JP2002001300A - 土壌の浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気の通気量を多くして内在生物の活性化を
図り、これによって土壌の浄化効率を改善することがで
きる土壌の浄化方法を提供すること。 【解決手段】 気密性及び水密性を有する第１シート部
材４の上側に砕石８からなる砕石６を設け、この砕石層
６の上側に浄化すべき土壌１０からなる土壌層１２を設
け、この土壌層１２を覆うように、水密性、通気性を有
する第２シート部材１４を設け、更に、砕石層６内に吸
引パイプ１６を配設し、この吸引パイプ１６を通して空
気を吸引することを特徴とする土壌の浄化方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚染した土壌を浄
化する土壌の浄化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】汚染土壌を浄化する方法の一つとして高
畝式強制通気法が知られている。この高畝式強制通気法
では、例えば、掘削した浄化すべき土壌が地表に畝状に
積み上げられ、この積み上げられた土壌層が通気性を有
する樹脂シートによって覆われる。また、土壌層中に
は、多数の吸引孔を有する吸引パイプが埋設され、この
吸引パイプは吸引ブロアに接続され、吸引ブロアの作用
によって吸引パイプを通して吸引された空気が吸着塔に
導かれる。。

【０００３】この通気法では、吸引ブロアの作用によっ
て、浄化すべき土壌中の空気が多数の吸引孔を通して吸
引パイプ内に吸引され、この吸引作用によって大気中の
空気が樹脂シートを通して浄化すべき土壌中に流れる。
このように浄化すべき土壌を通して空気が流れるように
することによって、土壌中に内在する生物（菌類）、或
いは外部から投入した生物の活動が活性化し、土壌中の
内在生物の働きを利用して土壌を効率良く浄化すること
ができる。また、吸引パイプに吸引された空気は吸着塔
に導かれ、この吸着塔にて空気中に含まれた有害成分が
吸着除去される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この高畝式強制通気法
では、浄化すべき土壌に大気中の空気を強制的に通気す
るが、その通気量が少ないと、内在生物の働きを充分に
活性化することができず、土壌の浄化効率を充分に改善
することができない。本発明の目的は、空気の通気量を
多くして内在生物の活性化を図り、これによって土壌の
浄化効率を改善することができる土壌の浄化方法を提供
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、気密性及び水
密性を有する第１シート部材の上側に砕石からなる砕石
層を設け、この砕石層の上側に浄化すべき土壌からなる
土壌層を設け、この土壌層を覆うように、水密性を及び
通気性を有する第２シート部材を設け、更に、前記砕石
層内に吸引パイプを配設し、この吸引パイプを通して空
気を吸引することを特徴とする土壌の浄化方法である。

【０００６】本発明に従えば、第１シート部材の上側に
砕石層が設けられ、この砕石層の上側に浄化すべき土壌
層が設けられ、そして、この土壌層を覆うように第２シ
ート部材が設けられる。第１シート部材は気密性及び水
密性を有するので、地表からの水及び空気の流入は阻止
され、また第２シート部材は水密性及び通気性を有する
ので、外部からの水の流入は阻止されるが、大気中の空
気の透過流入は許容される。更に、空気を吸引する吸引
パイプが砕石層に設けられ、この吸引パイプを通して土
壌中の空気が吸引される。従って、吸引パイプを通して
の吸引作用によって、第２シート部材を透過して大気中
の空気が吸引され、かく吸引された空気は浄化すべき土
壌層及び砕石層を通して吸引パイプに流れる。かくし
て、浄化すべき土壌層を通して空気が流れ、これによっ
て、浄化すべき土壌中の内在生物、或いは外部から投入
した生物の働きを活性化して土壌の浄化効率を高めるこ
とができる。また、砕石層には空隙が多く存在し、空気
の流れが容易であり、このような砕石層に吸引パイプを
配設することによって吸引パイプの吸引作用を高め、上
述した空気の流れを促進して生物の浄化作用を一層高め
ることができる。

【０００７】また、本発明では、前記第１シート部材は
前記土壌層の下側及びその側面を覆い、前記第２シート
部材は前記土壌層の上面を覆うことを特徴とする。本発
明に従えば、第１シート部材は浄化すべき土壌層の下側
及び側面の実質上全域を覆っているので、大気中の空気
は土壌層の上面から下方に砕石層に向けて流れ、浄化す
べき土壌層全体にほぼ均一に空気を流すことができ、こ
れによって土壌層全体を所要の通りに浄化することがで
きる。

【０００８】また、本発明では、前記第１シート部材が
ポリエチレン製シートであり、前記第シートが塩化ビニ
ル製シートであることを特徴とする。本発明に従えば、
第１シート部材がポリエチレン製シートであるので、水
及び空気の流入を確実に阻止することができ、また第２
シート部材が塩化ビニル製シートであるので、空気の流
入は許容するが、水の流入を確実に阻止することができ
る。更に、本発明は、気密性及び水密性を有する収容容
器の底部に砕石からなる砕石層を設け、前記収容容器内
の前記砕石層の上側に浄化すべき土壌からなる土壌層を
設け、この土壌層を覆うように前記収容容器の開口に、
水密性及び通気性を有するシート部材を設け、更に、前
記砕石層内に吸引パイプを配設し、この吸引パイプを通
して空気を吸引することを特徴とする土壌の浄化方法で
ある。

【０００９】本発明に従えば、収容容器の底部に砕石層
が設けられ、収容容器内の砕石層の上側に浄化すべき土
壌層が設けられ、この土壌層を覆うように収容容器の開
口にシート部材が設けられる。収容容器は気密性、水密
性を有し、シートは水密性、通気性を有する。砕石層に
は吸引パイプが設けられ、この吸引パイプを通しての吸
引作用によってシート部材を透過して大気中の空気が収
容容器内に吸引され、吸引された空気は土壌層及び砕石
層を通して流れ、かくして、上述したと同様に、土壌中
の内在生物、或いは外部から投入した生物の働きを活性
化して土壌の浄化効率を高めることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して、本発
明に従う土壌の浄化方法の一実施例について説明する。
図１は、本発明に従う土壌の浄化方法の一実施例を適用
した土壌浄化システムを簡略的に示す断面図である。図
１を参照して図示の土壌浄化システムについて説明する
と、この土壌浄化システムでは、地表面２に第１シート
部材４が載置され、この第１シート部材４の上側に例え
ば矩形状に砕石層６が設けられる。第１シート部材４は
気密性及び水密性を有することが重要であり、このよう
な第１シート部材４を設けることによって、地表面２か
ら砕石層６への水及び空気の流入が確実に阻止される。
このような第１シート部材４は、例えば、ポリエチレン
製シートから形成される。砕石層６は、例えば大きさが
５〜２０ｍｍ程度の砕石８を積むことによって形成さ
れ、その高さＨ１が１０〜３０ｃｍ程度になるように積
み上げられる。

【００１１】この砕石層６の上側に浄化すべき土壌１０
からなる土壌層１２が例えば矩形状に設けられ、そし
て、この土壌層１２の全体を覆うように第２シート部材
１４が設けられる。土壌層１２は、汚染した地表部分を
掘削・堀上げして形成され、その高さＨ２が１〜５ｍ程
度になるように堆積される。第２シート部材１４は通気
性及び水密性を有することが重要であり、このような第
２シート部材１４で覆うことによって、第２シート部材
１４を透過しての空気の流入は許容されるが、水の流入
は確実に阻止される。このような第２シート部材１４
は、例えば、縫合製塩化ビニル製シートから形成され
る。この第２シート部材１４の外周部は第１シート部材
４の外周部に重なるように位置付けられ、かく位置付け
られた第１シート部材１４の外周部に多数の錘体１５、
例えば土嚢が載置され、このようにして第１及び第２シ
ート部材４，１４間が塞がれるとともに、第２シート部
材１４の巻き上がりが防止される。

【００１２】図示の土壌浄化システムでは、図１に示す
通り、砕石層６の下側が第１シート部材４によって覆わ
れ、砕石層６及び土壌層１０の側面並びに土壌層１０の
上面が第２シート部材１４によって覆われており、この
ように構成することによって、砕石層６及び土壌層１０
の側面並びに土壌層１０の上面からの大気中の空気の透
過流入が許容される。この土壌浄化システムにおいて
は、更に、砕石層６内に吸引パイプ１６が埋設される。
吸引パイプ１６は例えば塩化ビニル製パイプから構成さ
れ、その長手方向に間隔をおいて多数の吸引孔１８が形
成され、かかる多数の吸引孔１８を通して後述する如く
土壌１０中の空気が吸引される。この吸引パイプ１６は
図１に１つ示すが、浄化すべき土壌１０が多量にある場
合、所定方向（図示の形態では図１において紙面に垂直
な方向）に間隔をおいて、例えば２．０〜５．０ｍ程度
の間隔をおいて複数本配設される。この形態では、吸引
パイプ１６は第２シート部材１４を貫通して外側に延び
ている。

【００１３】吸引パイプ１６はミストセパレータ２０に
接続され、ミストセパレータ２０は接続パイプ２２を介
して吸引ブロア２４に接続され、この吸引ブロア２４は
接続パイプ２６を介して吸着塔２８に接続されている。
ミストセパレータ２０は空気中に含まれた水分を除去す
る。また、吸着塔２８は、例えばそれ自体公知の活性炭
吸着塔から構成され、空気中に含まれた有害物質、例え
ばベンゼン、トルエン等を吸着除去する。

【００１４】次に、上述した土壌浄化システムによる浄
化作用について説明する。土壌１０を浄化する時、吸引
ブロア２４が作動し、吸引パイプ１６を通して浄化すべ
き土壌１０中の空気が吸引される。このとき、吸引パイ
プ１６を通しての吸引作用が浄化すべき土壌１０に作用
し、土壌１０中の空気が吸引パイプ１６の多数の吸引孔
１８を通して吸引されるとともに、かかる吸引作用によ
って大気中の空気が第２シート部材１４を透過して土壌
１０中に流入する。従って、図１に矢印で示す通りの空
気流が生じ、このような空気流によって浄化すべき土壌
１０中の空気含有量が多くなり、浄化すべき土壌１０中
の酸素濃度が高くなる。その結果、浄化すべき土壌１０
中に内在する生物（内在菌）の活動が活性化され、かか
る生物の働きによる浄化作用が高められ、浄化すべき土
壌１０（例えば油分等によって汚染された土壌１０）を
効率良く分解して浄化することができる。尚、土壌の浄
化を行う生物（菌）は、土壌１０中に内在するものに加
えて、外部から投入するようにしてもよい。

【００１５】このシステムでは、砕石層１８に吸引パイ
プ１６が埋設されているので、浄化すべき土壌１０によ
って吸引パイプ１６の吸引孔１８が目詰まりすることを
防止し、長期にわたって土壌１０中の空気を所要の通り
に吸引することができる。また、吸引パイプ１６の吸引
孔１８近傍に多くの隙間が存在するので、吸引パイプ１
６からの吸引作用が土壌層１０の下面全域に実質上均一
に作用し、かかる土壌層１０の全域にわたって吸引する
ことができる。また、図１に示す通り、吸引パイプ１６
が土壌層１２の下側の砕石層６に埋設され、大気中の空
気は土壌層１２の側面及び上面から流入するので、外部
からの空気は図１に矢印で示す通りに流れ、土壌層１２
全体を通って吸引パイプ１６の吸引孔１８に向けて流
れ、従って土壌層１２全体の酸素濃度を高めることがで
きる。

【００１６】このように吸引された空気は吸引パイプ１
６を通してミストセパレータ２０に流れ、このミストセ
パレータ２０内にて吸引された空気に含まれた水分が除
去される。水分が除去された空気は、更に、接続パイプ
２２、吸引ブロア２４及び接続パイプ２６を通して吸着
塔２８に流れ、この吸着塔２８にて空気中に含まれた有
害物質が除去され、有害物質が除去された空気が、矢印
３２で示すように、排気ノズル３０から大気中の放出さ
れる。

【００１７】図２は、本発明に従う土壌浄化方法を適用
した土壌浄化システムの第１の変形形態の要部を簡略的
に示す断面図である。この変形形態では、第１シート部
材の配置構造に修正が施されている。尚、以下の変形形
態において、図１に示す実施形態と実質上同一の部材に
は同一の参照番号を付し、その説明を省略する。図２を
参照して、この変形形態では、第１シート部材４Ａの外
周部４ａが砕石層６の側面を覆うように上側に折り曲げ
られ、かく折り曲げられた外周部４ａの外側に接触する
ように第２シート部材１４の外周部が位置付けられ、こ
のように第２シート部材１４を設けることによって、第
１及び第２シート部材４Ａ，１４間が塞がれている。ま
た、第２シート部材１４の外周部は地表面２に置かれ、
かかる第２シート部材１４の外周部上面に錘体１５が載
置され、このように錘体１５を設けることによって、地
表面２と第２シート部材１４の間が塞がれるとともに、
第２シート部材１４の巻き上がりが防止される。この形
態では、吸引パイプ１６は第１及び第２シート部材４
Ａ，１４を貫通して外側に延びている。この第１の変形
形態のその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質
上同一である。

【００１８】この第１の変形形態においては、第１シー
ト部材４Ａの外周部が砕石層６の側面を覆っているの
で、大気中の空気の流入は土壌層１２の側面及び上面か
ら行われ、流入する空気が有効に土壌層１４内を流れ、
図１の実施形態に比して土壌層１４中を流れる空気量を
多くして空気含有量（即ち、酸素濃度）を高めることが
できる。図３は、本発明に従う土壌浄化方法を適用した
土壌浄化システムの第２の変形形態の要部を簡略的に示
す断面図である。この変形形態では、砕石層及び土壌層
を収容する構造に修正が施されている。

【００１９】図３を参照して、この第２の変形形態で
は、地表面２上に例えば矩形状又は円形状の収容壁４２
が設けられ、この収容壁４２の内周面及びこの収容壁４
２に囲まれた地表面２を覆うように第１シート部材４Ｂ
が設けられている。そして、収容壁４２の内側の収容空
間（即ちこの空間に敷かれた第１シート部材４Ｂの上
側）の底部に砕石層６が設けられ、この砕石層６の上側
に浄化すべき土壌層１２が堆積され、この土壌層１４の
上面を覆うように第２シート部材１４Ｂが収容壁４２の
上端開口に取り付けられている。収容壁４２は例えばコ
ンクリートから形成され、その内面に第１シート部材４
Ｂを配設することによって、この収容壁４２を透過して
空気及び水が内側の土壌層１０に流入するのを確実に阻
止することができる。尚、吸引パイプ１６は第１シート
部材４Ｂ及び収容壁４２を貫通して外側に延びている。
第２の変形形態のその他の構成は、図１の第１の実施形
態と実質上同一である。

【００２０】この第２の変形形態においては、第１シー
ト部材４Ｂが収容壁４２の内面及び収容壁４２の内側の
地表面を覆っているので、大気中の空気の流入は収容壁
４２の内側上面、即ち土壌層１２の上面から行われる。
それ故に、図３から理解される如く、第２シート部材１
４Ｂを透過した空気は、土壌層１０の下側に配置された
吸引パイプ１６に向けて下方に流れ、浄化すべき土壌層
１２の全体にわって実質上均一に流れ、土壌層１０全体
の空気含有量を高めて土壌層１０全体を効率良く浄化す
ることができる。尚、第２の変形形態では、収容壁４２
の内周面を第１シート４Ｂで覆っているが、収容壁４２
自体が気密性、水密性を有する場合、その内周面を第１
シート４Ｂで覆う必要はなくなる。

【００２１】図４は、本発明に従う土壌浄化方法を適用
した土壌浄化システムの第３の変形形態の要部を簡略的
に示す断面図である。この変形形態でも、砕石層及び土
壌層を収容する構造に修正が施されている。図４を参照
して、この第３の変形形態では、地表面２に例えば矩形
状又は円形状の収容坑５２を掘削し、この収容坑５２の
底面及び内周面を覆うように第１シート部材４Ｃが設け
られている。そして、収容坑５２の収容空間の底部（こ
の空間の底面に敷かれた第１シート部材４Ｂの上側）に
砕石層６が設けられ、この砕石層６の上側に浄化すべき
土壌層１２が堆積されている。更に、この土壌層１４の
上面を覆うように第２シート部材１４Ｂが地表面２に敷
かれ、その外周部に錘体１５が載置されている。このよ
うに収容坑５２の底面及び内周面に第１シート部材４Ｃ
を覆うことによって、地面から第１シート部材４Ｃを透
過して空気及び水が内側の土壌層１０に流入するのを確
実に阻止することができる。尚、吸引パイプ１６は砕石
層６に埋設され、その端部側は土壌層１２を通り、第２
シート部材１４を貫通して上方に延び、その砕石層６内
に位置する部位に、多数の吸引孔１８が形成されてい
る。第３の変形形態のその他の構成は、図１の第１の実
施形態と実質上同一である。

【００２２】この第３の実施形態においては、第１シー
ト部材４Ｃが収容坑５２の底面及び内周面を覆っている
ので、大気中の空気の流入は収容坑５２の上面、即ち土
壌層１２の上面から行われる。それ故に、上述した第２
の変形形態と同様に、第２シート部材１４Ｃを透過した
空気は、土壌層１０の下側に配置された吸引パイプ１６
に向けて下方に流れ、浄化すべき土壌層１２の全体にわ
って実質上均一に流れ、上述したと同様の効果が達成さ
れる。

【００２３】第２の変形形態においては、収容壁４２を
利用して第１シート部材４Ｂによって浄化すべき土壌層
１４の下面及び側面を覆っており、また第２の変形形態
においては、収容坑５２を利用して第１シート部材４Ｃ
によって浄化すべき土壌層１４の下面及び側面を覆って
いるが、これらの構成に代えて、次の通りに構成するこ
ともできる。即ち、底壁及びこの底壁から上方に延びる
側壁を有し、上面が開放された収容容器を気密性及び水
密性を有する材料から形成し、この収容容器内の底部
に、第２又は第３の変形形態と略同様に、砕石層を設
け、この砕石層の上側に浄化すべき土壌からなる土壌層
を設け、この土壌層を覆うように収容容器の開口にシー
ト部材（水密性、通気性を有する第２シート部材）を設
けるようにしてもよく、この場合、砕石層に配設される
吸引パイプを通して土壌層中の空気が吸引される。尚、
このような収容容器は、地表面に設置され、或いは地表
に堀削された収容坑に収容される。

【００２４】実施例及び比較例 上述した土壌浄化システムにおける土壌層及び砕石層中
の空気の流量を確認するために、次の通りのシミュレー
ションを行った。実施例として、底辺１０ｍ×１０ｍ、
高さ約３０ｃｍの砕石層を設け、その上側に底辺１０ｍ
×１０ｍ、上辺４ｍ×４ｍ、高さ２ｍの約１０４ｍ^３の
汚染土壌を堆積し、砕石層の底面及び側面を第１シート
部材で覆い（空気が透過しない不透気境界とする）、ま
た汚染土壌層を第２シート部材で覆った（空気が自由に
透過する）モデルを用いた。シミュレーションにおける
条件は、汚染土壌層の高畝部の透気係数４．４ｃｍ／
ｓ、砕石層の透気係数４４００ｃｍ／ｓ（高畝部の１０
００倍）とし、また土壌層の高畝部の間隙率０．１５
７、透水係数１０^−５ｃｍ／ｓ、毛細管圧力１０^４Ｐａ
とし、砕石層に埋設された吸引パイプは長手方向に均一
に空気を吸入するとした。このような諸条件において、
吸引パイプによる吸引条件を２．４ｍ^３／ｍｉｎにした
ときの砕石層及び汚染土壌層の空気の流れのシミュレー
ション結果は、図５に示す通りであった。この図５にお
けるシミュレーション結果は、砕石層及び汚染土壌層の
間隙の空気流量を標準化したものである。

【００２５】図５のシミュレーション結果から明らかな
ように、この実施例では、土壌層のほぼ全域において
０．２〜０．５ｃｍ／ｓの空気の流れが発生してること
がシミュレーションの計算により確認できた。比較例と
して、砕石部を第１シート部材で覆っていない以外は実
施例と同様もモデルを用い、砕石部の透気係数を５５０
ｃｍ／ｓ（高畝部の１２６倍）とした以外は実施例と同
一の条件（吸引条件を含めて）で砕石層及び汚染土壌層
の空気の流れのシミュレーションを行い、その結果は、
図６に示す通りであった。この比較例では、土壌層の全
域において空気の流れは０．１ｍ／ｓ以下であり、土壌
層を通してほとんど空気が流れていないという結果にな
った。

【００２６】実施例及び比較例のシミュレーション結果
から、砕石層を第１シート部材で覆う、換言すると砕石
層と外気との境界を不透気境界とすることにより、大気
中の空気が土壌層を通して吸引パイプに向けて流れるこ
とが判った。

【００２７】

【発明の効果】本発明の請求項１の土壌の浄化方法によ
れば、吸引パイプを通しての吸引作用によって、第２シ
ート部材を透過して大気中の空気が吸引され、かく吸引
された空気は浄化すべき土壌層及び砕石層を通して吸引
パイプに流れ、かくして土壌層を通して多くの空気を流
すことができる。その結果、浄化すべき土壌中の内在生
物、或いは外部から投入した生物の働きを活性化して土
壌の浄化効率を高めることができる。

【００２８】また、本発明の請求項２の土壌の浄化方法
によれば、大気中の空気は土壌層の上面から下方に砕石
層向けて流れ、浄化すべき土壌層全体にほぼ均一に空気
を流すことができ、これによって土壌層全体を所要の通
りに浄化することができる。また、本発明の請求項３の
土壌の浄化方法によれば、第１シート部材がポリエチレ
ン製シートであるので、水及び空気の流入を確実に阻止
することができ、また第２シート部材が塩化ビニル製シ
ートであるので、空気の流入は許容するが、水の流入を
確実に阻止することができる。

【００２９】更に、本発明の請求項４の土壌の浄化方法
によれば、収容容器が気密性及び水密性を有するので、
収容容器の開口を覆うシート部材を透過して大気中の空
気が吸引され、かく吸引された空気は浄化すべき土壌層
及び砕石層を通して下方に流れ、浄化すべき土壌層全体
にほぼ均一に空気を流して上述したと同様に土壌の浄化
効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に従う土壌の浄化方法の一実施
例を適用した土壌浄化システムを簡略的に示す断面図で
ある。

【図２】土壌浄化システムの第１の変形形態の要部を示
す断面図である。

【図３】土壌浄化システムの第２の変形形態の要部を示
す断面図である。

【図４】土壌浄化システムの第３の変形形態の要部を示
す断面図である。

【図５】実施例のシミュレーション結果を示す図であ
る。

【図６】比較例のシミュレーション結果を示す図であ
る。

【符号の説明】

２ 地表面 ４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 第１シート部材 ６ 砕石層 １０ 土壌 １２ 土壌層 １４，１４Ｂ，１４Ｃ 第２シート部材 １６ 吸引パイプ ２０ ミストセパレータ ２８ 吸着塔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気密性及び水密性を有する第１シート部
   材の上側に砕石からなる砕石層を設け、この砕石層の上
   側に浄化すべき土壌からなる土壌層を設け、この土壌層
   を覆うように、水密性及び通気性を有する第２シート部
   材を設け、更に、前記砕石層内に吸引パイプを配設し、
   この吸引パイプを通して空気を吸引することを特徴とす
   る土壌の浄化方法。
2. 【請求項２】 前記第１シート部材は前記土壌層の下側
   及びその側面を覆い、前記第２シート部材は前記土壌層
   の上面を覆うことを特徴とする請求項１記載の土壌の浄
   化方法。
3. 【請求項３】 前記第１シート部材はポリエチレン製シ
   ートであり、前記第シート部材は塩化ビニル製シートで
   あることを特徴とする請求項１又は２記載の土壌の浄化
   方法。
4. 【請求項４】 気密性及び水密性を有する収容容器の底
   部に砕石からなる砕石層を設け、前記収容容器内の前記
   砕石層の上側に浄化すべき土壌からなる土壌層を設け、
   この土壌層を覆うように前記収容容器の開口に、水密性
   及び通気性を有するシート部材を設け、更に、前記砕石
   層内に吸引パイプを配設し、この吸引パイプを通して空
   気を吸引することを特徴とする土壌の浄化方法。