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自然由来重金属等を含む発生土― 公共工事での対応 ―

国立研究開発法人土木研究所 地質・地盤研究グループ地質チーム主任研究員 品　川　俊　介

１.対応の背景とその課題

(１)社会的背景天然の岩石・土壌は、微量ながら重金属などの各種の元素を含んでいる。重金属などの元素が濃集している地質は、鉱山として採掘の対象となるが、鉱山の掘削ずりは環境へ悪影響をもたらすことがある。そのため、鉱山周辺での建設発生土については、従前より個別に環境への影響を勘案し、必要に応じて対策を講じてきた。一方、このような特別な場合を除き、建設発生土中の重金属などの含有量は微量であることなどから、特段の調査や評価を行わずに盛土などへ有効利用されてきた。近年、市民の環境に対する意識の変化や、平成 15 年の土壌汚染対策法の施行を背景に、重金属等（ここでは土壌汚染対策法の対象物質のうち、天然に含まれる可能性があるカドミウム、鉛、六価クロム、水銀、砒素、セレン、ふっ素、ほう素を「重金属等」という）を含む建設

発生土の環境安全性評価が実施される機会が増えた。その結果、天然の状態で土壌汚染対策法の基準に適合しない土壌が広く存在することが明らかになってきた。さらに、平成 22 年の改正土壌汚染対策法の施行により、法に基づく調査によって確認された、自然由来の重金属等を含む土壌も法の対象に含めることになった。

(２)法対象外の建設発生土への対応の課題

土壌汚染対策法の対象外である、固結した岩盤の掘削物（ここでは岩石という）に天然の状態で含まれる重金属等についても、何らかの環境安全性評価が求められる場面が増えてきた。岩石中の重金属等の環境安全性評価方法は未確立であるが、岩石を粒径２㎜以下に粉砕して、土壌汚染対策法の方法を準用して評価すると、かなりの頻度で土壌溶出量基準に適

合しないことがわかってきた。その結果に基づいて、掘削ずりの処理に多額の費用を費やす事例が多く存在する。しかしながら、土壌汚染対策法の適用対象外の岩石・土壌については、適切な管理が行われている限り、実環境中で問題が生じない方法で対応すれば良いと考えられる。掘削ずりの利用方法、利用場所によっては対策が不要な場合がある一方、掘削後に酸素と水と接触することで酸性水を発生させる岩石・土壌は、浸出水が環境中に放出されることにより、長期的に重金属等の溶出の促進、魚類などの生態系への影響や錆状の析出物よる景観への影響などが生じることがある。酸性水の発生可能性については土壌汚染対策法の方法では評価できない。また、土壌汚染対策法の方法を準用して土壌環境基準を満足すると考えられる岩石を埋土に利用したところ、地下水を汚染した事例１）など、これまでの知見では想定されていない問題も発生している。このように、建設発生土の環境安全性評価方法は確立していない。現在のところ建設発生土の一律評価基準を定めようとすると、土壌汚染対策法の方法を準用した方法より厳しい基準となって、利用できる材料が非常に限定される可能性がある。そのため、現実的な対応を行うには現場ごとの適切な評価に基づき、必要に応じて対策を実施することが望ましい。

２.対応に当たっての視点と基本的考え方

自然由来の重金属等の存在が予想される地域における公共建設工事では、対応が必要な掘削ずりの量が膨大になるため、事業の計画時から次の視点２）を改変での検討が必要である。①自然由来の重金属等を含む、あるいは酸性化する地質や地域の回避②掘削する岩石・土壌量の減量③掘削した岩石・土壌の適切な現場内

利用と管理④掘削した岩石・土壌の適切な搬出、現場外管理また、実際に建設発生土を現場より搬出し、他の土地へ搬入する場合には、以下のような基本的考え方３）に沿って対応するとよい。①搬出入に係る法令等の規制は遵守する。②土壌汚染対策法に準ずる評価は、環境への影響の評価と異なる場合がある。そのため、通常の建設発生土として搬出する場合に求められる環境安全品質は、土壌汚染対策法の基準を満足するだけでは不十分で、理想的にはあらゆる環境条件において、人の健康や周辺環境への影響が小さいものでなければならない。

③受入基準に合致していれば、残土受入地等へ搬出できる。④通常の建設発生土として搬出できず、かつ残土受入地等へ搬出できない発生土は、必要に応じて対策を実施しながら管理する必要がある。

図－１　土研式雨水曝露試験装置概念図４）

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⑤搬出管理が行われる場合においては、実質的に環境への影響が防止できれば良いと考えられる。そこで現場の環境条件において、人の健康や周辺環境への影響が小さいと考えられる場合は、その発生土は無対策で利用できる。⑥現場環境において環境への影響が懸念される場合は、対策を行った上で、搬出管理および必要な監視を実施することで、盛土等へ利用できる。⑦人家や飲用井戸の近傍の土地には、万一重金属等が地下水へ移行した際の影響が大きいので、要対策の発生土を置かないことが望ましい。

３.建設発生土の環境安全性評価方法

一般的には、粒径が２㎜以下の土壌を主体とする場合は環境省告示第 18号（平成 15 年２月４日：土壌溶出量試験）お

よび環境省告示第 19号（平成 15年２月４日：土壌含有量試験）並びに酸性化可能性試験（地盤工学会基準：JGS 0271）、岩盤（岩石）を対象とする場合は試料を粉砕し、目開き２㎜のふるいを全て通過させ、適切に混合・縮分した試料を上記試験に供し、それぞれ、基準値（土壌溶出量基準、土壌含有量基準、pH3.5 以上）と比較する。そしていずれの基準も満足するものについては通常の建設発生土として取り扱えるとすることが多い。本方法は、　土木研究所で実施している土研式雨水曝露試験４）（図－１）と各種の溶出試験の結果との比較結果５，６）に基づいている。ただし、これらの基準を満足しないものが必ずしも個々の現場において環境への影響があるということではない。またこれらの基準を満足したとしても、すべての環境において環境への影響が小さいということもできない。現状では、試料の代表性を考慮しつつ、実環境にできるだけ近い試験方法（実現象再現溶出試験２））によって評価を行う

ことが望ましい。そのためには十分な準備期間を持って調査に当たる必要がある。実現象再現溶出試験には具体的な方法の定めがなく、現場ごとに検討する必要があるが、その一例として、土研式雨水曝露試験によって溶出の時間変化を把握し、環境安全性評価を行う方法や、実大盛土の観測による方法などがある。

４.事業段階ごとの対応の流れ

事業段階ごとの対応の流れを図－２に示す。

(１)事業計画段階まず、事業を計画する際に、当該地域周辺の自然由来の重金属等の含有量や溶出に関する特徴を文献などで把握する。鉱山、温泉の周辺の地質では熱水変質などに伴い、重金属等が溶出しやすい、あるいは酸性化しやすいことがあるので、それらの分布も参考になる。事業計画段階から自然由来の重金属等の分布を考慮することで、問題となる地

図－２　事業段階ごとの対応の流れ７）を改変

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質の掘削量を減らしたり、適切な搬出先を選定する時間的余裕が生まれるなど、実施可能な措置の幅が広がる（図－３，表－１）８）。対応方法の選択肢が少ないと、事業コストが大幅に増大する危険性があることから、事業計画の初期の段階からの検討が強く望まれる。

(２)概略設計段階事業計画の概略が固まった後は、自然由来の重金属等を含む地質の概況を把握し、対応方針立案の基礎となる情報を収集する。資料等調査、地質調査、試料採取、各種の溶出試験を実施し、対応が必要な地質と重金属等の種類、およびそれらの分布の概略を把握する。試験の結果から、工事の実施に伴い重金属等を溶出する、あるいは酸性水を発生する懸念がある場合には、要対策土量の概略推定を行い、今後の対応方針を立案する。また、要対策土の搬出先の候補地を検討する。

(３)施工計画段階施工場所や工法がより明確になった段階では、搬出先候補地のリスクの評価、対策の設計、モニタリング計画の立案を行うために必要となる情報を収集する。対応が必要な地質と重金属等に重点を置いた詳細な地質調査や試験等を実施し、その結果を建設工事や対策の設計・施工計画に反映する。そして、現場周辺の水文調査を実施し、施工前の状況を把握するとともに、現場条件を踏まえて施工時の要対策土の判定方法の検討や、要対策

土の搬出先候補地におけるリスク評価の検討を実施する。また現場の地質や施工条件等を勘案し、必要に応じて施工時に要対策土の判定に用いる迅速判定試験方法を検討する。調査結果に基づき、必要に応じて現地状況に応じたリスクを回避、ないしは低減する対策を選択、設計するとともに、モニタリング計画を立案する。

(４)施工段階・維持管理段階施工段階では、必要に応じて地質調査、試料採取、迅速判定試験を併用して対策が必要な土を分別し、立案した計画に基づき対策工事を実施する。また施工による周辺環境への影響の確認等を目的としてモニタリング調査を維持管理段階まで継続実施する。維持管理段階では、施工記録等の情報を確実に管理主体に引き継ぐとともに、対策工を施した場合には、その機能が維持されていることを定期点検、大雨や地震などの後の点検で確認する。

５.おわりに

岩石・土壌の性状は多種多様であって、発生土の環境安全性評価手法が確立しているとは言い難い。従ってマニュアル等２，４，７）を参考にしつつも最新の知見を踏まえ、専門家の助言の下に調査・評価・対策を実施することをお勧めする。

【参考文献】

１）国土交通省関東地方整備局甲府河川国道事務所：中部横断自動車道（富沢～六郷）（仮称）南部インターチェンジ工事現場内で検出されたセレンへの対応について　流出原因と地下水の利用中止範囲縮小等のお知らせ【第3報】，10p.，国土交通省関東地方整備局ホームページ，2013，http://www.ktr.mlit.go.jp/ktr_content/content/000088912.pdf

２）建設工事における自然由来重金属等含有土砂への対応マニュアル検討委員会：建設工事における自然由来重金属等含有岩石・土壌への対応マニュアル（暫定版），90p.，国土交通省のリサイクルホームページ，2010，http://www.mlit.go.jp/sogoseisaku/region/recycle/recyclehou/manual/index.htm

３）品川俊介・阿南修司：自然由来重金属等を含む建設発生土，地盤工学会誌，Vol.65，No.8，2017（印刷中）

４）土木研究所・応用地質・大成建設・三信建設工業・住鉱コンサルタント・日本工営：建設工事における自然由来の重金属汚染対応マニュアル（暫定版），土木研究所共同研究報告書，Vol.358，91p.，2007

５）品川俊介・佐々木靖人：岩石に含まれる自然由来重金属等の溶出特性評価方法，土木技術資料，Vol.52，No.6，pp.10-13，2010

６）品川俊介・安元和己・阿南修司・佐々木靖人：岩石からの重金属等の長期溶出特性評価，第47回地盤工学研究発表会講演論文集，pp.1859-1860，地盤工学会，2012

７）土木研究所・　土木研究センター地盤汚染対応技術検討委員会（編著）：建設工事で発生する自然由来重金属等含有土対応ハンドブック，大成出版社，101p.，2015

８）品川俊介：自然由来の重金属などを含む発生土の有効利用，土木学会誌，Vol.101，No.7，pp.30-31，2016

図－３　建設発生土の環境安全性評価の開始のタイミングと

実施可能な対応例８）

表－１　建設発生土の環境安全性への対応の特長と留意点８）