JP6914166B2 - Embankment structure, method of maintaining the performance of the adsorption layer, and method of suppressing leakage of heavy metals - Google Patents
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Description
本発明は、盛土構造、吸着層の性能維持方法、及び重金属の漏洩抑制方法に関する。 The present invention relates to an embankment structure, a method for maintaining the performance of an adsorption layer, and a method for suppressing leakage of heavy metals.
地盤掘削時に発生する湧水や土壌には、基準値以上の重金属等が含まれることがある。近年、このような湧水や、土壌への雨水の浸透によって生じる浸潤水に含まれる重金属による周辺環境の汚染への対策が求められている。
重金属を含む土壌を産業廃棄物として処理した場合、処理場の不足が懸念される。そのため、重金属を含む土壌は、浄化処理を行ってから処理土として再利用するか、封じ込めを行った上で利用することが推奨されている。このような土壌は、例えば、道路等の盛土に利用される。
Spring water and soil generated during excavation of the ground may contain heavy metals, etc. that exceed the standard value. In recent years, there has been a demand for countermeasures against pollution of the surrounding environment by heavy metals contained in such spring water and infiltration water generated by infiltration of rainwater into soil.
When soil containing heavy metals is treated as industrial waste, there is a concern that there will be a shortage of treatment plants. Therefore, it is recommended that soil containing heavy metals be purified and then reused as treated soil, or contained and then used. Such soil is used for embankment of roads and the like, for example.
封じ込めを行う際には、雨水が土壌に浸透すること、及び土壌に浸透した水によって溶出した重金属が環境中に漏洩すること、を防止する対策が行われる。雨水の浸透への対策として、例えば、土壌をベントナイトや遮水シートで被覆する方法がある。重金属の漏洩への対策として、例えば、吸着層工法がある。吸着層工法では、重金属を含む土壌から形成した盛土層の下部に、重金属吸着剤を含む吸着層を設ける。盛土層から浸出した水は吸着層を通るため、吸着層通過時に水中の重金属が重金属吸着剤に吸着され、不溶化される(例えば特許文献1)。 At the time of containment, measures are taken to prevent rainwater from permeating the soil and heavy metals eluted by the water permeating the soil from leaking into the environment. As a measure against the infiltration of rainwater, for example, there is a method of covering the soil with bentonite or an impermeable sheet. As a countermeasure against leakage of heavy metals, for example, there is an adsorption layer construction method. In the adsorption layer construction method, an adsorption layer containing a heavy metal adsorbent is provided below the embankment layer formed from soil containing heavy metals. Since the water leached from the embankment layer passes through the adsorption layer, heavy metals in the water are adsorbed by the heavy metal adsorbent and insolubilized when passing through the adsorption layer (for example, Patent Document 1).
重金属吸着剤は、アルカリ性環境に長時間晒されると吸着性能が低下することがある。そのため、路盤の下に封じ込めを行う場合には、コンクリートに起因する吸着層のアルカリ化、及びそれに伴う重金属吸着剤の性能の低下が懸念される。土壌をベントナイトで被覆する場合には、ベントナイトに起因する吸着層のアルカリ化、及びそれに伴う重金属吸着剤の性能の低下が懸念される。
吸着層は、土壌中の重金属を吸着するのに充分な量の重金属吸着剤を含有させて設けられるが、重金属吸着剤の性能が低下すると、吸着層の重金属許容量が低下し、長期的な封じ込めの安全性が損なわれる。
The adsorption performance of heavy metal adsorbents may deteriorate when exposed to an alkaline environment for a long period of time. Therefore, when the containment is performed under the roadbed, there is a concern that the adsorption layer is alkalized due to concrete and the performance of the heavy metal adsorbent is deteriorated accordingly. When the soil is coated with bentonite, there is a concern that the adsorption layer is alkalized due to bentonite and the performance of the heavy metal adsorbent is deteriorated accordingly.
The adsorption layer is provided so as to contain a sufficient amount of heavy metal adsorbent to adsorb heavy metals in soil. However, if the performance of the heavy metal adsorbent deteriorates, the heavy metal allowance of the adsorption layer decreases, and the long-term Containment safety is compromised.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、吸着層工法により重金属を含む土壌の封じ込めを行う際の経時的な吸着層の性能低下を抑制できる盛土構造、吸着層の性能維持方法、及び重金属の漏洩抑制方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an embankment structure capable of suppressing deterioration of the performance of the adsorption layer over time when confining soil containing heavy metals by the adsorption layer method, and a method for maintaining the performance of the adsorption layer. , And a method for suppressing leakage of heavy metals.
本発明は以下の態様を有する。
[1]重金属を含む土壌から形成された盛土層と、
前記盛土層の下方に設けられた、重金属吸着剤を含む吸着層と、
前記盛土層と前記吸着層との間に設けられた、前記吸着層のアルカリ化を防止するアルカリ化防止層と、
を備える、盛土構造。
[2]前記盛土層、前記吸着層及び前記アルカリ化防止層を被覆する、アルカリ性遮水剤を含む遮水層と、
前記吸着層及び前記アルカリ化防止層と前記遮水層との間に設けられた遮水シートと、
をさらに備える[1]の盛土構造。
[3]重金属を含む土壌から形成された盛土層と、前記盛土層の下方に設けられた、重金属吸着剤を含む吸着層との間に、前記吸着層のアルカリ化を防止するアルカリ化防止層を設ける、吸着層の性能維持方法。
[4]前記盛土層、前記吸着層及び前記アルカリ化防止層を、アルカリ性遮水剤を含む遮水層で被覆し、
前記吸着層及び前記アルカリ化防止層と前記遮水層との間に遮水シートを設ける[3]の吸着層の性能維持方法。
[5]重金属を含む土壌から形成された盛土層の下方に、重金属吸着剤を含む吸着層を設け、前記盛土層から溶出する重金属を前記重金属吸着剤に吸着させる、重金属の漏洩抑制方法において、
前記盛土層と前記吸着層との間に、前記吸着層のアルカリ化を防止するアルカリ化防止層を設ける、重金属の漏洩抑制方法。
[6]前記盛土層、前記吸着層及び前記アルカリ化防止層を、アルカリ性遮水剤を含む遮水層で被覆し、
前記吸着層及び前記アルカリ化防止層と前記遮水層との間に遮水シートを設ける[5]の重金属の漏洩抑制方法。
The present invention has the following aspects.
[1] An embankment layer formed from soil containing heavy metals,
An adsorption layer containing a heavy metal adsorbent provided below the embankment layer and
An alkalinization prevention layer provided between the embankment layer and the adsorption layer to prevent alkalinization of the adsorption layer,
The embankment structure is equipped with.
[2] A water-impervious layer containing an alkaline water-shielding agent that covers the embankment layer, the adsorption layer, and the alkalinization prevention layer.
A water-impervious sheet provided between the adsorption layer, the alkalinization prevention layer, and the water-impervious layer,
The embankment structure of [1] further equipped with.
[3] An anti-alkali layer for preventing alkalization of the adsorption layer between an embankment layer formed from soil containing a heavy metal and an adsorption layer containing a heavy metal adsorbent provided below the embankment layer. A method of maintaining the performance of the adsorption layer.
[4] The embankment layer, the adsorption layer, and the alkalinization prevention layer are covered with a water-impervious layer containing an alkaline water-shielding agent.
The method for maintaining the performance of the adsorption layer according to [3], wherein a water-impervious sheet is provided between the adsorption layer, the alkalinization prevention layer, and the water-impervious layer.
[5] In a method for suppressing leakage of heavy metals, in which an adsorption layer containing a heavy metal adsorbent is provided below the embankment layer formed from soil containing heavy metals, and the heavy metals eluted from the embedding layer are adsorbed by the heavy metal adsorbent.
A method for suppressing leakage of heavy metals, in which an alkalinization prevention layer for preventing alkalization of the adsorption layer is provided between the embankment layer and the adsorption layer.
[6] The embankment layer, the adsorption layer, and the alkalinization prevention layer are covered with a water-impervious layer containing an alkaline water-shielding agent.
The method for suppressing leakage of heavy metals according to [5], wherein a water-impervious sheet is provided between the adsorption layer, the alkalinization prevention layer, and the water-impervious layer.
本発明によれば、吸着層工法により重金属を含む土壌の封じ込めを行う際の経時的な吸着層の性能低下を抑制できる盛土構造、吸着層の性能維持方法、及び重金属の漏洩抑制方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an embankment structure capable of suppressing deterioration of the performance of the adsorption layer over time when confining soil containing heavy metals by the adsorption layer method, a method of maintaining the performance of the adsorption layer, and a method of suppressing leakage of heavy metals. ..
以下、本発明について、添付の図面を参照し、実施形態を示して説明する。
なお、本明細書において、数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings with reference to embodiments.
In addition, in this specification, "~" indicating a numerical range means that the numerical values described before and after it are included as the lower limit value and the upper limit value.
図1は、本発明の一実施形態に係る盛土構造を示す模式断面図である。
本実施形態の盛土構造10は、盛土層1と、吸着層2と、アルカリ化防止層3と、遮水層4と、遮水シート5と、覆土層6と、舗装7と、を備える。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embankment structure according to an embodiment of the present invention.
The
吸着層2は、盛土層1の下方に、地面Gに接して設けられている。アルカリ化防止層3は、盛土層1と吸着層2との間に設けられている。すなわち、盛土構造10の下側(地面G側)から、吸着層2、アルカリ化防止層3、盛土層1がこの順に積層している。
吸着層2、アルカリ化防止層3、盛土層1それぞれの幅方向の断面は、下方に向かうに従って幅広となる台形状である。吸着層2の上面とアルカリ化防止層3の下面とは接しており、吸着層2の上面の幅とアルカリ化防止層3の下端の幅とは同じとされている。また、アルカリ化防止層3の上面と盛土層1の下面とは接しており、アルカリ化防止層3の上面の幅と盛土層1の下面の幅とは同じとされている。吸着層2、アルカリ化防止層3及び盛土層1の全体での断面も台形状となっている。
The
The cross section in the width direction of each of the
遮水層4は、盛土層1の上面及び側面、吸着層2の側面、及びアルカリ化防止層3の側面を被覆している。
遮水シート5は、吸着層2及びアルカリ化防止層3と遮水層4との間に配置され、アルカリ化防止層3及び吸着層2それぞれの側面全体を覆っている。また、遮水シート5は、アルカリ化防止層3の側面の上縁の位置で遮水層4側に屈曲して遮水層4内に入り込んでいる。また、遮水シートは、吸着層2の側面の下縁の位置で吸着層2の中心側に屈曲し、吸着層2の下面の外縁部を覆っている。また、遮水シート5は、吸着層2の下面の外縁よりも中心側の位置で吸着層2側に屈曲して吸着層2内に入り込んでいる。
The impermeable layer 4 covers the upper surface and the side surface of the embankment layer 1, the side surface of the
The water-
覆土層6は、遮水層4の上面及び側面を被覆している。これにより、遮水層4を保護したり、表面を緑化できるようになっている。
舗装7は、覆土層6の上面に設けられている。
The soil covering
The
盛土層1は、重金属を含む土壌から形成されている。
重金属としては、セレン、ヒ素、鉛等が挙げられる。土壌に含まれる重金属は1種でもよく2種以上でもよい。土壌中の重金属は、単体として存在していてよいし、化合物として存在していてもよい。
重金属を含む土壌としては、例えば、地盤掘削時や山岳掘削時に発生する掘削土が挙げられる。
土壌中の重金属の含有量は、従来、吸着層工法による封じ込めの対象となっている土壌(要対策土)における重金属の含有量と同様であってよい。
The embankment layer 1 is formed from soil containing heavy metals.
Examples of heavy metals include selenium, arsenic, lead and the like. The heavy metal contained in the soil may be one kind or two or more kinds. Heavy metals in soil may exist as simple substances or as compounds.
Examples of soil containing heavy metals include excavated soil generated during ground excavation and mountain excavation.
The content of heavy metals in the soil may be the same as the content of heavy metals in the soil (soil requiring countermeasures) that has been conventionally contained by the adsorption layer method.
吸着層2は、重金属吸着剤を含む。
重金属吸着剤は、盛土層1から溶出した重金属(重金属を含むイオン)を吸着し、不溶化する。重金属吸着剤は、盛土層1を形成する土壌に含まれる重金属に応じたものが使用される。吸着層2に含まれる重金属吸着剤は1種でもよく2種以上でもよい。
The
The heavy metal adsorbent adsorbs heavy metals (ions containing heavy metals) eluted from the embankment layer 1 and insolubilizes them. As the heavy metal adsorbent, one corresponding to the heavy metal contained in the soil forming the embankment layer 1 is used. The heavy metal adsorbent contained in the
重金属吸着剤には、アルカリ性環境下で吸着性能が低下するものがある。アルカリ性環境は、例えば、pHが8以上の水分が存在する環境である。
例えば舗装7がコンクリート舗装であると、コンクリートに起因して、盛土層1に浸透した水がアルカリ性を示す。遮水層4がベントナイト等の粘土を含むと、粘土に起因して、盛土層1に浸透した水がアルカリ性を示す。このようなアルカリ性の水が盛土層1から流下し、吸着層2に浸透すると、吸着層2がアルカリ性環境となる(アルカリ化する)。
盛土構造10は、盛土層1と吸着層2との間にアルカリ化防止層3を備えるため、盛土層1から流下する水がアルカリ性であっても、吸着層2がアルカリ化せず、重金属吸着剤の吸着性能が維持される。したがって、アルカリ性環境下で吸着性能が低下する重金属吸着剤を用いる場合に、本発明の有用性が高い。
Some heavy metal adsorbents have reduced adsorption performance in an alkaline environment. The alkaline environment is, for example, an environment in which water having a pH of 8 or more is present.
For example, when the
Since the
アルカリ性環境下で吸着性能が低下する重金属吸着剤としては、イオン結合を利用して重金属を含むイオンを吸着する吸着剤が挙げられる。このような吸着剤の場合、高アルカリ性環境になるほど重金属を含むイオンの吸着性能が低下する。 Examples of heavy metal adsorbents whose adsorption performance deteriorates in an alkaline environment include adsorbents that adsorb ions containing heavy metals using ionic bonds. In the case of such an adsorbent, the higher the alkaline environment, the lower the adsorption performance of ions containing heavy metals.
アルカリ性環境下で吸着性能が低下する重金属吸着剤の一例として、アカガネイトが挙げられる。アカガネイト(赤金鉱)(Akaganeite)は、化学組成β−Fe3+(O(OH,Cl))で表される酸化鉄鉱物である。その結晶系は単斜晶系で、空間群I2/m、単位格子:a=10.600,b=3.0339,c=10.513,β=90.24°という結晶学的データが学術論文“Post J E, Buchwald V F, American Mineralogist, 76 (1991) p.272-277, Crystal structure refinement of akaganeite”に記載されている。この論文で明らかにされたアカガネイトの結晶構造には塩化物イオンを保持するトンネル構造が存在し、そのトンネルの壁から中心に向けて水酸基が差し出されていることも記載されている。
アカガネイトは、無機化合物の陰イオンを吸着する。無機化合物としては、例えば、セレン、ヒ素、クロム、フッ素、硫黄、リン等の無機元素を含む無機化合物が挙げられる。具体的には、セレン、ヒ素、クロムそれぞれのオキソ酸、フッ化水素酸(フッ酸)、硫酸、リン酸等が挙げられる。
無機化合物の陰イオンを含む水がアカガネイトに接触すると、この水に含まれる陰イオンがアカガネイトの上記トンネル構造にトラップされて吸着すると考えられる。この吸着によって上記トンネル構造に予め存在する塩化物イオンが上記陰イオンに置換されて脱離する。
アカガネイトは、セレンのオキソ酸に対して強い吸着力を示す。そのため、重金属がセレンを含む場合は、重金属吸着剤がアカガネイトを含むことが好ましい。
Acaganate is an example of a heavy metal adsorbent whose adsorption performance deteriorates in an alkaline environment. Akaganeite is an iron oxide mineral represented by the chemical composition β-Fe 3+ (O (OH, Cl)). The crystal system is a monoclinic system, and the crystallographic data of space group I2 / m, unit cell: a = 10.600, b = 3.0339, c = 10.513, β = 90.24 ° is academic. It is described in the paper "Post JE, Buchwald VF, American Mineralogist, 76 (1991) p.272-277, Crystal structure refinement of akaganeite". It is also described that the crystal structure of acaganate revealed in this paper has a tunnel structure that retains chloride ions, and a hydroxyl group is projected from the wall of the tunnel toward the center.
Akaganate adsorbs anions of inorganic compounds. Examples of the inorganic compound include inorganic compounds containing inorganic elements such as selenium, arsenic, chromium, fluorine, sulfur and phosphorus. Specific examples thereof include oxo acids of selenium, arsenic and chromium, hydrofluoric acid (hydrofluoric acid), sulfuric acid, phosphoric acid and the like.
When water containing anions of an inorganic compound comes into contact with acaganate, it is considered that the anions contained in the water are trapped in the tunnel structure of the acaganate and adsorbed. By this adsorption, the chloride ion pre-existing in the tunnel structure is replaced with the anion and desorbed.
Akaganate exhibits a strong adsorptive power to the oxo acid of selenium. Therefore, when the heavy metal contains selenium, it is preferable that the heavy metal adsorbent contains acaganate.
吸着層2中の重金属吸着剤の含有量は、盛土層1から溶出する重金属を全て吸着するのに必要な量以上であればよい。必要な量は、重金属吸着剤の種類、対象物質濃度により異なり、通常、溶出試験を行い、重金属合有度からの重金属溶出量を推定した上で決定される。
一例を挙げると、重金属吸着剤のセレン吸着量が2g/kg、盛土層1の土壌からのセレン溶出量が0.5mg/kg、盛土層1の単位面積当たりの土壌量が15t/m2である場合、単位面積当たりの吸着剤の必要量は、3,750g/m2となる。吸着層2の厚さが0.3m、安全率を1.2倍とした場合、重金属吸着剤の含有量は、1.5kg/m3とされる。
The content of the heavy metal adsorbent in the
For example, the amount of selenium adsorbed by the heavy metal adsorbent is 2 g / kg, the amount of selenium eluted from the soil of the filling layer 1 is 0.5 mg / kg, and the amount of soil per unit area of the filling layer 1 is 15 t / m 2 . In some cases, the required amount of adsorbent per unit area is 3,750 g / m 2 . When the thickness of the
吸着層2は、重金属吸着剤のみからなるものであってもよく、重金属吸着剤以外の他の材料をさらにを含むものであってもよい。他の材料としては、要対策土に該当しない土壌等が挙げられる。
The
アルカリ化防止層3は、吸着層2のアルカリ化(アルカリ性環境になること)を防止する層である。
アルカリ化防止層3が設けられていることで、上述のように、吸着層2のアルカリ化による重金属吸着剤の性能低下を抑制できる。また、アルカリ化防止層3にも、吸着層2と同様に、盛土層1から溶出した重金属を不溶化させる効果があるため、吸着層2への重金属の接触量を減少させ、飽和を遅らせることができる。結果として、吸着層2の性能を長く維持できる。
The
By providing the alkalizing
アルカリ化防止層3としては、例えば、アルカリ化抑制剤を含む層が挙げられる。
アルカリ化抑制剤としては、土壌の酸性化を促進するもののうち、吸着剤に優先して結合する硫酸塩や燐酸塩が主成分でないものが好ましい。このようなアルカリ化抑制剤としては、例えば、火山灰土壌等の酸性土壌、塩化鉄、塩化アルミニウム、ピートモスが挙げられる。アルカリ化防止層3に含まれるアルカリ化抑制剤は1種でもよく2種以上でもよい。
Examples of the
As the alkalinization inhibitor, among those that promote the acidification of soil, those that do not contain sulfate or phosphate that preferentially binds to the adsorbent as the main component are preferable. Examples of such an alkalinization inhibitor include acidic soil such as volcanic ash soil, iron chloride, aluminum chloride, and peat moss. The alkalizing inhibitor contained in the alkalizing
アルカリ化抑制剤を含む層は、アルカリ化抑制剤のみからなるものであってもよく、アルカリ化抑制剤以外の他の材料をさらにを含むものであってもよい。他の材料としては、要対策土に該当しない土壌等が挙げられる。
アルカリ化防止層3は、アルカリ化抑制剤と土壌とを一定の割合で混合した材料から形成されることが好ましい。ここでの一定の割合とは、吸着層2の最適pHを考慮した割合である。
吸着層2の最適pHは、重金属吸着剤の種類によって決まる。例えば重金属吸着剤が、アルカリ性環境下で吸着性能が低下するものである場合、吸着層2の最適pHは4〜7である。吸着層2のpHは、アルカリ化防止層3から流下する水のpHである。
The layer containing the alkalinization inhibitor may be composed of only the alkalinization inhibitor, or may further contain a material other than the alkalization inhibitor. Examples of other materials include soils that do not correspond to soils requiring countermeasures.
The
The optimum pH of the
遮水層4は、アルカリ性遮水剤粘土を含む。
アルカリ性遮水剤としては、粘土、セメント系遮水剤等が挙げられる。粘土としては、厚さ0.5mの層としたときの透水係数が1×10−8cm/s以下の粘性土が用いられ、例えばベントナイトが挙げられる。遮水層4に含まれるアルカリ化抑制剤は1種でもよく2種以上でもよい。
遮水層4は、アルカリ性遮水剤のみからなるものであってもよく、アルカリ性遮水剤以外の他の材料を含むものであってもよい。
遮水層4の遮水性能は、従来の吸着層工法における遮水層の遮水性能と同様であってよい。
The impermeable layer 4 contains an alkaline impermeable agent clay.
Examples of the alkaline water-shielding agent include clay and cement-based water-shielding agents. As the clay, cohesive soil having a hydraulic conductivity of 1 × 10-8 cm / s or less when formed into a layer having a thickness of 0.5 m is used, and examples thereof include bentonite. The alkalizing inhibitor contained in the impermeable layer 4 may be one kind or two or more kinds.
The impermeable layer 4 may be made of only an alkaline impermeable agent, or may contain a material other than the alkaline impermeable agent.
The impermeable performance of the impermeable layer 4 may be the same as the impermeable performance of the impermeable layer in the conventional adsorption layer construction method.
遮水シート5としては、合成ゴム系(合成樹脂系)、アスファルト系、ベントナイト系等が挙げられる。
遮水シート5の厚さは、例えば1.5mm以上であってよい。
遮水シート5の遮水性能は、透水係数の値として、1×10−9cm/s以下が好ましい。
Examples of the water-
The thickness of the water-
The water-impervious performance of the water-
覆土層6は、従来の吸着層工法に用いられている覆土層と同様であってよい。例えば、要対策土に該当しない土壌等によって覆土層6を形成できる。
The
舗装7としては、例えばアスファルト舗装、コンクリート舗装等が挙げられる。
Examples of the
盛土構造10は、例えば以下の手順で施工できる。
地面G上に、吸着層2の外縁となる位置をまたぐように遮水シート5を配置し、その上に、重金属吸着剤を含む材料を配置し、吸着層2を形成する。次いで、吸着層2の上に、アルカリ化抑制剤を含む材料を配置し、アルカリ化防止層3を形成する。この際、アルカリ化防止層3を構成する材料と吸着層2を構成する材料とが一部混合されてもよい。次いで、アルカリ化防止層3の上に、重金属を含む土壌を盛土し、盛土層1を形成する。次いで、遮水シート5の吸着層2の外側に出ている部分で吸着層2及びアルカリ化防止層3それぞれの側面を覆い、その状態で、盛土層1、吸着層2及びアルカリ化防止層3を、粘土を含む材料で覆い、遮水層4を形成する。次いで、遮水層4を、要対策土に該当しない土壌で覆い、覆土層6を形成する。その後、覆土層6の上に舗装7を形成する。
The
A water-
盛土構造10の作用について説明する。
盛土層1に雨水が浸透すると、土壌から重金属が溶出し、重金属を含む水が盛土層1から流下し、アルカリ化防止層3を経て吸着層2に到達する。重金属を含む水は、アルカリ化防止層3を通過する際に酸性化され、これによって重金属の一部が不溶化する。不溶化した重金属はそのままアルカリ化防止層3にとどまる。不溶化せず、酸性化した水に溶解したままアルカリ化防止層3を通過した重金属は吸着層2で吸着され、不溶化する。結果、重金属が盛土構造10の外部に漏洩することが防止される。
The operation of the
When rainwater permeates the embankment layer 1, heavy metals are eluted from the soil, and water containing heavy metals flows down from the embankment layer 1 and reaches the
盛土構造10にあっては、盛土層1と吸着層2との間にアルカリ化防止層3が設けられているため、吸着層2の性能を長期に渡って維持できる。
すなわち、盛土層1から流下する水がアルカリ性であっても、アルカリ化防止層3で酸性化されるため、この水が吸着層2に浸透したときに、吸着層2がアルカリ化しない。そのため、重金属吸着剤がアルカリ性環境に晒されることによる重金属吸着剤の性能低下を抑制できる。
また、アルカリ化防止層3は、吸着層2と同様に、盛土層1から溶出した重金属を不溶化させる効果がある。したがって、吸着層2への重金属の接触量を減少させ、飽和を遅らせることができる。
吸着層2の性能を長期に渡って維持できることから、重金属の盛土構造10の外部への漏洩を長期に渡って防止できる。
In the
That is, even if the water flowing down from the embankment layer 1 is alkaline, it is acidified by the alkalizing
Further, the
Since the performance of the
また、盛土構造10にあっては、盛土層1、吸着層2及びアルカリ化防止層3が遮水層4で覆われているため、雨水の盛土層1への浸透が抑制され、重金属を含む水が多量に吸着層2に流入することが抑制され、さらに盛土層1に浸透した水が盛土層1の側面やアルカリ化防止層3の側面、吸着層2の側面から流出することが抑制されている。そのため、盛土層1に浸透した水が必ず、アルカリ化防止層3及び吸着層2を通過するようになっている。
Further, in the
また、盛土構造10にあっては、遮水シート5によって、吸着層2及びアルカリ化防止層3と遮水層4とが接触しないようになっている。これにより、遮水層4の粘土に起因して吸着層2がアルカリ性環境になること、及び遮水層4の遮水性能が低下することが抑制されている。アルカリ化防止層3が遮水層4に接触すると、中和により遮水性能が低下することが懸念される。
Further, in the
特に、遮水シート5が、吸着層2の側面の下縁の位置で吸着層2の中心側に屈曲し、吸着層2の下面の外縁部を覆い、吸着層2の下面の外縁よりも中心側の位置で吸着層2側に屈曲して吸着層2内に入り込んでいることで、盛土層1に浸透した水が遮水シート5と吸着層2、アルカリ化防止層3の隙間から地面Gに流出することを抑制し、必ずアルカリ化防止層3を通過する効果が得られる。
遮水シート5が、アルカリ化防止層3の側面の上縁の位置で遮水層4側に屈曲して遮水層4内に入り込んでいることで、盛土層1に浸透した水が遮水シート5と遮水層4の隙間から流出することを抑制する効果が得られる。
In particular, the
The water-
続いて、上述した実施形態の変形例について説明する。
図2、図3はそれぞれ、上記実施形態の変形例に係る盛土構造の模式断面図である。以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、説明を適宜省略する。
図2に示す盛土構造20は、平坦な場所ではなく谷状の場所に設けられている(谷埋め盛土構造である)点、吸着層2の下方の地中に排水流路8が設けられている点、及び盛土層1の外縁に沿って排水溝9が設けられている点で上述した実施形態と相違している。排水流路8は、谷状の地面Gを構成する傾斜面と平坦面との境界付近に設けられている。
図3に示す盛土構造20は、平坦な場所ではなく傾斜した場所(天然の傾斜面、法面等)に設けられている点、吸着層2の下方の地中に排水流路8が設けられている点、及び盛土層1の傾斜面上方側の外縁に沿って排水溝9が設けられている点で上述した実施形態と相違している。
Subsequently, a modified example of the above-described embodiment will be described.
2 and 3 are schematic cross-sectional views of the embankment structure according to the modified example of the above embodiment, respectively. In the following description, the same components as those in the above-described embodiment will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
The
The
以上、本発明について、実施形態を示して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。 Although the present invention has been described above with reference to embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Each configuration in the above embodiment and a combination thereof are examples, and the configuration can be added, omitted, replaced, and other changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
(アカガネイトの合成)
0.2mol/Lの塩化鉄(III)水溶液1Lに、0.4mol/Lの水酸化ナトリウム1Lを添加して、5分間穏やかに撹拌しながら、約pH2の水溶液(Fe3+:OH−=約1:2)中でアカガネイトを生成した。次いで、生成したアカガネイトが含まれた懸濁液に、水酸化ナトリウムをさらに添加し、pH4〜5に調整し、5分間穏やかに撹拌しながら、アカガネイト同士を凝集させた。凝集したアカガネイトを濾過で回収し、乾燥した粘土状のアカガネイトの塊を得た。この塊を乳鉢で砕いて粉体としたアカガネイトを以下の実験に用いた。
塩化鉄(III)として投入した鉄イオンの全てがアカガネイトになった場合の収率をモル基準で100%であるとした場合、収率95%でアカガネイトを回収して得た。
合成したアカガネイトをX線回折装置(XRD)で分析したところ、アカガネイトを示すピークが確認された。
(Synthesis of Akaganate)
To 1 L of a 0.2 mol / L iron (III) chloride aqueous solution, 1 L of 0.4 mol / L sodium hydroxide was added, and while gently stirring for 5 minutes, an aqueous solution of about pH 2 (Fe 3+ : OH − = about). In 1: 2), caustic was produced. Then, sodium hydroxide was further added to the suspension containing the produced acaganate, the pH was adjusted to 4 to 5, and the acaganates were agglomerated with each other while gently stirring for 5 minutes. The agglomerated akaganate was collected by filtration to obtain a dry clay-like lump of akaganate. Acaganate, which was obtained by crushing this mass in a mortar into powder, was used in the following experiment.
Assuming that the yield when all the iron ions charged as iron (III) chloride became acaganate was 100% on a molar basis, the acaganate was recovered at a yield of 95%.
When the synthesized acagnate was analyzed by an X-ray diffractometer (XRD), a peak indicating accadate was confirmed.
(試験例1)
セレン酸ナトリウムを1.152mg/Lで含む水溶液(pH7程度)を調製した。上記合成で得たアカガネイトを用いて、以下の実験手順を行った。
調製したセレン酸ナトリウムの水溶液を複数に分け、上記で合成したアカガネイトを0.2(w/w)%で各水溶液に添加した。続いて、水酸化ナトリウムまたは塩酸を用いて、各水溶液のpHを2〜10に調整し、アカガネイトにセレン酸イオンを吸着させた。約20℃で数分間穏やかに撹拌した後、各水溶液の上澄み液の溶存セレン濃度を、JIS K0102:2013年の「67.セレンの水素化合物発生ICP発光分光分析法」によって測定した。
上記実験の結果を図4のグラフに示す。図4において、破線は水溶液中の溶存セレンの初期濃度(1.152mg/L)を表し、縦軸は水溶液中の溶存セレン濃度を表し、横軸はpH調整後の各水溶液のpHを表す。
図4の結果から、p8未満、特にpH4〜7の範囲においてアカガネイトによるセレン酸イオンの吸着が優れていること、pH8以上であるとその吸着量が減ること、が明らかである。
(Test Example 1)
An aqueous solution (about pH 7) containing sodium selenite at 1.152 mg / L was prepared. The following experimental procedure was carried out using the acaganate obtained in the above synthesis.
The prepared aqueous solution of sodium selenite was divided into a plurality of parts, and the acaganate synthesized above was added to each aqueous solution at 0.2 (w / w)%. Subsequently, the pH of each aqueous solution was adjusted to 2 to 10 using sodium hydroxide or hydrochloric acid, and selenate ion was adsorbed on acaganate. After gently stirring at about 20 ° C. for several minutes, the dissolved selenium concentration in the supernatant of each aqueous solution was measured by JIS K0102: 2013 “67. ICP Emission Spectrometry of Hydrogen Compound Generation of Selenium”.
The results of the above experiment are shown in the graph of FIG. In FIG. 4, the broken line represents the initial concentration of dissolved selenium in the aqueous solution (1.152 mg / L), the vertical axis represents the concentration of dissolved selenium in the aqueous solution, and the horizontal axis represents the pH of each aqueous solution after pH adjustment.
From the results of FIG. 4, it is clear that the adsorption of selenate ion by acaganate is excellent in the range of less than p8, particularly in the range of pH 4 to 7, and that the adsorption amount decreases when the pH is 8 or more.
1 盛土層
2 吸着層
3 アルカリ化防止層
4 遮水層
5 遮水シート
6 覆土層
7 舗装
10 盛土構造
G 地面
1
Claims (3)
前記盛土層の下方に設けられた、重金属吸着剤を含む吸着層と、
前記盛土層と前記吸着層との間に設けられた、前記吸着層のアルカリ化を防止するアルカリ化防止層と、
前記盛土層、前記吸着層及び前記アルカリ化防止層を被覆する、アルカリ性遮水剤を含む遮水層と、
前記吸着層及び前記アルカリ化防止層と前記遮水層との間に設けられた遮水シートと、
を備える、盛土構造。 An embankment layer formed from soil containing heavy metals,
An adsorption layer containing a heavy metal adsorbent provided below the embankment layer and
An alkalinization prevention layer provided between the embankment layer and the adsorption layer to prevent alkalinization of the adsorption layer,
An impermeable layer containing an alkaline impermeable agent that covers the embankment layer, the adsorption layer, and the anti-alkali layer.
A water-impervious sheet provided between the adsorption layer, the alkalinization prevention layer, and the water-impervious layer,
The embankment structure is equipped with.
前記盛土層、前記吸着層及び前記アルカリ化防止層を、アルカリ性遮水剤を含む遮水層で被覆し、
前記吸着層及び前記アルカリ化防止層と前記遮水層との間に遮水シートを設ける、吸着層の性能維持方法。 An alkalinization prevention layer for preventing alkalization of the adsorption layer is provided between the embankment layer formed from the soil containing heavy metals and the adsorption layer containing a heavy metal adsorbent provided below the embankment layer .
The embankment layer, the adsorption layer, and the alkalinization prevention layer are covered with a water-impervious layer containing an alkaline water-shielding agent.
The water-barrier sheet Ru provided between the water shield layer and the adsorption layer and the alkali prevention layer, the performance maintenance method of the adsorption layer.
前記盛土層と前記吸着層との間に、前記吸着層のアルカリ化を防止するアルカリ化防止層を設け、
前記盛土層、前記吸着層及び前記アルカリ化防止層を、アルカリ性遮水剤を含む遮水層で被覆し、
前記吸着層及び前記アルカリ化防止層と前記遮水層との間に遮水シートを設ける、重金属の漏洩抑制方法。 In a method for suppressing leakage of heavy metals, in which an adsorption layer containing a heavy metal adsorbent is provided below the embankment layer formed from soil containing heavy metals, and the heavy metals eluted from the embankment layer are adsorbed by the heavy metal adsorbent.
An alkalinization prevention layer for preventing alkalinization of the adsorption layer is provided between the embankment layer and the adsorption layer .
The embankment layer, the adsorption layer, and the alkalinization prevention layer are covered with a water-impervious layer containing an alkaline water-shielding agent.
Water shield sheet Ru and provided, heavy metals method suppressing leakage between the adsorption layer and the alkali prevention layer and the water shield layer.
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