セメントによる汚染地の修復
環境修復の方法

セメントによる汚染土地の修復は、セメント固化安定化（S/S with cement）とも呼ばれ、セメントを用いて汚染された土地を安全に環境修復するための一般的な方法です。セメントは汚染土壌を固め、雨などによる汚染物質の移動を防ぎ、地下水への浸出や雨や雪解け水による河川への流入を防ぎます。1950年代に開発されたこの技術は、今日ではブラウンフィールド（有害廃棄物に汚染されている恐れがあるため再開発されていない放棄された、または十分に活用されていない土地）の産業有害廃棄物や汚染物質の処理に広く使用されています。[1] S/Sは、汚染された土地を処理するための経済的に実行可能な手段を提供します。 この技術は、汚染された土壌を現場で処理・封じ込めるため、埋め立ての必要性を減らします

プロセス

固化/安定化法は、化学的に反応性のある配合物を利用して、元の物質よりも無害または無害な安定した固体を形成する。[2]固化とは、特定の結合剤を添加した際に汚染物質に生じる物理的変化のことである。これらの変化には、圧縮強度の増加、浸透性の低下、有害物質の凝縮などがある。[1]安定化とは、安定剤（結合剤）と有害成分との間の化学変化のことである。これらの変化には、移動が妨げられた、溶解性が低く毒性の低い成分が含まれるべきである。[3]一般的な結合剤には、ポートランドセメント、石灰、石灰石、フライアッシュ、スラグ、粘土、石膏などがあるが、これらに限定されない。有害物質の種類が膨大であるため、本格的なプロジェクトを開始する前に、各結合剤を現場でテストする必要がある。使用される結合剤のほとんどは、使用される有害物質に応じて、さまざまな単一の結合剤を混合したものである。ポルトランドセメントは、自由液体を結合させ、浸透性を低下させ、有害物質を封じ込め、特定の汚染物質の毒性を低減する能力があるため、他のどのS/S結合剤よりも多くの汚染物質の処理に使用されてきました。石灰は、高い水和熱を利用して物質のpHを調整し、水分を除去するために使用できます。石灰岩もpHレベルの調整に使用できます。スラグは低コストであるため、経済的な目的でよく使用されます。[1]

さまざまな方法

現場で

原位置とはラテン語で「その場所」を意味します。化学反応や化学反応に関して言えば、「反応混合物中」を意味します。1982年から2005年までのS/Sプロジェクトの20%を占める原位置S/Sは、汚染物質を敷地内に残したまま結合剤を混合するために使用されます。原位置混合のその他の利点としては、輸送コストの節約、埋め立て地の使用が不要であること、輸送中に周辺地域が有害物質にさらされるリスクの低減などが挙げられます。[1]原位置混合処理には、敷地内の土壌状態を改善するという追加の利点もあります。[4]

敷地外

エクスサイチュとはラテン語で「現場外」を意味します。エクスサイチュ混合では、有害物質を掘削し、特定の結合剤と機械で混合します。この新しい、より有害性の低い物質は、指定された場所に堆積されるか、元の場所で再利用されます。[5] 1982年から2005年の間に完了した217件のプロジェクトのうち、80%がエクスサイチュS/S技術によるものでした。[1]

制限と懸念事項

処理された敷地の長期使用や環境・気象条件により、汚染物質を安定化させるために使用された材料が侵食され、危険物質に対する安定化効果が制限される可能性があります。そのため、汚染物質が再集合していないことを確認するために、敷地の継続的な監視が必要です。[5]凍結融解や湿潤乾燥といった環境要因は、S/Sの強度に関する多くの研究の焦点でした。凍結融解は、処理された材料の耐久性に最も悪影響を及ぼすことが判明しました。[2]

放射性汚染物質を扱う場合、固化プロセスは他の様々な種類の有害廃棄物によって妨害される可能性があります。ほとんどの固化プロセスは、有機物や農薬にほとんど、あるいは限定的な影響を与えます。これらの廃棄物を非常に高温で加熱して破壊することによってのみ、有機物や農薬は固定化されます。[5]このような場所で固化／安定化プロセスを実施する前に、固化／安定化プロセスが有益かどうかを判断するために、処理可能性調査を実施する必要があります。[3]これらのセメントプロセスは、サイトの容積を大幅に変化させる可能性があり、多くの場合、元の容積の2倍にまで変化します。[5]

プロジェクト

シドニー・タール・ポンド

カナダ政府とノバスコシア州政府は2007年1月、悪名高いシドニー・タール・ポンドの汚染地域をS/S技術を用いて浄化することに合意しました。汚染された廃棄物にセメントを混ぜて固め、安定化させました。[6] S/Sプロセスが完了すると、固められた領域は粘土、その上に砂利と土の層で構成された人工キャップで覆われました。最後に、表面には草やその他の植物が植えられました。[7]

ニュージャージー州ポートニューアークの旧木材処理施設

ニュージャージー州ポートニューアークにある汚染された旧木材処理施設の処理にS/S技術が用いられました。約8エーカー（32,000 m 2）の土壌が木材由来のヒ素、クロム、多環芳香族炭化水素に汚染されていました。汚染土壌の湿重量に対して8%のポルトランドセメントが使用されました。35,000立方メートルを超える汚染土壌の処理には、原位置処理と原位置外処理の両方が利用されました。原位置外処理された土壌は、パグミルでポルトランドセメントと混合され、その後、原位置処理された土壌の上に敷かれました。これにより、敷地上に敷設される舗装に最適な基礎が作られました。処理された敷地は、輸送コンテナ保管エリアとして利用されることが提案されています。[1]

マサチューセッツ州ボストンの旧発電所

マサチューセッツ州ボストンの廃倉庫は、新しい建物を建設するために改修または取り壊されています。この場所には、1890年に建設された旧セントラル・パワー・システムがあります。建設当時、この発電所は世界最大の発電所と考えられていました。この建物は1950年代以降放置されており、90年以上も発電していません。[8] 1990年代初頭に改修工事が開始されましたが、下水道で浮遊油が発見されたため、すぐに中止されました。浄化作業は、さらに多くの油を敷地内に持ち込んだため、失敗に終わりました。1999年には、セメント系S/S処理を用いて2,100立方メートルの汚染物質を処理しました。この場所では、鉛と石油に汚染された土壌の管理と処理が成功しました。[1]

ブリティッシュコロンビア州ビクトリアのドックサイドグリーン

ビクトリア市中心部にある鉛汚染された15エーカー（6万1000平方メートル）の旧工業用地に、住宅、オフィス、小売店、商業施設を併設した12万平方メートル（130万平方フィート）の複合施設が建設されている。10トンの土壌がセメントで処理され、現場で掘削機のバケットを使って土壌に混ぜられた。土壌サンプルの検査で、土壌は完全に安全であることが示された。[9]

マニトバ州ブランドンの旧バッテリー破壊現場

ブランドン市は、かつてブランドン・スクラップ金属・鉄鋼会社が使用していた1万平方メートルの土地を、消防署と警察署の新しい本部建設予定地として選定しました。長年にわたり、この地では鉛蓄電池が破壊され、鉛が抜き取られていましたが、未処理のケースがそのまま残されていました。環境アセスメントの結果、この土地は重金属、鉛、炭化水素による汚染が明らかになりました。セメント系S/S材を用いることで、600トンの汚染土壌の浄化に成功しました。[10]

オンタリオ州セントキャサリンズ近郊のスキート射撃場

セントキャサリンズのウェランド運河近くにある5ヘクタールの空き地では、隣接するスキート射撃場の過去の操業の影響で、表土に鉛と多環芳香族炭化水素（PAH）が最大0.4メートルの深さまで危険な濃度で含まれていました。約26,000トンの土壌がS/S法を用いて処理され、汚染レベルはオンタリオ州土地処分規則の基準を下回りました。[11]

参照

参考文献

  1. ^ abcdefg Wilk, CM (nd). 汚染された土地の持続可能な再開発のための固化／安定化の適用
  2. ^ ab Malviya, R.; Chaudhary, R. (2006). 「有害廃棄物の固化／安定化に影響を与える要因：レビュー」. Journal of Hazardous Materials . 137 (1): 267– 276. doi :10.1016/j.jhazmat.2006.01.065. PMID  16530943.
  3. ^ ab 4.20 凝固/安定化。(nd)。
  4. ^ 凝固・安定化。(nd). ポートランドセメント協会
  5. ^ abcd 物理的​​凝固/安定化。（2002年6月）。
  6. ^ 「スキップビンレンタル シドニー」フレディーズ・スキップビンズ. 2024年11月6日閲覧。
  7. ^ タール池の固化/安定化。(nd)。
  8. ^ POWER (2022年10月1日). 「電力の歴史：発電産業の進化」. POWER Magazine . 2024年11月6日閲覧。
  9. ^ “Dockside Green Development - Victoria, BC - Cement Association of Canada”. www.cement.ca . 2012年7月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年1月12日閲覧。
  10. ^ 「汚染物質の封じ込め」、Hazmat Management Magazine 2020年12月1日号 05
  11. ^ 土壌修復 - 余剰海路資産 - オンタリオ州セントキャサリンズ、カナダ環境評価庁
  • 固化・安定化のための市民ガイド
  • 米国環境保護庁、米国陸軍工兵隊、英国環境庁による技術参考文献：https://web.archive.org/web/20110317002710/http://www.cetco.com/ccs/Literature.aspx
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