JP2005279548A

JP2005279548A - 汚染土壌の浄化方法

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Publication number: JP2005279548A
Application number: JP2004099964A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Shinohara; 隆明篠原
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP4556471B2

Abstract

【課題】土壌浄化用薬剤の地中への残留を著しく少なくすることができ、また高濃度に汚染された土壌の浄化も比較的短期間で浄化処理することができる汚染土壌の浄化方法を提供することを目的とする。
【解決手段】揚水装置によって揚水井戸２内の水を揚水し、吸引管５を介して揚水井戸２内を減圧する。また、注入井戸１に薬剤を供給する。この揚水により、揚水井戸２内の水位が低下する。揚水井戸２内が減圧されることにより、その周囲の土壌中の油及び水が揚水井戸２内に流れ込むと共に、揚水井戸２内の水層よりも上側の油層の油が吸引管５に吸引されて吸い出される。帯水層１２には注入井戸水１から揚水井戸２へ向う地下水の流れが生じる。このため、注入井戸１に供給された薬剤は、揚水井戸２に向って帯水層１２内を拡散し、油吸着層に到達し、該吸着層の油を土壌から分離する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地盤中の有機性汚染物で汚染された土壌を浄化するための方法に関するものである。詳しくは、揚水井戸と注入井戸とを設け、この注入井戸に対し土壌から有機性汚染物を分離するための薬剤又は有機性汚染物を分離する微生物の栄養源を供給するようにした汚染土壌の浄化方法に関するものである。

有機性汚染物で汚染された地盤中の土壌を浄化するために、該地盤に揚水井戸と注入井戸とを設け、揚水井戸で揚水すると共に注入井戸に界面活性剤を供給することが特開平９−７５９０７号の請求項５〜７に記載されている。この界面活性剤は、該注入井戸から土壌中に拡散し、土壌から有機性汚染物を分離させた後、有機性汚染物と共に揚水井戸に流入し、揚水されて地盤外へ排出される。

有機性汚染物で汚染された土壌を浄化するために、地中にボーリングを行い、硝酸アンモニウム、リン酸水素カリウムなどの栄養源を地中に注入し、土壌中の微生物による有機性汚染物分解速度を増大させることが特開平９−２７６８３１号に記載されている。
特開平９−７５９０７号公報特開平９−２７６８３１号公報

上記特開平９−７５９０７号のように、注入井戸から界面活性剤土壌中を注入し、揚水井戸から回収を行う方法では、添加した界面活性剤が土壌中に多量に残留するおそれがある。

上記特開平９−２７６８３１号のように、地中に微生物の栄養剤を注入し微生物の活性を高めて有機性汚染物を分解する方法は、長期の浄化期間が必要となる。また、低濃度の汚染に対しては適用可能であるが、高濃度の汚染土壌の浄化には不向きである。

本発明は、上記従来の問題点を解決し、土壌浄化用薬剤の地中への残留を著しく少なくすることができ、また高濃度に汚染された土壌の浄化も比較的短期間で浄化処理することができる汚染土壌の浄化方法を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）の汚染土壌の浄化方法は、地盤中の有機性汚染物で汚染された土壌を浄化するために該地盤に揚水井戸と注入井戸とを設け、土壌から有機性汚染物を分離するための薬剤を該注入井戸に供給し、揚水井戸から有機性の汚染物を回収する汚染土壌の浄化方法において、該揚水井戸内を吸引手段によって吸引して減圧することを特徴とするものである。

本発明（請求項２）の汚染土壌の浄化方法は、請求項１において、該揚水井戸内の水面上に形成された有機性の汚染物層を前記吸引手段によって吸引して除去することを特徴とするものである。

本発明（請求項３）の汚染土壌の浄化方法は、請求項１又は２において、該吸引手段により該揚水井戸から有機性汚染物を回収した後に、前記注入井戸に微生物の栄養源を供給することを特徴とするものである。

本発明（請求項４）の汚染土壌の浄化方法は、地盤中の有機性汚染物で汚染された土壌を浄化するために該地盤に揚水井戸と注入井戸とを設け、該揚水井戸で揚水すると共に、該注入井戸に栄養源を供給することにより該土壌中に栄養源を注入して該土壌の有機性の汚染物を生物分解する汚染土壌の浄化方法であって、該揚水井戸内を減圧することを特徴とするものである。

なお、本発明方法が除去対象とする有機性汚染物は、水よりも比重の軽い油などの有機性の液体であり、好気的に生物分解可能であるものが好ましい。具体的には原油、重油、軽油、灯油、ガソリン、機械油などの鉱物油、ベンゼン・トルエン・キシレン等の石油由来の化学製品、植物油などが挙げられるがこれに限定されるものではない。

土壌から有機性汚染物を分離するための薬剤としては、溶剤や界面活性剤などが用いられる。この薬剤は、土壌中に残留しないよう生物分解するものが好ましく、具体的にはアルコール、界面活性剤、水溶性ポリマー、溶剤などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。

栄養源としては、アンモニウム塩、硝酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩などが挙げられ、具体的には塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウムなどが例示される。

本発明（請求項１）の汚染土壌の浄化方法によると、注入井戸から薬剤が土壌中に拡散し、土壌中の有機性汚染物が土壌から分離されて揚水井戸に達し、該揚水井戸からの揚水により地表へ取り出される。この揚水井戸内が減圧されるため、土壌から分離された有機性汚染物が速やかに揚水井戸に流れ込むようになり、浄化処理期間が短縮される。また、上記薬剤も減圧された揚水井戸に流れ込んで除去されるようになるため、薬剤の土壌中への残留量も少なくなる。

請求項２のように、揚水井戸内の水面上の有機性汚染物層を吸引排出する方法は、有機性汚染物が油など軽比重液体である場合に採用される。この請求項２では、有機性汚染物を水とは別に吸引するところから、揚水井戸からの揚水が少なくて済む。このため、揚水の処理コストが低減されると共に、大量の揚水による地盤沈下も防止される。

請求項３のように、有機性汚染物を回収した後に、微生物の栄養源を注入井戸に供給することにより、この栄養源が土壌中に注入され、土壌中の残留薬剤や残留有機性汚染物が効率良く生分解され、それらの残留量が減少する。

本発明（請求項４）の汚染土壌の浄化方法によると、揚水井戸から揚水を行うため、注入井戸から注入された栄養源が土壌中に速やかに拡散するようになり、土壌の広い範囲にわたって微生物による有機性汚染物の分解速度が増大する。なお、揚水井戸からの揚水によっても有機性汚染物が除去される。

以下、図１を参照して実施の形態について説明する。（ａ）図は減圧及び揚水前の状態を示し、（ｂ）図は減圧及び揚水を行っている状態を示している。

地盤１０は地表側から不飽和帯１１、帯水層１２及び難透水層１３よりなり、帯水層１２の最下層部にまで注入井戸１と揚水井戸２とが掘削されている。

この揚水井戸２には水中ポンプ３と揚水管４とからなる揚水装置が設けられると共に、揚水井戸内を減圧するために吸引管５及び蓋６が設けられている。吸引管５は減圧ポンプ等の減圧装置（図示略）に接続されている。吸引管５の下端には浮遊する油層等を吸引するための吸引口（図示略）が設けられている。

帯水層１２の上部に油吸着層が広がり、その一部は油が浮遊する油層となっている。この油層を貫くように揚水井戸２が掘削されている。水と油吸着層及び油層内の油は、この揚水井戸２内に流れ込む。揚水装置及び減圧装置を作動させていない状態にあっては、（ａ）図の通り、揚水井戸２内の油面は、周囲地盤の地下水面と同等になっている。この実施の形態では、吸引管５の下端は、この揚水井戸２内の油層中に差し込まれている。ただし、吸引管５は、その下端がこの揚水井戸２内の油面と面一又はそれよりも若干（例えば４０ｃｍ以内具体的には５〜３０ｃｍ程度）上位となるように配置されてもよい。

＜請求項１，２の方法＞
請求項１，２の方法においては、揚水装置によって揚水井戸２内の水を揚水すると共に、この吸引管５を介して揚水井戸２内を減圧する。減圧の程度は土壌の透水性等によっても異るが、揚水井戸２内の圧力が大気圧よりも１，０００〜１００，０００Ｐａ程度低くなるようにすることが好ましい。また、注入井戸１に薬剤を供給する。

この揚水により、（ｂ）図の通り、揚水井戸２内の水位が低下する。また、揚水井戸２内が減圧されることにより、その周囲の土壌中の油及び水が揚水井戸２内に流れ込むと共に、揚水井戸２内の水層よりも上側の油層の油が吸引管５に吸引されて吸い出される。

揚水井戸２の周囲から油及び水が揚水井戸２内に流れ込むことにより、帯水層１２には注入井戸１から揚水井戸２へ向う地下水の流れが生じる。このため、注入井戸１に供給された薬剤は、揚水井戸２に向って帯水層１２内を拡散し、油吸着層に到達し、該吸着層の油を土壌から分離する。これにより、油吸着層内の油が揚水井戸２に流れ込み易くなり、比較的短期間のうちに多くの油を揚水井戸から除去することが可能となる。

なお、この場合の揚水井戸２からの揚水量は、揚水井戸２内の水位を下げると共に、帯水層１２に注入井戸１から揚水井戸２へ向う地下水流れを形成する量で足り、比較的少量であるので、地盤沈下を引き起こすことがない。また、揚水した水は油を全く又は殆ど含まないものであるので、処理も容易である。

＜請求項３の方法＞
請求項３の方法では、上記のようにして油を回収した後、注入井戸１に対する薬剤の供給を停止し、代りに微生物の栄養源を該注入井戸１に供給し、揚水井戸２の減圧及び揚水を続ける。これにより、栄養源が揚水井戸２に向って帯水層１２内を拡散し、帯水層１２内の微生物の活動を活発とし、残留する油の生物分解効率を向上させる。これにより、地盤中の残留油量が短期間のうちに低くなる。

＜請求項４の方法＞
請求項４の方法にあっては、図１（ａ）において、吸引管５からの吸引及び揚水装置による揚水を行うと共に、注入井戸１に栄養源を供給する。

これにより、栄養源が注入井戸１から揚水井戸２に向って帯水層１２内を速やかに拡散し、油の生物分解が促進される。なお、図１の形態においては、揚水井戸２内からの揚水及び吸引により油が吸引排出されるようになり、微生物は吸引されずに土壌中に付着残留した油を生物分解する。これにより、土壌中の残留油量が比較的短時間のうちに低下するようになる。

以下に実施例１，２、比較例１〜４を挙げて本発明をより具体的に説明する。

潤滑油で汚染された地盤中の地下水を図１の方法により浄化した。この地盤では、地下帯水層上に飽和濃度の油が油層を形成しており、油層の範囲は直径１１ｍ、油層の厚みは０．１〜０．５ｍであった。

図１に示す如く、この油層を貫くように深さ８ｍの注入井戸１と揚水井戸２とを設け、揚水井戸２に対し図示のように吸引管と揚水管とを差し込んだ。この井戸は１．５ｍから深度８ｍまで全スクリーンの井戸とした。

［比較例１］
この揚水井戸２から揚水量４ｍ^３／ｈで地下水の揚水のみを行った場合は、油の回収速度は０．７Ｌ／ｈであった。

また、１ヶ月後の揚水井戸２周囲の土壌中の油含有量は８０．５ｇ／ｋｇであった。

［比較例２］
揚水井戸２から４ｍ^３／ｈで地下水を揚水すると共に、注入井戸１に対し生分解性の界面活性剤の５％水溶液を平均して１４０Ｌ／ｈの割合で供給した。

この場合の油の回収速度は１．５Ｌ／ｈであった。また、１ヶ月後の揚水井戸２の周囲の土壌中の油含有量は１６ｇ／ｋｇであった。

［実施例１］
揚水井戸２から０．６ｍ^３／ｈで揚水すると共に、揚水井戸２内を大気圧に対し−８０００Ｐａの減圧状態となるように吸引管５で吸引を行った。また、注入井戸１に対し生分解性の界面活性剤の５％水溶液を平均して１４０Ｌ／ｈの割合で供給した。その結果、油の回収速度は３．４Ｌ／ｈと高いものとなった。また、１ヶ月経過後の揚水井戸２周囲の土壌中の油含有量は１１ｇ／ｋｇであった。

［比較例３，４、実施例２］
比較例１，２及び実施例１において、それぞれ試験開始１ヶ月経過後、注入井戸１に対する界面活性剤水溶液の供給を停止し、その代りに硫酸アンモニウム１００ｇ／Ｌ、リン酸水素二ナトリウム１２ｇ／Ｌ、リン酸二水素カリウム５ｇ／Ｌを含む栄養塩水溶液を日平均２４０Ｌ／ｄａｙの割合で注入井戸１に供給した。４週間経過後の揚水井戸２の周囲の土壌中の油含有量は次の通りであった。
比較例３：７５ｇ／ｋｇ
比較例４：１３ｇ／ｋｇ
実施例２：２ｇ／ｋｇ

なお、比較例１に引き続いて栄養源注入を行った試験が比較例３であり、比較例２に引き続いて栄養源注入を行った試験が比較例４であり、実施例１に引き続いて栄養源注入を行った試験が実施例２である。

この実施例２によると、比較例３，４に比べて土壌中の残留油分を著しく減少させることができる。

本発明方法の実施の形態を示す断面図である。

符号の説明

１注入井戸
２揚水井戸
３水中ポンプ
４揚水管
５吸引管
６蓋

Claims

地盤中の有機性汚染物で汚染された土壌を浄化するために該地盤に揚水井戸と注入井戸とを設け、土壌から有機性汚染物を分離するための薬剤を該注入井戸に供給し、揚水井戸から有機性の汚染物を回収する汚染土壌の浄化方法において、
該揚水井戸内を吸引手段によって吸引して減圧することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
請求項１において、該揚水井戸内の水面上に形成された有機性の汚染物層を前記吸引手段によって吸引して除去することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
請求項１又は２において、該吸引手段により該揚水井戸から有機性汚染物を回収した後に、前記注入井戸に微生物の栄養源を供給することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
地盤中の有機性汚染物で汚染された土壌を浄化するために該地盤に揚水井戸と注入井戸とを設け、該揚水井戸で揚水すると共に、該注入井戸に栄養源を供給することにより該土壌中に栄養源を注入して該土壌の有機性の汚染物を生物分解する汚染土壌の浄化方法であって、該揚水井戸内を減圧することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。