JP2005125190A - 汚染防止方法および汚染防止連続壁 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、安価な連続壁によって汚染土壌等を囲い込み、前記汚染土壌から漏出する有害物を含んだ汚染物等を分解、中和あるいは化学的・物理的に流出を防止することにより汚染物質による公害を無くすことを目的とした汚染防止方法および汚染防止連続壁。
【解決手段】 本発明は、環境を汚染する汚染土壌の周囲において、清浄土壌に対してパイプを所定の間隔で打ち込むためのボーリング、あるいは縦溝の掘削を行う。前記ボーリングによってできた穴には、パイプが打ち込まれる。次に、前記パイプを抜きながら前記パイプの先端から、ないしは縦溝に中和剤を注入することにより、前記汚染土壌と前記中和剤を混合させる。前記中和剤は、混合されて汚染土壌を囲む化学的な連続壁ができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ゴミ処理場、産業廃棄物の堆積場、あるいは汚染物質が埋蔵されている場所を囲い込み、前記場所から漏出する汚染物質を外部に流出させないための汚染防止方法および汚染防止連続壁に関するものである。すなわち、本発明は、毒物、劇物等の化学物質（ダイオキシン等の環境ホルモン物質、ＰＣＢ等）を化学的ならびに物理的に汚染防止連続壁内に留め、外部流出させずに、トラップ、またはシールド等を行うための汚染防止方法および汚染防止連続壁に関するものである。

汚染土壌は、高度経済成長期に多く発生したが、局所的に発見することが困難であった。しかし、近年、健康への影響、次世代に対する影響等が叫ばれるようになってきた。汚染土壌対策として、カドミウム、シアン、有機リン、６価クロム、砒素、鉛、水銀類、ＰＣＢ、ジクロロメタン、トリクロロエチレン、四塩化炭素、・・・等が土壌に含まれた場合、地下水に溶出する恐れがあり、健康に大きな影響を与えることが判っている。

２００３，９ Ｖｏｌ．２ Ｎｏ．９ 環境浄化技術 第１頁ないし第４頁

重金属類により汚染された汚染土壌は、セメントや硫化ソーダ等の薬剤を添加混合して汚染土壌から重金属類の溶出を抑える方法がある。しかし、前記薬剤を使用した重金属類の固定化・不溶化方法は、重金属の種類によって最適な条件が異なること、使用薬剤の安全性に問題があること、あるいは、酸性雨等によりｐＨが低下して、重金属類が溶出する可能性がある等、多くの課題を有する。

２００３，９ Ｖｏｌ．２ Ｎｏ．９ 環境浄化技術 第４６頁ないし第４８頁

また、その他の汚染土壌固定化方法には、地下水に栄養剤として有機物（食品添加物）、窒素、りん等の栄養塩類を添加する嫌気性バイオ法がある。前記栄養塩類の添加は、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレンがエチレンまたはエタンまで還元され、無害化される。

過マンガン酸カリウム等の酸化剤を汚染地下水に注入する原位置酸化分解法がある。前記酸化分解法は、酸化反応を利用した「酸化分解技術」である。たとえば、トリクロロエチレンは、二酸化炭素と酸化物イオンに分解されて、二酸化マンガンが生成されて安定化する。

汚染土壌に特殊鉄粉を添加、混合する鉄粉法がある。前記鉄粉法は、金属鉄のもつ還元力により脱塩素化して無害なエチレンおよびエタンに分解して汚染土壌から溶出する化学物質を浄化するので、安全性が高い。

汚染土壌は、水と生石灰を混合すると、水和反応（水と発熱反応し、約７０ないし９０度Ｃに温度が上昇する）により、揮発分解する。前記のようなホットソイル法は、水と生石灰および汚染土壌との比率で、２０％が最適である。その後、活性炭等による吸着処理を空気浄化装置に取り付け、テント内で２４時間静置して養生する。

低温焼却による焼却処理は、ダイオキシン類が発生し、二次汚染物質を生成する。したがって、二次汚染物質を生成しない高温ガス炉は、９５０度Ｃないし１３００度Ｃによる焼却が必要であり、高価なものとなる。

従来の方法において、地下水揚水法あるいは土壌ガス吸引法等があるが、短期間に環境基準以下に汚染土壌の濃度を下げることは困難であり、浄化期間として１０年以上もかかるものがあった。

前記汚染土壌は、中和剤と混合して、比較的に短期間に無害化される。しかし、多くの汚染土壌を短期間に無害化するということは、多くの中和剤を必要とする。前記汚染土壌が多い場合、汚染土壌の周囲に鋼矢板の断面をかみ合わせて壁面を作製し、土留め止水用の構造物とする場合がある。このような場合、鋼矢板の断面のかみ合わせ部から汚染された汚染土壌や有害物を含んだ汚水が流出するという問題がある。

前記問題を解決するために、幅１ｍないし２ｍ程度のコンクリートからなる連続壁を作製し、汚染土壌を囲む方法がある。しかし、前記コンクリートの連続壁は、半永久的であるため作製が高価であるだけでなく、環境破壊という二次災害をもたらす懸念もある。また、コンクリートの硬化に日数がかかるという問題もあった。

本発明は、以上のような課題を解決するためのものであり、安価な連続壁によって汚染土壌等を囲い込み、これらの汚染土壌から漏出する有害物を含んだ汚水等を分解中和し、無害化することにより汚染土壌による公害を無くす汚染防止方法および汚染防止連続壁を提供することを目的とする。

本発明は、汚染土壌から漏出する有害物質および汚水等をシールドする生分解性プラスチックからなる連続壁によって汚染土壌を囲い込む汚染防止方法および汚染防止連続壁を提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明の汚染防止方法は、汚染土壌内の化学物質を中和する別の化学物質からなる連続壁によって汚染土壌を包囲して汚染化学物質の外部流失を防止するものであり、前記汚染土壌の周囲における清浄土壌に対してパイプを打ち込むためのボーリング工程と、前記ボーリングした穴にパイプを打ち込む工程と、前記パイプを抜きながら前記パイプの先端から中和剤を注入し、清浄土壌と前記中和剤を混合する工程と、を少なくとも備えていることを特徴とする。

（第２発明）
第２発明の汚染防止方法は、汚染土壌内の化学物質を中和する別の化学物質からなる連続壁によって汚染土壌を包囲して汚染化学物質の外部流失を防止するものであり、前記汚染土壌の周囲における清浄土壌に対して所定の幅と深さの溝を掘削する工程と、前記掘削した溝に中和剤を注入し、清浄土壌と前記中和剤を混合する工程と、を少なくとも備えていることを特徴とする。

（第３発明）
第３発明の汚染防止方法において、前記中和剤は、超微細化された鉄粉および／またはカーボン粉、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などからなる混合物または混合溶液であることを特徴とする。

（第４発明）
第４発明の汚染防止方法は、汚染土壌を化学物質の連続壁により包囲して汚染化学物質の外部流失を防止するものであり、前記汚染土壌の周囲における清浄土壌に対して所定の幅と深さの穴を掘る工程と、その後、前記穴に対して、微生物の働きにより低分子化合物に変化させる生分解性プラスチックからなる連続壁を設ける工程と、を少なくとも備えていることを特徴とする。

（第５発明）
第５発明の汚染防止方法において、前記生分解性プラスチックは、ポリエチレンまたはポリプロピレンにデンプンおよび／またはポリビニルアルコールが混合していることを特徴とする。

（第６発明）
第６発明の汚染防止連続壁は、汚染土壌を包囲することにより、汚染化学物質の外部流失を防止する化学連続壁であり、超微細化された鉄粉および／またはカーボン粉、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などからなる混合物または混合溶液と清浄土壌とが混合しているとともに、所定の厚さと深さを有することを特徴とする。

（第７発明）
第７発明の汚染防止連続壁において、汚染土壌を包囲することにより、汚染化学物質の外部流失を防止する化学連続壁は、ポリエチレンまたはポリプロピレンにデンプンおよび／またはポリビニルアルコールが混合している生分解性プラスチックから構成されているとともに、所定の厚さと深さを有することを特徴とする。

本発明によれば、汚染されていない清浄土壌に溝または穴を掘り、超微細化された鉄粉および／またはカーボン粉、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）およびシラス（火山噴火物）などからなる混合物または混合溶液を封入して、清浄土壌とを混合させ、所定の厚さと深さにした化学連続壁によって、汚染土壌から有害物質が漏出しないようにすることができた。

本発明によれば、生分解性プラスチックからなる連続壁によって汚染土壌を囲み込んでいるため、有害物質の清浄土壌への流出がなくなった。

（第１発明）
第１発明の汚染防止方法は、環境を汚染する汚染土壌内の化学物質を中和する別の化学物質からなる連続壁によって汚染土壌を包囲して汚染化学物質の外部流失を防止するための方法に関するものである。まず、最初に、環境を汚染する汚染土壌の周囲において、清浄土壌に対してパイプを所定の間隔で打ち込むためのボーリングを行う。前記ボーリングの深さは、実際の汚染土壌の深さより深くする。

前記ボーリングによってできた穴には、パイプが打ち込まれる。次に、前記パイプを抜きながら前記パイプの先端から中和剤を注入し、前記清浄土壌と前記中和剤を混合させる。前記清浄土壌と中和剤は、混合されて汚染土壌を囲む連続壁ができる。汚染土壌から前記連続壁にしみ出る汚染物質（たとえば、ダイオキシン等の環境ホルモン物質やＰＣＢ等）は、前記連続壁に注入された中和剤によって中和され、前記連続壁の外部に漏出しない。

（第２発明）
第２発明は、清浄土壌と中和剤とを混合させる方法が第１発明と異なっている。第２発明は、まず、汚染された汚染土壌の周囲における清浄土壌に対して所定の幅と深さの溝を掘削する。前記溝の幅および深さは、前記汚染された土壌の量や深さ等によって異なり、前記汚染土壌の大きさより大きめにする。

前記掘削された溝には、中和剤が注入され、前記清浄土壌と中和剤とが混合される。前記清浄土壌と中和剤の混合物からなる連続壁は、汚染土壌からしみ出た有害汚染物質（たとえば、カドミウム、六価クロム、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等）を中和することにより外部の環境を汚染しない。

（第３発明）
第１発明および第２発明に使用される中和剤は、鉄粉および／またはカーボン粉、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などを超微細化して高浸透化される。前記中和剤は、汚染物質に対する吸着能力を高め汚染化学物質をシールドあるいは無害化する。超微細化された鉄粉および／またはカーボン粉、シラスの大きさは、たとえば、１ｎｍないし１００ｎｍであり、前記超微細粒子に粗粒子（たとえば、１００ｎｍないし１００μｍ）を混在させることにより、さらに、大きな効果を発揮する。

（第４発明）
第４発明は、汚染された汚染土壌を化学物質の連続壁により包囲することによって、汚染化学物質の外部流失を防止する方法である点で、第１発明および第２発明と異なっている。第４発明は、第２発明と同様に、前記汚染土壌の周囲における清浄土壌に対して所定の幅と深さの穴、あるいは所定の傾斜勾配をつけた穴を堀る。

微生物の働きにより低分子化合物に変化させる生分解性プラスチックは、汚染土壌の周囲に設けられた穴に連続壁として設けられる。この間に有害汚染物質の無害化処理を施行する。その後、前記生分解性プラスチックは、将来放置されても土壌中に還元される。

（第５発明）
第５発明の生分解性プラスチックは、ポリエチレンまたはポリプロピレンにデンプンおよび／またはポリビニルアルコールが混合しており、自然環境中で微生物の働きにより低分子化合物に変化し、最終的に水と二酸化炭素に分解されて、無害な物質になる。

（第６発明）
第６発明は、超微細化された鉄粉および／またはカーボン粉、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などからなる混合物または混合溶液と清浄土壌とを混合させて、所定の厚さと深さにした化学連続壁によって、汚染土壌が包囲されている。汚染化学物質は、前記超微細化された鉄粉および／またはカーボン粉、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などからなる混合物または混合溶液によって中和されるため、外部に流失したとしても無害である。

（第７発明）
第７発明は、ポリエチレンまたはポリプロピレンにデンプンおよび／またはポリビニルアルコールが混合している生分解性プラスチックから構成された化学連続壁が汚染土壌を包囲する。この間に有害汚染物質を無害化処理する。その後、前記生分解性プラスチックを長期間放置したとしても、いったん、微生物の餌食になったプラスチック分子が、その微生物の行う代謝の結果として、水や二酸化炭素のような無害な物質となって排出される。前記化学連続壁は、所定の厚さと深さとすることで、汚染化学物質の外部流失を防止することができる。

図１は本発明の一実施例である汚染土壌からの有害物質の漏出を防止するための工法を説明するための断面図である。図２（イ）および（ロ）は本発明の一実施例である汚染土壌を取り囲む連続壁を説明するための断面および上面図である。図１において、汚染土壌１２は、その一部を地表１１に表し、ある深さに埋設されており、清浄土壌１３との境が示されている。

鉄パイプ１４は、前記清浄土壌１３中で、前記汚染土壌１２の近傍に所定の間隔で打ち込まれ、前記汚染土壌１２とほぼ同じ深さとする。次に、超微細化された鉄粉および／または超微細化されたカーボン、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などを含んだ中和剤１５は、前記鉄パイプ１４の入口から挿入される。前記超微細化された鉄粉および／または超微細化されたカーボン１５は、前記鉄パイプ１４上方から入れながら、前記鉄パイプ１４を図矢印１６に示すように少しずつ上方に上げる。超微細化された鉄粉および／またはカーボン粉、シラスの大きさは、たとえば、１ｎｍないし１００ｎｍであり、前記超微細粒子に粗粒子（たとえば、１００ｎｍないし１００μｍ）を混在させることにより、さらに、大きな効果を発揮する。また、前記超微細粒子等の大きさは、前記汚染土壌１２の種類や量、あるいは中和させる時間等によって異なってくる。

前記、超微細化された鉄粉および／または超微細化されたカーボン、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などを含んだ中和剤１５は、両者の混合物または水等の混合溶液として、前記清浄土壌１３と混合されて、図２（イ）および（ロ）に示されているような連続壁２１を構成する。前記連続壁２１は、汚染土壌１２中の毒物、劇物等の化学物質（カドミウム、六価クロム、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等）を化学的ないしは物理的に留め、外部流出させない。

前記連続壁２１は、超微細化された鉄粉および／またはカーボン、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などを含んだ中和剤であるため、前記化学物質に吸着して、外部に漏出させないだけでなく、化学的に中和させてシールドを行う。前記鉄粉およびカーボンは、たとえば、ボールミル等の手段により超微細に粉砕して、高浸透カーボン（および/または鉄粉）化して、吸着力をさらに高める。前記カーボンには、グラファイト（ナノカーボン、カーボンナノフィルム、グラフェン）、竹炭や木炭が最適である。

前記鉄パイプ１４は、図１の他に、有底部を有するものであり、前記有底部の近傍で、側部に中和剤の噴出用孔が設けられる。前記中和剤は、前記鉄パイプ１４が少しずつ抜かれる際に、前記噴出孔から噴出してその部分の清浄土壌１３と混合しながらしみ込む。前記中和剤の噴出は、必要に応じて、圧力をかけることにより行われる。

また、別の例として、図２（イ）および（ロ）に示す連続壁２１の部分に溝を掘る機械（幅の狭いショベルカー）を利用することにより、所定の幅と深さの溝を作製する。前記溝には、前述のような、超微細化された鉄粉および／または超微細化されたカーボン２１を清浄土壌１３とともに前記溝に挿入されて連続壁が構成される。

また、図２（イ）および（ロ）に示す連続壁２１は、生分解性プラスチックから構成することができる。生分解性プラスチック２１は、土の中で微生物によって水と二酸化炭素に分解される。そして、前記生分解性プラスチック２１は、普通のプラスチックと同様に汚染物質を漏出しないだけでなく、燃やしてもダイオキシンを発生しないため、環境を汚染することがない。

前記生分解性プラスチック２１は、原料に米やトウモロコシに含まれている澱粉を使用して、石油を使用しないので、化石燃料の節約になるだけでなく、自然に放置することで、土壌に還元される。また、前記原料を使った生分解性プラスチックから構成される連続壁は、環境負荷の低減を図り、有害汚染物質を外部に漏出しない。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明における超微細化された鉄粉および／または超微細化されたカーボン、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などは、純粋なもの以外に不純物の含み具合を汚染土壌の程度により変えることができる。

また、前記超微細化された鉄粉またはカーボン、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などの混合比は、汚染土壌の汚染度により変えることができる。さらに、前記連続壁は、前記汚染土壌等の汚染物質等により厚くしたり、深さを深くすることも任意にできる。たとえば鉄粉および／またはカーボン、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などは、ボールミルの種類と処理を行う時間によって超微細化の程度が決まる。前記超微細化された鉄粉および／またはカーボンは、ボールミルの処理時間が長くなれば、それらの表面積が大きくなり、汚染土壌の中和をより迅速でかつ容易にする。

本発明の一実施例である汚染土壌からの有害物質の漏出を防止するための工法を説明するための断面図である。（実施例１） 図２（イ）および（ロ）は本発明の一実施例である汚染土壌を取り囲む連続壁を説明するための断面および上面図である。（実施例１または実施例２）

符号の説明

１１・・・地表
１２・・・汚染土壌
１３・・・清浄土壌
１４・・・鉄パイプ
１５・・・超微細粉末
１６・・・矢印
２１・・・連続壁（生分解性プラスチックまたは超微細化された鉄粉および／または超微細化されたカーボン、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）およびシラス（火山噴火物）などと清浄土壌が混合された溝）

Claims (7)

1. 汚染土壌内の化学物質を中和する別の化学物質からなる連続壁によって汚染土壌を包囲して汚染化学物質の外部流失を防止する汚染防止方法において、
   前記汚染土壌の周囲における清浄土壌に対してパイプを打ち込むためのボーリング工程と、
   前記ボーリングした穴にパイプを打ち込む工程と、
   前記パイプを抜きながら前記パイプの先端から中和剤を注入し、清浄土壌と前記中和剤を混合する工程と、
   を少なくとも備えていることを特徴とする汚染防止方法。
2. 汚染土壌内の化学物質を中和する別の化学物質からなる連続壁によって汚染土壌を包囲して汚染化学物質の外部流失を防止する汚染防止方法において、
   前記汚染土壌の周囲における清浄土壌に対して所定の幅と深さの溝を掘削する工程と、
   前記掘削した溝に中和剤を注入し、清浄土壌と前記中和剤を混合する工程と、 を少なくとも備えていることを特徴とする汚染防止方法。
3. 前記中和剤は、超微細化された鉄粉および／またはカーボン粉、カルシウム系物質（生石灰：酸化カルシウム、貝化石：炭酸カルシウムなど）、およびシラス（火山噴火物）などからなる混合物または混合溶液であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された汚染防止方法。
4. 汚染土壌を化学物質の連続壁により包囲して汚染化学物質の外部流失を防止する汚染防止方法において、
   前記汚染土壌の周囲における清浄土壌に対して所定の幅と深さの穴を掘る工程と、
   その後、前記穴に対して、微生物の働きにより低分子化合物に変化させる生分解性プラスチックからなる連続壁を設ける工程と、
   を少なくとも備えていることを特徴とする汚染防止方法。
5. 前記生分解性プラスチックは、ポリエチレンまたはポリプロピレンにデンプンおよび／またはポリビニルアルコールが混合していることを特徴とする請求項４に記載された汚染防止方法。
6. 汚染土壌を包囲することにより、汚染化学物質の外部流失を防止する化学連続壁において、
   前記化学連続壁は、超微細化された鉄粉および／またはカーボン粉からなる混合物または混合溶液と清浄土壌とが混合しているとともに、所定の厚さと深さを有することを特徴とする汚染防止連続壁。
7. 汚染土壌を包囲することにより、汚染化学物質の外部流失を防止する化学連続壁において、
   前記化学連続壁は、ポリエチレンまたはポリプロピレンにデンプンおよび／またはポリビニルアルコールが混合している生分解性プラスチックから構成されているとともに、所定の厚さと深さを有することを特徴とする汚染防止連続壁。

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