JP4775223B2

JP4775223B2 - 遮水工法

Info

Publication number: JP4775223B2
Application number: JP2006278705A
Authority: JP
Inventors: 尚哉高田; 知則漆原; 和男峠; 祐輔佐藤
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2026-10-12
Also published as: JP2008093573A

Description

本発明は、鉛で汚染された汚染土壌を遮水工封じ込めする際に用いられる遮水工法に関する。

近年、鉛で汚染された汚染土壌を遮水工封じ込めする工法が提案されている。この工法は、例えば、鉛で汚染された汚染土壌を掘削して近傍に仮置きし、掘削した場所に遮水工を施して仮置きした汚染土壌を埋め戻すとともに、その上からシートなどで被覆して汚染土壌を封じ込めるというものである。

そして、かかる工法において遮水工を施す際には、土質材料（例えば、砂や溶融スラグなど）と、ベントナイトと、水とを含有する土質遮水材が用いられている。また、一般廃棄物及び管理型廃棄物の最終処分場において遮水工を施す場合には、最終処分場の構造基準に従うこととされており、かかる構造基準によれば、土質遮水材の透水係数は、１×１０^−６ｃｍ／ｓｅｃ以下と定められている（例えば、特許文献１〜４参照）。

ところが、土質遮水材の透水係数を完全にゼロにすることは不可能である。従って、かかる土質遮水材を用いて汚染土壌を遮水工封じ込めしたとしても、ある程度の年月が経過すると、汚染土壌に含まれていた水（例えば、土壌粒子間の間隙水など）が土質遮水材の層（以下「土質遮水層」という。）を透過することとなる。そして、この水に鉛が溶出している場合には、この水とともに溶出した鉛が土質遮水層を透過することとなり、鉛が周辺環境に拡散してしまう。

そこで、従来、汚染土壌に含まれている鉛を不溶化処理するための技術が開発されている。この技術は、硫化ナトリウム等の硫化物薬剤を使用して、汚染土壌に含まれている鉛を硫化鉛に形態変化させて不溶化するというものである（例えば、特許文献５参照）。
特開２００１−２９５６号公報特開２００３−１４５０８７号公報特開２００４−１１３８３８号公報特開２００４−１９７４２４号公報特開平７−２４４４１号公報

しかしながら、従来の技術では、鉛の不溶化処理が不安定であり、前述した鉛の拡散を十分に防止することができないという問題があった。
すなわち、従来の技術によって、鉛を硫化鉛に形態変化させて不溶化したとしても、この硫化鉛は空気に触れると酸化してイオン化することがある。その場合には、不溶化した鉛が土壌中の水に再溶出してしまうので、鉛の拡散を十分に防止することができない。

例えば、土壌汚染対策法に基づく環告４６号では、鉛の不溶化処理を施した土壌を一度風乾し、その後に鉛の溶出試験をすることとしている。そのため、土壌の風乾時に硫化鉛が酸化され、イオン化した鉛が土壌中の水に再溶出してしまうことがある。そして、かかる場合には、鉛の拡散を十分に防止することができない。

また、従来の技術では、硫化ナトリウム等の硫化物薬剤を使用することとしており、特に、硫化ナトリウムを使用した場合には、強い臭気が生じ、周辺環境に大きな負荷を与えてしまうという問題もあった。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、汚染土壌に含まれている鉛の周辺環境への拡散を十分に防止するとともに、臭気などによる周辺環境への負荷を低減することができる遮水工法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明者らは、石灰石の特質、すなわち石灰石の鉛不溶化作用および石灰石の周辺環境への負荷が小さいという性質に着目して、石灰石を含有する土質遮水材を見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の遮水工法は、土質材料と、ベントナイトと、水と、石灰石と、を含有する土質遮水材を用いて土質遮水層を形成する、鉛で汚染された汚染土壌を遮水工封じ込めする際に用いる遮水工法であって、土質材料と、ベントナイトと、水と、石灰石とを、前記土質遮水材の透水係数が１×１０^−６ｃｍ／ｓｅｃ以下となるように配合し、かつ、石灰石の作用により前記土質遮水材のｐＨを８〜９に調整することで鉛を不溶化させることを特徴とする。

かかる構成によれば、土質遮水層を透過する水に溶出した鉛が含まれていたとしても、この土質遮水層に含まれている石灰石の鉛不溶化作用によって、鉛が土質遮水層を透過しにくくなる。従って、本発明によれば、汚染土壌に含まれている鉛の周辺環境への拡散を十分に防止することができる。また、石灰石は周辺環境に及ぼす負荷が小さく、石灰石を含む土質遮水材（土質遮水層）についても同様である。従って、本発明によれば、周辺環境への負荷を低減することもできる。

本発明の遮水工法によれば、汚染土壌に含まれている鉛の周辺環境への拡散を十分に防止するとともに、臭気などによる周辺環境への負荷を低減することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１、２は、いずれも本発明の土質遮水材を用いて、鉛で汚染された汚染土壌を遮水工封じ込めした様子を示す鉛直断面図であり、図１は遮水工封じ込めを水平面に適用した形態を示し、図２は遮水工封じ込めを傾斜面に適用した形態を示す。
図１、２に示すように、遮水工封じ込めは、鉛で汚染された汚染土壌１（例えば、射撃場の鉛汚染土など）を掘削して近傍に仮置きし、掘削した場所に遮水工を施して仮置きした汚染土壌１を埋め戻すとともに、その上からシート３などで被覆して汚染土壌を封じ込めるというものである。

より具体的には、掘削した地盤２上に土質遮水層１０が形成され、この土質遮水層１０上に汚染土壌１が埋め戻されている。そして、汚染土壌１はシート３（例えば、遮水シートおよび不織布など）で被覆され、このシート３は覆土４で覆われている。また、覆土４は植生基材吸付土５で覆われている。これらは重力式擁壁６などにより地盤２に対して固定されている。但し、図１に示す地盤２は水平面を掘削して形成されたものであり、図２に示す地盤２は傾斜面を掘削して形成されたものである。

なお、一般の遮水工封じ込めでは、土壌汚染対策法に基づく溶出量基準に適合しない汚染土壌を対象とし、その汚染土壌が第二溶出基準に適合しない場合には、当該汚染土壌に含まれる鉛を第二溶出基準以下まで不溶化してから埋め戻すこととしている。しかし、本発明の遮水工封じ込めでは、かかる形態に限定されるものではない。すなわち、本発明において、遮水工封じ込めの対象となる汚染土壌は、必ずしも前述した溶出量基準および第二溶出基準に適合するものに限定されるものではない。また、本発明における汚染土壌は、遮水工を施す際に掘削して得られた汚染土壌１に限定されるものではない。

土質遮水層１０は、本発明の土質遮水材で構成されており、この土質遮水材は、土質材料、ベントナイトおよび水を含有するとともに、石灰石１１を含有する。かかる土質遮水材の製造方法については、次のような方法が挙げられる。例えば、土質材料とベントナイトとを所定の割合で均一に乾式混合するとともに、その混合物に石灰石１１を混合し、さらにこれらの混合物に所定量の水を加えることにより、土質遮水材を製造するというものである。但し、製造された土質遮水材の透水係数が１×１０^−６ｃｍ／ｓｅｃ以下となるように、各材料の配合を調整することとする。

土質材料は、充填材、増量材あるいは重量増加材として機能するものであり、山砂、現地発生土砂、あるいはパーライト、溶融スラグなど安価な各種材料を使用することが可能である。また、形状的には、細砂ないしは礫まで各種粒径のものを採用することも可能である。一方、ベントナイトは、遮水材として機能するものであり、自重の５〜１０倍以上の水を吸収して膨潤するという性質を有する。形状的には、粉体ないし粒状のものを採用することが可能である。

石灰石は、一般にｐＨ調整作用を有し（例えば、特開２０００−２８２０３４号公報および特開２０００−５３９６１号公報など参照）、しかも空気による酸化などの影響を受けにくいという性質を有する。従って、土質遮水材に石灰石１１が含まれている場合には、この石灰石１１が土質遮水材のｐＨを鉛が溶出しにくい値（ｐＨ８〜９）に維持し、土質遮水材は恒久的に鉛不溶化作用を奏することとなる。そのため、土質遮水材を透過する水に鉛が含まれていたとしても、この土質遮水材若しくはこれに含まれている石灰石１１の鉛不溶化作用によって、鉛が土質遮水材を透過しにくくなる。また、石灰石１１は、前述した硫化物薬剤と異なり、臭気などによる周辺環境への負荷が小さく、石灰石１１を含む土質遮水材についても同様である。従って、このような土質遮水材によれば、周辺環境への負荷を低減することもできる。なお、石灰石１１としては、粉体ないし粒状のものを採用することが可能である。

以上のように汚染土壌１を遮水工封じ込めした場合には、汚染土壌１の上部側に、シート３、覆土４および植生基材吸付土５などによってキャッピング構造が形成され、汚染土壌１の下部側には土質遮水層１０が形成されることとなる。また、図２に示す如く遮水工封じ込めを傾斜面に適用した場合には、キャッピング構造によって雨水や傾斜面を流れる水などが汚染土壌１に流入しにくくなるとともに、土質遮水層１０によって地下水などが汚染土壌１に流入しにくくなる。そして、汚染土壌１に含まれていた間隙水などの水が土質遮水層１０を透過し、この水に鉛が溶出していたとしても、土質遮水層１０に含まれている石灰石１１の鉛不溶化作用によって、鉛が土質遮水層１０を透過しにくくなる。

これにより、汚染土壌１に含まれていた鉛は、遮水工の外部に漏れ出しにくくなり、遮水工の内部に完全に封じ込められることとなる。しかも、前述したように、鉛不溶化剤として硫化物薬剤を使用した場合と比べると、周辺環境への負荷が小さくなる。

遮水工封じ込めを水平面に適用した場合を示す鉛直断面図である。遮水工封じ込めを傾斜面に適用した場合を示す鉛直断面図である。

符号の説明

１汚染土壌（鉛汚染土）
２地盤
３シート
４覆土
５植生基材吸付土
１０土質遮水層（土質遮水材）
１１石灰石

Claims

土質材料と、ベントナイトと、水と、石灰石と、を含有する土質遮水材を用いて土質遮水層を形成する、鉛で汚染された汚染土壌を遮水工封じ込めする際に用いる遮水工法であって、
土質材料と、ベントナイトと、水と、石灰石とを、前記土質遮水材の透水係数が１×１０ ^−６ｃｍ／ｓｅｃ以下となるように配合し、かつ、石灰石の作用により前記土質遮水材のｐＨを８〜９に調整することで鉛を不溶化させることを特徴とする遮水工法。