JP2004167444A

JP2004167444A - 沿岸地域の浄化方法

Info

Publication number: JP2004167444A
Application number: JP2002338813A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ito; 洋伊藤
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】地下水の汲み上げによる地盤沈下の懸念がなく、かつ、油や有機溶剤等の汚染物質の海洋や河川などへの拡散を確実に防ぐことのできる沿岸地域の浄化方法を提供する。
【解決手段】護岸１２近傍に注水溝１を設け、この注水溝１に海洋１１から汲み上げた海水を注水して護岸１２近傍の地下水位Ｓを上昇させて上記注水溝１近傍の地下水を逆流させるとともに、地下水位Ｓが最も低くなる、上記注水により形成されるセパレート流線Ｚと地下水流の自由水位面との境界近傍に複数個の回収井４を設け、この回収井４から上記地下水表面に集められた油分Ｐを油回収装置６により回収して上記汚染された土壌・地下水を浄化するようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染物質で汚染された沿岸地域の土壌とこの土壌中を流れる地下水を浄化する方法に関するもので、特に、水よりも比重の軽い油や有機溶剤などにより汚染された沿岸地域を浄化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海洋や湖、あるいは、大型河川等の沿岸地帯には、油槽所や石油精製工場、大規模工場等が多くあることから、上記工場から漏れ出した油や有機溶剤による土壌及び地下水の汚染が広がっている。特に、水よりも比重の軽い油や有機溶剤などの汚染物質は、降雨などにより地下水に達し、護岸を通過するなどして海洋や湖、あるいは、河川等を汚染する可能性がある。例えば、図４（ａ），（ｂ）に示すように、上記のような工場の敷地１０内から漏れ出した油分Ｐは、長期的には、陸側から海洋１１側へ流れる地下水流の水位（以下、地下水位という）Ｓに沿って、海洋１１に接する護岸１２付近に集まることから、上記護岸１２付近では、潮汐により上記油分Ｐの繰り返しの流入出が生じたり、上記油分Ｐが上記護岸１２の隙間等から海洋１１に漏洩・流出して、海洋に油膜Ｑが発生する可能性がある。また、護岸１２に使用される護岸鋼矢板等の根入れは、通常、難透水性地盤１３までは行わないので、護岸１２に沿った上記油分Ｐが拡散したり、集積した上記油分Ｐの濃度が高くなると、護岸１２の側部や下部から上記油分Ｐが海洋１１へ流出する可能性もある。加えて、浄化機能は当然ながら期待できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こういった場合に特に有効な対策は現在のところ見出されていない。
工場閉鎖の場合には、掘削除去やバイオメディエーション、地下水揚水、土壌洗浄等の方法により上記敷地１０内の土壌・地下水を浄化することが考えられるが、この場合でも敷地１０が広大であるため、相当なコストが必要になる。
一方、操業中であれば掘削除去は困難であるため、地下水揚水、あるいは、遮水壁と覆土による封じ込め等の対策が考えられる。図５は、敷地１０全体を難透水性地盤１３まで達する遮水壁１４（ここでは、護岸１２も含む）で囲った場合の概念図である。この場合、工場の操業中であれば、覆土（遮水：アスファルト等）が困難であるため、逆に、降雨により地下水位Ｓが上昇し、地表面への汚染物質の流出リスクや護岸１２からの漏洩リスクが高まることになる。また、遮水壁１４を難透水性地盤１３まで根入れすることからかなりのコストがかかることになる。
なお、上記遮水壁１４を途中で止めることも考えられるが、その場合には、地下水全体の流れは上記図４の場合と変わらないので、護岸１２下部からの油分Ｐが流出する。
【０００４】
また、図６に示すように、下流側の護岸１２付近に集水井１５を設けて揚水する方法も考えられる。この場合には、油分Ｐの海岸側への流出を避けるとともに、土壌及び地下水の浄化機能も有するが、このような機能を持たせるためには、集水井１５の水位を常に海水面から下げる（Δｈ）必要がある。
しかしながら、上記集水井１５は、海洋１１に近い位置に設けられるため、海洋１１からの海水の流入もあり、揚水量が相当量になることや、地下水位の低下による地盤沈下の問題がある。更には、上記揚水した大量の汚染水の処理や井戸の目詰まり等の課題があるだけでなく、油溜りが護岸１２近傍にあるため、海洋１１へ油分Ｐが流出する可能性も残るといった問題点がある。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、地下水の汲み上げによる地盤沈下の懸念がなく、かつ、油や有機溶剤等の汚染物質の海洋や河川などへの拡散を確実に防ぐことのできる沿岸地域の浄化方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の沿岸地域の浄化方法は、汚染物質で汚染された沿岸地域の土壌とこの土壌中を流れる地下水とを浄化する際に、上記沿岸地域に設けられた護岸近傍に注水井または注水溝を設けて、この注水井または注水溝に注水するとともに、上記注水井または注水溝の地下水流上流側で、かつ、上記注水により形成される分離流線と地下水流の自由水位面との境界近傍に回収井または回収溝を設け、この回収井または回収溝から上記境界近傍の地下水表面に集まった、水よりも比重の軽い汚染物質を回収して上記汚染された土壌・地下水を浄化するようにしたことを特徴とするもので、これにより、地下水を汲み上げることなく、上記汚染物質を効率よく回収することができるとともに、上記汚染物質の海洋への拡散を確実に防ぐことが可能となる。また、上記回収井または回収溝と、上記注水井または注水溝との間に残留している上記汚染物質も回収することができるので、上記沿岸地域を確実に浄化することができる。
【０００７】
請求項２に記載の沿岸地域の浄化方法は、上記護岸に沿って配列された複数の回収井を設けて、上記汚染物質を回収するようにしたものである。
請求項３に記載の沿岸地域の浄化方法は、上記回収井の上記注水井または注水溝側、あるいは、上記回収井間に、上記注水井または注水溝に対向するように遮水カーテンを設けて、上記回収井近傍に上記汚染物質が集まりやすいようにしたものである。
【０００８】
請求項４に記載の沿岸地域の浄化方法は、上記護岸から陸路側に延長する、上記汚染された領域を囲む、上記地下水流の上流側が開放された遮水壁を設けたもので、これにより、汚染物質の拡散を防ぐことができるので、上記汚染物質を確実に回収することが可能となる。
また、請求項５に記載の沿岸地域の浄化方法は、海洋や湖あるいは河川等の涵養源から汲み上げた水を上記注水溝内に注水するようにしたもので、これにより、簡便な方法で上記注水井または注水溝直下の地下水位を上昇させることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本実施の形態に係わる沿岸地域の浄化方法を示す模式図で、図２は回収井４近傍の詳細を示す図である。各図において、１は海洋１１に面する沿岸地域に設けられた護岸１２近傍に、上記護岸１２に沿って設けられた注水溝、２は海洋１１から海水を汲み上げて上記注水溝１に注水する海洋ポンプ、３，３は上記護岸１２に垂直な方向に延長する、互いに並行する遮水壁で、この遮水壁３，３と上記護岸１２とにより、油分Ｐで汚染された領域（ここでは、敷地１０）を囲むようにしている。４は上記注水溝１の地下水流上流側で、上記注水溝１への注水により形成されるセパレート流線（分離流線）Ｚと地下水流の自由水位面との境界近傍に設けられた複数の回収井、５は上記回収井４間に、上記護岸１２に対向するように設けられた遮水カーテン、６は回収井４内の地下水面上に配置された油回収装置、７は地下水位Ｓを観測するための観測井である。なお、本例では、上記油回収装置６として、ポンプを備えた装置本体６ａが複数個の浮き６ｂにより水面上に保持された、水面上に浮遊した油分Ｐ，ｐのみを汲み上げて回収する周知の油回収装置を用いている。
また、本例では、上記遮水壁３，３を難透水性地盤１３まで根入れせずに、海水面より数ｍ程度下まで延長するに留めている。なお、上記遮水カーテン５は、セパレート流線Ｚの効果の補助的な役割、すなわち、地下水表面に浮遊する油分Ｐを上記回収井４近傍に集める役割をするもので、鋼矢板あるいはシート等を、干潮時の海水面に対して２〜３ｍ程度の深さに設置したものが用いられる。
【００１０】
次に、本発明による沿岸地域の浄化方法について、油汚染等の浄化方法を例にして説明する。
護岸１２付近においては、地下水の流れは陸側から海洋へ流出する流れとなっているので、地下水位Ｓは常に海洋側の方が低い。そこで、護岸１２近傍に所定の深さの注水溝１を形成し、海洋ポンプ２により海洋１１から海水を汲み上げて上記注水溝１に注水することにより、護岸１２近傍の地下水位Ｓを上昇させる。これにより、上記注水溝１の地下水流の陸側の水面近傍には、海洋側から陸側へ向かう逆方向の流速ベクトルが発生し、上記地下水流の水面近傍の地下水は陸側に逆流した後、セパレート流線Ｚに沿って還流し、護岸１２の下部を通って海洋１１に流入するとともに、このセパレート流線Ｚと地下水流の自由水位面との境界近傍に設けられた上記回収井４の近傍では、地下水位Ｓが最も低くなる。
したがって、地下水流の上流側からの油分Ｐは上記境界付近に設けられた回収井４近傍に集まるとともに、上記回収井４と注水溝１との間に残留していた油分ｐも、上記地下水の逆流に伴って上記回収井４近傍に集まり、上記回収井４近傍には油溜りＭが形成される。したがって、ポンプを備えた本体が水面上にあり、主に、水面上に浮遊した油分Ｐ，ｐのみを回収する上記油回収装置６により、上記回収井４内の上記油分Ｐ，ｐを汲み上げることにより、強制的な揚水を行うことなく、上記油分Ｐ，ｐを効率的に回収することができる。
【００１１】
上記回収井４としては、例えば、図３（ａ），（ｂ）に示すように、地下水流の上流側に網状のフィルタ４Ｆを備え、３方をコンクリート等で補強したピット状のものを形成することにより、地下水流の上流側からの油分Ｐを確実に捕獲することができる。この場合には、護岸１２側の油分ｐは、上記回収井４の護岸１２側に集まり、徐々に回収井４の下部からの上流側に移動し、上記油分Ｐとともに、上記ピット内に集められ回収される。
なお、本例では、上記観測井７の水位レベルをｈ１、回収井４の水位レベルをｈ２、海洋１１の海水面の水位レベルをｈ３（ｈ１＜ｈ２＜ｈ３）とし、上記回収井４の水位レベルｈ２が、ｈ２＝（ｈ３−ｈ１）／ｋ＋ｈ１（ｋ；１以上の定数）となるように、上記注水溝１への注水量と上記回収井４からの汲上量とを調整している。これにより、確実に、かつ、効率的に上記油分Ｐを回収することが可能となる。
【００１２】
このように、本実施の形態では、沿岸地域に設けられた護岸１２近傍に注水溝１を設け、この注水溝１に海洋１１から汲み上げた海水を注水して護岸１２近傍の地下水位Ｓを上昇させて上記注水溝１近傍の地下水を逆流させるとともに、地下水位Ｓが最も低くなる、上記注水により形成されるセパレート流線Ｚと地下水流の自由水位面との境界近傍に複数個の回収井４を設け、この回収井４から上記地下水表面に集められた油分Ｐを油回収装置６により回収して上記汚染された土壌・地下水を浄化するようにしたので、地下水を汲み上げることなく、上記油分Ｐを回収することができる。したがって、地下水位の低下による地盤沈下を懸念することなく、上記油分Ｐを回収することができるとともに、上記油分Ｐの海洋への拡散を確実に防ぐことができるので、上記沿岸地域を確実に浄化することができる。
また、本例では、上記遮水壁３，３を難透水性地盤１３まで根入する必要がないので、遮水壁３，３の施工も容易であるという利点を有する。
【００１３】
なお、上記実施の形態では、油分Ｐの回収方法について説明したが、回収する汚染物質はこれに限るものではなく、水よりも比重の軽い有機溶剤などについても、上記と同様の方法で回収することが可能である。
また、上記例では、海洋１１の沿岸地域に設けられた工場の敷地１０の土壌・地下水の浄化方法について説明したが、湖や河川等の沿岸地域であっても、上記と同様にして、油分Ｐや有機溶剤に汚染された土壌・地下水を浄化することができる。また、注水溝に注水する水としては、海洋や湖あるいは河川等の涵養源から水を汲み上げてこれを使用してもよいし、別の給水源を準備してもよい。
また、上記例では、護岸１２近傍に注水溝１を形成して注水したが、上記注水溝１に代えて、１個あるいは複数個の注水井を設けてもよい。
また、上記回収井４に代えて、１本あるいは複数本の回収溝を設け、この回収溝内の地下水表面に集められた油分Ｐを油回収装置６により回収するようにしてもよい。なお、回収井４の個数や規模、回収溝の長さ・幅等は浄化する敷地１０の大きさや地下水流の状態等により適宜決定される。
また、回収井４内の地下水中に給水ポンプを設置し、油分Ｐを上記地下水の表面の水とともに吸引してもよいが、本例のように、油回収装置６を用いる方が効率がよく、また、処理する汚染水の量も少なくて済む。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、沿岸地域に設けられた護岸近傍に注水井または注水溝を設けて、この注水井または注水溝に注水するとともに、上記注水により形成される分離流線と地下水流の自由水位面との境界近傍に回収井または回収溝を設け、この回収井または回収溝から上記境界近傍の地下水表面に集まった、水よりも比重の軽い汚染物質を回収して上記汚染された土壌・地下水を浄化するようにしたので、地下水を汲み上げることなく、沿岸地域を浄化することができる。したがって、地盤沈下を懸念することなく沿岸地域を浄化することができるとともに、汲み上げる汚染水の量が極めて少ないので、汚染物質の処理も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係わる沿岸地域の浄化方法を示す図である。
【図２】回収井近傍の詳細を示す図である。
【図３】回収井の一構成例を示す図である。
【図４】沿岸地域の汚染物質の拡散状態を説明するための図である。
【図５】汚染領域を遮水壁で囲った場合の汚染物質の拡散状態を示す図である。
【図６】集水井を設けた場合の汚染物質の拡散状態を示す図である。
【符号の説明】
１注水溝、２海洋ポンプ、３遮水壁、４回収井、５遮水カーテン、６油回収装置、７観測井、１０敷地、１１海洋、１２護岸、１３難透水性地盤、Ｐ，ｐ油分、Ｓ地下水位、Ｚセパレート流線。

Claims

汚染物質で汚染された沿岸地域の土壌とこの土壌中を流れる地下水とを浄化する方法であって、上記沿岸地域に設けられた護岸近傍に注水井または注水溝を設けて、この注水井または注水溝に注水するとともに、上記注水井または注水溝の地下水流上流側で、かつ、上記注水により形成される分離流線と地下水流の自由水位面との境界近傍に回収井または回収溝を設け、この回収井または回収溝から上記境界近傍の地下水表面に集まった、水よりも比重の軽い汚染物質を回収して上記汚染された土壌・地下水を浄化するようにしたことを特徴とする沿岸地域の浄化方法。
上記護岸に沿って配列された複数の回収井を設けたことを特徴とする請求項１に記載の沿岸地域の浄化方法。
上記回収井の上記注水井または注水溝側、あるいは、上記回収井間に、上記注水井または注水溝に対向するように遮水カーテンを設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の沿岸地域の浄化方法。
上記護岸から陸路側に延長する、上記汚染された領域を囲む、上記地下水流の上流側が開放された遮水壁を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の沿岸地域の浄化方法。
海洋や河川等の涵養源から汲み上げた水を上記注水溝内に注水するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の沿岸地域の浄化方法。