土壌無害化工法
【課題】シアン化合物で汚染された土壌を短期間で確実に無害化することが出来る土壌無害化工法の提供。
【解決手段】処理するべき土壌の乾燥重量の少なくとも５０％の水を添加し、処理するべき土壌の重量の少なくとも５％の生石灰を添加し、処理するべき土壌と生石灰を均一に混合して、少なくとも３時間以上養生する。
【解決手段】処理するべき土壌の乾燥重量の少なくとも５０％の水を添加し、処理するべき土壌の重量の少なくとも５％の生石灰を添加し、処理するべき土壌と生石灰を均一に混合して、少なくとも３時間以上養生する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シアン化合物を安定化して、シアン化合物で汚染された土壌を無害化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鍍金工場や、電子部品工場、化学工場等において、シアン化カリウムやシアン化ナトリウムの様なシアン化物を用いる場合が多い。
また、製鉄所においてはコ−クス製造工程におけるコ−クス製造ガスや、石炭ガス製造工場の様に、意図せずにシアン化合物を発生している設備が存在する。
その様な設備の跡地等においては、土壌中にシアン化合物で汚染された土壌が存在する。
一般的に、シアン化合物は、シアン化カリウム（ＫＣＮ）、シアン化ナトリウム（ＮａＣＮ）等のシアン化物とフェロシアン化物等の金属シアノ錯体を含めてシアン化合物という。
シアン化物は、土壌中においてはフェロシアン化物やフェリシアン化物として安定に存在することが多い。
【０００３】
従来、シアン化合物で汚染された土壌を、酸化剤や微生物を用いて無害化する技術が存在する。
しかし、係る技術は、土壌が高濃度のシアン化合物で汚染されている場合や、シアン化合物の中でも、土壌中に多く存在するフェロシアン化物、フェリシアン化物を無害化するには、不適当であった。
ここで、ｐＨ１１未満の環境下では、シアン化物（ＫＣＮ、ＮａＣＮ等）はシアン化水素（ＨＣＮ）として一部が揮散する恐れがある。そして、シアン化水素として揮散しない条件であるｐＨ１１以上の安全な領域において、シアン化合物を無害化する技術は、未だに提供されてはいない。
【０００４】
その他の従来技術として、吸湿性シ−トを用いて汚染物質を回収する技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献１）は地下水に包含されている汚染物質を除去することは出来ても、土壌そのものの汚染には対処することが出来ない。
【０００５】
また、汚染された地下水を浄化層に透過させて汚染物質の不溶化を行なう技術も提案されている（特許文献２参照）。
しかし、この技術（特許文献２）は汚染された地下水の浄化には適用することが出来ても、土壌そのものが汚染されている場合には適用することが出来ない。
【０００６】
さらに、汚染物質を金属錯イオンに変換し、当該錯イオンを汚染土壌中の微生物により生物学的に分解する技術も提案されている（特許文献３参照）。
先ず、微生物による分解生成物について炭酸ガスと窒素に分解したという証明はなされていない。中間体であるチオシアン酸イオン（ＳＣＮ−イオン）等のシアン化物イオンを発生する可能性は否定できない。
更に、係る従来技術（特許文献３）では、微生物については「分解細菌」としか特定されておらず、前記イオンを分解する細菌が具体化されていない。また、生物学的な分解による汚染土壌の浄化は浄化作用が一定しておらず、更に浄化完了まで年単位の長期間を必要としてしまう。
【０００７】
その他の従来技術として、シアン化合物により汚染された地下水に次亜塩素酸カルシウムを投入することにより、浄化する技術が知られている。
しかし、係る方法は地下水の浄化のみに有効であり、土壌自体がシアン化合物で汚染されている場合に、当該土壌に対して次亜塩素酸カルシウムを添加しても、シアン化合物を浄化することは出来ない。
【０００８】
上述した様に、現段階ではシアン化合物で汚染された土壌を浄化する有効な技術は提案されておらず、シアン化合物で汚染された土壌は焼却するか、専用の処分場に廃棄する以外に、処理する方法が存在しなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−３９６９３号公報
【特許文献２】特開２００４−２６１７３８号公報
【特許文献３】特開２００６−２５５５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、シアン化合物で汚染された土壌を短期間で確実に無害化することが出来る土壌無害化工法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の土壌無害化工法は、処理するべき土壌の乾燥重量の少なくとも５０％の水を添加する工程と、処理するべき土壌の重量（含水状態の重量：湿重量）の少なくとも５％（好ましくは１０％以上）の生石灰（ＣａＯ）を添加する工程と、処理するべき土壌と（水と）生石灰を（均一に）混合する工程と、少なくとも３時間以上（好ましくは１日間以上）養生する工程を有することを特徴としている。
【００１２】
本発明において、生石灰を添加する工程における生石灰の添加量（処理するべき土壌の湿重量の少なくとも５％、好ましくは１０％以上）は、添加された水と反応して処理するべき土壌を１００℃程度に加熱するのに必要な量である。そして、生石灰と水の発熱反応により、養生する工程において、土壌中の水分を気化する程度の熱量を発生するのに必要な量である。
さらに、生石灰を添加した後、水と処理するべき土壌との混合物（例えば、スラリ−）がｐＨ１１以上（好ましくはｐＨ１２以上）の高ｐＨにするのに必要な量である。
本発明の実施に際して、生石灰は粒径１００メッシュ以上の微粉状であるのが好ましい。ただし、生石灰の添加後、生石灰が粉状になる様な場合には、添加する生石灰が粒径１００メッシュ以上の微粉状である必要はない。
【００１３】
本発明において、処理するべき土壌と生石灰を（均一に）混合する工程は、
複数の攪拌翼（４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５）を備えた攪拌用ロッド（３２、３３）を回転して、当該ロッド（３２、３３）に設けたノズル（Ｎ３２−１、Ｎ３２−２：Ｎ３４−１、Ｎ３４−２）から噴射される一対の切削流体（例えば高圧水）噴流から成る交差噴流（Ｊ３２−１、Ｊ３２−２：Ｊ３４−１、Ｊ３４−２）によりシアンにより汚染された土壌（ＣＧ）を切削し細分化しつつ攪拌して、切削流体（例えば水）と混合する工程と、
生石灰を噴射して（Ｊ３４−３：低圧の生石灰噴流）、切削されて細分化されて切削流体（例えば水）と混合された汚染土壌と生石灰とを攪拌して混合する工程を有するのが好ましい。
【００１４】
本発明の実施に際して、上述した方法（交差噴流で汚染土壌を切削、細分化しつつ、生石灰を噴射して混合する方法）を実施しない場合には、処理するべき土壌と生石灰を（均一に）混合する工程では、混合機を使用することも可能である。
土壌を微細化する機能を持つ混合機を使用すれば、生石灰と均一な混合が困難である場合でも、シアンにより汚染された土壌と生石灰とを均一に混合することが可能である。
土壌を微細化する機能を持つ混合機として、市販の混合機（例えば、コマツ製作所の商品名「リテラ」）を用いることが出来る。
【００１５】
本発明において、前記養生する工程における養生期間（少なくとも３時間以上、好ましくは１日間以上）は、水と生石灰が反応して処理するべき土壌を１００℃程度まで加熱する時間と、不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する時間と、水と生石灰の反応による発熱で水分を気化させる時間の総和である。
ここで、フェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する時間は、より詳細には、ケイ酸塩の一部を溶解して鉄（ＩＩ又はＩＩＩ）イオン及びカリウムイオンを生成する反応が進行する時間と、シアン化物イオン（ＣＮ−）は鉄（ＩＩ又はＩＩＩ）イオンと反応してフェロシアン化鉄イオン（［Ｆｅ（ＣＮ）６］４−）及び/又はフェリシアン化鉄イオン（［Ｆｅ（ＣＮ）６］３−）を生成し、土壌中に元々存在するフェロシアン化鉄イオン及び/又はフェリシアン化鉄イオンと併せて、更にフェロシアン化鉄イオン及び/又はフェリシアン化鉄イオンが土壌から溶解したカリウムイオン及び生石灰からのカルシウムイオンと反応して、フェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成するのに必要な時間である。
【００１６】
また、本発明の土壌無害化工法において、処理するべき土壌がスラリ−状であり、相当量の水分を包含している（例えば、土壌乾燥重量の５０％程度の水分を包含している）場合には、処理するべき土壌の重量（含水状態の重量：湿重量）の少なくとも５％（好ましくは１０％以上）の生石灰（ＣａＯ）を添加して、混合機を用いて処理するべき土壌と生石灰を均一に混合して、少なくとも３時間以上（好ましくは１日間以上）養生すれば良い。その場合には、処理するべき土壌には、生石灰と反応するのに必要な水分量が、既に包含されている場合は、処理するべき土壌の乾燥重量の５０％程度の水分を添加する工程を実行する必要はない。
【００１７】
対象とする汚染土壌に鉄含有率が低い場合及び/又はカリウム塩が少ない場合には、鉄化合物（鉄塩、鉄錯体等） 及び/又はカリウム化合物（カリウム塩等）を添加することで前記不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成することができる。従って、対象土壌の土質に関わらず適用範囲を拡張できる。
【発明の効果】
【００１８】
上述する構成を具備する本発明によれば、水を添加する工程により、その後に添加される生石灰と反応して処理するべき土壌を１００℃程度に加熱するのに必要な量の水が添加される。そして、水と生石灰との反応により生じた消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）によりｐＨ１１以上（好ましくはｐＨ１２以上）の高ｐＨ状態となる。
水と生石灰との反応による発熱と、生成した消石灰により高ｐＨ環境となることにより、シアン化物イオン（ＣＮ−）は鉄と反応してフェロシアン化物イオン（［Ｆｅ（ＣＮ）６］４−）及び/又はフェリシアン化物イオン（［Ｆｅ（ＣＮ）６］３−）を生成し、土壌中に元々フェロシアン化物イオン及び/又はフェリシアン化物イオンとして存在するものと併せて、更に土壌中のカリウム及び生石灰からのカルシウムイオンと反応し、不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する（図５）。
【００１９】
ここで、不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する反応は、土中にシアン化物イオン（ＣＮ−）単体が包含されている場合と、土中に、フェロシアン化物イオン、フェリシアン化物イオンは含まれているが、シアン化物イオン（ＣＮ−）単体は含まれていない場合とでは、若干異なっている。
土中にシアン化物イオン（ＣＮ−）単体が包含されている場合は、
土中のケイ酸塩から鉄イオン、カリウムイオンを生成する段階と、
シアン物イオンが鉄イオンと反応して、フェリシアン化鉄イオン、フェロシアン化鉄イオンを生成する段階と、
フェリシアン鉄イオン、フェロシアン化鉄イオンがカリウムイオン及び生石灰中のカルシウムと反応して、フェロシアン化カルシウムカリウムを生成する段階、
の３段階を含んでいる。
一方、土中に、フェロシアン化物イオン、フェリシアン化物イオンは含まれているが、シアン化物イオン（ＣＮ−）単体は含まれていない場合には、
土中のケイ酸塩から鉄イオン、カリウムイオンを生成する段階と、
フェリシアン鉄イオン、フェロシアン化鉄イオンがカリウムイオン及び石灰中のカルシウムと反応して、フェロシアン化カルシウムカリウムを生成する段階、
の２段階になる。
【００２０】
本発明によれば、前記養生する工程において、水と生石灰（ＣａＯ）が反応して発生した熱と、生成物である消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）による高ｐＨ状態（ｐＨ１１以上、好ましくはｐＨ１２以上）とによって、シアン化物イオンはフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンにする反応が行なわれる。
一般的には土壌中に、元々フェロシアン化物イオン及び/又はフェリシアン化物イオンとして存在するものが多い。ここで、フェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンは、シアンと鉄の錯化合物であり、シアン化合物の中でも土壌中でかなり安定している。そのため従来技術では、フェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンを無害化することはできなかった。
これに対して本発明によれば、上述した様に、従来技術では無害化することができなかったフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンが、土壌中のカリウム及び生石灰からのカルシウムイオンと反応し、不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成することにより、無害化することが出来る。
【００２１】
また本発明によれば、水と生石灰が反応して発生した熱と、生成物である消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）による高ｐＨ状態（ｐＨ１１以上、好ましくはｐＨ１２以上）とによって、土壌を構成しているケイ酸塩（Ｋ３ＳｉO３、Ｆｅ２ＳｉO４等）、アルミン酸塩の一部は溶解する。そして、鉄イオン、カリウムイオンを生成する。
ここで、シアン化物イオンはｐＨ１１未満ではシアン化水素として揮散する恐れがあり、危険な状態となる。本発明では、ｐＨ１１以上、好ましくはｐＨ１２以上の高ｐＨ状態で上述した反応を行なうので、シアン化物イオンがシアン化水素として揮散する恐れを防止することが出来る。
また、前記養生する工程において、処理するべき土壌に添加された水は、水と生石灰の反応熱により、一部は消石灰として消費され、残りは蒸発する。
【００２２】
ここで、シアン化合物イオンは、生石灰との反応によりケイ酸塩（Ｋ３ＳｉO３、Ｆｅ２ＳｉO４等）の一部から生成した鉄イオン及びカリウムイオンと、反応することにより、非常に安定した不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する。
上述した様に、本発明によれば、シアン化合物イオンが非常に安定した不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成することにより、シアン化合物で汚染されていた土壌が無害化される。
換言すれば、シアン化合物イオンが安定化して、環境基本法で定める土壌環境基準（以下、「環境基準」と呼ぶ）未満になり、その結果、シアン化合物により汚染されていた土壌の無害化が達成される。
【００２３】
より詳細には、本発明によれば、シアン化合物は、生石灰が反応し、溶解した一部のケイ酸塩から供給された鉄イオン及びカリウムイオンと反応して、非常に安定した不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成することで、無害化されるのである。
また、シアン化合物イオンが当該不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）になるため、シアン化物イオン（ＣＮ−）やフェロシアン化物イオン及び/又はフェリシアン化物イオンとして遊離せず、シアン化合物が無害化されるのである。
【００２４】
本発明によれば、養生期間は３時間以上（好ましくは１日間以上）であり、生物学的な浄化方法に比較して、極めて短時間で、シアン化合物の無害化が実現出来る。
また、シアン化合物により汚染された土壌中にベンゼンが包含されていたとしても、本発明では、水と生石灰が反応した際の発熱により、当該ベンゼンを除去することが出来る。
【００２５】
シアン化合物は土壌粒子に付着しているので、シアン化合物を無害化する反応を土壌粒子表面で進行させるためには、土壌と生石灰を出来る限り均一に混合する状態にすることが好ましい。ここで、処理すべき土壌が塊状等の場合には、生石灰と均一な混合が困難である。
本発明において、交差噴流（Ｊ３２−１、Ｊ３２−２：Ｊ３４−１、Ｊ３４−２）によりシアンにより汚染された土壌（ＣＧ）を切削し細分化しつつ攪拌して、切削流体（例えば水）と混合し、生石灰を噴射して（Ｊ３４−３）、切削されて細分化されて切削流体（例えば水）と混合された汚染土壌と生石灰とを攪拌して混合すれば、交差噴流により汚染土壌を切削して、細分化して、切削流体（例えば水）と混合、攪拌し、その状態で生石灰を供給して、さらに攪拌するので、細分化されて掘削流体（掘削水）と混合した土壌と生石灰とが均一に混合される。
その結果、シアン化合物を無害化する反応が個々の土壌粒子表面で好適に進行し、不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）が生成して、無害化される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態が施工された状態の概念図である。
【図２】実施形態のシアン化合物不溶化処理設備を示すブロック図である。
【図３】図１の処理設備におけるコントロ−ルユニットのブロック図である。
【図４】実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図５】フェロシアン化カルシウムカリウムが生成された旨を示すＸ線回折結果を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示す説明図である。
【図７】図６のＡ−Ａ矢視平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１において、第１実施形態に係る土壌無害化工法が施工される土壌Ｇには、シアン化合物で汚染された領域ＣＧが存在する。
係る汚染領域ＣＧまで掘削孔Ｈを掘削して、シアン化合物で汚染された土壌（汚染領域ＣＧの土壌）を、矢印Ｄで示すように、地上側のシアン化合物不溶化処理設備１０に移送する。換言すれば、矢印Ｄは、シアン化合物で汚染された土壌（汚染領域ＣＧの土壌）をシアン化合物不溶化処理設備１０に移送する移送経路である。
【００２８】
掘削孔Ｈを掘削する方法（例えば、公知のボ−リング技術やバケットによる掘削技術）や、シアン化合物で汚染された土壌を地上側のシアン化合物不溶化処理設備１０に移送する方法（例えば、公知のバケットを用いた搬送技術や、コンベアによる搬送技術、スラリ−移送技術）については、従来、公知の技術を適用すれば良い。
ここで、シアン化合物で汚染された土壌を移送する方法については、シアン化合物が揮発して大気中に拡散しない様にするのが好ましい。
【００２９】
地上側のシアン化合物不溶化処理設備１０の詳細が、図２で示されている。
図２において、シアン化合物不溶化処理設備１０はハウジング１０Ｈで包囲されている。シアン化合物が揮発しても、大気中に拡散することを防止するためである。
シアン化合物で汚染された土壌は、移送経路Ｄ（図２では矢印Ｄとして示されている）を介して、シアン化合物不溶化処理設備１０のホッパ１２に投入される。
シアン化合物で汚染された土壌の投入量を計測するため、ホッパ１２の底部には重量センサ（例えば、ロ−ドセル）１３が設けられており、重量センサ１３の計測結果は、計測信号出力装置１３Ｓ、信号伝達ラインＣＬ−１を介して、コントロ−ルユニット（制御装置）１００に伝達される。
【００３０】
重量センサ１３で投入量（重量）を計測された後、シアン化合物で汚染された土壌は混合攪拌槽１４に投入される（矢印ＤＡ参照）。
混合攪拌槽１４は攪拌装置１６を有しており、攪拌装置１６は駆動源である電動モ−タ１６Ｍにより駆動する。そして、電動モ−タ１６Ｍは、信号伝達ラインＣＬ−２を介して、コントロ−ルユニット１００から作動、停止に関する制御信号を受信する。
ここで、攪拌装置１６を有する混合攪拌槽１４に代えて、混合機を用いることが可能である。この場合、混合機としては、市販品（例えば、コマツ製作所の商品名「リテラ」）を適用可能である。
攪拌装置１６を有する混合攪拌槽１４或いは混合機としては、少なくとも、処理するべき土壌と生石灰を均一に混合する能力を有していることが必要である。
【００３１】
混合攪拌槽１４は、水供給ラインＬ１を介して、図示しない水供給源（例えば、上水）と連通している。
水供給ラインＬ１には流量調整弁Ｖ１が介装されており、流量調整弁Ｖ１は、信号伝達ラインＣＬ−３を介して、コントロ−ルユニット１００から開閉制御信号を受信する。以って、混合攪拌槽１４に投入された汚染土壌に対応した量の水が、混合攪拌槽１４に供給される（矢印ＷＡ）。
【００３２】
生石灰貯蔵装置１８が、生石灰供給ラインＬ２を介して、混合攪拌槽１４に連通している。
生石灰供給ラインＬ２は、図示しない公知の搬送装置（例えば、スクリュ−コンベア）を備えており、生石灰貯蔵装置１８内の生石灰を混合攪拌槽１４に投入可能としている。
ここで、生石灰供給ラインＬ２には供給量調整弁Ｖ２が介装されており、供給量調整弁Ｖ２は、信号伝達ラインＣＬ−４を介して、コントロ−ルユニット１００から開閉制御信号を受信する。以って、混合攪拌槽１４に、汚染された土壌に対応した量の生石灰が供給される（矢印ＣＡ）。
【００３３】
図２において、符号２４は入力手段であり、入力手段２４は信号伝達ラインＣＬ−７を介して、コントロ−ルユニット１００に対して、シアン化合物で汚染された土壌（図１で示す領域ＣＧの土壌）の含水率を入力する。
係る含水率は、例えば、第１実施形態に係る土壌無害化工法が施工される以前の段階で、土壌Ｇの試掘等（図示せず）により求められる。そして、係る含水率を用いることにより、混合攪拌槽１４に投入されたシアン化合物で汚染された土壌の乾燥重量（ドライ重量）を決定することが出来る。
そして、汚染土壌の乾燥重量に基き、水供給ラインＬ１を介して混合攪拌槽１４に供給される水量が決定される。
【００３４】
また、土壌Ｇを試掘した際に汚染土壌をサンプリングして、サンプリングされた汚染土壌の重量と、当該汚染土壌と水との混合物（例えばスラリ−）がｐＨ１１以上（好ましくはｐＨ１２以上）にするのに必要な生石灰量（含水状態の土壌の重量、湿重量、の少なくとも５％、好ましくは１０％以上）との比を求め、当該比率を適正な生石灰の比率（適正比率）として、入力手段２４により、信号伝達ラインＣＬ−７を介して、コントロ−ルユニット１００に入力するのが好ましい。
【００３５】
コントロ−ルユニット１００の詳細について、図３を参照して説明する。
図３において、コントロ−ルユニット１００は、汚染土壌重量決定ブロック１０２、水供給量決定ブロック１０４、生石灰供給量決定ブロック１０６、デ−タ記憶ブロック１１２、制御信号出力ブロック１１４、各ブロック間でデ−タ信号の授受を行なうための信号伝達ラインＣＬ−１１〜ＣＬ−２１、ＣＬ−２０Ａ〜ＣＬ−２２Ａを備えている。
【００３６】
シアン化合物で汚染された土壌の重量が重量センサ１３で計測されると、その計測結果は、信号伝達ラインＣＬ−１を介して、汚染土壌重量決定ブロック１０２に送られる。
そして、汚染土壌重量決定ブロック１０２において、混合攪拌槽１４に投入されたシアン化合物で汚染された土壌の重量（水分を含んだ重量）が決定される。
当該汚染土壌の重量は、信号伝達ラインＣＬ−１１を介して水供給量決定ブロック１０４に送信され、信号伝達ラインＣＬ−１２を介して生石灰供給量決定ブロック１０６に送信される。
【００３７】
水供給量決定ブロック１０４には、信号伝達ラインＣＬ−１６を介して、デ−タ記憶ブロック１１２から、シアン化合物で汚染された土壌の含水率と、土壌の乾燥重量（ドライ重量）に対する好適な水の重量の比率（適正比率）が送られる。
水供給量決定ブロック１０４では、含水率に基いて土壌の乾燥重量（ドライ重量）を演算する。そして、演算により得られた土壌の乾燥重量と、デ−タ記憶ブロック１１２から送信された好適な水の重量の比率（適正比率）により、水供給ラインＬ１を介して混合攪拌槽１４に供給するべき水量を演算する。
水供給量決定ブロック１０４で演算された水量のデ−タは、信号伝達ラインＣＬ−２０を介して制御信号出力ブロック１１４に送られて、流量調整弁Ｖ１の制御信号に変換される。そして、当該制御信号は、信号伝達ラインＣＬ−２０Ａ、ＣＬ−３を介して流量調整弁Ｖ１に送られる。
【００３８】
生石灰供給量決定ブロック１０６には、信号伝達ラインＣＬ−１７を介して、デ−タ記憶ブロック１１２から、汚染土壌の重量に対して適正な生石灰の比率（適正比率）が送信される。
生石灰供給量決定ブロック１０６では、適正な生石灰の比率（適正比率）と、汚染土壌重量決定ブロック１０２から送信された当該汚染土壌の重量から、混合攪拌槽１４に供給するべき生石灰の量、具体的には、処理するべき土壌の重量（含水状態の重量：湿重量）の少なくとも５％（好ましくは１０％以上）に相当する生石灰量を演算する。
生石灰供給量決定ブロック１０６で演算された生石灰供給量のデ−タは、信号伝達ラインＣＬ−２１を介して制御信号出力ブロック１１４に送られて、供給量調整弁Ｖ２の制御信号に変換される。そして、当該制御信号は、信号伝達ラインＣＬ−２１Ａ、ＣＬ−４を介して供給量調整弁Ｖ２に送られる。
【００３９】
ここで、供給量調整弁Ｖ２の制御信号に加えて、電動モ−タ１６Ｍの駆動信号も制御信号出力ブロック１１４から出力される。電動モ−タ１６Ｍの駆動信号は、信号伝達ラインＣＬ−２２Ａを経由し、信号伝達ラインＣＬ−２を介して電動モ−タ１６Ｍに送信される。
信号伝達ラインＣＬ−２２Ａを介して送信される電動モ−タ１６Ｍの駆動信号は、図３では明示されていない遅延回路を経由して、生石灰が混合攪拌槽１４に供給された後に、電動モ−タ１６Ｍへ送信される。
ここで、図３で示す構成に代えて、コントロ−ルユニット１００を制御盤で構成し、当該制御盤を作業者が操作することも可能である。
【００４０】
次に、主として図４を参照して、第１実施形態に係る土壌無害化工法の施工手順を説明する。
それと共に、水、生石灰の供給量についても説明する。
先ず、土壌Ｇの汚染された領域ＣＧの汚染土壌（シアン化合物で汚染された土壌）を掘削して、シアン化合物不溶化処理設備１０の混合攪拌槽１４（のホッパ１２）に投入する（ステップＳ１）。
ここで、汚染土壌の掘削（ステップＳ１）に先立って試掘を行い、領域ＣＧの汚染土壌の含水率を計測して、含水率入力手段２４により計測された含水率を入力する。或いは、汚染土壌を掘削する（ステップＳ１）際に、その一部をサンプリングして含水率を計測し、その計測結果を含水率入力手段２４によりコントロ−ルユニット１００に入力しても良い。
【００４１】
次に、重力センサ１３により、ホッパ１２に投入された汚染土壌の重量を計測する（ステップＳ２）。
そしてステップＳ３で、水ラインＬ１を介して、混合攪拌槽１４に水が供給される。
ここで、ステップＳ１において、ホッパ１２に投入された汚染土壌は、水分を包含した状態である。ステップＳ３では、上述した含水率を用いて、当該汚染土壌の乾燥重量（ドライ重量）を演算する。そして、デ−タ記憶ブロック１１２から送信された水の重量の比率（適正比率）により、水供給ラインＬ１を介して混合攪拌槽１４に供給するべき水量を演算する。
【００４２】
ここで、水の適正比率は、汚染土壌の乾燥重量の５０％以上である。
浄化するべきシアンとして、土中に、シアン化物イオン（ＣＮ−）が単体で存在する場合と、シアン化物イオン（ＣＮ−）は単体では土中に存在せず、フェロシアン化物イオン、フェリシアン化物イオンとして存在する場合の双方において、シアン化物イオンをフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンにする反応と、ケイ酸塩の一部が溶解する反応が進行するには、水が必要である。同様に、係る反応を進行するためには、１００℃程度に加熱することも必要である。
第１実施形態では、水を添加した後、生石灰を添加することにより、水と生石灰の発熱反応によって、必要な発熱量を得ている。そして、後述の実験例から明らかなように、汚染土壌の乾燥重量の少なくとも５０％であれば、水と生石灰の発熱反応に必要な水の量と、ケイ酸塩の一部が溶解して、シアン化物イオンをフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンにする反応に必要な量の水が確保出来るのである。
【００４３】
次に、ステップＳ３で、生石灰供給ラインＬ２を介して、混合攪拌槽１４に生石灰（ＣａＯ）が投入される。
ここで、生石灰の供給量は、生石灰投入後、汚染土壌と水と生石灰との混合物がｐＨ１１以上になる量、例えば、処理するべき土壌の含水状態の重量（湿重量）の少なくとも５％（好ましくは１０％以上）である。
土壌の含水状態の重量（湿重量）の少なくとも５％の生石灰を添加しないと、ｐＨ１１以上とならず、シアン化水素（ＨＣＮ）が揮散して危険である。
また、シアン化合物イオンが非常に安定した不溶性化合物を生成する反応が十分に進行せず、シアン化合物で汚染されていた土壌の無害化が不十分となる。
なお、ｐＨ１１以上になる程度まで生石灰を投入すれば、例えば、汚染土壌にシアン化合物のみならず、芳香族炭化水素（ベンゼン）が含有されていたとしても、水と生石灰との反応で生じた発熱により、ベンゼンを除去することが出来る。
【００４４】
ここで、生石灰の供給量を決定するに際して、汚染土壌をサンプリングして、生石灰投入後、汚染土壌と水と生石灰との混合物がｐＨ１１（好ましくはｐＨ１２）以上となる様な比率（汚染土壌に対する生石灰供給量の比率：適正比率）を予め求めておけば良い。
或いは、過去の施工実績から、確実にｐＨ１１（好ましくはｐＨ１２）以上となる様な生石灰供給量、或いは、汚染土壌に対する生石灰供給量の比率を、デ−タ記憶ブロック１１２に記憶させても良い。
【００４５】
ステップＳ４で生石灰を投入した後、電動モ−タＭを作動して、攪拌装置１６により、汚染土壌、水、生石灰を均一に混合、攪拌する（ステップＳ５）。
【００４６】
攪拌装置１６により混合攪拌槽１４を混合、攪拌した後、所定期間が経過するまで静置或いは養生させる（ステップＳ５がＮＯ、ステップＳ６のル−プ）。
ステップＳ５における「所定時間」としては、３時間以上で設定される。後述するように、特に２４時間（１日）以上に亘って養生させることが好ましい。
少なくとも３時間以上に亘って養生させなければ、水と生石灰が反応して処理するべき土壌を１００℃程度まで加熱する反応と、ケイ酸塩の一部を溶解して鉄イオン及びカリウムイオンを生成する反応、シアン化物イオンをフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンにする反応、フェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンが溶解したカルシウムイオン及びカリウムイオンと反応して非常に安定した不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する反応、水と生石灰の反応に伴う発熱による水分の気化等の反応が十分に進行しないからである。
【００４７】
なお、図示はされていないが、第１実施形態において、混合攪拌槽１４が加熱手段及び／又は加圧手段を有しており、養生時間（ステップＳ５がＮＯ、ステップＳ６のル−プ）中に、混合攪拌槽１４内における汚染土壌、水、生石灰の混合物（例えば、スラリ−）が加熱及び／又は加圧されるのであれば、当該養生時間を短縮することが可能である。
【００４８】
攪拌装置１６により混合攪拌槽１４を混合、攪拌した後、所定の養生時間が経過したならば（ステップＳ５がＹＥＳ）、ステップＳ７に進み、無害化された後の処理を行なう。
ステップＳ７における「無害化後の処理」としては、例えば、セメント材料としてセメント工場に搬出し、或いは、原位置（図１における汚染領域ＣＧ）に埋め戻すことが出来る。
【００４９】
［実験例１］
実験例１では、シアン化合物を含有する試料５０ｇに対して、フェリシアン化カリウム２６ｍｇを添加し、３時間後、生石灰５ｇ（処理するべき土壌の湿重量の１０％）と適宜量の水（処理するべき土壌の乾燥重量の５０％の水）を添加して混合攪拌した後、２日間養生させた。
実験例１では、溶出試験方法は環境省告示第１８号（平成１５年３月６日）に基いて行なった。
実験例１における溶出試験（告示第１８号の溶出試験）の結果を、環境基準値と比較して、下表１で示す。
表１
【００５０】
ここで、環境基準は０．１ｍｇ／Ｌ未満であり、溶出量が０．１ｍｇ／Ｌを下回っていれば、シアン化合物が溶出する恐れがなく、浄化或いは無害化が達成されたと認定される。
表１で示すように、実験例１では溶出量が０．０３ｍｇ／Ｌであり、環境基準値である０．１ｍｇ／Ｌ未満の１／３の低い数値になっている。従って、実験例１に係る処理により、シアン化合物の不溶化が達成されたことが明らかである。
ここで、実験例１に係る処理では、試料と生石灰と水の混合物（スラリ−）はｐＨ１１であることが確認されている。そして、実験例１ではシアン化水素は揮散せず、処理に際して実験者や作業者に危険はないことが分った。
【００５１】
［実験例２］
実験例１における処理では生石灰は生石灰５ｇ（処理するべき土壌の湿重量の１０％）が用いられた。これに対して、実験例２では、生石灰の量を２．５ｇ（処理するべき土壌の湿重量の５％）、０．５ｇ（処理するべき土壌の湿重量の１％）、０．２５ｇ（処理するべき土壌の湿重量の０．５％）にした。
実験例２における生石灰添加量以外の実験条件は、実験例１と同じである。
実験例２の結果を、下表２で示す。
表２
【００５２】
実験例１に関連して述べたように、環境基準値は０．１ｍｇ／Ｌ未満である。表２から、溶出量が係る基準値未満になるのは、生石灰の添加量が処理するべき土壌の湿重量の５％（実験例２では２．５ｇ）の場合と、生石灰の添加量が処理するべき土壌の湿重量の１０％（５．０ｇ）の場合である。ここで、生石灰の添加量が処理するべき土壌の湿重量の１０％（５．０ｇ）の場合とは、実験例１に他ならない。
実験例２より、生石灰の添加量は、処理するべき土壌の湿重量の少なくとも５％以上であり、好ましくは１０％以上であることが理解される。
【００５３】
［実験例３］
実験例３では、実験例１と同一の試験条件で、実験試料と添加する水との重量比を変化して、処理後のシアン化合物の溶出量を計測した。
実験例３において、試料と添加する水との重量比は、処理するべき土壌（試料）の乾燥重量に対する水の重量比を３０％〜１００％の範囲で、１０％ずつ変化させた。
実験例３の結果を、下表３で示す。
表３
【００５４】
表３において、「○」は、処理（実験例３の処理）後のシアン化合物の溶出量が、環境基準の０．１ｍｇ／Ｌを下回っていることを意味しており、「×」は当該基準値以上であることを意味している。
表３から明らかなように、試料の乾燥重量に対する水の重量比が５０％以上（５０％〜１００％）であれば、シアン化合物で汚染された土壌を無害化できる。これに対して、試料の乾燥重量に対する水の重量比が３０％、４０％では、無害化されていない。
水の量が試料の乾燥重量に対して３０％、４０％の場合には、ケイ酸塩の一部を溶解して鉄イオン及びカリウムイオンを生成する反応とシアン化物イオンをフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンにする反応、更には不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する反応が十分に進行せず、また、係る反応を進行するために必要な反応熱（生石灰と水との発熱反応により生じる熱）も不十分となるものと推定される。
【００５５】
［実験例４］
実験例４では、水及び生石灰を添加した混合、攪拌した後における養生時間を変動し、その他の条件を実験例１と同様にして、処理後（実験例７の処理）のシアン化合物の溶出量を計測した。
養生時間は、１時間〜５日間（１２０時間）の範囲で、下表４で示すように変化させた。
実験例４の結果を、下表４で示す。
表４
【００５６】
表４においても、「○」は、処理（実験例４の処理）後のシアン化合物の溶出量が、環境基準値０．１ｍｇ／Ｌを下回っていることを意味しており、「×」は当該基準値以上であることを意味している。
表４から、養生時間が３時間であれば、溶出量は環境基準値０．１ｍｇ／Ｌを下回り、シアン化合物で汚染された土壌を無害化できる。
シアン化物が非常に安定した不溶性化合物になる反応は、瞬時に反応が終了するタイプの反応ではないと推定される。そのため、不溶性化合物を生成するには、少なくとも３時間が必要であり、本発明では、少なくとも３時間の養生期間が必要であることが理解される。
なお、実験例４では、常温、大気圧の下で行なわれているが、加圧下、加熱下では、養生期間が短縮することを付記する。
【００５７】
［実験例５］
上述した様に、シアン化合物を無害化するために、図示の実施形態では、当該シアン化合物から不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成している。
出願人は、実験例５として、土中のシアンからフェロシアン化カルシウムカリウムが生成されるか否かを確認するための訂正実験を行なった。
【００５８】
実験例５においては、先ず、フェロシアン化カリウムを水に溶かすことにより、図示の実施形態で無害化するべき土中のシアンに相当するフェロシアン化物イオンを生成した。そして、フェロシアン化カリウムを溶かした水、換言すれば、フェロシアン化物イオンが存在する水に、生石灰を混合した試料を作成した。
そして、当該試料（フェロシアン化物イオンが存在する水に、生石灰を混合した試料）を、Ｘ線回析した。
Ｘ線回析した結果が、図５で示されている。
【００５９】
図５で示すＸ線回析結果では、横軸に位置（°２θ：°２Ｔｈｅｔａ）を示し、縦軸にＸ線強度（ｃｐｓ）を示している。
図５で示すＸ線回析結果から、前記試料（フェロシアン化物イオンが存在する水に、生石灰を混合した試料）中に、フェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）が生成していることが、定性的に確認された。図５のＸ線回析結果において、所定の３つの位置において、Ｘ線強度（ｃｐｓ）のピークが存在するからである。
換言すれば、実験例５の結果から、本発明によれば、土中に存在するシアンから、不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）が生成されることが確認された。
【００６０】
図１〜図５を参照して説明した第１実施形態では、シアン化合物汚染土壌を地上側に取り出して無害化している。しかし、シアン化合物汚染土壌を地上側に取り出さずに、原位置にて無害化することが可能である。
換言すれば、本発明によれば、土壌Ｇ中のシアン化合物で汚染された領域ＣＧに水及び生石灰を供給することにより、シアン化合物汚染土壌（領域ＣＧの土壌）を地上側に取り出さずに、原位置にて無害化することが出来る。
土壌Ｇ中のシアン化合物で汚染された領域ＣＧに水及び生石灰を供給することにより、シアン化合物汚染土壌（領域ＣＧの土壌）を地上側に取り出さずに、原位置にて無害化する実施形態が、図６、図７で示されている。
【００６１】
次に、図６、図７を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
上述した通り、図６、図７の第２実施形態では、比較的低圧の粉体噴流と、高圧水の交差噴流とを用いて、シアン化合物で汚染された領域ＣＧを無害化している。
図６において、土壌Ｇ中のシアン化合物で汚染された領域ＣＧを無害化するための施行現場には、土壌無害化用機械（全体は図示せず）が設置されている。当該土壌無害化用機械は、２本の攪拌用ロッド３２、３４を有しており、攪拌用ロッド３２、３４の各々の先端（図６では下端部）には、土壌掘削用ビット３６、３８が取り付けられている。
【００６２】
攪拌用ロッド３２、３４には、垂直方向に間隔を空けて、複数（図６では５箇所に２枚ずつ、合計で２０枚）の攪拌翼４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５が設けられている。図７で示すように、攪拌翼４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５は、各々が、攪拌用ロッド３２、３４を中心に、半径方向外方へ延在する２本の攪拌翼から構成されており、当該２本の攪拌翼は直線上に配置されている。
ここで、垂直方向に隣接する攪拌翼同士は、その延在する方向が９０°ずつずれている。
攪拌用ロッド３２、３４を回転することにより、攪拌翼４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５は、例えば時計方向（図７の矢印Ｒ方向）に回転して、土壌を攪拌する。
【００６３】
図６において、攪拌用ロッド３２の一番下側の攪拌翼４０−５と同一の垂直方向位置には、高圧水噴流をＪ３２−１を噴射するノズルＮ３２−１が設けられている。そして、ノズルＮ３２−１よりも上方の位置には、高圧水噴流をＪ３２−２を噴射するノズルＮ３２−２が設けられている。
一方、攪拌用ロッド３４の一番下側の攪拌翼４２−５と同一の垂直方向位置には、高圧水噴流をＪ３４−１を噴射するノズルＮ３４−１が設けられている。そして、ノズルＮ３４−１よりも上方の位置であって、ノズルＮ３２−１と同一の垂直方向位置には、高圧水噴流をＪ３４−２を噴射するノズルＮ３４−２が設けられている。なお、図６の例では、ノズルＮ３４−２の垂直方向位置と、攪拌翼４２−４の垂直方向位置とが同一である。
高圧水噴流Ｊ３２−１、Ｊ３２−２は一対の交差噴流を構成し、高圧水噴流Ｊ３４−１、Ｊ３４−２も一対の交差噴流を構成する。
【００６４】
図７で示すように、ノズルＮ３２−１、ノズルＮ３２−２は、攪拌用ロッド３２を中心として点対称に配置されている。従って、ノズルＮ３２−１から噴射される高圧水噴流をＪ３２−１と、ノズルＮ３２−２から噴射される高圧水噴流Ｊ３２−２も、攪拌用ロッド３２を中心として対称になっている。
同様に、ノズルＮ３４−１、ノズルＮ３４−２も、攪拌用ロッド３４を中心として点対称に配置されており、ノズルＮ３４−１から噴射される高圧水噴流Ｊ３４−１と、ノズルＮ３４−２から噴射される高圧水噴流Ｊ３４−２も、攪拌用ロッド３４を中心として対称になっている。
【００６５】
図６において、攪拌用ロッド３２の一番下側の攪拌翼４０−５の地中側の側面に接触するように、粉体噴射用ノズルＮ３２−３が設けられている。ここで、粉体噴射用ノズルＮ３２−３は、ノズルＮ３２−１、ノズルＮ３２−２と同様に、攪拌用ロッド３２の外周面に形成されている。
同様に、攪拌用ロッド３４の一番下側の攪拌翼４２−５の地中側の側面に接触するように、粉体噴射用ノズルＮ３４−３が設けられている。ここで、粉体噴射用ノズルＮ３４−３は、ノズルＮ３４−１、ノズルＮ３４−２と同様に、攪拌用ロッド３４の外周面に形成されている。
粉体噴射用ノズルＮ３４−３から、粉末状生石灰の噴流（或いは、粉末状生石灰と低圧の水から成る噴流）Ｊ３４−３（図７）が低圧で噴射される。同様に、粉体噴射用ノズルＮ３２−３からも、粉末状生石灰の噴流が低圧で噴射される。ただし、粉体噴射用ノズルＮ３２−３から噴射される生石灰の噴流は、図示されていない。
なお、粉体噴射用ノズルＮ３２−３、Ｎ３４−３も、各々２つずつ設けられており、攪拌用ロッド３２、３４を中心として対称に配置されている。
【００６６】
図７で示すように、高圧水噴流Ｊ３４−１、Ｊ３４−２の噴射方向は、攪拌翼４２−１〜４２−５が延在する方向に対して、４５°ずれている。
図示はしないが、高圧水噴流Ｊ３２−１、Ｊ３２−２の噴射方向も、攪拌翼４０−１〜４０−５が延在する方向に対して、４５°ずれている。
一方、粉体噴射用ノズルＮ３４−３から噴射される低圧の生石灰噴流Ｊ３４−３は、最下方の攪拌翼４２−５と平行に噴射される。図示はされていないが、粉体噴射用ノズルＮ３２−３から噴射される低圧の生石灰噴流も、最下方の攪拌翼４０−５と平行に噴射される。
【００６７】
図６、図７で示す構成により、土壌Ｇ中のシアン化合物で汚染された領域ＣＧを原位置にて無害化するに際しては、攪拌用ロッド３２、３４を回転し、先端の掘削用ビット３６、３８で掘削しつつ、高圧水交差噴流Ｊ３２−１、Ｊ３２−２とＪ３４−１、Ｊ３４−２により、攪拌翼４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５の軌跡と同一径の領域の土壌を切削する。
そして、シアン化合物で汚染された領域ＣＧに到達したならば、粉体噴射用ノズルＮ３２−３、Ｎ３２−３から粉末状生石灰の噴流（或いは、粉末状生石灰と低圧の水から成る噴流）が噴射される。攪拌用ロッド３２、３４を回転し、高圧水交差噴流Ｊ３２−１、Ｊ３２−２とＪ３４−１、Ｊ３４−２により、シアン化合物で汚染された土壌ＣＧを切削、細分化しつつ攪拌して、切削流体である水と混合する。そして、切削、細分化されて、水と混合した汚染土壌に、粉末状生石灰の噴流（或いは、粉末状生石灰と低圧の水から成る噴流）を噴射することにより、粉末状生石灰は、切削され、微細片に細分化されて、水と混合している汚染土壌ＣＧと均一に混合される。
【００６８】
［実験例６］
図６、図７で示す構成により、土壌と生石灰とが均一に混合されるか否かについて、実験例６により検証した。
図６、図７を参照して説明したのと同様に、高圧水の交差噴流を噴射して土壌を切削すると共に、低圧の粉末状生石灰の噴流を噴射しつつ、噴射ノズルを回転して、土壌と生石灰とを混合した場合と、土壌中に粉体のみを噴射して（土壌と）混合した場合と、水平方向に高圧水を噴射して土壌を切削すると共に、低圧の粉末状生石灰の噴流を噴射しつつ、噴射ノズルを回転して、土壌と生石灰とを混合した場合とで、生石灰と土壌との混合の程度を判定した。
【００６９】
生石灰と土壌とが均一に混合したか否かについては、生石灰と土壌とを混合すれば、土壌が固化するので、試料採取率（土壌が試料として採取できる割合）が向上するという性質を利用した。すなわち、生石灰と土壌とが均一に混合しているほど、試料採取率は高くなる。
また、生石灰と反応するフェノールフタレインが、採取された試料に対して反応する反応率を計測した。生石灰と土壌とが均一に混合していれば、試料には満遍なく生石灰が存在するので、フェノールフタレインの反応率が高くなるからである。
【００７０】
ここで、試料採取率は、施工して改良された範囲において、ボーリングマシンで試料採取を行い、ボーリング長さに対して採取された試料の長さを％で表している。例えば、コアボーリング長さが３ｍであって、採取された試料の長さが３ｍ（全て採取）であれば試料採取率は１００％であり、採取された試料の長さが１．５ｍであれば試料採取率は５０％であり、試料が採取できなければ０％となる。
土壌が生石灰との反応により固化していなければ、ボーリングマシンにより試料として採取することが出来ないので、上述した様に、生石灰と土壌とが均一に混合しているほど、試料採取率は高くなる。
【００７１】
フェノールフタレインをエタノールに溶かし、水で希釈したものは酸塩基指示薬としてアルカリ性の検出に用いられる。ｐＨ＜８．３の酸性側領域では当該指示薬は無色であるが、ｐＨ＞１０．０の塩基性側では、赤紫色を示す。
上述したフェノールフタレインの反応率は、施工して改良された範囲において、ボーリングマシンで試料採取を行い、採取された試料に対してフェノールフタレインを散布し、試料のアルカリによる変色を確認することにより行なう。採取された試料の長さに対して、変色した試料の長さを％で表している。例えば、採取された３ｍの試料が全て赤色に変色していればフェノールフタレインの反応率は１００％であり、採取された３ｍの試料のうち、１．５ｍの長さの分だけ変色している場合には、フェノールフタレイン反応率は５０％となる。
【００７２】
例えば、コアボーリング長さが３ｍであって、採取された試料の長さが３ｍ（全て採取）であり、フェノールフタレインにより１．５ｍの長さの分だけ変色している場合には、試料採取率は１００％であるが、フェノールフタレイン反応率は５０％となる。
また、採取された試料の長さが１．５ｍであり、その全てがフェノールフタレインにより変色している場合には、試料採取率は５０％であるが、フェノールフタレイン反応率は１００％となる。
実験例６では、生石灰（ＣａＯ）の添加量（添加率）の添加率が４％のサンプル（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２）、８％のサンプル（Ｎｏ．３、Ｎｏ．４）、１０％のサンプル（Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８）を用意した。
【００７３】
実験例６の結果を、以下の表５で示す。
表５
【００７４】
表５において、備考欄に「クロスジェット＋ＤＪＭ」と標記しているのは、図６、図７を参照して説明された工法、すなわち、高圧水の交差噴流を噴射して土壌を切削すると共に、低圧の粉末状生石灰の噴流を噴射しつつ、噴射ノズルを回転して、土壌と生石灰とを混合した場合のサンプルであり、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８が該当する。
また、「ジェットクリート＋ＤＪＭ」と標記しているのは、水平方向に高圧水噴流を噴射すると共に、低圧の粉末状生石灰噴流を噴射しつつ、噴射ノズルを回転して、土壌と生石灰とを混合した場合のサンプルであり、試料Ｎｏ．９、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１３が該当する。
さらに、「ＤＪＭ」と標記しているのは、低圧の粉末状生石灰噴流を水平方向に噴射しつつ、噴射ノズルを回転して、土壌と生石灰とを混合した場合のサンプルであり、試料Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１２、Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１５が該当する。
【００７５】
また、表５において、「羽切回数」は、土中で強制的に攪拌する羽或いは翼が、深さ１ｍの範囲を攪拌する「延べ回数」を示している。下式で計算される。
「羽切回数」＝「攪拌翼のついているロッドの回転数（ｒｐｍ）」÷「引上速度（ｍ／ｍｉｎ）」×「攪拌翼枚数」
【００７６】
表５において、評価として「○」、「△」、「×」の３種類がある。
試料採取率が１００％で、且つ、フェノールフタレイン反応率も１００％である場合に、評価が「○」である。
試料採取率が９０％以上で、且つ、フェノールフタレイン反応率も９０％以上である場合は、評価は「△」となる。この場合には、基本的に、本発明のシアンで汚染された土壌の無害化工法を実施するには不適当と判断される。
上述した以外の場合には、全て評価は「×」である。この場合は、本発明のシアンで汚染された土壌の無害化工法を実施するには、不適当である。
【００７７】
表５において、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８と、試料Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１５とを比較すれば明らかな様に、図６、図７を参照して説明された工法（クロスジェット＋ＤＪＭ）によって土壌と生石灰とを攪拌、混合した場合の方が、水平方向に高圧水噴流を噴射して低圧の粉末状生石灰噴流を噴射する工法（ジェットクリート＋ＤＪＭ）、或いは、低圧の粉末状生石灰噴流を噴射する工法（ＤＪＭ）を用いた場合よりも、試料採取率及びフェノールフタレインの反応率が高く、評価も良好である。
このことから、図６、図７を参照して説明された工法であれば、土壌と生石灰とが、良好に（或いは均一に）攪拌、混合されること明らかになった。
【００７８】
また、図６、図７を参照して説明された工法で土壌と生石灰が攪拌、混合された試料（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）については、表５で示すように、生石灰（ＣａＯ）の添加量が１０％のサンプル（サンプルＮｏ．５〜Ｎｏ．８）では、試料採取率及びフェノールフタレインの反応率が共に１００％であり、評価は「○」である。
それに対して、生石灰（ＣａＯ）の添加量が４％のサンプル（サンプルＮｏ．１、Ｎｏ．２）、８％のサンプル（サンプルＮｏ．３、Ｎｏ．４）では、試料採取率は９０％以上ではあるが１００％には到達しておらず、フェノールフタレインの反応率も９０％以上ではあるが１００％には到達していない（評価「△」）。
ここで、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．４と、サンプルＮｏ．５〜Ｎｏ．８では、生石灰（ＣａＯ）の添加量以外に、加水量、羽切回数が相違しているが、表５で示すように、有意な差異ではない。
表５の結果から、図６、図７で示す構成により土壌と生石灰を攪拌、混合するのであれば、生石灰（ＣａＯ）の添加量（添加率）は少なくとも１０％とするべきことが判明した。
【００７９】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図６、図７では、２本の攪拌用ロッド３２、３４が配置されているが、１本の攪拌用ロッドから高圧水の交差噴流と低圧の生石灰噴流を噴射しても良い。或いは、３本以上の攪拌用ロッドの各々から、高圧水の交差噴流と低圧の生石灰噴流を噴射しても良い。
【符号の説明】
【００８０】
Ｇ・・・土壌無害化工法が施工される土壌
ＣＧ・・・シアン化合物で汚染された領域
Ｈ・・・掘削孔
Ｄ・・・シアン化合物で汚染された土壌の移送経路
１０・・・シアン化合物不溶化処理設備
１２・・・ホッパ
１３・・・重量センサ
１３Ｓ・・・計測信号出力装置
１４・・・混合攪拌槽
１６・・・攪拌装置
１６Ｍ・・・電動モ−タ
１８・・・生石灰貯蔵装置
２４・・・入力手段
３２、３４・・・攪拌用ロッド
３６、３８・・・土壌掘削用ビット
４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５・・・攪拌翼
Ｊ３２−１、Ｊ３２−２、Ｊ３４−１、Ｊ３４−２・・・高圧水噴流
Ｎ３２−１、Ｎ３２−２、Ｎ３４−１、Ｎ３４−２・・・高圧水噴射用ノズル
Ｎ３２−３・・・粉体噴射用ノズル
Ｊ３４−３・・・生石灰噴流
１００・・・コントロ−ルユニット
１０２・・・汚染土壌重量決定ブロック
１０４・・・水供給量決定ブロック
１０６・・・生石灰供給量決定ブロック
１１２・・・デ−タ記憶ブロック
１１４・・・制御信号出力ブロック
Ｌ１・・・水供給ライン
Ｌ２・・・生石灰供給ライン
Ｖ１・・・流量調整弁
Ｖ２・・・供給量調整弁
ＣＬ−１〜ＣＬ−２１、ＣＬ−２０Ａ〜ＣＬ−２２Ａ・・・信号伝達ライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シアン化合物を安定化して、シアン化合物で汚染された土壌を無害化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鍍金工場や、電子部品工場、化学工場等において、シアン化カリウムやシアン化ナトリウムの様なシアン化物を用いる場合が多い。
また、製鉄所においてはコ−クス製造工程におけるコ−クス製造ガスや、石炭ガス製造工場の様に、意図せずにシアン化合物を発生している設備が存在する。
その様な設備の跡地等においては、土壌中にシアン化合物で汚染された土壌が存在する。
一般的に、シアン化合物は、シアン化カリウム（ＫＣＮ）、シアン化ナトリウム（ＮａＣＮ）等のシアン化物とフェロシアン化物等の金属シアノ錯体を含めてシアン化合物という。
シアン化物は、土壌中においてはフェロシアン化物やフェリシアン化物として安定に存在することが多い。
【０００３】
従来、シアン化合物で汚染された土壌を、酸化剤や微生物を用いて無害化する技術が存在する。
しかし、係る技術は、土壌が高濃度のシアン化合物で汚染されている場合や、シアン化合物の中でも、土壌中に多く存在するフェロシアン化物、フェリシアン化物を無害化するには、不適当であった。
ここで、ｐＨ１１未満の環境下では、シアン化物（ＫＣＮ、ＮａＣＮ等）はシアン化水素（ＨＣＮ）として一部が揮散する恐れがある。そして、シアン化水素として揮散しない条件であるｐＨ１１以上の安全な領域において、シアン化合物を無害化する技術は、未だに提供されてはいない。
【０００４】
その他の従来技術として、吸湿性シ−トを用いて汚染物質を回収する技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献１）は地下水に包含されている汚染物質を除去することは出来ても、土壌そのものの汚染には対処することが出来ない。
【０００５】
また、汚染された地下水を浄化層に透過させて汚染物質の不溶化を行なう技術も提案されている（特許文献２参照）。
しかし、この技術（特許文献２）は汚染された地下水の浄化には適用することが出来ても、土壌そのものが汚染されている場合には適用することが出来ない。
【０００６】
さらに、汚染物質を金属錯イオンに変換し、当該錯イオンを汚染土壌中の微生物により生物学的に分解する技術も提案されている（特許文献３参照）。
先ず、微生物による分解生成物について炭酸ガスと窒素に分解したという証明はなされていない。中間体であるチオシアン酸イオン（ＳＣＮ−イオン）等のシアン化物イオンを発生する可能性は否定できない。
更に、係る従来技術（特許文献３）では、微生物については「分解細菌」としか特定されておらず、前記イオンを分解する細菌が具体化されていない。また、生物学的な分解による汚染土壌の浄化は浄化作用が一定しておらず、更に浄化完了まで年単位の長期間を必要としてしまう。
【０００７】
その他の従来技術として、シアン化合物により汚染された地下水に次亜塩素酸カルシウムを投入することにより、浄化する技術が知られている。
しかし、係る方法は地下水の浄化のみに有効であり、土壌自体がシアン化合物で汚染されている場合に、当該土壌に対して次亜塩素酸カルシウムを添加しても、シアン化合物を浄化することは出来ない。
【０００８】
上述した様に、現段階ではシアン化合物で汚染された土壌を浄化する有効な技術は提案されておらず、シアン化合物で汚染された土壌は焼却するか、専用の処分場に廃棄する以外に、処理する方法が存在しなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−３９６９３号公報
【特許文献２】特開２００４−２６１７３８号公報
【特許文献３】特開２００６−２５５５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、シアン化合物で汚染された土壌を短期間で確実に無害化することが出来る土壌無害化工法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の土壌無害化工法は、処理するべき土壌の乾燥重量の少なくとも５０％の水を添加する工程と、処理するべき土壌の重量（含水状態の重量：湿重量）の少なくとも５％（好ましくは１０％以上）の生石灰（ＣａＯ）を添加する工程と、処理するべき土壌と（水と）生石灰を（均一に）混合する工程と、少なくとも３時間以上（好ましくは１日間以上）養生する工程を有することを特徴としている。
【００１２】
本発明において、生石灰を添加する工程における生石灰の添加量（処理するべき土壌の湿重量の少なくとも５％、好ましくは１０％以上）は、添加された水と反応して処理するべき土壌を１００℃程度に加熱するのに必要な量である。そして、生石灰と水の発熱反応により、養生する工程において、土壌中の水分を気化する程度の熱量を発生するのに必要な量である。
さらに、生石灰を添加した後、水と処理するべき土壌との混合物（例えば、スラリ−）がｐＨ１１以上（好ましくはｐＨ１２以上）の高ｐＨにするのに必要な量である。
本発明の実施に際して、生石灰は粒径１００メッシュ以上の微粉状であるのが好ましい。ただし、生石灰の添加後、生石灰が粉状になる様な場合には、添加する生石灰が粒径１００メッシュ以上の微粉状である必要はない。
【００１３】
本発明において、処理するべき土壌と生石灰を（均一に）混合する工程は、
複数の攪拌翼（４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５）を備えた攪拌用ロッド（３２、３３）を回転して、当該ロッド（３２、３３）に設けたノズル（Ｎ３２−１、Ｎ３２−２：Ｎ３４−１、Ｎ３４−２）から噴射される一対の切削流体（例えば高圧水）噴流から成る交差噴流（Ｊ３２−１、Ｊ３２−２：Ｊ３４−１、Ｊ３４−２）によりシアンにより汚染された土壌（ＣＧ）を切削し細分化しつつ攪拌して、切削流体（例えば水）と混合する工程と、
生石灰を噴射して（Ｊ３４−３：低圧の生石灰噴流）、切削されて細分化されて切削流体（例えば水）と混合された汚染土壌と生石灰とを攪拌して混合する工程を有するのが好ましい。
【００１４】
本発明の実施に際して、上述した方法（交差噴流で汚染土壌を切削、細分化しつつ、生石灰を噴射して混合する方法）を実施しない場合には、処理するべき土壌と生石灰を（均一に）混合する工程では、混合機を使用することも可能である。
土壌を微細化する機能を持つ混合機を使用すれば、生石灰と均一な混合が困難である場合でも、シアンにより汚染された土壌と生石灰とを均一に混合することが可能である。
土壌を微細化する機能を持つ混合機として、市販の混合機（例えば、コマツ製作所の商品名「リテラ」）を用いることが出来る。
【００１５】
本発明において、前記養生する工程における養生期間（少なくとも３時間以上、好ましくは１日間以上）は、水と生石灰が反応して処理するべき土壌を１００℃程度まで加熱する時間と、不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する時間と、水と生石灰の反応による発熱で水分を気化させる時間の総和である。
ここで、フェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する時間は、より詳細には、ケイ酸塩の一部を溶解して鉄（ＩＩ又はＩＩＩ）イオン及びカリウムイオンを生成する反応が進行する時間と、シアン化物イオン（ＣＮ−）は鉄（ＩＩ又はＩＩＩ）イオンと反応してフェロシアン化鉄イオン（［Ｆｅ（ＣＮ）６］４−）及び/又はフェリシアン化鉄イオン（［Ｆｅ（ＣＮ）６］３−）を生成し、土壌中に元々存在するフェロシアン化鉄イオン及び/又はフェリシアン化鉄イオンと併せて、更にフェロシアン化鉄イオン及び/又はフェリシアン化鉄イオンが土壌から溶解したカリウムイオン及び生石灰からのカルシウムイオンと反応して、フェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成するのに必要な時間である。
【００１６】
また、本発明の土壌無害化工法において、処理するべき土壌がスラリ−状であり、相当量の水分を包含している（例えば、土壌乾燥重量の５０％程度の水分を包含している）場合には、処理するべき土壌の重量（含水状態の重量：湿重量）の少なくとも５％（好ましくは１０％以上）の生石灰（ＣａＯ）を添加して、混合機を用いて処理するべき土壌と生石灰を均一に混合して、少なくとも３時間以上（好ましくは１日間以上）養生すれば良い。その場合には、処理するべき土壌には、生石灰と反応するのに必要な水分量が、既に包含されている場合は、処理するべき土壌の乾燥重量の５０％程度の水分を添加する工程を実行する必要はない。
【００１７】
対象とする汚染土壌に鉄含有率が低い場合及び/又はカリウム塩が少ない場合には、鉄化合物（鉄塩、鉄錯体等） 及び/又はカリウム化合物（カリウム塩等）を添加することで前記不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成することができる。従って、対象土壌の土質に関わらず適用範囲を拡張できる。
【発明の効果】
【００１８】
上述する構成を具備する本発明によれば、水を添加する工程により、その後に添加される生石灰と反応して処理するべき土壌を１００℃程度に加熱するのに必要な量の水が添加される。そして、水と生石灰との反応により生じた消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）によりｐＨ１１以上（好ましくはｐＨ１２以上）の高ｐＨ状態となる。
水と生石灰との反応による発熱と、生成した消石灰により高ｐＨ環境となることにより、シアン化物イオン（ＣＮ−）は鉄と反応してフェロシアン化物イオン（［Ｆｅ（ＣＮ）６］４−）及び/又はフェリシアン化物イオン（［Ｆｅ（ＣＮ）６］３−）を生成し、土壌中に元々フェロシアン化物イオン及び/又はフェリシアン化物イオンとして存在するものと併せて、更に土壌中のカリウム及び生石灰からのカルシウムイオンと反応し、不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する（図５）。
【００１９】
ここで、不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する反応は、土中にシアン化物イオン（ＣＮ−）単体が包含されている場合と、土中に、フェロシアン化物イオン、フェリシアン化物イオンは含まれているが、シアン化物イオン（ＣＮ−）単体は含まれていない場合とでは、若干異なっている。
土中にシアン化物イオン（ＣＮ−）単体が包含されている場合は、
土中のケイ酸塩から鉄イオン、カリウムイオンを生成する段階と、
シアン物イオンが鉄イオンと反応して、フェリシアン化鉄イオン、フェロシアン化鉄イオンを生成する段階と、
フェリシアン鉄イオン、フェロシアン化鉄イオンがカリウムイオン及び生石灰中のカルシウムと反応して、フェロシアン化カルシウムカリウムを生成する段階、
の３段階を含んでいる。
一方、土中に、フェロシアン化物イオン、フェリシアン化物イオンは含まれているが、シアン化物イオン（ＣＮ−）単体は含まれていない場合には、
土中のケイ酸塩から鉄イオン、カリウムイオンを生成する段階と、
フェリシアン鉄イオン、フェロシアン化鉄イオンがカリウムイオン及び石灰中のカルシウムと反応して、フェロシアン化カルシウムカリウムを生成する段階、
の２段階になる。
【００２０】
本発明によれば、前記養生する工程において、水と生石灰（ＣａＯ）が反応して発生した熱と、生成物である消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）による高ｐＨ状態（ｐＨ１１以上、好ましくはｐＨ１２以上）とによって、シアン化物イオンはフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンにする反応が行なわれる。
一般的には土壌中に、元々フェロシアン化物イオン及び/又はフェリシアン化物イオンとして存在するものが多い。ここで、フェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンは、シアンと鉄の錯化合物であり、シアン化合物の中でも土壌中でかなり安定している。そのため従来技術では、フェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンを無害化することはできなかった。
これに対して本発明によれば、上述した様に、従来技術では無害化することができなかったフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンが、土壌中のカリウム及び生石灰からのカルシウムイオンと反応し、不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成することにより、無害化することが出来る。
【００２１】
また本発明によれば、水と生石灰が反応して発生した熱と、生成物である消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）による高ｐＨ状態（ｐＨ１１以上、好ましくはｐＨ１２以上）とによって、土壌を構成しているケイ酸塩（Ｋ３ＳｉO３、Ｆｅ２ＳｉO４等）、アルミン酸塩の一部は溶解する。そして、鉄イオン、カリウムイオンを生成する。
ここで、シアン化物イオンはｐＨ１１未満ではシアン化水素として揮散する恐れがあり、危険な状態となる。本発明では、ｐＨ１１以上、好ましくはｐＨ１２以上の高ｐＨ状態で上述した反応を行なうので、シアン化物イオンがシアン化水素として揮散する恐れを防止することが出来る。
また、前記養生する工程において、処理するべき土壌に添加された水は、水と生石灰の反応熱により、一部は消石灰として消費され、残りは蒸発する。
【００２２】
ここで、シアン化合物イオンは、生石灰との反応によりケイ酸塩（Ｋ３ＳｉO３、Ｆｅ２ＳｉO４等）の一部から生成した鉄イオン及びカリウムイオンと、反応することにより、非常に安定した不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する。
上述した様に、本発明によれば、シアン化合物イオンが非常に安定した不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成することにより、シアン化合物で汚染されていた土壌が無害化される。
換言すれば、シアン化合物イオンが安定化して、環境基本法で定める土壌環境基準（以下、「環境基準」と呼ぶ）未満になり、その結果、シアン化合物により汚染されていた土壌の無害化が達成される。
【００２３】
より詳細には、本発明によれば、シアン化合物は、生石灰が反応し、溶解した一部のケイ酸塩から供給された鉄イオン及びカリウムイオンと反応して、非常に安定した不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成することで、無害化されるのである。
また、シアン化合物イオンが当該不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）になるため、シアン化物イオン（ＣＮ−）やフェロシアン化物イオン及び/又はフェリシアン化物イオンとして遊離せず、シアン化合物が無害化されるのである。
【００２４】
本発明によれば、養生期間は３時間以上（好ましくは１日間以上）であり、生物学的な浄化方法に比較して、極めて短時間で、シアン化合物の無害化が実現出来る。
また、シアン化合物により汚染された土壌中にベンゼンが包含されていたとしても、本発明では、水と生石灰が反応した際の発熱により、当該ベンゼンを除去することが出来る。
【００２５】
シアン化合物は土壌粒子に付着しているので、シアン化合物を無害化する反応を土壌粒子表面で進行させるためには、土壌と生石灰を出来る限り均一に混合する状態にすることが好ましい。ここで、処理すべき土壌が塊状等の場合には、生石灰と均一な混合が困難である。
本発明において、交差噴流（Ｊ３２−１、Ｊ３２−２：Ｊ３４−１、Ｊ３４−２）によりシアンにより汚染された土壌（ＣＧ）を切削し細分化しつつ攪拌して、切削流体（例えば水）と混合し、生石灰を噴射して（Ｊ３４−３）、切削されて細分化されて切削流体（例えば水）と混合された汚染土壌と生石灰とを攪拌して混合すれば、交差噴流により汚染土壌を切削して、細分化して、切削流体（例えば水）と混合、攪拌し、その状態で生石灰を供給して、さらに攪拌するので、細分化されて掘削流体（掘削水）と混合した土壌と生石灰とが均一に混合される。
その結果、シアン化合物を無害化する反応が個々の土壌粒子表面で好適に進行し、不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）が生成して、無害化される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態が施工された状態の概念図である。
【図２】実施形態のシアン化合物不溶化処理設備を示すブロック図である。
【図３】図１の処理設備におけるコントロ−ルユニットのブロック図である。
【図４】実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図５】フェロシアン化カルシウムカリウムが生成された旨を示すＸ線回折結果を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示す説明図である。
【図７】図６のＡ−Ａ矢視平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１において、第１実施形態に係る土壌無害化工法が施工される土壌Ｇには、シアン化合物で汚染された領域ＣＧが存在する。
係る汚染領域ＣＧまで掘削孔Ｈを掘削して、シアン化合物で汚染された土壌（汚染領域ＣＧの土壌）を、矢印Ｄで示すように、地上側のシアン化合物不溶化処理設備１０に移送する。換言すれば、矢印Ｄは、シアン化合物で汚染された土壌（汚染領域ＣＧの土壌）をシアン化合物不溶化処理設備１０に移送する移送経路である。
【００２８】
掘削孔Ｈを掘削する方法（例えば、公知のボ−リング技術やバケットによる掘削技術）や、シアン化合物で汚染された土壌を地上側のシアン化合物不溶化処理設備１０に移送する方法（例えば、公知のバケットを用いた搬送技術や、コンベアによる搬送技術、スラリ−移送技術）については、従来、公知の技術を適用すれば良い。
ここで、シアン化合物で汚染された土壌を移送する方法については、シアン化合物が揮発して大気中に拡散しない様にするのが好ましい。
【００２９】
地上側のシアン化合物不溶化処理設備１０の詳細が、図２で示されている。
図２において、シアン化合物不溶化処理設備１０はハウジング１０Ｈで包囲されている。シアン化合物が揮発しても、大気中に拡散することを防止するためである。
シアン化合物で汚染された土壌は、移送経路Ｄ（図２では矢印Ｄとして示されている）を介して、シアン化合物不溶化処理設備１０のホッパ１２に投入される。
シアン化合物で汚染された土壌の投入量を計測するため、ホッパ１２の底部には重量センサ（例えば、ロ−ドセル）１３が設けられており、重量センサ１３の計測結果は、計測信号出力装置１３Ｓ、信号伝達ラインＣＬ−１を介して、コントロ−ルユニット（制御装置）１００に伝達される。
【００３０】
重量センサ１３で投入量（重量）を計測された後、シアン化合物で汚染された土壌は混合攪拌槽１４に投入される（矢印ＤＡ参照）。
混合攪拌槽１４は攪拌装置１６を有しており、攪拌装置１６は駆動源である電動モ−タ１６Ｍにより駆動する。そして、電動モ−タ１６Ｍは、信号伝達ラインＣＬ−２を介して、コントロ−ルユニット１００から作動、停止に関する制御信号を受信する。
ここで、攪拌装置１６を有する混合攪拌槽１４に代えて、混合機を用いることが可能である。この場合、混合機としては、市販品（例えば、コマツ製作所の商品名「リテラ」）を適用可能である。
攪拌装置１６を有する混合攪拌槽１４或いは混合機としては、少なくとも、処理するべき土壌と生石灰を均一に混合する能力を有していることが必要である。
【００３１】
混合攪拌槽１４は、水供給ラインＬ１を介して、図示しない水供給源（例えば、上水）と連通している。
水供給ラインＬ１には流量調整弁Ｖ１が介装されており、流量調整弁Ｖ１は、信号伝達ラインＣＬ−３を介して、コントロ−ルユニット１００から開閉制御信号を受信する。以って、混合攪拌槽１４に投入された汚染土壌に対応した量の水が、混合攪拌槽１４に供給される（矢印ＷＡ）。
【００３２】
生石灰貯蔵装置１８が、生石灰供給ラインＬ２を介して、混合攪拌槽１４に連通している。
生石灰供給ラインＬ２は、図示しない公知の搬送装置（例えば、スクリュ−コンベア）を備えており、生石灰貯蔵装置１８内の生石灰を混合攪拌槽１４に投入可能としている。
ここで、生石灰供給ラインＬ２には供給量調整弁Ｖ２が介装されており、供給量調整弁Ｖ２は、信号伝達ラインＣＬ−４を介して、コントロ−ルユニット１００から開閉制御信号を受信する。以って、混合攪拌槽１４に、汚染された土壌に対応した量の生石灰が供給される（矢印ＣＡ）。
【００３３】
図２において、符号２４は入力手段であり、入力手段２４は信号伝達ラインＣＬ−７を介して、コントロ−ルユニット１００に対して、シアン化合物で汚染された土壌（図１で示す領域ＣＧの土壌）の含水率を入力する。
係る含水率は、例えば、第１実施形態に係る土壌無害化工法が施工される以前の段階で、土壌Ｇの試掘等（図示せず）により求められる。そして、係る含水率を用いることにより、混合攪拌槽１４に投入されたシアン化合物で汚染された土壌の乾燥重量（ドライ重量）を決定することが出来る。
そして、汚染土壌の乾燥重量に基き、水供給ラインＬ１を介して混合攪拌槽１４に供給される水量が決定される。
【００３４】
また、土壌Ｇを試掘した際に汚染土壌をサンプリングして、サンプリングされた汚染土壌の重量と、当該汚染土壌と水との混合物（例えばスラリ−）がｐＨ１１以上（好ましくはｐＨ１２以上）にするのに必要な生石灰量（含水状態の土壌の重量、湿重量、の少なくとも５％、好ましくは１０％以上）との比を求め、当該比率を適正な生石灰の比率（適正比率）として、入力手段２４により、信号伝達ラインＣＬ−７を介して、コントロ−ルユニット１００に入力するのが好ましい。
【００３５】
コントロ−ルユニット１００の詳細について、図３を参照して説明する。
図３において、コントロ−ルユニット１００は、汚染土壌重量決定ブロック１０２、水供給量決定ブロック１０４、生石灰供給量決定ブロック１０６、デ−タ記憶ブロック１１２、制御信号出力ブロック１１４、各ブロック間でデ−タ信号の授受を行なうための信号伝達ラインＣＬ−１１〜ＣＬ−２１、ＣＬ−２０Ａ〜ＣＬ−２２Ａを備えている。
【００３６】
シアン化合物で汚染された土壌の重量が重量センサ１３で計測されると、その計測結果は、信号伝達ラインＣＬ−１を介して、汚染土壌重量決定ブロック１０２に送られる。
そして、汚染土壌重量決定ブロック１０２において、混合攪拌槽１４に投入されたシアン化合物で汚染された土壌の重量（水分を含んだ重量）が決定される。
当該汚染土壌の重量は、信号伝達ラインＣＬ−１１を介して水供給量決定ブロック１０４に送信され、信号伝達ラインＣＬ−１２を介して生石灰供給量決定ブロック１０６に送信される。
【００３７】
水供給量決定ブロック１０４には、信号伝達ラインＣＬ−１６を介して、デ−タ記憶ブロック１１２から、シアン化合物で汚染された土壌の含水率と、土壌の乾燥重量（ドライ重量）に対する好適な水の重量の比率（適正比率）が送られる。
水供給量決定ブロック１０４では、含水率に基いて土壌の乾燥重量（ドライ重量）を演算する。そして、演算により得られた土壌の乾燥重量と、デ−タ記憶ブロック１１２から送信された好適な水の重量の比率（適正比率）により、水供給ラインＬ１を介して混合攪拌槽１４に供給するべき水量を演算する。
水供給量決定ブロック１０４で演算された水量のデ−タは、信号伝達ラインＣＬ−２０を介して制御信号出力ブロック１１４に送られて、流量調整弁Ｖ１の制御信号に変換される。そして、当該制御信号は、信号伝達ラインＣＬ−２０Ａ、ＣＬ−３を介して流量調整弁Ｖ１に送られる。
【００３８】
生石灰供給量決定ブロック１０６には、信号伝達ラインＣＬ−１７を介して、デ−タ記憶ブロック１１２から、汚染土壌の重量に対して適正な生石灰の比率（適正比率）が送信される。
生石灰供給量決定ブロック１０６では、適正な生石灰の比率（適正比率）と、汚染土壌重量決定ブロック１０２から送信された当該汚染土壌の重量から、混合攪拌槽１４に供給するべき生石灰の量、具体的には、処理するべき土壌の重量（含水状態の重量：湿重量）の少なくとも５％（好ましくは１０％以上）に相当する生石灰量を演算する。
生石灰供給量決定ブロック１０６で演算された生石灰供給量のデ−タは、信号伝達ラインＣＬ−２１を介して制御信号出力ブロック１１４に送られて、供給量調整弁Ｖ２の制御信号に変換される。そして、当該制御信号は、信号伝達ラインＣＬ−２１Ａ、ＣＬ−４を介して供給量調整弁Ｖ２に送られる。
【００３９】
ここで、供給量調整弁Ｖ２の制御信号に加えて、電動モ−タ１６Ｍの駆動信号も制御信号出力ブロック１１４から出力される。電動モ−タ１６Ｍの駆動信号は、信号伝達ラインＣＬ−２２Ａを経由し、信号伝達ラインＣＬ−２を介して電動モ−タ１６Ｍに送信される。
信号伝達ラインＣＬ−２２Ａを介して送信される電動モ−タ１６Ｍの駆動信号は、図３では明示されていない遅延回路を経由して、生石灰が混合攪拌槽１４に供給された後に、電動モ−タ１６Ｍへ送信される。
ここで、図３で示す構成に代えて、コントロ−ルユニット１００を制御盤で構成し、当該制御盤を作業者が操作することも可能である。
【００４０】
次に、主として図４を参照して、第１実施形態に係る土壌無害化工法の施工手順を説明する。
それと共に、水、生石灰の供給量についても説明する。
先ず、土壌Ｇの汚染された領域ＣＧの汚染土壌（シアン化合物で汚染された土壌）を掘削して、シアン化合物不溶化処理設備１０の混合攪拌槽１４（のホッパ１２）に投入する（ステップＳ１）。
ここで、汚染土壌の掘削（ステップＳ１）に先立って試掘を行い、領域ＣＧの汚染土壌の含水率を計測して、含水率入力手段２４により計測された含水率を入力する。或いは、汚染土壌を掘削する（ステップＳ１）際に、その一部をサンプリングして含水率を計測し、その計測結果を含水率入力手段２４によりコントロ−ルユニット１００に入力しても良い。
【００４１】
次に、重力センサ１３により、ホッパ１２に投入された汚染土壌の重量を計測する（ステップＳ２）。
そしてステップＳ３で、水ラインＬ１を介して、混合攪拌槽１４に水が供給される。
ここで、ステップＳ１において、ホッパ１２に投入された汚染土壌は、水分を包含した状態である。ステップＳ３では、上述した含水率を用いて、当該汚染土壌の乾燥重量（ドライ重量）を演算する。そして、デ−タ記憶ブロック１１２から送信された水の重量の比率（適正比率）により、水供給ラインＬ１を介して混合攪拌槽１４に供給するべき水量を演算する。
【００４２】
ここで、水の適正比率は、汚染土壌の乾燥重量の５０％以上である。
浄化するべきシアンとして、土中に、シアン化物イオン（ＣＮ−）が単体で存在する場合と、シアン化物イオン（ＣＮ−）は単体では土中に存在せず、フェロシアン化物イオン、フェリシアン化物イオンとして存在する場合の双方において、シアン化物イオンをフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンにする反応と、ケイ酸塩の一部が溶解する反応が進行するには、水が必要である。同様に、係る反応を進行するためには、１００℃程度に加熱することも必要である。
第１実施形態では、水を添加した後、生石灰を添加することにより、水と生石灰の発熱反応によって、必要な発熱量を得ている。そして、後述の実験例から明らかなように、汚染土壌の乾燥重量の少なくとも５０％であれば、水と生石灰の発熱反応に必要な水の量と、ケイ酸塩の一部が溶解して、シアン化物イオンをフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンにする反応に必要な量の水が確保出来るのである。
【００４３】
次に、ステップＳ３で、生石灰供給ラインＬ２を介して、混合攪拌槽１４に生石灰（ＣａＯ）が投入される。
ここで、生石灰の供給量は、生石灰投入後、汚染土壌と水と生石灰との混合物がｐＨ１１以上になる量、例えば、処理するべき土壌の含水状態の重量（湿重量）の少なくとも５％（好ましくは１０％以上）である。
土壌の含水状態の重量（湿重量）の少なくとも５％の生石灰を添加しないと、ｐＨ１１以上とならず、シアン化水素（ＨＣＮ）が揮散して危険である。
また、シアン化合物イオンが非常に安定した不溶性化合物を生成する反応が十分に進行せず、シアン化合物で汚染されていた土壌の無害化が不十分となる。
なお、ｐＨ１１以上になる程度まで生石灰を投入すれば、例えば、汚染土壌にシアン化合物のみならず、芳香族炭化水素（ベンゼン）が含有されていたとしても、水と生石灰との反応で生じた発熱により、ベンゼンを除去することが出来る。
【００４４】
ここで、生石灰の供給量を決定するに際して、汚染土壌をサンプリングして、生石灰投入後、汚染土壌と水と生石灰との混合物がｐＨ１１（好ましくはｐＨ１２）以上となる様な比率（汚染土壌に対する生石灰供給量の比率：適正比率）を予め求めておけば良い。
或いは、過去の施工実績から、確実にｐＨ１１（好ましくはｐＨ１２）以上となる様な生石灰供給量、或いは、汚染土壌に対する生石灰供給量の比率を、デ−タ記憶ブロック１１２に記憶させても良い。
【００４５】
ステップＳ４で生石灰を投入した後、電動モ−タＭを作動して、攪拌装置１６により、汚染土壌、水、生石灰を均一に混合、攪拌する（ステップＳ５）。
【００４６】
攪拌装置１６により混合攪拌槽１４を混合、攪拌した後、所定期間が経過するまで静置或いは養生させる（ステップＳ５がＮＯ、ステップＳ６のル−プ）。
ステップＳ５における「所定時間」としては、３時間以上で設定される。後述するように、特に２４時間（１日）以上に亘って養生させることが好ましい。
少なくとも３時間以上に亘って養生させなければ、水と生石灰が反応して処理するべき土壌を１００℃程度まで加熱する反応と、ケイ酸塩の一部を溶解して鉄イオン及びカリウムイオンを生成する反応、シアン化物イオンをフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンにする反応、フェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンが溶解したカルシウムイオン及びカリウムイオンと反応して非常に安定した不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する反応、水と生石灰の反応に伴う発熱による水分の気化等の反応が十分に進行しないからである。
【００４７】
なお、図示はされていないが、第１実施形態において、混合攪拌槽１４が加熱手段及び／又は加圧手段を有しており、養生時間（ステップＳ５がＮＯ、ステップＳ６のル−プ）中に、混合攪拌槽１４内における汚染土壌、水、生石灰の混合物（例えば、スラリ−）が加熱及び／又は加圧されるのであれば、当該養生時間を短縮することが可能である。
【００４８】
攪拌装置１６により混合攪拌槽１４を混合、攪拌した後、所定の養生時間が経過したならば（ステップＳ５がＹＥＳ）、ステップＳ７に進み、無害化された後の処理を行なう。
ステップＳ７における「無害化後の処理」としては、例えば、セメント材料としてセメント工場に搬出し、或いは、原位置（図１における汚染領域ＣＧ）に埋め戻すことが出来る。
【００４９】
［実験例１］
実験例１では、シアン化合物を含有する試料５０ｇに対して、フェリシアン化カリウム２６ｍｇを添加し、３時間後、生石灰５ｇ（処理するべき土壌の湿重量の１０％）と適宜量の水（処理するべき土壌の乾燥重量の５０％の水）を添加して混合攪拌した後、２日間養生させた。
実験例１では、溶出試験方法は環境省告示第１８号（平成１５年３月６日）に基いて行なった。
実験例１における溶出試験（告示第１８号の溶出試験）の結果を、環境基準値と比較して、下表１で示す。
表１
【００５０】
ここで、環境基準は０．１ｍｇ／Ｌ未満であり、溶出量が０．１ｍｇ／Ｌを下回っていれば、シアン化合物が溶出する恐れがなく、浄化或いは無害化が達成されたと認定される。
表１で示すように、実験例１では溶出量が０．０３ｍｇ／Ｌであり、環境基準値である０．１ｍｇ／Ｌ未満の１／３の低い数値になっている。従って、実験例１に係る処理により、シアン化合物の不溶化が達成されたことが明らかである。
ここで、実験例１に係る処理では、試料と生石灰と水の混合物（スラリ−）はｐＨ１１であることが確認されている。そして、実験例１ではシアン化水素は揮散せず、処理に際して実験者や作業者に危険はないことが分った。
【００５１】
［実験例２］
実験例１における処理では生石灰は生石灰５ｇ（処理するべき土壌の湿重量の１０％）が用いられた。これに対して、実験例２では、生石灰の量を２．５ｇ（処理するべき土壌の湿重量の５％）、０．５ｇ（処理するべき土壌の湿重量の１％）、０．２５ｇ（処理するべき土壌の湿重量の０．５％）にした。
実験例２における生石灰添加量以外の実験条件は、実験例１と同じである。
実験例２の結果を、下表２で示す。
表２
【００５２】
実験例１に関連して述べたように、環境基準値は０．１ｍｇ／Ｌ未満である。表２から、溶出量が係る基準値未満になるのは、生石灰の添加量が処理するべき土壌の湿重量の５％（実験例２では２．５ｇ）の場合と、生石灰の添加量が処理するべき土壌の湿重量の１０％（５．０ｇ）の場合である。ここで、生石灰の添加量が処理するべき土壌の湿重量の１０％（５．０ｇ）の場合とは、実験例１に他ならない。
実験例２より、生石灰の添加量は、処理するべき土壌の湿重量の少なくとも５％以上であり、好ましくは１０％以上であることが理解される。
【００５３】
［実験例３］
実験例３では、実験例１と同一の試験条件で、実験試料と添加する水との重量比を変化して、処理後のシアン化合物の溶出量を計測した。
実験例３において、試料と添加する水との重量比は、処理するべき土壌（試料）の乾燥重量に対する水の重量比を３０％〜１００％の範囲で、１０％ずつ変化させた。
実験例３の結果を、下表３で示す。
表３
【００５４】
表３において、「○」は、処理（実験例３の処理）後のシアン化合物の溶出量が、環境基準の０．１ｍｇ／Ｌを下回っていることを意味しており、「×」は当該基準値以上であることを意味している。
表３から明らかなように、試料の乾燥重量に対する水の重量比が５０％以上（５０％〜１００％）であれば、シアン化合物で汚染された土壌を無害化できる。これに対して、試料の乾燥重量に対する水の重量比が３０％、４０％では、無害化されていない。
水の量が試料の乾燥重量に対して３０％、４０％の場合には、ケイ酸塩の一部を溶解して鉄イオン及びカリウムイオンを生成する反応とシアン化物イオンをフェロシアン化物イオン及び／又はフェリシアン化物イオンにする反応、更には不溶性化合物（フェロシアン化カルシウムカリウム：ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成する反応が十分に進行せず、また、係る反応を進行するために必要な反応熱（生石灰と水との発熱反応により生じる熱）も不十分となるものと推定される。
【００５５】
［実験例４］
実験例４では、水及び生石灰を添加した混合、攪拌した後における養生時間を変動し、その他の条件を実験例１と同様にして、処理後（実験例７の処理）のシアン化合物の溶出量を計測した。
養生時間は、１時間〜５日間（１２０時間）の範囲で、下表４で示すように変化させた。
実験例４の結果を、下表４で示す。
表４
【００５６】
表４においても、「○」は、処理（実験例４の処理）後のシアン化合物の溶出量が、環境基準値０．１ｍｇ／Ｌを下回っていることを意味しており、「×」は当該基準値以上であることを意味している。
表４から、養生時間が３時間であれば、溶出量は環境基準値０．１ｍｇ／Ｌを下回り、シアン化合物で汚染された土壌を無害化できる。
シアン化物が非常に安定した不溶性化合物になる反応は、瞬時に反応が終了するタイプの反応ではないと推定される。そのため、不溶性化合物を生成するには、少なくとも３時間が必要であり、本発明では、少なくとも３時間の養生期間が必要であることが理解される。
なお、実験例４では、常温、大気圧の下で行なわれているが、加圧下、加熱下では、養生期間が短縮することを付記する。
【００５７】
［実験例５］
上述した様に、シアン化合物を無害化するために、図示の実施形態では、当該シアン化合物から不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）を生成している。
出願人は、実験例５として、土中のシアンからフェロシアン化カルシウムカリウムが生成されるか否かを確認するための訂正実験を行なった。
【００５８】
実験例５においては、先ず、フェロシアン化カリウムを水に溶かすことにより、図示の実施形態で無害化するべき土中のシアンに相当するフェロシアン化物イオンを生成した。そして、フェロシアン化カリウムを溶かした水、換言すれば、フェロシアン化物イオンが存在する水に、生石灰を混合した試料を作成した。
そして、当該試料（フェロシアン化物イオンが存在する水に、生石灰を混合した試料）を、Ｘ線回析した。
Ｘ線回析した結果が、図５で示されている。
【００５９】
図５で示すＸ線回析結果では、横軸に位置（°２θ：°２Ｔｈｅｔａ）を示し、縦軸にＸ線強度（ｃｐｓ）を示している。
図５で示すＸ線回析結果から、前記試料（フェロシアン化物イオンが存在する水に、生石灰を混合した試料）中に、フェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）が生成していることが、定性的に確認された。図５のＸ線回析結果において、所定の３つの位置において、Ｘ線強度（ｃｐｓ）のピークが存在するからである。
換言すれば、実験例５の結果から、本発明によれば、土中に存在するシアンから、不溶性のフェロシアン化カルシウムカリウム（ＣａＫ２［Ｆｅ（ＣＮ）６］）が生成されることが確認された。
【００６０】
図１〜図５を参照して説明した第１実施形態では、シアン化合物汚染土壌を地上側に取り出して無害化している。しかし、シアン化合物汚染土壌を地上側に取り出さずに、原位置にて無害化することが可能である。
換言すれば、本発明によれば、土壌Ｇ中のシアン化合物で汚染された領域ＣＧに水及び生石灰を供給することにより、シアン化合物汚染土壌（領域ＣＧの土壌）を地上側に取り出さずに、原位置にて無害化することが出来る。
土壌Ｇ中のシアン化合物で汚染された領域ＣＧに水及び生石灰を供給することにより、シアン化合物汚染土壌（領域ＣＧの土壌）を地上側に取り出さずに、原位置にて無害化する実施形態が、図６、図７で示されている。
【００６１】
次に、図６、図７を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
上述した通り、図６、図７の第２実施形態では、比較的低圧の粉体噴流と、高圧水の交差噴流とを用いて、シアン化合物で汚染された領域ＣＧを無害化している。
図６において、土壌Ｇ中のシアン化合物で汚染された領域ＣＧを無害化するための施行現場には、土壌無害化用機械（全体は図示せず）が設置されている。当該土壌無害化用機械は、２本の攪拌用ロッド３２、３４を有しており、攪拌用ロッド３２、３４の各々の先端（図６では下端部）には、土壌掘削用ビット３６、３８が取り付けられている。
【００６２】
攪拌用ロッド３２、３４には、垂直方向に間隔を空けて、複数（図６では５箇所に２枚ずつ、合計で２０枚）の攪拌翼４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５が設けられている。図７で示すように、攪拌翼４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５は、各々が、攪拌用ロッド３２、３４を中心に、半径方向外方へ延在する２本の攪拌翼から構成されており、当該２本の攪拌翼は直線上に配置されている。
ここで、垂直方向に隣接する攪拌翼同士は、その延在する方向が９０°ずつずれている。
攪拌用ロッド３２、３４を回転することにより、攪拌翼４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５は、例えば時計方向（図７の矢印Ｒ方向）に回転して、土壌を攪拌する。
【００６３】
図６において、攪拌用ロッド３２の一番下側の攪拌翼４０−５と同一の垂直方向位置には、高圧水噴流をＪ３２−１を噴射するノズルＮ３２−１が設けられている。そして、ノズルＮ３２−１よりも上方の位置には、高圧水噴流をＪ３２−２を噴射するノズルＮ３２−２が設けられている。
一方、攪拌用ロッド３４の一番下側の攪拌翼４２−５と同一の垂直方向位置には、高圧水噴流をＪ３４−１を噴射するノズルＮ３４−１が設けられている。そして、ノズルＮ３４−１よりも上方の位置であって、ノズルＮ３２−１と同一の垂直方向位置には、高圧水噴流をＪ３４−２を噴射するノズルＮ３４−２が設けられている。なお、図６の例では、ノズルＮ３４−２の垂直方向位置と、攪拌翼４２−４の垂直方向位置とが同一である。
高圧水噴流Ｊ３２−１、Ｊ３２−２は一対の交差噴流を構成し、高圧水噴流Ｊ３４−１、Ｊ３４−２も一対の交差噴流を構成する。
【００６４】
図７で示すように、ノズルＮ３２−１、ノズルＮ３２−２は、攪拌用ロッド３２を中心として点対称に配置されている。従って、ノズルＮ３２−１から噴射される高圧水噴流をＪ３２−１と、ノズルＮ３２−２から噴射される高圧水噴流Ｊ３２−２も、攪拌用ロッド３２を中心として対称になっている。
同様に、ノズルＮ３４−１、ノズルＮ３４−２も、攪拌用ロッド３４を中心として点対称に配置されており、ノズルＮ３４−１から噴射される高圧水噴流Ｊ３４−１と、ノズルＮ３４−２から噴射される高圧水噴流Ｊ３４−２も、攪拌用ロッド３４を中心として対称になっている。
【００６５】
図６において、攪拌用ロッド３２の一番下側の攪拌翼４０−５の地中側の側面に接触するように、粉体噴射用ノズルＮ３２−３が設けられている。ここで、粉体噴射用ノズルＮ３２−３は、ノズルＮ３２−１、ノズルＮ３２−２と同様に、攪拌用ロッド３２の外周面に形成されている。
同様に、攪拌用ロッド３４の一番下側の攪拌翼４２−５の地中側の側面に接触するように、粉体噴射用ノズルＮ３４−３が設けられている。ここで、粉体噴射用ノズルＮ３４−３は、ノズルＮ３４−１、ノズルＮ３４−２と同様に、攪拌用ロッド３４の外周面に形成されている。
粉体噴射用ノズルＮ３４−３から、粉末状生石灰の噴流（或いは、粉末状生石灰と低圧の水から成る噴流）Ｊ３４−３（図７）が低圧で噴射される。同様に、粉体噴射用ノズルＮ３２−３からも、粉末状生石灰の噴流が低圧で噴射される。ただし、粉体噴射用ノズルＮ３２−３から噴射される生石灰の噴流は、図示されていない。
なお、粉体噴射用ノズルＮ３２−３、Ｎ３４−３も、各々２つずつ設けられており、攪拌用ロッド３２、３４を中心として対称に配置されている。
【００６６】
図７で示すように、高圧水噴流Ｊ３４−１、Ｊ３４−２の噴射方向は、攪拌翼４２−１〜４２−５が延在する方向に対して、４５°ずれている。
図示はしないが、高圧水噴流Ｊ３２−１、Ｊ３２−２の噴射方向も、攪拌翼４０−１〜４０−５が延在する方向に対して、４５°ずれている。
一方、粉体噴射用ノズルＮ３４−３から噴射される低圧の生石灰噴流Ｊ３４−３は、最下方の攪拌翼４２−５と平行に噴射される。図示はされていないが、粉体噴射用ノズルＮ３２−３から噴射される低圧の生石灰噴流も、最下方の攪拌翼４０−５と平行に噴射される。
【００６７】
図６、図７で示す構成により、土壌Ｇ中のシアン化合物で汚染された領域ＣＧを原位置にて無害化するに際しては、攪拌用ロッド３２、３４を回転し、先端の掘削用ビット３６、３８で掘削しつつ、高圧水交差噴流Ｊ３２−１、Ｊ３２−２とＪ３４−１、Ｊ３４−２により、攪拌翼４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５の軌跡と同一径の領域の土壌を切削する。
そして、シアン化合物で汚染された領域ＣＧに到達したならば、粉体噴射用ノズルＮ３２−３、Ｎ３２−３から粉末状生石灰の噴流（或いは、粉末状生石灰と低圧の水から成る噴流）が噴射される。攪拌用ロッド３２、３４を回転し、高圧水交差噴流Ｊ３２−１、Ｊ３２−２とＪ３４−１、Ｊ３４−２により、シアン化合物で汚染された土壌ＣＧを切削、細分化しつつ攪拌して、切削流体である水と混合する。そして、切削、細分化されて、水と混合した汚染土壌に、粉末状生石灰の噴流（或いは、粉末状生石灰と低圧の水から成る噴流）を噴射することにより、粉末状生石灰は、切削され、微細片に細分化されて、水と混合している汚染土壌ＣＧと均一に混合される。
【００６８】
［実験例６］
図６、図７で示す構成により、土壌と生石灰とが均一に混合されるか否かについて、実験例６により検証した。
図６、図７を参照して説明したのと同様に、高圧水の交差噴流を噴射して土壌を切削すると共に、低圧の粉末状生石灰の噴流を噴射しつつ、噴射ノズルを回転して、土壌と生石灰とを混合した場合と、土壌中に粉体のみを噴射して（土壌と）混合した場合と、水平方向に高圧水を噴射して土壌を切削すると共に、低圧の粉末状生石灰の噴流を噴射しつつ、噴射ノズルを回転して、土壌と生石灰とを混合した場合とで、生石灰と土壌との混合の程度を判定した。
【００６９】
生石灰と土壌とが均一に混合したか否かについては、生石灰と土壌とを混合すれば、土壌が固化するので、試料採取率（土壌が試料として採取できる割合）が向上するという性質を利用した。すなわち、生石灰と土壌とが均一に混合しているほど、試料採取率は高くなる。
また、生石灰と反応するフェノールフタレインが、採取された試料に対して反応する反応率を計測した。生石灰と土壌とが均一に混合していれば、試料には満遍なく生石灰が存在するので、フェノールフタレインの反応率が高くなるからである。
【００７０】
ここで、試料採取率は、施工して改良された範囲において、ボーリングマシンで試料採取を行い、ボーリング長さに対して採取された試料の長さを％で表している。例えば、コアボーリング長さが３ｍであって、採取された試料の長さが３ｍ（全て採取）であれば試料採取率は１００％であり、採取された試料の長さが１．５ｍであれば試料採取率は５０％であり、試料が採取できなければ０％となる。
土壌が生石灰との反応により固化していなければ、ボーリングマシンにより試料として採取することが出来ないので、上述した様に、生石灰と土壌とが均一に混合しているほど、試料採取率は高くなる。
【００７１】
フェノールフタレインをエタノールに溶かし、水で希釈したものは酸塩基指示薬としてアルカリ性の検出に用いられる。ｐＨ＜８．３の酸性側領域では当該指示薬は無色であるが、ｐＨ＞１０．０の塩基性側では、赤紫色を示す。
上述したフェノールフタレインの反応率は、施工して改良された範囲において、ボーリングマシンで試料採取を行い、採取された試料に対してフェノールフタレインを散布し、試料のアルカリによる変色を確認することにより行なう。採取された試料の長さに対して、変色した試料の長さを％で表している。例えば、採取された３ｍの試料が全て赤色に変色していればフェノールフタレインの反応率は１００％であり、採取された３ｍの試料のうち、１．５ｍの長さの分だけ変色している場合には、フェノールフタレイン反応率は５０％となる。
【００７２】
例えば、コアボーリング長さが３ｍであって、採取された試料の長さが３ｍ（全て採取）であり、フェノールフタレインにより１．５ｍの長さの分だけ変色している場合には、試料採取率は１００％であるが、フェノールフタレイン反応率は５０％となる。
また、採取された試料の長さが１．５ｍであり、その全てがフェノールフタレインにより変色している場合には、試料採取率は５０％であるが、フェノールフタレイン反応率は１００％となる。
実験例６では、生石灰（ＣａＯ）の添加量（添加率）の添加率が４％のサンプル（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２）、８％のサンプル（Ｎｏ．３、Ｎｏ．４）、１０％のサンプル（Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８）を用意した。
【００７３】
実験例６の結果を、以下の表５で示す。
表５
【００７４】
表５において、備考欄に「クロスジェット＋ＤＪＭ」と標記しているのは、図６、図７を参照して説明された工法、すなわち、高圧水の交差噴流を噴射して土壌を切削すると共に、低圧の粉末状生石灰の噴流を噴射しつつ、噴射ノズルを回転して、土壌と生石灰とを混合した場合のサンプルであり、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８が該当する。
また、「ジェットクリート＋ＤＪＭ」と標記しているのは、水平方向に高圧水噴流を噴射すると共に、低圧の粉末状生石灰噴流を噴射しつつ、噴射ノズルを回転して、土壌と生石灰とを混合した場合のサンプルであり、試料Ｎｏ．９、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１３が該当する。
さらに、「ＤＪＭ」と標記しているのは、低圧の粉末状生石灰噴流を水平方向に噴射しつつ、噴射ノズルを回転して、土壌と生石灰とを混合した場合のサンプルであり、試料Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１２、Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１５が該当する。
【００７５】
また、表５において、「羽切回数」は、土中で強制的に攪拌する羽或いは翼が、深さ１ｍの範囲を攪拌する「延べ回数」を示している。下式で計算される。
「羽切回数」＝「攪拌翼のついているロッドの回転数（ｒｐｍ）」÷「引上速度（ｍ／ｍｉｎ）」×「攪拌翼枚数」
【００７６】
表５において、評価として「○」、「△」、「×」の３種類がある。
試料採取率が１００％で、且つ、フェノールフタレイン反応率も１００％である場合に、評価が「○」である。
試料採取率が９０％以上で、且つ、フェノールフタレイン反応率も９０％以上である場合は、評価は「△」となる。この場合には、基本的に、本発明のシアンで汚染された土壌の無害化工法を実施するには不適当と判断される。
上述した以外の場合には、全て評価は「×」である。この場合は、本発明のシアンで汚染された土壌の無害化工法を実施するには、不適当である。
【００７７】
表５において、試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８と、試料Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１５とを比較すれば明らかな様に、図６、図７を参照して説明された工法（クロスジェット＋ＤＪＭ）によって土壌と生石灰とを攪拌、混合した場合の方が、水平方向に高圧水噴流を噴射して低圧の粉末状生石灰噴流を噴射する工法（ジェットクリート＋ＤＪＭ）、或いは、低圧の粉末状生石灰噴流を噴射する工法（ＤＪＭ）を用いた場合よりも、試料採取率及びフェノールフタレインの反応率が高く、評価も良好である。
このことから、図６、図７を参照して説明された工法であれば、土壌と生石灰とが、良好に（或いは均一に）攪拌、混合されること明らかになった。
【００７８】
また、図６、図７を参照して説明された工法で土壌と生石灰が攪拌、混合された試料（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８）については、表５で示すように、生石灰（ＣａＯ）の添加量が１０％のサンプル（サンプルＮｏ．５〜Ｎｏ．８）では、試料採取率及びフェノールフタレインの反応率が共に１００％であり、評価は「○」である。
それに対して、生石灰（ＣａＯ）の添加量が４％のサンプル（サンプルＮｏ．１、Ｎｏ．２）、８％のサンプル（サンプルＮｏ．３、Ｎｏ．４）では、試料採取率は９０％以上ではあるが１００％には到達しておらず、フェノールフタレインの反応率も９０％以上ではあるが１００％には到達していない（評価「△」）。
ここで、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．４と、サンプルＮｏ．５〜Ｎｏ．８では、生石灰（ＣａＯ）の添加量以外に、加水量、羽切回数が相違しているが、表５で示すように、有意な差異ではない。
表５の結果から、図６、図７で示す構成により土壌と生石灰を攪拌、混合するのであれば、生石灰（ＣａＯ）の添加量（添加率）は少なくとも１０％とするべきことが判明した。
【００７９】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図６、図７では、２本の攪拌用ロッド３２、３４が配置されているが、１本の攪拌用ロッドから高圧水の交差噴流と低圧の生石灰噴流を噴射しても良い。或いは、３本以上の攪拌用ロッドの各々から、高圧水の交差噴流と低圧の生石灰噴流を噴射しても良い。
【符号の説明】
【００８０】
Ｇ・・・土壌無害化工法が施工される土壌
ＣＧ・・・シアン化合物で汚染された領域
Ｈ・・・掘削孔
Ｄ・・・シアン化合物で汚染された土壌の移送経路
１０・・・シアン化合物不溶化処理設備
１２・・・ホッパ
１３・・・重量センサ
１３Ｓ・・・計測信号出力装置
１４・・・混合攪拌槽
１６・・・攪拌装置
１６Ｍ・・・電動モ−タ
１８・・・生石灰貯蔵装置
２４・・・入力手段
３２、３４・・・攪拌用ロッド
３６、３８・・・土壌掘削用ビット
４０−１〜４０−５、４２−１〜４２−５・・・攪拌翼
Ｊ３２−１、Ｊ３２−２、Ｊ３４−１、Ｊ３４−２・・・高圧水噴流
Ｎ３２−１、Ｎ３２−２、Ｎ３４−１、Ｎ３４−２・・・高圧水噴射用ノズル
Ｎ３２−３・・・粉体噴射用ノズル
Ｊ３４−３・・・生石灰噴流
１００・・・コントロ−ルユニット
１０２・・・汚染土壌重量決定ブロック
１０４・・・水供給量決定ブロック
１０６・・・生石灰供給量決定ブロック
１１２・・・デ−タ記憶ブロック
１１４・・・制御信号出力ブロック
Ｌ１・・・水供給ライン
Ｌ２・・・生石灰供給ライン
Ｖ１・・・流量調整弁
Ｖ２・・・供給量調整弁
ＣＬ−１〜ＣＬ−２１、ＣＬ−２０Ａ〜ＣＬ−２２Ａ・・・信号伝達ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理するべき土壌の乾燥重量の少なくとも５０％の水を添加する工程と、処理するべき土壌の重量の少なくとも５％の生石灰を添加する工程と、処理するべき土壌と生石灰を混合する工程と、少なくとも３時間以上養生する工程を有することを特徴とする土壌無害化工法。
【請求項２】
処理するべき土壌と生石灰を混合する前記工程は、
複数の攪拌翼を備えた攪拌用ロッドを回転して、当該ロッドに設けたノズルから噴射される一対の切削流体噴流から成る交差噴流によりシアンにより汚染された土壌を切削し細分化しつつ攪拌して、切削流体と混合する工程と、
生石灰を噴射して、切削されて細分化されて切削流体（例えば水）と混合された汚染土壌と生石灰とを攪拌して混合する工程を有する請求項１の土壌無害化工法。
【請求項１】
処理するべき土壌の乾燥重量の少なくとも５０％の水を添加する工程と、処理するべき土壌の重量の少なくとも５％の生石灰を添加する工程と、処理するべき土壌と生石灰を混合する工程と、少なくとも３時間以上養生する工程を有することを特徴とする土壌無害化工法。
【請求項２】
処理するべき土壌と生石灰を混合する前記工程は、
複数の攪拌翼を備えた攪拌用ロッドを回転して、当該ロッドに設けたノズルから噴射される一対の切削流体噴流から成る交差噴流によりシアンにより汚染された土壌を切削し細分化しつつ攪拌して、切削流体と混合する工程と、
生石灰を噴射して、切削されて細分化されて切削流体（例えば水）と混合された汚染土壌と生石灰とを攪拌して混合する工程を有する請求項１の土壌無害化工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１４７９２９（Ｐ２０１１−１４７９２９Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５７４５５（Ｐ２０１０−２５７４５５）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（３９０００２２３３）ケミカルグラウト株式会社 (79)
【出願人】（５９６１０７０２８）株式会社フォルテック (2)
【出願人】（５９３１７１４２２）株式会社環境管理センター (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（３９０００２２３３）ケミカルグラウト株式会社 (79)
【出願人】（５９６１０７０２８）株式会社フォルテック (2)
【出願人】（５９３１７１４２２）株式会社環境管理センター (2)
【Ｆターム（参考）】
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