分子量

沸点
(℃)

融点
(℃)

比重

溶解度(mg/L)

ヘンリー
定数
(－)

土壌吸着係数
Koc（推定値）(－)※

外観

1,4ジオキサン

88.11

101.32

11.80

1.03
(4℃)

水と自由に混和

4.8×10-6

1.23

無色の液体

塩化ビニル
モノマー

62.5

-13.4

-153.80.9106
(20℃)

8,800
(25℃）

2.78×10-2

24 ～98

無色の液体
または気体

ほのかに甘い匂い

テトラクロロエチレン

165.85

121.2

-22.4

1.6227(20℃)

150(25℃）

1.49×10-2

177～350

無色の液体

ややクロロホルムに似た臭気

ベンゼン

78.11

80.15.50.8787(15℃)

1,800(25℃）

5.5×10-3

65,79,170

無色の液体

特異な芳香

臭気
淡い香気、快い臭気※化学物質評価研究機構 公開データベース

４．２．２ 想定ケーススタディ
日本国内で起こり得る汚染ケースを5件（1,4-ジオキサン3件、塩化ビニルモノマー2件）
土壌汚染対策法で認められている対策手法では、2物質とも想定し、それぞれのケースについて以下を検討した。
⑥遮断工封じ込め及び⑦不溶化以外の対策手法(①～⑤)が・汚染発生に至る背景や汚染濃度等の現場条件を設定適用可能であると考えられた。（表－３）
・適用可能と思われる複数の技術を比較検討し、対策技術を選定
また、1,4-ジオキサンの対策では揮発性が低く、土壌に吸着しに・施工上の留意点
くい特性に応じた対応として、地下水を揚水し地上で処理する技
ここでは、代表的な２例を表－５に、うちケース１における対策概要を図－１に示す。
術が多いことが分かった。（表－４）
表－３ 対策手法ごとの適用性と施工上の留意点等

表－５ 想定ケーススタディ概要

施工上の留意点等

適用性評価※

従来の対策手法

1,4-ジオキサン

ケース⑥遮断工封じ込め×

土壌溶出量基準に適合しない地点のうち、最も土壌溶出量が高い地点や観測井における地下水位の測定結果等より地下水の流れからみた下流側にある地点を観測井とすることが基本。
鋼製矢板工法、地中壁工法、薬液注入工法及び高圧噴射式撹拌工法については適用可能。工法の選定については、現場の特性を考慮することが必要。
また、封じ込めを行う場所は所定以上の遮水性と厚さを有した不透水層が連続して分布していることを確認。
対策後の地下水モニタリング位置
対策後の地下水モニタリング位置の選定。遮水材料への影響の評価 の選定。第一種特定有害物質の中で（遮水効力、耐久性、耐薬品性等）。
はガス化しやすいため、掘削・仮置き時に配慮が必要。
■地下水揚水：適切な位置に揚水設 ■地下水揚水：左記と同様備を設置するとともに、適切な揚水 ■透過性地下水浄化壁：事前に帯水量に設定。
層の透水係数や地下水の流動状■透過性地下水浄化壁：高性能の吸況及びその予測される変化等を検着材の開発や効率的な分解手法の討。
確立が必要。
掘削・運搬・処理時の拡散防止対策（テント養生等）や作業員の暴露防止対策が必要。処理方法については適用性試験を実施し、目標とする浄化性能を達成できる処理条件を設定。
―⑦不溶化

×

―

①地下水の水質の測定○②原位置封じ込め○③遮水工封じ込め○④地下水汚染の拡大防止○⑤土壌汚染の除去○

事業所の種類など

対象物質

塩化ビニルモノマー浄化に至る背景
汚染物質・濃度
汚染発生原因 飲用井戸調査でトリクロロエチレンを検出。揚 ①トリクロロエチレン
水ばっ気処理を開始し飽和土壌たが、後に 1,4-ジオキ
0.1～1.2 mg/L
サンによる汚染も判
地下水明。
0.005～2.7 mg/L
 1,1,1-トリクロロエタンに ②1,4-ジオキサン
安定剤として 1～5%混地下水合されていた 1,4-ジオ0.05～0.65 mg/L
キサンが原因。

電子部品工場
11,4ジオキサン

汚染面67,000 m2
深度
GL -5～-15m

紡績工場
（稼働中）
5塩化ビニルモノマー

汚染面積900 m2
深度
GL -2.4～-11m①トリクロロエチレン
 工場設備の 改修工 事
飽和土壌の際に汚染発覚。
0.2～30 mg/L
 テトラクロロエチレンや地下水トリクロロエチレンの漏1～100 mg/L
洩事故の記録あり。こ ②塩化ビニルモノマー
れらの物質の微生物分
飽和土壌解により副次的に生成～0.18 mg/Lと推定。
地下水
0.002～11 mg/L

対策方法

留意点

 地下水位や水質の変化
飽和土壌・地下水 をモニタリングし、揚水注水の運転、井戸の配原位置抽出置の見直し等を実施す
・（地下水揚水）る。
-促進酸化 促進酸化の処理効率の
原位置土壌洗浄低下防止のため除鉄などの前処理を行う。
 分解生成物として残留する可能性を 考慮し、浄化範囲など検討する。
 「微生物によるバイオレ
原位置分解
メディエーション利用指・化学処理：鉄粉針（平成 17 年 3 月 30・生物処理・透過性地下水浄 日、経済産業省環境省告示第４号）」に準拠し化壁て施工を行うことが望まれる。

飽和土壌・地下水

200m
揚水井戸
復水井戸
促進酸化処理装置

原水槽※適用性評価…○：適用可、×：適用困難

促進酸化処理装置

処理水槽

揚水井戸

表－４ 揚水処理技術（1,4-ジオキサン）※

0.10m

対策・処理技術

浄化性能(分解・除去率)

促進酸化69～100％共存物質の影響

酸化分解

フェントン法

0～99.7％

余剰汚泥の発生0.5

共存物質の影響0.1

高濃度汚染水への対応、

0.05

過硫酸法

7.1～99％活性炭吸着14.6～98.8%

生物分解

生物浄化

69～100%

PP

400m

分類

吸着除去復水井戸
P課題

350m

5m
10 m
15 m

0.5

吸着速度が低い

難透水性の地層

単位：mg/L

分解期間が長い600m※文献等調査結果より整理。

図－１ 対策概要図（ケース1）

４．３ 処理業及び運搬の課題と留意点「汚染土壌の処理業に関するガイドライン改訂版（改訂第2版追補）」及び「汚染土壌の運搬に関するガイドライン改訂版（改訂第2版追補）」を、2物質の処理・運搬に適用した場合、特に配慮すべき課題、留意点を以下に取りまとめた。
４．３．１ 処理業における課題・留意点（１）処理方法：1,4-ジオキサン、塩化ビニルモノマー共に不溶化の適用は不可。抽出、分解、溶融が適用可能。
（２）飛散等及び悪臭の発散を防止する構造：
・1,4-ジオキサンは水と自由に混和し、移行しやすい特性のため、雨水等に触れないための措置、外部への流出を防止するための措置を徹底。
・塩化ビニルモノマーは非常に揮発しやすいため、ばく露防止、排ガス処理及び土壌からの揮発抑制等の措置を徹底。
４．３．２ 運搬における課題・留意点】（１）飛散等の防止措置、積替え、保管施設における飛散等及び悪臭の発散防止措置：第一種特定有害物質の対応に準拠することが適当。
（２）保管施設における排水管理：1,4-ジオキサンは排出水・排除基準（0.5 mg/L）を遵守する。塩化ビニルモノマーは排出水・排除基準が設けられていないが、適正に処理することが望ましい。
４．４ 汚染土壌処理業者へのアンケート調査
土壌環境センター会員企業のうち、汚染土壌処理業の許可を取得している6社に対してアンケートを実施し、処理業における諸課題及び留意点を調査した。
その結果、第一種特定有害物質に対応した設備が最低限必要であり、かつ、塩化ビニルモノマーについては保管施設や品質管理上の課題が、1,4-ジオキサンについては保管施設や処理方法の課題が明らかとなった。これらの課題を解決することにより処理可能な事業所が増加することを期待する。
表－６ アンケート調査結果
対象物質

有効回答数

現状での処理可否

受入れの目安濃度

想定処理方法

第一種特定有害物質との処理コスト比較

諸課題及び留意点

塩化ビニルモノマー

6社

可能3社

α の100倍以下～
濃度制限なし化学脱着・分解
加熱分解

同～数倍程度・第一種特定有害物質に対応した設備が最低限必要。
・受入れ、保管施設の検討。
・品質管理（分析）の検討。

1,4-ジオキサン

5社

可能1社（検討中1社）（α※の10倍以下）～
濃度制限なし加熱分解（化学分解）

数倍程度

・第一種特定有害物質に対応した設備が最低限必要。
・受入れ、保管施設の検討。
・処理方法の検討。

※※α：土壌溶出量基準、塩ビニルモノマー0.002mg/L、1,4-ジオキサン0.05mg/Lと想定

５．おわりに土壌汚染対策法の特定有害物質への追加が検討されてきた2物質（うち、塩化ビニルモノマーは2017年4月より施行）に関して、対策・処理技術を整理し、適用に当たっての留意点をまとめた。
対策・処理技術については、2物質ともに、地下水の水質の測定や原位置封じ込めなど既往の対策・処理技術が適用可能であるものの、原位置浄化等については適用性確認等の課題が残されており、引き続き技術開発の動向に注視が必要である。また、処理業及び運搬においては、2物質の物性を踏まえつつ取り扱い上の留意点を整理した。今後、適正な処理・運搬技術の普及や、諸課題を解決することにより処理可能な事業所が増加することを期待する。