JP2001062469A

JP2001062469A - 汚染物質の分解方法、汚染物質の分解装置、地下水の浄化装置および地下水の浄化方法

Info

Publication number: JP2001062469A
Application number: JP36558599A
Authority: JP
Inventors: Kinya Kato; 欽也加藤; Masahiro Kawaguchi; 正浩川口; Shinya Furusaki; 眞也古崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2001-03-13

Abstract

(57)【要約】【課題】汚染物質特に有機塩素化合物分解のための複
雑な装置や分解生成物の更なる無害化処理等が不要で、
環境に優しい分解技術と、汚染された地下水のin-situ
における、常温・常圧下において非生物的に効果的に浄
化できる汚染地下水浄化装置および該装置を用いる浄化
方法への該技術の応用を提供する。【解決手段】汚染物質若しくは汚染物質を含む媒体
に、次亜塩素酸を含む溶液及び無機酸または有機酸を含
む溶液を加えることで汚染機能水を得る工程と、該汚染
機能水に光を照射することにより分解反応を始動させ該
汚染物質を分解する工程とを有する汚染物質分解方法、
及び該分解方法を適用し、地下水層に到達する井戸を構
築する工程、該井戸内の地下水中に次亜塩素酸塩を含む
薬剤を供給する工程、該井戸内の地下水に光を照射する
工程、の各工程を有する汚染地下水浄化方法、並びにそ
れらの方法に用いられる装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は汚染物質、例えば有
機塩素化合物の分解方法、及びそれに用いる装置に関す
るものである。また本発明は汚染された地下水の浄化装
置および汚染された地下水の浄化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年までの産業技術の発展に伴いハロゲ
ン化脂肪族炭化水素化合物(例えば塩素化エチレン、塩
素化メタン等)が膨大に使用され、その廃棄処理は深刻
な問題となってきている。また、使用済みのこれらの気
体が、自然環境を汚染するなどの環境問題を引き起こし
ているため、その解決に多大な努力が払われている。

【０００３】具体的な処理方法を述べると、例えば塩素
化エチレンを酸化剤や触媒を用いて分解する方法とし
て、オゾンで分解する方法(特開平３-３８２９７号公
報)あるいは過酸化水素の存在下で紫外線を照射する方
法(特開昭６３-２１８２９３号公報)等が知られてい
る。

【０００４】また、次亜塩素酸ナトリウムを酸化剤とし
て用いることも示唆されている(米国特許５５２５０
０８、５６１１６４２)。また次亜塩素酸ナトリウム
と紫外線照射と組み合わせる手法も提案されている(米
国特許５５８２７４１)。

【０００５】更には酸化チタンなどの酸化物半導体微粒
子からなる光触媒と液状の塩素化エチレンをアルカリ条
件下で懸濁して光照射により分解する方法も知られてい
る(特開平７-１４４１３７号公報)。

【０００６】上記以外にも、酸化剤を用いずに気相で紫
外線を照射させる光分解法がすでに試みられている。例
えば、有機ハロゲン化合物を含む排ガスを紫外線照射処
理して酸性の分解ガスとしたのち、アルカリで洗浄して
無害化処理する方法(特開昭６２-１９１０２５号公
報)、有機ハロゲン化物を含有する排水を曝気処理し、
排出されるガスを紫外線照射したのちアルカリ洗浄する
装置(特開昭６２-１９１０９５号公報)等が提案されて
いる。

【０００７】また、恐らく還元分解と推測されている例
として鉄粉による塩素化エチレンの分解も知られている
(特開平８-２５７５７０号公報)。シリコン微粒子を用
いたテトラクロロエチレン(以下、ＰＣＥと略記)の分解
については還元分解も報告されている。

【０００８】トリクロロエチレン(以下、ＴＣＥと略記)
やＰＣＥなどの塩素化脂肪族炭化水素は微生物により好
気的あるいは嫌気的に分解されることが知られており、
このような工程を利用して分解あるいは浄化を行なうこ
とが試みられている。

【０００９】しかしながら何れの方法も、分解効率や処
理に必要な装置構成等に於いて十分実用的なものとは言
えず、より簡便な装置構成で効率良く有機塩素化合物を
分解する方法が求められている。

【００１０】また、有機塩素化合物による環境汚染物質
の多くは土壌中に浸透し、分解されずに、序々に地下水
に溶け地下水を通じて汚染領域を拡大する。これらの深
刻な環境汚染の再発を防止すると共に、すでに汚染され
てしまった環境を浄化し、もとの状態にもどしていく技
術の確立が強く望まれている。

【００１１】この環境修復技術の例としては、汚染土壌
を掘り上げ、加熱することにより汚染物質を除去もしく
は分解する方法がある。しかし特に高濃度で、局部的な
汚染の場合はこれらの物理化学的処理が有効となること
もあるが、汚染が広範囲であるときはコストが膨大なも
のとなる。

【００１２】また、汚染土壌にボーリング穴を設け、真
空で汚染物質を吸引する真空抽出という方法は、in-sit
uでの土壌の物理的浄化方法として良く用いられている
が、汚染濃度が低くなった場合の浄化速度の低下や、土
壌の構造・性質上から汚染物質の吸引できない部位が存
在するといった問題がある。

【００１３】これら物理化学的処理の問題を解決できる
方法として、微生物による生物学的処理が検討されてい
る。しかしながら、汚染土壌中に一定の粒径を有する微
生物を行なき亙らせることは困難であり、土壌をスラリ
ーにして微生物を混合する方法をとった場合は、微生物
処理のメリットである低コストの維持ができなくなるこ
と、スラリー化した土壌の後処理が困難であること、等
の問題が生じていた。

【００１４】一方、地下水のみを浄化対象とした場合
は、土壌そのものを浄化していないために浄化期間が長
期化するという問題があるが、土壌に大規模な変質を生
じさせずに短期的には低コストで地下水の使用が可能に
なったり、あるいは汚染物質の拡散が防止できる、とい
った長所がある。

【００１５】地下水の浄化方法としては、汚染された地
下水を汲み上げ、on-siteで浄化を行なうという方法が
ある。しかし、地下水の流量が多い場合には揚水するた
めのコストがかかること、一度揚水した地下水を再び地
下水層に戻すことに規制があることから、地盤沈下や下
流域での地下水資源の枯渇等の問題が生じる。そのため
このような問題が生じる場合にはin-situでの地下水の
浄化が求められている。

【００１６】in-situでの地下水の浄化方法としては、
地下水層に活性炭を投入し、活性炭に汚染物質を吸着さ
せることにより地下水の浄化を行なうという方法が行な
われている。しかし活性炭により汚染物質を吸着できて
も、これをさらに無害化するための処理が必要となる問
題を有していた。

【００１７】in-situで汚染物質を分解する方法として
は、地下水層に汚染物質分解微生物を注入したり、担体
に固定した微生物を導入するといった微生物処理が提案
されている(Ｂiotreatｍent Ｎeｗs:Ｖol.３,Ｎo.９,Ａ
ugust 1993, p１、Ｓoil &Ｇroundｗater Ｃleanup :Ｄ
eceｍber 1995, p36-43、特開平７-９６２８９号公報
等参照)。

【００１８】地下水層に微生物を注入する場合には、微
生物による二次汚染の問題がある。微生物を担体に固定
した場合には地下水に微生物が混入するという問題は回
避されるが、分解活性が経時的に減少していくため、そ
のままの状態では分解能力が持続せず、分解活性の再賦
活化の操作が必要になることや、固定した微生物が死滅
して溶菌した場合に微生物菌体成分が地下水に漏洩する
という若干の問題があった。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】この様にこれまで種々
の有機塩素化合物の分解方法が提案されてきているが、
本発明者らの検討によれば、分解の為の複雑な装置が必
要であったり、分解生成物の更なる無害化処理等が必要
である場合が多い。そのため、より問題点が少なく、環
境に優しい有機塩素化合物の分解のための技術が必要で
あるとの結論に至った。

【００２０】本発明は、本発明者らによる新たな知見に
基づきなされたものであり、その目的はより効率よく環
境に優しく、分解によって生成する化合物が新たな環境
汚染を引き起こしてしまう可能性がより低い有機塩素化
合物の効率的な分解方法及びそれに用いる装置を提供す
ることを目的とする。

【００２１】また、in-situでの地下水の浄化方法とし
ては、あまり多くの技術が検討されておらず、また検討
されてきた方法にも実用上問題がある。本発明は上記に
鑑みなされたものであって、本発明の目的は、より実用
的で効率的な汚染地下水のin-situ浄化装置および該浄
化装置を用いる浄化方法を提供することにある。

【００２２】上記のような課題の達成を目的として検討
を行なったところ、殺菌効果(特開平１-１８０２９３
号公報)や半導体ウエハー上の汚染物の洗浄効果(特開平
７-５１６７５号公報))を有することが報告されている
水の電気分解によって得られる機能水、例えば酸性水
が、光の照射を行なうことで優れた有機塩素化合物の分
解能を有しているという新たな知見を得た。

【００２３】その後さらに実用に即した形態について検
討を加え、詳細な実験を進めるうちにより簡易で、効率
的な分解には、汚染水に次亜塩素酸を含む溶液及び無機
酸または有機酸を含む溶液加え分解反応を始動させる形
態、または反応中若しくは反応終了後に反応液に次亜塩
素酸を含む溶液を加え、再び分解に供しうる機能水を生
成する形態が望ましいことを見出し本発明に至った。

【００２４】また、機能水と同様の能力を発揮するよう
薬剤を汚染地下水中に投与し、そこに光の照射を行なう
ことによりin-situにおいて地下水を浄化できる事実を
見出し本発明に至った。

【００２５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、汚
染物質若しくは汚染物質を含む媒体に、次亜塩素酸を含
む溶液及び無機酸または有機酸を含む溶液を加えること
で汚染機能水を得る工程(a)と、該汚染機能水に光を照
射することにより分解反応を始動させ該汚染物質を分解
する工程(b)とを有する汚染物質分解方法についてのも
のであり、好ましくは、該分解反応途上若しくは終了後
の混合液に次亜塩素酸を含む溶液を加えることで、該混
合液を光照射下での該汚染物質の分解能力を回復させた
再強化機能混合液に変換する工程(c)を有するものであ
る。

【００２６】また、汚染物質若しくは汚染物質を含む媒
体と、光照射下で該汚染物質を分解しうる分解反応始動
用の機能水とを、反応場に導入し接触させて混合液を得
る工程(a')と、該混合液に光を照射することにより分解
反応を始動させ該汚染物質を分解する工程(b')とを有す
る汚染物質分解方法において、該分解反応途上若しくは
終了後の混合液に次亜塩素酸を含む溶液を加えること
で、該混合液を光照射下での該汚染物質の分解能力を回
復させた再強化機能混合液に変換する工程(c)を有する
ことを特徴とする、汚染物質分解方法についてのもので
ある。

【００２７】さらに、本発明は、前記分解方法を適用す
ることを特徴とする、汚染物質で汚染された地下水の浄
化方法についてのものであり、好ましくは地下水層に到
達する井戸を構築する工程、該井戸内の地下水中に次亜
塩素酸塩を含む薬剤を供給する工程、該井戸内の地下水
に光を照射する工程、の各工程を有するものである。

【００２８】また、本発明は、液体を収納する容器を内
装し、汚染物質若しくは汚染物質を含む媒体を該容器に
導入する手段と、次亜塩素酸を含む溶液及び無機酸また
は有機酸を含む溶液を該容器に導入する手段と光を照射
することにより分解反応を始動させ該汚染物質を分解す
る手段とを有することを特徴とする汚染物質分解装置に
ついてのものであり、好ましくは、分解反応途上若しく
は終了後の混合液に次亜塩素酸を含む溶液を加えること
で光照射下で該汚染物質を分解する能力を回復させた再
強化機能混合液を生成する手段を有するものである。

【００２９】さらに、液体を収納する容器を内装し、汚
染物質若しくは汚染物質を含む媒体を該容器に導入する
手段と、光照射下で該汚染物質を分解しうる分解反応始
動用の機能水を該容器に導入する手段と、光を照射する
ことにより分解反応を始動させ該汚染物質を分解する手
段とを有する、汚染物質分解装置において、該分解反応
途上若しくは終了後の混合液に次亜塩素酸を含む溶液を
加えることで光照射下で該汚染物質を分解する能力を回
復させた再強化機能混合液を生成する手段を有すること
を特徴とする汚染物質分解装置についてのものである。

【００３０】また、本発明は、有機化合物の汚染物質で
汚染された地下水を浄化する装置において、地下水層に
到達する井戸、該井戸内の地下水中に次亜塩素酸塩を含
む薬剤を供給する手段、該井戸内の地下水に光を照射す
る手段、を有することを特徴とする汚染された地下水の
浄化装置についてのものである。

【００３１】さらに、本発明は、有機化合物の汚染物質
で汚染された地下水を浄化する方法において、地下水層
に到達する井戸を構築する工程、該井戸内の地下水中に
次亜塩素酸塩を含む薬剤を連続的に供給する工程、該井
戸内の地下水に光を照射する工程、の各工程を有するこ
とを特徴とする、汚染地下水浄化方法についてのもので
ある。

【００３２】

【発明の実施の形態】上記のように次亜塩素酸塩の添加
と光の照射によって有機化合物が分解される理由は明ら
かでないが、次亜塩素酸あるいは次亜塩素酸イオンが光
の作用によって塩素ラジカルや水酸基ラジカルやスーパ
ーオキサイドを誘起し、分解に作用するものと考えられ
る。

【００３３】なお、次亜塩素酸ナトリウムを酸化剤とし
てハロゲン化脂肪族炭化水素化合物の分解に用いる方法
が提案されているが(ＵＳＰ５６１１６４２)、光を
照射し分解を進めることについて記載されておらず、さ
らにこの方法によってハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
や芳香族化合物の汚染地下水をin-situで浄化すること
も記述されていない。

【００３４】以下、図を用いて本発明についてより具体
的に説明する。

【００３５】本発明に係る分解装置の一実施態様の基本
構成について図７に基づき以下に説明する。図７に於い
て、２１は反応装置であり、２２は光照射下で有機塩素
化合物を分解しうる機能水と分解されるべき液体状有機
塩素化合物とを混合して収納した容器であり、反応装置
２１内に内装されている。

【００３６】２４は次亜塩素酸を含む溶液を供給する手
段である。２５は塩素濃度を一定範囲に保つため前記手
段２４からの溶液投入量を制御する手段であって、塩素
濃度検知手段２５aと溶液投入量制御手段２５bからな
る。

【００３７】２６は有機酸または無機酸を含む溶液を供
給する手段である。２７はpＨ値を一定範囲に保つため
前記手段２６からの溶液投入量を制御する手段であっ
て、pＨ値検知手段２７aと溶液投入量制御手段２７bか
らなる。

【００３８】２８は該汚染物質濃度を一定範囲に保つた
め前記手段２３からの汚染物質の投入量を制御する手段
であって、汚染物質濃度検知手段２８aと汚染物質投入
量制御手段２８bからなる。また、検知手段２８aでの検
知データに基づいて、前記次亜塩素酸含有溶液投入量制
御手段２５bを介して前記次亜塩素酸を含む溶液を供給
する手段２４を制御することも可能である。２９は機能
水供給手段である。

【００３９】また、容器２２は、分解されるべき液体状
有機塩素化合物と次亜塩素酸を含む溶液を供給する手段
２４及び有機酸または無機酸を含む溶液を供給する手段
２６を用いて、溶液を混合し汚染機能水を生成し収納し
た容器である。

【００４０】光照射手段３０によって反応装置２１内に
所定の時間光を照射することで、分解対象物が分解され
る。分解されるべき液体状有機塩素化合物は分解対象物
質供給手段２３から供給される。

【００４１】手段２５a及び２８aはいかなるものでも良
い。図では、反応溶液中に各々を検知する手段を配して
いるが、気相部に検知する手段を配して気相部の測定値
を用いる構成をとっても構わない。

【００４２】次に、この基本構成によって得られる作用
を説明する。

【００４３】反応装置２１に分解対象物質供給手段２３
から分解対象物質が供給され、機能水供給手段２９に機
能水が供給され、容器２２内で混合され分解用の混合液
が調製される。

【００４４】また、他の分解の始動では、反応装置２１
に分解対象物質供給手段２３から分解対象物質が供給さ
れ、次亜塩素酸を含む溶液を供給する手段２４及び有機
酸または無機酸を含む溶液を供給する手段２６を用い
て、次亜塩素酸を含む溶液及び有機酸または無機酸を含
む溶液が供給され、容器２２内で混合され分解用の混合
液(汚染機能水)が調製される。

【００４５】反応装置２１内の容器２２には光照射手段
３０によって反応装置２１内に光を所定の時間照射し、
分解対象物は分解される。この過程において、汚染物質
濃度は前記汚染物質検知手段２８aで監視されている。

【００４６】ここで、検知手段２８aで検知された汚染
物質濃度の低下の度合いが小さくなり、若しくは全く低
下が認められない場合は、次亜塩素酸を含む溶液を供給
する手段２４から所定量の次亜塩素酸を含む溶液を投入
する。これにより混合液は再強化機能混合液となり、汚
染物質の分解が再び活発になり、汚染物質濃度の低下が
進む。

【００４７】また、次亜塩素酸を含む溶液を供給する手
段２４と塩素濃度を一定範囲に保つため前記手段２４か
らの溶液投入量を制御する手段２５によって所定量の次
亜塩素酸を含む溶液が投入されることで再強化機能混合
液が生成され、汚染物質の分解が再び活発になる構成と
しても良い。

【００４８】所定量の次亜塩素酸を含む溶液が投入され
たとき、次亜塩素酸の添加によりpＨが所望の値を超えた
場合は、有機酸または無機酸含む溶液を供給する手段２
６とpＨ値を一定範囲に保つため前記手段２６からの溶
液投入量を制御する手段によって所定量の有機酸または
無機酸を含む溶液が投入される構成を付加しても良い。
有機塩素化合物は、分解されて有機酸を生成する場合が
多く、これを利用すれば、有機酸または無機酸を敢えて
投入する必要はない。いずれにしろpＨがある範囲以下
に維持されることで再強化機能混合液が生成され、汚染
物質の分解が再び促進される。

【００４９】また、汚染濃度の低下が順調に進む場合
は、分解対象物質供給手段２３からさらに分解対象物質
を供給してもよい。分解対象物質、次亜塩素酸を含む溶
液、有機酸または無機酸を含む溶液、機能水等を供給す
るポンプをマイクロコンピューターなどにより制御し
て、適用する供給量などをコントロールすることもでき
る。

【００５０】以上の工程を繰り返し行なってもよいし、
第１回の反応で所望の分解結果が得られたら、反応を終
了しても良い。また場合に依っては、すべての手段を用
いて分解反応を行なわなくても良い。例えば、塩素濃度
検知手段２５aを取り除き塩素濃度のデータでなく、汚
染濃度検知手段２８aの汚染濃度のデータから次亜塩素
酸の投入量を決めても良い。

【００５１】図８、９に一実施態様の処理の流れを２つ
示す。

【００５２】[分解反応始動用の混合溶液・再強化機能
混合液の性状]本発明の分解方法においては、特に再び
分解を行ないうる再強化機能混合液を生成するため、再
強化機能混合液のpＨを所望の範囲とするよう有機酸ま
たは無機酸を投入を行ない、また、塩素濃度を所望の範
囲とするよう次亜塩素酸を含む溶液の投入を行なってい
る。

【００５３】また分解反応始動用の混合溶液として、分
解対象物質と機能水と混合する形態と、分解対象物質に
次亜塩素酸を含む溶液及び有機酸または無機酸を含む溶
液と混合する形態がある。後者の形態による混合溶液を
汚染機能水とする。

【００５４】前者(分解対象物質と機能水と混合する形
態)に於ける機能水の作成の方法は、電気分解によりも
のと、次亜塩素酸を含む溶液及び有機酸または無機酸を
含む溶液と混合する方法がある。

【００５５】ここで再強化機能混合液とは、反応の進ん
だ混合液をベースとし、かつ分解反応始動用機能水もし
くは分解反応始動時の混合液と同様の分解機能成分(塩
素など)を含み同等の分解反応性をもつものを指す。な
お、次亜塩素酸を含む溶液を投入する時の混合液の状態
は、分解機能成分が完全に消費された状態でも、分解機
能成分がいくらか残存していてもよく、また、汚染物質
が完全に分解された濃度ゼロの状態でも、汚染物質がい
くらか残存していてもよい。

【００５６】以下に分解反応始動用の機能水、分解反応
始動用の汚染機能水、再強化機能混合液の所望のpＨ、
塩素濃度の範囲等をさらには分解反応始動用の機能水に
ついて示す。

【００５７】即ち、分解反応始動用の汚染機能水及び再
強化機能混合液の性状としては、有効塩素濃度が 2〜20
00 ｍg/L であり、より好ましくは水素イオン濃度(pＨ
値)が１以上４以下、かつ塩素濃度が 5 ｍg/L 以上 200
ｍg/L 以下の性状をもつ水溶液が良い。

【００５８】有効塩素濃度が 2 ｍg/L 以上 2000 ｍg/L
以下の分解反応始動用の汚染機能水及び再強化機能混
合液を得るには次亜塩素酸を含む溶液を投入すると良
い。次亜塩素酸を含む溶液としては、次亜塩素酸ナトリ
ウム及び次亜塩素酸カリウム等の次亜塩素酸塩溶液が良
い。また、その濃度は、例えば次亜塩素酸ナトリウムの
場合、最終濃度が 0.001〜1.0 ％、特に 0.005〜0.05
％の範囲が望ましい。

【００５９】分解反応始動用の汚染機能水及び再強化機
能混合液の水素イオン濃度(pＨ値)を１以上４以下の範
囲にするためには有機酸または無機酸を共存させると良
い。有機塩素化合物は、分解されて有機酸を生成する場
合が多く、特に再強化機能混合液の場合pＨが所望の範
囲に保たれていれば新たに有機酸または無機酸を投入す
る必要はない。

【００６０】有機酸または無機酸を投入する場合の有機
酸または無機酸としては、塩酸、フッ酸、シュウ酸、硫
酸、リン酸、ホウ酸、酢酸、ぎ酸、りんご酸及びクエン
酸から選ばれる少なくとも一つなどがある。投入する有
機酸または無機酸の量はその種類によって異なる。むし
ろpＨを４.０以下にする量とすることが望ましいが、例
えば、塩酸の場合、最終濃度が 0.005〜0.1％、特に 0.
01〜0.03 ％が望ましい。

【００６１】さらに分解反応始動用の機能水としては、
水の電気分解によって生成する機能水、例えば電解質
(例えば、塩化ナトリウムや塩化カリウムなど)を原水に
溶解し、この水を一対の電極を有する水槽内で電気分解
を行なうことによってその陽極近傍で得ることができ
る、塩素濃度が 2〜200 ｍg/L 、好ましくは水素イオン
濃度(pＨ値)が１以上４以下、作用電極をプラチナ電極
とし参照電極を銀-塩化銀としたときの酸化還元電位が
800 ｍＶ以上 1500 ｍＶ以下、かつ塩素濃度が 5 ｍg/L
以上 200 ｍg/L 以下の性状をもつ水溶液が望ましい。

【００６２】上記したような特性の分解反応始動用の機
能水を製造する場合、電解前の原水中の電解質の濃度は
例えば塩化ナトリウムでは 20 ｍg/L 〜2000 ｍg/L が
望ましく、そのときの電解電流値は２Ａ〜２０Ａとする
のが望ましい。そしてこのような分解反応始動用の機能
水を得る手段としては、市販の強酸性電解水生成器(例
えば、商品名:オアシスバイオハーフ;旭硝子エンジニア
リング(株)社製、商品名:強電解水生成器(Ｍodel ＦＷ-
２００;アマノ(株)社製等)を利用することができる。

【００６３】またこのとき一対の電極間に隔膜を配置し
た場合、陽極近傍に生成される酸性水と陰極近傍にて生
成するアルカリ性の水との混合を防ぐことができ、有機
塩素化合物の分解をより効率的に行なう事ができる酸性
水を得ることができる。該隔膜としては例えばイオン交
換膜等が好適に用いられる。

【００６４】また上記した電気分解によって生成する分
解反応始動用の機能水とほぼ同等の有機塩素化合物分解
能を奏する分解反応始動用の機能水は、電解によってば
かりでなく原水に種々の試薬を溶解して調製することも
可能である。例えば、塩酸 0.001〜0.1 ｍol/L(0.001〜
0.1Ｎより算出)、塩化ナトリウム 0.005〜0.02 ｍol/L
(0.005〜0.02Ｎより算出)、および次亜塩素酸ナトリウ
ム 0.0001〜0.1 ｍol/Lとすることにより得ることがで
きる。

【００６５】また、pＨ４以上１０以下、好ましくは酸
化還元電位(作用電極:プラチナ電極、参照電極:銀-塩化
銀電極) 300〜1100 ｍＶ、及び塩素濃度 2〜100 ｍg/L
の分解反応始動用の機能水も電解によってばかりでなく
原水に種々の試薬を溶解して調製することも可能であ
る。例えば、塩酸 0.001〜0.1 ｍol/L(0.001〜0.1Ｎよ
り算出)、水酸化ナトリウム 0.001〜0.1 ｍol/L(0.001
〜0.1Ｎより算出)、および次亜塩素酸ナトリウム 0.000
1〜0.01 ｍol/Lとすることにより得ることができるし、
次亜塩素酸塩のみを用いて、例えば次亜塩素酸ナトリウ
ム 0.0001〜0.1ｍol/L とすることでも得られる。

【００６６】なお、これら分解反応始動用の汚染機能
水、機能水の調製もしくは再生のために投入される次亜
塩素酸塩としては、他に次亜塩素酸カリウムも好適に用
いられる。

【００６７】塩酸と次亜塩素酸塩でpＨが４.０以下で塩
素濃度が２ｍg/L 以上の分解反応始動用の機能水を調製
することもできる。上記の塩酸の代りに他の無機酸また
は有機酸を使用することができる。無機酸としては例え
ば、フッ酸、硫酸、リン酸、ホウ酸などが、有機酸とし
ては酢酸、ぎ酸、りんご酸、クエン酸、シュウ酸などが
利用できる。また、弱酸性水粉末生成剤(例えば、商品
名キノーサン２１Ｘ(クリーンケミカル株式会社製))と
して市販されているＮ₃Ｃ₃Ｏ₃ＮaＣl₂等を用いても機能
水を製造することができる。

【００６８】これら薬品調合による分解反応始動用の汚
染機能水、分解反応始動用の機能水も、実施例から明ら
かなように分解能力に差はあるものの光を照射すること
で電解による分解反応始動用の機能水の場合と同様に有
機塩素化合物を分解する能力を有する。ここで原水とは
水道水、河川水、海水等が挙げられる。これらの水のp
Ｈは通常６〜８の間にあり、塩素濃度は最大でも１ｍg/
リットル未満であり、このような原水は当然のことなが
ら上記したような有機塩素化合物の分解能は有さない。

【００６９】(分解対象有機塩素化合物)ここで分解対象
となる有機塩素化合物としては、光照射下で機能水で分
解可能な有機塩素化合物なら良く、例えば、塩素化エチ
レン、塩素化メタン等が挙げられる。

【００７０】具体的には塩素化エチレンとしては、エチ
レンの１〜４塩素置換体、即ちクロロエチレン、ジクロ
ロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレ
ンが挙げられる。更にジクロロエチレンとしては、例え
ば１,１-ジクロロエチレン(塩化ビニリデン)、cis-１,
２-ジクロロエチレン、trans-１,２-ジクロロエチレン
メタンを挙げることができる。

【００７１】また塩素化メタンとしては、メタンの塩素
置換体、例えばクロロメタン、ジクロロメタン、トリク
ロロメタン等が挙げられる。

【００７２】ビフェニル化合物の例としてはＰＣＢが挙
げれられる。

【００７３】分解対象化合物の濃度はいかなる濃度でも
分解可能ならば構わなく、また分解対象化合物の種類に
よって濃度は異なるが、本発明の一例は分解総量として
反応溶液あたり 0.1g/L 以上 5.0 g/L 以下の高度処理
の有機塩素化合物の分解に利用することができる。例え
ば回収溶剤の分解等に最適である。

【００７４】(光源について)機能水による有機塩素化合
物の分解の際に照射する光としては、例えば、波長３０
０〜５００nｍ、特には３５０〜４５０nｍの光が有機塩
素化合物または芳香族化合物の分解には特に好ましい。
また次亜塩素酸と分解対象有機塩素化合物とを含む反応
用混合液に対する光照射強度は分解効率という観点か
ら、１０μＷ/cｍ²〜１０ｍＷ/cｍ²、特には５０μＷ/c
ｍ²〜５ｍＷ/cｍ²が好ましい。具体的には、例えば波長
３６０〜３８０nｍにピークを持つ光源では数百μＷ/c
ｍ²(３００nｍ〜４００nｍ間を測定)の強度で実用上十
分の分解が進む。

【００７５】そしてこの様な光の光源としては自然光
(例えば、太陽光等)または人工光(水銀ランプ、ブラッ
クライト、カラー蛍光ランプ等)を用いることができ
る。

【００７６】次亜塩素酸と分解対象有機塩素化合物とを
含む反応用混合液に対する光の照射は、機能水に対して
直接行なってもよく、或いはガラスやプラスティック等
でできている透明な容器を介して行なってもよい。また
機能水を生成する過程で光照射を行なってもよいし、生
成後に照射してもよい。いずれにしろ、分解を著しく促
進するには、機能水と有機塩素化合物の接触時に光照射
を行なうのが望ましい。また機能水若しくは再強化機能
混合液を用いる本実施態様においては、光として人体に
影響の大きい２５０nｍ近辺若しくはそれ以下の紫外光
を用いる必要がない。

【００７７】次に汚染地下水浄化に関する本発明の実施
態様を図面に基づいて具体的に説明する。

【００７８】まず本発明では汚染地下水に到達する井戸
を構築する。井戸の掘削方法に関しては通常用いられて
いる方法でよい。井戸の直径は太い方が好ましいが、ボ
ーリング技術とコストの面から適宜選択される。細い直
径の井戸を使用するときは、本数を多くする等によって
対応する。複数の井戸を設置する場合、地上から見て汚
染地下水層帯を横断するように配置すると効果的であ
る。

【００７９】井戸壁面は井戸内への地下水の流入を妨げ
ないことが望まれ、井戸の構造強度が保たれる範囲で井
戸内への地下水の透水速度が本来の地下水の流速にでき
る限り近いことが望ましい。そのため井戸壁面は小穴が
多数個存在するなど、透水性の材料で構成する。また、
井戸内が土砂で埋まるのを防ぐために透水性の壁面は地
下水層と接触する部分だけに限定することも可能であれ
ば望ましい。

【００８０】本発明では汚染地下水に次亜塩素酸を含む
薬剤を溶解させるが、地下水は連続的に井戸内に流入し
てくるため、薬剤を連続的に井戸内の地下水に供給する
必要がある。

【００８１】本発明の次亜塩素酸を含む薬剤は、次亜塩
素塩酸ナトリウムまたは次亜塩素塩酸カリウムもしくは
それらの混合物といった次亜塩素酸塩を用いればよい。
またこれに加えて、塩酸、フッ酸、シュウ酸、硫酸、リ
ン酸、ホウ酸、酢酸、ぎ酸、りんご酸及びクエン酸もし
くはそれら二種類以上の混合物といった無機酸または有
機酸を含有させることによってより分解能力を高めるこ
とができる。さらにこれに加えて塩化ナトリウムまたは
塩化カリウムもしくはそれらの混合物を含有させてもよ
い。

【００８２】また、本薬剤としては市販品を用いること
も可能であり、弱酸性水粉末生成剤として市販されてい
る商品名キノーサン２１Ｘ(クリーンケミカル株式会社
製)等を用いてもよい。

【００８３】井戸内の地下水中の薬剤濃度としては、井
戸内の地下水の性状がpＨ１〜９の範囲、作用電極をプ
ラチナ電極とし参照電極を銀-塩化銀としたときの酸化
還元電位が 300〜1500 ｍＶの範囲、且つ塩素濃度が 5
〜150 ｍg/L の範囲であるようにすればよく、次亜塩素
酸塩は 0.0001〜0.01 ｍol/L、無機酸は0.001〜0.1Ｎ、
塩化ナトリウムや塩化カリウムは 0.001〜0.1 ｍol/L
(0.001〜0.1Ｎより算出)とすればよい。

【００８４】井戸内の地下水に薬剤を供給する方法とし
てはどのような方法でも支障なく、固体状の薬剤を直接
井戸内に投与してもよいが、高濃度の薬剤溶液を送液ポ
ンプによって供給する方法であってもよい。

【００８５】なお地下水流入速度によっては井戸内の地
下水中の薬剤濃度が変動し、場合によっては地下水中の
有機化合物を分解できるだけの濃度が維持できない場合
もある。したがって井戸内の地下水中の薬剤濃度をモニ
タリングすることによって供給する薬剤量を上記の範囲
に制御してもよい。

【００８６】供給した薬剤と有機化合物との接触頻度が
大きいほうが分解効率は高まるため、井戸内の地下水を
攪拌することは効果的である。攪拌手段としては攪拌翼
等をモーターによって回転させる等、いかなる方法を採
用してもよいが、コスト、設備削減のために特に外部か
ら動力を導入しなくても地下水流を用いて攪拌する方法
を採ってもよい。例えば該分解槽内に複数の棒状の杭を
設置したり、地下水の上流側に開口した、断面がＵ字型
の杭を設置することにより分解槽内を流れる地下水流に
乱流を起こし、それによって攪拌を行なうことも可能で
ある。

【００８７】地下水の流動速度や地下水中の汚染物質の
濃度が変化することにより分解率が低下することが考え
られるが、地下水中の汚染物質や薬剤の濃度をモニタリ
ングし、これに応じて薬剤を供給する速度や光の照射強
度を制御することにより電解質や電力にかかるコスト低
く抑えながらある程度分解効率を維持することが可能に
なる。

【００８８】図１に基づいて、本発明にかかる汚染地下
水のin-situ浄化装置の一実施態様について説明する。

【００８９】図１において地下水１が矢印の方向に流れ
ており、その地下水層に到達するように井戸２を構築す
る。地下水１は井戸２の外壁に空けられた孔隙から連続
的に井戸内の地下水貯留部分８に供給される。

【００９０】井戸内の地下水貯留部分８は設置した攪拌
装置１０によって攪拌される。この井戸内の地下水貯留
部分８に井戸内の地下水中の薬剤濃度が所定の範囲にな
るように薬剤の高濃度溶液をポンプ７によってパイプ６
を通して供給する。薬剤は攪拌装置１０によって井戸内
の地下水と混合される。それと同時に井戸２に設置した
光源９により井戸内の地下水貯留部分８に光を照射す
る。これによって井戸内の地下水中に含まれる有機化合
物は分解される。浄化が終了した地下水は、井戸外壁に
空けられた孔隙から井戸２外の地下水層に排出される。

【００９１】また、井戸内の地下水をサンプリングする
チューブ１１およびポンプ１２を設置し、それによって
井戸内の地下水中の薬剤濃度または汚染物質の濃度をモ
ニタリングする。地下水の流動速度の上昇によって井戸
内の薬剤濃度が減少し、地下水中の汚染物質を分解する
のに必要な能力の機能水を作成することができなくなっ
た場合は、薬剤の供給速度を上げる。

【００９２】また、地下水の流動速度の上昇や、地下水
中の汚染物質の濃度が上昇し、汚染物質の処理負荷が高
まったときは、電解質を供給する速度や電極に供給する
電圧もしくは光の照射強度を上げることにより機能水の
分解能力を高め、分解効率の低下をある程度抑える。

【００９３】本発明において、汚染機能水、最強化機能
混合液を得るため加える次亜塩素酸溶液、または井戸内
の地下水に供給する次亜塩素酸を含む薬剤の有効塩素濃
度は、投与後、先に記述した範囲にあれば特に限定しな
いが、０.５％〜２０％の間であることが望ましい。

【００９４】また、本発明において、汚染機能水、最強
化機能混合液を得るため加える無機酸または有機酸溶
液、または井戸内の地下水に供給する無機酸または有機
酸溶液を含む薬剤の濃度は、投与後、先に記述した範囲
にあれば特に限定しないが、１％〜４０％の間であるこ
とが望ましい。

【００９５】以上、本発明にかかる種々の実施態様につ
いて具体的に説明したが、本発明はこれら実施態様に限
定されるものでないことはいうまでもない。

【００９６】

【実施例】以下、本発明の詳細を実施例により図面に基
づいて説明するが、本発明がこれらによってなんら限定
されるものではない。

【００９７】[実施例１](トリクロロエチレンの浄化試
験) [実施例１-Ａ] (薬剤に次亜塩素酸ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム
を用いたときのトリクロロエチレンの浄化試験) (試験に用いた装置の説明)図２(試験装置の全体図)に示
すような幅１００cｍ、奥行なき２０cｍ、高さ５０cｍ
の密閉できるステンレス製の槽５１に図のように両端か
ら５cｍの部分にステンレス製の仕切り板５２を設け
た。この仕切り板の底部から３０cｍの部分には孔径３
ｍｍの孔が開いている。槽の一端には底部から３０cｍ
の高さにドレイン５３を設け、ドレインのついた槽の壁
と仕切り板で区切られた空間をモデル地下水の排出室５
４、反対側の槽の壁と仕切り板で区切られた空間をモデ
ル地下水の供給室５５とした。槽の中央に直径１０cｍ
のステンレス管２本を並べて設置し、これをモデル井戸
５６とした。

【００９８】このモデル井戸５６の底部から３０cｍの
部分には孔径３ｍｍの孔が開いている。２枚の仕切り板
５２の間のモデル井戸の周りに粒径約５ｍｍの砂利を一
杯に詰め、モデル地下水層とした。チューブポンプによ
って地下水供給室５５にモデル地下水として純水を注入
すると、モデル地下水はモデル地下水層、モデル井戸５
６内および地下水排出室５４に浸透し、水位を上げてや
がて地下水排出室のドレイン５３から排出される。

【００９９】モデル地下水がドレイン５３から排出され
るようになると地下水供給室５５に注水したモデル地下
水は層流となってモデル地下水層を通過し、面状に地下
水排出室５４に排出されるようになる。以上によって地
盤中の地下水の移動およびそれに設けられた井戸をモデ
ル化した。

【０１００】次に槽を横から拡大した図３(モデル井戸
の拡大図)を示す。槽には砂利６８が充填され、底から
３０cｍまでモデル地下水６７が満たされている。モデ
ル地下水６７は井戸壁面の孔からモデル井戸５６内に浸
入する。モデル井戸５６内にチューブポンプ６５によっ
て高濃度の薬剤溶液を滴下するチューブ６４を、供給す
る薬剤の種類に応じた数だけ設置した。

【０１０１】また、井戸内の地下水中に攪拌器６２によ
って回転する攪拌翼６１を設置し、さらに井戸内の地下
水液面全体を照らすように地下水面上５cｍの位置にブ
ラックライト蛍光ランプ(商品名:ＥＦＤ１５ＢＬＢ;株
式会社東芝製,１５Ｗ,波長３００〜４００nｍ)６３を設
置した。そして電源６９からブラックライト蛍光ランプ
６３に電力を供給するようにした。また、井戸内の地下
水をサンプリングするためのテフロン製のチューブ８１
およびポンプ８２を設置した。

【０１０２】(地下水中の薬剤濃度の確認)純水を用いた
地下水の流動速度を２cｍ/hr とし、１％の次亜塩素酸
ナトリウム、１.２％の塩酸、５％の塩化ナトリウムを
含む薬剤を、光照射を行なわない場合の井戸内の地下水
中の濃度として各々 0.0001〜0.01 ｍol/L、0.001〜0.1
ｍol/L(0.001〜0.1Ｎより算出)、0.001〜0.1 ｍol/L(0.
001〜0.1Ｎより算出)になるように供給し、井戸内の地
下水を６０rpｍで攪拌した。このように薬剤の組成およ
び濃度を様々に変えたところ、井戸内の水のpＨは１.０
〜４.０、酸化還元電位は 300〜1500 ｍＶ、塩素濃度は
5〜150 ｍg/L の範囲に変化した。

【０１０３】(浄化試験)５ppｍのトリクロロエチレンを
含有した地下水の流動速度を２日おきに２cｍ/hr から
４cｍ/hr まで１cｍ/hr ごとに上昇させた。その間、上
記の薬剤を１０ｍL/hr の速度で供給し、井戸内の地下
水を６０rpｍで攪拌した。井戸内の地下水を６０rpｍで
攪拌しながら、電極に電圧をかけ、５Ａの電流を流すよ
うにした。さらにブラックライト蛍光ランプによって光
を照射した。このとき地下水面上の照射光量を０.２ｍ
Ｗ/cｍ²となるように蛍光ランプに与える電圧を調整し
た。

【０１０４】その後２４時間ごとに地下水中のトリクロ
ロエチレン濃度を測定した。トリクロロエチレン濃度は
井戸内の地下水を１ｍL サンプリングし、直ちに１０ｍ
L の n-ヘキサンの入った容器に入れ、３分間攪拌した
後 n-ヘキサン層を分取し、ＥＣＤガスクロマトグラフ
ィーにてトリクロロエチレン濃度を測定した。その結果
を図４に示す。

【０１０５】また、薬剤を供給しない場合、塩化ナトリ
ウム、光照射を行なわない場合を対照試験として同様の
試験を行なったところ、トリクロロエチレンの分解は観
測されなかった。光照射を行なわなかった場合(対照試
験)の結果を合わせて図４に示す。

【０１０６】この試験により、塩酸、塩化ナトリウム、
および次亜塩素酸ナトリウムの投与と光照射により、地
下水中のトリクロロエチレンの分解が可能であることが
わかる。

【０１０７】[実施例１-Ｂ]２４時間ごとに井戸内の地
下水をサンプリングし、そのサンプル中の次亜塩素酸ナ
トリウムから生成した塩素の濃度を測定することによっ
て井戸内の地下水中の薬剤濃度をモニタリングした。塩
素濃度は塩素濃度計によって測定し、地下水中の塩素濃
度が 0.07 ％となるように薬剤の供給速度を変化させた
他は、実施例１-Ａと同様の試験を行なった。その結果
を図４に示す。

【０１０８】この試験により、地下水中の薬剤濃度を計
測し、その濃度に応じて薬剤を供給する速度を制御する
ことにより、地下水中のトリクロロエチレンの分解効率
が向上することがわかる。

【０１０９】[実施例１-Ｃ]モニタリングした井戸内の
地下水中のトリクロロエチレン濃度が前回の測定時より
１０％以上上昇した場合に薬剤の供給速度をそれまでの
２倍にした他は、実施例１-Ａと同様の試験を行なっ
た。その結果を図４に示す。

【０１１０】この試験により、地下水中のトリクロロエ
チレン濃度を計測し、その濃度に応じて薬剤を供給する
速度を制御することにより、地下水中のトリクロロエチ
レンの分解効率が向上することがわかる。

【０１１１】[実施例１-Ｄ]モニタリングした井戸内の
地下水中のトリクロロエチレン濃度が前回の測定時より
１０％以上上昇した場合に蛍光ランプに供給する電圧を
上げ、地下水面上の照射光量としてそれまでより 0.15
ｍＷ/cｍ²上げた他は、実施例１-Ａと同様の試験を行な
った。その結果を図４に示す。

【０１１２】この試験により、地下水中のトリクロロエ
チレン濃度を計測し、その濃度に応じて光の照射強度を
制御することにより、地下水中のトリクロロエチレンの
分解効率が向上することがわかる。

【０１１３】[実施例１-Ｅ] (薬剤に次亜塩素酸ナトリウム、硫酸を用いたときのト
リクロロエチレンの浄化試験)地下水の流動速度を２cｍ
/hr に固定し、投与する薬剤を次亜塩素酸ナトリウムお
よび硫酸とし、各々の井戸内の地下水中の濃度として
0.002 ｍol/L、0.003ｍol/L(0.006Ｎより算出)となるよ
うにした以外は、実施例１-Ａと同様の試験を行なっ
た。このとき井戸内の地下水のpＨは２.０、酸化還元電
位は 1200 ｍＶ、また残留塩素濃度は 120 ｍg/L とな
り、トリクロロエチレンの残留濃度は 0.03 ppｍ以下と
なった。これより、硫酸および次亜塩素酸ナトリウムの
投与と光照射により、トリクロロエチレンを完全に分解
できることがわかる。

【０１１４】また、次亜塩素酸ナトリウムおよび硫酸の
供給量を変化させ、井戸内の地下水を異なるpＨ、酸化
還元電位、および残留塩素濃度にすることによっても、
トリクロロエチレンが分解することを確かめた。

【０１１５】さらに、次亜塩素酸ナトリウムおよび硫酸
は供給するが、光照射はしない対照試験では、トリクロ
ロエチレンの分解は観測されず、トリクロロエチレンの
分解が次亜塩素酸ナトリウムおよび硫酸の投与と光照射
によるものであることを確認した。

【０１１６】[実施例１-Ｆ] (薬剤に次亜塩素酸ナトリウムを用いたときのトリクロ
ロエチレンの浄化試験)地下水の流動速度を２cｍ/hrに
固定し、投与する薬剤を次亜塩素酸ナトリウム単独と
し、井戸内の地下水中の濃度として 0.002 ｍol/L とな
るようにした以外は実施例１-Ａと同様の試験を行なっ
た。このとき井戸内の地下水のpＨは９.１、酸化還元電
位は 543 ｍＶ、また残留塩素濃度は 165 ｍg/L とな
り、トリクロロエチレンの残留濃度は 0.08 ppｍとなっ
た。これより、硫酸、および次亜塩素酸ナトリウムによ
り調製された機能水と光照射により、トリクロロエチレ
ンを分解できることがわかる。

【０１１７】また、次亜塩素酸ナトリウムの供給量を変
化させ、井戸内の地下水を異なるpＨ、酸化還元電位、
および残留塩素濃度にすることによっても、トリクロロ
エチレンが分解することを確かめた。

【０１１８】さらに、次亜塩素酸ナトリウムは供給する
が、光照射はしない対照試験では、トリクロロエチレン
の分解は観測されず、トリクロロエチレンの分解が次亜
塩素酸ナトリウムの投与と光照射によるものであること
を確認した。

【０１１９】[実施例１-Ｇ] (薬剤にキノーサン２１Ｘを用いたときのトリクロロエ
チレンの浄化試験)地下水の流動速度を２cｍ/hrに固定
し、投与する薬剤をキノーサン２１Ｘ(クリーンケミカ
ル株式会社製,主成分はＮ₃Ｃ₃Ｏ₃ＮaＣl₂)とし、井戸内
の地下水中の濃度として 175 ｍg/L となるようにした
以外は、実施例１-Ａと同様の試験を行なった。

【０１２０】このとき井戸内の地下水のpＨは４.９、酸
化還元電位は 780 ｍＶ、また残留塩素濃度は 65 ｍg/L
となり、トリクロロエチレンの残留濃度は 0.53 ppｍ
となった。これより、キノーサン２１Ｘの投与と光照射
により、トリクロロエチレンを分解できることがわか
る。

【０１２１】また、キノーサン２１Ｘの供給量を変化さ
せ、井戸内の地下水を異なるpＨ、酸化還元電位、およ
び残留塩素濃度にすることによっても、トリクロロエチ
レンが分解することを確かめた。さらに、キノーサン２
１Ｘは供給するが、光照射しない対照試験では、トリク
ロロエチレンの分解は観測されず、トリクロロエチレン
の分解がキノーサン２１Ｘの投与と光照射によるもので
あることを確認した。

【０１２２】[実施例２](テトラクロロエチレンの浄化
試験) [実施例２-Ａ] (薬剤に次亜塩素酸ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム
を用いたときのテトラクロロエチレンの浄化試験)地下
水中の汚染物質を５ppｍのテトラクロロエチレンにした
以外は、実施例１-Ａと同様の試験を行なった。結果を
図５に示す。

【０１２３】また、薬剤を供給しなかった場合、光照射
を行なわなかった場合、を対照試験として同様の試験を
行なったところ、テトラクロロエチレンの分解は観測さ
れなかった。この試験により、塩酸、塩化ナトリウム、
および次亜塩素酸ナトリウムの投与と光照射により、地
下水中のテトラクロロエチレンの分解が可能であること
がわかる。

【０１２４】[実施例２-Ｂ]２４時間ごとに井戸内の地
下水をサンプリングし、そのサンプル中の次亜塩素酸ナ
トリウムから生成した塩素の濃度を測定することによっ
て井戸内の地下水中の薬剤濃度をモニタリングした。塩
素濃度は塩素濃度計によって測定し、地下水中の塩素濃
度が 0.07 ％となるように薬剤の供給速度を変化させた
他は、実施例２-Ａと同様の試験を行なった。その結果
を図５に示す。

【０１２５】この試験により、地下水中の薬剤の濃度を
計測し、その濃度に応じて薬剤を供給する速度を制御す
ることにより、地下水中のテトラクロロエチレンの分解
効率が向上することがわかる。

【０１２６】[実施例２-Ｃ]モニタリングした井戸内の
地下水中のテトラクロロエチレン濃度が前回の測定時よ
り１０％以上上昇した場合に、薬剤の供給速度をそれま
での２倍にした他は、実施例２-Ａと同様の試験を行な
った。その結果を図５に示す。

【０１２７】この試験により、地下水中のテトラクロロ
エチレン濃度を計測し、その濃度に応じて薬剤を供給す
る速度を制御することにより、地下水中のテトラクロロ
エチレンの分解効率が向上することがわかる。

【０１２８】[実施例２-Ｄ]モニタリングした井戸内の
地下水中のテトラクロロエチレン濃度が前回の測定時よ
り１０％以上上昇した場合に蛍光ランプに供給する電圧
を上げ、地下水面上の照射光量としてそれまでより 0.1
5 ｍＷ/cｍ²上げた他は、実施例２-Ａと同様の試験を行
なった。その結果を図５に示す。

【０１２９】この試験により、地下水中のテトラクロロ
エチレン濃度を計測し、その濃度に応じて光の照射強度
を制御することにより、地下水中のテトラクロロエチレ
ンの分解効率が向上することがわかる。

【０１３０】[実施例２-Ｅ] (薬剤に次亜塩素酸ナトリウム、硫酸を用いたときのテ
トラクロロエチレンの浄化試験)地下水の流動速度を２c
ｍ/hr に固定し、投与する薬剤を次亜塩素酸ナトリウム
および硫酸とし、各々の井戸内の地下水中の濃度として
0.002 ｍol/L、0.003ｍol/L(0.006Ｎより算出)となる
ようにした以外は、実施例２-Ａと同様の試験を行なっ
た。

【０１３１】このとき井戸内の地下水のpＨは２.０、酸
化還元電位は 1200 ｍＶ、また残留塩素濃度は 120 ｍg
/L となり、テトラクロロエチレンの残留濃度は 0.03 p
pｍ以下となった。これより、硫酸、および次亜塩素酸
ナトリウムにより調製された機能水と光照射により、テ
トラクロロエチレンを完全に分解できることがわかる。

【０１３２】また、次亜塩素酸ナトリウムおよび硫酸の
供給量を変化させ、井戸内の地下水を異なるpＨ、酸化
還元電位、および残留塩素濃度にすることによっても、
テトラクロロエチレンが分解することを確かめた。

【０１３３】さらに、次亜塩素酸ナトリウムおよび硫酸
は供給するが、光照射はしない対照試験では、テトラク
ロロエチレンの分解は観測されず、テトラクロロエチレ
ンの分解が次亜塩素酸ナトリウムおよび硫酸の投与と光
照射によるものであることを確認した。

【０１３４】[実施例２-Ｆ] (薬剤に次亜塩素酸ナトリウムを用いたときのテトラク
ロロエチレンの浄化試験)地下水の流動速度を２cｍ/hr
に固定し、投与する薬剤を次亜塩素酸ナトリウム単独と
し、井戸内の地下水中の濃度として 0.002 ｍol/L とな
るようにした以外は、実施例２-Ａと同様の試験を行な
った。

【０１３５】このとき井戸内の地下水のpＨは９.１、酸
化還元電位は 543 ｍＶ、また残留塩素濃度は 165 ｍg/
L となり、テトラクロロエチレンの残留濃度は 0.12 pp
ｍとなった。これより、硫酸、および次亜塩素酸ナトリ
ウムにより調製された機能水と光照射により、テトラク
ロロエチレンを分解できることがわかる。

【０１３６】また、次亜塩素酸ナトリウムの供給量を変
化させ、井戸内の地下水を異なるpＨ、酸化還元電位、
および残留塩素濃度にすることによっても、テトラクロ
ロエチレンが分解することを確かめた。

【０１３７】さらに、次亜塩素酸ナトリウムは供給する
が、光照射はしない対照試験では、テトラクロロエチレ
ンの分解は観測されず、テトラクロロエチレンの分解が
次亜塩素酸ナトリウムの投与と光照射によるものである
ことを確認した。

【０１３８】[実施例２-Ｇ] (薬剤にキノーサン２１Ｘを用いたときのテトラクロロ
エチレンの浄化試験)地下水の流動速度を２cｍ/hr に固
定し、投与する薬剤をキノーサン２１Ｘ(クリーンケミ
カル株式会社製、主成分はＮ₃Ｃ₃Ｏ₃ＮaＣl₂)とし、井
戸内の地下水中の濃度として 175 ｍg/L となるように
した以外は、実施例２-Ａと同様の試験を行なった。こ
のとき井戸内の地下水のpＨは４.９、酸化還元電位は 7
80 ｍＶ、また残留塩素濃度は 65 ｍg/L となり、テト
ラクロロエチレンの残留濃度は 0.80 ppｍとなった。こ
れより、キノーサン２１Ｘの投与と光照射により、テト
ラクロロエチレンを分解できることがわかる。

【０１３９】また、キノーサン２１Ｘの供給量を変化さ
せ、井戸内の地下水を異なるpＨ、酸化還元電位、およ
び残留塩素濃度にすることによっても、テトラクロロエ
チレンが分解することを確かめた。

【０１４０】さらに、キノーサン２１Ｘは供給するが、
光照射はしない対照試験では、テトラクロロエチレンの
分解は観測されず、テトラクロロエチレンの分解がキノ
ーサン２１Ｘの投与と光照射によるものであることを確
認した。

【０１４１】[実施例３](ＰＣＢの浄化試験) [実施例３-Ａ] (薬剤に次亜塩素酸ナトリウム、塩酸、塩化ナトリウム
を用いたときのＰＣＢの浄化試験)地下水中の汚染物質
を５ppｍのテトラクロロエチレンにした以外は、実施例
１-Ａと同様の試験を行なった。結果を図６に示す。ま
た、薬剤を供給しなかった場合、光照射を行なわなかっ
た場合を対照試験として同様の試験を行なったところ、
テトラクロロエチレンの分解は観測されなかった。この
試験により、塩酸、塩化ナトリウム、および次亜塩素酸
ナトリウムの投与と光照射により、地下水中のＰＣＢの
分解が可能であることがわかる。

【０１４２】[実施例３-Ｂ]２４時間ごとに井戸内の地
下水をサンプリングし、そのサンプル中の次亜塩素酸ナ
トリウムから生成した塩素の濃度を測定することによっ
て井戸内の地下水中の薬剤濃度をモニタリングした。塩
素濃度は塩素濃度計によって測定し、地下水中の塩素濃
度が 0.07 ％となるように薬剤の供給速度を変化させた
他は、実施例３-Ａと同様の試験を行なった。その結果
を図６に示す。

【０１４３】この試験により、地下水中の薬剤の濃度を
計測し、その濃度に応じて薬剤を供給する速度を制御す
ることにより、地下水中のＰＣＢの分解効率が向上する
ことがわかる。

【０１４４】[実施例３-Ｃ]モニタリングした井戸内の
地下水中のＰＣＢ濃度が前回の測定時より１０％以上上
昇した場合に、薬剤の供給速度をそれまでの２倍にした
他は、実施例３-Ａと同様の試験を行なった。その結果
を図６に示す。この試験により、地下水中のＰＣＢ濃度
を計測し、その濃度に応じて薬剤を供給する速度を制御
することにより、地下水中のＰＣＢの分解効率が向上す
ることがわかる。

【０１４５】[実施例３-Ｄ]モニタリングした井戸内の
地下水中のＰＣＢ濃度が前回の測定時より１０％以上上
昇した場合に、蛍光ランプに供給する電圧を上げ、地下
水面上の照射光量としてそれまでより 0.15 ｍＷ/cｍ²
上げた他は、実施例３-Ａと同様の試験を行なった。そ
の結果を図６に示す。この試験により、地下水中のＰＣ
Ｂ濃度を計測し、その濃度に応じて光の照射強度を制御
することにより、地下水中のＰＣＢの分解効率が向上す
ることがわかる。

【０１４６】[実施例３-Ｅ] (薬剤に次亜塩素酸ナトリウム、硫酸を用いたときのＰ
ＣＢの浄化試験)地下水の流動速度を２cｍ/hr に固定
し、投与する薬剤を次亜塩素酸ナトリウムおよび硫酸と
し、各々の井戸内の地下水中の濃度として 0.002 ｍol/
L、0.003ｍol/L(0.006Ｎより算出)となるようにした以
外は、実施例３-Ａと同様の試験を行なった。このとき
井戸内の地下水のpＨは２.０、酸化還元電位は 1200 ｍ
Ｖ、また残留塩素濃度は 120 ｍg/L となり、ＰＣＢの
残留濃度は 0.12 ppｍとなった。これより、硫酸、およ
び次亜塩素酸ナトリウムにより調製された機能水と光照
射により、ＰＣＢを分解できることがわかる。

【０１４７】また、次亜塩素酸ナトリウムおよび硫酸の
供給量を変化させ、井戸内の地下水を異なるpＨ、酸化
還元電位、および残留塩素濃度にすることによっても、
ＰＣＢが分解することを確かめた。

【０１４８】さらに、次亜塩素酸ナトリウムおよび硫酸
は供給するが、光照射しない対照試験では、ＰＣＢの分
解は観測されず、ＰＣＢの分解が次亜塩素酸ナトリウム
および硫酸の投与と光照射によるものであることを確認
した。

【０１４９】[実施例３-Ｆ] (薬剤に次亜塩素酸ナトリウムを用いたときのＰＣＢの
浄化試験)地下水の流動速度を２cｍ/hr に固定し、投与
する薬剤を次亜塩素酸ナトリウム単独とし、井戸内の地
下水中の濃度として 0.002 ｍol/L となるようにした以
外は、実施例３-Ａと同様の試験を行なった。このとき
井戸内の地下水のpＨは９.１、酸化還元電位は 543 ｍ
Ｖ、また残留塩素濃度は 165 ｍg/L となり、ＰＣＢの
残留濃度は 0.38 ppｍとなった。これより、硫酸、およ
び次亜塩素酸ナトリウムにより調製された機能水と光照
射により、ＰＣＢを分解できることがわかる。

【０１５０】また、次亜塩素酸ナトリウムの供給量を変
化させ、井戸内の地下水を異なるpＨ、酸化還元電位、
および残留塩素濃度にすることによっても、ＰＣＢが分
解することを確かめた。

【０１５１】さらに次亜塩素酸ナトリウムは供給する
が、光照射しない対照試験ではＰＣＢの分解は観測され
ず、ＰＣＢの分解が、次亜塩素酸ナトリウムの投与と光
照射によるものであることを確認した。

【０１５２】[実施例３-Ｇ] (薬剤にキノーサン２１Ｘを用いたときのＰＣＢの浄化
試験)地下水の流動速度を２cｍ/hr に固定し、投与する
薬剤をキノーサン２１Ｘ(クリーンケミカル株式会社製,
主成分はＮ₃Ｃ₃Ｏ₃ＮaＣl₂)とし、井戸内の地下水中の
濃度として 175 ｍg/L となるようにした以外は、実施
例３-Ａと同様の試験を行なった。このとき井戸内の地
下水のpＨは４.９、酸化還元電位は 780 ｍＶ、また残
留塩素濃度は 65 ｍg/L となり、ＰＣＢの残留濃度は
1.32 ppｍとなった。

【０１５３】これにより、キノーサン２１Ｘの投与と光
照射によりＰＣＢを分解できることがわかる。また、キ
ノーサン２１Ｘの供給量を変化させ、井戸内の地下水を
異なるpＨ、酸化還元電位、および残留塩素濃度にする
ことによってもＰＣＢが分解することを確かめた。

【０１５４】さらに、キノーサン２１Ｘは供給するが、
光照射はしない対照試験では、ＰＣＢの分解は観測され
ず、ＰＣＢの分解がキノーサン２１Ｘの投与と光照射に
よるものであることを確認した。

【０１５５】[実施例４]強酸性機能水生成装置(商品名:
強酸性電解水生成器(オアシスバイオハーフ(ＡＤＥ-６
１);旭硝子エンジニアリング(株)社製)を用いて分解反
応始動用の機能水を調製した。なお陽極及び陰極の間に
は隔膜が配置されている。

【０１５６】この装置を用いるとともに、電解する水の
電解質濃度、電解時間を種々変化さて、その結果陽極側
で得られる酸性の機能水のpＨおよび酸化還元電位をpＨ
メーター((株)東興化学研究所、ＴＣＸ-９０iおよびＫ
Ｐ９００-２Ｎ)および導電率メーター((株)東興化学研
究所、ＴＣＸ-９０iおよびＫＭ９００-２Ｎ)で、また塩
素濃度を塩素試験紙(メルク社)により測定した。

【０１５７】その結果、電解質である塩化ナトリウムの
濃度(標準濃度は 1000 ｍg/L)などによってこの分解反
応始動用の機能水のpＨは１.０〜４.０、酸化還元電位
は 800 ｍＶ〜1500 ｍＶ、また塩素濃度は 5 ｍg/L〜15
0 ｍg/L に変化した。そこで本実施例ではハロゲン化脂
肪族炭化水素化合物または芳香族化合物の分解実験に用
いる分解反応始動用の機能水としてpＨ２.１、酸化還元
電位 1150 ｍＶ、残留塩素濃度 54 ｍg/L の分解反応始
動用の機能水を用意した。

【０１５８】次に６８ｍL 容のガラスバイアル瓶を複数
本用意し、各々のガラスバイアル瓶に機能水を１４ｍL
、トリクロロエチレン(ＴＣＥ)を７５μL ずつ加え、
テフロンライナー付ブチルゴム栓とアルミシールで密
閉した。よく攪拌した後、ブラックライト蛍光ランプ
(商品名:ＦＬ１０ＢＬＢ;株式会社東芝製、１０Ｗ)の光
を照射した。照射光量は０.４〜０.７ｍＷ/cｍ²とし
た。

【０１５９】なおガラスバイアル瓶中のＴＣＥの量は気
相部分のＴＣＥ濃度から算出した。気相部分のＴＣＥ濃
度の測定は、ガラスバイアル瓶の気相部分をガスタイト
シリンジでサンプリングし、ＴＣＥ濃度をガスクロマト
グラフィー(商品名:ＧＣ-１４Ｂ(ＦIＤ検出器付);島津
製作所(株)社製、カラムはＪ&Ｗ社製ＤＢ-６２４)で測
定した。

【０１６０】１時間の光照射後各々のガラスバイアル瓶
中のＴＣＥ量を測定したところ、2.23 ｍg〜4.33 ｍg
であった。

【０１６１】その後、ガラスバイアル瓶を２つのグルー
プに分け、そのまま光照射を続けるグループをＡ、次亜
塩素酸を加え、光照射を行なうグループをＢとした。次
亜塩素酸として次亜塩素酸ナトリウムを加え最終濃度が
0.01％となるようにした。各々のグループにさらに１
時間光照射を行なったところ、そのまま光照射を続けた
グループＡの各々のガラスバイアル瓶中のＴＣＥ量は殆
ど変化がなかったが、次亜塩素酸を加え、光照射を行な
ったグループＢの各々のガラスバイアル瓶中のＴＣＥ量
は 0.28 ｍg〜0.37 ｍg と減少していた。

【０１６２】反応済みの混合液に次亜塩素酸を追加し光
照射を行なうことにより、さらにＴＣＥを分解できるこ
とがわかった。また、pＨおよび残留塩素濃度の条件の
異なった複数の反応済みの混合液のサンプルに対し、次
亜塩素酸の添加濃度をさらに変化させ、様々な条件下で
ＴＣＥが分解できることを確かめた。

【０１６３】[実施例５]実施例４のグループＡと同様に
して作成した複数のサンプルに次亜塩素酸の添加量を変
化させpＨ２.０〜９.０のサンプルを各種作成し、光照
射を行なった。pＨ２.０〜４.０のサンプルにおけるガ
ラスバイアル瓶中のＴＣＥ量はいずれも５％以下になっ
た。pＨ５.０〜９.０のガラスバイアル瓶中のＴＣＥ量
はすべて１５％以上残留していた。

【０１６４】[実施例６]実施例５のpＨ５.０〜９.０の
サンプルを２つのグループに分け一つのグループには塩
酸を加えpＨ２.２〜２.７とし、光照射を行なった。他
のグループは塩酸を加えず光照射を行なった。

【０１６５】塩酸を加えたガラスバイアル瓶中の残留Ｔ
ＣＥは５％以下であった。一方、塩酸を加えなかったサ
ンプルのＴＣＥ量は殆ど変化がなかった。

【０１６６】また、塩酸を加える量を変化させ異なるp
Ｈをもつ再強化機能混合液について検討したところpＨ
１.０〜４.０のとき十分分解が生じることを確かめた。

【０１６７】[実施例７]加えるＴＣＥ量を４０μL とし
た以外は実施例４と同様にして得られたグループＡの光
照射後の塩素濃度、残留ＴＣＥ量を測定した。塩素濃度
は５〜１１ｍg/L、残留ＴＣＥ量は８〜１２μL であっ
た。そこでこのグループＡにＴＣＥ５μL を加え光照射
を行なったところ各々のガラスバイアル瓶中のＴＣＥ量
は３８〜７２μL であった。

【０１６８】[実施例８]図７の分解装置を用いて分解実
験を行なった。

【０１６９】反応装置２１に分解対象物質供給手段２３
から分解対象物質であるトリクロロエチレン(ＴＣＥ)が
供給され、分解反応始動用の機能水供給手段２９に機能
水が１０L 供給される。この機能水は、実施例４で使用
した分解反応始動用の機能水と同様のものである。

【０１７０】トリクロロエチレン(ＴＣＥ)８０g と分解
反応始動用の機能水１０L は容器２２内で混合される。
反応装置２１内の容器２２には光照射手段３０であるブ
ラックライト(ブラックライト蛍光ランプ(商品名:ＦＬ
１０ＢＬＢ;株式会社東芝製、１０Ｗ)１０本で反応装置
内に１時間光照射を行なった。

【０１７１】この過程において、ＴＣＥ濃度は汚染物質
検知手段２８aで監視されている。汚染物質検知手段２
８aにはＴＣＥ分析用に適した、オートサンプリング機
構のついたガスクロマトグラフィ(ＨＮＵＳysteｍs社
Ｍodel ３１１)を用いた。

【０１７２】１時間の照射の間ＴＣＥの濃度は、残留Ｔ
ＣＥで８.２gまで低下したがその後１時間はほぼ分解が
停止したので、これを検知し溶液供給手段２４から 12
％次亜塩素酸ナトリウム溶液を５ｍL 供給した。光照射
を続けたところ分解が進みＴＣＥ濃度は減少した。さら
に分解が停止したところでさらに同量の 12 ％次亜塩素
酸ナトリウム溶液を供給した。最終的に 96.7 ％分解さ
れたところで排水を行なった。

【０１７３】度重なる、次亜塩素酸ナトリウムの添加に
よりpＨが３.０の値を超えた場合は、塩酸を含む溶液を
供給する手段２６からpＨが３.０以下となるまで塩酸を
含む溶液を供給した。一回の供給量は３.５％塩酸を５
０ｍL として、pＨをその都度測定するようにした。

【０１７４】[実施例９]純水に塩酸 0.001〜0.1 ｍol/L
(0.001〜0.1Ｎより算出)、塩化ナトリウム 0.005〜0.02
ｍol/L(0.005〜0.02Ｎより算出)、および次亜塩素酸ナ
トリウム 0.0001〜0.01 ｍol/L となるように調製した
水溶液について、pＨ、酸化還元電位、および塩素濃度
を測定したところ、pＨは１.０〜４.０、酸化還元電位
は 800 ｍＶ〜1500 ｍＶ、また塩素濃度は 5 ｍg/L〜15
0 ｍg/L に変化し、実施例４と同様な性状をもつ分解反
応始動用の機能水が得られた。

【０１７５】ここで、塩酸 0.006 ｍol/L(0.006Ｎより
算出)、塩化ナトリウム 0.014 ｍol/L(0.014Ｎより算
出)、および次亜塩素酸ナトリウム 0.002 ｍol/L とし
たとき、pＨ２.３、酸化還元電位 1180 ｍＶ、塩素濃度
105 ｍg/L となり、この分解反応始動用の機能水を実
験に供した。実験方法については、実施例４と同様に行
なった。

【０１７６】１時間の光照射後各々のガラスバイアル瓶
中のＴＣＥ量を測定したところ、2.01 ｍg〜3.53 ｍg
であった。

【０１７７】その後、ガラスバイアル瓶を２つのグルー
プに分け、そのまま光照射を続けるグループをＡ、次亜
塩素酸を加え、光照射を行なうグループをＢとした。次
亜塩素酸として次亜塩素酸ナトリウムを加え最終濃度が
0.01 ％となるようにした。各々のグループにさらに１
時間光照射を行なったところ、そのまま光照射を続けた
グループＡの各々のガラスバイアル瓶中のＴＣＥ量は殆
ど変化がなかったが、次亜塩素酸を加え、光照射を行な
ったグループＢの各々のガラスバイアル瓶中のＴＣＥ量
は 0.26 ｍg〜0.39 ｍg と減少していた。

【０１７８】反応済みの混合液に次亜塩素酸を追加し光
照射を行なうことにより、さらにＴＣＥを分解できるこ
とがわかった。また、pＨおよび塩素濃度の条件の異な
った複数の反応済みの混合液のサンプルに対し、次亜塩
素酸の添加濃度をさらに変化させ、様々な条件下でＴＣ
Ｅが分解できることを確かめた。

【０１７９】[実施例１０]分解対象物質をテトラクロロ
エチレンとジクロロエチレンの等量の混合物とし、投入
量を５g とした以外実施例９と同様の実験を行なった。

【０１８０】その結果、光照射１時間後の各々のガラス
バイアル瓶中のテトラクロロエチレンとジクロロエチレ
ン量を測定したところ、合計で 2.03 ｍg〜4.31ｍg で
あった。

【０１８１】その後、ガラスバイアル瓶を２つのグルー
プに分け、そのまま光照射を続けるグループをＡ、次亜
塩素酸を加え、光照射を行なうグループをＢとした。次
亜塩素酸として次亜塩素酸ナトリウムを加え最終濃度が
0.01％となるようにした。

【０１８２】各々のグループにさらに１時間光照射を行
なったところ、そのまま光照射を続けたグループＡの各
々のガラスバイアル瓶中のテトラクロロエチレンとジク
ロロエチレンの合計量は殆ど変化がなかったが、次亜塩
素酸を加え、光照射を行なったグループＢの各々のガラ
スバイアル瓶中のテトラクロロエチレンとジクロロエチ
レンの合計量は 0.32 ｍg〜0.46 ｍg と減少していた。

【０１８３】反応済みの混合液に次亜塩素酸を追加し光
照射を行なうことにより、さらにテトラクロロエチレン
とジクロロエチレンを分解できることがわかった。ま
た、pＨおよび塩素濃度の条件の異なった複数の反応済み
の混合液のサンプルに対し、次亜塩素酸の添加濃度をさ
らに変化させ、様々な条件下でテトラクロロエチレンと
ジクロロエチレンが分解できることを確かめた。

【０１８４】[実施例１１]トリクロロエチレン汚染土壌
から真空抽出、活性炭吸着、水蒸気脱着の工程を経て得
られたトリクロロエチレン水溶液を用いて分解実験を行
なった。 125 ｍL容のガラスバイアル瓶を複数本用意
し、各々のガラスバイアル瓶に 100 ｍg/Lのトリクロロ
エチレン水溶液を５０ｍL 加えた。次亜塩素酸ナトリウ
ム溶液(キシダ化学、製造時含量約１２％)を６０μL 加
えたのちＡ,Ｂの２つのグループに分け塩酸(３５％)を
Ａに３０μL 量加えた。Ｂには塩酸をくわえなかった。
グループＡのpＨ、および残留塩素濃度を測定したとこ
ろ、pＨは２.３、残留塩素濃度は 65 ｍg/L であった。
ＢのpＨは７.９、残留塩素濃度は 65 ｍg/L であった。
テフロンライナー付ブチルゴム栓とアルミシールで密
閉した。よく攪拌した後、ブラックライト蛍光ランプ
(商品名:ＦＬ１０ＢＬＢ;株式会社東芝製、１０Ｗ)の光
を照射した。照射光量は 0.4〜0.7 ｍＷ/cｍ²とした。

【０１８５】なおガラスバイアル瓶中のＴＣＥの量は気
相部分のＴＣＥ濃度から算出した。気相部分のＴＣＥ濃
度の測定は、ガラスバイアル瓶の気相部分をガスタイト
シリンジでサンプリングし、ＴＣＥ濃度をガスクロマト
グラフィー(商品名:ＧＣ-１４Ｂ(ＦIＤ検出器付);島津
製作所(株)社製、カラムはＪ&Ｗ社製ＤＢ-６２４)で測
定した。

【０１８６】１時間の光照射後、グループＡの残留トリ
クロロエチレン濃度は０.１ｍg/L以下となっていたが、
グループＢは平均で３７ｍg/L 残留していた。その後、
グループＢには、塩酸(３５％)を３０μL 量添加した
後、光照射を再び１時間行なったところ残留トリクロロ
エチレン濃度は０.１ｍg/L となっていた。

【０１８７】[実施例１２]図７の分解装置を用いて分解
実験を行なった。

【０１８８】反応装置２１に分解対象物質供給手段２３
から分解対象物質である活性炭からの脱着水が供給さ
る。この活性炭には有機塩素化合物による土壌汚染から
真空抽出法で抽出した汚染ガスの汚染物質が吸着してお
り、下表に示した汚染物質が脱着水に含まれていた。

【０１８９】この脱着水を、反応装置内に１０L 導入し
た。ＴＣＥ濃度は汚染物質検知手段２８aで監視されて
いる。汚染物質検知手段２８aにはＴＣＥ分析用に適し
た、オートサンプリング機構のついたガスクロマトグラ
フィ(ＨＮＵＳysteｍs社Ｍodel ３１１)を用いてい
る。分解が生じない初期過程において、これを検知し溶
液供給手段２４から１２％次亜塩素酸ナトリウム溶液
(キシダ化学、製造時含量約１２％、有効塩素:ｍin ５
％)を１２ｍL 供給した。次に、pＨが３.０の値を超え
た場合を検知し、塩酸を含む溶液を供給する手段２６か
らpＨが３.０以下となるまで塩酸を含む溶液を供給し
た。この実施例では３５％塩酸を６ｍL 供給された。

【０１９０】反応装置２１内の容器２２には光照射手段
３０であるブラックライト(ブラックライト蛍光ランプ
(商品名:ＦＬ１０ＢＬＢ;株式会社東芝製、１０Ｗ)１０
本で反応装置内に１時間光照射を行なった。光照射を続
けたところ分解が進み汚染物質の濃度は減少した。その
結果を下の表に示す。

【０１９１】

【表１】さらなる次亜塩素酸の添加を必要としないと判断し反応
を終了した。

【０１９２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、常
温常圧下で効率的に安全に有機塩素化合物の分解を行な
うことができる。

【０１９３】また、本発明により、有機化合物、特にテ
トラクロロエチレン、トリクロロエチレンと等のハロゲ
ン化脂肪族炭化水素化合物、ならびにＰＣＢ等により汚
染された地下水を、in-situで、常温・常圧下において、
非生物的に、効果的に浄化することのできる地下水浄化
装置および該装置を用いる浄化方法が提供され顕著な効
果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる汚染地下水のin-situ浄化装置
の一実施態様の概要を示す模式説明図。

【図２】本発明における試験装置全体の概要を示す模式
説明図。

【図３】本発明におけるモデル井戸の概要を示す模式拡
大説明図。

【図４】本発明の実施例１-Ａ〜１-Ｄ(トリクロロエチ
レンの浄化試験)における試験結果を示すグラフ図。

【図５】本発明の実施例２-Ａ〜２-Ｄ(テトラクロロエ
チレンの浄化試験)における試験結果を示すグラフ図。

【図６】本発明の実施例３-Ａ〜３-Ｄ(ＰＣＢの浄化試
験)における試験結果を示すグラフ図。

【図７】本発明の一実施態様にかかる有機塩素化合物の
分解装置の概略図である。

【図８】本発明の一実施例の処理の流れを示す概略図で
ある。

【図９】本発明の一実施例の処理の流れを示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１地下水２井戸５電源６滴下パイプ７滴下ポンプ８地下水貯留部分９光源１０攪拌装置１１サンプリングチューブ１２ポンプ２１反応装置２２容器２３分解対象物質供給手段２４次亜塩素酸含有溶液供給手段２５塩素濃度制御手段２５a 塩素濃度検知手段２５b 溶液投入量制御手段２６酸含有溶液供給手段２７ pＨ制御手段２７a pＨ値検知手段２７b 溶液投入量制御手段２８分解対象物質濃度制御手段２８a 汚染物質濃度検知手段２８b 汚染物質投入量制御手段２９機能水供給手段３０光照射手段５１ステンレス槽５２仕切り板５３ドレイン５４排出室５５供給室５６モデル井戸６１攪拌翼６２攪拌器６３蛍光ランプ６４滴下チューブ６５チューブポンプ６７モデル地下水６８砂利６９電源８１サンプリング用テフロン製チューブ８２ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古崎眞也東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 4D037 AA01 AB14 BA18 BA23 BB01 BB02 BB04 BB07 BB08 BB09 CA01 CA04 CA11 CA14 4D038 AA02 AB14 BA02 BA06 BB03 BB06 BB07 BB10 BB13 BB16 4D050 AA02 AB19 BB06 BB08 BB20 BC09 BD02 BD03 BD04 BD08 CA03 CA06 CA10 CA13 CA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】汚染物質若しくは汚染物質を含む媒体に、
次亜塩素酸を含む溶液及び無機酸または有機酸を含む溶
液を加えることで汚染機能水を得る工程(a)と、該汚染
機能水に光を照射することにより分解反応を始動させ該
汚染物質を分解する工程(b)とを有する汚染物質の分解
方法。
【請求項２】該汚染物質分解方法において、該分解反応途上若しくは終了後の混合液に次亜塩素酸を
含む溶液を加えることで、該混合液を光照射下での該汚
染物質の分解能力を回復させた再強化機能混合液に変換
する工程(c)を有する請求項１に記載の分解方法。
【請求項３】汚染物質若しくは汚染物質を含む媒体
と、光照射下で該汚染物質を分解しうる分解反応始動用
の機能水とを、反応場に導入し接触させて混合液を得る
工程(a')と、該混合液に光を照射することにより分解反
応を始動させ該汚染物質を分解する工程(b')とを有する
汚染物質分解方法において、該分解反応途上若しくは終了後の混合液に次亜塩素酸を
含む溶液を加えることで、該混合液を光照射下での該汚
染物質の分解能力を回復させた再強化機能混合液に変換
する工程(c)を有することを特徴とする、汚染物質の分
解方法。
【請求項４】前記工程(c)において、該混合液の塩素
濃度を測定することで該次亜塩素酸を含む溶液の添加量
を制御する請求項２または３に記載の分解方法。
【請求項５】前記工程(c)の後に、新たな汚染物質若
しくは汚染物質を含む媒体を反応場に導入し該再強化機
能混合液と接触させる工程(d)と、該再強化機能混合液
を用いて該汚染物質若しくは汚染物質を含む媒体を分解
する工程(e)を有する請求項２〜４のいずれかに記載の
分解方法。
【請求項６】前記工程(c)〜(e)を繰り返し行なう請求
項５に記載の分解方法。
【請求項７】前記工程(d)において、該混合液中に残
存する汚染物質の濃度を測定することで、該新たな汚染
物質若しくは汚染物質を含む媒体の導入量を制御する請
求項５または６に記載の分解方法。
【請求項８】前記工程(c)において、該混合液中に残
存する汚染物質の濃度を測定することで該次亜塩素酸を
含む溶液の添加量を制御する請求項３〜７のいずれかに
記載の分解方法。
【請求項９】該次亜塩素酸を含む溶液が次亜塩素酸塩
水溶液である請求項１〜８のいずれかに記載の分解方
法。
【請求項１０】該次亜塩素酸塩が次亜塩素酸ナトリウ
ム及び次亜塩素酸カリウムの少なくとも一方である請求
項９に記載の分解方法。
【請求項１１】該分解反応始動用の機能水が電解質を
含む溶液の電気分解により、陽極近傍に生成する酸性水
である請求項３〜１０のいずれかに記載の分解方法。
【請求項１２】該分解反応始動用の機能水が次亜塩素
酸を含む機能水または次亜塩素酸塩水溶液である請求項
３〜１０のいずれかに記載の分解方法。
【請求項１３】該次亜塩素酸塩が次亜塩素塩酸ナトリ
ウム及び次亜塩素塩酸カリウムの少なくとも一方である
請求項１２に記載の分解方法。
【請求項１４】該分解反応始動用の汚染機能水の有効
塩素濃度が２〜２０００ｍg/L である請求項１に記載の
分解方法。
【請求項１５】該分解反応始動用の機能水の有効塩素
濃度が２〜２０００ｍg/L である請求項３〜１３のいず
れかに記載の分解方法。
【請求項１６】該再強化機能混合液の有効塩素濃度が
２〜２０００ｍg/Lである請求項３〜１５のいずれかに
記載の分解方法。
【請求項１７】該分解反応始動用の機能水または該再
強化機能混合液が無機酸または有機酸を含む請求項２〜
１６のいずれかに記載の分解方法。
【請求項１８】該無機酸または有機酸が塩酸、フッ
酸、シュウ酸、硫酸、リン酸、ホウ酸、酢酸、ぎ酸、り
んご酸及びクエン酸から選ばれる少なくとも一つである
請求項１または１７に記載の分解方法。
【請求項１９】前記工程(a)または(c)において、該無
機酸または有機酸を添加し、あるいは添加しないことに
よりpＨを調整する請求項１、１７、１８に記載の分解
方法。
【請求項２０】前記工程(a)または(c)において、該混
合液のpＨを測定し、該無機酸または有機酸の添加量を
制御する請求項１９記載の分解方法。
【請求項２１】該分解反応始動用の汚染機能水または
分解反応始動用の機能水または再強化機能混合液が水素
イオン濃度(pＨ値)１〜４、酸化還元電位(作用電極:プ
ラチナ電極、参照電極:銀-塩化銀電極)８００〜１５０
０ｍＶ、及び塩素濃度が５〜２００ｍg/L なる特性を有
する請求項１〜２０のいずれかに記載の分解方法。
【請求項２２】該分解反応始動用の汚染機能水または
該分解反応始動用の機能水が水素イオン濃度(pＨ値)４
〜１０、酸化還元電位(作用電極:プラチナ電極、参照電
極:銀-塩化銀電極)３００〜１１００ｍＶ、及び塩素濃
度２〜１００ｍg/L なる特性を有する請求項１〜１０お
よび１２〜２０のいずれかに記載の分解方法。
【請求項２３】該光が、波長３００〜５００nｍの波
長域の光を含む光である請求項１〜２２のいずれかに記
載の分解方法。
【請求項２４】該光が、波長３５０〜４５０nｍの波
長域の光を含む光である請求項２３に記載の分解方法。
【請求項２５】該光の照射強度が１０μＷ/cｍ²〜１
０ｍＷ/cｍ²である請求項１〜２４のいずれかに記載の
分解方法。
【請求項２６】該光の照射量が５０μＷ/cｍ²〜５ｍ
Ｗ/cｍ²である請求項２５記載の分解方法。
【請求項２７】前記汚染物質が有機塩素化合物である
請求項１〜２６のいずれかに記載の分解方法。
【請求項２８】該有機塩素化合物がクロロエチレン、
１,１-ジクロロエチレン(塩化ビニリデン)、cis-１,２-
ジクロロエチレン、trans-１,２-ジクロロエチレン、ト
リクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロメタ
ン、ジクロロメタン及びトリクロロメタンのうち少なく
とも１つである請求項２４記載の分解方法。
【請求項２９】該分解対象汚染物質の量が反応容積あ
たり０.１〜５.０g/L である請求項１〜２８に記載の分
解方法。
【請求項３０】前記加える次亜塩素酸溶液の有効塩素
濃度が０.５％〜２０％である請求項１〜３のいずれか
に記載の分解方法。
【請求項３１】前記添加する無機酸または有機酸溶液
の濃度が１％〜４０％である請求項１９に記載の分解方
法。
【請求項３２】該汚染物質若しくは汚染物質を含む媒
体が汚染物質で汚染された地下水である請求項１〜８の
いずれかに記載の分解方法。
【請求項３３】請求項３２に記載の分解方法を適用す
ることを特徴とする、汚染された地下水の浄化方法。
【請求項３４】地下水層に到達する井戸を構築する工
程、該井戸内の地下水中に次亜塩素酸塩を含む薬剤を供
給する工程、該井戸内の地下水に光を照射する工程、の
各工程を有する請求項３３に記載の汚染された地下水の
浄化方法。
【請求項３５】前記井戸内の地下水中の汚染物質の濃
度を計測し、その濃度に応じて薬剤を供給する速度、光
の照射強度のうちの少なくとも一つを制御する請求項３
４に記載の浄化方法。
【請求項３６】前記井戸内の地下水中の薬剤濃度を計
測し、その濃度に応じて薬剤を供給する速度を制御する
請求項３４または３５に記載の浄化方法。
【請求項３７】前記次亜塩素酸塩を、次亜塩素塩酸ナ
トリウムおよび次亜塩素塩酸カリウムの少なくとも一方
とする請求項３４〜３６のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項３８】前記工程に加え、薬剤として無機酸ま
たは有機酸を含む薬剤を供給する工程を有する請求項３
４〜３７のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項３９】前記無機酸または有機酸に、塩酸、フ
ッ酸、シュウ酸、硫酸、リン酸、ホウ酸、酢酸、ぎ酸、
りんご酸及びクエン酸から選ばれる少なくとも一つを用
いる請求項３８記載の浄化方法。
【請求項４０】前記薬剤に、塩化ナトリウムおよび塩
化カリウムの少なくとも一方を用いる請求項３４〜３９
のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項４１】前記薬剤を供給した後の井戸内の地下
水中の塩素濃度を、２〜２００ｍg/L の範囲とする請求
項３４〜４０のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項４２】前記薬剤を供給した後の井戸内の地下
水の、水素イオン濃度(pＨ値)を１〜９の範囲、酸化還
元電位(作用電極:プラチナ電極、参照電極:銀-塩化銀電
極)を３００〜１５００ｍＶの範囲、且つ塩素濃度を５
〜１５００ｍg/L の範囲とする請求項３４〜４０のいず
れかに記載の浄化方法。
【請求項４３】前記光を、２８０〜５４０nｍの波長
域の光を含む光とする請求項３４〜４２のいずれかに記
載の浄化方法。
【請求項４４】前記光の照射量を、１〜１０ｍＷ/cｍ
²とする請求項３４〜４３のいずれかに記載の浄化方
法。
【請求項４５】前記光の光源としてブラックライトを
用いる請求項３４〜４４のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項４６】前記井戸の壁面の少なくとも地下水層
と接する部分を、透水性にする請求項３４〜４５のいず
れかに記載の浄化方法。
【請求項４７】前記井戸内にて、地下水を攪拌する手
段を用いる請求項３４〜４６のいずれかに記載の浄化方
法。
【請求項４８】前記汚染物質が、ハロゲン化脂肪族炭
化水素化合物である請求項３４〜４６のいずれかに記載
の浄化方法。
【請求項４９】前記ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
が、テトラクロロエチレンおよびトリクロロエチレンの
内の少なくとも一種である請求項４８記載の浄化方法。
【請求項５０】前記汚染物質が、ビフェニル化合物で
ある請求項３４〜４７のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項５１】前記ビフェニル化合物が、ＰＣＢであ
る請求項５０記載の浄化方法。
【請求項５２】前記供給する次亜塩素酸を含む薬剤の
有効塩素濃度が０.５％〜２０％である請求項３４記載
の浄化方法。
【請求項５３】前記薬剤の無機酸または有機酸溶液の
濃度が１％〜４０％である請求項３８記載の浄化方法。
【請求項５４】液体を収納する容器を内装し、汚染物
質若しくは汚染物質を含む媒体を該容器に導入する手段
と、次亜塩素酸を含む溶液及び無機酸または有機酸を含
む溶液を該容器に導入する手段と光を照射することによ
り分解反応を始動させ該汚染物質を分解する手段とを有
することを特徴とする汚染物質分解装置。
【請求項５５】該汚染物質分解装置において、分解反
応途上若しくは終了後の混合液に次亜塩素酸を含む溶液
を加えることで光照射下で該汚染物質を分解する能力を
回復させた再強化機能混合液を生成する手段を有する請
求項５４に記載の汚染物質分解装置。
【請求項５６】液体を収納する容器を内装し、汚染物
質若しくは汚染物質を含む媒体を該容器に導入する手段
と、光照射下で該汚染物質を分解しうる分解反応始動用
の機能水を該容器に導入する手段と、光を照射すること
により分解反応を始動させ該汚染物質を分解する手段と
を有する、汚染物質分解装置において、該分解反応途上
若しくは終了後の混合液に次亜塩素酸を含む溶液を加え
ることで光照射下で該汚染物質を分解する能力を回復さ
せた再強化機能混合液を生成する手段を有することを特
徴とする汚染物質分解装置。
【請求項５７】該次亜塩素酸を含む溶液が次亜塩素酸
塩水溶液である請求項５６に記載の分解装置。
【請求項５８】該汚染物質分解装置が攪拌する手段を具
備する請求項５４に記載の汚染物質分解装置。
【請求項５９】該次亜塩素酸塩が次亜塩素塩酸ナトリ
ウム及び次亜塩素塩酸カリウムの少なくとも一方である
請求項５４〜５７のいずれかに記載の分解装置。
【請求項６０】該混合液の塩素濃度を検知する手段
と、それに基づいて該次亜塩素酸を含む溶液の添加量を
制御する手段を有する請求項５５〜５７のいずれかに記
載の汚染物質分解装置。
【請求項６１】該混合液中に残存する汚染物質の濃度
を検知する手段と、それに基づく制御手段を有する請求
項５５〜５７のいずれかに記載の汚染物質分解装置。
【請求項６２】前記汚染濃度に基づく制御手段として
汚染物質若しくは汚染物質を含む媒体の導入量の制御手
段を有する請求項６１に記載の汚染物質分解装置。
【請求項６３】前記汚染濃度に基づく制御手段として
該次亜塩素酸を含む溶液の添加量の制御手段を有する請
求項６１または６２に記載の汚染物質分解装置。
【請求項６４】 pＨが所定の範囲となるようにpＨ値を
検知しpＨ値によって有機酸または無機酸の投入量を制
御する制御手段を具備している請求項５５〜５７のいず
れかに記載の汚染物質分解装置。
【請求項６５】該無機酸または有機酸が塩酸、フッ
酸、シュウ酸、硫酸、リン酸、ホウ酸、酢酸、ぎ酸、り
んご酸及びクエン酸から選ばれる少なくとも一つである
請求項６４に記載の分解装置。
【請求項６６】該光を照射することにより分解反応を
始動させ該汚染物質を分解する手段が、波長３００〜５
００nｍの波長域の光を該容器中の照射強度が１０μＷ/
cｍ²〜１０ｍＷ/cｍ²になるように照射する能力を有す
る請求項６５に記載の分解装置。
【請求項６７】該液体を収納する容器内の液体内の気散
成分を気相へ移動させることを促進する攪拌ユニットを
具備する請求項５４〜５６に記載の分解装置。
【請求項６８】前記次亜塩素酸溶液の有効塩素濃度が
０.５％〜２０％である請求項５４または５６に記載の
分解装置。
【請求項６９】前記添加する無機酸または有機酸溶液
の濃度が１％〜４０％である請求項５４に記載の分解装
置。
【請求項７０】有機化合物の汚染物質で汚染された地下
水を浄化する装置において、地下水層に到達する井戸、
該井戸内の地下水中に次亜塩素酸塩を含む薬剤を供給す
る手段、該井戸内の地下水に光を照射する手段、を有す
ることを特徴とする汚染された地下水の浄化装置。
【請求項７１】前記井戸内の地下水中の汚染物質の濃
度を計測し、その濃度に応じて薬剤を供給する速度、光
の照射強度のうちの少なくとも一つを制御する請求項７
０記載の浄化装置。
【請求項７２】前記井戸内の地下水中の薬剤濃度を計
測し、その濃度に応じて薬剤を供給する速度を制御する
請求項７０または７１記載の浄化装置。
【請求項７３】前記次亜塩素酸塩が、次亜塩素塩酸ナ
トリウムおよび次亜塩素塩酸カリウムの少なくとも一方
である請求項７０〜７２のいずれかに記載の浄化装置。
【請求項７４】前記手段に加え、薬剤として無機酸ま
たは有機酸を含む薬剤を供給する手段を具備する請求項
７０に記載の浄化装置。
【請求項７５】前記無機酸または有機酸が、塩酸、フ
ッ酸、シュウ酸、硫酸、リン酸、ホウ酸、酢酸、ぎ酸、
りんご酸及びクエン酸から選ばれる少なくとも一種であ
る請求項７４記載の浄化装置。
【請求項７６】前記薬剤が、塩化ナトリウムおよび塩
化カリウムの少なくとも一方を含む請求項７０〜７５の
いずれかに記載の浄化装置。
【請求項７７】前記薬剤を供給した後の井戸内の地下
水中の塩素濃度が、２〜２００ｍg/L の範囲である請求
項７０〜７６のいずれかに記載の浄化装置。
【請求項７８】前記薬剤を供給した後の井戸内の地下
水の、水素イオン濃度(pＨ値)が１〜９の範囲、酸化還
元電位(作用電極:プラチナ電極、参照電極:銀-塩化銀電
極)が３００〜１５００ｍＶの範囲、且つ塩素濃度が５
〜１５０ｍg/Lの範囲である請求項７０〜７６のいずれ
かに記載の浄化装置。
【請求項７９】前記光が、２８０〜５４０nｍの波長
域の光を含む光である請求項７０〜７８のいずれかに記
載の浄化装置。
【請求項８０】前記光の照射量が、１〜１０ｍＷ/cｍ
²である請求項７０〜７９のいずれかに記載の浄化装
置。
【請求項８１】前記光の光源が、ブラックライトであ
る請求項７０〜８０のいずれかに記載の浄化装置。
【請求項８２】前記井戸の壁面の少なくとも地下水層
と接する部分が透水性を有する請求項７０〜８１のいず
れかに記載の浄化装置。
【請求項８３】前記井戸内に、地下水を攪拌する手段
を具備してなる、請求項７０〜８２のいずれかに記載の
浄化装置。
【請求項８４】前記汚染物質が、ハロゲン化脂肪族炭
化水素化合物である請求項７０〜８３のいずれかに記載
の浄化装置。
【請求項８５】前記ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
が、テトラクロロエチレンおよびトリクロロエチレンの
内の少なくとも一種である請求項８４記載の浄化装置。
【請求項８６】前記汚染物質が、ビフェニル化合物で
ある請求項７０〜８３のいずれかに記載の浄化装置。
【請求項８７】前記ビフェニル化合物が、ＰＣＢであ
る請求項８６記載の浄化装置。
【請求項８８】有機化合物の汚染物質で汚染された地
下水を浄化する方法において、地下水層に到達する井戸
を構築する工程、該井戸内の地下水中に次亜塩素酸塩を
含む薬剤を連続的に供給する工程、該井戸内の地下水に
光を照射する工程、の各工程を有することを特徴とす
る、汚染地下水浄化方法。
【請求項８９】前記井戸内の地下水中の汚染物質の濃
度を計測し、その濃度に応じて薬剤を供給する速度、光
の照射強度のうちの少なくとも一つを制御する、請求項
８８記載の浄化方法。
【請求項９０】前記井戸内の地下水中の薬剤濃度を計
測し、その濃度に応じて薬剤を供給する速度を制御す
る、請求項８８または８９記載の浄化方法。
【請求項９１】前記供給する次亜塩素酸溶液の有効塩
素濃度が０.５％〜２０％である請求項７０記載の浄化
装置。
【請求項９２】前記薬剤の無機酸または有機酸溶液の
濃度が１％〜４０％である請求項７４記載の浄化装置。