JP2022163800A - セレン汚染土壌の処理方法および盛土構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】土壌中のセレンの溶出を抑制し、かつセレンを不溶化するために土壌に添加したバリウム化合物に含まれるバリウムイオンの溶出を抑制したセレン汚染土壌の処理方法および盛土構造を提供する【解決手段】セレンを含む土壌に、バリウム化合物および固化材を混合し、前記セレンの不溶化処理を行う工程を有する、セレン汚染土壌の処理方法。【選択図】図１
Description
本発明は、セレン汚染土壌の処理方法および盛土構造に関する。
建設工事等では、自然由来の重金属を含む汚染土壌（以下、「重金属汚染土壌」と言う。）が大量に発生する。そのため、より簡易で安価で安全な汚染土壌の処理方法が求められている。
上記の重金属汚染土壌は、セメントや酸化マグネシウム等の不溶化材を混合して、重金属を水に溶け出さないように（不溶化）し、重金属の溶出量を抑制する。重金属の溶出量が抑制された重金属汚染土壌は、ベントナイト等の粘土を含む遮水層で封じ込められて、雨水と接触しないようにされる。
上記の重金属汚染土壌は、セメントや酸化マグネシウム等の不溶化材を混合して、重金属を水に溶け出さないように（不溶化）し、重金属の溶出量を抑制する。重金属の溶出量が抑制された重金属汚染土壌は、ベントナイト等の粘土を含む遮水層で封じ込められて、雨水と接触しないようにされる。
重金属汚染土壌に含まれる重金属の中でも、鉛やクロム等の陽イオンの状態で存在する重金属は土壌に吸着し易く、比較的容易に不溶化処理することができる。一方、ヒ素やセレン等の陰イオンの状態で存在する重金属は土壌への吸着量が少なく、不溶化処理が困難である。なかでも、セレンは、主に６価のセレン酸（ＳｅＯ４
２－）と４価の亜セレン酸（ＳｅＯ３
２－）の様態で存在する。酸化型であるセレン酸は、溶解度が大きく、非常に不溶化が難しい物質である。セレンを不溶化するためには、重金属汚染土壌に対して不溶化材を多量に添加する必要がある。しかし、多量に不溶化材を投入すると、重金属汚染土壌の容量が増大したり、重金属汚染土壌が必要以上に固化したりする。重金属汚染土壌の容量の増大は、処分場の容量を圧迫する。重金属汚染土壌の必要以上の固化は、重金属汚染土壌の運搬や施工を困難にする。また、セレン酸は、還元されると、より溶解度が低い亜セレン酸になり、セレンの溶出量が抑制される。そのため、セレンを対象とした不溶化材としては、例えば、酸化鉄や亜硫酸等の還元剤を含む不溶化材が効果的と考えられている。還元剤によりセレン酸を亜セレン酸に還元することで、効率的にセレンの溶出量を抑制している。しかしながら、亜セレン酸は、長期間、大気雰囲気下に暴露されると、酸素と接触して酸化されて再びセレン酸になり、セレンの溶出量が増加する。そのため、処理時は有効に不溶化できていた場合でも、時間の経過に伴いセレンが再溶出してしまう懸念がある。
セレンを不溶化する方法としては、例えば、セレン含有物にバリウムイオンと硫酸イオン（硫酸イオンを含むセレン含有排水にはバリウムイオンのみ）を混合して硫酸バリウムを生成する過程でセレン酸バリウムを結晶中に閉じ込めて、セレンを不溶化する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、可溶性のバリウム化合物は有毒であり、硫酸バリウムおよびバリウム＝４－（５－クロロ－４－メチル－２－スルホナトフェニルアゾ）－３－ヒドロキシ－２－ナフアート以外のバリウム化合物は劇物に指定されている。重金属の不溶化を目的とする場合には、重金属汚染土壌に対して十分量のバリウムを添加する必要がある。そのため、結晶化しきらなかったバリウムが重金属汚染土壌から溶出し、外部にバリウムイオンが漏洩する懸念がある。また、重金属汚染土壌に対して硫酸バリウムを添加すると、硫酸バリウムは難溶性であるため、セリウムを不溶化する効果が期待できない。
本発明は、上記事情に鑑みて考案されたものであって、土壌中のセレンの溶出を抑制し、かつセレンを不溶化するために土壌に添加したバリウム化合物に含まれるバリウムイオンの溶出を抑制したセレン汚染土壌の処理方法および盛土構造を提供することを目的とする。
本発明は以下の態様を有する。
［１］セレンを含む土壌に、バリウム化合物および固化材を混合し、前記セレンの不溶化処理を行う工程を有する、セレン汚染土壌の処理方法。
［２］さらに、前記不溶化処理を行った土壌からなる盛土層を備える盛土構造を形成する工程を有する、［１］に記載のセレン汚染土壌の処理方法。
［３］前記盛土構造を形成する工程において、前記盛土層の下方に、バリウムイオンの溶出を抑制する物理的性質および化学的性質の少なくとも一方を有する構造物を設ける、［２］に記載のセレン汚染土壌の処理方法。
［４］前記固化材は、セメント、酸化マグネシウムおよび不溶化材からなる群から選択される少なくとも１種である、［１］～［３］のいずれかに記載のセレン汚染土壌の処理方法。
［５］前記バリウム化合物は、塩化バリウムである、［１］～［４］のいずれかに記載のセレン汚染土壌の処理方法。
［６］不溶化処理をされたセレンを含む土壌からなる盛土層を備える、盛土構造。
［７］前記盛土層の下方に設けられ、バリウムイオンの溶出を抑制する機構を有する構造物と、を備える、［６］に記載の盛土構造。
［１］セレンを含む土壌に、バリウム化合物および固化材を混合し、前記セレンの不溶化処理を行う工程を有する、セレン汚染土壌の処理方法。
［２］さらに、前記不溶化処理を行った土壌からなる盛土層を備える盛土構造を形成する工程を有する、［１］に記載のセレン汚染土壌の処理方法。
［３］前記盛土構造を形成する工程において、前記盛土層の下方に、バリウムイオンの溶出を抑制する物理的性質および化学的性質の少なくとも一方を有する構造物を設ける、［２］に記載のセレン汚染土壌の処理方法。
［４］前記固化材は、セメント、酸化マグネシウムおよび不溶化材からなる群から選択される少なくとも１種である、［１］～［３］のいずれかに記載のセレン汚染土壌の処理方法。
［５］前記バリウム化合物は、塩化バリウムである、［１］～［４］のいずれかに記載のセレン汚染土壌の処理方法。
［６］不溶化処理をされたセレンを含む土壌からなる盛土層を備える、盛土構造。
［７］前記盛土層の下方に設けられ、バリウムイオンの溶出を抑制する機構を有する構造物と、を備える、［６］に記載の盛土構造。
本発明によれば、土壌中のセレンの溶出を抑制し、かつセレンを不溶化するために土壌に添加したバリウム化合物に含まれるバリウムイオンの溶出を抑制したセレン汚染土壌の処理方法および盛土構造を提供することができる。
以下、本発明の実施形態によるセレン汚染土壌の処理方法および盛土構造について、図１に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態によるセレン汚染土壌の処理方法および盛土構造の一例を示す模式図である。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
図１は、本発明の実施形態によるセレン汚染土壌の処理方法および盛土構造の一例を示す模式図である。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
（第１の実施形態）
［セレン汚染土壌の処理方法、盛土構造］
本実施形態によるセレン汚染土壌の処理方法は、セレンを含む土壌に、バリウム化合物および固化材を混合し、前記セレンの不溶化処理を行う工程（以下、「工程Ａ」と言う。）を有する。本実施形態によるセレン汚染土壌の処理方法は、さらに、不溶化処理を行った土壌からなる盛土層を備える盛土構造を形成する工程（以下、「工程Ｂ」と言う。）を有していてもよい。
［セレン汚染土壌の処理方法、盛土構造］
本実施形態によるセレン汚染土壌の処理方法は、セレンを含む土壌に、バリウム化合物および固化材を混合し、前記セレンの不溶化処理を行う工程（以下、「工程Ａ」と言う。）を有する。本実施形態によるセレン汚染土壌の処理方法は、さらに、不溶化処理を行った土壌からなる盛土層を備える盛土構造を形成する工程（以下、「工程Ｂ」と言う。）を有していてもよい。
（工程Ａ（セレンの不溶化処理工程））
工程Ａでは、セレンを含む土壌（セレン汚染土壌）に、バリウム化合物および固化材を混合する。
工程Ａでは、セレンを含む土壌（セレン汚染土壌）に、バリウム化合物および固化材を混合する。
セレンを含む土壌としては、例えば、地盤掘削時や山岳掘削時に発生する掘削土が挙げられる。
セレンを含む土壌は、セレン以外のヒ素、鉛等の重金属を含んでいてもよい。土壌中のセレン等の重金属は、単体として存在していてよいし、化合物として存在していてもよい。
土壌中のセレンの含有量は、従来、吸着層工法等による封じ込めの対象となっている土壌（要対策土）におけるセレンの含有量と同様であってよい。
セレンを含む土壌は、セレン以外のヒ素、鉛等の重金属を含んでいてもよい。土壌中のセレン等の重金属は、単体として存在していてよいし、化合物として存在していてもよい。
土壌中のセレンの含有量は、従来、吸着層工法等による封じ込めの対象となっている土壌（要対策土）におけるセレンの含有量と同様であってよい。
バリウム化合物としては、セレンを不溶化することができるものであれば特に限定されないが、例えば、塩化バリウム（ＢａＣｌ２）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）、酢酸バリウム（（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｂａ）、リン酸バリウム（ＢａＰＯ４）、水酸化バリウム（Ｂａ（ＯＨ）２）、金属バリウム（Ｂａ）、酸化バリウム（ＢａＯ）等が挙げられる。これらのバリウム化合物の中でも、セレンを不溶化する機能に優れる点から、塩化バリウムが好ましい。
なお、バリウム化合物によってセレンを不溶化するとは、土壌中に含まれるセレン化合物が、土壌と水が存在した場合にも、その溶出量が不溶化前よりも少なくなることである。
なお、バリウム化合物によってセレンを不溶化するとは、土壌中に含まれるセレン化合物が、土壌と水が存在した場合にも、その溶出量が不溶化前よりも少なくなることである。
本実施形態では、土壌に対するバリウム化合物の添加量は、乾燥した土壌１００ｇに対するバリウム化合物の質量（ｇ）で表される。土壌に対するバリウム化合物の添加量を表す単位は、「ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ」である。このとき、土壌としては、粒径２ｍｍ以下に破砕した後、室温（２５℃）環境下で１週間乾燥させたものを用いる。
土壌に対するバリウム化合物の添加量は、０．１ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以上１０ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以下であることが好ましく、０．５ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以上５ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以下であることがより好ましい。バリウム化合物の添加量が前記下限値以上であれば、セレンを含む土壌との混合によりセレンを効果的に不溶化できる。一方、バリウム化合物の添加量が前記上限値以下であれば、過剰量のバリウム化合物が結晶化せずに溶出し、環境中に漏洩することを防ぐことができる。
固化材としては、バリウム化合物を不溶化することができるものであれば特に限定されないが、例えば、セメント、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、不溶化材等が挙げられる。
セメントとしては、例えば、ポルトライトセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等が挙げられる。
不溶化材としては、例えば、酸化マグネシウム系不溶化材、ハイドロタルサイト系不溶化材、シュベルトマナイト系不溶化材等が挙げられる。
これらの固化材は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
セメントとしては、例えば、ポルトライトセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等が挙げられる。
不溶化材としては、例えば、酸化マグネシウム系不溶化材、ハイドロタルサイト系不溶化材、シュベルトマナイト系不溶化材等が挙げられる。
これらの固化材は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態では、土壌に対する固化材の添加量は、土壌に対するバリウム化合物の添加量と同様に表される。
土壌に対する固化材の添加量は、０．５ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以上４０ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以下であることが好ましく、１ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以上１０ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以下であることがより好ましい。固化材の添加量が前記下限値以上であれば、セレンを含む土壌との混合によりセレンを効果的に不溶化できる。一方、固化材の添加量が前記上限値以下であれば、重金属汚染土壌の容量が過剰に増大したり、重金属汚染土壌が必要以上に固化したりすることを防ぐことができる。
土壌に対する固化材の添加量は、０．５ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以上４０ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以下であることが好ましく、１ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以上１０ｇ／１００ｇ－ｄｒｙ ｓｏｉｌ以下であることがより好ましい。固化材の添加量が前記下限値以上であれば、セレンを含む土壌との混合によりセレンを効果的に不溶化できる。一方、固化材の添加量が前記上限値以下であれば、重金属汚染土壌の容量が過剰に増大したり、重金属汚染土壌が必要以上に固化したりすることを防ぐことができる。
土壌にバリウム化合物および固化材を混合する方法は、特に限定されないが、例えば、バックホウによる撹拌や、自走式攪拌機による撹拌等が挙げられる。
（工程Ｂ（盛土構造を形成する工程））
工程Ｂでは、工程Ａにて不溶化処理された土壌からなる盛土層を備える盛土構造を形成する。
工程Ｂでは、詳細には、図１に示す盛土構造１０を形成する。
盛土構造１０は、盛土層１１と、保護盛土層１２と、遮水層１３と、を備える。
工程Ｂでは、工程Ａにて不溶化処理された土壌からなる盛土層を備える盛土構造を形成する。
工程Ｂでは、詳細には、図１に示す盛土構造１０を形成する。
盛土構造１０は、盛土層１１と、保護盛土層１２と、遮水層１３と、を備える。
盛土層１１は、地面Ｇ上に設けられている。保護盛土層１２は、盛土層１１の側面および上面を覆うように設けられている。遮水層１３は、盛土層１１の下面と保護盛土層１２の側面および上面を覆うように設けられている。すなわち、盛土構造１０の下側から、遮水層１３、盛土層１１、保護盛土層１２、遮水層１３がこの順に積層されている。
盛土層１１と、保護盛土層１２と、遮水層１３それぞれの幅方向の断面は、下方に向かうに従って幅広となる台形状である。盛土構造１０の下側において、遮水層１３の上面と盛土層１１の下面とは接しており、遮水層１３の上面の幅は盛土層１１の下面の幅よりも大きくされている。盛土構造１０全体での断面も台形状となっている。
盛土構造１０の下側において、遮水層１３を厚さ方向（盛土構造１０の高さ方向）に貫通する貫通穴１４が形成されている。盛土層１１に含まれる水分は、貫通穴１４を介して、盛土構造１０の外部に排出される。
盛土層１１は、工程Ａにて不溶化処理を行った土壌から形成されている。
盛土層１１の厚さは、０．５ｍ以上２００ｍ以下であることが好ましく、１ｍ以上１００ｍ以下であることがより好ましい。
盛土層１１の厚さは、０．５ｍ以上２００ｍ以下であることが好ましく、１ｍ以上１００ｍ以下であることがより好ましい。
保護盛土層１２は、施工中に盛土層１１を損傷することがないように設けられる構造であり、透水性（盛土層１１に含まれる水分を透過する性質）を有する。保護盛土層１２は、透水性を有するために、ベントナイト等の吸水により膨潤する構造を有さない。
保護盛土層１２の厚さは、０．１ｍ以上５ｍ以下であることが好ましく、０．３ｍ以上１ｍ以下であることがより好ましい。
保護盛土層１２の厚さは、０．１ｍ以上５ｍ以下であることが好ましく、０．３ｍ以上１ｍ以下であることがより好ましい。
遮水層１３は、アルカリ性遮水剤粘土を含む。
アルカリ性遮水剤としては、粘土、セメント系遮水剤等が挙げられる。
粘土としては、厚さ０．５ｍの層としたときの透水係数が１×１０－８ｃｍ／ｓ以下の粘性土が用いられる。粘土としては、例えば、ベントナイトが挙げられる。遮水層１３に含まれるアルカリ化抑制剤は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
遮水層１４は、アルカリ性遮水剤のみからなるものであってもよく、アルカリ性遮水剤以外の他の材料を含むものであってもよい。
遮水層１３の遮水性能は、従来の吸着層工法等における遮水層の遮水性能と同様であってよい。
遮水層１３の厚さは、０．１ｍ以上３ｍ以下であることが好ましく、０．３ｍ以上１ｍ以下であることがより好ましい。
アルカリ性遮水剤としては、粘土、セメント系遮水剤等が挙げられる。
粘土としては、厚さ０．５ｍの層としたときの透水係数が１×１０－８ｃｍ／ｓ以下の粘性土が用いられる。粘土としては、例えば、ベントナイトが挙げられる。遮水層１３に含まれるアルカリ化抑制剤は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
遮水層１４は、アルカリ性遮水剤のみからなるものであってもよく、アルカリ性遮水剤以外の他の材料を含むものであってもよい。
遮水層１３の遮水性能は、従来の吸着層工法等における遮水層の遮水性能と同様であってよい。
遮水層１３の厚さは、０．１ｍ以上３ｍ以下であることが好ましく、０．３ｍ以上１ｍ以下であることがより好ましい。
盛土構造１０は、例えば、以下の手順で施工できる。
地面Ｇ上に、アルカリ性遮水剤粘土で盛土構造１０の最下層となる遮水層１３を形成する。
次いで、遮水層１３の上に、工程Ａにて不溶化処理を行った土壌を盛土し、盛土層１１を形成する。
次いで、盛土層１１の側面および上面を保護盛土層１２で覆う。
次いで、保護盛土層１２の側面および上面をアルカリ性遮水剤粘土で覆い、遮水層１３を形成する。
地面Ｇ上に、アルカリ性遮水剤粘土で盛土構造１０の最下層となる遮水層１３を形成する。
次いで、遮水層１３の上に、工程Ａにて不溶化処理を行った土壌を盛土し、盛土層１１を形成する。
次いで、盛土層１１の側面および上面を保護盛土層１２で覆う。
次いで、保護盛土層１２の側面および上面をアルカリ性遮水剤粘土で覆い、遮水層１３を形成する。
本実施形態の汚染土壌の処理方法によれば、セレンを含む土壌に、バリウム化合物および固化材を混合し、前記土壌に含まれるセレンの不溶化処理を行うことにより、前記土壌中のセレンの溶出を抑制することができる。
本実施形態の盛土構造１０によれば、不溶化処理をされたセレンを含む土壌からなる盛土層１１を備えるため、セレンを不溶化するために前記土壌に添加したバリウム化合物に含まれるバリウムイオンの溶出、および土壌に含まれるセレンの溶出を抑制することができる。
（第２の実施形態）
［セレン汚染土壌の処理方法、盛土構造］
本実施形態によるセレン汚染土壌の処理方法は、上記工程Ｂを有し、上記工程Ｂにおいて、盛土層の下方に、バリウムイオンの溶出を抑制する物理的性質および化学的性質の少なくとも一方を有する構造物を設ける。
［セレン汚染土壌の処理方法、盛土構造］
本実施形態によるセレン汚染土壌の処理方法は、上記工程Ｂを有し、上記工程Ｂにおいて、盛土層の下方に、バリウムイオンの溶出を抑制する物理的性質および化学的性質の少なくとも一方を有する構造物を設ける。
（工程Ｂ（構造物を設ける工程））
工程Ｂでは、工程Ａにて不溶化処理された土壌からなる盛土層の下方に、バリウムイオンの溶出を抑制する物理的性質および化学的性質の少なくとも一方を有する構造物を設ける。
工程Ｂでは、詳細には、図２に示す盛土構造２０を形成する。なお、本実施形態に係る盛土構造２０では、前記実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
盛土構造２０は、盛土層１１と、保護盛土層１２と、遮水層１３と、構造物２１と、を備える。
工程Ｂでは、工程Ａにて不溶化処理された土壌からなる盛土層の下方に、バリウムイオンの溶出を抑制する物理的性質および化学的性質の少なくとも一方を有する構造物を設ける。
工程Ｂでは、詳細には、図２に示す盛土構造２０を形成する。なお、本実施形態に係る盛土構造２０では、前記実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
盛土構造２０は、盛土層１１と、保護盛土層１２と、遮水層１３と、構造物２１と、を備える。
構造物２１は、盛土層１１の下方に設けられている。保護盛土層１２は、構造物２１の上面の一部（外縁部）と盛土層１１の側面および上面を覆うように設けられている。遮水層１３は、構造物２１の側面および下面と保護盛土層１２の側面および上面を覆うように設けられている。すなわち、盛土構造１０の下側から、遮水層１３、構造物２１、盛土層１１、保護盛土層１２、遮水層１３がこの順に積層されている。
遮水層１３、構造物２１、盛土層１１それぞれの幅方向の断面は、下方に向かうに従って幅広となる台形状である。盛土構造２０の下側において、遮水層１３の上面と構造物２１の下面とは接しており、遮水層１３の上面の幅と構造物２１の下面の幅とは同じとされている。また、構造物２１の上面と盛土層１１の下面とは接しており、構造物２１の上面の幅は盛土層１１の下面の幅よりも大きくされている。盛土構造２０全体での断面も台形状となっている。
構造物２１は、盛土層１１中のバリウム化合物に含まれるバリウムイオンの溶出を抑制する物理的性質および化学的性質の少なくとも一方を有する。構造物２１としては、前記の性質を有するものであれば特に限定されないが、例えば物理的性質とは、陽イオンを吸着する吸着材を混合することでバリウムイオンを構造物内に保持するものであってもよく、化学的性質とは盛土層１１に含まれる浸潤水中のバリウムイオンを硫酸バリウムとして構造物内で析出させるものであってもよい。化学的性質としては、前述のバリウムイオンを不溶化することで貫通穴１４から盛土構造２０の外部に排出される排水中にバリウムイオンを溶存させない方法や、バリウムイオンを無害な化合物（例えば、硫酸バリウム、バリウム＝４－（５－クロロ－４－メチル－２－スルホナトフェニルアゾ）－３－ヒドロキシ－２－ナフアート）とする機能等が挙げられる。
また、構造物２１は透水性（盛土層１１に含まれる水分を透過する性質）を有する。構造物２１は、透水性を有するために、ベントナイト等の吸水により膨潤する構造を有さない。
なお、構造物２１が保護盛土層１２を兼ねていてもよく、保護盛土層１２が構造物２１を兼ねていてもよい。
構造物２１の厚さは、０．１ｍ以上２０ｍ以下であることが好ましく、０．３ｍ以上１０ｍ以下であることがより好ましい。
また、構造物２１は透水性（盛土層１１に含まれる水分を透過する性質）を有する。構造物２１は、透水性を有するために、ベントナイト等の吸水により膨潤する構造を有さない。
なお、構造物２１が保護盛土層１２を兼ねていてもよく、保護盛土層１２が構造物２１を兼ねていてもよい。
構造物２１の厚さは、０．１ｍ以上２０ｍ以下であることが好ましく、０．３ｍ以上１０ｍ以下であることがより好ましい。
盛土構造２０は、例えば、以下の手順で施工できる。
地面Ｇ上に、アルカリ性遮水剤粘土で盛土構造１０の最下層となる遮水層１３を形成する。
次いで、遮水層１３の上に、構造物２１を配置する。
次いで、構造物２１の上に、工程Ａにて不溶化処理を行った土壌を盛土し、盛土層１１を形成する。
次いで、構造物２１の上面のうち盛土層１１で覆われていない部分（外縁）と盛土層１１の側面および上面を保護盛土層１２で覆う。
次いで、構造物２１の側面と保護盛土層１２の側面および上面をアルカリ性遮水剤粘土で覆い、遮水層１３を形成する。
地面Ｇ上に、アルカリ性遮水剤粘土で盛土構造１０の最下層となる遮水層１３を形成する。
次いで、遮水層１３の上に、構造物２１を配置する。
次いで、構造物２１の上に、工程Ａにて不溶化処理を行った土壌を盛土し、盛土層１１を形成する。
次いで、構造物２１の上面のうち盛土層１１で覆われていない部分（外縁）と盛土層１１の側面および上面を保護盛土層１２で覆う。
次いで、構造物２１の側面と保護盛土層１２の側面および上面をアルカリ性遮水剤粘土で覆い、遮水層１３を形成する。
本実施形態の汚染土壌の処理方法によれば、不溶化処理を行った土壌からなる盛土層１１の下方に、バリウムイオンの溶出を抑制する機構を有する構造物２１を設けることにより、セレンを不溶化するために前記土壌に添加したバリウム化合物に含まれるバリウムイオンの溶出を抑制することができる。
本実施形態の盛土構造２０によれば、不溶化処理をされたセレンを含む土壌からなる盛土層１１と、盛土層１１の下方に設けられ、バリウムイオンの溶出を抑制する機構を有する構造物２１と、を備えるため、セレンを不溶化するために前記土壌に添加したバリウム化合物に含まれるバリウムイオンの溶出を抑制することができる。
以上、本発明について、実施形態を示して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
以下、実験例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。
［実験例］
自然由来のヒ素、セレンを含む岩石を粒径２ｍｍ以下に破砕した後、室温で乾燥させた。
破砕した岩石（以下、「試料」と言う。）に対してバリウム化合物や固化材を添加した場合と、添加しない場合とについて、バリウム溶出量、セレン溶出濃度およびヒ素溶出濃度を比較した。
バリウム化合物としては、塩化バリウムを用いた。試料１００質量部に対する塩化バリウムの添加量が０．５質量部となるように、試料に塩化バリウムを添加した。
固化材としては、セメント（高炉セメントＢ種）、不溶化材（酸化マグネシウム（ＭｇＯ）系不溶化材）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用いた。試料１００質量部に対する固化材の添加量が４質量部となるように、試料に固化材を添加した。
塩化バリウムと固化材を添加した試料をよく混ぜ合わせた後、試料の質量の１５％の水を加えてさらに混合した。
混合後の試料をポリプロピレン製のパックに詰めて、密閉した状態で、２０℃にて７日間養生した。
養生後の試料からの重金属等の溶出量を測定するために、（平成２０年環境省告示第４６号（環告４６号））に準拠して検液を作成し、バリウム濃度（バリウム溶出濃度）、セレン濃度（セレン溶出濃度）、ヒ素濃度（ヒ素溶出濃度）を測定した。
この操作を３回繰返し、検液作成後の残渣を用いて再び環告４６号試験による溶出試験を実施し、岩石の単位質量当たりバリウムの累積溶出量を算出した。結果を表１に示す。
自然由来のヒ素、セレンを含む岩石を粒径２ｍｍ以下に破砕した後、室温で乾燥させた。
破砕した岩石（以下、「試料」と言う。）に対してバリウム化合物や固化材を添加した場合と、添加しない場合とについて、バリウム溶出量、セレン溶出濃度およびヒ素溶出濃度を比較した。
バリウム化合物としては、塩化バリウムを用いた。試料１００質量部に対する塩化バリウムの添加量が０．５質量部となるように、試料に塩化バリウムを添加した。
固化材としては、セメント（高炉セメントＢ種）、不溶化材（酸化マグネシウム（ＭｇＯ）系不溶化材）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用いた。試料１００質量部に対する固化材の添加量が４質量部となるように、試料に固化材を添加した。
塩化バリウムと固化材を添加した試料をよく混ぜ合わせた後、試料の質量の１５％の水を加えてさらに混合した。
混合後の試料をポリプロピレン製のパックに詰めて、密閉した状態で、２０℃にて７日間養生した。
養生後の試料からの重金属等の溶出量を測定するために、（平成２０年環境省告示第４６号（環告４６号））に準拠して検液を作成し、バリウム濃度（バリウム溶出濃度）、セレン濃度（セレン溶出濃度）、ヒ素濃度（ヒ素溶出濃度）を測定した。
この操作を３回繰返し、検液作成後の残渣を用いて再び環告４６号試験による溶出試験を実施し、岩石の単位質量当たりバリウムの累積溶出量を算出した。結果を表１に示す。
表１に示す結果から、塩化バリウムのみを添加した場合には、バリウムの累積溶出量が２７ｍｇ／ｋｇであるのに対して、塩化バリウムと固化材を添加した場合には、バリウムの累積溶出量が１８ｍｇ／ｋｇ～２０ｍｇ／ｋｇに抑制されていることが分かった。
また、バリウムの累積溶出量の測定と同様にして、セレン濃度（セレン溶出濃度）、ヒ素濃度（ヒ素溶出濃度）を測定した。セレン溶出濃度を表２に、ヒ素溶出濃度を表３に示す。
表２および表３に示す結果から、塩化バリウムによるセレンの不溶化効果、固化材によるヒ素の不溶化効果は、塩化バリウムと固化材を混合しても損なわれないことが分かった。したがって、ヒ素とセレンを含む重金属含有土に対しても、本実験例の方法は有効であることを確認できた。
また、表２に示す結果から、塩化バリウムのみを添加した場合には、１回目と比べて２回目において、セレン溶出濃度が増加しているのに対し、固化材を混合することでセレン溶出濃度が増加しないことが分かった。これは、バリウムの溶出を抑制したことで複数回の溶出試験を行っても、セレンの溶出を抑制した状態を維持できたと考えられる。すなわち、塩化バリウムと固化材を混合した場合には、バリウム化合物を単独で使用した場合よりも、長期間にわたってセレンの溶出を抑制できると考えられる。
また、表３に示す結果から、塩化バリウムのみを添加した場合には、１回目と比べて２回目において、ヒ素溶出濃度が増加しているのに対し、固化材を混合することでヒ素溶出濃度が増加しないことが分かった。これは、バリウムの溶出を抑制したことで複数回の溶出試験を行っても、ヒ素の溶出を抑制した状態を維持できたと考えられる。すなわち、塩化バリウムと固化材を混合した場合には、塩化バリウムを単独で使用した場合よりも、長期間にわたってヒ素の溶出を抑制できると考えられる。
また、表２に示す結果から、塩化バリウムのみを添加した場合には、１回目と比べて２回目において、セレン溶出濃度が増加しているのに対し、固化材を混合することでセレン溶出濃度が増加しないことが分かった。これは、バリウムの溶出を抑制したことで複数回の溶出試験を行っても、セレンの溶出を抑制した状態を維持できたと考えられる。すなわち、塩化バリウムと固化材を混合した場合には、バリウム化合物を単独で使用した場合よりも、長期間にわたってセレンの溶出を抑制できると考えられる。
また、表３に示す結果から、塩化バリウムのみを添加した場合には、１回目と比べて２回目において、ヒ素溶出濃度が増加しているのに対し、固化材を混合することでヒ素溶出濃度が増加しないことが分かった。これは、バリウムの溶出を抑制したことで複数回の溶出試験を行っても、ヒ素の溶出を抑制した状態を維持できたと考えられる。すなわち、塩化バリウムと固化材を混合した場合には、塩化バリウムを単独で使用した場合よりも、長期間にわたってヒ素の溶出を抑制できると考えられる。
１０，２０ 盛土構造
１１ 盛土層
１２ 保護盛土層
１３ 遮水層
１４ 貫通穴
２１ 構造物
１１ 盛土層
１２ 保護盛土層
１３ 遮水層
１４ 貫通穴
２１ 構造物
Claims (7)
- セレンを含む土壌に、バリウム化合物および固化材を混合し、前記セレンの不溶化処理を行う工程を有する、セレン汚染土壌の処理方法。
- さらに、前記不溶化処理を行った土壌からなる盛土層を備える盛土構造を形成する工程を有する、請求項１に記載のセレン汚染土壌の処理方法。
- 前記盛土構造を形成する工程において、前記盛土層の下方に、バリウムイオンの溶出を抑制する物理的性質および化学的性質の少なくとも一方を有する構造物を設ける、請求項２に記載のセレン汚染土壌の処理方法。
- 前記固化材は、セメント、酸化マグネシウムおよび不溶化材からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１～３のいずれか１項に記載のセレン汚染土壌の処理方法。
- 前記バリウム化合物は、塩化バリウムである、請求項１～４のいずれか１項に記載のセレン汚染土壌の処理方法。
- 不溶化処理をされたセレンを含む土壌からなる盛土層を備える、盛土構造。
- 前記盛土層の下方に設けられ、バリウムイオンの溶出を抑制する機構を有する構造物と、を備える、請求項６に記載の盛土構造。
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| JP2021068846A JP2022163800A (ja) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | セレン汚染土壌の処理方法および盛土構造 |
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