JP2011156453A - 汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】揮発性有機化合物（汚染物質）を含む土壌ガスの拡散を確実に防止し、且つ土壌ガスを処理するためのガス処理設備を不要にして、揮発性有機化合物で汚染された土壌及び地下水を原位置で浄化処理することを可能にする汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法を提供する。
【解決手段】揮発性有機化合物で汚染された土壌及び地下水を原位置で浄化処理する方法であって、揮発性有機化合物で汚染された汚染領域Ｒの地盤Ｇに空気Ｍ１を供給するための給気井戸１を設け、地盤Ｇの表層部Ｇ３に、揮発性有機化合物を含む土壌ガスＭ２が通過するとともに揮発性有機化合物を分解する分解層７及び／又は揮発性有機化合物を吸着する吸着層８を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、揮発性有機化合物で汚染された土壌及び地下水を原位置で浄化処理する汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法に関する。

例えば、ベンゼン、エチルベンゼン、トルエン、キシレン等の油分（揮発性炭化水素）や、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン等の揮発性有機塩素系化合物などの揮発性有機化合物（汚染物質、有害物質）で汚染された土壌や地下水を原位置で浄化処理する方法として、エアスパージング法、バイオスパージング法等が知られている（例えば、特許文献１参照）。

そして、エアスパージング法は、図２に示すように、汚染領域Ｒの地盤Ｇの飽和層Ｇ１（地下水位Ｔ以深）及び／又は不飽和層Ｇ２（地下水位Ｔ以浅）に空気Ｍ１を圧入し、汚染物質の気化、分解を促進させ、気化した汚染物質を含む土壌ガス（回収ガス）Ｍ２を回収することによって、汚染土壌や汚染地下水を浄化処理するものである。このため、エアスパージング法では、汚染土壌や汚染地下水中に空気Ｍ１を供給するための給気井戸１と、コンプレッサーなどの空気供給手段２と、不飽和層Ｇ２から汚染物質を含む土壌ガスＭ２を吸気して回収するための吸気井戸３と、ブロアーなどのガス吸引手段４と、回収した土壌ガスＭ２中の汚染物質を処理して、清浄化した土壌ガスＭ２’を大気中に排出させるガス処理設備５とが主な構成要素として必要になる。

一方、バイオスパージング法は、汚染領域Ｒの地盤Ｇの飽和層Ｇ１及び／又は不飽和層Ｇ２に空気Ｍ１を圧入するとともに栄養剤などを供給して、汚染土壌や汚染地下水中に生息する土着の微生物を活性化させ、微生物によって汚染物質を好気的に分解して、汚染土壌や汚染地下水を浄化処理するものである。このため、バイオスパージング法においても、エアスパージング法と同様に、空気Ｍ１や栄養剤などを供給するための給気井戸１、空気供給手段２、土壌ガスＭ２を回収するための吸気井戸３、ガス吸引手段４、回収した土壌ガスＭ２を処理して、清浄化した土壌ガスＭ２’を大気中に排出させるガス処理設備５とが主な構成要素として必要になる。

そして、これらエアスパージング法やバイオスパージング法においては、例えば過マンガン酸塩や過硫酸塩などの酸化剤を汚染領域の地盤内に注入し、酸化剤によって汚染物質を分解する化学酸化法や、汚染領域の地盤を加熱して汚染物質を分解する熱処理法などの他の物理化学的な浄化処理方法と比較して、浄化に要する期間が若干長くなるが、低コストで浄化処理を行なうことができ、また、汚染物質をより確実に無害化するまで分解できるなどの多くの特長を有している。

特開平８−２２３９２号公報

しかしながら、上記従来のエアスパージング法やバイオスパージング法においては、吸気井戸３から十分に汚染物質を含む土壌ガスＭ２を回収することが難しく、地盤Ｇの表層部Ｇ３から大気中に汚染物質を含む土壌ガスＭ２が拡散して、大気汚染や悪臭を発生させるおそれがあった（図２参照）。

また、表層部Ｇ３から大気中に土壌ガスＭ２が拡散することを防止するために、従来、多くの井戸（吸気井戸３）を設置したり、表層部Ｇ３に気密性シート６などを敷設しており、このように多くの井戸３を設置したり、気密性シート６を敷設することで、多大な手間と労力を要し、浄化期間が長期化する上、浄化処理コストの増大を招くという問題があった。

また、吸気井戸３が十分に機能し、汚染物質を含む土壌ガスＭ２の拡散が生じない場合であっても、従来のエアスパージング法やバイオスパージング法においては、回収した土壌ガスＭ２を地上部に設置したガス処理設備５で浄化処理するため、ガス処理設備５の設置場所を確保することが必要になる。このため、ガス処理設備５の設置場所を確保することが難しく、エアスパージング法やバイオスパージング法を採用できない場合が多々あった。さらに、従来のエアスパージング法やバイオスパージング法においては、土壌ガスＭ２の処理に多くのコストが必要になるという問題もあった。

本発明は、上記事情に鑑み、揮発性有機化合物（汚染物質）を含む土壌ガスの拡散を確実に防止し、且つ土壌ガスを処理するためのガス処理設備を不要にして、揮発性有機化合物で汚染された土壌及び地下水を原位置で浄化処理することを可能にする汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法は、揮発性有機化合物で汚染された土壌及び地下水を原位置で浄化処理する方法であって、揮発性有機化合物で汚染された汚染領域の地盤に空気を供給するための給気井戸を設け、地盤の表層部に、揮発性有機化合物を含む土壌ガスが通過するとともに揮発性有機化合物を分解する分解層及び／又は揮発性有機化合物を吸着する吸着層を設けることを特徴とする。

この発明においては、給気井戸から汚染領域の地盤の飽和層（地下水位以深）及び／又は不飽和層（地下水位以浅）に空気を圧入して供給し、揮発性有機化合物（汚染物質）の気化、分解を促進させ、気化した揮発性有機化合物を含む土壌ガスを、表層部に設けた分解層及び／又は吸着層に通過させることにより、揮発性有機化合物を分解／吸着させることが可能になる。

また、本発明の汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法においては、前記分解層が、微生物によって揮発性有機化合物を分解するバイオ分解層であることが望ましい。

この発明においては、分解層がバイオ分解層であることにより、微生物によって揮発性有機化合物を分解し無害化することが可能になる。

本発明の汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法によれば、給気井戸から汚染領域の地盤に空気を圧入して供給するとともに、気化した揮発性有機化合物を含む土壌ガスを分解層及び／又は吸着層に通過させることにより、揮発性有機化合物を分解／吸着させることが可能になる。

これにより、従来のエアスパージング法やバイオスパージング法と比較し、吸気井戸、ガス処理設備、表層部に敷設する気密性シートなどを不要にでき、浄化処理コストを低減することが可能になる。また、揮発性有機化合物を含む土壌ガスが大気中に拡散することを防止でき、大気汚染や悪臭が発生することを防止できる。

本発明の一実施形態に係る汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法を示す図である。 従来の汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法（エアスパージング法、バイオスパージング法）を示す図である。

以下、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法について説明する。本実施形態は、例えば、ベンゼン、エチルベンゼン、トルエン、キシレン等の油分や、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン等の揮発性有機塩素系化合物などの揮発性有機化合物で汚染された土壌及び地下水を原位置で浄化処理する方法に関するものである。

本実施形態の汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法に用いる浄化処理設備Ａは、図１に示すように、給気井戸１と、分解層７及び吸着層８と、汚染領域Ｒを囲繞するように（封じ込めるように）地盤Ｇ内に設けられた鋼矢板などの連続壁材９とを備えて構成されている。

給気井戸１は、揮発性有機化合物で汚染された汚染領域Ｒの地盤Ｇ内に空気Ｍ１を供給するためのものであり、連続壁材９で囲まれた汚染領域Ｒの地盤Ｇ内に複数設けられている。また、地上部に配された各給気井戸１の上端側には、コンプレッサーなどの空気供給手段２が繋げて設けられている。

本実施形態の分解層７は、微生物によって揮発性有機化合物を分解するバイオ分解層である。そして、このバイオ分解層７は、例えば汚染領域Ｒの非汚染土壌や、黒土等の微生物生息数が多い土壌を予め所定量用意し、十分に撹拌混合して全体が均一な性状となるようにし、連続壁材９で囲まれた地盤Ｇの表層部Ｇ３に敷設されている。また、必要に応じ、砕石、木屑、パーライドなどの材料（通気性向上材）を混合してバイオ分解層７の通気性を向上させるようにしたり、窒素やリンなどの微生物分解のための栄養剤を添加して、バイオ分解層７を形成する。

一方、吸着層８は、揮発性有機化合物を吸着する木炭や活性炭などの吸着剤を含み、吸着剤で吸着した揮発性有機化合物を微生物によって分解できるような材料を用いて形成されている。そして、この吸着層８は、分解層７とともに連続壁材９で囲まれた地盤Ｇの表層部Ｇ３に敷設されている。

そして、上記構成からなる浄化処理設備Ａで汚染土壌及び汚染地下水を浄化処理する際には、給気井戸１から汚染領域Ｒの地盤Ｇの飽和層Ｇ１（地下水位Ｔ以深）及び／又は不飽和層Ｇ２（地下水位Ｔ以浅）に空気Ｍ１を圧入して供給する。このように空気Ｍ１を供給することにより、土壌や地下水に含まれている揮発性有機化合物の気化、分解が促進される。

また、給気井戸１から空気Ｍ１を供給することで、気化した揮発性有機化合物を含む土壌ガスＭ２（回収ガス）が不飽和層Ｇ２から表層部Ｇ３側に移動してゆき、表層部Ｇ３に設けた分解層（バイオ分解層）７及び吸着層８を通過してゆく。このとき、土壌ガスＭ２中の揮発性有機化合物は、分解層７を通過するとともに微生物によって分解して無害化されてゆく。また、土壌ガスＭ２が吸着層８を通過するとともに、この土壌ガスＭ２中の揮発性有機化合物が吸着剤で吸着保持され、さらに、吸着剤に吸着した揮発性有機化合物が微生物によって分解して無害化されてゆく。これにより、分解層７及び吸着層８を通過するとともに清浄化した土壌ガスＭ２’が大気中に放出されることになる。

したがって、本実施形態の汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法においては、給気井戸１から汚染領域Ｒの地盤Ｇの飽和層Ｇ１及び／又は不飽和層Ｇ２に空気Ｍ１を圧入して供給し、揮発性有機化合物（汚染物質）の気化、分解を促進させ、気化した揮発性有機化合物を含む土壌ガスＭ２を、表層部Ｇ３に設けた分解層７及び吸着層８に通過させることにより、揮発性有機化合物を分解／吸着させることが可能になる。

また、分解層がバイオ分解層７であることにより、微生物によって揮発性有機化合物を分解し無害化することが可能になる。

これにより、本実施形態の汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法によれば、従来のエアスパージング法やバイオスパージング法と比較し、吸気井戸３、ガス処理設備５、表層部Ｇ３に敷設する気密性シート６などを不要にでき、浄化処理コストを例えば２５〜３０％低減することが可能になる。

また、揮発性有機化合物を含む土壌ガスＭ２が大気中に拡散することを防止でき、大気汚染や悪臭が発生することを防止できる。

さらに、井戸３や吸気関連装置（例えばブロアーなどのガス吸引手段４）などを簡易に、あるいは不要にでき、また、ガス処理設備５を不要にできることで、狭隘な敷地であっても、これらの設置場所を比較的容易に確保することができ、適用範囲を大幅に拡大することが可能になる。

以上、本発明に係る汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、分解層７と吸着層８がそれぞれ個別に分離して設けられているように説明を行ったが、分解層７と吸着層８は必ずしも分離して形成する必要はなく、互いの構成材料を混合して、両層７、８を構成するようにしてもよい。また、分解層７と吸着層８のどちらか一方を地盤Ｇの表層部Ｇ３に設けるようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、分解層７が微生物によって揮発性有機化合物を分解するバイオ分解層であるものとしたが、例えば鉄粉を構成要素として分解層７を形成し、鉄粉による分解反応で揮発性有機化合物を分解するように分解層７を構成してもよい。すなわち、土壌ガスＭ２が通過するとともに揮発性有機化合物を分解し無害化することが可能であれば、分解層７の構成を限定する必要はない。

１ 給気井戸
２ 空気供給手段
３ 吸気井戸
４ ガス吸引手段
５ ガス処理設備
６ 気密性シート
７ 分解層（バイオ分解層）
８ 吸着層
９ 連続壁材
Ａ 浄化処理設備
Ｇ 地盤
Ｇ１ 飽和層
Ｇ２ 不飽和層
Ｇ３ 表層部
Ｍ１ 空気
Ｍ２ 土壌ガス
Ｍ２’ 清浄化した土壌ガス
Ｒ 汚染領域
Ｔ 地下水位

Claims (2)

1. 揮発性有機化合物で汚染された土壌及び地下水を原位置で浄化処理する方法であって、
   揮発性有機化合物で汚染された汚染領域の地盤に空気を供給するための給気井戸を設け、
   地盤の表層部に、揮発性有機化合物を含む土壌ガスが通過するとともに揮発性有機化合物を分解する分解層及び／又は揮発性有機化合物を吸着する吸着層を設けることを特徴とする汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法。
2. 請求項１記載の汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法において、
   前記分解層が、微生物によって揮発性有機化合物を分解するバイオ分解層であることを特徴とする汚染土壌及び汚染地下水の原位置浄化処理方法。

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