JP2016097380A - ヒ素不溶化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヒ素含有土にポリ塩化アルミニウムからなる薬剤を添加し、これらを混合する。
【選択図】なし
Description
このようなヒ素を含む掘削残土の処理方法として、例えば掘削残土中に含まれるヒ素を除去する浄化技術が挙げられる。ところが、シールド工法によりトンネルを築造する際に前記浄化技術を採用しようとすると大規模な浄化プラントを設置することになり、多大なコストがかかるという問題があった。また、前記シールドトンネルのように大口径のトンネルを高速施工すると5000m3/日程度の膨大な掘削残土の大量処理が必要とされ、実質的に浄化技術の採用は困難であった。
例えば、特許文献1には重金属汚染土壌に三価のアルミニウム塩である硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム及びミョウバンの何れか一つを水と共に添加して撹拌することによって、土壌中の重金属を不溶化させる処理方法が開示されている。
また、特許文献2には有機ハロゲン化合物とハロゲン元素のうち一種以上と重金属で汚染された土壌において鉄粉及びアルミニウム塩を添加し、次いでアルカリ性域に調節し、生成したアルミニウム水酸化物にハロゲン元素と重金属を同伴させ、次いで中性セメント剤を添加する処理方法が開示されている。
そして、特許文献4にはMgO及び/またはMgO含有材と、塩化第二鉄およびポリ塩化アルミニウム(PAC)を含有する固化不溶化助剤と、を含む有害物質汚染土壌用固化不溶化剤が開示されている。
このような薬剤としては、下記の品質或いは特徴が挙げられる。
(1)一般に使用される薬剤(不溶化以外の用途に使用される物質、薬剤も含む)であって、経済的であること、
(2)不溶化用薬剤に限らず、使用方法(濃度、添加のタイミング、組み合わせ等)を変更することでヒ素不溶化の効果を高め、制御することが可能であること、
(3)ヒ素の再溶出を防止することができ、pH変化等の外的環境変化に対する安定性が高いこと、
(4)ヒ素不溶化処理後の土を海洋埋め立て可能とするため、海水中でのヒ素の溶出抑制効果の安定性が高いこと。
上記検討の結果、本発明者らはヒ素の不溶化効果を有する薬剤としてPACを選定した。PACは本来、濁水等の液体状のものに添加することにより凝集或いは沈殿効果が得られる物質である。本発明者らは、泥状から塊状の状態のヒ素含有土にPACからなる薬剤を添加することによって、ヒ素の不溶化効果が得られることに着目し、本発明を完成するに至った。
上記ヒ素不溶化方法によれば、土に存在するヒ素とPACとの化学反応が進行し、ヒ素の不溶化処理がなされる。PACは土からのヒ素の溶出を抑制する効果を安定的に発揮することができ、広く普及している比較的安価な物質である。従って、埋め戻し等の場所や後処理の方法によらず土からのヒ素の溶出量を安定的に抑えることができる。また、ヒ素の不溶化処理のコストを削減することができる。
上記ヒ素不溶化方法によれば、適量のPACが添加されることにより、土中に存在するヒ素とPACとの化学反応が促進され、土に対するヒ素の不溶化処理がなされる。従って、ヒ素含有土からのヒ素の溶出量をより安定的に抑え、且つヒ素の不溶化処理のコストを効果的に削減することができる。
上記ヒ素不溶化方法によれば、破砕されて細粒化されたヒ素含有土にPACがより浸透し、土中に存在するヒ素とPACとの化学反応が促進され、土に対するヒ素の不溶化処理がなされる。従って、ヒ素含有土からのヒ素の溶出量をより効果的に抑えることができる。なお、細粒化された土とは、含水率によって乾燥した状態から液体に近い泥状に変化するすべての状態のものを示す。
また、上記掘削残土中に存在するヒ素の不溶化処理コストを削減することができる。
さらに、薬剤におけるPACの濃度や薬剤添加のタイミングを変更することで、ヒ素の掘削残土からの溶出量を容易に制御することができる。従って、掘削残土からのヒ素の溶出量に対する閾値が変わっても薬剤の種類を増やす或いは変更することなく、掘削残土からのヒ素の溶出量を変更後の閾値以下に確実に抑えることができる。
先ず、ヒ素を含有する掘削残土と、この掘削残土を破砕し、後述する薬剤と撹拌及び混合するためのミキサー(製造元:HOBART CORPORATION)を用意した。
次いで、試料及び薬剤をミキサーに投入し、これらを混合及び撹拌した。薬剤としては、PAC、Ca/Al系不溶化材、酸化マグネシウム系固化材、硫酸アルミニウム、塩化鉄(III)を個別に使用した。
図1に示すように、薬剤としてPACを用いた場合は、例えば酸化マグネシウム系固化材を用いた場合に比べて少量の薬剤添加量でも充分にヒ素の溶出量が抑制され、具体的にはPACからなる薬剤を掘削残土の少なくとも0.7重量%以上添加すれば掘削残土からのヒ素の溶出量が確実に0.01[mg/L]以下となることを確認した。
図2に示すように、薬剤としてPACを用いた場合は、例えば薬剤として酸化マグネシウム系固化材を用いた場合に比べて、薬剤の添加量を増やすと掘削残土のpHが低下する傾向が得られた。この傾向は酸化マグネシウム系固化材やPAC以外の薬剤でも同様に得られた。
次いで、図3に実施例1と同様の掘削残土及び5種類の各薬剤を使用した場合の純水又は海水の各々への掘削残土からのヒ素溶出量の測定結果を示す。各薬剤においては、図3の紙面左側から順に、薬剤添加量が0重量%,0.1重量%,0.4重量%,0.7重量%,1.0重量%の場合の結果を示している。
図3に示すように、薬剤としてPACを用いた場合は、例えば薬剤として酸化マグネシウム系固化材を用いた場合に比べて掘削残土からのヒ素溶出量が海水に対しても抑制され、海水へのヒ素の溶出量が薬剤添加量の増加に伴って安定的に低減することを確認した。
次いで、掘削残土として、関東地区のヒ素が溶出する土丹層から深度の異なる二箇所の試料(掘削残土)を用意した。また、試料を破砕し、試料と後述する薬剤を撹拌及び混合するために実施例1と同様のミキサーを使用した。薬剤としては、実施例1及び2と同様の5種類の薬剤のうち塩化鉄(III)を除く薬剤と、セメント系固化材、石膏系中性固化材、Fe/Al系不溶化材との計7種類の薬剤を個別に、掘削残土に対して3.0重量%の量で添加した。
上記のように、pH9以下で掘削残土からのヒ素の溶出量が確実に土壌汚染対策法の溶出基準である0.01[mg/L]以下になることで、本発明の効果を確認した。即ち、本発明を適用したヒ素不溶化方法によれば、掘削残土とPACからなる薬剤とを混合することができるので、掘削残土中に存在するヒ素とPACとの反応が効率良く進行し、薬剤による掘削残土中のヒ素の溶出抑制効果が充分に発揮されることを確認した。
Claims (3)
- ヒ素含有土にポリ塩化アルミニウムからなる薬剤を添加し、これらを混合することを特徴とするヒ素不溶化方法。
- 前記薬剤におけるポリ塩化アルミニウムの量を前記ヒ素含有土の0.4重量%以上3重量%以下とすることを特徴とする請求項1に記載のヒ素不溶化方法。
- 前記ヒ素含有土を破砕することを特徴とする請求項1又は2に記載のヒ素不溶化方法。
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