TW201348148A - 來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供在較容易從底質產生含甲烷氣體的水域中，藉由在底質上鋪設底質改質材，便可長期間安定地抑制來自底質產生含甲烷氣體的方法。本發明係藉由在會產生含甲烷氣體的水域底質上鋪設底質改質材，而抑制含甲烷氣體產生的方法，其係在水域底質上鋪設底質改質材，該底質改質材係含有全鐵含有量為10質量%以上的製鋼熔渣，且高爐水碎熔渣的含有量為0~未滿20質量%。
Description
本發明係關於在例如封閉性海域(例如內灣部)、民生排放水所流入的河川或湖沼水域、養殖水域等，容易從底質產生含甲烷氣體的水域中，藉由於底質上鋪設底質改質材，而利用物理性‧化學性作用，抑制從底質產生含甲烷氣體的方法。
民生排放水所流入的河川、湖沼水域或封閉性海域、以及容易沉積殘餘飼料或糞便的養殖場之水底等有機物流入量較多的水域，底質容易陷於貧氧狀態，已知若所沉積的有機物分解呈厭氧性進行，便會產生甲烷氣體。此種在底質處的甲烷氣體產生，不僅會對水底的生物環境造成不良影響，亦因被釋放出於大氣中而被認為對地球暖化造成影響。
甲烷氣體可謂係屬於地球暖化氣體，對地球暖化造成的影響係相同莫耳數二氧化碳的約20倍。因此，就抑制地球暖化的觀點而言，認為抑制甲烷氣體產生之事便屬重要。儘管如此，先前關於從海域或河川因甲烷氣體所產生的問題似乎均被漠視。
作為利用熔渣覆砂抑制甲烷氣體產生的技術，專利文獻1中有揭示：堆積著底泥的水底利用高爐水碎熔渣予以覆砂，而形成孔隙水達pH8以上的嗜氧性覆砂層，且其下層係由高爐水碎熔渣與製鋼熔渣的混合物構成，利用製鋼熔渣的鹼刺激產生凝固而形成下覆砂層
的方法。
專利文獻1：日本專利第4423962號公報
專利文獻1的方法中，抑制甲烷氣體產生的作用係瞄準利用鹼份而使甲烷生成菌的活性降低、以及覆砂層因鹼刺激而固化並物理性形成蓋的2種作用。但是，根據本發明者等的檢討發現利用該等作用甲烷氣體的產生抑制效果係有限的，而甲烷氣體的產生抑制尚嫌不足。
本發明目的為解決如上述先前技術的問題，而提供：在例如封閉性海域、民生排放水所流入的河川或湖沼水域、養殖水域等，容易從底質產生含甲烷氣體的水域中，藉由於底質上鋪設底質改質材，便可長期間安定地抑制產生自底質的含甲烷氣體之方法。
專利文獻1的方法，就甲烷氣體的產生抑制效果係有限的，而甲烷氣體的產生抑制不充足的理由尚未明朗。但是，根據本發明者等的檢討，因為並未發現到下覆砂層的氧化還原電位獲改善，因而考慮下列事項。首先，認為在下覆砂層高爐水碎熔渣因製鋼熔渣受鹼刺激而固化的過程中，高爐水碎熔渣所內含的硫份(高爐水碎熔渣中的硫份含有0.6質量%左右)會成為硫化物，並溶出於熔渣孔隙水中。所溶出的硫化物會消耗溶存氧，導致下覆砂層成為厭氧性，因而水底
中的甲烷生成菌具有活性，且產生甲烷氣體。所產生的甲烷氣體在下覆砂層固化之前被認為會作出氣體的通道。再者，專利文獻1中，雖亦有舉例上覆砂層利用高通水性而保持嗜氧性，所造成的甲烷氣體產生抑制效果，但根據本發明者等的檢討結果並無發現特別的效果。此情形係因為與甲烷氣體產生部接觸的部分僅侷限於下覆砂層(凝固層)，且下覆砂層依上述理由成為厭氧性，因而認為上覆砂層並沒有參與甲烷生成菌活性化之抑制。
本發明者等根據如上述的檢討結果，進行更進一步探討，結果發現藉由使用全鐵含有量達既定水準以上的製鋼熔渣作為底質改質材，且抑制高爐水碎熔渣的使用量，便可長期間且安定地抑制來自底質的含甲烷氣體產生。
本發明係根據如上述發現而完成者，主旨如下。
[1]一種來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，係藉由在產生含甲烷氣體的水域底質上鋪設底質改質材，而抑制含甲烷氣體產生的方法，其特徵為，在上述水域底質上鋪設底質改質材，該底質改質材係含有全鐵含有量為10質量%以上的製鋼熔渣，且高爐水碎熔渣的含有量為0~未滿20質量%。
[2]如上述[1]所記載的來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，依鋪設層平均厚度達40mm以上的方式鋪設底質改質材。
[3]如上述[1]或[2]所記載的來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，底質改質材係含有製鋼熔渣40質量%以上。
[4]如上述[1]~[3]中任一項所記載的來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，依底質改質材之至少一部分係埋入
於底泥中，且底質改質材與底泥混雜的層之平均厚度達10mm以上之方式，鋪設底質改質材。
[5]如上述[1]~[4]中任一項所記載的來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，依底質改質材未埋入底泥中的層之平均厚度達10mm以上之方式，鋪設底質改質材。
[6]如上述[5]的來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，底質改質材係分成2次以上投入於水中進行鋪設，且至少1組連續2次的投入中，先投入的底質改質材之平均粒徑係小於後投入的底質改質材之平均粒徑。
[7]如上述[5]或[6]所記載的來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，底質改質材係分成2次以上投入於水中進行鋪設，且至少1組連續2次的投入中，於二次投入之間設有1小時以上的間隔。
[8]如上述[1]~[7]中任一項所記載的來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，製鋼熔渣係將在熔鐵精煉製程中所副產的製鋼熔渣予以破碎後，經施行1個月以上的自然老化、蒸氣老化、高壓蒸氣老化、熱水老化中之1種以上的老化，而使表面生成氫氧化鐵者。
[9]如上述[1]~[8]中任一項所記載的來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，製鋼熔渣的鹼度[質量%CaO/質量%SiO2]係3以下。
根據本發明，在如例如封閉性海域(例如內灣部)、民生排放水所流入河川或湖沼水域、養殖水域等，容易從底質產生含甲烷氣體的水域中，藉由在底質上鋪設特定的底質改質材，便可長期間安
定地抑制來自底質的含甲烷氣體產生。
圖1係製作在從產生甲烷氣體的水域底質所採取的底泥上，鋪設製鋼熔渣，且注入人工海水之製鋼熔渣鋪設試料，以及在相同底泥上於沒有鋪設製鋼熔渣之情況下注入人工海水的對照試料，從兩試料分別持續採取底質孔隙水與底質臨底水，並測定該等的氧化還原電位之結果圖。
圖2係獲得圖1所示結果的試驗方法說明圖。
本發明係在從底質容易產生含甲烷氣體的水域，例如：內灣部等封閉性海域、民生排放水所流入的河川或湖沼水域、養殖水域等，藉由在底質上投入含製鋼熔渣的底質改質材進行舖設，而利用化學性作用抑制來自底質的含甲烷氣體產生之方法。此處，所謂「底質」係指一般的海域或河川‧湖沼等水域之水底表層部，該表層部主要係由從河川上游側利用河水流動，而被運送來的砂泥、生物遺骸等有機物、不溶性鹽等沉澱物等堆積而形成。
底質之中，例如內灣部等封閉性海域、民生排放水所流入的河川或湖沼水域、養殖水域(例如養殖筏所設置的水域)之底質，特別容易產生含甲烷氣體，故本發明係適用於此種水域的方法。又，從底質所產生的含甲烷氣體亦包括含有甲烷氣體單一種的情況，但通常係除甲烷氣體以外尚含有二氧化碳等氣體成分。
本發明中，將全鐵含有量為10質量%以上的製鋼熔渣、且高爐水碎熔渣含有量為0~未滿20質量%的底質改質材，鋪設於水域
底質上。
適用本發明的水域底質較佳係、含水率200質量%以上的底質。理由係此種底質最屬一般作為必需獲改質的底質，同時如後述，藉由含有既定製鋼熔渣的底質改質材一定量沉入於底泥中，利用在底質改質材與底泥的混雜區域處增加兩者的接觸面積，便可有效地執行底質的改質。
所謂「製鋼熔渣」係指在熔鐵精煉的過程中所副產的氧化精煉熔渣，依照步驟會產生不同成分的熔渣。具體而言有：熔鐵預處理熔渣、轉爐熔渣、電爐氧化熔渣等。又，作為熔鐵預處理熔渣有：脫矽熔渣、脫磷熔渣等。該等可單獨使用、亦可適當地混合2種以上使用。
本發明中，當作底質改質材使用的製鋼熔渣，必需全鐵(總計Fe)含有量達10質量%以上，更佳係達15質量%以上。其理由係藉由此種製鋼熔渣鋪設於底質上，利用所含有的鐵份便可獲得化學性抑制甲烷生成的作用。製鋼熔渣的鐵份在水中會成為氫氧化鐵(3價)，該氫氧化鐵便產生成為2價之如下述還原反應(Fe3+成為氧化劑)，因而認為會提高氧化還原電位。
Fe3++e- → Fe2+
該三價鐵離子的還原反應會較如下述的甲烷生成反應更優先進行。
CO2+8H++8e- → CH4+2H2O
在厭氧性條件下，若氧化還原電位降低至-200mV左右以下，便會進行甲烷生成，但藉由上述3價鐵離子的還原反應而使氧化還原電位上升，因而幾乎不會有甲烷生成。藉此便可有效地抑制甲烷氣體產生。
當製鋼熔渣的全鐵含有量未滿10質量%時，鐵離子的活量較低，
因而利用上述反應造成的氧化還原電位之上升量不足。
如圖2所示，在2L廣口瓶內，鋪設厚80mm之從產生甲烷氣體的水域底質所採取之底泥，於其上鋪設(上置)製鋼熔渣(脫磷熔渣、全鐵含有量17質量%、鹼度1.22、經自然老化6個月)厚度40mm，於其上注入人工海水80mm深度後，將瓶予以封栓，作為製鋼熔渣鋪設試料用。為求比較，製作沒有鋪設製鋼熔渣而僅裝入上述底泥與人工海水者，作為對照試料用。利用氧化還原電位計分別測定製鋼熔渣鋪設試料的熔渣孔隙水與熔渣臨底水(製鋼熔渣鋪設層的臨底水)之氧化還原電位，以及對照試料的底泥孔隙水與底泥臨底水之氧化還原電位。其結果如圖1所示。依此的話，對照試料的氧化還原電位明顯降低，相對的製鋼熔渣鋪設試料則氧化還原電位朝較高狀態偏移，熔渣孔隙水的氧化還原電位係較高於對照試料的底泥臨底水之氧化還原電位。即，如上述，藉由製鋼熔渣的鋪設，顯示底質孔隙水的氧化還原電位高度地獲改善。進而，由於臨底水的氧化還原電位亦保持較高狀態，顯示亦能防止因底質而造成臨底水的氧化還原電位降低。如後示，甲烷生成菌係隨氧化還原電位較低於-100mV而增加活性，甲烷生成速度迅速提高，但製鋼熔渣鋪設試料，由於底質孔隙水的氧化還原電位維持於30mV以上，顯示可抑制甲烷氣體產生。
就底質的改善效率觀點而言，底質改質材中的製鋼熔渣含有量(比例)較佳係40質量%以上、更佳係60質量%以上。另一方面，底質改質材中的製鋼熔渣含有量並無上限，亦可全量均為製鋼熔渣。
底質較理想改質材亦可含有高爐水碎熔渣，但其含有量必需未滿20質量%，進而係完全未含。其理由係如前述，在高爐水碎熔渣受到因製鋼熔渣造成的鹼刺激而固化之過程中，高爐水碎熔渣所內含的硫
份會成為硫化物並溶出於熔渣孔隙水中，所溶出的硫化物會消耗溶存氧，並成為厭氧性，而有導致水底中的甲烷生成菌活性增加之可能性。
底質改質材除製鋼熔渣、高爐水碎熔渣之外，亦可含有：不會溶出有害物質的材料(物質)，例如：砂礫、砂、雖會溶出有害物質但遠低於環保基準之已知建築廢土、廢棄混凝土、廢熔渣等之1種以上。
製鋼熔渣較佳係經施行老化處理者，即係將熔鐵精煉製程中所副產的製鋼熔渣予以破碎後，施行1個月以上的自然老化、蒸氣老化(常壓)、高壓蒸氣老化、熱水老化中之1種以上的老化，而使表面上生成氫氧化鐵者。其理由係藉由在老化中使表面水與鐵份進行水合反應，而生成氫氧化鐵(Fe(OH)3)或氧(氫氧)化鐵(FeOOH)，而預先將鐵形成3價。藉此，當鐵份在水中從2價變成3價時，便可抑制氧化還原電位降低。又，為促進老化中的表面水與鐵份之水合反應，於自然老化中進行人工灑水亦有效果。
製鋼熔渣的鹼度[質量%CaO/質量%SiO2]較佳係3以下、更佳係2以下。其理由係若製鋼熔渣的鹼度超過3，則熔渣臨底水及熔渣孔隙水的pH有變得過高之虞。若熔渣孔隙水的pH過高，則氧化還原電位降低而甲烷生成菌的活性提高，則有抑制甲烷氣體產生的效果降低之虞。又，若鹼度在2以下，於老化期間中，由於熔渣中所含金屬鐵的氧化量增加，進而成為更佳的條件。在熔鐵的氧化精煉時所產生鹼度3以下的製鋼熔渣，游離CaO含有量非常低，因而在老化前後不會有明顯的粒徑變化。因此，即便未施行老化處理，仍不會有在水中鋪設後，由於CaO的水合反應而膨脹造成熔渣粒子崩解、或粉化的問題，上述老化處理係作為促進氫氧化鐵生成之目的而實施。
鹼度的下限並無特別的限定，製鋼熔渣一般係達0.5以上，溶出水
一般呈弱鹼性~鹼性。
底質改質材係根據JIS標準篩進行篩分為基礎而計算出的質量平均粒徑(以下簡稱「平均粒徑」)在2~30mm之範圍內，配合鋪設底質改質材的底質特性，最好使用適當選擇或調整為形成如下所示構成的鋪設層之適宜者。若平均粒徑未滿2mm，則與如後述底泥的共存層厚度容易不足，另一方面，若平均粒徑大於30mm，則底質改質材的比表面積不足，由於化學性底質的改質作用容易變小，因而較理想係設為上述範圍。又，如後示，在底質改質材的粒子間形成足夠大小與容積比率的間隙，而促進有機物的嗜氧性分解，因此底質改質材較理想係使用粒徑未滿1mm的細粒分比率在30質量%以下、更佳係20質量%以下者。
本發明法中，底質改質材係在現有的底質上呈層狀鋪設，但其鋪設層上面水平較佳係與底泥的堆積面相同或更高。即，一般若將底質改質材鋪設於現有底質上，則配合底質的性狀、與底質改質材的粒度、投入量等，至少其中一部分會埋入底泥中。但是，即便於此情況下，較佳仍係鋪設層上面的高度達底泥的堆積面以上，進而較佳特別係較底泥的堆積面平均高出10mm以上、較理想係30mm以上。即，較佳係如底質改質材未埋入底泥中的層之平均厚度達10mm以上、較理想係30mm以上的方式鋪設底質改質材。理由係若所投入的底質改質材完全埋入現有的底泥中，則無法充分獲得長期性從底泥上呈沉積狀態的沉積有機物之甲烷氣體產生之抑制效果。又，當底質改質材上面的高度較底泥堆積面平均高出10mm以上(較埋想係30mm以上)時，於底質改質材間隙中所沉澱的有機物，在嗜氧性環境下會促進分解，因而長期間持續甲烷氣體產生的抑制效果。再者，所鋪設底
質改質材上面的高度並無特別的上限。
底質改質材係投入於現有底質上而鋪設，較適宜係鋪設層的平均厚度係40mm以上、更佳係100mm以上。在此為將鋪設層的平均厚度控制成如上述，只要利用底質改質材的成堆容積(bulk volume)除以鋪設面積之平均值，推定該平均厚度之後再進行鋪設即可。若底質改質材的鋪設層平均厚度未滿40mm，因底質改質材的厚度不足，而底質的化學性改質作用較小，因此抑制從底質產生含甲烷氣體的效果變小。
又，將底質改質材鋪設於底質上時，較佳係底質改質材與現有底泥相混雜的層(以下為求說明上的便利而稱「共存層」)之平均厚度，形成10mm以上、較理想係30mm以上。此處，共存層的平均厚度係可由測定上述鋪設層平均厚度與底泥堆積面上的鋪設層厚度之平均值之差而計算出。形成此種共存層的較佳理由係若所投入的底質改質材依完全跨越於底泥上，而依沒有共存層的狀態鋪設，則因製鋼熔渣所造成的底質改善效果便僅侷限於與底泥間之接觸面而已，因此導致此部分底質的化學性改質效果變小。藉由將底泥、與含製鋼熔渣的底質改質材之共存層，依平均厚度形成10mm以上、較理想係30mm以上，其共存層便會形成底質獲改質的層，可更有效地抑制甲烷生成菌的活動，可特別抑低甲烷氣體的產生。
當形成如上述共存層時，經考慮所投入的改質材底質沉入於底質中的部分之後，再決定施工厚度。
再者，在將上述共存層的平均厚度、與底泥堆積面上的鋪設層平均厚度控制為如上述時，只要如後示，使用由適當預備實驗或模型實驗所獲得測定值或推定值、或者根據經測定底質特性的結果與所投入
底質改質材的特性而獲得的計算值，推定各平均厚度後再行鋪設即可。
底質改質材對底質的投入，較佳係依照如後述的條件分成2次以上實施。再者，以下的說明中，任意連續2次的投入中，將先(以下稱「第1次」)投入所形成的層稱為「下層」，將後(以下稱「第2次」)投入形成的層稱為「上層」。
當底質改質材分成2次投入時，各自的鋪設厚度係依照如後述的潛入深度等而決定，下層與上層的厚度比較佳係設定為[下層鋪設厚度/上層鋪設厚度]=0.1~5左右的範圍。該鋪設厚度比係為能獲得配合鋪設地方的底質特性之上述較佳之鋪設層構造，因而可適當調整。
又，底質改質材的投入次數係可設為3次以上的任意次數，若投入次數過多，則會損及投入作業的效率，因而最佳係2次。
當底質改質材的投入係分成2次以上實施時，2次以上的投入中，至少1組連續的2次底質改質材投入中，較佳係第1次投入的底質改質材平均粒徑小於第2次投入的底質改質材平均粒徑。其理由係底質改質材的粒度越小，則對底泥的潛入量越小，因而在第1次投入時，依較少量的底質改質材投入量，可形成不會埋入底泥中的層。該粒徑並無特別的限制，較佳係將具有2~10mm左右平均粒徑(根據JIS標準篩進行篩分所計算出的質量平均粒徑。以下亦同。)的底質改質材，設為第1次投入的底質改質材。若平均粒徑未滿2mm，則有與底泥的共存層厚度不足之情況，另一方面，若平均粒徑大於10mm，則無法充分獲得減少對底泥之潛入量的效果。依此，在形成底質改質材的下層後，當投入上層的底質改質材時，因上述下層而增加底質的剪切阻力值，即便上層的底質改質材係使用粒徑較大者，仍具有可減小對底泥之潛入深度的效果，可更有利於形成未埋入於底泥中的底質
改質材鋪設層。
另一方面，當底質改質材的粒度較大時，沉積有機物可安定地沉澱於底質改質材的間隙中。因此，作為第2次投入的底質改質材之該粒徑並無特別的限制，較佳係具有5~30mm左右平均粒徑(但，上層的平均粒徑>下層的平均粒徑)。理由係若平均粒徑未滿5mm，則有形成底質改質材粒子間之間隙的效果不足之情況，另一方面，若平均粒徑大於30mm，則上層部分的底質改質材之比表面積不足，有無法充分獲得促進有機物之嗜氧性分解效果的情況。又，為能在上層的底質改質材粒子間形成足夠大小與容積比率的間隙，促進有機物的嗜氧性分解，較理想係於上層的底質改質材中使用粒徑未滿1mm的細粒分比率係30質量%以下、更佳係20質量%以下者。
上層與下層的底質改質材之平均粒徑比[上層底質改質材的平均粒徑/下層底質改質材的平均粒徑]，較佳係超過1.0且2.5以下左右、更佳係1.3~2.0左右。理由係若平均粒徑的比值在1.0以下，則無法獲得抑制下層底質改質材過度潛入底泥、且增加上層底質改質材粒子間之間隙的效果，另一方面，若平均粒徑的比值大於2.5，則有下層底質改質材與底泥的共存層厚度變小、或上層底質改質材的比表面積變小之情況。
又，第2次投入的底質改質材鋪設厚度並無特別的限定，但特別較佳係滿足下述(1)式。其理由係為使第2次投入的底質改質材不被埋入於泥中，因而必需在第2次投入的底質改質材粒子間隙中，全量收集在第1次投入底質改質材上堆積的泥。再者，下述(1)式中的「底質改質材間隙率A(%)」，係從100%中扣減掉根據JIS-A-1104所求得實積率(%)後的值。
H≧(h/A)×100…(1)
此處，h：在第1次投入底質改質材上堆積的泥之厚度(cm)
H：第2次投入的底質改質材之鋪設厚度(cm)
A：第2次投入的底質改質材之間隙率(%)
又，當底質改質材的投入係分成2次以上實施時，2次以上的投入中至少1組連續的2次底質改質材投入中，較佳係第1次與第2次的投入間設定至少1小時的間隔。其理由係為使因第1次投入而揚起的底泥及底質改質材中所含微細粒子能沉澱。依此若使揚起的底泥沉澱，則大部分會沉澱於底質改質材的間隙之中，並呈與底質改質材相混合的狀態，因而後續投入第2次底質改質材時，可使揚起的底泥量相較於投入下層底質改質材時變得減少。因此，即便於底質改質材投入量較小的情況、或底質改質材的粒徑較小之情況，亦可利用鋪設後最終沉澱的底泥而使底質改質材完全不埋入。再者，上述時間間隔的上限並無特別的限制，較佳係48小時左右。理由係即便設定較此以上的長時間，但效果亦已達飽和。
關於利用本發明法施行改質之對底質的底質改質材投入順序，以該具體例進行說明。再者，本發明的底質改質材投入順序並不限定於以下所說明的順序。
首先，求取欲改質的底質性質。例如合併測定含水率及/或剪切阻力值、與底質的有機物含有量等，而求取含水率及/或剪切阻力值與底質有機物等在深度方向的分佈。
其次，配合含水率及/或剪切阻力值在深度方向分佈的測定結果，計算並決定因底質改質材荷重而潛入底質中的深度。此時，調整所投入底質改質材的比重或粒徑、間隙率，而製作所需的底質改
質材。再者，本發明中，如前述，對底質投入不會完全埋入之量的底質改質材係屬重要。又，底質改質材對底泥的潛入深度亦可利用預備實驗等直接測定實際的潛入深度而推定。此處，預備實驗係有如：(i)在實際的鋪設地方、或與其為同等底質的地方之小區隔中，依照與實際鋪設時的相同方法投入底質改質材之實驗；(ii)在實際鋪設場所、或與其為同等底質的地方，投入可測定潛入深度的底質改質材模擬粒子之實驗；(iii)在水槽中所設置底質試料上投入底質改質材或其模擬試料的模型實驗等。其中，模型實驗係可採取依不會混亂之方式採取的底質試料於水槽中設置後，在水中呈安定化，於投入底質改質材或其模擬試料時，針對底質改質材的投入量或粒徑、水深等進行各種變更，且考慮相似條件等而推定實際的底質改質材潛入深度之方法等，但並不侷限於此。
從底質產生含甲烷氣體的水域，於水底複數設置2m×2m區隔，並於各區隔中鋪設各種底質改質材，經鋪設2個月後，調查與鋪設層下部底泥的共存層之孔隙水之氧化還原電位、與甲烷氣體之產生量。結果與底質改質材鋪設條件一併示於表1及表2。
共存層的厚度係從單純由鋪設量(體積)與鋪設面積計算的鋪設層平均厚度，扣減掉底泥堆積面上的鋪設層厚度測定值(平均值)後之值。
共存層的孔隙水之氧化還原電位測定，係將管前端被多孔質物質封閉的採水探針埋入於共存層中，利用該採水探針採取孔隙水，並利用氧化還原電位計進行測定。又，甲烷氣體產生量的測定，係在漏斗較狹窄的口處安裝著袋，並將廣口朝向底質正上方設置，而將氣體補集於袋中，經一定時間後拉起並測定體積，求取每單位面積‧時間的
甲烷氣體產生量。
表1中，鋪設層平均厚度與共存層平均厚度的差，係意味著底泥堆積面上的底質改質材層之平均厚度。此處，No.25實施例係採取底質改質材50體積%的底泥，投入預先與底質改質材相混合者而鋪設，因而呈現底質改質材完全埋入於底泥中的鋪設狀態。其他例均係從水面上依1次或2次投入底質改質材而鋪設。
相較於沒有鋪設底質改質材的比較例(No.1)、或所鋪設底質改質材係天然石的比較例(No.2)，經鋪設既定底質改質材的本發明例，降低甲烷氣體產生量的效果較大，其中，製鋼熔渣含有鐵份越多者(No.4~7)，鋪設層平均厚度越大者(No.3、8~11)；製鋼熔渣摻合量越多者(No.4、12~14)，製鋼熔渣的鹼度越低者(No.4、15、16)；又，有施行製鋼熔渣老化者(No.4、17~20)，效果越明顯。又，若含有高爐水碎熔渣(No.21、22)，則甲烷氣體會增加。又，得知氧化還原電位至-100mV左右，甲烷氣體產生速度會被抑制至200ml/m2‧hr以下的較低程度，但若較此更下降，則有甲烷氣體產生量急遽增加的傾向。又，若將底泥堆積面上沒有底質改質材層的情況(No.25)、與依大致相同條件在底泥堆積面上有底質改質材層的情況(No.8)進行比較，得知後者的甲烷氣體產生速度有降低之傾向。
Claims (9)
- 一種來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，係藉由在會產生含甲烷氣體的水域底質上鋪設底質改質材，而抑制含甲烷氣體產生的方法，其特徵為，在上述水域底質上鋪設底質改質材，該底質改質材係含有全鐵含有量為10質量%以上的製鋼熔渣，且高爐水碎熔渣的含有量為0~未滿20質量%。
- 如申請專利範圍第1項之來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，依鋪設層平均厚度達40mm以上的方式鋪設底質改質材。
- 如申請專利範圍第1或2項之來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，底質改質材係含有製鋼熔渣40質量%以上。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，依底質改質材之至少一部分係埋入於底泥中，且底質改質材與底泥混雜的層之平均厚度達10mm以上之方式，鋪設底質改質材。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項之來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，依底質改質材未埋入底泥中的層之平均厚度達10mm以上之方式，鋪設底質改質材。
- 如申請專利範圍第5項之來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，底質改質材係分成2次以上投入於水中進行鋪設，且至少1組連續的2次投入中，先投入的底質改質材之平均粒徑係小於後投入的底質改質材之平均粒徑。
- 如申請專利範圍第5或6項之來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，底質改質材係分成2次以上投入於水中進行鋪設， 且至少1組連續的2次投入中，於二次投入之間設定1小時以上的間隔。
- 如申請專利範圍第1至7項中任一項之來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，製鋼熔渣係將在熔鐵精煉製程中所副產的製鋼熔渣予以破碎後，經施行1個月以上的自然老化、蒸氣老化、高壓蒸氣老化、熱水老化中之1種以上的老化，而使表面生成氫氧化鐵者。
- 如申請專利範圍第1至8項中任一項之來自水域底質之含甲烷氣體的產生抑制方法，其中，製鋼熔渣的鹼度[質量%CaO/質量%SiO2]係3以下。
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