説明

砒素を含む掘削土の処理方法

【課題】砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理の双方を十分に行うとともに、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなるような砒素を含む掘削土の処理方法を提供する。
【解決手段】本発明は、砒素を含む掘削土の処理方法であって、砒素を含む掘削土と鉄塩(例えば、硫酸第二鉄若しくは塩化第二鉄)とを混合させる工程と、該工程を経た掘削土と珪酸アルカリ金属塩(例えば、珪酸ソーダ)とを混合させる工程と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、砒素を含む掘削土の処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
砒素は、環境汚染の原因物質であることから、砒素を含む掘削土については、砒素の不溶化処理を行って、砒素の溶出量を所定の基準値以下、具体的には、「土壌の汚染に係る環境基準について」(環境庁告示第46号:平成3年8月23日)による検液が0.010mg/L以下となるようにしておく必要がある。
【0003】
また、掘削土は、一般的に強度が低い(コーン指数が200kN/m未満)ため、トラックなどに山積みすることが困難であることから、そのままの状態では、一般残土としてこれを搬出することが認められていない。従って、砒素を含む掘削土を搬出して処理するためには、当該掘削土の固化処理を行って、掘削土の強度を所定の基準値(具体的には、コーン指数が200kN/m)以上となるようにしておく必要もある。
【0004】
そこで、従来より、砒素を含む掘削土の処理方法として、砒素の不溶化処理を行うとともに、掘削土の固化処理を行う技術が知られており、例えば、砒素を含む掘削土に、鉄塩を添加して、砒素の不溶化処理を行うとともに、セメント系固化材、石灰系固化材、マグネシア系固化材から選ばれる一種以上の固化材を添加して、掘削土の固化処理を行う技術が知られている(下記特許文献1の段落[0010]等参照)。さらに、これに関連する技術として、砒素の不溶化剤である鉄塩と、固化材である酸化マグネシウム及び珪酸アルカリ金属塩と、を含有する薬剤が知られている(下記特許文献2参照)。また、これに関連する技術として、石膏系の中性固化材を用いる技術も知られている。
【特許文献1】特開2006−167524号公報
【特許文献2】特開2007−302885号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の技術の如く、固化材として、セメント系固化材、石灰系固化材、マグネシア系固化材を用いた場合には、砒素を不溶化し、掘削土を固化することは可能であるものの、処理後の掘削土が強アルカリ性(具体的には、pH>9)を示すこととなるため、例えば、処理後の掘削土の利用が制限されるなどの問題が生じてしまう。また、処理後の掘削土について、別途、中和処理を行う場合には、コストの増加を招いてしまう。
【0006】
さらに、上記関連技術の如く、鉄塩と、酸化マグネシウム及び珪酸アルカリ金属塩と、を含有する薬剤を用いた場合には、砒素が十分に不溶化する前に、掘削土が固化してしまう。そのため、薬剤と掘削土とが均一に混合されず、処理後の掘削土について、砒素の溶出量を測定すると、その溶出量が所定の基準値を超えることもある。
【0007】
また、上記関連技術の如く、石膏系の中性固化材を用いた場合には、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すことになるものの、その強度発現性が低く、掘削土の固化処理が不十分となり(具体的には、1時間後のコーン指数が200kN/m未満)、処理後の掘削土が一般残土として搬出し得る強度になるまで、時間がかかる。そのため、ストックヤードが必要になってしまうなどの問題がある。
【0008】
本発明は、かかる課題を鑑みてなされたものであり、砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理の双方を十分に行うとともに、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなるような砒素を含む掘削土の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明は、砒素を含む掘削土の処理方法であって、前記掘削土と鉄塩とを混合させる工程と、該工程を経た掘削土と珪酸アルカリ金属塩とを混合させる工程と、を有することを特徴とする。
【0010】
本発明の如く、砒素を含む掘削土と鉄塩とを混合させると、この掘削土に含まれる砒素と鉄塩由来の鉄イオンとが反応して難溶性の砒酸鉄が形成されるので、掘削土に含まれる砒素が不溶化されることとなる。続いて、この掘削土と珪酸アルカリ金属塩とを混合させると、珪酸アルカリ金属塩と、掘削土に残存する鉄イオン及び水素イオンとが反応して、珪酸がゲル化若しくは固化し、掘削土が固化されることとなる。
【0011】
とりわけ、本発明の如く、砒素の不溶化剤として、鉄塩を用いるとともに、掘削土の固化材として、珪酸アルカリ金属塩を用いた場合には、砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理の双方を十分に行うことが可能となる。しかも、処理後の掘削土は、弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなるので、別途、中和処理を行う必要はない。
【0012】
本発明において、珪酸アルカリ金属塩は、アルカリ性を示すので、処理後の掘削土のpHをより中性付近にするためには、鉄塩として、酸性の鉄塩を用いることが好ましく、具体的には、鉄塩として、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、シリカ鉄、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄などを用いることとする。また、本発明に用いる珪酸アルカリ金属塩としては、例えば、珪酸ソーダ、カリウム水ガラス、シリカゾル、リチウム水ガラス、粉末珪酸ソーダ、粉末珪酸カリウムなどが挙げられる。
【発明の効果】
【0013】
本発明の砒素を含む掘削土の処理方法によれば、砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理の双方を十分に行うことが可能となり、しかも、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行ったところ、砒素を含む掘削土の処理方法として、砒素を含む掘削土と鉄塩とを混合させる工程と、該工程を経た掘削土と珪酸アルカリ金属塩とを混合させる工程と、を有するものを案出した。そして、次の確認試験によりその効果を確認し、本発明を完成するに至った。
【0015】
すなわち、本発明者らは、本発明の確認試験として、まず、砒素含有土砂を2mm以下に解砕し、その砒素含有土砂(以下「原土」という。)に、硫酸第二鉄(11%;商品名「ポリテツ」)又は塩化第二鉄(39%;商品名「塩化第二鉄液42度)を添加してこれらを混合した。続いて、その混合物に珪酸ソーダ(JIS.K1408)を添加してこれらを混合することにより、試料土を作製した。
【0016】
次に、本発明者らは、試料土(含水比30%;1,850g)について、砒素の溶出試験(JIS.K.0102.61.1の吸光光度法;前述した環境庁告示第46号参照)を実施して、砒素の不溶化処理が十分に行われるか否か、具体的には、砒素の溶出量が環境基準値0.010mg/L以下となるか否かを確認した。
【0017】
また、本発明者らは、試料土について、当該試料土を作製してから1時間後のコーン貫入試験(JIS.A.1228.2000)を実施して、掘削土の固化処理が十分に行われるか否か、具体的には、試料土のコーン指数が200kN/m以上となるか否かを確認した。
【0018】
さらに、本発明者らは、試料土のpHを測定し、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すこととなるか否か、具体的には、試料土のpHが7〜9以下となるか否かを確認した。また、比較対照として、原土についても試料土と同様の試験を実施した。
【0019】
これらの確認試験の結果を表1に示す。
【表1】

【0020】
表1に示す通り、原土の場合(すなわち、本発明の処理を行わなかった場合)には、砒素の溶出量が0.015mg/L(>環境基準値0.010mg/L)となり、コーン指数が139kN/m(<基準値200kN/m)となった。なお、原土のpHは、7.36であった。
【0021】
これに対し、試料土の場合(すなわち、本発明の処理を行った場合)には、鉄塩として、硫酸第二鉄を用いたケース、及び塩化第二鉄を用いたケースのいずれのケースにおいても、砒素の溶出量が環境基準値0.010mg/L以下となり、また、コーン指数が200kN/m以上となった。しかも、pHが9以下となり、弱アルカリ性を示した。
【0022】
以上の確認試験の結果により、本発明によれば、砒素の不溶化処理及び掘削土の固化処理の双方を十分に行うことが可能となり、しかも、処理後の掘削土が弱アルカリ性若しくは中性を示すことになるといえる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
砒素を含む掘削土の処理方法であって、
前記掘削土と鉄塩とを混合させる工程と、
該工程を経た掘削土と珪酸アルカリ金属塩とを混合させる工程と、
を有することを特徴とする砒素を含む掘削土の処理方法。
【請求項2】
請求項1において、
前記鉄塩として、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、シリカ鉄、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄のうち一種以上を用いることを特徴とする砒素を含む掘削土の処理方法。
【請求項3】
請求項1又は2において、
前記珪酸アルカリ金属塩として、珪酸ソーダ、カリウム水ガラス、シリカゾル、リチウム水ガラス、粉末珪酸ソーダ、粉末珪酸カリウムのうち一種以上を用いることを特徴とする砒素を含む掘削土の処理方法。