JP2017179341A - Countermeasure material for pollution by heavy metal or the like, and countermeasure method for pollution by heavy metal or the like using the countermeasure material for pollution - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、重金属等汚染対策材及び前記汚染対策材を用いた重金属等汚染対策工法に関し、特に、重金属等を不溶化するとともに、固化性能により処理土壌の強度を向上かつ処理土壌の再泥化を抑制し、土壌pHを中性に保持することができる土壌改質性能を有する重金属等汚染対策材及び前記汚染対策材を用いた重金属等汚染対策工法に関する。 The present invention relates to a pollution control material for heavy metals and the like, and a pollution control method for heavy metals using the pollution control material, and in particular, insolubilizes heavy metals and the like, and improves the strength of the treated soil by solidification performance and re-mudging the treated soil. The present invention relates to a pollution control material for heavy metals and the like having a soil reforming performance capable of suppressing and maintaining soil pH at a neutral level, and a pollution control method for heavy metals and the like using the pollution control material.
従来より、土壌中における重金属等不溶化材としては、塩化第二鉄や硫酸第一鉄等の鉄粉系不溶化材、セメント系不溶化材、酸化マグネシウム(MgO)系不溶化材、生石灰や石膏系、高炉スラグ系材料などによる土壌固化材が知られている。
塩化第二鉄や硫酸第一鉄等鉄粉系不溶化材は、不溶化できる重金属類が砒素などに限られており、複合的な汚染について対応することが困難であるという問題がある。
Conventionally, insolubilizing materials such as heavy metals in soil include iron powder-based insolubilizing materials such as ferric chloride and ferrous sulfate, cement-based insolubilizing materials, magnesium oxide (MgO) -based insolubilizing materials, quicklime and gypsum systems, blast furnaces Soil solidifying materials such as slag materials are known.
Iron powder-based insolubilizing materials such as ferric chloride and ferrous sulfate have a problem that heavy metals that can be insolubilized are limited to arsenic and it is difficult to cope with complex contamination.
セメント系固化材やMgO系の固化材または生石灰や高炉スラグ系材料による土壌固化材が提案されている。
しかし、これらのセメントや生石灰等の影響で、改質後の土壌のpHが10以上とアルカリ性が強くなってしまい、不溶化土壌のpHが長期的に高い状態が続くため、降雨等により強アルカリ性の地下水が周辺環境へ流れ出ること、植生への影響が考えられる。また重金属不溶化能力が低いため、中性領域では溶出していなかった重金属類が溶出する問題がある。
Cement-based solidified materials, MgO-based solidified materials, or soil solidified materials using quicklime or blast furnace slag-based materials have been proposed.
However, due to the influence of these cements, quicklime, etc., the pH of the soil after modification becomes 10 or more and the alkalinity becomes strong, and the pH of the insolubilized soil remains high for a long time. It is possible that groundwater will flow out to the surrounding environment and affect vegetation. Moreover, since the heavy metal insolubilization ability is low, there is a problem that heavy metals that have not been eluted in the neutral region are eluted.
酸化マグネシウム(MgO)系の固化材としては、特開2003−225640号公報(特許文献1)に、土壌強度向上用に有機高分子凝集剤や複数の不溶化助剤を添加した固化不溶化材が提案されている。
このような材料は固化・不溶化特性には優れるものの、pHが未処理土壌と比べてアルカリ性になりやすく、セメント系固化材等と同様に周辺環境へ影響を及ぼす可能性があることから改良土の適用範囲に制約を受けるという問題がある。
As a magnesium oxide (MgO) -based solidifying material, a solidified and insolubilized material obtained by adding an organic polymer flocculant and a plurality of insolubilizing aids to improve soil strength is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-225640 (Patent Document 1). Has been.
Although such materials are excellent in solidification and insolubilization properties, the pH is likely to be alkaline compared to untreated soil, and it may affect the surrounding environment in the same way as cement-based solidification materials. There is a problem that the scope of application is limited.
土壌pHがアルカリ性になるのを防ぐため、特開2014−185300号公報(特許文献2)には、石膏や高炉スラグをベースとし、酸化マグネシウムや硫酸アルミニウムを添加してpHが中性になるよう調整した土壌固化材が提案されている。
しかし、pHは中性に保持されるが、改良土のコーン指数は200〜400程度と低いため、改良土の使用用途が制限されている。また、コーン指数を200〜400kN/m2まで向上させるには土壌1m3あたり100kg以上の固化材の添加が必要になり、改良土壌量の増加及びコストの面で適切ではなく、更に、重金属の不溶化性能については記載がされていない。
また、石膏系固化材は水和生成物である二水石膏が水溶性であるため、雨水等の水分に長期的に暴露する環境では再泥化するという問題がある。
In order to prevent soil pH from becoming alkaline, JP 2014-185300 A (Patent Document 2) is based on gypsum and blast furnace slag, and is added with magnesium oxide or aluminum sulfate so that the pH becomes neutral. Adjusted soil consolidation materials have been proposed.
However, the pH is kept neutral, but the use index of the improved soil is limited because the cone index of the improved soil is as low as about 200 to 400. Moreover, in order to improve the corn index to 200 to 400 kN / m 2, it is necessary to add 100 kg or more of solidifying material per 1 m 3 of soil, which is not appropriate in terms of increase in the amount of improved soil and cost. The insolubilization performance is not described.
Moreover, since the dihydrate gypsum which is a hydration product is water-soluble, there is a problem that the gypsum-based solidified material is re-mudged in an environment where it is exposed to moisture such as rainwater for a long time.
従来は重金属汚染土壌に対して土壌の強度向上等の改質を行う場合、不溶化材と固化材とを個別に添加していたが、固化性能と不溶化性能を一つの材料で発現させる材料が期待されている現状があり、更に、周辺環境への影響を抑制するため改良土のpHが中性領域になる材料のニーズが高まっている。 In the past, when modifying soil strength, such as improving the strength of heavy metal contaminated soil, an insolubilizing material and a solidifying material were added separately, but a material capable of expressing the solidifying performance and insolubilizing performance with a single material is expected. In addition, there is a growing need for materials in which the pH of the improved soil becomes neutral in order to suppress the influence on the surrounding environment.
pH中性型固化不溶化材としては、特許第5748015号公報(特許文献3)に、軽焼MgOと硫酸アルミニウム、硫酸第一鉄を組み合わせたpH中性型固化不溶化材が提案されており、特許第5315096号公報(特許文献4)には、焼石膏(半水石膏)とアルミニウム化合物とカルシウム成分及び/またはマグネシウム成分を含むpH中性型固化不溶化材が提案されている。
しかし、これらの従来の固化不溶化材は、pH中性維持能力と不溶化性能に優れるものの、pH中性型固化材と同様に石膏がベースのため、添加量を増やしても改良土のコーン指数が約200kN/m2と低くなってしまうことや、処理土壌を固化して強度を向上させた土壌が外的な水分により長期的には再泥化するリスクがあるため改良土の適用範囲に制約を受けるという問題がある。
As a pH-neutral solidified insolubilizing material, Japanese Patent No. 5748015 (Patent Document 3) proposes a pH-neutral solidifying insolubilized material combining light-burned MgO, aluminum sulfate, and ferrous sulfate. No. 5315096 (Patent Document 4) proposes a pH neutral solidified insolubilized material containing calcined gypsum (hemihydrate gypsum), an aluminum compound, a calcium component and / or a magnesium component.
However, although these conventional solidified and insolubilized materials are excellent in pH neutrality maintaining ability and insolubilizing performance, gypsum is the base as in the case of pH neutralized solidified materials. it and the becomes low as about 200 kN / m 2, the soil having improved strength by solidifying the treated soil is external moisture in the long term limitations in the scope of improved soil because of the risk of re-mud of There is a problem of receiving.
本発明の目的は、上記課題を解決し、土壌中の重金属等を不溶化することができ、処理土壌の強度を向上させて改質する固化性能と再泥化抑制機能を併せ持つとともに、改良土のpHを中性に保つ性能を保持することができる、重金属等汚染対策材を提供することである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, insolubilize heavy metals and the like in the soil, has both solidification performance and re-mudging suppression function to improve and improve the strength of the treated soil, An object of the present invention is to provide a pollution control material such as heavy metal capable of maintaining the performance of maintaining pH neutral.
また、本発明の他の目的は、上記本発明の重金属等汚染対策材を重金属等に汚染された土壌に適用して重金属等を不溶化するとともに、処理土壌の固化による強度向上と再泥化抑制という土壌改質性能を発揮する、重金属等汚染対策材を用いた重金属等汚染対策工法を提供することである。 Another object of the present invention is to apply the above-mentioned anti-pollution material for heavy metals to the soil contaminated with heavy metals to insolubilize heavy metals, etc., and to improve strength and suppress re-mudification by solidifying the treated soil. It is to provide a heavy metal pollution control method using heavy metal pollution control materials that demonstrate the soil modification performance.
本発明は、必須含有材料としての特定の材料を特定の配合割合で含むこと等により、上記課題が解決できることを見出し、本発明に到ったものである。 This invention discovered that the said subject can be solved by including the specific material as an essential content material by a specific compounding ratio, etc., and came to this invention.
(1) 重金属等汚染対策材は、半焼成ドロマイト、硫酸第一鉄、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウム、及び高分子材料を必須含有成分とし、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムを50質量%以上、半焼成ドロマイトを5〜30質量%、硫酸第一鉄を5〜45質量%の割合で含有するとともに、高分子材料を、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムと、半焼成ドロマイトと硫酸第一鉄との合計質量に対して外割で0.1〜10質量%の割合で含有することを特徴とする、重金属等汚染対策材である。 (1) Anti-contamination materials such as heavy metals include semi-calcined dolomite, ferrous sulfate, amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate, and a polymer material as essential components, and include amorphous calcium silicate and / or 50% by mass or more of calcium carbonate, 5 to 30% by mass of semi-baked dolomite, and 5 to 45% by mass of ferrous sulfate, and a polymer material containing amorphous calcium silicate and / or carbonic acid It is an anti-contamination material for heavy metals and the like, characterized by containing 0.1 to 10% by mass in an outer ratio with respect to the total mass of calcium, semi-baked dolomite and ferrous sulfate.
(2)上記(1)の重金属等汚染対策材において、重金属等汚染対策材は粉末形態であることを特徴とする。 (2) In the pollution control material for heavy metals and the like of (1) above, the pollution control material for heavy metals and the like is in a powder form.
(3) 上記(1)又は(2)の重金属等汚染対策材において、半焼成ドロマイトは、粉末X線回折によるリートベルト法を用いて解析したドロマイト焼成物中の残留CaMg(CO3)2相の含量が、0.4≦x≦35.4(質量%)であることを特徴とする。 (3) In the anti-contamination material such as heavy metal as described in (1) or (2) above, the semi-fired dolomite is a residual CaMg (CO 3 ) 2 phase in a dolomite fired product analyzed using a Rietveld method by powder X-ray diffraction The content of is 0.4 ≦ x ≦ 35.4 (mass%).
(4) 上記(1)乃至(3)いずれかの重金属等汚染対策材において、非晶質ケイ酸カルシウムは高炉スラグ、製鋼スラグからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、高分子材料は有機高分子凝集剤及び/又は増粘剤であり、前記有機高分子凝集剤はポリアクリルアミド、ポリアクリル酸エステル、ポリアミジン、ポリアクリル酸ソーダ、ポリエチレンオキサイド、アクリル酸ソーダ−アクリルアミド共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種で、前記増粘剤はセルロース系増粘剤、ポリアミド系増粘剤、ポリビニルアルコール系増粘剤からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする。 (4) In the pollution control material for heavy metals such as any one of (1) to (3) above, amorphous calcium silicate is at least one selected from the group consisting of blast furnace slag and steelmaking slag, and the polymer material is organic. A polymer flocculant and / or a thickener, wherein the organic polymer flocculant is selected from the group consisting of polyacrylamide, polyacrylic acid ester, polyamidine, polyacrylic acid soda, polyethylene oxide, and sodium acrylate-acrylamide copolymer. It is at least one selected, and the thickener is at least one selected from the group consisting of a cellulose thickener, a polyamide thickener, and a polyvinyl alcohol thickener.
(5) 重金属等汚染対策工法は、上記(1)乃至(4)いずれかの重金属等汚染対策材を土壌と混合して用いることを特徴とする、重金属等汚染対策工法である。 (5) The heavy metal pollution control method is a heavy metal pollution control method characterized by using any of the above-mentioned heavy metal pollution control materials mixed with soil.
本発明の重金属等汚染対策材及び当該対策材を用いた重金属等汚染対策工法は、土壌中の重金属等を効果的に不溶化することができ、処理土壌の固化による強度向上と再泥化抑制という土壌の改質性能を有するとともに、本発明による重金属等汚染対策材を用いて処理した土壌のpHを中性に保持することができる。
従って、従来においては、不溶化処理した土壌がアルカリ性となってしまい、降雨等により強アルカリ性の地下水が周辺環境へ流れ出て植生への影響が懸念されていたが、本発明の重金属等汚染対策材によれば、改良土のpHが中性であるため、従来の不溶化材を適用できなかった現場においても対応が可能となり、重金属等に汚染された土壌処理の適用範囲を拡大することができる。
また、外部からの水分による再泥化を抑制することができるため、湖岸や海岸での埋め立て処理も可能とすることができる。
特に自然由来汚染土壌に多く含まれる鉛、砒素、フッ素の溶出量が土壌溶出量基準をわずかに超過したレベルであれば、少ない添加量で不溶化と土壌改質性能を発現するという効果を発揮する。
The anti-pollution material for heavy metals and the like and the construction method for anti-pollution of heavy metals using the anti-corrosion material of the present invention can effectively insolubilize heavy metals etc. in the soil, and it is said that strength improvement by solidification of treated soil and re-mudging suppression While having the property of modifying soil, the pH of the soil treated with the pollution control material such as heavy metal according to the present invention can be kept neutral.
Therefore, in the past, the insolubilized soil became alkaline, and strong alkaline groundwater flowed out to the surrounding environment due to rainfall, etc., and there was concern about the impact on vegetation. Therefore, since the pH of the improved soil is neutral, it is possible to cope with the site where the conventional insolubilizing material could not be applied, and the application range of soil treatment contaminated with heavy metals can be expanded.
In addition, since re-mudging due to moisture from the outside can be suppressed, landfill treatment on the lake shore or coast can be made possible.
In particular, if the amount of lead, arsenic, and fluorine that are abundant in naturally contaminated soil is slightly above the soil elution standard, the effect of insolubilization and soil improvement performance can be achieved with a small addition amount. .
本発明を以下の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明の重金属等汚染対策材は、半焼成ドロマイト、硫酸第一鉄、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウム、及び高分子材料を必須含有成分とし、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムを50質量%以上、半焼成ドロマイトを5〜30質量%、硫酸第一鉄を5〜45質量%の割合で含有するとともに、高分子材料を、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムと、半焼成ドロマイトと硫酸第一鉄との合計質量に対して外割で0.1〜10質量%の割合で含有する、重金属等汚染対策材である。
The present invention is illustrated by the following preferred examples, but is not limited thereto.
The anti-contamination material such as heavy metal of the present invention comprises semi-calcined dolomite, ferrous sulfate, amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate, and a polymer material as essential components, amorphous calcium silicate and / or 50% by mass or more of calcium carbonate, 5 to 30% by mass of semi-baked dolomite, and 5 to 45% by mass of ferrous sulfate, and a polymer material containing amorphous calcium silicate and / or carbonic acid It is an anti-contamination material such as heavy metals, which is contained in a proportion of 0.1 to 10% by mass with respect to the total mass of calcium, semi-baked dolomite and ferrous sulfate.
好ましくは、本発明の重金属等汚染対策材は、粉末形態である。粉末形態であることで、施工現場での取扱や施工性が容易となる。また、土壌と混合した際に土壌中の水分と速やかに反応することにより重金属等を吸着して不溶化等することができる。さらに、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムや高分子材料が吸水して反応することにより土壌を固化することができ、効率的に土壌を改質することが可能となる。 Preferably, the pollution control material such as heavy metal of the present invention is in a powder form. By being in a powder form, handling and workability at the construction site are facilitated. Moreover, when it mixes with soil, it reacts with the water | moisture content in soil quickly, and can adsorb | suck heavy metals etc. and insolubilize. Further, the amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate or the polymer material absorbs water and reacts, whereby the soil can be solidified and the soil can be efficiently modified.
ここで、重金属等としては、重金属やハロゲンを意味し、重金属としては、例えば、マンガン、クロム、銅、カドミウム、水銀、セレン、鉛、砒素、カドミウム等の1種若しくは2種以上のものが例示でき、またハロゲンとしては塩素、フッ素等のダイオキシン、トリクロロエチレン、テトラクロロメタン、塩素化ジフェニル、塩素化パラフィン等、さらに土壌汚染対策法に規定される第2種特定有害物質に含まれるホウ素を例示することができるが、これらの重金属やハロゲンに限定されるものではない。 Here, heavy metals and the like mean heavy metals and halogens, and examples of heavy metals include one or more of manganese, chromium, copper, cadmium, mercury, selenium, lead, arsenic, cadmium, and the like. Examples of halogens include dioxins such as chlorine and fluorine, trichlorethylene, tetrachloromethane, chlorinated diphenyl, chlorinated paraffin, etc., and boron contained in type 2 specified hazardous substances stipulated in the Soil Contamination Countermeasures Law However, it is not limited to these heavy metals and halogens.
本発明は、重金属等汚染対策材中の必須含有材料として、半焼成ドロマイト、硫酸第一鉄、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウム、及び高分子材料を含有し、各含有量を上記範囲内の量とすることで、重金属等を有効に不溶化することができるとともに、改良土の強度を向上させて(固化性能の向上)かつ再泥化を抑制することにより土壌を改質でき、改良土のpHを中性に保持する上記効果も同時に奏することが可能となる。 The present invention contains semi-calcined dolomite, ferrous sulfate, amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate, and a polymer material as essential materials in pollution control materials such as heavy metals, and each content is described above. By making the amount within the range, it is possible to effectively insolubilize heavy metals and the like, improve the strength of the improved soil (improvement of solidification performance) and suppress re-mudification, The above-described effect of maintaining the pH of the improved soil at neutrality can also be achieved.
本発明の重金属等汚染対策材に用いられる必須含有材料である半焼成ドロマイトとしては、市場で入手し得る任意の半焼成ドロマイトを用いることができ、産地や原料ドロマイトの組成は問わない。
ドロマイトは、石灰石CaCO3とマグネサイトMgCO3のモル比が1:1となる複塩構造をとっており、CO3 2−基を挟んでCa2+イオンとMg2+イオンが交互に層を成しており、一般に、炭酸マグネシウムの割合が10〜45質量%のものをいう。ドロマイトは、国内に多量に存在しており、ドロマイトを使用した重金属等吸着材は、コストや環境負荷の点からも有利である。
As the semi-fired dolomite that is an essential material used for the pollution control material such as heavy metal of the present invention, any semi-fired dolomite available in the market can be used, and the composition of the production area and raw material dolomite is not limited.
Dolomite has a double salt structure in which the molar ratio of limestone CaCO 3 and magnesite MgCO 3 is 1: 1, and Ca 2+ ions and Mg 2+ ions are alternately layered with CO 3 2- groups in between. In general, the magnesium carbonate is 10 to 45% by mass. Dolomite is present in large amounts in Japan, and adsorbents such as heavy metals using dolomite are advantageous from the viewpoint of cost and environmental burden.
半焼成ドロマイトは、重金属等不溶化性能を発現することに大きく貢献しており、MgO系や軽焼ドロマイトと比較してpHが9〜10と弱アルカリ性であることから、本発明に好適に用いることができるものである。 Semi-calcined dolomite contributes greatly to the insolubilization performance of heavy metals, etc., and has a pH of 9 to 10 and slightly alkaline compared to MgO-based and lightly calcined dolomite. It is something that can be done.
特に、半焼成ドロマイトとしては、粉末X線回折によるリートベルト法を用いて解析したドロマイト焼成物中の残留CaMg(CO3)2相の含量が、0.4≦x≦35.4(質量%)となる半焼成ドロマイトを好適に用いることができる。
これは、半焼成ドロマイト中に含まれるCaMg(CO3)2相を定量して、上記範囲内の残留量とすることで、原料となるドロマイト鉱石の産地による組成の相違や、焼成温度等の焼成条件の設定などに関係なく、ドロマイトが最大に優れた重金属等吸着性能を有することが可能となるからである。
In particular, as the semi-fired dolomite, the content of residual CaMg (CO 3 ) 2 phase in the dolomite fired product analyzed using the Rietveld method by powder X-ray diffraction is 0.4 ≦ x ≦ 35.4 (mass%) The semi-baked dolomite which becomes) can be used suitably.
This is because the CaMg (CO 3 ) 2 phase contained in the semi-calcined dolomite is quantified and the residual amount is within the above range, so that the difference in composition depending on the origin of the raw dolomite ore, the calcining temperature, etc. This is because dolomite can have the most excellent adsorption performance such as heavy metals regardless of the setting of firing conditions.
ドロマイトは焼成することで、CaMg(CO3)2→MgO+CaCO3+CO2であらわされる分解反応を示す。ドロマイトの焼成による上記熱分解により、細孔が形成されて重金属等不溶化能を発揮しているものと考えられる。
本発明においては、ドロマイトを焼成した半焼成ドロマイト中のドロマイト相(CaMg(CO3)2相)の残留量を粉末X線回折によるリートベルト法により解析して、残留CaMg(CO3)2相の含量が、0.4≦x≦35.4(質量%)、好ましくは1.8≦x≦17.4(質量%)となる半焼成ドロマイトであれば、該ドロマイトが優れた重金属等不溶化性能を得ることができるものである。
残留CaMg(CO3)2相の含量が、上記範囲内とすることで、重金属等を、より良好に不溶化することを実現することが可能となるものである。
Dolomite shows a decomposition reaction represented by CaMg (CO 3 ) 2 → MgO + CaCO 3 + CO 2 by firing. It is considered that pores are formed by the above-described thermal decomposition by dolomite firing and exhibit insolubilization ability such as heavy metals.
In the present invention, the residual amount of the dolomite phase (CaMg (CO 3 ) 2 phase) in the semi-fired dolomite obtained by firing dolomite is analyzed by the Rietveld method using powder X-ray diffraction, and the residual CaMg (CO 3 ) 2 phase is analyzed. Is a semi-calcined dolomite having a content of 0.4 ≦ x ≦ 35.4 (mass%), preferably 1.8 ≦ x ≦ 17.4 (mass%), the dolomite is insolubilized with excellent heavy metals, etc. Performance can be obtained.
By setting the content of the residual CaMg (CO 3 ) 2 phase within the above range, it is possible to achieve better insolubilization of heavy metals and the like.
かかる好適な半焼成ドロマイトは、粉末X線回折によるリートベルト法を用いて解析したドロマイト焼成物中の残留CaMg(CO3)2相の含量が、0.4≦x≦35.4(質量%)となるように焼成することで製造することができる。
ドロマイトを焼成する温度は、特に限定されず、通常ドロマイトを焼成して半焼成ドロマイトを製造する温度、例えば650〜1000℃で焼成することができる。残留CaMg(CO3)2相の含量が、0.4≦x≦35.4(質量%)となるように焼成すれば焼成時間も制限されるものではない。
Such a suitable semi-baked dolomite has a residual CaMg (CO 3 ) 2 phase content of 0.4 ≦ x ≦ 35.4 (mass%) in a dolomite fired product analyzed using a Rietveld method by powder X-ray diffraction. It can manufacture by baking so that it may become.
The temperature at which dolomite is calcined is not particularly limited, and can be usually calcined at a temperature at which dolomite is calcined to produce semi-calcined dolomite, for example, 650-1000 ° C. The firing time is not limited as long as the residual CaMg (CO 3 ) 2 phase content is 0.4 ≦ x ≦ 35.4 (mass%).
半焼成ドロマイトの配合量としては、重金属等不溶化対策材中5〜30質量%、好ましくは5〜15質量%である。
5質量%未満では、鉛やフッ素等に対する不溶化能力が低下し、30質量%を超えると、得られる重金属等汚染対策材のpHが9以上とアルカリ性を示し、したがってpH緩衝能力によりpHが下がりにくくなることから、硫酸第一鉄が大量に必要になり、土壌強度向上能力を担保する、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムや高分子材料の必須材料配合比率が低下してしまい、改良土の固化性能が向上しにくくなってしまう。
The compounding amount of the semi-baked dolomite is 5 to 30% by mass, preferably 5 to 15% by mass in the insolubilization measure material such as heavy metal.
If it is less than 5% by mass, the insolubilizing ability to lead, fluorine, etc. is reduced, and if it exceeds 30% by mass, the resulting anti-contamination material such as heavy metals is alkaline with a pH of 9 or more, and therefore the pH is not easily lowered by the pH buffering ability. Therefore, a large amount of ferrous sulfate is required, and the essential material blending ratio of amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate or polymer material, which guarantees the soil strength improvement ability, is reduced and improved. It will be difficult to improve the solidification performance of the soil.
更に、本発明の重金属等汚染対策材には、硫酸第一鉄を必須材料として含む。
硫酸第一鉄を含有することにより、その高い還元作用によって、砒素や六価クロム等の重金属等に対して、より有効に不溶化することができるとともに、酸性であるため、他の必須含有材料の配合比率を調整することで、本発明の重金属等汚染対策材を用いて処理した土壌を中性に保持することを可能とする。
また、硫酸第一鉄は無機凝集剤としての効果があると推測され、土中の細粒分を電気的に凝集させて土壌硬度を向上させる機能を有することも考えられる。
Furthermore, the pollution control material such as heavy metal of the present invention contains ferrous sulfate as an essential material.
By containing ferrous sulfate, it can be insolubilized more effectively with respect to heavy metals such as arsenic and hexavalent chromium by its high reducing action, and since it is acidic, By adjusting the blending ratio, the soil treated with the pollution control material such as heavy metal of the present invention can be kept neutral.
In addition, ferrous sulfate is presumed to have an effect as an inorganic flocculant, and it may be considered that it has a function of improving the soil hardness by electrically agglomerating fine particles in the soil.
硫酸第一鉄の配合量としては、重金属等不溶化対策材中5〜45質量%、好ましくは10〜30質量%である。
5%未満では還元性が低下し、砒素や六価クロム等に対する不溶化効果が低下し、45質量%を超えるとpHが酸性になりやすくなり、また製造コストが高くなってしまい経済的ではない。
As a compounding quantity of ferrous sulfate, it is 5-45 mass% in insolubilization measures materials, such as a heavy metal, Preferably it is 10-30 mass%.
If it is less than 5%, the reducibility is lowered, the effect of insolubilization to arsenic, hexavalent chromium, etc. is lowered. If it exceeds 45% by mass, the pH tends to be acidic, and the production cost is increased, which is not economical.
本発明の重金属等汚染対策材には、更に、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムを必須材料として含む。
非晶質ケイ酸カルシウムとしては、市場で入手し得る任意の非晶質ケイ酸カルシウムを用いることができ、例えば、高炉スラグ、製鋼スラグからなる群より選ばれる少なくとも1種を好ましく使用できる。より好適なのは高炉スラグであり、特に好適なものは高炉水砕スラグである。
例えば、高炉スラグ等は、pHが9〜10程度と弱アルカリ性であり、また潜在水硬性を有して長期的に強度発現するため、土壌の固化性能を改質して向上させる作用を有し、特に好適に用いることが可能である。
炭酸カルシウムは、カルシウムが溶出して土壌中のアルミ成分と反応してエトリンガイト様の水和物が析出することにより、土壌の粒子を強固に結合して団粒化を促進し、土壌固化性能を得ることができる。
非晶質ケイ酸塩カルシウムと炭酸カルシウムは単独使用及び併用することも可能であり、併用する場合には、任意の比率で使用設計が可能である。
The anti-contamination material such as heavy metal of the present invention further contains amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate as an essential material.
As the amorphous calcium silicate, any commercially available amorphous calcium silicate can be used. For example, at least one selected from the group consisting of blast furnace slag and steelmaking slag can be preferably used. More preferred is blast furnace slag, and particularly preferred is blast furnace granulated slag.
For example, blast furnace slag, etc. is weakly alkaline with a pH of about 9 to 10, and has latent hydraulic properties and develops strength over the long term. Therefore, it has the effect of improving and improving the solidification performance of soil. It can be particularly preferably used.
Calcium carbonate dissolves calcium and reacts with the aluminum components in the soil to precipitate ettringite-like hydrates, thereby binding the soil particles firmly and promoting agglomeration. Can be obtained.
Amorphous calcium silicate and calcium carbonate can be used alone or in combination. When they are used in combination, use can be designed at an arbitrary ratio.
その配合量は、重金属等不溶化対策材中50質量%以上、好ましくは60質量%以上である。
添加量が50質量%より少なくなると、改良土の固化性能が低下し望ましくない。
また、使用するスラグの組成については特に制限されないが、石膏配合スラグ配合のものが水硬性を促進するため好適に使用できる。
また、スラグについては粉末形態であることが好適であり、ブレーン比表面積は8,000cm2/g以下、より好ましくは3,000〜5,000cm2/gであることが、土壌を固化改良する点から望ましい。更に、スラグ自体からの重金属溶出を抑制するため、スラグ自体に含まれる特定有害物質すべてに対して溶出量及び含有量が環境基準値を下回る必要がある。
The blending amount is 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, in the insolubilization measure material such as heavy metal.
If the amount added is less than 50% by mass, the solidification performance of the improved soil is lowered, which is not desirable.
Moreover, although it does not restrict | limit especially about the composition of the slag to be used, Since the thing of gypsum mixing | blending slag mixing accelerates | stimulates hydraulic property, it can be used conveniently.
Moreover, it is suitable that it is a powder form about slag, and a brane specific surface area is 8,000 cm < 2 > / g or less, More preferably, it is 3,000-5,000 cm < 2 > / g, and solidifies and improves soil. Desirable in terms. Furthermore, in order to suppress elution of heavy metals from the slag itself, it is necessary that the amount of elution and the content of all specific harmful substances contained in the slag itself be lower than the environmental standard value.
本発明の重金属等汚染対策材には、更に、高分子材料を必須材料として含み、高分子材料の形態としては、土壌から吸水して反応する必要があるため粉末形態であることが望ましい。
本発明に用いる高分子材料の性状としては、冷水に溶けやすいこと、水溶液のpHが中性領域であること、種々の土壌に対応することから有効pH領域が弱酸〜弱アルカリ性の範囲をカバーすること、水に溶けると増粘性を示すものを用いることが望ましい。
The anti-contamination material such as heavy metal of the present invention further contains a polymer material as an essential material, and the polymer material is preferably in a powder form because it needs to absorb water from the soil and react.
As the properties of the polymer material used in the present invention, it is easy to dissolve in cold water, the pH of the aqueous solution is in a neutral region, and since it corresponds to various soils, the effective pH region covers the range of weak acid to weak alkalinity. In addition, it is desirable to use a material that exhibits thickening when dissolved in water.
高分子材料としては、土中の水分と反応して細粒分を凝集させて土壌が締まりやすくする作用を有する高分子凝集剤や、土中の水分と反応し増粘することにより粒子を結合させる増粘剤を好適に用いることができる。前記有機高分子凝集剤の種類としてはアニオン系高分子凝集剤、ノニオン系高分子凝集剤、カチオン系高分子凝集剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を使用することができ、特により好適なのは溶液pHが中性であり粘度が高いアニオン系高分子凝集剤である。前記有機高分子凝集剤としては、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸エステル、ポリアミジン、ポリアクリル酸ソーダ、ポリエチレンオキサイド、アクリル酸ソーダ−アクリルアミド共重合体、からなる群より選ばれる少なくとも1種を使用することができ、特により好適なのは、ポリアクリルアミド系で、同一水量に溶解させたときに水溶液粘度が高いものである。 As polymer materials, polymer flocculants have the effect of agglomerating fine particles by reacting with moisture in the soil and making the soil easier to tighten, and particles are bonded by reacting with moisture in the soil and thickening. The thickener to be used can be used suitably. As the kind of the organic polymer flocculant, at least one selected from the group consisting of an anionic polymer flocculant, a nonionic polymer flocculant, and a cationic polymer flocculant can be used. It is an anionic polymer flocculant having a neutral solution pH and a high viscosity. As the organic polymer flocculant, at least one selected from the group consisting of polyacrylamide, polyacrylate ester, polyamidine, sodium polyacrylate, polyethylene oxide, sodium acrylate-acrylamide copolymer may be used. Particularly preferred is a polyacrylamide type, which has a high aqueous solution viscosity when dissolved in the same amount of water.
また、前記増粘剤としては、セルロース誘導体、ポリアミド誘導体、ポリビニルアルコール誘導体、グアーガム、デンプン、キサンタンガム、プロピレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも1種を使用することができ、特に、好適なものはセルロース誘導体であるヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、メチルセルロース(MC)である。 As the thickener, at least one selected from the group consisting of cellulose derivatives, polyamide derivatives, polyvinyl alcohol derivatives, guar gum, starch, xanthan gum, and propylene glycol can be used. The derivatives are hydroxyethyl methylcellulose (HEMC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), and methylcellulose (MC).
また、上記高分子材料は、pHが中性であり、更に土壌中の微粒子を結合させ凝集粒子になることで、土壌を固化させることによる強度向上や再泥化の抑制に寄与することができる。
その配合量は、前記半焼成ドロマイトと、硫酸第一鉄と、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムとの合計量に対して、外割で0.1〜10質量%、好ましくは1〜5質量%である。
10質量%を超えると、コストが高くなり経済的でない。また、土中への有機物の大量添加は環境的にも好ましくない。
In addition, the polymer material has a neutral pH, and can further contribute to strength improvement and re-mudging suppression by solidifying the soil by binding fine particles in the soil to become aggregated particles. .
The blending amount is 0.1 to 10% by mass, preferably 1 with respect to the total amount of the semi-baked dolomite, ferrous sulfate, amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate. ˜5 mass%.
When it exceeds 10 mass%, cost will become high and it is not economical. In addition, addition of a large amount of organic matter to the soil is not environmentally preferable.
本発明の重金属等汚染対策材は、上記半焼成ドロマイト、硫酸第一鉄、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウム、及び高分子材料の必須含有材料を上記配合割合で配合することで、土壌に混合した際pHが中性(一律排水基準である5.8〜8.6)となるようにすることができるものである。
また、本発明の重金属等汚染対策材の不溶化性能に影響を与えない範囲で、上記必須含有材料以外にも、硫酸アルミニウムや消石灰などのpH調整用の任意の材料を添加しても良い。
The anti-contamination material such as heavy metal of the present invention, by blending the above-mentioned semi-baked dolomite, ferrous sulfate, amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate, and the essential material of the polymer material in the above blending ratio, When mixed with soil, the pH can be neutral (5.8 to 8.6, which is a uniform drainage standard).
Moreover, you may add arbitrary materials for pH adjustments, such as aluminum sulfate and slaked lime, in addition to the said essential content material in the range which does not affect the insolubilization performance of pollution control materials, such as a heavy metal of this invention.
本発明の重金属等汚染対策材は、上記半焼成ドロマイト、硫酸第一鉄、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウム、及び高分子材料を均一に混合することができれば、任意の方法を用いて混合して調製することができる。 The anti-contamination material such as heavy metal of the present invention may be any method as long as the semi-baked dolomite, ferrous sulfate, amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate, and a polymer material can be mixed uniformly. Can be prepared by mixing.
また、本発明の重金属等汚染対策工法は、重金属等汚染対策材と汚染土壌とを混合する工法であるが、その混合方法については、特に限定されず、例えば、土壌表層に重金属等汚染対策材を散布し、表面改質性能を有する重機による改良や、土壌との混合設備など従来の粉末不溶化材と同様の土壌混合設備を適用することができる。 The heavy metal pollution control method of the present invention is a method of mixing a heavy metal pollution control material and contaminated soil, but the mixing method is not particularly limited. For example, the heavy metal pollution control material is applied to the soil surface layer. It is possible to apply soil mixing equipment similar to conventional powder insolubilizing materials, such as improvement by heavy machinery having a surface modification performance and mixing equipment with soil.
また、重金属等汚染対策材は、粉末の形態が望ましく用いられ、また、汚染土壌との混合装置としては、バックホウ、深層混合処理機、定置式ミキサー、パワーブレンダ等を用いて混合することが過剰であり、処理土壌に対する重金属等対策処理材の配合量は、土壌の含水率や、要求される処理土の固化強度等により変動し、任意に設計することができる。 In addition, heavy metal and other pollution control materials are desirably used in the form of powder, and as a mixing device with contaminated soil, it is excessive to mix using a backhoe, deep mixing processor, stationary mixer, power blender, etc. And the compounding quantity of countermeasure processing materials, such as a heavy metal with respect to treated soil, fluctuates with the moisture content of soil, the solidification intensity | strength of the required treated soil, etc., and can be designed arbitrarily.
このように、重金属等汚染対策材を、重金属やフッ素等が溶出する汚染土壌と接触させることにより、汚染土壌から溶出する重金属等を不溶化するとともに、土壌の固化性能及び再泥化抑制機能を向上させて、処理土壌のpHを中性に保持することが可能となる。
例えば、土壌中の重金属等の溶出量は土壌汚染対策法に基づき測定した溶出量がすべて土壌溶出量基準以内となるとともに、環境庁告示46号(平成3年8月23日公布)に準拠した方法で調製した検液のpHは、環境庁の一律排水基準に規定される5.8〜8.6の範囲となり、更に、コーン指数は国土交通省の「発生土利用基準について」の土質区分基準の第3種改良土に規定される400kN/m2以上とすることができ、確実に環境基準を満足するように設計することが可能である。
In this way, heavy metals such as heavy metals are brought into contact with contaminated soil from which heavy metals, fluorine, etc. are eluted, so that the heavy metals eluted from the contaminated soil are insolubilized and the solidification performance of the soil and the re-mudging suppression function are improved. Thus, the pH of the treated soil can be kept neutral.
For example, the amount of elution of heavy metals, etc., in the soil is all within the standards for soil elution, measured according to the Soil Contamination Countermeasures Law, and conforms to the Environmental Agency Notification No. 46 (promulgated on August 23, 1991) The pH of the test solution prepared by the method is in the range of 5.8 to 8.6 defined in the uniform drainage standards of the Environment Agency. It can be set to 400 kN / m 2 or more as defined in the standard third-grade improved soil, and can be designed to reliably satisfy the environmental standard.
本発明を次の実施例及び比較例により説明する。
(模擬汚染土壌の調製)
模擬汚染土壌を以下のようにして調製した。
模擬汚染土壌を調製するに際して使用する原土として、下記表1の特性を有する原土を準備した。
The invention is illustrated by the following examples and comparative examples.
(Preparation of simulated contaminated soil)
Simulated contaminated soil was prepared as follows.
A raw soil having the characteristics shown in Table 1 below was prepared as a raw soil to be used when preparing the simulated contaminated soil.
次いで、砒素、鉛、フッ化物の試薬をそれぞれ溶解させた水溶液をそれぞれ調製した。
具体的には、砒素を含有する水溶液としては、亜ヒ酸ナトリウム[NaAsO2](関東化学社製)の所定量を水に添加して溶解させた水溶液を、鉛を含有する水溶液としては、硝酸鉛[Pb(NO3)2](関東化学社製)の所定量を水に添加して溶解させた水溶液を、フッ化物を含有する水溶液としては、フッ化ナトリウム[NaF](関東化学社製)の所定量を水に添加して溶解させた水溶液を準備した。
Next, aqueous solutions in which arsenic, lead, and fluoride reagents were dissolved were prepared.
Specifically, as an aqueous solution containing arsenic, an aqueous solution in which a predetermined amount of sodium arsenite [NaAsO 2 ] (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) is added and dissolved in water is used as an aqueous solution containing lead. An aqueous solution in which a predetermined amount of lead nitrate [Pb (NO 3 ) 2 ] (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) is added and dissolved in water is sodium fluoride [NaF] (Kanto Chemical Co., Inc.) as an aqueous solution containing fluoride. An aqueous solution prepared by adding a predetermined amount of (made) to water was prepared.
得られた砒素含有水溶液、鉛含有水溶液、フッ化物含有水溶液を、上記原土に対してそれぞれ所定量添加して、ソイルミキサーにて低速で十分に混合されるように撹拌混合した。ソイルミキサーの容器及びパドルに付着した土壌を掻き落としたのち、再度低速で十分に混合した。
次いで、20℃の室内で各土壌をポリエチレン袋に密封して7日間養生し、それぞれ砒素模擬汚染土壌、鉛模擬汚染土壌、フッ素模擬汚染土壌の3種類の各模擬汚染土壌を、調製した。
A predetermined amount of each of the obtained arsenic-containing aqueous solution, lead-containing aqueous solution, and fluoride-containing aqueous solution was added to the raw soil, and the mixture was stirred and mixed by a soil mixer so as to be sufficiently mixed at a low speed. The soil adhering to the container of the soil mixer and the paddle was scraped off, and then thoroughly mixed again at a low speed.
Next, each soil was sealed in a polyethylene bag in a room at 20 ° C. and cured for 7 days, and each of three types of simulated contaminated soils of arsenic simulated contaminated soil, lead simulated contaminated soil, and fluorine simulated contaminated soil was prepared.
各模擬汚染土壌について、環境庁告示46号(平成3年8月23日公布)に準拠した方法で検液を作製し、検液中の重金属等濃度をJIS K 0102「工場排水試験方法」に準拠して測定した。測定した各模擬汚染土壌からの砒素、鉛、フッ素溶出量の結果を下記2に示す。 For each simulated contaminated soil, prepare a test solution in accordance with the Environmental Agency Notification No. 46 (promulgated on August 23, 1991) and set the concentration of heavy metals, etc. in the test solution to JIS K 0102 “Factory Wastewater Test Method”. Measured in conformity. The measured results of arsenic, lead, and fluorine elution amounts from each simulated contaminated soil are shown in 2 below.
(使用原材料)
重金属等汚染対策材を調製するにあたり、以下の材料を用いた。
・半焼成ドロマイト(粉末):栃木県葛生産
・硫酸第一鉄:堺化学社製 一水和物粉末
・非晶質ケイ酸カルシウム:日鐵住金スラグ製品社製 高炉スラグ微粉末(商品名:エスメント 4000ブレーン 石膏入り)
・炭酸カルシウム:関東化学社製 鹿1級粉末
・高分子材料:高分子凝集剤−ハイモ社製、増粘剤−松本油脂製薬社製
・半水石膏:関東化学社製 焼石膏粉末
(Raw materials used)
The following materials were used in preparing pollution control materials such as heavy metals.
・ Semi-baked dolomite (powder): Tochigi Prefecture Kuzu production ・ Ferrous sulfate: Sakai Chemical Co. monohydrate powder ・ Amorphous calcium silicate: Nippon Steel & Sumikin Slag Products Co., Ltd. Blast furnace slag fine powder (trade name: SMENT 4000 BRAIN with plaster)
・ Calcium carbonate: Kanto Chemical Co., Ltd., deer first grade powder ・ Polymer material: Polymer flocculant-Made by Hymo Co., Ltd., Thickener-Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. ・ Hemihydrate gypsum: Kanto Chemical Co., Ltd. calcined gypsum powder
上記半焼成ドロマイト(粉):栃木県葛生産)の化学組成を、JIS M 8851:1983「ドロマイトの分析方法」に準拠して測定した。その結果を下記表3に示す。 The chemical composition of the above-mentioned semi-baked dolomite (powder): Tokugi Prefecture Katsu Production) was measured in accordance with JIS M 8851: 1983 “Analytical Method of Dolomite”. The results are shown in Table 3 below.
(重金属等汚染対策材)
上記各使用原材料を、下記表4に示す配合割合で混合して、各重金属等汚染対策材を調製した。
なお、各原材料の混合順序は特に制限されないが、各原材料を同時に混合して、各重金属等汚染対策材を製造した。なお、表4中、高分子材料は、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムと、半焼成ドロマイトと、硫酸第一鉄との合計質量に対して外割で配合した配合量(質量%)を示す。
(Heavy metal pollution control materials)
The above-mentioned raw materials used were mixed at the blending ratios shown in Table 4 below to prepare pollution control materials such as heavy metals.
In addition, although the mixing order in particular of each raw material is not restrict | limited, each raw material was mixed simultaneously and each pollution control material, such as each heavy metal, was manufactured. In Table 4, the polymer material is blended in an external proportion with respect to the total mass of amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate, semi-baked dolomite, and ferrous sulfate (mass%) ).
(試験例)
試験例1:重金属等の不溶化試験
上記各模擬汚染土壌1m3に対して、表4に示す各重金属等汚染対策材50kgを添加し、ソイルミキサーにて低速で2.5分間練り混ぜた後、ソイルミキサーの容器とパドルに付着した土壌を掻き落とし、再度、低速で2.5分間練り混ぜて、各試験土壌を調製した。
試験土壌を調製した後、7日後(材齢7日)の各試験土壌について、環境庁告示46号(平成3年8月23日公布)に準拠した方法で検液を作製し、検液中の重金属等濃度を、JIS K 0102『工場排水試験方法』に準拠して、砒素、鉛、フッ素溶出量を測定した。
なお、比較例1として、各模擬汚染土壌に重金属等対策材を混合しない各模擬汚染土壌についても同様にして、砒素、鉛、フッ素溶出量を測定した。
その結果を表5に示す。
(Test example)
Test Example 1: Insolubilization test for heavy metals, etc. To each 1 m 3 of the above-mentioned simulated contaminated soil, 50 kg of each anti-pollution material for heavy metals shown in Table 4 was added and kneaded at a low speed for 2.5 minutes with a soil mixer. The soil adhering to the container and paddle of the soil mixer was scraped off, and again kneaded at a low speed for 2.5 minutes to prepare each test soil.
After preparing the test soil, a test solution was prepared for each test soil after 7 days (age 7 days) by a method based on the Environmental Agency Notification No. 46 (promulgated on August 23, 1991). Based on JIS K 0102 “Factory drainage test method”, arsenic, lead, and fluorine elution amounts were measured.
As Comparative Example 1, arsenic, lead, and fluorine elution amounts were measured in the same manner with respect to each simulated contaminated soil in which countermeasure materials such as heavy metals were not mixed with each simulated contaminated soil.
The results are shown in Table 5.
また、環境庁告示46号(平成3年8月23日公布)に準拠した方法で調製した上記砒素模擬汚染土壌の検液のpHを、JIS Z8802:2011「pH測定方法」に準拠して測定した。
これらの結果を、下記表5に示す。
Also, the pH of the arsenic simulated contaminated soil solution prepared by a method based on Environment Agency Notification No. 46 (promulgated on August 23, 1991) is measured according to JIS Z8802: 2011 “pH measurement method”. did.
These results are shown in Table 5 below.
試験例2:土壌の固化試験
上記砒素含有模擬汚染土壌1m3に対して、表4に示す各種重金属等汚染対策材50kgを添加し、ソイルミキサーにて低速で2.5分間練り混ぜた後、ソイルミキサーの容器とパドルに付着した土壌を掻き落とし、再度、低速で2.5分間練り混ぜて、試験土壌を調製した。
試験土壌を調製した後、各試験土壌をJISA 1210:2009「突固めによる土の締固め試験方法」に規定される10cmモールドに3層に分けて充填し、20℃で材齢7日まで密封養生した後、JIS A 1228「突固めによる土の締固め試験方法」に準拠してコーン指数を測定した。
その結果を下記表5に示す。
Test Example 2: Soil solidification test To 1 m 3 of the above arsenic-containing simulated contaminated soil, 50 kg of various anti-pollution materials such as heavy metals shown in Table 4 were added and kneaded at a low speed for 2.5 minutes with a soil mixer. The soil adhering to the container of the soil mixer and the paddle was scraped off, and again kneaded at a low speed for 2.5 minutes to prepare a test soil.
After preparing the test soil, each test soil was filled into 10 cm molds stipulated in JISA 1210: 2009 “Soil compaction test method by tamping” in three layers and sealed at 20 ° C. until the age of 7 days. After curing, the cone index was measured in accordance with JIS A 1228 “Soil compaction test method by tamping”.
The results are shown in Table 5 below.
試験例3:土壌の再泥化試験
上記砒素含有模擬汚染土壌1m3に対して、表4に示す各種重金属等汚染対策材50kgを添加し、ソイルミキサーにて低速で2.5分間練り混ぜた後、ソイルミキサーの容器とパドルに付着した土壌を掻き落とし、再度、低速で2.5分間練り混ぜて、試験土壌を調製した。
試験土壌を調製した後、各試験土壌をJISA 1210:2009「突固めによる土の締固め試験方法」に規定される10cmモールドに3層に分けて充填し、20℃で材齢7日まで密封養生した後脱型して供試体を得た。
常温の水道水を貯めた水槽に供試体を入れ、供試体が完全に水中に浸漬する状態で24時間静置し、目視にて供試体の崩れ方から再泥化の有無を確認した(1回目浸漬)。
供試体の初期形状を維持した場合(再泥化しなかった)及び供試体の崩れが一部であった場合は、供試体を水中から取出して24時間30℃で乾燥させた。次いで、当該供試体を再度水中に完全に浸漬させた状態で24時間静置し、目視にて供試体の崩れ方から再泥化の有無を確認した(2回目浸漬)。
その結果を下記表5に示す。
Test Example 3: Soil re-mudging test To 1 m 3 of the arsenic-containing simulated contaminated soil, 50 kg of various anti-pollution materials such as heavy metals shown in Table 4 were added and kneaded at a low speed for 2.5 minutes with a soil mixer. Thereafter, the soil adhering to the container of the soil mixer and the paddle was scraped off and kneaded again at a low speed for 2.5 minutes to prepare a test soil.
After preparing the test soil, each test soil was filled into 10 cm molds stipulated in JISA 1210: 2009 “Soil compaction test method by tamping” in three layers and sealed at 20 ° C. until the age of 7 days. After curing, it was demolded to obtain a specimen.
The specimen was put into a water tank storing room temperature tap water, and left still for 24 hours in a state where the specimen was completely immersed in water, and the presence or absence of re-mudging was confirmed by visual inspection from how the specimen collapsed (1 Second immersion).
When the initial shape of the specimen was maintained (not re-mudged) and when the specimen was partially collapsed, the specimen was taken out of water and dried at 30 ° C. for 24 hours. Subsequently, the specimen was left to stand for 24 hours in a state where it was completely immersed again in water, and the presence or absence of re-mudging was confirmed by visual observation from the way the specimen collapsed (second immersion).
The results are shown in Table 5 below.
なお、砒素、鉛、フッ素の溶出量は土壌汚染対策法に基づく各土壌溶出量基準以下であるものを合格とした(砒素:0.01mg/L、鉛:0.01mg/L、フッ素:0.8mg/L)。
検液pHは、環境庁の一律排水基準にて規定される5.8〜8.6の範囲となるものを合格とした。
コーン指数は、国土交通省の「発生土利用基準について」の土質区分基準の第3種改良土に規定される400kN/m2以上であるものを合格とした。
再泥化試験は、供試体の初期形状を維持している場合を○、一部が崩れたり、ひび割れが入ったものを△、形状が消失し泥化したものを×として評価した。上記2回の水中浸漬試験を実施して、2回目の浸漬後であっても、初期形状を維持し、供試体に崩れやひび割れが目視で観察できなかったものを合格とした。
The amount of arsenic, lead, and fluorine elution that was not more than each soil elution amount standard based on the Soil Contamination Countermeasures Law was deemed acceptable (arsenic: 0.01 mg / L, lead: 0.01 mg / L, fluorine: 0 .8 mg / L).
The test solution pH was determined to be within the range of 5.8 to 8.6 defined by the uniform drainage standards of the Environment Agency.
The corn index passed 400 kN / m 2 or more as stipulated in the third type improved soil of the soil classification criteria of “Regarding the Soil Use Standard” of the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism.
The re-mudging test was evaluated as ○ when the initial shape of the specimen was maintained, Δ when part of the specimen was broken or cracked, and x when the shape disappeared and became muddy. The above two underwater immersion tests were carried out, and even after the second immersion, the initial shape was maintained, and the specimens that were not collapsed or cracked visually could be accepted.
上記表5より、本発明の半焼成ドロマイト、硫酸第一鉄、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウム、及び高分子材料をすべて含む重金属等汚染対策材を用いた実施例においては、材齢7日の試験土壌中の砒素、鉛、フッ素の溶出量がすべて土壌溶出量基準以内となるとともに、検液pHが一律排水基準範囲内となり、かつコーン指数400kN/m2以上かつ供試体が再泥化しなかった。
なお、実施例においては、上記鉛含有試験土壌及びフッ素含有試験土壌についても同様の方法で測定したコーン指数の値は、コーン指数400kN/m2以上となった。
From Table 5 above, in the examples using the anti-contamination material such as heavy metals including all the semi-calcined dolomite, ferrous sulfate, amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate, and polymer material of the present invention, The elution amount of arsenic, lead, and fluorine in the 7-day-old test soil is all within the soil elution amount standard, the test pH is within the uniform drainage standard range, the cone index is 400 kN / m 2 or more, and the specimen is It did not re-mud.
In the examples, the corn index value measured by the same method for the lead-containing test soil and the fluorine-containing test soil was a cone index of 400 kN / m 2 or more.
比較例2及び3の高分子材料を含まない重金属等汚染対策材C1及びC2については、比較例1の模擬汚染土壌そのものと比べてコーン指数が高くなったものの、400kN/m2未満であり、1回目の水中浸漬により供試体が再泥化した。
これは、非晶質ケイ酸カルシウムと硫酸イオンの反応によるエトリンガイトの生成によりコーン指数が向上するものの、高分子材料が存在せず土壌中の細粒分の凝集効果がないためコーン指数の伸びが低くなったり、再泥化抑制効果が発現しなかったと考えられる。
About anti-pollution materials C1 and C2 such as heavy metals that do not contain the polymer material of Comparative Examples 2 and 3, although the corn index is higher than the simulated contaminated soil itself of Comparative Example 1, it is less than 400 kN / m 2 . The specimen re-mudged by the first immersion in water.
This is because the corn index is improved by the production of ettringite by the reaction of amorphous calcium silicate and sulfate ions, but there is no aggregation of fine particles in the soil because there is no polymer material, so the corn index is increased. It is thought that it became low and the re-mudging suppression effect was not expressed.
比較例4に示す非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムと高分子材料とを含まない重金属等汚染対策材C3については、土壌固化性能のある物質を含まないためコーン指数の伸びは、比較例1の模擬汚染土壌そのものと比べほとんどなく400kN/m2未満となった。また、1回目の水中浸漬により供試体が再泥化した。 As for the anti-contamination material C3 such as heavy metal that does not contain amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate and a polymer material shown in Comparative Example 4, the growth of the corn index is comparative because it does not contain a substance with soil solidifying performance. It was almost less than 400 kN / m 2 compared with the simulated contaminated soil itself of Example 1. Further, the specimen was re-mudged by the first immersion in water.
比較例5に示す半焼成ドロマイトを含まない重金属等汚染対策材C4については、pHが中性になるもののフッ素の溶出量が土壌溶出量基準を超過した。
半焼成ドロマイトに存在する微細孔への物理吸着がないこと及び半焼成ドロマイト成分とのフッ化物イオンの反応による難溶性化合物が形成されないためだと考えられる。
Regarding the pollution control material C4 such as heavy metal that does not contain semi-baked dolomite shown in Comparative Example 5, although the pH was neutral, the elution amount of fluorine exceeded the soil elution amount standard.
This is thought to be because there is no physical adsorption to the micropores present in the semi-fired dolomite and a poorly soluble compound is not formed by the reaction of fluoride ions with the semi-fired dolomite component.
比較例6に示す硫酸第一鉄を含まない重金属等汚染対策材C5については、pHが9.3とアルカリ性となった。
また、砒素及び鉛の溶出量が土壌溶出量基準を超過した。
砒素については硫酸第一鉄が含まれず難溶性の砒酸鉄が析出しないためと考えられる。
鉛については硫酸塩が含まれず硫酸鉛等の難溶性化合物が生成されないためと考えられる。
About the pollution control material C5, such as a heavy metal which does not contain ferrous sulfate shown in the comparative example 6, pH became 9.3 and alkaline.
The amount of arsenic and lead elution exceeded the soil elution standard.
Arsenic is considered to be because ferrous sulfate is not contained and hardly soluble iron arsenate does not precipitate.
It is thought that lead does not contain sulfates and hardly soluble compounds such as lead sulfate are not produced.
比較例7に示す重金属等対策材C6については、半焼成ドロマイト、硫酸第一鉄、非晶質ケイ酸カルシウム及び高分子材料をすべて含むが、非晶質ケイ酸カルシウムの量が20質量%と少ないため土壌固化性能が低く、コーン指数は400kN/m2未満となった。また、1回目の水中浸漬により供試体の一部が崩れ、乾燥後の2回目の水中浸漬により供試体が再泥化した。 The countermeasure material C6 such as heavy metal shown in Comparative Example 7 includes all of the half-baked dolomite, ferrous sulfate, amorphous calcium silicate and polymer material, but the amount of amorphous calcium silicate is 20% by mass. Since it was small, the soil solidification performance was low, and the corn index was less than 400 kN / m 2 . Further, a part of the specimen collapsed by the first immersion in water, and the specimen was re-mudged by the second immersion in water after drying.
比較例8に示す重金属等対策材C7については、半水石膏が土壌中の水分と反応して二水石膏に変わり含水比が低下することから、コーン指数は400kN/m2以上となったが、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムを含まず、1回目の水中浸漬により二水石膏が溶解することにより供試体の一部が崩れ、乾燥後の2回目の水中浸漬により供試体が再泥化した。 About countermeasure material C7, such as a heavy metal shown in the comparative example 8, hemihydrate gypsum reacts with the water | moisture content in soil, it changes to dihydrate gypsum, and a water content ratio falls, but although the corn index became 400 kN / m < 2 > or more. , Which does not contain amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate, part of the specimen collapses due to dissolution of dihydrate gypsum by the first immersion in water, and the specimen is submerged by the second immersion in water after drying. Re-mudged.
比較例9に示す重金属等対策材C8については半水石膏単体であり、非晶質ケイ酸カルシウム及び/又は炭酸カルシウムを含まないため、不溶化性能、固化性能、再泥化抑制効果が合格基準に届かなかった。 About countermeasure material C8, such as a heavy metal shown in the comparative example 9, since it is a hemihydrate gypsum simple substance and does not contain an amorphous calcium silicate and / or calcium carbonate, insolubilization performance, solidification performance, and re-mudging suppression effect are based on acceptance criteria. I did not receive it.
本発明の重金属等汚染対策材及び当該対策材を用いた重金属等汚染対策工法は、重金属やハロゲンを効率よく不溶化できるとともに、改良土を中性に保持しながら、土壌を固化して強度を向上することができるとともに、再泥化抑制効果に優れるため、重金属やハロゲンが溶出する土壌改質に有効に利用することができる。例えば、トンネルやダム等の掘削工事や建設工事等によって大量に発生する重金属等が溶出する汚染土壌の処理に有効に適用することができ、更に、湖岸や海岸の埋め立て処理が可能となる。
The anti-contamination material for heavy metals and the like, and the anti-contamination method for heavy metals using the anti-corrosion material of the present invention can insolubilize heavy metals and halogens efficiently, and solidify the soil and improve the strength while keeping the improved soil neutral. In addition, since it is excellent in re-mudging suppression effect, it can be effectively used for soil modification from which heavy metals and halogens are eluted. For example, it can be effectively applied to the treatment of contaminated soil from which heavy metals generated in large quantities due to excavation work or construction work such as tunnels and dams are eluted, and further, landfill treatment of lake shores and coasts becomes possible.
Claims (5)
A heavy metal pollution control method according to any one of claims 1 to 4, wherein the heavy metal pollution control material is mixed with soil.
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