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課題

本発明は、六価クロム溶出量土壌環境基準値である0.05mg/L以下に抑制することができる機能を有する粉形状組成物及び当該組成物を添加した固化材を提供する。

解決手段

本発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、硫酸第一鉄水塩無水チオ硫酸ナトリウム、必要に応じてペーパースラッジ灰を組み合わせて配合した粉形状の構成としたものである。また、本発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、上記粉形状組成物100重量部に対して、ペーパースラッジ高温乾燥灰10〜500重量部が組み合わされて配合され且つ均一に混合されたものである。

概要

背景

セメントには製造時に使用する焼成窯耐火材であるクロムマグネシア原料間との種々高温熱化学反応を経て微量の六価クロムが生成し含有されていて、このセメントやセメント系固化材建設土木分野の各用途に用いると、土壌中の水や生コン製造時の水に溶解する。このようにして六価クロム溶出水が自然界へ流出した場合は土壌汚染を惹き起こす。この六価クロムは人の健康への影響が極めて強く、毒性被害の具体例としては各所皮膚炎臓器障害等に加えて発ガン性発ガン物質として国際ガン研究機関及び米国環境保護庁登録されている。)もある。急性という点では砒素シアンなどと同列とされていることから、各種法令で厳しく規制されている。
欧州全域ではEU−RoHS規制物質とされ、特に日本の土壌汚染対策法施行規則で定められた溶出量基準地下水基準は0.05mg/L以下で、現在市販されているセメントやセメント系固化材にとっては極めて厳しい数値といえる。よって、このような問題点を解決する技術の発明は急務となっている。
建設施工時の地盤強化や発生汚泥処理、沼地河川ヘドロ処理には、セメント系固化材が一般的に使われている。この材料は水和反応に起因する速やかな凝結硬化作用配合設計で、特にアルミネート相(3CaO・Al2O3系固溶体)の配合比率を高めれば、水和凝結が更に速まる。〕により、優れた固化機能を有し且つ安価ということから、建設土木用途には欠かせない材料となっている。但し、残念な事に当セメント系固化剤には有害な六価クロム化合物が含有されている。この六価クロム化合物は、建設工事などで土壌が汚染されと含水中で容易にイオン化するので雨水に溶出し、時間の経過に伴って徐々に地下水脈に達し、広範囲に亘って地下水汚染を引き起こしてしまう。
よって、平成12年3月24日付の「建設省技調発第49号建設省官房技術審議通達」で、国所管の施工に対し、セメント及びセメント系固化剤を地盤改良に使用する場合、溶出試験を実施し土壌環境基準以下であることの確認が必要となっている。既に国土交通省では、平成12年4月1日より所管の建設工事の施工にあたっては、現地土壌使用予定固化剤による六価クロム溶出試験を実施している。
このような状況に鑑み、従来から問題解決に向けて六価クロムの溶出による土壌汚染や地下水汚染を防止するための数多くの方法が検討され、先行技術として報告されている。

六価クロムの溶出による土壌汚染・地下水汚染の防止方法には、セメント固化法、酸その他の溶剤による抽出法溶融固定化法、薬剤加法などがあるが、本発明と同一技術である薬剤添加法としては、処理対象物有機液体キレート剤添加混合することにより重金属キレート化合物を形成して不溶性固定化物とする方法が公知となっている。しかし、この有機液体キレート剤では六価クロムの溶出防止効果は低く、且つ形成されたキレート化合物は有機化合物と金属との配位結合なので酸・アルカリに弱く、長年の酸性雨強アルカリのセメントなどの存在下では長期的に不安定である。
この他の薬剤添加法としては、六価クロムを含有する汚染土壌産業廃棄物焼却灰に多量の水と第一鉄化合物を添加混合して洗浄する技術が報告されている。また、六価クロムで汚染された土壌や地下水に還元薬剤の水溶液直接注入することにより浄化する技術が特開2005−7240号公報(特許文献1)に開示されている。しかしながらこれらの方法では、理論的には第一鉄イオン等の還元物質により還元されて毒性の無い三価のクロムに転化するが、土壌などの処理対象物と混練された際には酸化性物質との接触により六価に再転化する可能性があるので完全な処理法とはいえない。

上述した先行技術の外にも本発明が目的とする技術である、セメント及びセメント系固化材そのものに添加剤を加えることにより当該固化材から六価クロムが溶出するのを防止する方法が特開平6−100343号公報(特許文献2)に開示されている。それはセメントと水との混練時に還元剤混入させ、セメント中に含まれる六価クロムと反応させて不溶性物質となすというものである。この方法も、第一鉄、第一バナジウム、第一銅等の遷移金属イオン硫酸塩を使用する技術で、化学的観点からすると前記の特許公開2005−7240と同じで、長期的には不安定であり、土壌などの処理対象物と混練された際には酸化性物質との接触により六価に再転化する可能性があるので完全な処理法とはいえない。
特開2005−7240号公報
特開平6−100343号公報

概要

本発明は、六価クロム溶出量土壌環境基準値である0.05mg/L以下に抑制することができる機能を有する粉形状組成物及び当該組成物を添加した固化材を提供する。本発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、硫酸第一鉄水塩無水チオ硫酸ナトリウム、必要に応じてペーパースラッジ灰を組み合わせて配合した粉形状の構成としたものである。また、本発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、上記粉形状組成物100重量部に対して、ペーパースラッジ高温乾燥灰10〜500重量部が組み合わされて配合され且つ均一に混合されたものである。なし

目的

本発明は、現況に鑑みて開発されたものであり、上述したような種々の課題を解決するために、極めて優れた六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物及び当該組成物を添加した固化材を使用することで、このままでは今後も拡大するであろう土壌及び地下水汚染の防止方法を提供することを目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

粉形状の硫酸第一鉄水塩5〜95重量部と、粉形状の無水チオ硫酸ナトリウム5〜95重量部とが必ず組み合わされて配合され且つ均一に混合されていることを特徴とする六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物

請求項2

請求項1記載の粉形状組成物100重量部に対して、ペーパースラッジ高温乾燥灰10〜500重量部が組み合わされて配合され且つ均一に混合されていることを特徴とする六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物。

請求項3

固化材100重量部に対して、請求項1記載の粉形状組成物0.1〜10重量部が組み合わされて配合され且つ均一に混合されていることを特徴とする六価クロム溶出防止機能を有する固化材。

請求項4

固化材100重量部に対して、請求項2記載の粉形状組成物0.15〜50重量部が組み合わされて配合され且つ均一に混合されていることを特徴とする六価クロム溶出防止機能を有する固化材。

請求項5

請求項3又は4記載の固化材において、当該固化材は、セメント又は、セメント及び焼却灰を含有するセメント系固化材であることを特徴とする六価クロム溶出防止機能を有する固化材。

請求項6

土壌及び軟弱地盤又は汚泥100重量部に対して、添加量が0.006〜6重量部である請求項1又は2記載の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物。

請求項7

土壌及び軟弱地盤又は汚泥100重量部に対して、添加量が4〜70重量部である請求項3、4又は5のいずれかに記載の六価クロム溶出防止機能を有する固化材。

技術分野

0001

本発明は、六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物及び当該組成物を添加した固化材に関し、詳しくは、セメントセメント系固化材から溶出する六価クロムを固定・不溶化して土壌及び地下水汚染を防止する粉形状組成物及び当該組成物を添加した固化材に関する。

背景技術

0002

セメントには製造時に使用する焼成窯耐火材であるクロムマグネシア原料間との種々高温熱化学反応を経て微量の六価クロムが生成し含有されていて、このセメントやセメント系固化材を建設土木分野の各用途に用いると、土壌中の水や生コン製造時の水に溶解する。このようにして六価クロム溶出水が自然界へ流出した場合は土壌汚染を惹き起こす。この六価クロムは人の健康への影響が極めて強く、毒性被害の具体例としては各所皮膚炎臓器障害等に加えて発ガン性発ガン物質として国際ガン研究機関及び米国環境保護庁登録されている。)もある。急性という点では砒素シアンなどと同列とされていることから、各種法令で厳しく規制されている。
欧州全域ではEU−RoHS規制物質とされ、特に日本の土壌汚染対策法施行規則で定められた溶出量基準地下水基準は0.05mg/L以下で、現在市販されているセメントやセメント系固化材にとっては極めて厳しい数値といえる。よって、このような問題点を解決する技術の発明は急務となっている。
建設施工時の地盤強化や発生汚泥処理、沼地河川ヘドロ処理には、セメント系固化材が一般的に使われている。この材料は水和反応に起因する速やかな凝結硬化作用配合設計で、特にアルミネート相(3CaO・Al2O3系固溶体)の配合比率を高めれば、水和凝結が更に速まる。〕により、優れた固化機能を有し且つ安価ということから、建設土木用途には欠かせない材料となっている。但し、残念な事に当セメント系固化剤には有害な六価クロム化合物が含有されている。この六価クロム化合物は、建設工事などで土壌が汚染されと含水中で容易にイオン化するので雨水に溶出し、時間の経過に伴って徐々に地下水脈に達し、広範囲に亘って地下水汚染を引き起こしてしまう。
よって、平成12年3月24日付の「建設省技調発第49号建設省官房技術審議通達」で、国所管の施工に対し、セメント及びセメント系固化剤を地盤改良に使用する場合、溶出試験を実施し土壌環境基準以下であることの確認が必要となっている。既に国土交通省では、平成12年4月1日より所管の建設工事の施工にあたっては、現地土壌使用予定固化剤による六価クロム溶出試験を実施している。
このような状況に鑑み、従来から問題解決に向けて六価クロムの溶出による土壌汚染や地下水汚染を防止するための数多くの方法が検討され、先行技術として報告されている。

0003

六価クロムの溶出による土壌汚染・地下水汚染の防止方法には、セメント固化法、酸その他の溶剤による抽出法溶融固定化法、薬剤加法などがあるが、本発明と同一技術である薬剤添加法としては、処理対象物有機液体キレート剤添加混合することにより重金属キレート化合物を形成して不溶性固定化物とする方法が公知となっている。しかし、この有機液体キレート剤では六価クロムの溶出防止効果は低く、且つ形成されたキレート化合物は有機化合物と金属との配位結合なので酸・アルカリに弱く、長年の酸性雨強アルカリのセメントなどの存在下では長期的に不安定である。
この他の薬剤添加法としては、六価クロムを含有する汚染土壌産業廃棄物焼却灰に多量の水と第一鉄化合物を添加混合して洗浄する技術が報告されている。また、六価クロムで汚染された土壌や地下水に還元薬剤の水溶液直接注入することにより浄化する技術が特開2005−7240号公報(特許文献1)に開示されている。しかしながらこれらの方法では、理論的には第一鉄イオン等の還元物質により還元されて毒性の無い三価のクロムに転化するが、土壌などの処理対象物と混練された際には酸化性物質との接触により六価に再転化する可能性があるので完全な処理法とはいえない。

0004

上述した先行技術の外にも本発明が目的とする技術である、セメント及びセメント系固化材そのものに添加剤を加えることにより当該固化材から六価クロムが溶出するのを防止する方法が特開平6−100343号公報(特許文献2)に開示されている。それはセメントと水との混練時に還元剤混入させ、セメント中に含まれる六価クロムと反応させて不溶性物質となすというものである。この方法も、第一鉄、第一バナジウム、第一銅等の遷移金属イオン硫酸塩を使用する技術で、化学的観点からすると前記の特許公開2005−7240と同じで、長期的には不安定であり、土壌などの処理対象物と混練された際には酸化性物質との接触により六価に再転化する可能性があるので完全な処理法とはいえない。
特開2005−7240号公報
特開平6−100343号公報

発明が解決しようとする課題

0005

種々処理方法の中では、設備コストメンテナンス及びランニングコスト等々の経済面と簡易性の点で薬剤添加法が優れているが、前述した如く有機液体キレート剤による六価クロムの溶出防止効果は長期的には不安定であり、還元物質で還元させて三価のクロムに転化する方法では六価に再転化する可能性があるので完全な処理法とはいえない。
このように先行技術も含めて従来の方法では、六価クロム溶出量を土壌汚染対策法施行規則で定められた溶出基準・地下水基準0.05mg/L以下に抑制するには不十分である。

0006

本発明は、現況に鑑みて開発されたものであり、上述したような種々の課題を解決するために、極めて優れた六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物及び当該組成物を添加した固化材を使用することで、このままでは今後も拡大するであろう土壌及び地下水汚染の防止方法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0007

上記の目的を達成するために使用する請求項1記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、粉形状の硫酸第一鉄水塩5〜95重量部と、粉形状の無水チオ硫酸ナトリウム5〜95重量部とが必ず組み合わされて配合され且つ均一に混合されていることを特徴とするものである。

0008

請求項2記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、請求項1記載の請求項1記載の粉形状組成物100重量部に対して、ペーパースラッジ高温乾燥灰10〜500重量部が組み合わされて配合され且つ均一に混合されていることを特徴とするものである。

0009

請求項3記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する固化材は、固化材100重量部に対して、請求項1記載の粉形状組成物0.1〜10重量部が組み合わされて配合され且つ均一に混合されていることを特徴とするものである。

0010

請求項4記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する固化材は、固化材100重量部に対して、請求項2記載の粉形状組成物0.15〜50重量部が組み合わされて配合され且つ均一に混合されていることを特徴とするものである。

0011

請求項5記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する固化材は、請求項3又は4記載の固化材において、当該固化材は、セメント又は、セメント及び焼却灰を含有するセメント系固化材であるとするものである。

0012

請求項6記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、請求項1又は2記載の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物であって、土壌及び軟弱地盤又は汚泥100重量部に対して、添加量が0.006〜6重量部であるとするものである。

0013

請求項7記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する固化材は、請求項3、4又は5のいずれかに記載の六価クロム溶出防止機能を有する固化材であって、土壌及び軟弱地盤又は汚泥100重量部に対して、添加量が4〜70重量部であるとするものである。

発明の効果

0014

これらの発明によれば、六価クロムの溶出による土壌汚染・地下水汚染の防止に際して、本発明である六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物及び当該組成物を添加した固化材を使用することの効果は、有機液体キレート化合物とは違って土壌の酸性アルカリ性を問わず安定であり、更に還元物質による処理のように一時的に無害三価クロムに転化したものが酸化物質の存在下で有害な六価クロムに再転化しないので、長期的に六価クロム溶出量を土壌汚染対策法施行規則で定められた溶出基準・地下水基準0.05mg/L以下に抑制することができる。
また、従来の汎用セメントやセメント系固化材に少量添加混合するだけなので如何なる用途においても従来の固化材による施工方法と全く同じで良く、設計時に何等煩わしい検討は必要ない。よって本発明の技術による方法を用いれば、新たな設計コスト、設備コスト、メンテナンス及びランニングコスト等々の経済面及び施工の簡易性の点で極めて優れている。
しかも本発明によって六価クロムが不溶化された固化材は、その原料として製紙工場から排出されるペーパースラッジ灰火力発電所などから排出される石炭灰、産業廃棄物及び生活ゴミ処理場の焼却灰等々を使用することが可能なので、これらの廃棄処分コスト及びリサイクルによる原料費低減等の顕著な経済効果をもたらすとともに、併せて環境リスクの低減をも図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0015

以下に本発明の実施の形態を説明する。
本実施の形態に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、必須成分として粉形状の硫酸第一鉄一水塩5〜95重量部と、粉形状の無水チオ硫酸ナトリウム5〜95重量部とが必ず組み合わされて配合され且つ均一に混合されて構成されている。

0016

上記の必須成分である粉形状の硫酸第一鉄一水塩と粉形状の無水チオ硫酸ナトリウムは、均一に混合する為、乾燥状態であり且つ粒径が同程度のものを選定する。

0017

ときに改良対象土壌に対して、臭気の改良又は植生向上の為に濘化や粘土化の防止が要求される場合には、必要に応じて焼却灰が添加配合されて且つ均一に混合されて構成されている。

0018

上記の焼却灰は、高温燃焼された乾燥灰比表面積が大きく且つポーラス面を形成する多孔質形状のものを選定する。

0019

建設土木工事対象土壌高含水比や軟弱地盤の場合には、セメントやセメント系固化材を用いて地盤強化を施すが、当該固化材に前記の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物を添加し且つ均一に混合することで六価クロム溶出防止機能が付加された本発明の固化材を使用して土壌汚染及び地下水汚染を防止する。

0020

なお、上記で六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物を添加される対象固化材は、ポルトランドセメント高炉セメント、石炭灰、ペーパースラッジ灰又はこれらを1種以上組み合わせて含有する市販の汎用固化材のいずれであっても良い。

0021

本実施の形態に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物を構成する各成分の機能については以下の通りである。

0022

前記の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物を構成する必須成分である粉形状の硫酸第一鉄一水塩と粉形状の無水チオ硫酸ナトリウムは、必ず組み合わされて配合されなければならない。その理由として、硫酸第一鉄一水塩の還元作用により有害な六価クロムから無害な三価クロムへ転化させる機能だけでは、土壌等に含有する酸化性物質の作用で六価クロムに再転化されるので長期安定化には不十分である。よって粉形状の無水チオ硫酸ナトリウムを必ず併用する。因みにこれらは均一に混合する必要があるので乾いた粉形状であって、且つ粒径及び比重が同程度であるのが好ましい。

0023

前記の粉形状の無水チオ硫酸ナトリウムの機能は、汚染土壌やセメント及びセメント系固化材に含有する水溶性の六価クロム化合物から水に溶出した六価クロムイオン及び、硫酸第一鉄一水塩の還元作用により有害な六価クロムから無害な三価クロムへ転化された後に、土壌等に含有する酸化性物質の作用で六価クロムに再転化された六価クロムイオンをチオ硫酸金属塩Na3〔Cr(S2O3)2〕として分子内に収着固定することで不溶化する。すなわち、化学反応によって確実に水溶性から不溶性に変えることで雨水等への溶出を完全に防止する。したがって、地下水への流出による広範囲に亘る環境汚染も長期間防止することができる。

0024

本発明では、上述した発明の必須成分である粉形状の硫酸第一鉄一水塩と粉形状の無水チオ硫酸ナトリウムの他に、更に必要に応じて特定の性質を持つ選択された焼却灰が添加配合されて且つ均一に混合されて構成される。この選択された焼却灰の効能は、高温燃焼された乾燥灰で比表面積が大きく且つポーラス面を形成する多孔質形状を有することにより、悪臭素因吸着や水分の吸収機能が極めて優れ、臭気の改良又は土壌の泥濘化や粘土化を防止することができる。

0025

本実施の形態に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、組み合わされる成分の配合比を定め、また当該六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物をセメント又は、セメント及び焼却灰を含有するセメント系固化材に添加混合する際に、その添加率も定めているので、更に説明する。

0026

請求項1記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、粉形状の硫酸第一鉄一水塩5〜95重量部と、粉形状の無水チオ硫酸ナトリウム5〜95重量部とが必ず組み合わされて配合され且つ均一に混合されている。この配合量は土壌の土質やセメント又は、セメント及び焼却灰を含有するセメント系固化材に含まれる六価クロム量によって変化させることができる。

0027

粉形状の硫酸第一鉄一水塩については、不溶化処理対象物に含まれる六価クロム量によって5〜95重量部の範囲で変化させ、適正量を添加・混合することによって、有害な六価クロムを還元作用により無害な三価クロムへ転化して土壌汚染対策法施行規則で定められた六価クロム溶出基準・地下水基準0.05mg/L以下に抑制する機能をもつ。

0028

粉形状の無水チオ硫酸ナトリウムについては、不溶化処理対象物に含まれる六価クロム量及び、硫酸第一鉄一水塩の還元作用により有害な六価クロムから無害な三価クロムへ転化された後に、土壌等に含有する酸化性物質の作用で六価クロムに再転化された量によって5〜95重量部の範囲で変化させ、適正量を添加・混合することによって、六価クロムイオンをチオ硫酸金属塩Na3〔Cr(S2O3)2〕として分子内に収着固定することで不溶化させることによって土壌汚染対策法施行規則で定められた六価クロム溶出基準・地下水基準0.05mg/L以下に抑制する機能をもつ。

0029

請求項2記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、請求項1記載の粉形状組成物100重量部に対して、ペーパースラッジ高温乾燥灰10〜500重量部が組み合わされて配合され且つ均一に混合されている。この配合量は土壌の悪臭度合や泥濘度合によって変化させ、適正量を添加・混合することによって、比表面積が大きく且つポーラス面を形成する多孔質構造内に悪臭素因を吸着し、水分を吸収する機能をもつ。

0030

請求項3記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する固化材は、固化材100重量部に対して、請求項1記載の粉形状組成物0.1〜10重量部が組み合わされて配合され且つ均一に混合されている。この配合量は土壌の土質やセメント又は、セメント及び焼却灰を含有するセメント系固化材に含まれる六価クロム量によって変化させることができる。

0031

請求項4記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する固化材は、固化材100重量部に対して、請求項2記載の粉形状組成物0.15〜50重量部が組み合わされて配合され且つ均一に混合されている。この配合量は土壌の土質やセメント又は、セメント及び焼却灰を含有するセメント系固化材に含まれる六価クロム量によって変化させることができる。

0032

請求項5記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する固化材は、請求項3又は4記載の六価クロム溶出防止機能を有する固化材であって、使用する固化材がセメント又は、セメント及び焼却灰を含有するセメント系固化材であるとするものである。前記固化材としては、火力発電所などから排出される石炭灰、産業廃棄物及び生活ゴミ処理場の焼却灰等々を使用することも可能である。

0033

請求項6記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物は、請求項1又は2記載の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物において、土壌及び軟弱地盤又は汚泥100重量部に対して、添加量が0.006〜6重量部とするものである。この添加量は土壌及び軟弱地盤又は汚泥に含まれる六価クロム量によって変化させることができる。

0034

請求項7記載の発明に係る六価クロム溶出防止機能を有する固化材は、請求項3又は4記載の六価クロム溶出防止機能を有する固化材において、土壌及び軟弱地盤又は汚泥100重量部に対して、添加量が4〜70重量部とするものである。この添加量は土壌及び軟弱地盤又は汚泥の土質や含水比によって変化させることができる。

0035

以下に本発明に係る実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

0036

(実施例1−1)
セメント又はセメント系固化材の六価クロム溶出試験
1.粉形状の硫酸第一鉄一水塩50重量部と、粉形状の無水チオ硫酸ナトリウム50重量部配合し、均一に混合して本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Aを調整した。
2.上記で調整した粉形状組成物Aを、改良対象とする市販のセメント又は市販のセメント系固化材100重量部に対して、5重量部添加し、均一に混合して本発明の請求項3の六価クロム溶出防止機能を有する固化材を作製した。また、比較例として市販のセメント系固化材100重量部に対して、粉形状の硫酸第一鉄一水塩だけを5重量部添加し、均一に混合して固化材を作製した。
3.下記に列挙記載した、本発明の六価クロム溶出防止機能を有する固化材と、比較例の固化材について六価クロム溶出試験を行った結果を表1に示す。なお、当該試験は環境告示第46号付表に定める方法により溶出検液を作成し、JIS K0102 65.2.1吸光光度計にて計量した。
<比較例及び実施例>
比較例1:普通ポルトランドセメント(トクヤマ製)
比較例2:セメント系固化材タフロックTL−3(住友セメント製
比較例3:セメント系固化材タフロックTL−3(住友セメント製)100重量部に対して、粉形状の硫酸第一鉄一水塩だけを5重量部添加し、均一に混合して比較例の固化材を作製した。
実施例1:普通ポルトランドセメント(トクヤマ製)100重量部に対して、上記1で作製した本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Aを5重量部添加し、均一に混合して本発明の六価クロム溶出防止機能を有する本発明の請求項3の固化材を作製した。
実施例2:セメント系固化材タフロックTL−3(住友セメント製)100重量部に対して、上記1で作製した本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Aを5重量部添加し、均一に混合して本発明の六価クロム溶出防止機能を有する本発明の請求項3の固化材を作製した。

0037

表1に示すように、比較例は本発明に係る実施例との比較では明らかに劣り、特に比較例1と比較例2の数値は環境基準値0.05mg/Lの18倍を超え、また、昨今報告されている幾つかの先行技術に見られる還元物質を用いて有害な六価クロムを無害の三価クロムに転化する改良策を講じた比較例3でも5倍を示し、これらを無策のまま土壌改良に使用するのは土壌汚染乃至地下水汚染を惹き起こす恐れが高く極めて危険である。

0038

(実施例1−2)
セメント系固化材の六価クロム含有量試験
1.粉形状の硫酸第一鉄一水塩50重量部と、粉形状の無水チオ硫酸ナトリウム50重量部配合し、均一に混合して本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Aを調整した。
2.上記で調整した粉形状組成物Aを、改良対象とする市販のセメント系固化材100重量部に対して、5重量部添加し、均一に混合して本発明の請求項3の六価クロム溶出防止機能を有する固化材を作製した。
3.下記に列挙記載した、本発明の六価クロム溶出防止機能を有する固化材と、比較例の固化材について六価クロム含有量試験を行った結果を表1−2に示す。尚、当該試験は環境庁告示第19号に定める方法により含有検液を作成し、JIS K0102 65.2.1吸光光度計にて計量した。
<比較例及び実施例>
比較例1:セメント系固化材タフロックTL−3(住友セメント製)
実施例1:セメント系固化材タフロックTL−3(住友セメント製)100重量部に対して、上記1で作製した本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Aを5重量部添加し、均一に混合して本発明の六価クロム溶出防止機能を有する本発明の請求項3の固化材を作製した。

0039

表1−2に示すように、実施例1は定量下限値である0.2 mg/kg未満を示し、比較例1の数値の少なくとも44分の1に低減されたことを表している。この結果からも明らかなように、本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Aが、有害な六価クロムを無害の三価クロムに転化させたことを証明するものである。即ち、このような改良策を講ずれば市販のセメント系固化材を土壌改良に使用しても土壌汚染乃至地下水汚染を惹き起こす恐れがないことを検証したものである。

0040

(実施例2)
六価クロム溶出低減固化材の六価クロム溶出試験
1.粉形状の硫酸第一鉄一水塩60重量部と、粉形状の無水チオ硫酸ナトリウム40重量部配合し、均一に混合して本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Bを調整した。
2.上記で調整した粉形状組成物Bを、改良対象とする市販の六価クロム溶出低減固化材100重量部に対して、3重量部添加し、均一に混合して本発明の請求項3の六価クロム溶出防止機能を有する固化材を作製した。
3.下記に列挙記載した、本発明の請求項3の六価クロム溶出防止機能を有する固化材と、比較例の六価クロム溶出低減固化材とについて六価クロム溶出試験を行った結果を表2に示す。なお、当該試験は環境庁告示第46号付表に定める方法により溶出検液を作成し、JIS K0102 65.2.1吸光光度計にて計量した。
<比較例及び実施例>
比較例1:六価クロム溶出低減固化材タフロックTL−3E(住友セメント製)
比較例2:六価クロム溶出低減固化材ユースタビラースーパー10(宇部三菱セメント製)
比較例3:六価クロム溶出低減固化材ユースタビラースーパー10(宇部三菱セメント製)100重量部に対して、粉形状の硫酸第一鉄一水塩だけを3重量部添加し、均一に混合して比較例の固化材を作製した。
実施例1:六価クロム溶出低減固化材タフロックTL−3E(住友セメント製)100重量部に対して、上記1で作製した本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Bを3重量部添加し、均一に混合して本発明の請求項3の六価クロム溶出防止機能を有する固化材を作製した。
実施例2:六価クロム溶出低減固化材ユースタビラースーパー10(宇部三菱セメント製)100重量部に対して、上記1で作製した本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Bを3重量部添加し、均一に混合して本発明の請求項3の六価クロム溶出防止機能を有する固化材を作製した。

0041

表2に示すように、比較例は本発明に係る実施例との比較では明らかに劣る。ここに記載の比較例1と比較例2は、固化材製造を業とする専門業者が夫々独自の六価クロム溶出低減技術を駆使して開発した固化材製品であるが、環境基準値0.05mg/Lの5〜15倍を超える数値を示し、実施例のように完璧な防止策との比較では極めて大きな差異がある。また、昨今報告されている幾つかの先行技術に見られる還元物質を用いて有害な六価クロムを無害の三価クロムに転化する改良策を講じた比較例3でも、環境基準値の3倍超を示し、このまま土壌改良に使用するのは土壌汚染乃至地下水汚染を惹き起こす恐れが高く極めて危険である。

0042

(実施例3−1)
固化材で地盤強化を施した大規模団地造成用土壌の六価クロム溶出試験
1.粉形状の硫酸第一鉄一水塩50重量部と、粉形状の無水チオ硫酸ナトリウム50重量部配合し、均一に混合して本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Aを調整した。
2.上記で調整した粉形状組成物Aを、改良対象とする市販のセメント系固化材100重量部に対して、5重量部添加し、均一に混合して本発明の請求項3の六価クロム溶出防止機能を有する固化材を作製した。また、比較例として市販のセメント系固化材100重量部に対して、粉形状の硫酸第一鉄一水塩だけを5重量部添加し、均一に混合して固化材を作製した。
3.下記に列挙記載した、本発明の請求項3の六価クロム溶出防止機能を有する固化材と、市販のセメント系固化材と、市販のセメント系固化材100重量部に対して、粉形状の硫酸第一鉄一水塩だけを5重量部添加し、均一に混合して作製した固化材とを、大規模団地造成用土壌1m3に対して150kg添加して地盤強化を施した改良土について六価クロム溶出試験を行った結果を表3に示す。なお、当該試験は環境庁告示第46号付表に定める方法により溶出検液を作成し、JIS K0102 65.2.1吸光光度計にて計量した。
<比較例及び実施例>
比較例1:地盤強化対象土壌に、セメント系固化材タフロックTL−3(住友セメント製)を所定量添加混合した。
比較例2:地盤強化対象土壌に、セメント系固化材タフロックTL−3(住友セメント製)100重量部に対して、粉形状の硫酸第一鉄一水塩だけを5重量部添加し、均一に混合して作製した固化材を所定量添加混合した。
実施例:地盤強化対象土壌に、セメント系固化材タフロックTL−3(住友セメント製)100重量部に対して、本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Aを5重量部添加し、均一に混合して本発明の請求項3の六価クロム溶出防止機能を有する固化材を所定量添加混合した。

0043

表3に示すように、比較例は本発明に係る実施例との比較では明らかに劣り、特にセメント系固化材をそのまま使用した比較例1の数値は環境基準値0.05 mg/Lの5倍を超え、昨今報告されている幾つかの先行技術に見られる還元物質を用いて有害な六価クロムを無害の三価クロムに転化する改良策を講じた固化材を使用した比較例2でも3倍を示し、これらを土壌改良に使用した場合には、土壌汚染乃至地下水汚染を惹き起こすことが実証された。

0044

(実施例3−2)
固化材で地盤強化を施した大規模団地造成用土壌の一軸圧縮試験
前記(実施例3−1)の、固化材で地盤強化を施した大規模団地造成用土壌の六価クロム溶出試験で使用した比較例1及び実施例と同一の資料を用いて一軸圧縮試験を行い、本発明の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物を添加しても地盤強度が低下しないことを検証した。その結果を表4に示す。

0045

表4に示すように、比較例のセメント系固化材に本発明の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物を添加しても地盤強度が低下しないことが実証された。

0046

(実施例4)
固化材で固化処理した生ゴミ汚泥混入腐敗土壌の六価クロム溶出試験
1.粉形状の硫酸第一鉄一水塩50重量部と、粉形状の無水チオ硫酸ナトリウム50重量部配合し、均一に混合して本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Aを調整した。
2.粉形状の硫酸第一鉄一水塩50重量部と、粉形状の無水チオ硫酸ナトリウム50重量部配合し、均一に混合した粉形状組成物100重量部に対して、ペーパースラッジ高温乾燥灰200重量部を添加し、均一に混合して本発明の請求項2の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Cを調整した。
3.上記1と2で調整した粉形状組成物AとCの夫々を、改良対象とする市販のセメント系固化材100重量部に対して、15重量部添加し、均一に混合して本発明の請求項3と請求項4の六価クロム溶出防止機能を有する固化材を作製した。
4.下記に列挙記載した、本発明の請求項3と請求項4の六価クロム溶出防止機能を有する固化材と、市販のセメント系固化材とを、生ゴミ汚泥混入腐敗土壌1m3に対して200kg添加して固化処理を施した改良土について六価クロム溶出試験と臭気判定を行った結果を表5に示す。なお、当該試験は環境庁告示第46号付表に定める方法により溶出検液を作成し、JIS K0102 65.2.1吸光光度計にて計量した。
<比較例及び実施例>
比較例:固化処理対象生ゴミ汚泥混入腐敗土壌に、セメント系固化材タフロックTL−3
(住友セメント製)を所定量添加混合した。
実施例1:固化処理対象生ゴミ汚泥混入腐敗土壌に、セメント系固化材タフロックTL−3(住友セメント製)100重量部に対して、本発明の請求項1の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Aを15重量部添加し、均一に混合して本発明の請求項3の六価クロム溶出防止機能を有する固化材を所定量添加混合した。
実施例2:固化処理対象生ゴミ汚泥混入腐敗土壌に、セメント系固化材タフロックTL−3(住友セメント製)100重量部に対して、本発明の請求項2の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物Cを15重量部添加し、均一に混合して本発明の請求項4の六価クロム溶出防止機能を有する固化材を所定量添加混合した。

0047

表5に示すように、比較例のセメント系固化材だけで固化処理したものは、六価クロム溶出量の数値が環境基準値0.05 mg/Lの6倍を超え、残臭も有る。また、実施例1では、六価クロムの溶出は完全に防止されているが、残臭は改良されない。これらに比べて実施例2では、六価クロムの溶出は完全に防止され且つ残臭も改良されることが実証された。

0048

以上、種々の実施例の試験結果が示すように、本実施例の六価クロム溶出防止機能を有する粉形状組成物を添加した固化材を用いれば、周辺環境への六価クロム溶出を完全に環境基準値0.05mg/L以下に抑制することができる。

0049

また、本実施例は、建設施工時の地盤強化や発生汚泥処理、沼地・河川のヘドロ処理に際して、従前一般的に使われてきたセメント系固化材による施工方法と全く同一で良い。よって設計時に何等煩わしい検討を必要としないことから、新たな設計コスト、設備コスト、メンテナンス及びランニングコスト等々の経済面及び施工の簡易性の点で極めて優れている。

0050

しかも本実施例の六価クロムが不溶化された固化材は、その原料として製紙工場から排出されるペーパースラッジ灰、火力発電所などから排出される石炭灰、産業廃棄物及び生活ゴミ処理場の焼却灰等々を使用することが可能なので、これらの廃棄処分コスト及びリサイクルによる原料費低減等の顕著な経済効果をもたらすとともに、併せて環境リスクの低減をも図ることができる。

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