JP2002119951A

JP2002119951A - 土壌及び地下水浄化の管理システム並びに浄化の管理方法

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Publication number: JP2002119951A
Application number: JP2000312905A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Maki; 孝一郎槙; Yasuo Usui; 康雄臼井; Seiji Takahashi; 清二高橋; Hiroshi Kinoshita; 弘志木下
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd; Sumikon Serutekku KK
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd; Sumikon Serutekku KK
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2002-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】有害物質で汚染された土壌及び地下水の浄化
作業の進捗状態を監視するとともに、浄化作業の進行を
正確にに予測することを可能とする。【解決手段】汚染地盤に揚水井戸１とガス吸引井戸４
とを設け、汲み上げた地下水及び吸引抽出した土壌間隙
中のガスから汚染物資を除去するとともに、複数のモニ
タリング井戸６から、モニタリング装置７によって汚染
状態に関するデータを検出する。一方、コンピュータ１
１（演算装置）には、汚染地盤の地層構造に関するデー
タ、汚染状態に関するデータ等を入力し、汚染浄化の進
行について演算によるシミュレーションを行なう。シミ
ュレーションの結果は、モニタリングされた汚染データ
と対比され、値が乖離する場合には、パラメータを変更
して、再度シミュレーションを行なう。また、パラメー
タを適切な範囲で変更しても対比する値が一致しない場
合には、シミュレーションのモデルを再検討する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、揮発性有機物
質、油脂類等によって汚染された土壌又は地下水を浄化
する際に、浄化作業の進捗状況の把握や終了時期の予測
を的確に行うための管理システム又は管理方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】種々の要因による環境の汚染が各地で生
じており、特に、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）による土
壌の汚染は、小規模のものも含めて各地で多数が生じて
いる。トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、
１，２―ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタ
ン、１，１，２―トリクロロエタン等の揮発性有機化合
物は発ガン性を有することが報告されており、これらの
物質で土壌が汚染されていると、地下水に混入し、これ
が飲料水として用いられて人体に影響を及ぼすおそれが
ある。このため、汚染した土壌及び地下水の浄化が必要
となっている。

【０００３】このような汚染土壌の浄化は、主に次のよ
うな方法によって行われている。１．土壌中の気体を抽出し、含まれている有機汚染物質
を活性炭等に吸着させて除去する。２．地下水を汲み上げ、曝気装置内で揮発性の汚染物質
を気化させる。そして、気化した汚染物質を活性炭等に
吸着させて除去する。また、上記に加えて、微生物によって汚染物質を分解す
るバイオレメディエーションの手法も検討されている。

【０００４】上記のような手法における浄化作業は、ま
ず汚染現場における地盤の状況の調査、汚染状況の調査
を行うことから始められる。そして、これらの調査結果
に基づいて浄化作業の計画が立案され、実施に移され
る。このような浄化作業は、一般にかなりの長期間にわ
たって継続的に行う必要があり、浄化の進捗状況を監視
しながら進められている。浄化の進捗状況の監視は、一
般には、抽出された土壌中のガス又は地下水をサンプリ
ングし、含まれている汚染物質量を測定することによっ
て行われており、従来の方法では現地での手作業によっ
て測定が行われることが多い。そして、上記測定の結果
から、汚染物質量の減少を認識し、これにより浄化の進
行状態を判断している。また、必要に応じて、土壌中の
ガスを吸引する井戸又は地下水を汲み上げる井戸の周辺
にモニタリング用の井戸を設け、このモニタリング井戸
内で汚染物質量を測定することも行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来から行われている方法では、次のような問題
点がある。浄化作業の計画は、地盤の状況の調査結果及
び汚染状況の調査結果等に基づいて立案されるが、地盤
の状況や汚染状況は、正確に把握することが難しく、あ
る程度の推測又は仮定に基づいたものとなる。このた
め、実際に浄化作業を開始してみると、浄化の進行は予
測のとおりには進まないこともしばしば起こり得る。こ
のため、浄化作業の終了時期が大幅に遅れることもあ
る。

【０００６】また、汲み上げた地下水や吸引した土壌ガ
ス中の汚染濃度が低下し、浄化作業が終了したと判断さ
れても、その後時間が経過すると汚染濃度が上昇するこ
とや、揚水井戸又は吸引井戸から少し離れた位置で汚染
濃度を測定すると、浄化が進んでいないということが生
じ得る。これは、浄化方法が地盤を構成する土壌の特性
に適していないことによって起こるものと考えられる。
つまり、地層を構成している土壌の透水係数や間隙率、
土壌中の気体の流れ易さ、埋設物の存在又は位置等の誤
認によって起こるものと推測される。

【０００７】上記のような事態が生じると、浄化を行う
者にとっては、作業が計画通りに行うことができず、機
械の運用や人員計画に大幅な変更が生じ、経済的な負担
が大きくなる。また、浄化作業の依頼者や監督官庁にと
っては、事態の把握が難しくなり、浄化作業への信頼性
を維持することができなくなる。一方、浄化の進行が予
測と大きく異なることが認識されたとしても、その要因
の把握が難しく、揚水井戸や吸引井戸の追加等の対策
は、経験や推測に基づいて行うことになり、的確な対策
を講じることができない。

【０００８】本願発明は、上記のような事情に鑑みてな
されたものであり、その目的は、汚染された土壌及び地
下水の浄化作業の進捗状態を監視するとともに、シミュ
レーションによる予測値と対比して、浄化作業開始後の
状況に的確に対応することを可能にするとともに、浄化
作業の進行を正確に予測することを可能とすることであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に係る発明は、土壌内間隙又は地下水
が有害物質で汚染された現場における汚染物質の浄化作
業を管理するシステムであって、汚染地盤の地層構造
に関するデータ、地盤を構成する土壌や汚染物質の特性
を示すデータ、汚染状態のデータ及び浄化作業に関する
データが入力され、該入力データに基づいて浄化の状態
の予測演算を行なう演算装置と、浄化を行なう現場に
設けられた複数のモニタリング井戸と、前記モニタリ
ング井戸から直接又は該モニタリング井戸から採取した
地下水又は気体を介して、汚染状態に関するデータを検
出するモニタリング装置とを有し、前記演算装置は、
入力された前記データに基づいて、汚染の浄化の進行の
程度を時間を追って演算するシミュレーション機能と、
該シミュレーション機能によって演算された浄化進行
の程度に関する予測値と、前記モニタリング装置で検出
された汚染状態に関するデータとを対比するデータ対比
機能とを有する土壌及び地下水浄化の管理システムを提
供する。

【００１０】上記構成において、地層構造に関するデー
タは、各地層の厚さ、土質等のデータ、及び地下水位、
地中埋設物等のデータである。汚染状態のデータは、有
害物質で汚染されている領域の三次元的なデータ及びそ
の濃度分布等のデータである。また、浄化作業に関する
データは、浄化作業のために設ける揚水井戸、ガス吸引
井戸の位置及び数、揚水量、ガス吸引圧等である。ま
た、バイオレメディエーションを用いる場合には、使用
する微生物の数（濃度）、微生物の活性度に関するデー
タが考えられる。

【００１１】上記のデータは、演算装置においてシミュ
レーションを行うためのモデルの基本的事項を決定する
ためのデータである。これに対し、地盤を構成する土壌
や汚染物質の特性を示すデータは、土壌の透水係数、間
隙率、ガスの移動のし易さ等であり、シミュレーション
のモデルの基本的な事項は変更することなく、パラメー
タとして変動させることができるものである。

【００１２】上記モニタリング装置によって検出される
汚染状態に関するデータは、モニタリング井戸内で採取
される気体又は地下水に含まれる汚染物質の濃度、モニ
タリング井戸内で観測される土壌間隙内の圧力、温度、
湿度等である。モニタリング装置は、上記データを検出
することができるものであり、必要なときに作業者の動
作によってデータを取得するものを用いることができる
が、所定の時間間隙で継続的にデータを取得し、このデ
ータを演算装置に入力するように設定されたものが望ま
しい。

【００１３】上記演算装置のシミュレーション機能は、
有限要素法、差分法等、数値演算によって浄化の進行状
態を解析することができる方法に基づくものである。

【００１４】上記のような管理システムでは、上記演算
装置で汚染浄化の進行についてシミュレーションが行わ
れるので、浄化手段の適性や浄化作業の終了時期を判断
することができる。そして、浄化作業を開始した後は、
モニタリング装置で汚染状態に関するデータが検出さ
れ、この値がシミュレーションの結果における対応する
経過時間の値と対比される。

【００１５】この対比の結果、モニタリング装置で検出
された値とシミュレーションの結果とがほぼ一致するも
のであるならば、シミュレーションが適切に行われてい
ると推定することができ、シミュレーションの結果によ
るその後の浄化進行度、浄化の終了時期も、信頼性の高
いものであると判断することができる。

【００１６】一方、モニタリング装置で検出された値と
シミュレーションの結果とが一致しないときには、その
後の浄化の進行度、終了時期について再検討することの
必要性を認識することができ、必要に応じて早期に浄化
手段の変更・追加等の対策を講じることが可能となる。
このとき、モニタリング井戸は複数が設けられているの
で、対比する値の不一致を２次元的又は３次元的に認識
することができ、対応が容易となる。また、シミュレー
ションのモデル又はパラメータに不適切な部分が存在す
ることも認識できる。

【００１７】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
発明において、前記演算装置は、前記予測値と前記モ
ニタリング装置で検出されたデータとが、所定の値以上
乖離したときに、前記演算装置に入力されたデータのう
ちの所定のものをパラメータとして変更し、前記シミュ
レーションによる予測値が前記モニタリング装置で検出
された値にほぼ合致する前記パラメータの修正値を検索
する修正パラメータ検索機能を有するものとする。

【００１８】上記のように、モニタリング装置で検出さ
れた値とシミュレーションの結果とが合致するパラメー
タを検索することによって、現実の土壌に合ったパラメ
ータを見出すことができる。そして、この値を用いてシ
ミュレーションをやり直すことによって、その後の予測
が高い信頼性を有するものとなる。また、パラメータを
修正した後の予測により、浄化手段の変更が必要と考え
られる場合にも、的確な対策を立案することが可能とな
る。

【００１９】請求項３に係る発明は、請求項２に記載の
発明において、前記演算装置は、前記修正パラメータ
検索機能により検索されたパラメータの修正値が、あら
かじめ設定された範囲外となる場合に、前記シミュレー
ションのモデルを変更すべき旨の警告を発するアラーム
機能を有するものとする。

【００２０】例えば、土壌の特性を示すデータ等は、シ
ミュレーションのモデルの基本的な事項を変更すること
なくパラメータとして変更できるとともに、現実の土壌
が示す値については、その範囲であればおおよそ知るこ
とができる。この範囲を予め設定しておき、上記検索に
よって選択されたパラメータの値がこの範囲外となると
きには、このパラメータの変更によっては、現実の地盤
の状態とシミュレーションの結果とを一致させることが
できないことが分かる。つまり、汚染状態に関するデー
タについてモニタリングによる値とシミュレーションに
よる値とがほぼ合致するためには、土壌の特性を示すパ
ラメータが現実にはあり得ない値であることが要件にな
り、シミュレーションのモデルの他のデータが現実と相
違していることを示している。したがって、上記警告が
あったときには、シミュレーションのモデルの再検討が
必要であることを的確に認識することができる。そし
て、シミュレーションのモデルを妥当なものに変更して
再度シミュレーションを行うことにより、その後の浄化
作業について信頼性の高い予測が可能となる。

【００２１】請求項４に係る発明は、土壌内間隙又は
地下水が有害物質で汚染された現場における汚染物質の
浄化作業を管理する方法であって、汚染地盤の地層構
造に関するデータ、地盤を構成する土壌や汚染物質の特
性を示すデータ、汚染状態のデータ及び浄化作業に関す
るデータに基づいて、汚染浄化の進行の程度を、数値演
算によるシミュレーションにより時間を追って算出する
工程と、浄化を行なう現場に設けられた複数のモニタ
リング井戸から直接又は該モニタリング井戸から採取し
た地下水又は気体を介して、汚染状態に関するデータを
検出する工程と、前記シミュレーションによって演算
された浄化の進行の程度に関する予測値と、前記モニタ
リング井戸から検出された汚染状態に関するデータとを
対比する工程とを有する土壌及び地下水浄化の管理方法
を提供するものである。

【００２２】この管理方法では、シミュレーションによ
り浄化作業の進行度及び浄化の終了時期を予測すること
ができるとともに、モニタリング井戸から検出した汚染
状態に関する指標の値をシミュレーションによる値と対
比することができる。これにより、シミュレーションに
基づく予測の信頼性又は予測値の変更の必要性等を判断
することができる。

【００２３】請求項５に係る発明は、請求項４に記載の
管理方法において、前記予測値と前記モニタリング装
置で検出されたデータとが、所定の値以上乖離したとき
に、前記シミュレーションを行なうために入力したデー
タのうちの所定のものをパラメータとして変更し、前記
シミュレーションによる予測値が前記モニタリング装置
で検出された値にほぼ合致する前記パラメータの修正値
を検索する工程を有するものとする。

【００２４】この管理方法では、所定のパラメータにつ
いて、現実の土壌に近い値を検索によって見出すことが
できる。したがって、その後の予測について信頼性の高
いシミュレーションを行うことができ、的確な予測がで
きる。

【００２５】請求項６に係る発明は、請求項５に記載の
管理方法において、検索された前記パラメータの修正
値が、あらかじめ設定された範囲外となる場合に、前記
シミュレーションのモデルを変更するデータを入力し、
再度シミュレーションを行なう工程を有するものとす
る。

【００２６】この管理方法では、所定のパラメータの修
正値として検索された値から、シミュレーションのモデ
ルの妥当性を判断することができ、モデルを変更するこ
とについて早期に的確な対応が可能となる。また、シミ
ュレーションのモデルを適切なものに変更し、再度シミ
ュレーションを行うことによって浄化の進行度、浄化の
終了時期について、より的確な予測ができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本願に係る発明の実施の形
態を図に基づいて説明する。図１は、本願発明の一実施
形態である管理システム及びこの管理システムが用いら
れる土壌及び地下水の浄化サイトを示す概略構成図であ
る。この浄化サイトは、土壌及び地下水が揮発性有機化
合物によって汚染されており、揚水及び土壌中のガスの
吸引を行って、地下水及び土壌中の汚染物資を除去・処
理するものである。

【００２８】浄化サイトには、浄化作業を行う設備とし
て、ポンプ２によって地下水を汲み上げる揚水井戸１
と、汲み上げられた地下水から汚染物質を除去する第１
の汚染処理装置３と、土壌間隙中のガスを吸引抽出する
ガス吸引井戸４と、抽出されたガスに含まれる汚染物質
を除去する第２の汚染処理装置５とが設けられている。

【００２９】上記第１の汚染処理装置３は、汲み上げら
れた地下水から曝気により汚染物質を気化させ、これを
活性炭に導いて吸着除去するものである。また、第２の
汚染処理装置５は、土壌中から抽出されたガスから水分
をまず除去し、さらに活性炭に導いて汚染物質を吸着す
るものである。

【００３０】本実施形態の管理システムは、このような
設備によって行われる浄化作業を管理するものであり、
揚水井戸１及びガス吸引井戸４の周辺部に設けられた複
数のモニタリング井戸６と、これらのモニタリング井戸
６から汚染濃度や土壌間隙内の気圧・温度・含水量等を
検出するモニタリング装置７と、揚水井戸から汲み上げ
られた地下水をサンプリングし、汚染濃度を測定する第
１の汚染濃度検出装置８と、ガス吸引井戸４から抽出さ
れた気相をサンプリングし、汚染濃度を測定する第２の
汚染濃度検出装置９と、上記モニタリング装置７及び汚
染濃度検出装置８，９で検出されたデータを処理し、直
接に又は電話回線やインターネット等の通信手段を介し
てコンピュータに該データを供給するデータ処理装置１
０と、上記データに基づいて浄化作業の進行状態及び終
了時期を演算により算出するコンピュータ１１（演算装
置）と、このコンピュータ１１に付属する記憶装置１２
・データ入力装置１３・表示装置１４・アラーム表示装
置１５とを備えている。

【００３１】上記モニタリング装置７は、複数のモニタ
リング井戸６のそれぞれにおいて検知される土壌間隙中
の気体の汚染濃度、気圧、温度、含水量、地下水中の汚
染濃度、地下水位等を一定の時間間隔で抽出し、その値
を出力することができるものである。また、汚染濃度検
出装置８，９も、一定の時間間隔で地下水又は吸引ガス
をサンプリングし、汚染濃度を示す値を出力するように
なっている。

【００３２】上記コンピュータ１１は、シミュレーショ
ン機能と、データ対比機能と、修正パラメータ検索機能
と、アラーム出力機能とを備えるようにソフトウエアが
インストールされている。上記シミュレーション機能
は、上記データ入力装置１３から入力されたデータ等に
基づいて、汚染地盤を模した数値モデルを形成し、有限
要素法により、地下水の流れ、空気の流れ、汚染物質の
気相と液相との相平衡を連成によって数値的に解析する
ものであり、時間の経過を追って解析することができる
ようになっている。

【００３３】上記数値モデルの形成に必要なデータは、
各地層の厚さや土質等の地層構造、地中埋設物の位置や
形状等の地盤に関するデータ、各地層を構成する土壌の
透水係数、間隙率等の特性を示すデータ、溶解速度や飽
和溶解度等の汚染物質の物理的・化学的特性を示すデー
タ、汚染されている範囲や汚染物質の濃度分布等の汚染
状態を示すデータ、揚水井戸、ガス吸引井戸の位置、揚
水量、吸引圧、吸引量等の浄化作業に関するデータ等を
含むものである。

【００３４】上記データ対比機能は、上記シミュレーシ
ョン機能によって得られるシミュレーションの結果とモ
ニタリング装置７で得られる検出値とを対比するもので
あり、例えば浄化作業開始後所定の時間が経過したとき
の、土壌内気相中の汚染濃度を対比するものである。ま
た、この対比は、各モニタリング井戸ごとに検出値をシ
ミュレーションの結果と対比することができる。さら
に、揚水井戸１又はガス吸引井戸４からのサンプリング
によって検出された汚染濃度をシミュレーションの結果
と対比することもできるようになっている。

【００３５】上記修正パラメータ検索機能は、上記シミ
ュレーションを行うために入力したデータのうち、基本
的なモデルの構造を変更することなく、パラメータとし
て数値の変更が可能なものを選択し、これらのパラメー
タを変更して、シミュレーションの結果とモニタリング
装置７で検出された値とがほぼ合致する修正パラメータ
を検索する機能である。

【００３６】パラメータとして変更可能なデータとして
は、表１に示すものがあるが、本実施形態では、これら
の中でシミュレーションの結果に影響の大きいものを感
度解析により抽出し、土壌中の間隙率と飽和透水係数と
を修正するパラメータとして選択している。

【表１】

【００３７】上記アラーム機能は、上記修正パラメータ
検索機能により、シミュレーションの結果と浄化サイト
で検出された値とが合致するように修正されたパラメー
タが、あらかじめ設定されている範囲外となるときにア
ラーム表示装置に対してアラーム信号を出力する機能で
ある。

【００３８】あらかじめ設定されている範囲は、上記修
正するパラメータすなわち間隙率と飽和透水係数とにつ
いて、表２に示すようになっている。

【表２】

【００３９】これらの値は、実際の土壌として可能性の
ある範囲を示すものであり、例えば間隙率が砂質地盤で
０．２〜０．４の範囲外となることはほとんどあり得な
い。したがって、修正されたパラメータが砂質地盤で上
記範囲外になるということは、シミュレーションのモデ
ルの他のデータに実際の浄化サイトとの差異があること
を意味する。したがって、シミュレーションのモデルの
再検討が必要である旨を警告するものである。

【００４０】上記コンピュータ１１に付属するデータ入
力装置１３は、既存の様々な形態のものを用いることが
できるが、一般的にはキーボードを用いる。表示装置１
４は、ディスプレイであってもよいし、プリンタ等であ
ってもよい。また、これらを併用することもできる。ま
た、アラーム表示装置は、ランプの点滅等視覚的な表示
をするもの、音声等により聴覚的に表示するもの等を用
いることができる。また、上記表示装置１４を兼用し、
ディスプレイ等が警告を表示するものであってもよい。

【００４１】上記記憶装置１２は、入力されたデータ、
シミュレーションの結果等を記録し保存するものであ
り、任意に書き込み及び読み取りができるものである。

【００４２】次に、浄化作業の開始前及び浄化作業を継
続している間における上記管理システムの動作及び作用
を、図２及び図３に示すフロー図に基づいて説明する。
なお、この管理システムを用いた管理方法は、請求項
４、請求項５又は請求項６に係る発明の一実施形態であ
る。

【００４３】有害物質で汚染されたサイトにおける浄化
作業を行うにあたり、まずサイトの状況を把握するため
に調査を行う。汚染状態の調査（ＳＴ１）は、深さ方向
にも幅を持つ複数地点の汚染濃度分析からなる表層調査
により行い、汚染の３次元的な分布状況は、これらのデ
ータから地層に関するデータおよび地下水位等を考慮し
てデータの内挿、外挿に関する手法により推定する。そ
して、これをシミュレーションにおける汚染濃度分布の
初期値とする。地層に関するデータ及び地下水位等はボ
ーリング調査の結果によって得られるものであり、地層
の数、層厚、土質等を知ることができる。

【００４４】上記のようにして得られた調査データを検
討すること（ＳＴ２）により、浄化対策として揚水井
戸、ガス吸引井戸の数、配置、揚水量、ガス吸引圧力等
を決定する（ＳＴ３）。これらの決定は、浄化終了まで
の期間、経済性等を考慮して行われる。これが浄化作業
の工事設計である。そして、上記調査データ及び汚染浄
化対策に関するデータは、データ入力装置１３から管理
システムのコンピュータ１１に入力される。これらのデ
ータは、表示装置１４に任意のときに出力する（ＳＴ
４）ことができる。

【００４５】一方、汚染物質の物理的・化学的特性を表
すパラメータ、各地層の透水係数、透気係数、空隙率、
含水率等の空気や水の流れに関するパラメータ、地層中
の地下水に関するパラメータ等の中から適切なものを選
択して、値が設定される（ＳＴ５）。これらは、表１に
示すものの一部又は全部を含むものである。

【００４６】上記のようにデータの入力及びパラメータ
の設定が終了すると汚染浄化のシミュレーションモデル
を作成することができ（ＳＴ６）、このモデルに基づい
て数値演算によるシミュレーションが行われる（ＳＴ
７）。このシミュレーションは、本実施形態では土壌・
地下水中の汚染物質の移流拡散に関する有限要素法ソフ
トを用いて行っているが、他の方法を用いることもでき
る。

【００４７】シミュレーションの結果は、汚染浄化の進
行を時間を追って示すものであり、結果が表示装置１４
に出力されるとともに、記憶装置１２に記録される（Ｓ
Ｔ８）。このシミュレーションの結果は、浄化の進行を
時間を追って又は分布として可視的に表すことができ、
依頼者等に汚染の状態や浄化対策の内容を説明する（Ｓ
Ｔ９）のに有効に用いることができる。また、このシミ
ュレーションの結果により、浄化の終了時期を予測する
ことができる。

【００４８】上記シミュレーションの終了後又は併行し
て浄化作業が開始される（ＳＴ１０）。浄化作業開始後
は、所定の時間間隔で継続的に、モニタリング井戸６で
モニタリングデータが検出される（ＳＴ１１）。モニタ
リング井戸６は単にパイプ状の棒を用いた簡易的なもの
であってもよい。またその検出先端は、土壌中にあって
も地下水中であってもよく、土壌中にある場合には土壌
間隙中の汚染ガスを含む空気を直接サンプリングするも
のであり、地下水中にある場合にはその地点の地下水中
に含まれる汚染物質と平衡状態にある地下水上部の空気
をサンプリングするものである。この先端が土壌中にあ
るか地下水中にあるかを見分けるためには、モニタリン
グ井戸６で検出される圧力を測定する。この地点が真空
吸引作業の影響下にある場合には、測定される圧力は大
気圧に比べて低く負圧になることが予想され確認もでき
た。また、地下水中にある場合には、真空吸引の影響下
にあっても地下水位から先端までの深さに対応して圧力
が加わり大気圧に比べ大きい圧力になることが予想され
確認することができた。モニタリングするデータは土壌
間隙内の気体の汚染濃度、圧力、温度、湿度である。こ
れらのモニタリングデータは管理システムのコンピュー
タに入力され、記憶装置に記録される（ＳＴ１２）。ま
た、これらのデータは任意のときに表示することができ
る（ＳＴ１３）。

【００４９】上記モニタリングデータのうち、土壌間隙
内の汚染濃度をシミュレーションの結果と対比する（Ｓ
Ｔ１４）。この対比は、浄化開始後、所定時間が経過し
た時又は任意の時について行うことができ、対応する時
間、位置についての値を対比する。つまり、複数のモニ
タリング井戸の位置について、浄化開始後の同じ時刻の
データをそれぞれ対比する。

【００５０】上記対比の結果、汚染濃度の値がほぼ一致
するものであれば、実際の浄化の進行はシミュレーショ
ンによる予測どおりであり、その後も継続して行われる
浄化作業の進行についての予測も信頼性が高いものと考
えることができる。なお、上記シミュレーションの結果
との対比は、揚水井戸１又はガス吸引井戸４からサンプ
リングにより得られた汚染濃度を対比することもでき
る。これらのデータを対比することにより、さらに的確
な状態の把握が可能となる。

【００５１】一方、図４に示すように、モニタリングに
よって得られた値とシミュレーションの結果に基づく値
とが乖離する場合、例えばモニタリング位置における気
相中の汚染濃度が乖離する場合には、シミュレーション
におけるパラメータの設定に誤差がある可能性があり、
あらかじめ修正するものとしたパラメータを変更して、
モニタリングデータとシミュレーションに基づく値とが
一致する修正パラメータの値を検索する（ＳＴ１６）。

【００５２】この実施形態では、修正するパラメータは
土壌中の間隙率と飽和透水係数であり、シミュレーショ
ンの結果がモニタリングによって得られた値と一致する
ように、該パラメータの修正値を決定する（ＳＴ１
７）。そして、この修正値が、あらかじめ設定された範
囲、つまり表２に示す範囲内であるときは、この修正さ
れたパラメータを用いて再度シミュレーションを行う
（ＳＴ１８，ＳＴ１９）。

【００５３】このようにして行われたシミュレーション
の結果は、図５に示すように、モニタリングされた値と
ほぼ合致するとともに、その後の浄化の進行を高い信頼
性をもって予測するものである。なお、この予測値を検
討し、浄化の終了時期が遅延しすぎる場合や、浄化対策
を変更するのが経済的に望ましい場合等には、吸引井戸
の増設、吸引圧力の強化等、浄化対策の変更を行い、こ
の内容についてのデータを変更して、再度シミュレーシ
ョンを行う。

【００５４】このシミュレーションの結果は、図６に示
すように、変更後の浄化対策による浄化の進行を予測す
るものとなる。そして、このシミュレーションの結果を
その後のモニタリングデータと対比し、図７に示すよう
に、双方の値が乖離するときには、上述と同様の手法に
より、パラメータの修正を行い、モニタリングの結果と
合致するパラメータで再びシミュレーションを行うこと
により、その後の予測はさらに信頼性の高いものとな
る。

【００５５】決定された修正パラメータ、すなわち土壌
中の間隙率と飽和透水係数との修正された値が、あらか
じめ定められた表２に示す範囲外となる場合は、アラー
ム表示装置に警告が表示される（ＳＴ２０）。表２に示
す範囲は、上記パラメータが現実にその値となる可能性
がある範囲として設定されており、修正パラメータの値
がこの範囲外となることは、シミュレーションのモデル
の他の要素に現実との差異があると判断することができ
る。例えば、砂層と推定されている領域に粘土層が存在
していたり、汚染の分布が初期調査によって推定された
ものと大きく違っていた場合、調査において検知できな
かった埋設物が存在していた場合等が考えられる。この
ような場合は、「対策の異常事態」と考えることがで
き、早急に浄化対策の再検討が必要となり、その旨を管
理者に通知するために警告を発するものである。

【００５６】上記のように地層構造の相違、埋設物の有
無、汚染分布の初期値等は、シミュレーションのモデル
において単純に数値のみを変更すれば済むものではな
く、充分な再調査及びシミュレーションのモデルの再検
討（ＳＴ２１）を行った後、モデルを形成するためのデ
ータを、データ入力装置からの入力により修正する（Ｓ
Ｔ２２）。そして、修正されたモデルにより再びシミュ
レーションを行う（ＳＴ１９）。モデルを変更したこと
により、再度データの対比（ＳＴ１４）、適正なパラメ
ータを検索する工程（ＳＴ１６）を行い、図５に示すよ
うに、モニタリングによって得られた値とシミュレーシ
ョンの結果が一致するように適切な修正パラメータを得
る（ＳＴ１７）。

【００５７】その後、浄化作業の進行にともない、上記
と同様にモニタリングによって得られた値とシミュレー
ションの結果との対比をくり返し、必要に応じてパラメ
ータの修正、モデルの変更及び浄化対策の再検討を行っ
て、より信頼性の高い浄化の予測と管理を行う。

【００５８】上述した土壌及び地下水浄化の管理方法
は、汚染土壌からの揚水及びガス吸引によって浄化する
ものであるが、この他に、微生物を利用した汚染浄化、
いわゆるバイオレメディエーションを用いる場合にも、
本願発明に係る管理システム及び管理方法を適用するこ
とができる。

【００５９】バイオレメディエーションは、汚染土壌に
適切な微生物を供給し、又はその地盤に存在している微
生物を活性化し、該微生物の作用によって汚染物質を分
解するものである。そして、浄化のシミュレーション
は、気相の流れ、汚染物質の移動、微生物の濃度、微生
物の活性に影響するガス濃度、温度等を考慮して汚染濃
度の変化を時間を追って解析するものである。この結果
とモニタリングによって得られた値とを対比し、上述の
実施形態と同様に、パラメータの修正、対策の検討等を
行うことができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係る管
理システムでは、汚染浄化の進行状態及び終了時期を数
値解析によるシミュレーションによって予測することが
でき、機材の運用や人員の手配等を計画的に行うことが
できる。また、浄化の進行にともなって、浄化の状態を
モニタリングし、シミュレーションの結果との対比をく
り返し行うとともに、必要に応じてシミュレーションに
用いるパラメータの修正、モデルの変更を行うことがで
き、的確な浄化状況の把握及び予測が可能となる。ま
た、浄化対策の変更等も的確に行うことができる。一
方、本願発明に係る管理方法では、シミュレーションに
よって汚染浄化の進行状態及び終了時期の予測ができる
とともに、浄化の進行時にこの結果を浄化サイトでモニ
タリングした値と対比し、パラメータの修正又はシミュ
レーションモデルの修正を行うので、より的確な浄化状
況の把握及び予測ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施形態である管理システム及び
この管理システムが用いられる土壌及び地下水の浄化サ
イトを示す概略構成図である。

【図２】図１に示す管理システムを用いた、土壌及び地
下水浄化の管理方法を示すフロー図である。

【図３】図１に示す管理システムを用いた、土壌及び地
下水浄化の管理方法を示すフロー図である。

【図４】浄化作業の開始後における汚染濃度の測定値と
シミュレーションの結果とを対比して示す図である。

【図５】浄化作業の開始後における汚染濃度の測定値と
シミュレーションの結果とを対比して示す図である。

【図６】浄化作業の開始後における汚染濃度の測定値と
シミュレーションの結果とを対比して示す図である。

【図７】浄化作業の開始後における汚染濃度の測定値と
シミュレーションの結果とを対比して示す図である。

【符号の説明】

１揚水井戸２ポンプ３地下水の汚染処理装置（第１の汚染処理装置）４ガス吸引井戸５土壌中の汚染処理装置（第２の汚染処理装置）６モニタリング井戸７モニタリング装置８地下水の汚染濃度検出装置（第１の汚染濃度検出
装置）９土壌中ガスの汚染濃度検出装置（第２の汚染濃度
検出装置）１０データ処理装置１１コンピュータ（演算装置）１２記憶装置１３データ入力装置１４表示装置１５アラーム表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｆ 19/00 １１０Ｂ０９Ｂ 5/00 Ｍ (72)発明者槙孝一郎千葉県市川市中国分３−18−５住友金属鉱山株式会社中央研究所内 (72)発明者臼井康雄東京都新宿区歌舞伎町２−16−９スミコンセルテック株式会社内 (72)発明者高橋清二東京都中央区新川２−27−２株式会社住友海上リスク総合研究所内 (72)発明者木下弘志東京都中央区新川２−27−２株式会社住友海上リスク総合研究所内Ｆターム(参考） 4D004 AA41 AB02 AB06 AC07 CA18 CA47 CA50 DA16 5B049 BB00 CC02 CC31 DD00 DD01 EE05 EE41 FF02 FF03 FF04 FF06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】土壌内間隙又は地下水が有害物質で汚
染された現場における汚染物質の浄化作業を管理するシ
ステムであって、汚染地盤の地層構造に関するデータ、地盤を構成する土
壌や汚染物質の特性を示すデータ、汚染状態のデータ及
び浄化作業に関するデータが入力され、該入力データに
基づいて浄化の状態の予測演算を行なう演算装置と、浄化を行なう現場に設けられた複数のモニタリング井戸
と、前記モニタリング井戸から直接又は該モニタリング井戸
から採取した地下水又は気体を介して、汚染状態に関す
るデータを検出するモニタリング装置とを有し、前記演算装置は、入力された前記データに基づいて、汚染の浄化の進行の
程度を時間を追って演算するシミュレーション機能と、該シミュレーション機能によって演算された浄化進行の
程度に関する予測値と、前記モニタリング装置で検出さ
れた汚染状態に関するデータとを対比するデータ対比機
能とを有することを特徴とする土壌及び地下水浄化の管
理システム。
【請求項２】前記演算装置は、前記予測値と前
記モニタリング装置で検出されたデータとが、所定の値
以上乖離したときに、前記演算装置に入力されたデータ
のうちの所定のものをパラメータとして変更し、前記シ
ミュレーションによる予測値が前記モニタリング装置で
検出された値にほぼ合致する前記パラメータの修正値を
検索する修正パラメータ検索機能を有することを特徴と
する請求項１に記載の土壌及び地下水浄化の管理システ
ム。
【請求項３】前記演算装置は、前記修正パラメ
ータ検索機能により検索されたパラメータの修正値が、
あらかじめ設定された範囲外となる場合に、前記シミュ
レーションのモデルを変更すべき旨の警告を発するアラ
ーム機能を有するものであることを特徴とする請求項２
に記載の土壌及び地下水浄化の管理システム。
【請求項４】土壌内間隙又は地下水が有害物質で汚
染された現場における汚染物質の浄化作業を管理する方
法であって、汚染地盤の地層構造に関するデータ、地盤を構成する土
壌や汚染物質の特性を示すデータ、汚染状態のデータ及
び浄化作業に関するデータに基づいて、汚染浄化の進行
の程度を、数値演算によるシミュレーションにより時間
を追って算出する工程と、浄化を行なう現場に設けられた複数のモニタリング井戸
から直接又は該モニタリング井戸から採取した地下水又
は気体を介して、汚染状態に関するデータを検出する工
程と、前記シミュレーションによって演算された浄化の進行の
程度に関する予測値と、前記モニタリング井戸から検出
された汚染状態に関するデータとを対比する工程とを有
することを特徴とする土壌及び地下水浄化の管理方法。
【請求項５】前記予測値と前記モニタリング装置で
検出されたデータとが、所定の値以上乖離したときに、
前記シミュレーションを行なうために入力したデータの
うちの所定のものをパラメータとして変更し、前記シミ
ュレーションによる予測値が前記モニタリング装置で検
出された値にほぼ合致する前記パラメータの修正値を検
索する工程を有することを特徴とする請求項４に記載の
土壌及び地下水浄化の管理方法。
【請求項６】検索された前記パラメータの修正値
が、あらかじめ設定された範囲外となる場合に、前記シ
ミュレーションのモデルを変更するデータを入力し、再
度シミュレーションを行なう工程を有することを特徴と
する請求項５に記載の土壌及び地下水浄化の管理方法。