JP2001129573A

JP2001129573A - 汚染地下水の浄化方法

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Publication number: JP2001129573A
Application number: JP31849899A
Authority: JP
Inventors: Yoji Ishikawa; 洋二石川; Hirokazu Tsuji; 博和辻; Katsuhiko Kikuta; 勝彦菊田
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2001-05-15
Anticipated expiration: 2019-11-09
Also published as: JP3724287B2

Abstract

(57)【要約】【課題】永続的に浄化能力を有するとともに、地中に
異物を残存すること無く、更にはその浄化能力を制御す
ることができる壁体を用いた汚染地下水の浄化方法を提
供する。【解決手段】汚染地下水の水脈５ａを上下方向に横断
する溝穴１１ａを掘削する。該溝穴１１ａ内に流体噴出
口１３ａを有する複数の流体供給管１３を挿入するとと
もに砕石や砂礫１５などを充填して透水性の壁体１７を
形成する。該壁体１７内に埋設した流体供給管１３から
水中の有機物分解微生物を増殖・活性化させる物質を含
んだ流体２５を供給する。該物質２５は、酸素およびメ
タンが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚染地下水の浄化
方法に関し、とりわけ、有機物によって汚染された地下
水（以下、汚染地下水と記す）を浄化するために、地中
に壁体を設置して行う浄化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、芳香族炭化水素などの有機系化合
物、あるいはトリクロロエチレン（以下、ＴＣＥと記
す）などの有機塩素系化合物による環境汚染が問題とな
っている。これらの多くは土壌中に浸透して地下水に溶
け、当該地下水に運ばれて拡散していく。

【０００３】即ち、前記地下水は、図３に示すように、
地盤１中に形成される不透水層７（または難水層７）の
上側に溜まって、所定の深さをもった帯水層５を形成
し、該帯水層５内の地下水５ａは矢印に示すような一定
の方向に流れているので、汚染領域が拡大する。

【０００４】このため、前記汚染領域拡大防止策として
従来では、汚染源の周囲を囲むように、あるいは汚染源
下方の帯水層５の下流側に、その帯水層５を横断するよ
うにこれよりも深い透水性のある壁体（以下、浄化壁と
も記す）１０を設置して、汚染地下水５ａが該浄化壁１
０を透過する際に浄化するようにしている。

【０００５】例えば、該浄化壁１０は、汚染地下水５ａ
の流れる帯水層５を上下に横断するように、該帯水層５
よりも深い溝穴１０ａを設けて、その溝穴１０ａに鉄粉
１０ｂや過酸化マグネシウム１０ｂなどを添加した砂、
砕石、砂礫１０ｃなどを充填することで形成している。
ここで、上記鉄粉１０ｂは、該浄化壁１０を透過する汚
染地下水５ａ中の有機塩素系化合物を還元して浄化し、
過酸化マグネシウム１０ｂは、汚染地下水５ａ中に酸素
供給し、その周囲を好気雰囲気にして、該地下水５ａ中
に生息する有機物分解微生物を活性化させることで有機
物の分解を促進させて浄化する。すなわち、後者は、バ
イオレメディエーション（酸素などを環境中に導入し
て、そこに存在する分解微生物の活性を高めることで有
機物などの分解を促進して汚染を浄化する）を適用した
ものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
鉄粉を添加した場合には、全ての鉄粉１０ｂが酸化され
てしまうと浄化能力は無くなる。また、後者についても
過酸化マグネシウム１０ｂが酸素を放出して酸化マグネ
シウムに変化すると浄化能力は無くなる。即ち、前記浄
化壁１０の浄化作用には寿命があり、永続的に浄化作用
を発揮させることが困難である。また、浄化能力が無く
なった浄化壁１０中には、酸化マグネシウム等が異物と
して残存してしまい、これが二次的環境汚染を引き起こ
す虞もある。更には、前記浄化壁１０は一旦埋設してし
まうと、前記鉄粉１０ｂおよび過酸化マグネシウム１０
ｂを再添加することは困難であり、汚染地下水５ａの浄
化状況や汚染状況の変化に応じて浄化能力を制御するこ
とはできない。

【０００７】本発明はかかる従来の課題に鑑みて成され
たもので、永続的に浄化能力を発揮させ得るとともに、
地中に異物を残存させること無く、更にはその浄化能力
を制御することができる壁体を用いた汚染地下水の浄化
方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに請求項１に示す発明は、有機物によって汚染された
汚染地下水の浄化方法であって、該汚染地下水の水脈を
上下方向に横断する溝穴を掘削し、該溝穴内に流体噴出
口を有する複数の流体供給管を挿入するとともに砕石や
砂礫などを充填して透水性の壁体を形成し、該壁体内に
埋設した流体供給管から水中の有機物分解微生物を増殖
・活性化させる物質を含んだ流体を供給することを特徴
とする。

【０００９】上記方法によれば、有機物分解微生物を増
殖・活性化させる物質を壁体内に供給するので、該壁体
を通過する汚染地下水内の有機物分解微生物を可及的に
増殖・活性化させることができて、有機物を分解して汚
染地下水を浄化することが可能となる。そして、前記物
質は流体供給管を介して流体噴出口より永続的に供給す
ることができるので、壁体を介しての浄化能力を永続的
に機能させて維持することができる。更には、前記物質
の量、種類等を調整することにより、汚染地下水の汚染
状況、浄化状況やその変化に応じてその浄化能力を調整
することができる。

【００１０】請求項２に示す発明は、前記水中の有機物
分解微生物を増殖・活性化させる物質が酸素およびメタ
ンであることを特徴とする。

【００１１】上記方法によれば、該物質としてメタンを
供給することにより、前記水中に生息する有機物分解微
生物の一つであるメタン資化性菌を増殖することができ
る。よって、前記メタンの供給量の調整により前記菌の
増殖量を調整できるので、汚染地下水の汚染状況、特に
ＴＣＥによる汚染状況に応じて、その浄化能力を調整す
ることが可能となる。

【００１２】また、該物質として酸素を供給することに
より、有機物分解微生物の周囲を好気的雰囲気にして、
特に芳香族炭化水素の分解を促進することができる。よ
って、前記酸素の供給量の調整により分解の促進度を調
整できるので、汚染地下水の汚染状況、特に芳香族炭化
水素による汚染状況に応じて、その浄化能力を調整する
ことが可能となる。更には、メタンを供給する、若しく
は酸素を含む例えば空気を供給するだけなので、地中に
異物が残留することも無い。

【００１３】請求項３に示す発明は、前記透水性の壁体
は予め地上にて鉄筋篭内に収納してユニット化して形成
しておき、該ユニット化した透水性の壁体を前記溝穴内
に挿入することを特徴とする。

【００１４】上記方法によれば、予めユニット化されて
いるので、現場での施工は、前記溝穴内に前記ユニット
化した壁体を挿入することで完了するため、現場での施
工期間を著しく短縮することができる。また、ユニット
化しているので規格化が容易にできて、大量生産するこ
とで大幅なコストダウンを図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の汚染地下
水の浄化方法の第一実施形態を示し、同図は浄化方法に
用いられる壁体たる浄化壁を示す斜視一部断面図であ
る。

【００１６】図１に示すように、本発明に係る浄化方法
は、先ず、地盤１中の汚染地下水５ａが流れる帯水層５
を上下方向に横断するように、該帯水層５より広幅でか
つ深い略直方体状の溝穴１１ａを掘削する。そして、該
溝穴１１ａの溝穴厚の略中央に、流体供給管としてのス
リット管１３を略鉛直にして複数配置する。このスリッ
ト管１３は、後述するが、溝穴１１ａの幅方向に空気を
噴出するスリット１３ａを有するものである。次いで、
前記スリット管１３を砕石や砂礫１５によって、帯水層
上端５ｃより高い位置まで埋めて浄化壁１７の基部を形
成し、残りの溝穴１１ａ上部に前記スリット管１３固定
用及び溝穴１１ａ閉塞用のベントナイト１９を充填す
る。そして、以上のように構成された浄化壁１７の前記
スリット管１３から空気を吹き込んで、該空気中の酸素
を地下水５ａ中の有機物分解微生物に供給し該微生物を
増殖・活性化するものである。すなわち、この場合、活
性化させる物質として酸素を、特にそれを含んだ流体と
して空気を使用している。

【００１７】前記スリット管１３は、スレンレス等の耐
食性材料からなり、その長手方向にスリット１３ａが形
成された有底円筒パイプ１３である。そして、前記スリ
ット１３ａはパイプ外周の２箇所に形成され、該パイプ
１３の中心軸に対して互いに線対称な位置に設けられ
る。また、そのパイプ１３の上端には図示しないカップ
リングなどを介してホース２１が接続され、該ホース２
１のもう一方端には空気を供給するエアコンプレッサ２
３が接続されて、前記スリット１３ａから一定圧力の空
気を噴出するようになっている。このスリット管１３
は、前記スリット１３ａが溝穴１１ａの幅方向を向くよ
うにして溝穴１１ａ内に適宜間隔で配置され、溝穴１１
ａ内にその幅方向に流れるカーテン状の空気層流２５を
形成するようになっている。そして、該空気層流２５を
横切る地下水５ａには、満遍なく均一に酸素が供給され
る。

【００１８】また、前記スリット１３ａの長さは、前記
帯水層５の深さ方向厚みよりも長く設定されており、前
記帯水層５の全領域に確実に酸素供給ができるようにな
っている。

【００１９】前記エアコンプレッサ２３は、周知の装置
構成であるためその説明を割愛するが、前記帯水層５に
埋設されたセンサーなどによって汚染レベルを検出し
て、該レベルに応じて空気の送量を制御するようにして
も良い。

【００２０】ここで上記浄化方法の作用について説明す
る。該浄化壁１７を透過する汚染地下水５ａに、前記ス
リット管１３より空気を供給して地下水５ａ中の酸素量
を増やす。すると、地下水５ａ中に生息する分解微生物
が活性化されて有機物分解作用が促進され、特に芳香族
炭化水素の分解が促進される。そして、スリット管１３
によって永続的に酸素を供給することができるので、浄
化壁１７を介しての浄化能力を永続的に機能させて維持
することができるとともに、空気のみの供給のため地中
に異物が残留することも無い。また、前記空気の量を調
整することにより、汚染地下水の浄化状況に応じてその
浄化能力を適正に変更することができる。

【００２１】尚、分解微生物を増殖させる物質兼それを
含んだ流体としてメタンを使用することもできる。この
場合は、前記エアコンプレッサ２３に代えてメタン供給
装置（図示せず）を設けて、汚染地下水５ａが浄化壁１
７を透過する間に、前記スリット管１３より、メタンを
供給して地下水５ａ中のメタン量を増やす。すると、該
地下水５ａ中に生息するメタン資化性菌が増殖して、有
機塩素系化合物、特にＴＣＥの分解能力が向上する。こ
のように、前記メタンの供給量を調整することによって
前記メタン資化性菌の増殖量を調整することができるの
で、ＴＣＥによる汚染状況に応じて、その浄化能力を調
整することができる。

【００２２】尚、所望の分解微生物が地下水５ａ中に存
在しない場合や、その絶対量が少ない場合には、前記エ
アコンプレッサ２３とスリット管１３との間のホース２
１を二股分岐して、該分岐端に分解微生物供給装置（図
示せず）を接続する。そして、該装置によって分解微生
物をスリット管１３を介して地下水５ａ中に補給すれば
良い。

【００２３】本発明の第二実施形態として、前記浄化壁
１７を予め地上にて鉄筋篭内に収納してユニット化して
おくこともできる。図２にその浄化壁ユニット３１の一
部を切り欠いた斜視図を示す。

【００２４】該浄化壁ユニット３１は、図示するよう
に、縦鉄筋３３ａと横鉄筋３３ｂとで篭状に組み立てら
れた鉄筋篭３３と、該鉄筋篭３３の上方のみが開放する
ようにその内側に周回されて配設されたネット部材３５
と、該ネット部材３５内に配設される前記スリット管１
３と、該スリット管１３とネット部材３５との間に充填
された砕石や砂礫１５と、該砕石や砂礫１５の上部に充
填されるベントナイト１９とで構成される。

【００２５】前記鉄筋篭３３は、複数の縦鉄筋３３ａを
平断面矩形状に配置して、その複数の縦鉄筋３３ａの外
側に複数の横鉄筋３３ｂを掛け渡し巻き付け固定して構
成される周知のものである。この鉄筋篭３３の内側に
は、ネット部材３５として鉄系の素材からなる金網３５
が、上方が開放した袋状に形成されて設けられ前記鉄筋
篭３３とは溶接などで固定される。

【００２６】前記金網３５のメッシュは、充填される砕
石や砂礫１５等の粒度に応じて設定されるが、基本的に
は透水性を損ねないとともに、前記砕石や砂礫１５が漏
出しなければ問題は無い。

【００２７】前記袋状の金網３５の内側には、前記複数
のスリット管１３が、そのスリット１３ａの方向を鉄筋
篭３３の幅方向（図中左右方向）に向けて配置される。
スリット管１３の幅方向の配置ピッチは、スリット１３
ａから噴出される流体が鉄筋篭３３の幅方向に満遍なく
到達するように設定される。そして、該スリット管１３
の周囲には砕石や砂礫１５が前記スリット１３ａの上端
よりも高く充填され、その砕石や砂礫１５の上には、ス
リット管１３の固定用であるとともに浄化壁ユニット３
１の上端閉塞用でもあるベンドナイト１９が充填され
る。

【００２８】尚、上記以外のスリット管１３の構成は、
前述した構成と同じであるためその説明を割愛する。

【００２９】かような構成の浄化壁ユニット３１は、以
下に説明するように現場にて容易に配置できる。

【００３０】先ず、汚染地下水が流れる帯水層を上下方
向に横断するように、該帯水層より広幅でかつ深い略直
方体状の溝穴を地盤に掘削する。そして、該溝穴内に前
記浄化壁ユニットを挿入し、溝穴の幅が広い場合は、そ
の幅に応じて複数の浄化壁ユニットを隣接して配置す
る。次いで、浄化壁ユニットの砕石・砂礫と溝穴との隙
間には透水性のシール材を充填して、浄化ユニットのベ
ントナイトと溝穴との間にはベントナイトを充填し溝穴
を閉塞する。

【００３１】尚、前記溝穴の上端部を完全に閉塞する、
すなわち上方への流体の漏洩を完全に防ぐには次のよう
にすれば良い。浄化壁ユニット３１を設置した際に、地
表面より上端が低くなる、すなわち地表面より所定深さ
埋没するように、溝穴の深さ、若しくは浄化壁ユニット
３１高さを設定する。そして、該浄化壁ユニット３１を
溝穴に設置した際に残る上端の溝穴部分にベントナイト
を充填して閉塞する。

【００３２】また、本浄化壁ユニット３１は、基本的に
は一旦設置したらそのままの状態で永続設置して使用す
るものであり、鉄筋篭３３、金網３５は腐食して朽ち果
てても問題ないため、鉄系の素材を使用している。しか
し、定期的に該浄化壁ユニット３１を地盤より取り出し
て、砕石や砂礫１５の目詰まり洗浄などのメンテナンス
をする場合には、ステンレスなどの耐食性素材を使用す
るのが望ましい。

【００３３】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で以下の（ａ）〜（ｄ）
に示すような種々の変形が可能である。

【００３４】（ａ）本実施形態においては、深さ方向に
均一に流体を供給するために、流体供給管１３にスリッ
ト１３ａを形成したが、浄化壁１７内に満遍なく流体を
供給できればこれに限るものではなく、流体供給管１３
の長手方向に適宜ピッチで多数の孔やノズルを配置して
も良い。また、深さ方向に汚染物質の濃度が変化するよ
うな場合には、その濃度分布と流体の供給量分布が一致
するように、孔径やノズル型番を変えて配置しても良
い。

【００３５】（ｂ）本実施形態においては、ＴＣＥを分
解する分解微生物としてメタン資化性菌を使用したため
メタンを供給したが、ＴＣＥ分解に、トルエン資化性
菌、フェノール資化性菌、硝化細菌、プロパン酸化細
菌、イソプロピレン酸化細菌などを使用した場合には、
それぞれに適した増殖・活性化物質を含む流体を用いる
ことが望ましい。

【００３６】（ｃ）本実施形態においては、酸素を供給
する流体として空気、即ち気体を用いたが液体を使用し
ても良い。例えば、過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）、若しくはそ
の水溶液等を使用して酸素供給することもできる。この
場合、分解微生物としては、過酸化水素に対する耐性を
備えている微生物を用いることが望ましい。

【００３７】（ｄ）本実施形態においては、エアコンプ
レッサ２３によって、一定圧力で空気を流体供給管１３
に供給したが、空気を確実に汚染地下水に供給できれば
これに限るものではなく、空気を超高圧（例えば２〜１
０気圧）をもって間欠的（例えば、１／３０〜１／５Ｈ
ｚの周期）に流体供給管１３に供給することで、汚染地
下水中に前記間欠タイミングをもって瞬時に吹き込んで
も良い。この場合の装置構成としては、流体供給管１３
の上端に接続される高圧間欠注入装置と、該高圧間欠注
入装置にホースなどを介して超高圧の空気を供給するエ
アコンプレッサとからなる構成が挙げられる。

【００３８】この高圧間欠注入装置は、エアコンプレッ
サから供給された高圧空気を貯留するタンクと、このタ
ンク内の高圧空気を間欠的に排出する間欠バルブとを備
え、タンク内の圧力が所定圧以上になると間欠バルブが
瞬時に開弁して高圧空気を流体供給管１３に供給すると
ともに、この吐出によってタンク内圧力が低下されると
間欠バルブは瞬時に閉弁される構造となっており、高圧
空気を短時間の間隔でパルス状にして間欠的に供給し続
けることができる。

【００３９】そして、この構成では、短時間間隔のパル
ス状にして供給するから、前記空気の吹き込み時の圧力
をより超高圧にして、より遠くまで到達させることがで
きて、流体供給管一本当たりの浄化範囲を拡大すること
が可能となる。したがい、流体供給管の配置ピッチを大
きくして、流体供給管の配置本数を減らすことができ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に示す発
明によれば、有機物分解微生物を増殖・活性化させる物
質を壁体内に供給して、汚染地下水内の有機物分解微生
物を増殖・活性化するので、該物質を永続的に供給する
ことによって、永続的に浄化能力を維持することができ
る。更には、前記物質の量、種類を調整することによ
り、汚染地下水の浄化状況に応じてその浄化能力を調整
することができる。

【００４１】請求項２に示す発明によれば、メタンの供
給量を調整することによって前記メタン資化性菌の増殖
量を調整することができるので、ＴＣＥによる汚染状況
に応じてその浄化能力を調整することが可能となる。ま
た、酸素の供給量を調整することによって分解の促進度
を調整できるので、特に芳香族炭化水素による汚染状況
に応じて、その浄化能力を調整することが可能となる。
更には、メタン若しくは酸素のみの供給によって浄化で
きるため、地中に異物を残留することも無い。

【００４２】請求項３に示す発明によれば、前記透水性
の壁体が予めユニット化されているので、現場での施工
期間を著しく短縮することができる。また、規格化が可
能となり、大量生産することで大幅なコストダウンを図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の汚染地下水の浄化方法の第一実施形態
を示す斜視断面図である。

【図２】本発明の第二実施形態としての浄化壁ユニット
を示す一部切り欠き斜視図である。

【図３】従来の浄化壁を用いた浄化方法を示す斜視断面
図である。

【符号の説明】

１地盤３不帯水
層５帯水層５ａ地下
水、汚染地下水、水脈５ｂ浄化された地下水５ｃ帯水
層上端７不透水層、難水層１０浄化壁、壁体１０ａ溝
穴１０ｂ鉄粉、過酸化マグネシウム１０ｃ
砂、砕石、砂礫１３スリット管（流体供給管）１３ａス
リット（流体噴出口）１５砕石、砂礫１７浄化
壁１９ベンドナイト２１ホー
ス２３エアコンプレッサ２５空気
層流３１浄化壁ユニット（ユニット化した透水性の壁体）３３鉄筋篭３３ａ縦
鉄筋３３ｂ横鉄筋３５ネッ
ト部材、金網

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菊田勝彦東京都港区港南２丁目15番２号株式会社大林組東京本社内Ｆターム(参考） 4D027 AC01 AC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物によって汚染された汚染地下水の
浄化方法であって、該汚染地下水の水脈を上下方向に横
断する溝穴を掘削し、該溝穴内に流体噴出口を有する複
数の流体供給管を挿入するとともに砕石や砂礫などを充
填して透水性の壁体を形成し、該壁体内に埋設した流体
供給管から水中の有機物分解微生物を増殖・活性化させ
る物質を含んだ流体を供給することを特徴とする汚染地
下水の浄化方法。
【請求項２】前記水中の有機物分解微生物を増殖・活
性化させる物質が酸素およびメタンであることを特徴と
する請求項１記載の汚染地下水の浄化方法。
【請求項３】前記透水性の壁体は予め地上にて鉄筋篭
内に収納してユニット化して形成しておき、該ユニット
化した透水性の壁体を前記溝穴内に挿入することを特徴
とする請求項１または２のいずれかに記載の汚染地下水
の浄化方法。