JP2005185981A - 汚染土壌の浄化方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】浄化機能材を用いて、原位置において汚染土壌を浄化する浄化方法およびシステムを提供する。
【解決手段】 浄化機能材８２を構造物周辺の地表面および／または構造物周辺に掘削されたピットから前記構造物直下の汚染された土壌１に向けて斜めに直線状に、通常の掘削機で得られる程度、機械的操作によりパイロットホール４の先端の方向制御が可能な掘削機やドリルヘッド５に取り付けた位置センサからの信号で、パイロットホール４の先端の方向制御を行う掘削機を用いる場合は、削進の際、それらの機能を利用できる程度に直線状に削進された複数の掘削孔６に充填する。有機塩素系化合物で汚染された土壌を対象とする場合は、浄化機能材８２を水素供与化合物（Hydrogen Released Compound)などの薬液、鉄粉、好ましくはＮｉ含有鋼のショットブラスト廃材などＮｉを含有した鉄粉とし、鉄粉はスラリー状とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、汚染土壌及び／または汚染土壌から流出する地下水を原位置で浄化する方法に関し、特に、工場等の建築物直下に浄化すべき土壌がある場合の浄化方法として好適なものに関する。

土壌汚染対策法（２００３年２月１５日施工）は、工場跡地等に残存した有機塩素系化合物を、跡地を再利用する際、土壌中から除去することを定めている。

有機塩素系化合物を無害化する方法として、原位置から汚染土壌そのものを除去したり、原位置で土壌、または有機塩素系化合物が溶けこんだ地下水を処理して有機塩素系化合物を分解する方法、汚染土壌の周辺において、汚染土壌から流出する地下水を浄化する方法等が提案されている。

これらのうち、原位置で汚染土壌を浄化する方法には、嫌気性微生物により生物分解する方法と鉄粉と水分を接触させ、鉄粉が酸化される際に発生する水素によって有機塩素系化合物を還元し、分解する方法（以下、鉄粉法）があり、現在、鉄粉法が効果の確実性に優れ、且つ、工場跡地など広大な汚染土壌を処理するのに適していることから実工事において主流となりつつある。

特許文献１は、有機塩素系化合物で汚染された土壌に直接、鉄粉を添加・混合し、有機塩素系化合物を分解する技術に関し、土壌中の水分量や、土壌に対する鉄粉の散布量および鉄粉の種類、寸法、形状によって、特に分解が効率に行われることが記載されている。例えば、土壌中の水分量に関しては５重量％以上、散布量は０．１重量％以上、鉄粉の比表面積は５００ｃｍ2／ｇ以上が好ましいことが具体的に開示されている。

特許文献２は、地下連続の地下水浄化壁及び地下水浄化方法に関し、帯水層中の地下水の流れの前方となる地中に金属系還元剤または吸着物質を含む円柱を間欠的に列状に配置し、該円柱内を地下水が通過するように導き、地下水中の有機塩素系化合物を除去することが記載されている。

また、地下水に直接、金属系還元剤を注入したり、地下水の汚染領域に位置する土壌と金属系還元剤または吸着物質を攪拌混合させ、有機塩素系化合物を除去することも併せて開示されている。

特許文献３は、有機塩素系化合物に汚染された土壌に鉄粉含有層を形成し、汚染土壌周辺の地下水や土壌水分を浸透させて汚染土壌を浄化させる技術に関し、建屋下部や深層の汚染土壌を浄化することを目的とする。

図３は建屋下部の汚染土壌を浄化する場合を示し、建屋２００を挟むように縦穴３００、３００ａを掘った後、該縦穴を連結するように水平方向にパイロットホール４００を設け、鉄粉含有スラリーを充填する。縦穴を汚染土壌１００に到達する深さまで掘削することを特徴とする。

特許文献４は、高い還元状態におかれている、ハロゲン化有機汚染物質を含む地下水を一定期間、鉄粉などの金属と密接に接触させることにより、ハロゲン化有機汚染物物質を無害化させる技術に関し、土壌の帯水層中の地下水が流れる方向に金属体を配置し、この中に地下水を導き、地下水中のハロゲン化有機汚染物質の塩素イオンを水酸化イオンで置換し、無害化することおよび具体的方法として地下水の流れに対し、直角方向に鉄粉と砂の混合層からなるトレンチを設けることが記載されている。
特開平１１−２３５５７７号公報 特許第３２１６０１４号公報 特開２００２−２８６３１号公報 特許第３０７９１０９号公報

特許文献１、２記載の発明は、汚染土壌の上に工場等建屋がある場合、汚染土壌に鉄粉を混入させることは困難で、特許文献３記載の発明では水平方向にパイロットホールを削進する施工費が高額で、且つ水平方向に鉄粉含有スラリーを充填させることは容易でない。

また、特許文献４記載の方法では、汚染土壌自体を積極的に浄化しないので、短期間に地下水の浄化が必要な場合には、別途、汚染土壌自体を浄化する方法を必要とする。

そこで、本発明は、汚染土壌および／または汚染土壌から流出する地下水の浄化方法であって、地中における汚染土壌領域に応じて適切に浄化機能材を配置することができる浄化方法およびシステムを提供する。

本発明の課題は以下の手段により達成できる。本発明で構造物とは、ビルや工場などの建屋、鉄筋などで構築された地下構造物を備えた建築物および地下タンク、ゴミ焼却場などの地下ピット、汚水処理場の浄化槽などの地下構造物を含むものとする。
１構造物直下の浄化すべき汚染土壌を浄化機能材で浄化する方法であって、前記浄化機能材は構造物周辺の地表面および／またはピットから前記浄化すべき汚染土壌に向けて直線状に掘削された掘削孔に充填されていることを特徴とする構造物直下の汚染土壌の浄化方法。
２ 前記浄化すべき土壌が有機塩素系化合物で汚染された土壌であり、前記浄化機能材が液状の薬液であることを特徴とする１記載の構造物直下の汚染土壌の浄化方法。
３ 前記浄化機能材が鉄粉であることを特徴とする１記載の構造物直下の汚染土壌の浄化方法。
４ 前記鉄粉がＮｉ含有鋼のショットブラスト廃材であることを特徴とする３記載の構造物直下の汚染土壌の浄化方法。
５ 構造物の直下に位置する浄化すべき土壌を浄化機能材で浄化する浄化システムであって、前記浄化すべき土壌の斜め上方から前記構造物と干渉しないように配置された直線状の浄化機能層を備えていることを特徴とする汚染土壌の浄化システム。

本発明によれば、パイロットホールを直線的に削進するので、弧状推進法では困難な掘削機によるパイロットホール先端の方向制御が容易で、またドリルヘッドに取り付けた位置センサからの信号が建築物の地下構造部によって遮られずに確実に掘削機の操作者に届くので、汚染土壌の浄化すべき位置に対してパイロットホールを適切に削進することができる。
汚染土壌の上に地下構造物を有する工場があっても、汚染土壌中に浄化機能材を配置できるので、工場の操業を止めずに汚染土壌の浄化が可能で産業上極めて有用である。

本発明は、浄化機能材を充填する掘削孔のためのパイロットホールを削進する際、汚染土壌の上の構造物周辺の地表面や、構造物周辺に設けたピットから、汚染土壌の浄化すべき位置に向けて、構造物と干渉しないように、直線状にパイロットホールを削進することを特徴とする。以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る土壌浄化方法の各工程（ａ）〜（ｃ）を説明する図で、図において、１は汚染土壌、２は工場、２１は工場２の機械設備が設置されている地下床構造部、３は掘削機、４はパイロットホール、５は位置センサを取り付けたドリルヘッド、６はリーミング孔（掘削孔）、７はリーマ、８は浄化機能層、８１は充填材、８２は浄化機能材を示す。

工程（ａ）では、パイロットホール４を、掘削機３を用いて工場２の周辺の地表面から、汚染土壌１の浄化すべき位置に向けて直線的に削進する。掘削機３を配置する位置は、直線状に削進されるパイロットホール４が、工場２の地下床構造部２１と干渉せず且つ汚染土壌１に到達する位置とする。

パイロットホール４はドリルヘッド５を接続したパイロット管を用いて直線状に削進する。パイロットホール４の先端部が予め求めた汚染土壌１の領域に対して所定の位置となるようにドリルヘッド５に取り付けた位置センサで、ドリルヘッド５の進行方向を制御する。

本発明で、パイロットホール４の直線性は、通常の掘削機で得られる程度で良く、機械的操作によりパイロットホール４の先端の方向制御が可能な掘削機やドリルヘッド５に取り付けた位置センサからの信号で、パイロットホール４の先端の方向制御を行う掘削機を用いる場合は、削進の際、それらの機能を利用できる程度にあれば良い。

パイロットホール４は汚染土壌１と交差したり、囲い込むように複数本を削進させることが好ましく、汚染土壌１から流出する地下水も浄化できるように、少なくとも１本のパイロットホール４はその先端が汚染土壌１を挿通するように削進することが好ましい。

工程（ｂ）では、パイロットホール４をリーマー７により拡管し、リーミング孔（掘削孔）６とする。リーミング孔（掘削孔）６の直径は、大きいほど浄化機能材を多く充填できるので、汚染土壌１の体積と希望する浄化時間によって予め求めておく。

工程（ｃ）では、リーミング孔（掘削孔）６の内部に浄化機能材８２を充填し浄化機能層８を作成する。浄化機能材８２は必要な量だけ充填すれば良く、空隙が生じる場合には充填材８１を充填する。本発明で、浄化機能材８２を液状の薬液とすると掘削孔から周囲の汚染土壌に拡散して、浄化するので好ましい。汚染土壌１を有機塩素系化合物に汚染された土壌とする場合は、浄化機能材８２としてＨＲＣが使用できる。
ＨＲＣはポリ乳酸エステルを主成分とする食品同様の無毒な化合物で、米国Regenesis社商標名である水素供与化合物（Hydrogen Released Compound)である。有機塩素系化合物は土壌中の嫌気性微生物の介在で分解する化合物であり、ＨＲＣから乳酸の水和反応でゆっくりと水素が放出され、酢酸へと変化すると同時に放出水素は微生物による脱塩素化プロセスでの塩素を置換することに消費される。
汚染土壌１を有機塩素系化合物に汚染された土壌とする場合は、有機塩素系化合物が地下水に溶け込み、浄化機能層８に浸透するので浄化機能材８２として鉄粉が使用できる。

鉄粉は、有機塩素系化合物浄化用として市販されているものを用いることができるが、
表１、２に示すＮｉ系１または２の成分組成のものを用いることが好ましい。これらの鉄粉は製鉄所でＮｉ含有鋼を製造した際の酸洗ショットブラスト廃材や熱処理ショットブラスト廃材として得られる。

酸洗ショットブラスト材や熱処理ショットブラスト材は、塩酸溶液で酸処理した後、使用すると浄化性能が向上して好ましい。鉄粉を掘削孔に充填する場合は鉄粉含有スラリーとして充填することが好ましい。鉄粉をＨＲＣ等の薬液と混合して用いても良い。

図２は本発明の他の実施形態に係る土壌浄化方法を示し、工場周辺にピット１０を穿設し、掘削機３を搬入する。パイロットホールを削進する距離が短く、また水平杭を設ける必要がないので工事費を削減することが可能となる。ピット１０の深さｈは汚染土壌１と工場の地下床構造部の相対的位置関係から適宜設定する。
尚、本発明の構造物直下の汚染土壌とは、汚染土壌の全ての領域が構造物直下に含まれるものや、その一部が構造物直下から外方に拡大したものも含むものとする。

本発明の一実施形態を示す図。 本発明の他の実施形態を示す図。 従来例。

符号の説明

１ 汚染土壌
２ 工場
２１ 地下床構造部
３ 掘削機
４ パイロットホール
５ 位置センサを取り付けたドリルヘッド
６ リーミング孔（掘削孔）
７ リーマ
８ 浄化機能材充填層
８１ 充填材
８２ 浄化機能材
９ ピット
１００ 汚染土壌（従来例）
２００ 建築物（従来例）
３００、３００ａ 縦穴（従来例）
４００ 浄化機能層（従来例）

Claims (5)

1. 構造物直下の浄化すべき汚染土壌を浄化機能材で浄化する方法であって、前記浄化機能材は構造物周辺の地表面および／またはピットから前記浄化すべき汚染土壌に向けて直線状に掘削された掘削孔に充填されていることを特徴とする構造物直下の汚染土壌の浄化方法。
2. 前記浄化すべき土壌が有機塩素系化合物で汚染された土壌であり、前記浄化機能材が液状の薬液であることを特徴とする請求項１記載の構造物直下の汚染土壌の浄化方法。
3. 前記浄化機能材が鉄粉であることを特徴とする請求項１記載の構造物直下の汚染土壌の浄化方法。
4. 前記鉄粉がＮｉ含有鋼のショットブラスト廃材であることを特徴とする請求項３記載の構造物直下の汚染土壌の浄化方法。
5. 構造物の直下に位置する浄化すべき土壌を浄化機能材で浄化する浄化システムであって、前記浄化すべき土壌の斜め上方から前記構造物と干渉しないように配置された直線状の浄化機能層を備えていることを特徴とする汚染土壌の浄化システム。

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