JP4590222B2 - アルカリ土壌および該土壌からの浸出水の中和方法 - Google Patents

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Description

本発明は、アルカリ土壌および該土壌からの浸出水の中和方法に関する。
アルカリ土壌はアルカリ成分を含みアルカリ性を示す土壌であり、植物等の生育が阻害されることから、このアルカリ土壌を中和する方法が求められている。また、アルカリ土壌からはアルカリ性の浸出水が浸出することから、この浸出水を中和する方法も求められている。
従来より、アルカリ土壌を中和する方法としては、アルカリ土壌にアルカリ土壌中和剤を加える方法が知られている。また、アルカリ土壌(1)から浸出する浸出水を中和する方法としては、図１に示すように、土質成分にアルカリ土壌中和剤を混合した中和土壌層(30)を設け、アルカリ土壌(1)からの浸出水(2)を、この中和土壌層(30)に導き、通過させて中和する方法が知られている。アルカリ土壌中和剤としては、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）が単独で用いられている〔特許文献１：特開２００４−８２００４号公報〕。
しかし、アルカリ土壌や浸出水の中和に必要な量の硫酸アルミニウムを単独で用いたのでは、水素イオン濃度（ｐＨ）が急激に低下し、酸性を示し易いという問題があった。
特開２００４−８２００４号公報
かかる状況に鑑み、本発明者は、水素イオン濃度を大きく下げることなく、アルカリ土壌やその浸出水を中和し得る方法を開発するべく鋭意検討した結果、硫酸アルミニウムと共に、弱酸と強塩基との塩を加えることで、水素イオン濃度を大きく下げることなく中和し得ることを見出し、本発明に至った。
すなわち本発明の第一は、アルカリ土壌に、弱酸と強塩基との塩および硫酸アルミニウムを加えることを特徴とする前記アルカリ土壌の中和方法を提供するものである。
また、本発明の第二は、アルカリ土壌(1)から浸出した浸出水(2)を、弱酸と強塩基との塩および硫酸アルミニウムを含む中和土壌層(30)に通過させることを特徴とする前記浸出水(2)の中和方法を提供するものである。
本発明の方法によれば、水素イオン濃度を大きく下げることなく、アルカリ土壌や、これからの浸出水を中和することができる。
アルカリ土壌は、例えば石灰岩を主成分とする土壌、コンクリート廃材、セメントミルクなどを含む土壌などのように、アルカリ成分を含み、アルカリ成分が雨水などに溶出してアルカリ性を示す土壌である。
弱酸と強塩基との塩における弱酸は、炭酸である。強塩基は、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物である。かかる塩としては、例えば炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどの炭酸水素アルカリ金属塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの炭酸アルカリ金属塩などが挙げられ、水に溶解し得る水溶性の塩が好ましく用いられる。
塩の使用量は、硫酸アルミニウムに対して、効果の点で、通常は０．５重量倍以上、好ましくは０．７重量倍以上、更に好ましくは０．８重量倍以上であり、大量に使用しても使用量に見合った効果が得られず経済的に不利となることから、通常は１．５重量倍以下、好ましくは１重量倍以下である。
第一の本発明の方法によりアルカリ土壌を中和するには、例えば塩および硫酸アルミニウムをそれぞれ個別にアルカリ土壌に加え、混合すればよい。また、塩および硫酸アルミニウムを予め混合して、これらを含むアルカリ土壌中和剤を調製しておき、このアルカリ土壌中和剤をアルカリ土壌に加えることが、塩と硫酸アルミニウムとをアルカリ土壌に均一に混合し得ることから好ましい。塩および硫酸アルミニウムは、それぞれ水に溶解された液状のものであってもよいが、粉末状、粒状、塊状などの固形状であることが好ましい。
硫酸アルミニウムの使用量は、通常、アルカリ土壌を中和するに要する硫酸アルミニウム量の１／１００〜１／１０程度である。
塩および硫酸アルミニウムを含むアルカリ土壌中和剤を予め調製し、アルカリ土壌に加える場合、このアルカリ土壌中和剤は、さらに土、砂、客土などの土質成分を含んでいてもよい。土質成分を含むことで、アルカリ土壌への土壌中和剤の混合がより容易となる。アルカリ土壌中和剤が土質成分を含む場合その使用量は、塩、硫酸アルミニウムおよび土質成分の合計量に対して通常０．１重量％〜１５重量％、好ましくは１重量％〜１０重量％程度である。
第二の本発明の方法によりアルカリ土壌からの浸出水を中和するには、例えば図１に示すように、アルカリ土壌層(1)から浸出水(2)が浸出する下流側に側溝(3)を堀り、この側溝(3)に弱酸と強塩基との塩および硫酸アルミニウムを土質成分と混合して埋め立てて、中和土壌層(30)を設ければよい。
塩および硫酸アルミニウムはそれぞれ個別に土質成分に加え、混合して埋め立ててもよいし、塩および硫酸アルミニウムを予め混合してアルカリ土壌中和剤を調製しておき、これを土質成分と混合して埋め立ててもよい。
中和土壌層(30)における硫酸アルミニウムの使用量は、アルカリ土壌(1)中のアルカリ成分量、アルカリ土壌(1)からの浸出水(2)の水素イオン濃度、浸出水(2)の水量、中和土壌層(30)の大きさなどに応じて適宜選択されるが、通常は中和土壌層(30)を基準として０．１重量％〜１５重量％程度である。
かかる中和方法によれば、アルカリ土壌層(1)から浸出した浸出水(2)は、側溝(3)に設けられた中和土壌層(3)を通過し、この中和土壌層(30)を通過する間に中和される。。
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例によって限定されるものではない。
なお、用いた土壌の中和当量は、土壌１００ｇを１Ｌビーカーに入れ、イオン交換水を加えて全容積１Ｌのスラリーとし、このスラリーの水素イオン濃度（ｐＨ）を水素イオン濃度計にて測定しながら、ｐＨ７．０となるまで硫酸アルミニウム水溶液（Ａｌ2Ｏ3換算濃度８重量％）を添加して、その添加量から、土壌１ｋｇを中和するに要する固体硫酸アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3換算アルミニウム含有量１７重量）を求め、この量を中和当量とした。
実施例１
中和当量９３ｇ／ｋｇのアルカリ土壌１ｋｇに、粉末状硫酸アルミニウム５．０ｇおよび粉末状炭酸水素ナトリウム４．５ｇを加えて混合した。
この土壌を、図２に示すように内寸法が長さ２６ｃｍ、幅６ｃｍ、高さ５ｃｍのプラスチック製の箱(5)に厚さ４ｃｍで敷き詰め、長さ方向(L)に傾斜させ、上部(51)から２ｍL／分の流量で純水(6)を供給しつつ、下部(52)から浸出水(2)を抜き出し、その水素イオン濃度を測定した。抜き出された浸出水(2)は、無色透明であり、また発泡も見られなかった。図３に、浸出水量とその水素イオン濃度との関係を示す。
実施例２
粉末状硫酸アルミニウムの使用量を５０ｇとし、粉末状炭酸水素ナトリウムの使用量を４５ｇとした以外は実施例１と同様に操作して、浸出水の水素イオン濃度を測定した。結果を図３に示す。なお、浸出水は、無色透明であり、また発泡も見られなかった。
実施例３
粉末状炭酸水素ナトリウムの使用量を３．０ｇとした以外は実施例１と同様に操作して、浸出水の水素イオン濃度を測定した。結果を図３に示す。なお、浸出水は、無色透明であり、また発泡も見られなかった。
比較例１
粉末状硫酸アルミニウムおよび粉末状炭酸水素ナトリウムを使用しなかった以外は実施例１と同様に操作して、浸出水の水素イオン濃度を測定した。結果を図３に示す。なお、浸出水は褐色に着色していた。
比較例２
粉末状炭酸水素ナトリウムを使用しなかった以外は実施例１と同様に操作して、浸出水の水素イオン濃度を測定した。結果を図３に示す。なお、浸出水は、無色透明であり、発泡も見られなかった。
実施例４
図１（ａ）に示すように、アルカリ土壌(1)１０００トン（１，０００，０００ｋｇ）から、流量１Ｌ／分でｐＨ約１１の浸出水(2)が排水溝(4)に浸出している現場に、中和土壌層(30)を設けて、浸出水(2)を中和する実験を行った。図１（ｂ）に示すように、このアルカリ土壌(1)と排水溝(4)との間に、深さ３ｍ、幅１ｍ、長さ１０ｍの側溝(3)を堀り、この側溝(3)に、川砂１０ｍ3（約１７，０００ｋｇ）、粉末硫酸アルミニウム６２５ｋｇおよび炭酸水素アルミニウム５７５ｋｇを混合した土壌を埋め立てて、中和土壌層(30)を設けた。なお、排水溝(4)と側溝(3)との間には、１ｍの距離を設けた。埋め立てた後、浸出水(2)の水素イオン濃度は約ｐＨ６．５となり、４月経過後も同じ水素イオン濃度を示した。
第二の本発明を実施形態の一例を示す模式図である。 実施例における試験方法を示す説明図である。 実施例の結果を示す図であり、横軸は浸出水量を、縦軸は水素イオン濃度（ｐＨ）をそれぞれ示す。
符号の説明
１：アルカリ土壌
２：浸出水
３：側溝
30：中和土壌層
４：排水溝
５：箱
51：箱上部
52：箱下部
６：純水

Claims (6)

  1. アルカリ土壌に、炭酸とアルカリ金属水酸化物との塩および硫酸アルミニウムを加えることを特徴とする前記アルカリ土壌の中和方法。
  2. アルカリ土壌から浸出した浸出水を、炭酸とアルカリ金属水酸化物との塩および硫酸アルミニウムを含む中和土壌層に通過させることを特徴とする前記浸出水の中和方法。
  3. 前記塩の使用量が硫酸アルミニウムに対して０．５重量倍以上である請求項１または請求項２に記載の中和方法。
  4. 中和土壌層における硫酸アルミニウムの含有量が、前記中和土壌層に対して０．１重量％〜１５重量％である請求項２に記載の中和方法。
  5. 炭酸とアルカリ金属水酸化物との塩および硫酸アルミニウムを含むことを特徴とするアルカリ土壌中和剤。
  6. 前記塩の使用量が硫酸アルミニウムに対して０．５重量倍以上である請求項５に記載のアルカリ土壌中和剤。
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