JP2003290757A - 汚染土壌の無害化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機ハロゲン化合物、ハロゲン元素、重金属
で汚染された土壌について、無害化し、不溶化土壌の弗
素、重金属の溶出値を、環境基準値以下に低減でき、同
時に埋め戻し土壌として利用可能な強度を得ることが可
能な経済的、効率的な処理方法を提供する。 【解決手段】 汚染された土壌を無害化処理した物を地
盤改良材として中性セメントを加える。この方法によっ
て不溶化土壌中の弗素、重金属の溶出値を環境基準値以
下に低減し、かつ同時に埋め戻し土壌として利用可能な
強度および周辺環境に二次汚染を誘発しない特性を持つ
不溶化土壌を得ることが可能になった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機ハロゲン化合
物、ハロゲン元素、重金属で汚染された土壌の無害化処
理方法に関し、更に詳しくは、有機ハロゲン化合物、ハ
ロゲン元素、重金属で汚染された土壌を一括処理して、
有機ハロゲン化合物の分解、ハロゲン元素と重金属との
溶出値の低い不溶化処理された土壌（不溶化土壌とい
う。）かつ、これを地盤として利用した際に該地盤が十
分な強度を有する無害化処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば都市部に位置した工場が移
転した跡地にマンションを建築する場合等において、そ
れまで長年土壌中に蓄積されてきた有害物質による土壌
汚染の問題が注目されつつある。これらの処理は、掘削
除去あるいは原位置処理のような対策が採られるが、後
者において、浄化処理による薬剤注入等の浄化作業によ
り、地盤強度が低下するといった問題が生じている。こ
れに対して、普通セメントあるいは高炉セメント等を直
接土壌へ混合し、強度を高める方法が採られるが、通
常、これらのセメント剤は添加すると土壌が強アルカリ
性となり、以下の問題が生じている。 イ）採用された浄化法が化学処理の場合、反応を阻害し
てしまう。 ロ）自然レベルで元来土壌中に含有される重金属等が地
盤改良剤のアルカリ性により溶出する。 これらの問題に鑑み、浄化処理を有効に進め、かつ、浄
化処理後の後工程に影響を与えず、また、後工程で二次
的な汚染が発生しない浄化法を開発することが急務であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機ハロゲ
ン化合物、ハロゲン元素または重金属とによって汚染さ
れた土壌中のハロゲン元素と重金属との溶出値を環境基
準値以下に低減し、有機ハロゲン化合物をも環境基準値
以下に低減しまた、地盤の改質を提案するものである。
塩素を言う。有機ハロゲン化合物とは、主にトリクロロ
エチレン（ＴＣＥとも言う）、ジクロロエチレン（ＤＣ
Ｅ）、パークロロエチレン等のハロゲン元素を含んだ有
機物言う、その他同位体も含む。ハロゲン元素とは主に
弗素または弗素化合物（両者を総称して弗素とい
う。）、重金属とは、主に鉛、亜鉛、カドミニウム、ク
ロム、銅、砒素等を言う。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意研究した結果、有機ハロゲン化合
物、ハロゲン元素または重金属で汚染された土壌を無害
化する方法として、汚染土壌中の有機ハロゲン化合物へ
鉄粉を添加することで分解し、あるいは金属塩を添加
し、アルカリまたは中性セメントを添加し、弗素または
弗素と重金属とを金属水酸化物と同伴・共沈させること
により土壌中の弗素および重金属の不溶化を、さらに中
性セメントにより固化し、より浄化後の状態が安定する
ことと土質を改良することを見出し、経済的、効率的な
処理方法を開発することができた。

【０００５】すなわち、本発明は、汚染物質を含む汚染
土壌を無害化した土壌に、中性セメント剤を添加して得
られた不溶化土壌を埋め戻し、土壌として使用すること
により地盤改良と不溶化とを行うことを特徴とする汚染
土壌の無害化処理である。ここで、前記汚染物質が、有
機ハロゲン化合物、重金属またはハロゲン元素のうち少
なくとも１種以上である。また前記汚染物質を含む汚染
土壌の無害化処理方法として、前記汚染物質に応じて、
鉄粉、鉄塩またはアルミニウム塩のうち少なくとも１種
を添加し、汚染土壌を無害化した土壌に行う。さらに
は、有機ハロゲン元素とハロゲン元素と重金属で汚染さ
れた土壌において鉄粉を添加し、アルミニウム塩または
鉄塩のうちの少なくとも１種を添加し、次いで弱酸性域
ないしアルカリ性域に調節すると生成したアルミニウム
または鉄のうち、少なくとも１種の水酸化物にはハロゲ
ン元素と重金属が同伴され不溶化する、次いで中性セメ
ント剤を添加して得られた不溶化土壌を埋め戻し土壌と
して使用することにより地盤改良と不溶化とを行こなう
ことが可能である。前記ハロゲン元素が弗素または弗素
化合物であれば特に本方法が有効である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明では、有機ハロゲン化合
物、ハロゲン元素、重金属のいずれかに１種以上で汚染
された土壌を一括同時処理して土壌中の有機ハロゲン化
合物を無害化し、弗素または弗素化合物と重金属とを不
溶化処理するとともに、中性セメントを添加し、土壌の
改質をも行うことに特徴がある。

【０００７】本発明の処理方法を行うにあたり、無害ま
たは無害化した土壌に中性セメントを添加することによ
り、土壌中に含まれる有害化する物質を安定固化させ
る。中性セメントとして、石膏を主とする成分のものを
用いると良い。

【０００８】ハロゲン元素、特に弗素または弗素化合物
で汚染されている土壌には、鉄塩またはアルミニウム塩
を添加する。添加後における土壌は通常ｐＨ２〜５程度
の範囲となる。ｐＨが２以下では効果が飽和し、後工程
でのアルカリ使用量が増加する。

【０００９】アルミニウム塩の添加量は土壌の重量に対
してアルミニウムとしてそれぞれ０．１〜５．０ｇ／ｋ
ｇが好ましい。さらにこの範囲内でも、０．５ｇ／ｋｇ
以上が好ましく、１．０ｇ／ｋｇ以上がさらに好まし
い。ただし、５．０ｇ／ｋｇ以上では効果が飽和する。
０．１ｇ/ｋｇ未満では土壌の不溶化処理が不充分とな
る。また、鉄塩の添加量は土壌の重量に対して鉄として
それぞれ０．１〜５．０ｇ／ｋｇが好ましい。より好ま
しくは０．５ｇ／ｋｇ以上、さらに好ましくは１．０ｇ
／ｋｇ以上である。ただし、５．０ｇ／ｋｇ以上では効
果が飽和する。０．１ｇ／ｋｇ未満では土壌の不溶化処
理が不充分となる。アルミニウム塩と鉄塩との比較で
は、アルミニウム塩の方が添加量および経済的な面にお
いて弗素の不溶化効果が高く、アルミニウム塩を選択す
ること、あるいはアルミニウム塩と鉄塩の混合を選択す
ることが望ましい。

【００１０】次にアルカリを添加する。弱酸性域ないし
アルカリ性域はｐＨ３〜１３が好ましい。より好ましく
はｐＨ６〜１３、さらに好ましくはｐＨ６〜１０の範囲
である。ｐＨが３より低い、あるいは１３より高いと土
壌の不溶化処理が不充分となる。また、土壌の無害化処
理として中性域、具体的にはｐＨ７〜８の範囲とするの
が望ましい。

【００１１】反応性、取扱性、コスト等の点から、鉱酸
としては硫酸、硝酸または塩酸のうちの少なくとも１種
が好ましい。アルミニウム塩としては硫酸アルミニウム
またはポリ塩化アルミニウムのうちの少なくとも１種が
好ましく、鉄塩としては硫酸第一鉄、塩化第一鉄、硫酸
第二鉄または塩化第二鉄のうちの少なくとも１種が好ま
しい。アルカリとしては水酸化ナトリウム、炭酸カルシ
ウム、消石灰またはセメントのうちの少なくとも１種が
好ましい。炭酸カルシウムあるいは中性セメントによれ
ばpH調整が強アルカリとなることはなく、中性域への調
整が他のアルカリ剤に比較して容易である。また、中性
セメントであれば同時に地盤強度を増加させる効果があ
り、有効である。

【００１２】このようにハロゲン元素または重金属で汚
染された土壌の不溶化処理後、中性セメントを添加し、
土壌の安定、地盤の改質を行う。中性セメントにおいて
カルシウムを主とする成分のものであれば、ハロゲン元
素と重金属と鉄またはアルミニウム水酸化物と結合がよ
り安定して好ましい。すなわち、中性セメントでは水酸
化物と優先的に結合するため、さらに安定化に適してい
る。また中性セメントであれば、埋めた時に他の周りの
土壌への影響はなく、全く無害である。中性セメントの
添加量は、所望の改質状態により決めればよい。

【００１３】有機ハロゲン化合物で汚染されている土壌
には、鉄粉を添加し、有機ハロゲン化合物を分解した浄
化後、ｐＨを中性とするかを確認後、中性セメントを添
加すればよい。

【００１４】ハロゲン元素または（および）重金属、お
よび有機ハロゲン化合物で汚染されている土壌には、鉄
粉を添加し有機ハロゲン化合物を分解して浄化し、重金
属について、鉄粉表面への吸着あるいは置換反応のより
固定する。重金属について、鉄粉のみでは浄化出来ない
場合、ついで土壌のｐＨを２〜４と弱酸性域に酸を加え
て調整する。この時酸の代わりに、鉄塩、アルミニウム
塩を加えても良い。アルミニウム塩としては硫酸アルミ
ニウムまたはポリ塩化アルミニウムのうちの少なくとも
１種が好ましく、鉄塩としては硫酸第一鉄、塩化第一
鉄、硫酸第二鉄または塩化第二鉄のうちの少なくとも１
種が好ましい。その後アルカリを添加することにより
鉄、またはアルミニウム水酸化物とハロゲン元素または
（および）重金属とを結合し、不溶化を行う。このと
き、アルカリが中性セメントの場合は処理完了である。
添加量等は、前項と同様に行えば良い。

【００１５】以下の実施例によって本発明を更に詳細に
説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの実施例の記
載に限定されるものではない。

【００１６】

【実施例】（実施例１） Ａ地区の弗素汚染土壌（以下
土壌Ａという）について本発明の処理方法を行った。土
壌Ａ（−２ｍｍ）の弗素含有量は４２０ｍｇ／ｋｇ、弗
素溶出値は２．１ｍｇ／Ｌである。本発明の処理方法に
よって得られた不溶化土壌について環境庁告示第４６号
（平成３年８月２３日付）に示された方法に従って溶出
試験を行った。

【００１７】本発明の処理方法を、図１のフローに従っ
て行った。先ず有姿土壌１５０ｇ（水分１５％）を５０
０ｍＬの容器に入れ、ポリ塩化アルミニウム粉末をAlと
して０．６ｇ／ｋｇを添加し、撹拌棒で混合撹拌した。
次に中性セメントを４０ｇ／ｋｇ加えて３分間混合撹拌
し、７日間養生した後、不溶化土壌とした。これを環境
庁告示第４６号（平成３年８月２３日付）に示された方
法に従って弗素の溶出試験に供した結果、０．２ｍｇ/L
となった。汚染されていない新土に埋め、３０日間放置
後、不溶化土周囲の土壌について溶出試験を行った結
果、弗素等の溶出値は測定限界値以下であった。また不
溶化土を新土に混合することにより地盤が改質された。

【００１８】以上の結果から、土壌Ａの場合、本法によ
りフッ素が不溶化されると同時に、地盤強度が向上し、
かつ周辺環境へ影響しないことが分かる。

【００１９】［実施例２］ 有機ハロゲン化合物として
ＴＣＥを１ｍｇ／ｋｇ添加し、ハロゲン元素として弗
素、重金属として砒素、六価クロムの複合汚染土壌を作
成した。この複合汚染土壌に含む各汚染物質含有量は弗
素４２６ｍｇ／ｋｇ、六価クロム９８４ｍｇ／ｋｇ、砒
素２ｍｇ／ｋｇであった。各汚染物質の溶出値は弗素
３．５ｍｇ／Ｌ、六価クロム０．０４ｍｇ／Ｌ、砒素
０．０２２ｍｇ／Ｌであった。本発明の処理方法によっ
て得られた不溶化土壌について実施例１と同様に溶出試
験を実施した。

【００２０】複合汚染土壌には、平均粒径１００μｍの
鉄粉を1wt%添加、混合し、６０日間密閉容器内、室温
（２５℃）で静置した。ついで、TCE、フッ素、砒素お
よび六価クロム溶出試験を実施した。その結果、TCEに
ついて検出下限、フッ素について３．０ｍｇ／Ｌ、砒素
について０．００５ｍｇ／Ｌ、六価クロムについて＜
０．０２ｍｇ／Ｌの結果となった。次いで先ず有姿土壌
１００ｇ（水分１５％）を５００ｍＬの容器に入れ、
１．２ｇ／ｋｇの硫酸アルミニウムおよび４０ｇ／ｋｇ
の中性セメントを添加し、撹拌棒で混合撹拌し、７日間
養生した。これを環境庁告示第４６号（平成３年８月２
３日付）に示された方法に従って溶出試験に供した結
果、フッ素について０．２ｍｇ/L、砒素について＜０．
００１ｍｇ／Ｌ、六価クロムについて＜０．０２ｍｇ／
Ｌとなった。試験結果を表２にまとめる。表１は、各処
理段階における汚染物質溶出値をｍｇ／Ｌの単位で表
す。表中の”−”は、検出せずを示す。

【表１】 これを汚染されていない新土に埋め、３０日間放置後、
不溶化土の周囲の土壌に溶出試験を行った結果、弗素等
の溶出値は測定限界値以下であった。また不溶化土を新
土に混合することにより地盤が改質された。すなわち、
１軸圧縮強度が向上した。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、有機ハロゲン化合
物、ハロゲン元素、特に弗素でまたは弗素と重金属類で
汚染された土壌を無害化処理し、中性セメントで不溶化
し、また不溶化土を新土に混合することにより地盤が改
質されることにより、不溶化土壌の弗素または弗素と重
金属類の溶出値を、環境基準値以下に低減することが可
能になった。この方法によれば、土壌または土壌スラリ
ーのような水分の異なる形態で現地から掘り出される比
較的扱いにくい土壌に対しても対処可能であり、加熱・
冷却工程や繰り返し工程も要せず、広大なスペースを必
要とすることもなく、低コストで弗素または弗素と重金
属あるいは有機塩素化合物を含む汚染土壌を経済的、効
率的に処理することができる。また、弗素汚染土壌を特
別な湿式処理工程で処理した後に発生するスラッジにつ
いても適用可能であるという利点を持つ。

【００２２】また、現在、産業廃棄物の最終処分場の不
足が問題になっているが、本発明の処理方法回収される
不溶化土壌は化学的に安定しているので、従来の土壌処
理法のように封じ込めやコンクリート固化して廃棄処理
する必要はなく、また土壌を廃棄して新たに客土を求め
る必要もなくなり、本発明の処理によって得られる不溶
化土壌は環境基準を満たした土壌として埋め戻し等をは
じめ各種の用途に再利用することができトータルとして
大幅な処理コストの低減をはかることができる。また、
セメント剤の添加により得られた不溶化土壌を埋め戻し
土壌として繰り返し使用することにより、軟弱地盤の改
良と不溶化および周辺環境への二次汚染の誘発抑制など
の３つの処理目標が同時に満たされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における本発明の処理フローを示す図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E191 BA02 BA12 BB01 BC01 BC02 BD01 4D004 AA41 AB03 AB06 BA02 CA15 CA34 CA45 CB21 CC06 CC11 CC12 CC13 DA01 DA10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚染物質を含む汚染土壌の無害化処理に
   おいて、汚染土壌に鉄粉、鉄塩またはアルミニウム塩の
   うち少なくとも１種を添加し、次いで中性セメント剤を
   添加し、得られた不溶化土壌を埋め戻し、土壌として使
   用することを特徴とする汚染土壌の無害化処理方法。
2. 【請求項２】 前記汚染物質が、有機ハロゲン化合物、
   ハロゲン元素、重金属のうち少なくとも１種以上である
   請求項１に記載の汚染土壌の無害化処理方法。
3. 【請求項３】 有機ハロゲン化合物とハロゲン元素のう
   ち１種以上と重金属で汚染された土壌において鉄粉を添
   加し、アルミニウム塩または鉄塩のうちの少なくとも１
   種を添加し、次いで弱酸性域ないしアルカリ性域に調節
   し、生成したアルミニウム水酸化物または鉄酸化物のう
   ち少なくとも１種の水酸化物にハロゲン元素と重金属を
   同伴させ、次いで中性セメント剤を添加して得られた不
   溶化土壌を埋め戻し土壌として使用することを特徴とす
   る汚染土壌の無害化処理方法。
4. 【請求項４】 前記ハロゲン元素が弗素または弗素化合
   物である請求項１〜３に記載の方法。