JP2017012966A

JP2017012966A - 重金属汚染土の貯蔵構造

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Publication number: JP2017012966A
Application number: JP2015129753A
Authority: JP
Inventors: 徹生保高; Tetsuo Hodaka; 三浦　俊彦; Toshihiko Miura; 俊彦三浦; 祐樹山田; Yuki Yamada; 憲司西田; Kenji Nishida; 一貴井出; Kazutaka Ide
Original assignee: Obayashi Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: Obayashi Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-06-29
Also published as: JP6583619B2

Abstract

【課題】吸着層における重金属の吸着能力を高め、吸着装置を設けることなく重金属の拡散を抑制する。
【解決手段】
盛土１は、砒素が含まれる汚染土によって形成される汚染土層４と、汚染土層４よりも下方に、平面視において汚染土層の下面と同じ形状に設けられ、汚染土層４からの浸出水を遮る遮水層２と、汚染土層４と遮水層２の間に、平面視において汚染土層４の下面と同じ形状に設けられ、浸出水に溶出された砒素を吸着する吸着層３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、重金属が含まれる汚染土を貯蔵する貯蔵構造に関する。

掘削で発生するずりには、土壌環境基準で規定される重金属（例えば、カドミウム、鉛、六価クロム、水銀、砒素、セレン、フッ素、ホウ素）が含まれていることがある。土壌溶出量基準や含有量基準となる不適合の場合には、重金属の封じ込め措置などの対策を行う必要がある。

この対策の一つに吸着層工法がある。吸着層工法とは、重金属を含むずりからの浸出水を重金属の吸着能力を備える吸着層に通すことで、浸出水における重金属の濃度を環境に影響を与えないように低減し、地盤へ排出する工法である。吸着層には、浸出水に含まれる重金属を吸着するために十分な量の吸着材が添加されている。ここで、吸着層に対して局所的に浸出水が流入された場合には、十分な量の吸着材が添加されていても浸透流速が局所的に大きくなって、吸着層に含まれる吸着材の吸着能力を超える虞がある。吸着能力を超えてしまうと、重金属を含んだまま浸出水が吸着層を通過し、直下の土壌が汚染されてしまう懸念がある。また、浸出水が均一に浸透したとしても長期的には、吸着層の能力を超える汚染水が浸透すると、重金属を含んだまま浸出水が吸着層を通過し、直下の土壌が汚染されてしまう懸念がある。

吸着層直下の土壌の汚染を防止すべく、特許文献１には、吸着層の直下に水平ドレーンを形成すると共に、水平ドレーンの直下に止水材を配設した汚染成分の拡散防止構造が開示されている。この拡散防止構造において、水平ドレーンは、吸水性を有する繊維マット、通水性のよいヤシの実繊維、空隙率の大きい不織布などによって作製されている。そして、汚染土壌から排出された浸出水を、吸着層の厚さ方向に通過させた後に水平ドレーンへ導き、水平ドレーンの内部を外周方向へ流している。

特開２０１１−２４０２８９号公報

前述の拡散防止構造では、吸着層を厚さ方向に通過した浸出水を、水平ドレーンによって外周方向へ流している。ここで、繊維マットなどで作製された水平ドレーンには重金属の吸着能力がない。このため、吸着層の厚さで吸着できなかった重金属については、水平ドレーンから排出された後、吸着装置によって吸着する必要があった。吸着装置を設けることで構成が複雑になると共に、設置用の敷地を確保しなければならず、費用が嵩むという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸着層における重金属の吸着能力を高め、吸着装置を設けることなく重金属の拡散を抑制することにある。

前述の目的を達成するため、本発明に係る重金属汚染土の貯蔵構造は、重金属が含まれる汚染土によって形成される汚染土層と、前記汚染土層よりも下方に、平面視において前記汚染土層の下面と同じ形状、又は、平面視において前記汚染土層の下面よりも外周方向に拡大された形状に設けられ、前記汚染土層からの浸出水を遮る遮水層と、前記汚染土層と前記遮水層の間に、平面視において前記汚染土層の下面と同じ形状、又は、平面視において前記汚染土層の下面よりも外周方向に拡大された形状に設けられ、前記浸出水に溶出された前記重金属を吸着する吸着層とを備えることを特徴とする。

本発明に係る重金属汚染土の貯蔵構造によれば、汚染土層を流下する浸出水は汚染土層の下面から吸着層に流入する。吸着層の下方に遮水層が設けられていることから、吸着層に流入した浸出水は、吸着層の内部を外周方向に向かって流れる。浸出水に溶出された重金属は、吸着層の内部を流れている際に吸着される。浸出水との接触距離を十分に確保できることから、吸着層における重金属の吸着能力を高めることができ、吸着層から排出される浸出水に関し、重金属の濃度を十分に低くできる。従って、吸着装置を設けなくても重金属の拡散を抑制できる。

また、本発明に係る重金属汚染土の貯蔵構造は、重金属が含まれる汚染土によって形成される汚染土層と、前記汚染土層よりも下方に、平面視において前記汚染土層の下面と同じ形状、又は、平面視において前記汚染土層の下面よりも外周方向に拡大された形状に設けられ、前記汚染土層からの浸出水を遮る遮水層と、前記汚染土層と前記遮水層の間に、平面視において前記汚染土層の下面と同じ形状、又は、平面視において前記汚染土層の下面よりも外周方向に拡大された形状に設けられ、前記浸出水に溶出された前記重金属を吸着する吸着層と、前記汚染土層と前記吸着層の間に、前記汚染土層の下端外周縁から前記吸着層との境界に沿って内周方向の所定範囲を覆うと共に、前記汚染土層の下端外周縁から前記汚染土層の外周面に沿って高さ方向の所定範囲を覆う状態に形成される遮水構造とを備えることを特徴とする。

本発明に係る重金属汚染土の貯蔵構造でも、吸着層の下方に遮水層が設けられていることから、吸着層に流入した浸出水は吸着層の内部を外周方向に向かって流れ、浸出水に溶出された重金属は吸着層の内部を流れている際に吸着される。特に、この貯蔵構造において、汚染土層の下端外周部分を流れる浸出水は、遮水構造に沿って内周方向に流れた後に、遮水構造の内周縁から吸着層に流入する。このため、汚染土層の下端外周部分を流れる浸出水に関しても、吸着層を流れる際に十分な接触距離を確保できる。これにより、吸着層における重金属の吸着能力を高めることができる。そして、吸着層から排出される浸出水は、重金属の濃度が十分に低くなっているので、吸着装置を設けなくても重金属の拡散を抑制できる。

前述の重金属汚染土の貯蔵構造において、透水係数が１０^−７ｍ／ｓ以下の粘性土で前記遮水層が形成されている場合には、吸着層に流入した浸出水を外周方向に向けて確実に流すことができる。

本発明に係る重金属汚染土の貯蔵構造によれば、吸着層における重金属の吸着能力を高めることができ、吸着装置を設けなくても重金属の拡散を抑制できる。

（Ａ）は、第１実施形態の盛土を模式的に説明する断面図である。（Ｂ）は、第１実施形態の盛土における下端外周部を模式的に説明する部分拡大断面図である。第１実施形態の盛土を構成する遮水層、吸着層、及び、汚染土層を説明する分解斜視図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、第１実施形態の盛土の施工手順を模式的に説明する図である。第１実施形態の盛土における浸出水の流れを模式的に説明する断面図である。通水試験用の試験装置を模式的に説明する図である。（Ａ）は、通水試験の使用材料を説明する図である。（Ｂ）は、通水試験の試験ケースを説明する図である。（Ｃ）は、通水試験の試験結果を説明する折れ線グラフである。第１実施形態の第１変形例を模式的に説明する部分拡大断面図である。第１実施形態の第２変形例を模式的に説明する部分拡大断面図である。第１実施形態の第３変形例を模式的に説明する部分拡大断面図である。第２実施形態の盛土を模式的に説明する断面図である。第３実施形態の盛土を模式的に説明する断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１（Ａ）に示す盛土１は、本発明に係る重金属汚染土の貯蔵構造の一例を示しており、盛土１の下側から順に、遮水層（不透水層）２と、吸着層３と、汚染土層４と、覆土層５とを備えている。

遮水層２は、汚染土層４や吸着層３から流下した浸出水を遮るものであり、盛土１における最下層、具体的には地盤Ｇの表面に形成されている。遮水層２の透水係数は、ため池の遮水基準である１．０×１０^−７ｍ／ｓ以下に定められている。本実施形態では、山砂７０％と粘性土３０％の混合土を締め固めることで、透水係数が９．２０×１０^−８ｍ／ｓの遮水層２を形成している。粘性土としては、例えば、関東化成株式会社の商品名「トチクレー」を用いることができる。

図２の斜視図から判るように、遮水層２は、平面視において汚染土層４の下面と同じ略正方形状に形成されている。また、遮水層２の厚さは例えば３０ｃｍ〜５０ｃｍである。後述するように、この遮水層２は、汚染土層４からの浸出水を盛土１の外周方向へ案内する。このため、遮水層２の上面は、水平に形成されるか、外周縁に向かって僅かに下った傾斜面とされる。

図１（Ａ）に示すように、吸着層３は、汚染土層４と遮水層２の間に形成されている。すなわち、吸着層３の下面３ｄは遮水層２の上面２ａに接しており、吸着層３の上面３ｃは汚染土層４の下面４ａに接している。吸着層３は、汚染土層４から流下した浸出水に含まれる重金属を吸着するものであり、砕石と、山砂や川砂等の砂材と、重金属の吸着材を混合した混合材を締め固めることで形成される。

本実施形態では、重金属として砒素を対象にしているため、砒素吸着材を用いている。砒素吸着材としては、例えば、石原産業株式会社の商品名「フィックスオール（登録商標）ＦＢ」を用いることができる。このフィックスオールＦＢは、主成分として酸化鉄及び硫酸カルシウムを含み、酸化鉄粒子の比表面積が１８０ｍ^２／ｇ以上となっている。

吸着層３は、７号砕石９０％と山砂１０％を混合した混合材に、砒素吸着材を必要量（例えば３０ｋｇ／ｍ^３）添加して混合したものを、遮水層２を覆うように敷均して締め固めることで形成される。このように形成した吸着層３では、例えば透水係数が１．７６×１０^−３ｍ／ｓになり、遮水層２の透水係数よりも１．０×１０^２ｍ／ｓ以上高い値になっている。

図２の斜視図から判るように、吸着層３は、汚染土層４の下面４ａや遮水層２の上面２ａよりも、平面視において外周方向に拡大されている。便宜上、以下の説明では、吸着層３における汚染土層４の下面４ａと遮水層２の上面２ａに挟まれた部分を吸着層３の主部３ａといい、この主部３ａよりも外周方向に拡大された部分を吸着層３の拡大部３ｂという。

主部３ａは、遮水層２と同様に、平面視において汚染土層４の下面４ａと同じ略正方形状に形成されている。なお、本実施形態において、主部３ａの厚みは３０ｃｍである。拡大部３ｂは、図１（Ｂ）に示すように、断面が台形状とされ、主部３ａの上面から遮水層２の下面に亘って形成されている。この例では、拡大部３ｂの内周縁上端（汚染土層４の下端外周縁４ｂ）から拡大部３ｂの下面（地盤Ｇの表面）までの高さが、浸出水における吸着層３（砒素吸着材）との最短接触距離Ｌ１になる。前述したように、遮水層２の厚さが３０ｃｍ〜５０ｃｍ、吸着層３における主部３ａの厚さが３０ｃｍであることから、最短接触距離Ｌ１は６０ｃｍ〜８０ｃｍになる。

汚染土層４は、掘削などによって生じた汚染土を盛り立てることで形成される。本実施形態の汚染土は砒素を含んだずりである。図２に示すように、汚染土層４は、汚染土が正四角錐台に盛り立てられている。前述したように、汚染土層４の下面４ａは、吸着層３における主部３ａの上面や遮水層２の上面２ａと同じ形状である。この盛土１では、これらの各面が平面視で重なるように、遮水層２、吸着層３、及び、汚染土層４が積層される。

図１（Ａ）に示すように、覆土層５は、汚染土層４の外表面を覆うことで、汚染土の飛散や流出を防止するものである。この覆土層５には砕石や土砂を用いることができる。本実施形態の覆土層５は、砕石７号を用いて形成されており、汚染土層４の上面及び外周面（法面）を一連に覆っている。

次に、図３を参照し、本実施形態の盛土１の施工手順について説明する。

まず、図３（Ａ）に示すように、地盤Ｇの表面に、遮水層２となる混合土を敷均し、かつ、この混合土を囲繞するように、吸着層３（拡大部３ｂ）となる混合材を敷均す。そして、敷均した混合土及び混合材を締め固めることで、遮水層２と拡大部３ｂの下側半部を形成する。

次に、図３（Ｂ）に示すように、吸着層３の主部３ａ及び拡大部３ｂとなる混合材を、遮水層２及び拡大部３ｂの下側半部の上に敷均して締め固める。これにより、遮水層２を覆う吸着層３が形成される。

次に、図３（Ｃ）に示すように、吸着層３の上面３ｃに汚染土層４となる汚染土を敷均すと共に、汚染土を囲繞するように覆土層５となる砕石等を敷均して締め固める。これにより、汚染土層４と覆土層５の下端部分が形成される。

その後は、汚染土及び砕石等の敷均しと締固めを繰り返し行うことで、汚染土層４と覆土層５の高さが上昇される。そして、汚染土層４を最上部まで形成したならば、汚染土層４の上面に砕石等を敷均して締め固めることで、図３（Ｄ）に示すように、盛土１が完成する。

次に、第１実施形態の盛土１による重金属の吸着作用について説明する。

図４に示すように、汚染土層４の浸出水は、符号Ｆ１の矢印で示すように、汚染土層４の内部を流下する。その際、汚染土に含まれる砒素が浸出水に溶出される。このため、浸出水における砒素濃度は汚染土層４の下方になるほど高くなる。浸出水は、汚染土層４の下面４ａから吸着層３に流入する。ここで、吸着層３の下面３ｄと遮水層２の上面２ａが接しているので、符号Ｆ２の矢印で示すように、吸着層３に流入した浸出水は、遮水層２の上面２ａに沿って主部３ａを盛土１の外周方向に向かって流れる。拡大部３ｂに到達すると、符号Ｆ３の矢印で示すように、浸出水は拡大部３ｂを下向きに流れ、拡大部３ｂの下面から地盤Ｇへ排出される。

ここで、浸出水に溶出された砒素は、吸着層３の内部を流れている間に砒素吸着材に吸着される。浸出水の多くは、吸着層３の主部３ａを流れることから浸出水との接触距離を十分に確保できる。このため、砒素を砒素吸着材へ効果的に吸着させることができ、吸着層３における重金属の吸着能力を高めることができる。

なお、図１（Ｂ）で説明したように、本実施形態では、汚染土層４の下端外周縁４ｂから吸着層３の拡大部３ｂに流入する浸出水が、吸着層３との接触距離が最も短くなる。この点に関し、拡大部３ｂの高さを十分に確保していることから、汚染土層４の下端外周縁４ｂから流入する浸出水についても、砒素を砒素吸着材へ効果的に吸着させることができる。

このように、本実施形態の盛土１では、吸着層３から排出される浸出水に関して砒素の濃度を十分に低くでき、吸着装置を設けなくても砒素の拡散を抑制できる。

また、遮水層２の上面２ａに吸着層３の主部３ａを積層しているので、浸出水は、主部３ａの内部を上面２ａに沿って外周方向に拡がりながら流れる。これにより、浸出水の流速を低く抑えるとともに流速を均等化でき、砒素を吸着層３（砒素吸着材）に効果的に吸着させることができる。

流速を低く抑えることで砒素の吸着効率が高くなることを、通水試験によって確認した。以下、通水試験について説明する。通水試験は、図５に示す試験装置１０を用いて行った。試験装置１０は、通水カラム１１と、送液チューブ１２と、貯留容器１３と、送液ポンプ１４と、三方弁１５と、採取容器１６とを備えている。

通水カラム１１は、模擬汚染水１７を模擬吸着層１８に通水させるための部材であり、円筒カラム２１と、第１栓部材２２と、第２栓部材２３と、第１フィルタ材２４と、第２フィルタ材２５を備えている。円筒カラム２１は、内径が１００ｍｍであり、高さ（上下方向の長さ）が１５０ｍｍである。そして、円筒カラム２１の下端を第１栓部材２２によって塞ぐと共に第１フィルタ材２４を配置した状態で、模擬吸着層１８を高さが６０ｍｍとなるまで充填する。充填後、模擬吸着層１８の上面３ｃに第２フィルタ材２５を配置した状態で、円筒カラム２１の上端を第２栓部材２３によって塞いでいる。

第１栓部材２２及び第２栓部材２３にはそれぞれ、栓の厚さ方向を貫通する貫通孔が形成されている。そして、第１栓部材２２には、第１送液チューブ１２ａの下流側端部が挿入され、第２栓部材２３には、第２送液チューブ１２ｂの上流側端部が挿入されている。

貯留容器１３には、模擬汚染水１７が貯留されるとともに、第１送液チューブ１２ａの上流側端部が挿入されている。送液ポンプ１４は、第１送液チューブ１２ａの途中に設けられており、貯留容器１３に貯留された模擬汚染水１７を、第１送液チューブ１２ａを通じて所定速度で通水カラム１１へ供給する。三方弁１５は、第２送液チューブ１２ｂの途中に設けられており、通水カラム１１から排出された模擬汚染水１７´を、第２送液チューブ１２ｂの下流側に流すか、廃液容器（不図示）に排出するかを選択する。採取容器１６には、第２送液チューブ１２ｂの下流側端部が挿入されており、第２送液チューブ１２ｂから排出される浸出水１７´を採取する。

図６（Ａ）に示すように、通水試験では、模擬汚染水１７として濃度が０．１ｍｇ／Ｌの砒素溶液を用いた。また、模擬吸着層１８の土壌として４号珪砂や６号珪砂を用い、砒素吸着材として前述のフィックスオールＦＢを用いた。そして、所定割合で砒素吸着材を土壌に混合することにより、模擬吸着層１８の基となる混合土を作製した。

通水試験では、図６（Ｂ）に示す５種類の試験ケースＡ〜Ｅを対象にした。試験ケースＡでは、土壌のみで模擬吸着層１８を作製し、２ｍＬ／ｍｉｎの通水速度で模擬汚染水１７を模擬吸着層１８へ通水した。試験ケースＢでは、砒素吸着材を土壌に対して５ｋｇ／ｔの比率で添加及び混合して模擬吸着層１８を作製した。そして、２ｍＬ／ｍｉｎの通水速度で模擬汚染水１７を模擬吸着層１８へ通水した。試験ケースＣでは、砒素吸着材を土壌に対して５ｋｇ／ｔの比率で添加及び混合して模擬吸着層１８を作製した。そして、２０ｍＬ／ｍｉｎの通水速度で模擬汚染水１７を模擬吸着層１８へ通水した。試験ケースＤでは、砒素吸着材を土壌に対して２０ｋｇ／ｔの比率で添加及び混合して模擬吸着層１８を作製した。そして、２ｍＬ／ｍｉｎの通水速度で模擬汚染水１７を模擬吸着層１８へ通水した。試験ケースＥでは、砒素吸着材を土壌に対して２０ｋｇ／ｔの比率で添加及び混合して模擬吸着層１８を作製した。そして、２０ｍＬ／ｍｉｎの通水速度で模擬汚染水１７を模擬吸着層１８へ通水した。

通水試験の試験結果を図６（Ｃ）のグラフに示す。このグラフの縦軸は、採取容器１６で採取した浸出水１７´に含まれる砒素濃度、すなわち、模擬吸着層１８を通過した後の浸出水１７´における砒素濃度を示している。また、グラフの横軸は、模擬吸着層１８への通水量を示している。

通水試験では、試験ケースＡ〜Ｅのそれぞれについて、模擬吸着層１８へ所定量通水する毎に浸出水１７´の砒素濃度を測定し、通水量と砒素濃度の関係を取得した。砒素濃度に関し、環境庁告示第４６号では、土壌における環境基準値を０．０１ｍｇ／Ｌに定めている。このため、通水試験では、砒素濃度が０．０１ｍｇ／Ｌに到達するまでの通水量を、各試験ケースで比較した。

試験結果について説明する。土壌のみで模擬吸着層１８を作製した試験ケースＡでは、通水開始後直ちに砒素濃度が０．０１ｍｇ／Ｌを越えており、その後の砒素濃度は０．１ｍｇ／Ｌの近傍で推移した。

砒素吸着材を５ｋｇ／ｔの比率で添加し、模擬汚染水１７を２ｍＬ／ｍｉｎで通水した試験ケースＢでは、通水量が２７０Ｌに到達するまでの期間に亘って、砒素濃度は０．００１ｍｇ／Ｌ以下で概ね推移した。そして、通水量が２７０Ｌを越えると砒素濃度が上昇し、約３０５Ｌで０．０１ｍｇ／Ｌに到達した。

砒素吸着材を５ｋｇ／ｔの比率で添加し、模擬汚染水１７を２０ｍＬ／ｍｉｎで通水した試験ケースＣでは、通水量が５０Ｌに到達するまでの期間に亘って、砒素濃度は０．００１ｍｇ／Ｌ以下で概ね推移した。そして、通水量が５０Ｌを越えると砒素濃度が上昇し、約１７５Ｌで０．０１ｍｇ／Ｌに到達した。

砒素吸着材を２０ｋｇ／ｔの比率で添加し、模擬汚染水１７を２ｍＬ／ｍｉｎで通水した試験ケースＤでは、通水量が３４０Ｌに到達するまでの期間に亘って、砒素濃度は０．００１ｍｇ／Ｌ以下で概ね推移した。そして、通水量が３４０Ｌを越えると砒素濃度が上昇し、約６３５Ｌで０．０１ｍｇ／Ｌに到達した。

砒素吸着材を２０ｋｇ／ｔの比率で添加し、模擬汚染水１７を２０ｍＬ／ｍｉｎで通水した試験ケースＥでは、通水量が１００Ｌに到達するまでの期間に亘って、砒素濃度は０．００１ｍｇ／Ｌ以下で概ね推移した。そして、通水量が１００Ｌを越えると砒素濃度が上昇し、約２００Ｌで０．０１ｍｇ／Ｌに到達した。

濃度０．０１ｍｇ／Ｌに到達するまでの通水量に関し、通水速度が２０ｍＬ／ｍｉｎの試験ケースＣ，Ｄでは１７５Ｌと２００Ｌであった。通水速度が２ｍＬ／ｍｉｎである試験ケースＢでは通水量が３０５Ｌであり、試験ケースＤでは通水量が６３５Ｌであることから、砒素吸着材の添加量に関わらず、通水速度が高いと濃度０．０１ｍｇ／Ｌに到達するまでの通水量が少なくなることが確認できた。

本実施形態の盛土１のように、遮水層２の上面２ａに吸着層３の主部３ａを積層すると、浸出水の流速が低く抑えられ、かつ、流速を均等化できる。このため、盛土１では、砒素を吸着層３に効果的に吸着させることができる。

ところで、上述の第１実施形態では、吸着層３の拡大部３ｂによって砒素の吸着に必要な最短接触距離Ｌ１を確保していたが、この構成に限定されない。

例えば、図７に示す第１変形例のように、覆土層５における下端部の全周に、盛土１の内周側に向けて他の部分よりも厚みを増やした厚肉部５ａを形成してもよい。厚肉部５ａを形成することにより、浸出水は、図７に符号Ｆ４の矢印で示すように、厚肉部５ａの下面と遮水層２の上面２ａによって挟まれた吸着層３の外周部分を流れる。吸着層３の外周部分により、砒素の吸着に必要な接触距離Ｌ２を確保できるので、吸着層３に拡大部を設けなくても済み、盛土１の形成に必要な地盤Ｇの面積をその分だけ小さくできる。

また、図８に示す第２変形例のように、汚染土層４と吸着層３の間に、汚染土層４の下端外周縁４ｂから吸着層３との境界に沿って内周方向の所定範囲を覆うと共に、汚染土層４の下端外周縁４ｂから汚染土層４の外周面（法面）に沿って高さ方向の所定範囲を覆う状態に形成される遮水部材６を配置してもよい。

遮水部材６は、本発明に係る遮水構造の一種であり、汚染土層４の下端外周部分で浸出水の流れを規制する。この遮水部材６は、遮水シートを用いてもよいし、粘性土によって形成してもよい。この遮水部材６を設けることにより、図８に符号Ｆ５の矢印で示すように、汚染土層４の下端外周部分を流れる浸出水は、遮水部材６に沿って内周方向に流れた後に、遮水部材６の内周縁から吸着層３に流入する。このため、汚染土層４の下端外周部分を流れる浸出水に関し、吸着層３を流れる際に十分な接触距離Ｌ３を確保できるので、吸着層３に拡大部を設けなくても済み、盛土１の形成に必要な地盤Ｇの面積をその分だけ小さくできる。

さらに、図９に示す第３変形例のように、吸着層３の拡大部３ｂ´を主部３ａよりも上方まで設け、汚染土層４の下端外周縁４ｂから所定高さまでの範囲を拡大部３ｂ´で囲繞してもよい。この拡大部３ｂ´で汚染土層４の下端部分を囲繞することにより、同図に符号Ｆ６で示すように、浸出水の拡大部拡大部３ｂ´への流入量を前述の第１実施形態よりも増やすことができる。これにより、砒素を砒素吸着材へ効果的に吸着させることができ、吸着層３における重金属の吸着能力を一層高めることができる。

次に、図１０を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の盛土３１も、遮水層３２、吸着層３３、汚染土層３４、及び、覆土層３５を備えている。なお、各部の構成材料については第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。これらに加え、この盛土３１は、排水シート３６、及び、法面保護マット３７を備えている。

遮水層３２は、正四角錐台状に形成されており、厚さがＨ１とされ、上面における一辺の長さがＷ１とされている。吸着層３３は、遮水層３２よりも一回り大きな正四角錐台状に形成されており、遮水層３２を外側から覆っている。吸着層３３の主部３３ａにおける一辺の長さは、遮水層３２と同じくＷ１とされている。また、主部３３ａの厚さＨ２は、遮水層３２の厚さＨ１と同じである。このため、拡大部３３ｂの厚さは、遮水層３２における厚さＨ１の２倍とされている。

汚染土層３４もまた正四角錐台状であり、吸着層３３の上面に形成されている。このため、汚染土層３４の下面における一辺の長さは、吸着層３３の上面における一辺の長さ、すなわち遮水層３２の上面における一辺の長さＷ１と同じである。覆土層３５もまた正四角錐台状であり、汚染土層３４の上面に形成されている。

排水シート３６は、通水性を有するシート状部材で作製されており、遮水層３２及び吸着層３３の外周部と地盤Ｇの間に配置されている。この排水シート３６を配置することで、吸着層３３の外周部から排出された浸出水を地盤Ｇの勾配に沿って速やかに流下させることができる。法面保護マット３７は、盛土３１の法面、すなわち吸着層３３、汚染土層３４、及び、覆土層３５の外周面を保護するマット状部材である。本実施形態において、盛土３１の法面は、長期保護の観点から勾配を１：１．５としている。この法面保護マット３７を盛土３１の法面に敷設することで、吸着層３３に含まれる砒素吸着材や砂材、汚染土層３４の基となる汚染土の流出が効果的に抑制される。

上記のように形成された第２実施形態の盛土３１でも、第１実施形態の盛土１と同様に、浸出水に含まれる砒素を吸着層３３（砒素吸着材）によって十分に除去できるため、吸着装置を設けなくても砒素の拡散を抑制できる。

次に、図１１を参照し、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態では、傾斜地に形成されたすりつけ盛土４１に本発明を適用した例を示している。本実施形態のすりつけ盛土４１は、地盤Ｇ側から順に、遮水層４２、吸着層４３、汚染土層４４、及び、覆土層４５が設けられている。そして、遮水層４２は、遮水材料（例えば山砂と粘性土の混合土）や遮水シートで形成された法面部４２ａと、遮水材料で形成された底部４３ｂを備えている。吸着層４３における遮水層４２の上方に形成されている部分が主部４３ａとされ、遮水層４２の外周縁から平面視において外周方向に拡大されている部分が拡大部４３ｂとされている。なお、各部を構成する材料については第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。

上記のように形成されたすりつけ盛土４１でも、第１実施形態の盛土１と同様に、浸出水に含まれる砒素を吸着層４３（砒素吸着材）によって十分に除去できるため、吸着装置を設けなくても砒素の拡散を抑制できる。

以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。例えば、次のように構成してもよい。

吸着対象の重金属に関し、前述の実施形態では砒素を例に挙げて説明したが、砒素に限定されるものではない。砒素に加え、カドミウム、鉛、六価クロム、水銀、セレン、フッ素、ホウ素など、土壌環境基準で規定される重金属であれば、吸着対象の重金属になる。

第１実施形態の盛土１や第３実施形態のすりつけ盛土４１に関し、遮水層２，４２は、汚染土層４，４４の下面と平面視において同じ形状であるとして説明したが、この構成に限定されない。平面視において、外周方向に拡大されていてもよい。

前述の各実施形態では、重金属汚染土の貯蔵構造として、盛土１，３１やすりつけ盛土４１を例示したが、汚染土層と遮水層の間に吸着層を形成する貯蔵構造であれば、これらに限定されるものではない。

１…盛土，２…遮水層（不透水層），２ａ…遮水層の上面，３…吸着層，３ａ…吸着層の主部，３ｂ，３ｂ´…吸着層の拡大部，３ｃ…吸着層の上面，３ｄ…吸着層の下面，４…汚染土層，４ａ…汚染土層の下面，５…覆土層，５ａ…覆土層の厚肉部，６…遮水部材，１０…通水試験の試験装置，１１…通水カラム，１２…送液チューブ，１２ａ…第１送液チューブ，１２ｂ…第２送液チューブ，１３…貯留容器，１４…送液ポンプ，１５…三方弁，１６…採取容器，１７…模擬汚染水，１７´…浸出水，１８…模擬吸着層，２１…円筒カラム，２２…第１栓部材，２３…第２栓部材，２４…第１フィルタ材，２５…第２フィルタ材，３１…盛土，３２…遮水層，３３…吸着層，３４…汚染土層，３５…覆土層，３６…全面排水シート，３７…法面保護マット，４１…すりつけ盛土，４２…遮水層，４２ａ…遮水層の法面部，４２ｂ…遮水層の底部，４３…吸着層，４３ａ…吸着層の主部，４３ｂ…吸着層の拡大部，４４…汚染土層，４５…覆土層，Ｇ…地盤

Claims

重金属が含まれる汚染土によって形成される汚染土層と、
前記汚染土層よりも下方に、平面視において前記汚染土層の下面と同じ形状、又は、平面視において前記汚染土層の下面よりも外周方向に拡大された形状に設けられ、前記汚染土層からの浸出水を遮る遮水層と、
前記汚染土層と前記遮水層の間に、平面視において前記汚染土層の下面と同じ形状、又は、平面視において前記汚染土層の下面よりも外周方向に拡大された形状に設けられ、前記浸出水に溶出された前記重金属を吸着する吸着層と、
を備えることを特徴とする重金属汚染土の貯蔵構造。
重金属が含まれる汚染土によって形成される汚染土層と、
前記汚染土層よりも下方に、平面視において前記汚染土層の下面と同じ形状、又は、平面視において前記汚染土層の下面よりも外周方向に拡大された形状に設けられ、前記汚染土層からの浸出水を遮る遮水層と、
前記汚染土層と前記遮水層の間に、平面視において前記汚染土層の下面と同じ形状、又は、平面視において前記汚染土層の下面よりも外周方向に拡大された形状に設けられ、前記浸出水に溶出された前記重金属を吸着する吸着層と、
前記汚染土層と前記吸着層の間に、前記汚染土層の下端外周縁から前記吸着層との境界に沿って内周方向の所定範囲を覆うと共に、前記汚染土層の下端外周縁から前記汚染土層の外周面に沿って高さ方向の所定範囲を覆う状態に形成される遮水構造と、
を備えることを特徴とする重金属汚染土の貯蔵構造。
前記遮水層は、透水係数が１０^−７ｍ／ｓ以下の粘性土で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の重金属汚染土の貯蔵構造。