汚染土壌の飛散防止方法及び掘削方法
【課題】散水による汚染物質の拡散を防止することができる、散水による土壌の飛散防止方法を提供する。
【解決手段】汚染土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法において、散布する水にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を添加することを特徴とする汚染土壌の飛散防止方法。アルカリとしてはＮａＯＨが好適である。この方法に従って散水を行った後、又は行いつつ、掘削を行うようにしてもよい。
【解決手段】汚染土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法において、散布する水にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を添加することを特徴とする汚染土壌の飛散防止方法。アルカリとしてはＮａＯＨが好適である。この方法に従って散水を行った後、又は行いつつ、掘削を行うようにしてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法に関する。また、本発明は、汚染土壌を掘削する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌の飛散（発塵）を防止する方法として、散水を行うことは周知である（例えば、特許文献１）。放射性物質で汚染された土壌を掘削して処理する方法が特許文献２に記載されている。また、放射性物質で表面部が汚染された土壌の該表面部を掘削し、次いで汚染されていない深部を掘削し、汚染土壌を深部に埋め戻した後、汚染されていない土壌で埋め戻して汚染土壌を埋設し、地表における放射線レベルを低下させることも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７６３１２
【特許文献２】特開平６−５１０９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
土壌の汚染物質によっては、散水によって汚染物質が土壌深部にまで拡散したり、地下水汚染をひき起こしたりするおそれがある。本発明は、散水による汚染物質の拡散を防止することができる、散水による土壌の飛散防止方法を提供することを目的とする。また、本発明は、この飛散防止方法を利用した土壌の掘削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】
【０００５】
第１発明の汚染土壌の飛散防止方法は、汚染土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法において、散布する水にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を添加することを特徴とするものである。
【０００６】
第２発明の汚染土壌の飛散防止方法は、土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法において、土壌の表面にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を存在させて散水することを特徴とするものである。
【０００７】
第１及び第２発明において、アルカリとしてはＮａＯＨが好適である。
【０００８】
第４発明の汚染土壌の掘削方法は、汚染土壌を掘削する方法において、上記第１又は第２発明の方法によって散水を行った後、又は行いつつ、掘削を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の汚染土壌の飛散防止方法及び汚染土壌の掘削方法では、散水する水にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を添加するか、又は土壌表面部にアルカリ及び水ガラスを存在させて散水を行う。これにより、土壌中に染み込む水にはアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種が含有されることになる。散水された水により、土壌が湿潤し、その飛散が防止される。また、このアルカリ及び水ガラスは、汚染物質を土壌粒子に吸着ないし固定する作用を奏するので、汚染物質が土壌深部に拡散することが防止される。なお、水ガラスの場合、その粘性によって汚染物質の拡散を防止する効果も期待できる。
【００１０】
本発明の汚染土壌の飛散防止方法及び掘削方法は、特に汚染物質がセシウムである場合に効果的である。
【００１１】
本発明の汚染土壌の掘削方法では、掘削までの待機期間や、掘削作業時における土壌飛散が防止される。また、汚染土壌の表面部を掘削した後、深部を掘削し、表面部の土壌を深部に埋め戻した後、深部から掘り出された土壌を浅部に埋め戻した場合、深部に埋め戻された汚染土壌からの汚染物質の拡散がアルカリ及び／又は水ガラスの作用によって防止される。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、土壌が重金属特にセシウムで汚染されている場合に適用するのに好適であり、特に放射性セシウムが汚染源から飛散してきた場合のように表面部に集中して存在する場合に適用するのに好適である。ただし、セシウム以外の重金属、例えば鉛、カドミウム等によって汚染された土壌に対しても本発明を適用することができる。
【００１３】
本発明方法で用いられるアルカリとしては、ＮａＯＨが好適である。
【００１４】
ＮａＯＨを用いる場合、散水する水中に溶解又は分散させてもよく、ＮａＯＨを土壌表面部に存在させておき、真水を散水するようにしてもよい。ＮａＯＨを水に溶解又は分散させておく場合、水中のＮａＯＨの濃度は４０〜４００ｍｇ／Ｌ（１〜１０ｍＭ）程度が好適である。ＮａＯＨ濃度が高くなると逆に汚染物質を溶出させ、拡散させてしまうおそれがある。なお、この溶解に用いる水としては、水道水、河川水、湖沼水、地下水などの真水が好適である。
【００１５】
ＮａＯＨを土壌表面部に存在させる方法としては、粒状のＮａＯＨを散布するのが簡便で好適であるが、ＮａＯＨを透水性の袋に収納しておき、この袋を土壌表面部に配置してもよい。ＮａＯＨを土壌表面部に散布する場合、散布量は土壌１ｍ２当り２０〜２００ｇ程度が好適である。
【００１６】
水ガラスを用いる場合は、散水する水に溶解しておくことが好ましく、その際の濃度は１２０〜１，２００ｍｇ／Ｌ（１〜１０ｍＭ）程度が好適である。水ガラスの水溶液は、濃度を高くしてもｐＨが１１以上にはなりにくいので、取り扱い易い。また、水ガラス水溶液は、粘性が高く、地中に浸透しにくいので、飛散防止効果が長時間発揮される。
【００１７】
本発明では、アルカリ及び／又は水ガラス含有水に塩化マグネシウム等の潮解性物質や、高分子系飛散防止剤を添加してもよい。高分子系飛散防止剤としては、ＳＢＲラテックス等の合成ゴムラテックスや、天然ゴムラテックス、酢酸ビニル系エマルジョン、アクリル酸エステル系エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジョンなどを用いることができるが、これに限定されない。
【００１８】
散水のためにアルカリ及び／又は水ガラス含有水を調製した場合、真水とは異なることを示すために染料で赤色や青色などに着色してもよい。着色水を散水する場合、汚染土壌表面に水酸化ナトリウムなどの白色粒子を配置しておき、散水した着色水の色を該白色粒子に付着させることにより、アルカリ及び／又は水ガラス含有水が散水済みであることを視覚的に表示してもよい。
【００１９】
本発明では、アルカリ及び／又は水ガラスを砂などの固体状材料と混合しておき、この混合物を汚染土壌の表面部に散布したり、汚染土壌表面部をこの混合物で覆った後、真水を散水してもよい。この混合物に吸水性高分子やおが屑等の保水性材料を添加してもよい。
【００２０】
散水は、スプリンクラーや散水車によって行われてもよく、散水用ホースを用いて作業者又は作業用ロボットによって行ってもよい。
【００２１】
本発明の汚染土壌の掘削方法は、汚染土壌を掘削するに際し、上記本発明の汚染土壌飛散防止方法に従って散水を行った後、又は散水を行いつつ、掘削を行う。この散水による飛散防止方法は、汚染土壌の掘削作業を行うまでの期間に行うのが好適である。なお、掘削作業を行っているときにもアルカリ及び／又は水ガラス含有水を散水してもよい。このようにすれば、掘削作業中や、その後の運搬又は埋め戻し途中における汚染土壌の飛散が防止される。
【００２２】
本発明の汚染土壌の掘削方法によって汚染土壌を掘削した場合、汚染土壌下側の非汚染深部をさらに掘削し、汚染土壌を掘削穴深部に埋め戻した後、深部から取り出した非汚染土壌を浅部に埋め戻すようにしてもよい。この穴の底部や側面に遮水材を設けてもよい。また、穴の底部に重金属固定化薬剤や重金属吸着剤を供給した後、汚染土壌を該穴内に埋め戻してもよい。また、穴に埋め戻す汚染土壌に対し上記アルカリ及び／又は水ガラス、もしくは重金属固定化薬剤や重金属吸着剤を混合してもよい。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例及び比較例について説明する。
【００２４】
実施例１，２、比較例１
１） 模擬汚染土壌の調製
以下の実施例１，２及び比較例１では、放射性セシウムで汚染された土壌を模擬した模擬汚染土壌を調製して用いた。すなわち、含水率３ｗｔ％の砂質土壌２，０００ｇをポリエチレン袋に入れ、１，０００ｍｇ−Ｃｓ／Ｌの塩化セシウム（ＣｓＣｌ）水溶液２００ｍＬを添加し、揉み解しながら混合した。混合後、１時間以上養生し、模擬汚染土壌とした。
２） カラム試験
アクリルカラム（１．５ｃｍφ×２０ｃｍ＝１４０ｍＬ）に模擬汚染土壌を充填し、表１の薬剤水溶液を空塔速度１ｈ−１で通水した。カラム流出液を１ｂｅｄ分（１４０ｍＬ）採取し、流出水中のＣｓ濃度およびｐＨを測定した。
【００２５】
結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
表１の通り、比較例１のように純水を通水する場合に比べ、実施例のように薬剤を通水した方が流出水中のＣｓ濃度が低いことが認められた。
【００２８】
［溶出試験］
実施例１及び２、比較例１で調製したのと同じ模擬汚染土壌を用い、溶出試験を行った。
溶出試験の溶液は表２のものを用い、土壌に対し１０倍重量添加した後、６時間振とうした。上澄み液を０．４５μｍメンブレンフィルターで濾過し、溶出液を得た。溶出液のセシウム濃度及びｐＨを測定した。結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】
表２の結果から４００ｍｇ／Ｌ（１０ｍＭ）ＮａＯＨ及び１，２００ｍｇ／Ｌ（１０ｍＭ）Ｎａ２ＳｉＯ３でＣｓの溶出を抑制できることがわかる。なお、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＳｉＯ３が１００ｍＭの高濃度では、溶出を抑制できず、散水時に汚染を拡散することが予想される。また、アルカリであってもＣａ（ＯＨ）２に効果はなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法に関する。また、本発明は、汚染土壌を掘削する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌の飛散（発塵）を防止する方法として、散水を行うことは周知である（例えば、特許文献１）。放射性物質で汚染された土壌を掘削して処理する方法が特許文献２に記載されている。また、放射性物質で表面部が汚染された土壌の該表面部を掘削し、次いで汚染されていない深部を掘削し、汚染土壌を深部に埋め戻した後、汚染されていない土壌で埋め戻して汚染土壌を埋設し、地表における放射線レベルを低下させることも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７６３１２
【特許文献２】特開平６−５１０９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
土壌の汚染物質によっては、散水によって汚染物質が土壌深部にまで拡散したり、地下水汚染をひき起こしたりするおそれがある。本発明は、散水による汚染物質の拡散を防止することができる、散水による土壌の飛散防止方法を提供することを目的とする。また、本発明は、この飛散防止方法を利用した土壌の掘削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】
【０００５】
第１発明の汚染土壌の飛散防止方法は、汚染土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法において、散布する水にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を添加することを特徴とするものである。
【０００６】
第２発明の汚染土壌の飛散防止方法は、土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法において、土壌の表面にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を存在させて散水することを特徴とするものである。
【０００７】
第１及び第２発明において、アルカリとしてはＮａＯＨが好適である。
【０００８】
第４発明の汚染土壌の掘削方法は、汚染土壌を掘削する方法において、上記第１又は第２発明の方法によって散水を行った後、又は行いつつ、掘削を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の汚染土壌の飛散防止方法及び汚染土壌の掘削方法では、散水する水にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を添加するか、又は土壌表面部にアルカリ及び水ガラスを存在させて散水を行う。これにより、土壌中に染み込む水にはアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種が含有されることになる。散水された水により、土壌が湿潤し、その飛散が防止される。また、このアルカリ及び水ガラスは、汚染物質を土壌粒子に吸着ないし固定する作用を奏するので、汚染物質が土壌深部に拡散することが防止される。なお、水ガラスの場合、その粘性によって汚染物質の拡散を防止する効果も期待できる。
【００１０】
本発明の汚染土壌の飛散防止方法及び掘削方法は、特に汚染物質がセシウムである場合に効果的である。
【００１１】
本発明の汚染土壌の掘削方法では、掘削までの待機期間や、掘削作業時における土壌飛散が防止される。また、汚染土壌の表面部を掘削した後、深部を掘削し、表面部の土壌を深部に埋め戻した後、深部から掘り出された土壌を浅部に埋め戻した場合、深部に埋め戻された汚染土壌からの汚染物質の拡散がアルカリ及び／又は水ガラスの作用によって防止される。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、土壌が重金属特にセシウムで汚染されている場合に適用するのに好適であり、特に放射性セシウムが汚染源から飛散してきた場合のように表面部に集中して存在する場合に適用するのに好適である。ただし、セシウム以外の重金属、例えば鉛、カドミウム等によって汚染された土壌に対しても本発明を適用することができる。
【００１３】
本発明方法で用いられるアルカリとしては、ＮａＯＨが好適である。
【００１４】
ＮａＯＨを用いる場合、散水する水中に溶解又は分散させてもよく、ＮａＯＨを土壌表面部に存在させておき、真水を散水するようにしてもよい。ＮａＯＨを水に溶解又は分散させておく場合、水中のＮａＯＨの濃度は４０〜４００ｍｇ／Ｌ（１〜１０ｍＭ）程度が好適である。ＮａＯＨ濃度が高くなると逆に汚染物質を溶出させ、拡散させてしまうおそれがある。なお、この溶解に用いる水としては、水道水、河川水、湖沼水、地下水などの真水が好適である。
【００１５】
ＮａＯＨを土壌表面部に存在させる方法としては、粒状のＮａＯＨを散布するのが簡便で好適であるが、ＮａＯＨを透水性の袋に収納しておき、この袋を土壌表面部に配置してもよい。ＮａＯＨを土壌表面部に散布する場合、散布量は土壌１ｍ２当り２０〜２００ｇ程度が好適である。
【００１６】
水ガラスを用いる場合は、散水する水に溶解しておくことが好ましく、その際の濃度は１２０〜１，２００ｍｇ／Ｌ（１〜１０ｍＭ）程度が好適である。水ガラスの水溶液は、濃度を高くしてもｐＨが１１以上にはなりにくいので、取り扱い易い。また、水ガラス水溶液は、粘性が高く、地中に浸透しにくいので、飛散防止効果が長時間発揮される。
【００１７】
本発明では、アルカリ及び／又は水ガラス含有水に塩化マグネシウム等の潮解性物質や、高分子系飛散防止剤を添加してもよい。高分子系飛散防止剤としては、ＳＢＲラテックス等の合成ゴムラテックスや、天然ゴムラテックス、酢酸ビニル系エマルジョン、アクリル酸エステル系エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル系共重合体エマルジョンなどを用いることができるが、これに限定されない。
【００１８】
散水のためにアルカリ及び／又は水ガラス含有水を調製した場合、真水とは異なることを示すために染料で赤色や青色などに着色してもよい。着色水を散水する場合、汚染土壌表面に水酸化ナトリウムなどの白色粒子を配置しておき、散水した着色水の色を該白色粒子に付着させることにより、アルカリ及び／又は水ガラス含有水が散水済みであることを視覚的に表示してもよい。
【００１９】
本発明では、アルカリ及び／又は水ガラスを砂などの固体状材料と混合しておき、この混合物を汚染土壌の表面部に散布したり、汚染土壌表面部をこの混合物で覆った後、真水を散水してもよい。この混合物に吸水性高分子やおが屑等の保水性材料を添加してもよい。
【００２０】
散水は、スプリンクラーや散水車によって行われてもよく、散水用ホースを用いて作業者又は作業用ロボットによって行ってもよい。
【００２１】
本発明の汚染土壌の掘削方法は、汚染土壌を掘削するに際し、上記本発明の汚染土壌飛散防止方法に従って散水を行った後、又は散水を行いつつ、掘削を行う。この散水による飛散防止方法は、汚染土壌の掘削作業を行うまでの期間に行うのが好適である。なお、掘削作業を行っているときにもアルカリ及び／又は水ガラス含有水を散水してもよい。このようにすれば、掘削作業中や、その後の運搬又は埋め戻し途中における汚染土壌の飛散が防止される。
【００２２】
本発明の汚染土壌の掘削方法によって汚染土壌を掘削した場合、汚染土壌下側の非汚染深部をさらに掘削し、汚染土壌を掘削穴深部に埋め戻した後、深部から取り出した非汚染土壌を浅部に埋め戻すようにしてもよい。この穴の底部や側面に遮水材を設けてもよい。また、穴の底部に重金属固定化薬剤や重金属吸着剤を供給した後、汚染土壌を該穴内に埋め戻してもよい。また、穴に埋め戻す汚染土壌に対し上記アルカリ及び／又は水ガラス、もしくは重金属固定化薬剤や重金属吸着剤を混合してもよい。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例及び比較例について説明する。
【００２４】
実施例１，２、比較例１
１） 模擬汚染土壌の調製
以下の実施例１，２及び比較例１では、放射性セシウムで汚染された土壌を模擬した模擬汚染土壌を調製して用いた。すなわち、含水率３ｗｔ％の砂質土壌２，０００ｇをポリエチレン袋に入れ、１，０００ｍｇ−Ｃｓ／Ｌの塩化セシウム（ＣｓＣｌ）水溶液２００ｍＬを添加し、揉み解しながら混合した。混合後、１時間以上養生し、模擬汚染土壌とした。
２） カラム試験
アクリルカラム（１．５ｃｍφ×２０ｃｍ＝１４０ｍＬ）に模擬汚染土壌を充填し、表１の薬剤水溶液を空塔速度１ｈ−１で通水した。カラム流出液を１ｂｅｄ分（１４０ｍＬ）採取し、流出水中のＣｓ濃度およびｐＨを測定した。
【００２５】
結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
表１の通り、比較例１のように純水を通水する場合に比べ、実施例のように薬剤を通水した方が流出水中のＣｓ濃度が低いことが認められた。
【００２８】
［溶出試験］
実施例１及び２、比較例１で調製したのと同じ模擬汚染土壌を用い、溶出試験を行った。
溶出試験の溶液は表２のものを用い、土壌に対し１０倍重量添加した後、６時間振とうした。上澄み液を０．４５μｍメンブレンフィルターで濾過し、溶出液を得た。溶出液のセシウム濃度及びｐＨを測定した。結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】
表２の結果から４００ｍｇ／Ｌ（１０ｍＭ）ＮａＯＨ及び１，２００ｍｇ／Ｌ（１０ｍＭ）Ｎａ２ＳｉＯ３でＣｓの溶出を抑制できることがわかる。なお、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＳｉＯ３が１００ｍＭの高濃度では、溶出を抑制できず、散水時に汚染を拡散することが予想される。また、アルカリであってもＣａ（ＯＨ）２に効果はなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法において、散布する水にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を添加することを特徴とする汚染土壌の飛散防止方法。
【請求項２】
土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法において、土壌の表面にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を存在させて散水することを特徴とする汚染土壌の飛散防止方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記アルカリはＮａＯＨであることを特徴とする汚染土壌の飛散防止方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記汚染物質がセシウムであることを特徴とする汚染土壌の飛散防止方法。
【請求項５】
汚染土壌を掘削する方法において、請求項１ないし４のいずれか１項の方法によって散水を行った後、又は行いつつ、掘削を行うことを特徴とする汚染土壌の掘削方法。
【請求項１】
汚染土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法において、散布する水にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を添加することを特徴とする汚染土壌の飛散防止方法。
【請求項２】
土壌に散水して土壌の飛散を防止する方法において、土壌の表面にアルカリ及び水ガラスの少なくとも１種を存在させて散水することを特徴とする汚染土壌の飛散防止方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記アルカリはＮａＯＨであることを特徴とする汚染土壌の飛散防止方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記汚染物質がセシウムであることを特徴とする汚染土壌の飛散防止方法。
【請求項５】
汚染土壌を掘削する方法において、請求項１ないし４のいずれか１項の方法によって散水を行った後、又は行いつつ、掘削を行うことを特徴とする汚染土壌の掘削方法。
【公開番号】特開２０１３−２２５６０（Ｐ２０１３−２２５６０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２２７５（Ｐ２０１１−１６２２７５）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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