JP6776080B2 - Bottom sediment improvement material and bottom sediment improvement method - Google Patents
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Description
本発明は、底質改善材および底質の改善方法に関する。 The present invention relates to a bottom sediment improving material and a method for improving bottom sediment.
近年、日本近海では富栄養化により干潟や海底に有機質成分等を多く含むヘドロが蓄積し、社会問題となっている。
ヘドロが蓄積した海域では、底質から有機質成分等が溶出して、富栄養化がさらに進行し赤潮が発生する原因となったり、有機質成分が微生物によって分解されるに伴って、底質が嫌気状態となり、底質の酸性化や硫化水素の発生等、生態系に悪影響が広がることが懸念されている。ここで、既往の研究において、硫化水素は底質の表層の下方に形成された硫酸還元層から発生すると考えられている。
In recent years, sludge containing a large amount of organic components has accumulated on tidal flats and the seabed due to eutrophication in the waters near Japan, which has become a social problem.
In the sea area where sludge has accumulated, organic components elute from the sediment, causing further eutrophication and red tide, and the sediment becomes anaerobic as the organic components are decomposed by microorganisms. There is concern that the ecosystem will be adversely affected, such as acidification of the sediment and generation of hydrogen sulfide. Here, in previous studies, hydrogen sulfide is considered to be generated from the sulfate-reducing layer formed below the surface layer of the sediment.
底質の改善方法として、底質を現位置より掘削除去する方法（以下、「底質除去」ともいう。）や、底質上部に土砂やスラグ等を敷設して覆う方法（以下、「覆砂」ともいう。）や、底質に石灰石、貝殻焼成物、水酸化マグネシウム等のアルカリ資材を散布して、底質（ヘドロ）に含まれる有機質成分をアルカリ分解する方法（以下、「資材散布」ともいう。）や、人力やトラクター等で底質を攪拌し、嫌気状態である層に空気を導入して底質（ヘドロ）を分解し除去する方法（以下、「耕耘」ともいう。）等が検討されている。 As a method of improving the sediment, a method of excavating and removing the sediment from the current position (hereinafter, also referred to as “sludge removal”) and a method of laying earth and sand, slag, etc. on the upper part of the sediment (hereinafter, “covering”). A method of spraying alkaline materials such as limestone, calcined shells, and magnesium hydroxide on the bottom sediment (also referred to as "sand") to alkalineally decompose the organic components contained in the bottom sediment (sludge) (hereinafter, "material spraying"). ”), Or a method of stirring the bottom sediment with human power or a slag, and introducing air into the anaerobic layer to decompose and remove the bottom sediment (sludge) (hereinafter also referred to as“ tillage ”). Etc. are being considered.
覆砂によって底質を改善する方法として、例えば、特許文献１には、高炉水砕スラグを破砕処理又は／及び分級して得られた細粒高炉水砕スラグ（Ａ）を水底に投入し、底質の上層に捕捉された前記細粒高炉水砕スラグ（Ａ）をその水硬反応により固結させ、しかる後、前記細粒高炉水砕スラグ（Ａ）以外の覆砂材（Ｂ）を前記水底に投入することにより、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）による下部覆砂層と、覆砂材（Ｂ）による上部覆砂層とを有する覆砂層を形成することを特徴とする水底の覆砂方法が記載されている。
資材散布によって底質を改善する方法として、例えば、特許文献２には、砂地に潜る二枚貝の貝殻粉末と水酸化マグネシウム粉末及び／又は酸化マグネシウム粉末とを含む粒状物を、二枚貝生息域に散布することからなる砂地に潜る二枚貝生息域の底質の改良方法が記載されている。
As a method for improving the bottom sediment by covering sand, for example, in Patent Document 1, fine-grained blast furnace granulated slag (A) obtained by crushing or / and classifying blast furnace granulated slag is put into the water bottom. The fine-grained blast furnace granulated slag (A) captured in the upper layer of the bottom sediment is solidified by the hydrohardening reaction, and then the sand covering material (B) other than the fine-grained blast furnace granulated slag (A) is applied. By throwing it into the water bottom, a sand covering layer having a lower sand covering layer made of fine-grained blast furnace granulated slag (A) and an upper sand covering layer made of a sand covering material (B) is formed. The method is described.
As a method for improving the bottom sediment by spraying materials, for example, in Patent Document 2, granules containing bivalve shell powder and magnesium hydroxide powder and / or magnesium oxide powder submerged in sand are sprayed on the bivalve habitat. It describes how to improve the sediment in the bivalve habitat, which consists of different types of sand.
底質除去の方法を用いる場合、水域の環境が大きく変化して、掘削孔が嫌気状態となるおそれがある。また、掘削孔を土砂等で埋め戻す場合、外部からの土砂を用いることにより、周辺の環境が変化するおそれがある。さらに、掘削した底質の処理費用が高くなる等の問題がある。
覆砂の方法を用いる場合、外部からの土砂等を用いることにより、周辺の環境が変化するおそれがある。また、底質は嫌気状態のまま現場に留まるため、該底質から硫化水素やメタンが発生するおそれがある。
資材散布の方法を用いる場合、貝殻焼成物や水酸化マグネシウム等のアルカリ資材を用いると、該資材のｐＨは非常に高いため、生態系（例えば、ベントスと呼ばれる底生の生物の生育）に悪影響を与えるおそれがある。また、石灰石などの、貝殻焼成物等に比べてｐＨが低いアルカリ資材を用いる場合、該資材を散布しても十分な効果が得られないという問題がある。
本発明の目的は、化学的酸素要求量（以下、「ＣＯＤ」ともいう。）の増大、及び、硫化水素の発生を抑制し、かつ、底質のｐＨがアルカリ性（例えば、９．０以上）になることを防ぐことができる底質改善材を提供することである。
When the method of removing sediment is used, the environment of the water area may change drastically and the excavation hole may become anaerobic. In addition, when the excavation hole is backfilled with earth and sand, the surrounding environment may change due to the use of earth and sand from the outside. Further, there is a problem that the processing cost of the excavated sediment becomes high.
When the sand covering method is used, the surrounding environment may change due to the use of earth and sand from the outside. In addition, since the sediment remains in an anaerobic state at the site, hydrogen sulfide and methane may be generated from the sediment.
When using the method of spraying materials, if alkaline materials such as calcined shells and magnesium hydroxide are used, the pH of the materials is very high, which adversely affects the ecosystem (for example, the growth of benthic organisms called benthos). May be given. Further, when an alkaline material having a pH lower than that of a calcined shell product such as limestone is used, there is a problem that a sufficient effect cannot be obtained even if the material is sprayed.
An object of the present invention is to suppress an increase in chemical oxygen demand (hereinafter, also referred to as "COD") and generation of hydrogen sulfide, and the pH of the sediment is alkaline (for example, 9.0 or more). It is to provide a bottom sediment improving material that can prevent the formation of
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、底質に施用して、底質に含まれている成分に起因する、化学的酸素要求量の増大の抑制または硫化水素の発生の抑制のための底質改善材であって、ケイ酸カルシウム含有粉粒状物からなる底質改善材によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［６］を提供するものである。
［１］ 底質に施用して、上記底質に含まれている成分に起因する、化学的酸素要求量の増大の抑制または硫化水素の発生の抑制のための底質改善材であって、ケイ酸カルシウム含有粉粒状物からなることを特徴とする底質改善材。
［２］ 上記ケイ酸カルシウム含有粉粒状物が、トバモライト、ゾノトライト、ＣＳＨゲル、フォシャジャイト、ジャイロライト、ヒレブランダイト、およびウォラストナイトからなる群より選ばれる１種以上を含む前記［１］に記載の底質改善材。
［３］ 前記［１］又は［２］に記載の底質改善材を用いた底質の改善方法であって、上記底質改善材を底質に散布する散布工程を含むことを特徴とする底質の改善方法。
［４］ 上記散布工程の後に、上記底質の上面から、該上面を基準に適宜の深さの地点までに亘って、上記底質改善材が存在する状態になるように、上記底質改善材が散布された底質を耕耘する耕耘工程、を含む前記［３］に記載の底質の改善方法。
［５］ 上記適宜の深さの地点が、上記底質の上面を基準に３ｃｍ以上の深さの地点である前記［４］に記載の底質の改善方法。
［６］ 上記底質改善材の散布量が、上記耕耘工程の後に底質改善材が存在することになる底質の領域の体積１ｍ３当たり、０．１〜２００ｋｇである前記［４］又は［５］に記載の底質の改善方法。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor applies it to the sediment to suppress an increase in chemical oxygen demand or generate hydrogen sulfide due to the components contained in the sediment. The present invention has been completed by finding that the above-mentioned object can be achieved by a bottom sediment improving material made of calcium silicate-containing powder and granules, which is a bottom sediment improving material for suppressing the above.
That is, the present invention provides the following [1] to [6].
[1] A bottom sediment improving material for suppressing an increase in chemical oxygen demand or generation of hydrogen sulfide caused by a component contained in the bottom sediment when applied to the bottom sediment. A bottom sediment improving material characterized by being composed of calcium silicate-containing powder granules.
[2] The calcium silicate-containing powder granules include one or more selected from the group consisting of tovamorite, zonotrite, CSH gel, foschagit, gyrolite, finbrandite, and wollastonite [1]. The bottom sediment improvement material described in.
[3] A method for improving bottom sediment using the bottom sediment improving material according to the above [1] or [2], which comprises a spraying step of spraying the bottom sediment improving material on the bottom sediment. How to improve the sediment.
[4] After the spraying step, the bottom sediment improvement material is present so that the bottom sediment improving material exists from the upper surface of the bottom sediment to a point having an appropriate depth based on the top surface. The method for improving the sediment according to the above [3], which includes a tilling step of tilling the sediment on which the material is sprayed.
[5] The method for improving bottom sediment according to the above [4], wherein the point having an appropriate depth is a point having a depth of 3 cm or more with respect to the upper surface of the bottom sediment.
[6] The amount of the sediment improving material sprayed is 0.1 to 200 kg per 1 m 3 of the volume of the sediment region where the sediment improving material will be present after the tilling step. The method for improving bottom sediment according to [5].
本発明の底質改善材によれば、化学的酸素要求量の増大、及び、硫化水素の発生を抑制し、かつ、底質のｐＨがアルカリ性（例えば、９．０以上）になることを防ぐことができる。 According to the sediment improving material of the present invention, the increase in chemical oxygen demand and the generation of hydrogen sulfide are suppressed, and the pH of the sediment is prevented from becoming alkaline (for example, 9.0 or more). be able to.
本発明の底質改善材は、底質に施用して、底質に含まれている成分に起因する、化学的酸素要求量の増大の抑制または硫化水素の発生の抑制のための底質改善材であって、ケイ酸カルシウム含有粉粒状物からなるものである。
本明細書中、「底質」とは、淡水、汽水または海水の水域において、水底を構成している表層をいう。
底質に含まれている成分とは、水棲生物の排泄物、死骸等に由来する有機質成分等であって、化学的酸素要求量の増大や硫化水素の発生の原因となるものである。
化学的酸素要求量とは、水中の酸化性物質を酸化するために必要な酸素量を示したものであり、水質の指標となるものである。底質のＣＯＤが大きいほど底質中の有機質成分の量が多く、底質が悪化していると判断することができる。
The sediment improving material of the present invention is applied to the sediment to improve the sediment for suppressing the increase in chemical oxygen demand or the generation of hydrogen sulfide due to the components contained in the sediment. It is a material and is composed of calcium silicate-containing powder granules.
In the present specification, the term "sediment" refers to a surface layer constituting the bottom of freshwater, brackish water, or seawater.
The components contained in the sediment are organic components derived from excrement of aquatic organisms, carcasses, etc., which cause an increase in chemical oxygen demand and generation of hydrogen sulfide.
The chemical oxygen demand indicates the amount of oxygen required to oxidize an oxidizing substance in water, and is an index of water quality. It can be judged that the larger the COD of the sediment, the larger the amount of organic components in the sediment, and the worse the sediment.
ケイ酸カルシウム含有粉粒状物とは、ケイ酸カルシウムを含む化合物（以下、「ケイ酸カルシウム含有材料」ともいう。）の粉粒状物である。
ケイ酸カルシウム含有材料とは、トバモライト、ゾノトライト、ＣＳＨゲル、フォシャジャイト、ジャイロライト、ヒレブランダイト、およびウォラストナイトからなる群より選ばれる１種以上を含むものである。
トバモライトとは、結晶性のケイ酸カルシウム水和物であり、Ｃａ５・（Ｓｉ６Ｏ１８Ｈ２）・４Ｈ2Ｏ（板状の形態）、Ｃａ５・（Ｓｉ６Ｏ１８Ｈ２）（板状の形態）、Ｃａ５・（Ｓｉ６Ｏ１８Ｈ２）・８Ｈ2Ｏ（繊維状の形態）等の化学組成を有するものである。
ゾノトライトとは、結晶性のケイ酸カルシウム水和物であり、Ｃａ６・（Ｓｉ６Ｏ１７）・（ＯＨ）2（繊維状の形態）等の化学組成を有するものである。
ＣＳＨゲルとは、αＣａＯ・βＳｉＯ2・γＨ2Ｏ（ただし、α／β＝０．７〜２．３、γ／β＝１．２〜２．７である。）の化学組成を有するものである。具体的には、３ＣａＯ・２ＳｉＯ2・３Ｈ2Ｏの化学組成を有するケイ酸カルシウム水和物等が挙げられる。
フォシャジャイトとは、Ｃａ４（ＳｉＯ３）３（ＯＨ）２等の化学組成を有するものである。
ジャイロライトとは、（ＮａＣａ２）Ｃａ１４（Ｓｉ２３Ａｌ）Ｏ６０（ＯＨ）８・１４Ｈ２Ｏ等の化学組成を有するものである。
ヒレブランダイトとは、Ｃａ２ＳｉＯ３（ＯＨ）２等の化学組成を有するものである。
ウォラストナイトとは、ＣａＯ・ＳｉＯ２（繊維状又は柱状の形態）等の化学組成を有するものである。
The calcium silicate-containing powder granules are powder granules of a compound containing calcium silicate (hereinafter, also referred to as “calcium silicate-containing material”).
The calcium silicate-containing material contains one or more selected from the group consisting of tovamorite, zonotrite, CSH gel, foschagit, gyrolite, finbrandite, and wollastonite.
Tovamorite is a crystalline calcium silicate hydrate, Ca 5 · (Si 6 O 18 H 2 ) · 4H 2 O (plate-like form), Ca 5 · (Si 6 O 18 H 2 ) ( It has a chemical composition such as (plate-like form), Ca 5 · (Si 6 O 18 H 2 ), 8H 2 O (fibrous form).
Zonotolite is a crystalline calcium silicate hydrate having a chemical composition such as Ca 6 , (Si 6 O 17 ), (OH) 2 (fibrous form).
The CSH gel, those having a chemical composition of αCaO · βSiO 2 · γH 2 O ( provided that, alpha / beta = 0.7 to 2.3, a γ / β = 1.2~2.7.) is there. Specifically, calcium silicate hydrate or the like having a chemical composition of 3CaO · 2SiO 2 · 3H 2 O and the like.
The fossilite has a chemical composition such as Ca 4 (SiO 3 ) 3 (OH) 2 .
The gyro light, those having a (NaCa 2) Ca 14 (Si 23 Al) O 60 (OH) 8 · 14H 2 O The chemical composition of such.
The fillet brandite has a chemical composition such as Ca 2 SiO 3 (OH) 2 .
Wollastonite has a chemical composition such as CaO · SiO 2 (fibrous or columnar form).
また、ケイ酸カルシウム含有材料は多孔質であることが好ましい。ケイ酸カルシウム含有材料が多孔質である場合、該材料を水中に添加した際に、該材料の多孔質部分に存在する空気が、水中に連行されることによって、水中の溶存酸素量の低下を防ぐことができる。 Further, the calcium silicate-containing material is preferably porous. When the calcium silicate-containing material is porous, when the material is added to water, the air existing in the porous portion of the material is taken into the water, thereby reducing the amount of dissolved oxygen in the water. Can be prevented.
本明細書中、「粉粒状」とは、粉状の材料（０．１ｍｍ未満の粒度を有するもの；粉体）の集合体、粒状の材料（０．１ｍｍ以上の粒度を有するもの；粒体）の集合体、または、粉状の材料および粒状の材料を含む集合体の形態を有することを意味する。また、「粉粒状物」とは、粉体の集合体、粒体の集合体、または、粉体および粒体を含む集合体を意味する。さらに、「粒度」とは、粉体または粒体における最大寸法（例えば、断面がだ円である粒体においては、長軸の寸法をいう。） In the present specification, "powder granular" means an aggregate of powdery materials (those having a particle size of less than 0.1 mm; powder) and granular materials (those having a particle size of 0.1 mm or more; granules). ), Or an aggregate containing a powdery material and a granular material. Further, the “powder / granular material” means an aggregate of powders, an aggregate of granules, or an aggregate containing powders and granules. Further, the "particle size" refers to the maximum dimension of a powder or a granular material (for example, in the case of a granular material having an elliptical cross section, the dimension of the major axis).
ケイ酸カルシウム含有粉粒状物の粒度は、特に限定されるものでなく、底質改善材の散布方法等によって使い分ければよい。
例えば、保存や散布の際における粉塵の発生を抑制したい場合、粒度が１〜４ｍｍである粒状のものが好ましい。
また、耕耘（後述）によって、底質と底質改善材を混合する場合には、混合の容易性の観点から、粒度が１ｍｍ以下である粒状または粉状のものが好ましい。
さらに、手を用いて底質改善材を散布する場合、散布の容易性の観点から、粒度が５〜１５ｍｍである粒状のものが好ましい。
The particle size of the calcium silicate-containing powder granules is not particularly limited, and may be used properly depending on the method of spraying the bottom sediment improving material or the like.
For example, when it is desired to suppress the generation of dust during storage or spraying, a granular material having a particle size of 1 to 4 mm is preferable.
Further, when the sediment and the sediment improving material are mixed by tillage (described later), a granular or powdery material having a particle size of 1 mm or less is preferable from the viewpoint of ease of mixing.
Further, when the bottom sediment improving material is sprayed by hand, a granular material having a particle size of 5 to 15 mm is preferable from the viewpoint of ease of spraying.
次に、本発明の底質の改善方法について説明する。
本発明の底質の改善方法は、上記底質改善材を底質に散布する散布工程を含むものである。
散布の方法としては、特に限定されるものではなく、人力で散布してもよいし、市販の肥料散布用機械を用いてもよい。
ケイ酸カルシウム含有粉粒状物からなる底質改善材を底質に散布することで、底質中の有機質成分が分解し除去されて、ＣＯＤの増大を抑制することができる。また、底質の酸性化を抑制し、硫酸還元菌等の嫌気性微生物の活動を抑制して、硫化水素の発生を抑制することができる。さらに、底質のｐＨがアルカリ性（例えば、９．０以上）になることを防ぎ、生態系（例えば、ベントスと呼ばれる底生の生物の生育）への悪影響を防ぐことができる。
Next, the method for improving the bottom sediment of the present invention will be described.
The method for improving the bottom sediment of the present invention includes a spraying step of spraying the bottom sediment improving material on the bottom sediment.
The method of spraying is not particularly limited, and spraying may be performed manually or a commercially available fertilizer spraying machine may be used.
By spraying the bottom sediment improving material composed of calcium silicate-containing powder granules on the bottom sediment, the organic components in the bottom sediment are decomposed and removed, and the increase in COD can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the acidification of the sediment, suppress the activity of anaerobic microorganisms such as sulfate-reducing bacteria, and suppress the generation of hydrogen sulfide. Furthermore, it is possible to prevent the pH of the sediment from becoming alkaline (for example, 9.0 or more) and prevent adverse effects on the ecosystem (for example, the growth of benthic organisms called benthos).
本発明の底質の改善方法は、上述の散布工程の後に、底質の上面から、該上面を基準に適宜の深さの地点までに亘って、上記底質改善材が存在する状態になるように、上記底質改善材が散布された底質を耕耘する耕耘工程を含んでいてもよい。
底質が蓄積して硬化した干潟等においては、底質改善材を散布しただけでは、底質内部を改善する効果が小さくなる。これに対して、散布工程の後に耕耘工程を行うことで、底質全体を改善することができる。具体的には、耕耘によって、底質内部（特に、硫酸還元層とよばれる領域）に底質改善材が混合されて、底質内部の有機質成分の分解が促進され、ＣＯＤの増大を抑制することができる。また、底質内部の酸性化を抑制し、硫酸還元菌等の嫌気性微生物の活動を抑制して、硫化水素の発生を抑制することができる。
さらに、底質と底質改善材を混合することによって、潮汐等による底質改善材の流出を防ぐことができる。
なお、底質と底質改善材の混合をより十分に行う観点から、上記散布工程の前に、上記耕耘工程と同様の耕耘工程を行うことができる。
In the method for improving the bottom sediment of the present invention, after the above-mentioned spraying step, the above-mentioned bottom sediment improving material is present from the upper surface of the bottom sediment to a point having an appropriate depth based on the top surface. As described above, a tilling step of tilling the sediment to which the sediment improving material is sprayed may be included.
In tidal flats where sediment has accumulated and hardened, the effect of improving the inside of the sediment is reduced simply by spraying the sediment improving material. On the other hand, by performing the tilling step after the spraying step, the whole sediment can be improved. Specifically, by tilling, a sediment improving material is mixed inside the sediment (particularly, a region called a sulfuric acid reducing layer) to promote decomposition of organic components inside the sediment and suppress an increase in COD. be able to. In addition, acidification inside the sediment can be suppressed, the activity of anaerobic microorganisms such as sulfate-reducing bacteria can be suppressed, and the generation of hydrogen sulfide can be suppressed.
Furthermore, by mixing the bottom sediment and the bottom sediment improving material, it is possible to prevent the outflow of the bottom sediment improving material due to tides and the like.
From the viewpoint of more sufficiently mixing the bottom sediment and the bottom sediment improving material, a tilling step similar to the above tilling step can be performed before the spraying step.
耕耘の方法としては、熊手、すき、くわ等を用いて、手作業で耕耘を行う方法や、耕耘機、トラクター等の機械を用いて耕耘を行う方法等が挙げられる。また、海底を耕耘する場合、八尺等の桁網を船でけん引してもよい。
底質の上面を基準とする、適宜の深さの地点（耕耘の深さ）とは、特に限定されないが、底質の硫酸還元層に底質改善材を十分に供給する観点から、好ましくは３ｃｍ以上、より好ましくは５ｃｍ以上、さらに好ましくは１０ｃｍ以上、さらに好ましくは２０ｃｍ以上、特に好ましくは３０ｃｍ以上の深さの地点である。上記深さの地点まで耕耘を行うことによって、ＣＯＤの増大及び硫化水素の発生をより抑制することができる。該適宜の深さの地点の上限は、特に限定されないが、過度の労力の回避等の観点から、好ましくは１００ｃｍ、より好ましくは８０ｃｍである。
Examples of the method of tilling include a method of manually tilling using a rake, a plow, a hoe and the like, and a method of tilling using a machine such as a tiller and a tractor. In addition, when cultivating the seabed, a girder net such as an eight shakuhachi may be towed by a ship.
The appropriate depth point (cultivation depth) based on the upper surface of the sediment is not particularly limited, but is preferable from the viewpoint of sufficiently supplying the sediment-improving material to the sulfate-reducing layer of the sediment. It is a point having a depth of 3 cm or more, more preferably 5 cm or more, further preferably 10 cm or more, still more preferably 20 cm or more, and particularly preferably 30 cm or more. By cultivating to the above-mentioned depth point, the increase of COD and the generation of hydrogen sulfide can be further suppressed. The upper limit of the point at the appropriate depth is not particularly limited, but is preferably 100 cm, more preferably 80 cm from the viewpoint of avoiding excessive labor.
本発明の底質改善材の散布量は、ＣＯＤの増大をより抑制し、硫化水素の発生をより抑制し、底質の嫌気状態を改善する観点からは、耕耘工程の後に底質改善材が存在することになる底質の領域の体積１ｍ３当たり、好ましくは０．１ｋｇ以上、より好ましくは２ｋｇ以上、さらに好ましくは８ｋｇ以上、特に好ましくは２５ｋｇ以上である。該散布量は、資材コストの低減の観点からは、好ましくは２００ｋｇ以下、より好ましくは１５０ｋｇ以下、さらに好ましくは１００ｋｇ以下、特に好ましくは５０ｋｇ以下である。 From the viewpoint of further suppressing the increase in COD, further suppressing the generation of hydrogen sulfide, and improving the anaerobic state of the sediment, the amount of the sediment improving material sprayed of the present invention is such that the sediment improving material is applied after the tilling step. It is preferably 0.1 kg or more, more preferably 2 kg or more, still more preferably 8 kg or more, and particularly preferably 25 kg or more, per 1 m 3 of the volume of the sediment region to be present. From the viewpoint of reducing the material cost, the spraying amount is preferably 200 kg or less, more preferably 150 kg or less, still more preferably 100 kg or less, and particularly preferably 50 kg or less.
本発明の底質改善材によれば、散布した底質のｐＨを好ましくは９．０未満、より好ましくは５．８〜８．６、さらに好ましくは６．０〜８．５、特に好ましくは７．０〜８．３にすることができる。該ｐＨが９．０未満であれば、底質におけるベントス等の生物の生態系への悪影響を小さくすることができる。該ｐＨが５．８以上であれば、ｐＨが酸性であることによる魚介類の死滅が起こりにくくなる。
また、本発明の底質改善材によれば、散布した底質のＣＯＤを、好ましくは２０ｍｇ／ｇ以下、より好ましくは１６ｍｇ／ｇ以下、さらに好ましくは１４ｍｇ／ｇ以下、さらに好ましくは１０ｍｇ／ｇ以下、特に好ましくは６ｍｇ／ｇ以下にすることができる。該ＣＯＤが２０ｍｇ／ｇ以下であれば、赤潮の発生や、底質の嫌気化を抑制することができる。
なお、上記ＣＯＤの値は、「底質調査方法 平成２４年８月 環境省 水・大気環境局 ＩＩ 分析方法 ４．７ 過マンガン酸カリウムによる酸素消費量（ＣＯＤｓｅｄ）」に準拠して測定された値である。
さらに、本発明の底質改善材によれば、散布した底質中の硫化水素の量（硫化物換算）を、好ましくは０．３ｍｇ／ｇ以下、より好ましくは０．２ｍｇ／ｇ以下、特に好ましくは０．１ｍｇ／ｇ以下にすることができる。該量が０．３ｍｇ／ｇ以下であれば、水域の生態系への悪影響を小さくすることができる。
なお、上記硫化水素の量（硫化物換算）は、「底質調査方法 平成２４年８月 環境省 水・大気環境局 ＩＩ 分析方法 ４．６ 硫化物」に準拠して測定された値である。
According to the sediment improving material of the present invention, the pH of the sprayed sediment is preferably less than 9.0, more preferably 5.8 to 8.6, still more preferably 6.0 to 8.5, and particularly preferably. It can be 7.0 to 8.3. When the pH is less than 9.0, the adverse effect on the ecosystem of organisms such as benthos in the sediment can be reduced. When the pH is 5.8 or more, the death of fish and shellfish due to the acidic pH is less likely to occur.
Further, according to the bottom sediment improving material of the present invention, the COD of the sprayed bottom sediment is preferably 20 mg / g or less, more preferably 16 mg / g or less, still more preferably 14 mg / g or less, still more preferably 10 mg / g. Hereinafter, it can be particularly preferably 6 mg / g or less. When the COD is 20 mg / g or less, the occurrence of red tide and the anaerobicization of sediment can be suppressed.
The above COD value was measured in accordance with "Sediment Survey Method, August 2012, Ministry of the Environment, Water and Air Environment Bureau II Analysis Method, 4.7 Oxygen Consumption by Potassium Permanganate (CODsed)". The value.
Further, according to the bottom sediment improving material of the present invention, the amount of hydrogen sulfide (sulfide equivalent) in the sprayed bottom sediment is preferably 0.3 mg / g or less, more preferably 0.2 mg / g or less, particularly. It can be preferably 0.1 mg / g or less. When the amount is 0.3 mg / g or less, the adverse effect on the ecosystem of the water area can be reduced.
The amount of hydrogen sulfide (converted to sulfide) is a value measured in accordance with "Sediment Survey Method, August 2012, Ministry of the Environment, Water and Air Environment Bureau II Analysis Method, 4.6 Sulfide". ..
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［使用材料］
（１）底質：干潟より採取したシルト質土壌、湿潤密度１．５０ｇ／ｃｍ３
（２）ケイ酸カルシウム含有粉粒状物（表１中、「ケイ酸カルシウム」を略して記載した。）：酸化カルシウム、珪石、及び水を混合してなるスラリーを、１８０℃、１０，０００ｈＰａの条件下で１０時間水和反応を行った後、ろ過し、次いで乾燥することにより製造したトバモライト（ケイ酸カルシウム含有物）を粉砕して、粒度が１〜４ｍｍとなるようにふるい分けしたもの
（３）炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）：関東化学社製、特級試薬
（４）水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）：関東化学社製、特級試薬
（５）水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）：関東化学社製、特級試薬
（６）硫酸ナトリウム：関東化学社製、特級試薬
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[Material used]
(1) Sediment: silty soil collected from tidal flats, wet density 1.50 g / cm 3
(2) Calcium silicate-containing powder granules (in Table 1, "calcium silicate" is abbreviated.): A slurry made by mixing calcium oxide, silicate, and water is prepared at 180 ° C. and 10,000 hPa. After performing a hydration reaction for 10 hours under the conditions, tovamorite (calcium silicate-containing substance) produced by filtering and then drying was crushed and sieved to a particle size of 1 to 4 mm (3). ) Calcium carbonate (CaCO 3 ): Kanto Chemical Co., Ltd., special grade reagent (4) Calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ): Kanto Chemical Co., Ltd., special grade reagent (5) Magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ): Special grade reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. (6) Sodium sulfate: Special grade reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.
［実施例１〜５］
上記底質に、底質改善材としてケイ酸カルシウム含有粉粒状物を、表１に示す量で添加した後、ホバートミキサ−を用いて混合した。得られた混合物を、一方の開口部を封緘したφ５（内径）×１０ｃｍの塩ビ管（硬質ポリ塩化ビニル管）に充填した。該塩ビ管を、塩ビ管の開口部が上端となり、封緘した開口部が下端となるように鉛直方向に立てた状態で、人工海水の中に浸漬し、人工海水中にエアレーションを行った。一か月経過後に、塩ビ管を人工海水の中から取り出して、底質のｐＨ及び化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を測定した。
なお、底質のｐＨは、ｐＨ電極を、底質の深さ５ｃｍのところまで挿入することで測定した。
また、底質のＣＯＤは、「底質調査方法 平成２４年８月 環境省 水・大気環境局 ＩＩ 分析方法 ４．７ 過マンガン酸カリウムによる酸素消費量（ＣＯＤｓｅｄ）」に準拠して測定した。
[Examples 1 to 5]
Calcium silicate-containing powder granules as a bottom sediment improving material were added to the bottom sediment in the amounts shown in Table 1, and then mixed using a Hobart mixer. The obtained mixture was filled in a vinyl chloride pipe (hard polyvinyl chloride pipe) having a diameter of 5 (inner diameter) × 10 cm with one opening sealed. The PVC pipe was immersed in artificial seawater in a vertical direction so that the opening of the PVC pipe was at the upper end and the sealed opening was at the lower end, and aeration was performed in the artificial seawater. After one month, the PVC pipe was removed from the artificial seawater and the pH of the sediment and the chemical oxygen demand (COD) were measured.
The pH of the sediment was measured by inserting a pH electrode to a depth of 5 cm in the sediment.
The COD of the sediment was measured in accordance with the "Sediment Survey Method, August 2012, Ministry of the Environment, Water and Air Environment Bureau II Analysis Method, 4.7 Oxygen Consumption by Potassium Permanganate (CODsed)".
［比較例１〜４］
底質改善材として、ケイ酸カルシウム含有粉粒状物の代わりに、表１に示す材料を使用する以外は実施例１と同様にして、底質のｐＨ及び化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を測定した。
結果を表２に示す。
[Comparative Examples 1 to 4]
The pH and chemical oxygen demand (COD) of the sediment were measured in the same manner as in Example 1 except that the materials shown in Table 1 were used instead of the calcium silicate-containing powder granules as the sediment improving material. did.
The results are shown in Table 2.
表２から、本発明の底質改善材を用いた場合（実施例１〜５）、底質のｐＨ（７．４〜７．９）は、環境省告示第５９号別表２「生活環境の保全に関する環境基準 ２ 海域」における環境保全基準値（ｐＨ７．０〜８．３）の範囲内であることがわかる。
また、本発明の底質改善材を用いた場合（実施例１〜５）、底質の化学的酸素要求量（３〜１８ｍｇ／ｇ）は、底質改善材を使用していない場合（比較例１；２５ｍｇ／ｇ）と比べて低下していることがわかる。
一方、水酸化カルシウムを用いた場合（比較例３）、及び水酸化マグネシウムを用いた場合（比較例４）、底質の化学的酸素要求量（８〜１０ｍｇ／ｇ）は、底質改善材を使用していない場合（比較例１；２５ｍｇ／ｇ）と比べて低下しているものの、底質のｐＨは、環境保全基準値の上限値である８．３を超えている（９．１〜１２．２）ことがわかる。
また、炭酸カルシウムを用いた場合（比較例２）、底質のｐＨおよび化学的酸素要求量は、底質改善材を使用していない場合（比較例１）と同等であることがわかる。
From Table 2, when the sediment improving material of the present invention is used (Examples 1 to 5), the pH of the sediment (7.4 to 7.9) is determined by the Ministry of the Environment Notification No. 59, Appendix 2 “Living Environment”. It can be seen that it is within the range of the environmental quality standard value (pH 7.0 to 8.3) in "Environmental Standard 2 Sea Area for Conservation".
Further, when the bottom sediment improving material of the present invention is used (Examples 1 to 5), the chemical oxygen demand of the bottom sediment (3 to 18 mg / g) is the case where the bottom sediment improving material is not used (comparison). It can be seen that it is lower than that of Example 1; 25 mg / g).
On the other hand, when calcium hydroxide is used (Comparative Example 3) and magnesium hydroxide is used (Comparative Example 4 ), the chemical oxygen demand of the sediment (8 to 10 mg / g) is a sediment improving material. Although the pH is lower than that in the case of not using (Comparative Example 1; 25 mg / g), the pH of the sediment exceeds 8.3, which is the upper limit of the environmental conservation standard value (9.1). It can be seen that ~ 12.2).
Further, it can be seen that when calcium carbonate is used (Comparative Example 2), the pH and chemical oxygen demand of the sediment are equivalent to those when the sediment improving material is not used (Comparative Example 1).
［実施例６］
上記底質７５０ｇに硫酸ナトリウムを０．５ｇ添加して混合して、模擬底質を作製した。該模擬底質に、該模擬底質１ｍ３あたり１ｋｇの量のケイ酸カルシウム含有粉粒状物を添加した後、ホバートミキサ−を用いて混合して、底質改善材を混合してなる底質（以下、「改善底質」ともいう。）を得た。
両端に開口部を有するφ５（内径）×３０ｃｍの塩ビ管の一方の開口部を封緘した。該塩ビ管を、塩ビ管の開口部が上端になり、封緘した開口部が下端となるように、鉛直方向に立てた状態にした。該塩ビ管に、塩ビ管の封緘した開口部（塩ビ管の底面）から２５ｃｍの高さまで模擬底質を充填した後、充填した模擬底質の上方に、改善底質を塩ビ管の開口部まで充填した。該塩ビ管を、塩ビ管の開口部が上端になり、封緘した開口部が下端となるように、鉛直方向に立てた状態のまま、人工海水の中に浸漬し、人工海水中にエアレーションを行った。一か月経過後に、塩ビ管を人工海水の中から取り出して、表３に示す深さにおける、底質中の硫化水素の量を測定した。
なお、実施例６は、底質改善材を散布した後、底質の上面を基準に５ｃｍの深さの地点までに亘って、底質改善材が存在する状態になるように耕耘を行った場合を模擬したものである。
硫化水素の量の測定は、「底質調査方法 平成２４年８月 環境省 水・大気環境局 ＩＩ 分析方法 ４．６ 硫化物」に準拠して測定した。
[Example 6]
0.5 g of sodium sulfate was added to 750 g of the above sediment and mixed to prepare a simulated sediment. Calcium silicate-containing powder granules in an amount of 1 kg per 1 m 3 of the simulated sediment are added to the simulated sediment, mixed with a Hobart mixer, and a sediment improving material is mixed. (Hereinafter, also referred to as "improved sediment") was obtained.
One opening of a φ5 (inner diameter) × 30 cm PVC pipe having openings at both ends was sealed. The PVC pipe was erected in the vertical direction so that the opening of the PVC pipe was at the upper end and the sealed opening was at the lower end. The PVC pipe is filled with simulated sediment to a height of 25 cm from the sealed opening of the PVC pipe (bottom surface of the PVC pipe), and then the improved sediment is applied to the opening of the PVC pipe above the filled simulated sediment. Filled. The PVC pipe is immersed in artificial seawater while standing vertically so that the opening of the PVC pipe is at the upper end and the sealed opening is at the lower end, and aeration is performed in the artificial seawater. It was. After one month, the PVC pipe was taken out from the artificial seawater, and the amount of hydrogen sulfide in the sediment was measured at the depth shown in Table 3.
In Example 6, after spraying the bottom sediment improving material, tilling was carried out so that the bottom sediment improving material was present up to a point at a depth of 5 cm with respect to the upper surface of the bottom sediment. It is a simulation of the case.
The amount of hydrogen sulfide was measured in accordance with "Sediment Survey Method, August 2012, Ministry of the Environment, Water and Air Environment Bureau II Analysis Method, 4.6 Sulfide".
［実施例７］
塩ビ管に、塩ビ管の封緘した開口部から２０ｃｍの高さまで模擬底質を充填した後、充填した模擬底質の上方に、改善底質を塩ビ管の開口部まで充填する以外は、実施例６と同様にして、表３に示す深さにおける、底質中の硫化水素の量を測定した。
なお、実施例７は、底質改善材を散布した後、底質の上面を基準に１０ｃｍの深さの地点までに亘って、底質改善材が存在する状態になるように耕耘を行った場合を模擬したものである。
［実施例８］
塩ビ管に、塩ビ管の封緘した開口部から１０ｃｍの高さまで模擬底質を充填した後、充填した模擬底質の上方に、改善底質を塩ビ管の開口部まで充填する以外は、実施例６と同様にして、表３に示す深さにおける、底質中の硫化水素の量を測定した。
なお、実施例８は、底質改善材を散布した後、底質の上面を基準に２０ｃｍの深さの地点までに亘って、底質改善材が存在する状態になるように耕耘を行った場合を模擬したものである。
［実施例９］
塩ビ管に、模擬底質を充填せず、改善底質を塩ビ管の開口部まで充填する以外は、実施例６と同様にして、表３に示す深さにおける、底質中の硫化水素の量を測定した。
なお、実施例９は、底質改善材を散布した後、底質の上面を基準に３０ｃｍの深さの地点までに亘って、底質改善材が存在する状態になるように耕耘を行った場合を模擬したものである。
[Example 7]
Examples except that the PVC pipe is filled with the simulated sediment to a height of 20 cm from the sealed opening of the PVC pipe, and then the improved sediment is filled above the filled simulated sediment up to the opening of the PVC pipe. In the same manner as in 6, the amount of hydrogen sulfide in the sediment was measured at the depth shown in Table 3.
In Example 7, after the bottom sediment improving material was sprayed, the bottom sediment improving material was cultivated up to a depth of 10 cm with respect to the upper surface of the bottom sediment so that the bottom sediment improving material was present. It is a simulation of the case.
[Example 8]
Examples except that the PVC pipe is filled with the simulated sediment to a height of 10 cm from the sealed opening of the PVC pipe, and then the improved sediment is filled above the filled simulated sediment up to the opening of the PVC pipe. In the same manner as in 6, the amount of hydrogen sulfide in the sediment was measured at the depth shown in Table 3.
In Example 8, after spraying the bottom sediment improving material, tilling was carried out so that the bottom sediment improving material was present up to a point at a depth of 20 cm with respect to the upper surface of the bottom sediment. It is a simulation of the case.
[Example 9]
Hydrogen sulfide in the sediment at the depth shown in Table 3 in the same manner as in Example 6 except that the PVC pipe is not filled with the simulated sediment and the improved sediment is filled up to the opening of the PVC pipe. The amount was measured.
In Example 9, after spraying the bottom sediment improving material, tilling was carried out so that the bottom sediment improving material was present up to a point at a depth of 30 cm with respect to the upper surface of the bottom sediment. It is a simulation of the case.
［比較例５］
塩ビ管に、塩ビ管の開口部まで模擬底質を充填して、改善底質を充填しない以外は実施例６と同様にして、表３に示す深さにおける、底質中の硫化水素の量を測定した。
結果を表３に示す。
[Comparative Example 5]
The amount of hydrogen sulfide in the sediment at the depth shown in Table 3 is the same as in Example 6 except that the PVC pipe is filled with the simulated sediment up to the opening of the PVC pipe and the improved sediment is not filled. Was measured.
The results are shown in Table 3.
表３から、底質と底質改善材を混合することで、底質中に硫化水素が発生することを抑制することができることがわかる。 From Table 3, it can be seen that the generation of hydrogen sulfide in the sediment can be suppressed by mixing the sediment and the sediment improving material.
Claims (1)
上記底質改善材が、トバモライトからなる、粒度が１〜４ｍｍのケイ酸カルシウム含有粉粒状物であり、
上記底質改善材を上記底質に散布する散布工程と、
上記散布工程の後に、上記底質の上面から、該上面を基準に、１０ｃｍ以上の深さの地点までに亘って、上記底質改善材が存在する状態になるように、上記底質改善材が散布された底質を耕耘する耕耘工程、を含み、
上記底質改善材の散布量が、上記耕耘工程の後に底質改善材が存在することになる底質の領域の体積１ｍ ３ 当たり、１〜１０ｋｇであり、
上記底質が、淡水、汽水または海水の水域において、水底を構成している表層であって、ヘドロが蓄積してなるものであることを特徴とする底質の改善方法。 When applied to the sediment, the sediment is improved by using a sediment improving material for suppressing the increase in chemical oxygen demand or the generation of hydrogen sulfide due to the components contained in the sediment. The way ,
The bottom sediment improving material is a calcium silicate-containing powder granule having a particle size of 1 to 4 mm, which is made of tovamorite .
The spraying process of spraying the bottom sediment improving material on the bottom sediment,
After the spraying step, the bottom sediment improving material is present so that the bottom sediment improving material is present from the upper surface of the bottom sediment to a point having a depth of 10 cm or more based on the top surface. Includes a tilling process, which cultivates the sprayed sediment,
The amount of the bottom sediment improving material sprayed is 1 to 10 kg per 1 m 3 of the volume of the bottom sediment region where the bottom sediment improving material will be present after the tilling step .
A method for improving sediment, which is a surface layer constituting the bottom of fresh water, brackish water, or seawater, and is formed by sludge accumulation .
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