JP2007283229A

JP2007283229A - 汚染土壌の改良方法

Info

Publication number: JP2007283229A
Application number: JP2006114499A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Aizawa; 一弘相澤; Yasushi Takahashi; 康史高橋
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd; International Center for Environmental Technology Transfer
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd; International Center for Environmental Technology Transfer
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】比較的低コストで汚染土壌の改良を行うことができ、しかも、土壌改良後において、その改良した土地を比較的容易に再利用することが可能な汚染土壌の改良方法。
【解決手段】有害物質Ａにより汚染された土壌Ｓを所定の深さまで掘削し、その掘削土壌Ｓを排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌Ｓに土壌改良材Ｂを混入するとともに、掘削土壌Ｓと土壌改良材Ｂを混合する工程を繰り返しながら、有害物質Ａにより汚染された土壌Ｓを改良する汚染土壌の改良方法であって、土壌改良材Ｂとして希土類化合物を含む粉体、粒体またはスラリーを使用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、有害物質により汚染された土壌を所定の深さまで掘削し、その掘削土壌を排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌に土壌改良材を混入するとともに、掘削土壌と土壌改良材を混合する工程を繰り返しながら、有害物質により汚染された土壌を改良する汚染土壌の改良方法に関する。

汚染土壌の改良方法としては、汚染された土壌を掘削して除去し、代替の土壌と入れ替える工法が一般的に知られている。
しかし、この方法では、汚染された土壌を掘削して搬出し、さらに、代替の土壌を搬入しなければならないため、かなり大掛かりな作業を必要とする。特に、汚染領域が広範囲にわたる場合には、搬出する汚染土壌や搬入する代替土壌の量が多く、また、土中深くまで汚染されている場合には、汚染土壌の掘削や除去が大掛かりな作業となり、非常にコスト高となる欠点がある。

このような問題を解消する方法として、一般に「柱状改良工法」と称される方法、つまり、汚染土壌を所定の深さまで掘削し、その掘削土壌を排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌にセメント系固化材のスラリーを混入して混合し、その工程を繰り返しながら、汚染土壌を固化して有害物質を封じ込めて改良する方法も知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３３４１３５号公報

しかしながら、セメント系固化材のスラリーを使用して有害物質を封じ込める方法では、土壌がセメント系固化材により固化されるため、改良した土壌の土地に建築物などを構築して再利用する場合、その固化された土壌の取り扱いが困難で、土地の再利用に困難性を伴うという欠点がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、比較的低コストで汚染土壌の改良を行うことができ、しかも、土壌改良後において、その改良した土地を比較的容易に再利用することが可能な汚染土壌の改良方法を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、有害物質により汚染された土壌を所定の深さまで掘削し、その掘削土壌を排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌に土壌改良材を混入するとともに、掘削土壌と土壌改良材を混合する工程を繰り返しながら、有害物質により汚染された土壌を改良する汚染土壌の改良方法であって、前記土壌改良材として希土類化合物を含む粉体、粒体またはスラリーを使用するところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、有害物質により汚染された土壌を所定の深さまで掘削し、その掘削土壌を排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌に土壌改良材を混入し、掘削土壌と土壌改良材を混合する工程を繰り返しながら、有害物質により汚染された土壌を改良するので、汚染された土壌を掘削して搬出し、代替の土壌と入れ替える従来の方法に比べて、汚染土壌の改良に要するコストを低減することができる。
そして、汚染土壌に混入する土壌改良材として希土類化合物を含む粉体、粒体またはスラリーを使用するので、砒素、フッ素、クロム、カドミウム、鉛、セレン（４価、６価）、ホウ素、アンチモン、モリブデン、水銀などの有害物質に対して従来から使用されているアルミナなどに比較して４〜６倍程度の吸着性能を有する希土類化合物によって、汚染土壌が確実に浄化、改良され、しかも、セメント系固化材を使用する場合のように、土壌が固化されることもないので、その後の土地の再利用も非常に容易となる。

本発明の第２の特徴構成は、前記希土類化合物が、水酸化セリウム水和物または水酸化セリウムであるところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、希土類化合物が、水酸化セリウム水和物または水酸化セリウムであるから、上述した有害物質のなかでも特に砒素、鉛などの吸着性能に優れ、かつ、セリウムは希土類のなかでも比較的安価に入手可能であるため、コスト面においても優れている。

本発明の第３の特徴構成は、前記粉体、粒体またはスラリーが、ガラス屑を含んでいるところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、粉体、粒体またはスラリーが、ガラス屑を含んでいるので、有害物質である砒素などを効率良く吸着することができる。
つまり、ガラス屑はアルカリ性を呈し、希土類金属は、後に詳しく示すように、アルカリ雰囲気中において吸着性能が向上するので、砒素などを効率良く吸着して効果的な汚染土壌の浄化、改良が可能となる。
その上、ガラス屑は、ガラス工場などで発生するガラスカレットや廃研磨材をリサイクルすることにより入手可能であるため、コスト面においても優れている。

本発明の第４の特徴構成は、前記希土類化合物が、砒素、フッ素、クロム、カドミウム、鉛、セレン、ホウ素、アンチモン、モリブデン、水銀のうちの少なくとも一種を吸着するところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、希土類化合物が、砒素、フッ素、クロム、カドミウム、鉛、セレン、ホウ素、アンチモン、モリブデン、水銀のうちの少なくとも一種を吸着するので、これら有害物質のひとつによって汚染された土壌も、また、これら有害物質の複数によって汚染された土壌も、同じ希土類化合物を含む粉体、粒体またはスラリーにより改良することができ、種々の汚染土壌に対して広範囲に適用することができる。

本発明による汚染土壌の改良方法につき、その実施の形態を図面に基づいて説明する。
この汚染土壌の改良方法は、図１に示すように、例えば、化学薬品などの有害物質Ａにより汚染された土壌Ｓを浄化して改良するための方法で、例えば、土壌Ｓを柱状に掘削するオーガー機１を使用する。
そのオーガー機１は、鉛直方向に上下移動可能な回転軸２を備え、その回転軸２の先端近くには、掘削刃３や撹拌翼４を備え、さらに、回転軸２の先端近くからスラリー状の土壌改良材Ｂを噴出する機構（図示せず）などを備えている。

このオーガー機１を使用して、最初に回転軸２を回転させながら下方へ移動させ、回転軸２の先端に備えられた掘削刃３により汚染された土壌Ｓを所定の深さにまで掘削する。
つぎに、その掘削した土壌Ｓを排土することなく、掘削した原位置において、回転軸２の先端近くからスラリー状の土壌改良材Ｂを噴出して掘削土壌Ｓに混入する。そして、回転軸２を回転させながら上下方向へ移動させ、撹拌翼４により掘削土壌Ｓとスラリー状の土壌改良材Ｂを十分に混合し、その後、回転軸２を土壌Ｓから上方へ抜き取るのであり、図中仮想線で示すように、この工程を有害物質Ａにより汚染された土壌Ｓの全域にわたって繰り返しながら汚染土壌Ｓを改良する。

掘削土壌Ｓに混入する土壌改良材Ｂとしては、有害物質Ａを吸着する希土類化合物の粉体、粒体、または、粉粒体を含むスラリーが使用され、その希土類化合物が、改良すべき土壌に対して５〜１０重量％程度混入される。
希土類化合物としては、例えば、セリウム（Ｃｅ）、サマリウム（Ｓｍ）、ネオジム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）の化合物が使用され、これら希土類化合物は、有害物質Ａとしての砒素（Ａｓ）、フッ素（Ｆ）、クロム（Ｃｒ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、セレン（Ｓｅ）、ホウ素（Ｂ）、アンチモン（Ｓｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、水銀（Ｈｇ）などに対して高い吸着性能を有する。

これら希土類化合物は、希土類の酸化物の水和物または水酸化物の形態で、例えば、酸化セリウム水和物（ＣｅＯ₂・１．６Ｈ₂Ｏ）、酸化サマリウム水和物（Ｓｍ₂Ｏ₃・４．１Ｈ₂Ｏ）、酸化ネオジム水和物（Ｎｄ₂Ｏ₃・４．７Ｈ₂Ｏ）、酸化ガドリニウム水和物（Ｇｄ₂Ｏ₃・５．０Ｈ₂Ｏ）、酸化ランタン水和物（Ｌａ₂Ｏ₃・３．０Ｈ₂Ｏ）、酸化イットリウム水和物（Ｙ₂Ｏ₃・２．１Ｈ₂Ｏ）、水酸化セリウム（Ｃｅ（ＯＨ）₃またはＣｅ（ＯＨ）₄）の形態で、かつ、０．１〜２．０μｍ程度の径を有する細かい粉粒体、または、それらの２次凝集体（１μｍ〜１０００μｍ）、または、これらの希土類の酸化物または水酸化物をセラミックなどの無機材料あるいは有機材料に担持した０．１〜１０ｍｍ程度の径を有する粒体の形態で使用される。

これら希土類化合物を含む粉体、粒体またはスラリーには、アルカリ性のガラス屑も含まれ、ガラス屑は、希土類化合物の砒素吸着性能を向上させるためのもので、図２に示すｐＨ濃度に対する希土類化合物の砒素吸着性能を示す図表から明らかなように、希土類化合物の砒素吸着性能はアルカリ雰囲気中において優れ、特に、三価砒素にあっては吸着性能が顕著に向上する。
そのガラス屑は、例えば、０．１〜５．０ｍｍ程度の径を有する粒体の形態で使用されるが、ガラス屑に代えて、または、ガラス屑に加えて、石灰石、ドロマイト、コンクリート廃材などのアルカリ性物質の粒体も使用可能である。

汚染土壌の改良方法の実施態様を示す斜視図ｐＨ濃度に対する希土類化合物の砒素吸着性能を示す図表

符号の説明

Ａ有害物質
Ｂ土壌改良材
Ｓ土壌

Claims

有害物質により汚染された土壌を所定の深さまで掘削し、その掘削土壌を排土することなく、掘削した原位置において掘削土壌に土壌改良材を混入するとともに、掘削土壌と土壌改良材を混合する工程を繰り返しながら、有害物質により汚染された土壌を改良する汚染土壌の改良方法であって、
前記土壌改良材として希土類化合物を含む粉体、粒体またはスラリーを使用する汚染土壌の改良方法。
前記希土類化合物が、水酸化セリウム水和物または水酸化セリウムである請求項１に記載の汚染土壌の改良方法。
前記粉体、粒体またはスラリーが、ガラス屑を含んでいる請求項１または２に記載の汚染土壌の改良方法。
前記希土類化合物が、砒素、フッ素、クロム、カドミウム、鉛、セレン、ホウ素、アンチモン、モリブデン、水銀のうちの少なくとも一種を吸着する請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚染土壌の改良方法。