全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【CO63】

自然由来重金属等を含む建設発生土の不溶化検討
株式会社キタック

1. 背景〇笹川由夏

2. 試験に用いた地質

トンネルや切土から発生した土砂は、事業用地内で盛土として利用することが理想的で、土工収支のバランス

今回は次の２つの基準を超過する地質サンプルを用いた。

を最適化することが課題である。重金属等に問題がある①ふっ素サンプル

地質も、覆土などの対策を行ったうえで、事業用地の盛②酸性化サンプル

ふっ素が超過砒素、ふっ素、酸性化が超過土に活用することが望ましいが、問題の地質が余剰となセレンは超過しないが溶出ありる場合も考えられる。このような時の対策として、地下

参考文献2）では、廃石こうボードの再資源化で問題とへの浸透防止、浸出水処理、不溶化、遮水シートによるなる「ふっ素」について取り扱っており、セメントの水遮水工封じ込め、場外処分等の方法がある

1）。本発表はこのうち「不溶化」について試験・考察した。

和反応時に作られる「エトリンガイト」に重金属等が固定され、溶出量が低減するメカニズムがあるとされてい土壌に含まれる重金属等の不溶化技術は、混和材による。今回対象としたサンプルは両者ふっ素が基準を超える解決策があるが、基準超過の程度が小さく、扱う土量ているため、この効果が狙えると考えた。他の砒素や酸が大量な場合、混和材が高価であるため、利用の判断が性化についても同様に効果を期待した。

難しい。また、基準を超過して溶出する可能性がある地

セメントを混合させる前のサンプルの物性値を表-1に質は、泥岩やシルト岩で、トンネルや切土から発生した示す。重金属等の溶出特性を表-2に示す。今回の試験にこれらの地質を盛土等で利用しようとする場合、スレーおける効果確認は基準を超過した砒素、ふっ素、酸性化キング等で泥濘化してそのまま盛土材として利用に課題とセレンについて実施した。

がある。今回このような条件（基準超過が小さい、扱う土量が大量、泥濘化する地質）の解決策として、まず盛3. 配合試験計画土材として利用するために比較的安価なセメントを混合「配合試験方法」と「配合したセメント」、「効果の確認させて、強度を確保することを考えた。
今回の発表では、方法」は次のとおりである。

セメント混合後の重金属等の溶出抑制への効果が得られ（1）配合試験の方法るか確認した結果について報告する。

配合試験の養生日数や配合量は次のとおりである。

表-1 サンプルの土質試験値

・養生日数

自 然 土 粒子 最 大乾 最 適番
サンプル 含 水 比 の 密 度 燥 密 度 含 水 比号%g/cm3 g/cm3%
ふっ素
①
サンプル

14.0

酸性化サンプル

62.9②

2.672

1.642

７日と２８日の２ケース
3・配合量 50kg/m 、150kg/m3、250kg/m3の３水準（2）配合したセメント配合に用いたセメントは表-3に示す特性の異なる３種20.7類である。なお、「①ふっ素サンプル」については、含水2.4080.925

量が少なく、水和反応が鈍い可能性を考え、含水比を+10%58.5の24%となるように調整した配合も試験した。
表-3 試験に使用した固化材の特徴

表-2 セメントを混ぜる前の分析結果
番サンプル号

岩質ｶﾄﾞﾐｳﾑ*1mg/L鉛*2mg/L砒素*3mg/L

セレン ふっ素*4*5mg/L
mg/L

酸性化*6mg/L

①ふっ素
サンプル

砂岩

0.001未満

0.005未満

0.001

対象外

1.111.2

②

酸性化
サンプル

泥岩

0.001
未満

0.005未満

0.012

0.010

0.85

3.0

基準値*7

0.01

0.01

0.01

0.01

0.80

3.5超

定量下限値

0.001

0.005

0.001

0.001

0.08

-

*1 JIS K 0102 55.3 ICP発光分光分析法*2 JIS K 0102 54.3 ICP発光分光分析法
0.05 基準超過*3 JIS K 0102 61.3 水素化物発生ICP発光分光分析法*4 JIS K 0102 67.3 水素化物発生ICP発光分光分析法*5 JIS K 0102 34.4 流れ分析法*6 水素イオン濃度〔pH(H2 O2 )〕 JIS K 0102 12.1 ガラス電極法
検液調整法は、2mm以下に粉砕後40°Cで2時間乾燥した試料と、溶媒を重量体積比10%の割合で混合し、6時間振とうした後ろ過し作成した。
検液調整法は、地盤工学会基準「過酸化水素水による土及び岩石の酸性化可能性試験方法」(JGS 0271-2020)による。

*7 環境基本法 地下水環境基準

固化材

特徴

高炉セメント
最も安価で、一般的な軟弱な粘性土は固化する
B種
六価クロムが溶出しにくい(略)高炉Ｂ
特殊土用セメント(略)特殊土石こう成分が多くエトリンガイトを生成しやすい
た、含水量が多い土でも少ない配合量で固化する
六価クロムが溶出しにくい

高有機質土用 石こう成分が大変多く最もエトリンガイトを生成セメントしやすいため、高有機質土や火山灰質土が比較的(略)高有機 少ない配合量で固化する

短所

配合量が多い高価

最も高価（3）効果の確認方法
配合前に重金属等の溶出特性を、短期溶出試験を行い、配合後はトリータビリティ試験を行い、溶出の変化を確認した。試験方法を表-4に示す。

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
表-4 効果確認に用いた試験
確認する
内容
配合前の重金属等の溶出特性

方法

規格

短期溶出試験

平成15年「環境省告示第18号」

酸性化可能性試験

地盤工学会「過酸化水素水を用いるpH試験」

トリータビリティ試験
配合後の重金属等の溶出特性

平成15年「環境省告示第18号」

短期溶出試験
硫酸添加溶出試験
消石灰添加溶出試験*1*1

硫酸添加溶出試験
消石灰添加溶出試験

一般社団法人 土壌環境セン
ター「GEPC技術標準 重金属等
不溶化処理土壌のpH変化に対する安定性の相対的評価方法
GEPC・TS-02-S1～S2」

図-1 ふっ素サンプルのふっ素溶出と高炉 B+加水酸性化での安定性を確認
アルカリ性化での安定性を確認

4. 試験結果効果が確認されたものは、次の【効果あり】とした3つで、【効果なし】はセレンであった。
【効果あり】

・砒素

・ふっ素

・酸性化

【効果なし】・セレン（対象外であるが評価）①ふっ素サンプルでは、高炉 B と高有機で対象外であったセメント由来の六価クロムが基準を超過し、使えるものは「高炉 B+加水」のみで、100kg/m3程度以上の配合
図-2 酸性化サンプルのふっ素と高炉 Bで効果があった（図-1）。なお、六価クロムの溶出が無ければ高有機が最も少ない配合で効果があった。
0.04

溶出は無かった。ふっ素で20kg/m3程度以上の配合で効果0.035があり、①ふっ素サンプルよりも少ない配合で効果があった（図-2）。セレンは配合前の段階で、僅かに基準を下回っていたが、配合することによって、反対に基準を超え、配合が増加すると溶出は減少に転じるが、今回の試験の最大配合量である250kg/m3でも基準を満足するこ

セレン溶出量(mg/L)②酸性化サンプルでは、セメント由来の六価クロムの高炉セメントB種

0.030.025

0.020.015

0.010.005

2500とは無かった（図-3）。酸性化については、僅かな配合で050効果があった（図-4）。
また、7日養生と28養生では、大きな差は無い。

100
150200固化材の配合量(kg/m3)

高炉セメントB種 H2O
高炉セメントB種 Ca(OH)2

250300

高炉セメントB種 H2SO4
基準値

図-3 酸性化サンプルのセレンと高炉 B

5. まとめ・「砒素」「ふっ素」や「酸性化」の基準超過の程度によ
12っては、セメントを混合することによって、飛散防止対きないと考えられる。

pH(H2O2))

策を行えば、無対策土として扱える可能性がある。
・セレンが溶出する場所では、セメントの効果は期待で

高炉セメントB種

10864《参考文献》

21) 国土交通省-建設工事における自然由来重金属等含0有土砂への対応マニュアル検討委員会「建設工事に

4050100
150200固化材の配合量(kg/m3)

250

おける自然由来重金属等含有岩石・土壌への対応マニュアル（暫定版）」2010 年 3 月

高炉セメントB種 H2O
高炉セメントB種 Ca(OH)2

高炉セメントB種 H2SO4
基準値2) （公）地盤工学会関東支部「地盤改良材を中心とした廃石こうボードの再資源化」2013 年 2 月

図-4 酸性化サンプルの酸性化と高炉 B300