JP3133985B2

JP3133985B2 - 湖沼等の底質改善方法

Info

Publication number: JP3133985B2
Application number: JP10227917A
Authority: JP
Inventors: 茂樹河野
Original assignee: 技研興業株式会社
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2001-02-13
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: FR2783613A1; FR2783613B1; JP2000051839A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水質汚濁により富
栄養化した湖沼や池、内湾、河川の感潮域など汚濁され
た滞水域の底質を改善する技術であり、とくに、底質の
汚濁状況を改善できる資材を底泥中に投入して底質を改
善する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、堆積した有機物の分解により嫌気
化した底泥は、そのまま放置すると水質までを悪化させ
ることから、浚渫によって除去される。また場合によっ
ては、悪化した底泥を除去せずに良質な砂で覆ってしま
う覆砂工法が採用される。

【０００３】しかしながら、上述した浚渫工法では、底
生動物や水草にダメージを与えるという致命的な欠点が
あった。しかも、浚渫によって取り除いた底泥は、悪臭
がすることなどを理由に処分場の確保が困難であり、レ
ンガなどに再利用するといった手段もあるが、かかる手
段はコスト的に問題があり現時点では一般化されていな
い。

【０００４】また、上述した覆砂工法では、コスト面で
の問題のほか多量の土砂を湖沼底に投入するために、ダ
ム湖などでは貯水容量の減少を招いたり、浅水域では水
深をますます小さくしてしまうなど、多くの欠点があっ
た。

【０００５】これに対し、最近では、底質を改善できる
化学薬品等を底泥中に注入して底質を改善する工法や、
底質を改善できる粒状の化学薬品等を湖沼底に直接投入
して底質を改善する工法が開発されている。例えば、湖
沼等の還元的な底泥中に硝酸カルシウム水溶液をパイプ
を通して注入して湖底泥を直接酸化する方法や、粒状の
過酸化カルシウムを水面上から湖沼底に直接投入する方
法がある。

【０００６】しかしながら、化学薬品等を底泥中に注入
する工法では、所定量の薬剤を底泥中に確実に注入する
ことはできるものの、湖沼底に障害物が多い場合や、作
業用の船舶や機材が搬入できないような現場などには、
本工法を採用することが難しいという問題がある。しか
も、底質を確実に改善するためには高濃度の薬剤水溶液
を底泥中に注入する必要があり、底質環境に対するイン
パクトが大きすぎることや、注入された薬剤水溶液の一
部が水中に漏出することによる水域環境への悪影響が懸
念される。

【０００７】また、粒状の化学薬品等を湖沼底に直接投
入する工法では、薬剤の溶解速度をコントロールするこ
とが難しく、しかも、粒状に成型できる薬品以外では採
用できないという欠点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上述
した化学薬品等を用いる従来の底質改善方法が抱える課
題を解決するためになされたものである。その目的とす
るところは、劣悪な底質環境を改善するために底泥中に
投入される化学薬品や微生物資材などの底質改善用資材
を底泥中に容易に投入でき、なおかつ、それら資材のも
つ底質改善作用の持続期間や、資材の底質中への溶出・
浸出速度を自由にコントロールできる、湖沼等の底質改
善方法を提案することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的の実
現に向け鋭意研究した結果、以下に示す内容を要構成と
する発明に想到した。 (1) 本発明にかかる湖沼等の底質改善方法は、多孔質な
無機材料により形成された容器内に底質改善用資材を充
填し、この容器を湖沼等の底泥中に投入し、前記容器内
の底質改善用資材をその底泥中に溶出あるいは浸出させ
て拡散することにより、湖沼等の底質を改善することを
特徴とする。なお、上記底質改善方法においては、多孔
質な無機材料としてセラミックスを用い、容器の材質や
厚さ、焼成方法を調整することにより、底質改善用資材
の溶出・浸出速度をコントロールすることが好ましい。 (2) 本発明にかかる湖沼等の底質改善方法は、粘土質土
壌粉末と底質改善用資材を混合して好ましくは塊状に成
型した成型体を、湖沼等の底泥中に投入し、前記成型体
中の底質改善用資材をその底泥中に溶出あるいは浸出さ
せて拡散することにより、湖沼等の底質を改善すること
を特徴とする。なお、上記底質改善方法においては、成
型体の表面を生分解性素材によってコーティングし、そ
のコーティング層の厚さや密度、あるいはそのコーティ
ング層に開けられる細孔の大きさを調整することによ
り、前記底質改善用資材の溶出・浸出速度をコントロー
ルすることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明にかかる湖沼等の底質改善
方法は、底質改善用資材を充填または含有する固体を水
面上から散布するだけで底泥中に投入でき、特殊な機器
等を必要としない点で、施工が非常に容易であるだけで
はなく、底泥を大きく移動させることもないため、作業
中の水質が悪化する心配がない。また、本発明にかかる
湖沼等の底質改善方法は、底泥を浚渫によって取り除く
工法ではないので取り除いた底泥を処分する必要がな
く、さらに、底質改善用資材の投入量が少なくて済み、
ダム湖などに使用しても貯水容量がほとんど変化せず、
浅水域に使用しても水深が大きく変化することはない。

【００１１】このような本発明の底質改善方法におい
て、セラミック容器などの多孔質な容器に底質改善用資
材を充填する方法では、灰化する物質を容器材料に混合
してから成型，焼成することによってその多孔質な容器
の透水性を変化させるか、あるいは、焼成温度を調整す
ることによって焼成後の多孔質容器の透水性を変化させ
るなどの手段により、容器内の底質改善用資材の底泥中
への溶出・浸出速度をコントロールすることができる。
また本発明では、このように底質改善用資材を充填する
容器の空孔の大きさや空孔率を変化させることにより底
質改善用資材の溶出・浸出速度をコントロールする他、
容器の材質や厚さを変化させることによっても底質改善
用資材の溶出・浸出速度をコントロールすることができ
る。

【００１２】一方、粘土質土壌に底質改善用資材を混合
して成型体とする方法では、成型体の表面を生分解性の
素材などでコーティングし、そのコーティング層の厚さ
や密度、あるいはそのコーティング層に開けられる細孔
の大きさを調整することにより、底質改善用資材の溶出
・浸出速度をコントロールすることができる。この方法
によれば、そのままでは粒状に固化しない薬剤でも投入
しやすい形状・寸法に成型でき、底質改善に有効な微生
物も担持させることができる。また、底質改善用資材が
溶出・浸出した後は、底質の成分である泥以外の残存物
が存在しないので、底質を悪化させることはない。

【００１３】このように、本発明によれば、底質改善用
資材の溶出・浸出速度をコントロールすることによっ
て、底質改善用資材のもつ底質改善作用の持続期間を調
整することができる。また、底質改善用資材を徐々に溶
出・浸出させることによって、底質環境への過大なイン
パクトが防止できるだけではなく、底質改善用資材の水
中への漏出による悪影響も最低限に抑えることが可能と
なる。

【００１４】

【実施例】（実施例１） (1) まず、外径75mm，肉厚15mm，長さ200mm の円筒形の
セラミック多孔体容器中に硝酸カルシウム50ｇを封入
し、両端開口部は、アクリル板をシリコンで貼り付けて
密栓した。 (2) 次に、90ｌ容量のポリバケツの中に50ｌの水道水を
入れた３個の水槽を準備し、これらの水槽のうち、２個
の水槽には、硝酸カルシウムを封入した３本のセラミッ
ク多孔体容器を投入し、一方の水槽では計測時以外は静
水状態を保ち（ケースＢ）、他方の水槽では水を常時循
環させた（ケースＣ）。また、残りの水槽には、対照材
として硝酸カルシウムを封入していない３本のセラミッ
ク多孔体容器を投入し（ケースＡ）、セラミック多孔体
容器からの硝酸カルシウムの溶出試験を行った（表１参
照）。なお、試験中は、水槽に蓋をして外部からの混入
物が極力入らないようにした。 (3) そして定期的に、水槽内部の水を良く攪拌してから
300mlのサンプルを採取して電気伝導度を測定し、セラ
ミック多孔体容器に封入した硝酸カルシウム（粉末）
が、容器外部へ溶出・浸出する状況を確認した。なお、
計測の終わったサンプルは、元の水槽に戻して試験中の
水量が変化しないようにした。

【００１５】

【表１】

【００１６】この試験結果を図１に示す。この図に示す
結果から明らかなように、対照材であるケースＡは、試
験開始から24日目まで電気伝導度が徐々に上昇し、約
0.2ｍＳ／cmで落ち着いた。これは、セラミック多孔体
自体からの溶出物によるものである。一方、サンプル採
取時以外は水槽内の水を静水状態に保ったケースＢにつ
いては、試験開始から66日目にも電気伝導度が上昇し続
けているが、上昇速度は徐々に低下しつつある。また、
水槽内の水を常時循環させたケースＣについては、ケー
スＢよりも電気伝導度の上昇速度が大きく、この傾向は
試験初期に顕著であった。

【００１７】ケースＢおよびケースＣにおいて、硝酸カ
ルシウムの溶出によるものと考えられる電気伝導度は、
対照材であるケースＡの66日日の電気伝導度を差し引い
たものに相当する。即ち、試験開始から66日目の電気伝
導度が、ケースＢでは2.70ｍＳ／cm、ケースＣでは2.75
ｍＳ／cmであることから、硝酸カルシウムの溶出による
電気伝導度は、ケースＢでは2.465 ｍＳ／cm、ケースＣ
では2.515 ｍＳ／cmとなる。一方、各水槽には合計 150
ｍｇの硝酸カルシウムが投入されており、これが全量溶
出した場合の電気伝導度は2.96ｍＳ／cmとなる。したが
って、試験中に溶出した硝酸カルシウムが全量変化せず
に水槽中に存在すると仮定すると、この試験において、
ケースＢおよびケースＣでは、投入量の83〜85％の硝酸
カルシウムがセラミック多孔体から溶出したことにな
る。つまり、試験開始から66日目以降の電気伝導度が余
り変化していないことから、約２ヶ月で硝酸カルシウム
の溶出がほぼ終了したものと考えられる。このように本
発明によれば、底質改善用資材のもつ底質改善作用の持
続期間を効果的に改善することができる。

【００１８】なお、44日目と52日目のケースＢにおい
て、水槽内の水を攪拌しない状態で底層部のセラミック
多孔体周辺の水と表層の水を分けて採取して電気伝導度
を測定したところ、表２に示すような結果となった。こ
の表２に示す結果から明らかなように、各計測日とも、
底層部の電気伝導度は大きな数値を示したが、表層部の
電気伝導度は前回の混合後の計測結果からほとんど変化
していない。つまり、溶出した硝酸カルシウムは、底層
部のみに拡散するものと言える。このように本発明によ
れば、化学薬品や微生物資材などの底質改善用資材を底
泥中に容易に投入でき、底質を効果的に改善することが
できる。

【００１９】

【表２】

【００２０】（実施例２） (1) まず、乾燥させた粘土と水・硝酸カルシウムを重量
比で４：１：１の割合で混合し練り合わせたものを、直
径２cmの球形に成型して粘土成型物を得た。この粘土成
型物は、１個当たり 8.6ｇであるため、乾燥粘度は 5.7
ｇ、水・硝酸カルシウムは 1.4ｇとなる。 (2) 次に、ビーカーの中に水200ml を入れ、上記の粘土
成型物を２個投入して静置した。 (3) そして、粘度成型物を投入してから１分、30分、１
時間、２時間、３時間、６時間、24時間後に電気伝導度
を測定し、粘土成型物から硝酸カルシウムが水中に溶出
する状況を確認した。この電気伝導度の測定は、粘度成
型物をビ−カーから取り出し、水を良く攪拌した後に行
った。なお、測定の終了したビーカーおよび粘度成型物
は廃棄し再利用しないので、ビーカーおよび粘度成型物
は測定回数分だけ最初に準備しておく。

【００２１】この試験結果を図２に示す。この図に示す
結果から明らかなように、粘土成型物からの硝酸カルシ
ウムの溶出は早い段階から始まり、24時間後には溶出速
度が遅くなっている。ここで、粘土と共に成型し、ビー
カー内に投入された硝酸カルシウムは 2.4ｇであり、こ
れが全て溶出すると電気伝導度は約13.8ｍＳ／cmとな
る。また、投入後１分間における硝酸カルシウムの溶出
量は、投入量の約２％程度であるため、実際の施工にお
いて水面から投入された後着底するまでの間に溶出する
硝酸カルシウムの量は、水深にもよるがほぼ無視できる
程度の量であると考えられる。したがって、24時間後の
溶出量は、投入量の約56％程度であり、実際には24時間
以降にも徐々に溶出は継続するものと考えられる。この
ように、本実施例の方法によっても底質改善用資材を底
泥中に容易に投入でき、底質を効果的に改善することが
できるが、セラミック多孔体容器からの硝酸カルシウム
の溶出試験結果（実施例１の図１）と比較すると、早い
速度で溶出が進行しており、溶出終了までの時間も短く
なる。但し、粘土の質や大きさによって、その溶出速度
をコントロールすることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる湖沼
等の底質改善方法によれば、劣悪な底質環境を改善する
ために底泥中に投入される化学薬品や微生物資材などの
底質改善用資材を底泥中に容易に投入でき、なおかつ、
それら資材のもつ底質改善作用の持続期間や、資材の底
泥中への溶出・浸出速度を自由にコントロールできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における電気伝導度の測定結果を示す
グラフである。

【図２】実施例２における電気伝導度の測定結果を示す
グラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 11/00 B09B 3/00,5/00 E02B 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】湖沼や池、内湾、河川の感潮域における
汚濁された滞水域の底泥を改善するに当たり、多孔質な
セラミックスにより形成され、それの材質,厚さ, 空孔
率, 焼成方法を変えて透水性を調整した容器内に、底質
改善用資材を充填し、この容器を前記底泥中に投入し、
該容器内の底質改善用資材を溶出あるいは浸出の速度コ
ントロール下に底泥中へ拡散させることにより、前記底
泥の底質を改善することを特徴とする湖沼等の底質改善
方法。
【請求項２】湖沼や池、内湾、河川の感潮域における
汚濁された滞水域の底泥を改善するに当たり、粘土質土
壌粉末と底質改善用資材を混合して成型しかつ表面に生
分解性素材のコーティングを有すると共に、そのコーテ
ィング層の厚さ, 密度, このコーティング層に開けられ
る細孔の大きさを調整した成型体を、前記底泥中に投入
し、この成型体中の底質改善用資材を溶出あるいは浸出
速度コントロール下に前記底泥中へ拡散させることによ
り、前記底泥の底質を改善することを特徴とする湖沼等
の底質改善方法。