JP2012125665A - Method for purifying soil pollution - Google Patents

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Shigemi Okanishi
茂実 岡西
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Idemitsu Engineering Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for purifying soil pollution that can efficiently purify polluted soil in situ by uniform penetration of a chemical liquid into the soil in a short period of time.SOLUTION: In the method for purifying soil pollution, the linear feed velocity of the chemical liquid 5 to the soil 1 is equal to or less than the saturated hydraulic conductivity of the soil 1, and gas 6 is supplied to the soil 1 substantially simultaneously with the chemical liquid 5. In the method for purifying soil pollution, a method may be used in which the supply pressure of the chemical liquid 5 to the soil 1 is equal to or less than the soil suction pressure and the gas 6 is supplied to the soil 1 substantially simultaneously with the chemical liquid 5.

Description

本発明は、土壌に薬液を供給する土壌汚染浄化方法に関する。具体的には、本発明は、工場等からの漏洩により土壌中に浸透した汚染物質を、微生物剤等の薬液により、分解又は安定化する方法に関する。   The present invention relates to a soil contamination purification method for supplying a chemical solution to soil. Specifically, the present invention relates to a method for decomposing or stabilizing a pollutant that has penetrated into soil due to leakage from a factory or the like with a chemical solution such as a microbial agent.

近年、汚染物質が工場等から漏洩することにより、土壌中に浸透し、これの人体へ与える影響が問題視されている。2003年には、土壌汚染対策法が制定され、汚染物質である、ベンゼン、揮発性有機化合物(VOC)、重金属、農薬等の有害物質の処理方法が規制されている。
また有害物質ではないが、油は地下水等と混ざって油膜や油臭を生じるため、対策が必要である。
これら汚染物質による汚染への対策には、これまで、汚染土壌の掘削除去が多く行われてきた。
しかし、汚染物質の拡散、不適切な処理への懸念から、掘削除去における管理を厳しくするため、2010年に法改正が行われた。
これにより、土壌を掘削することなく、汚染土壌が地下にある状態で浄化するイン・サイチュ(in-situ)浄化法、すなわち原位置での浄化が優先されるようになった。
従って、現在では、有害物質、油等の汚染物質を原位置でより効率的に浄化する方法が必要とされている。
In recent years, pollutants have leaked from factories and the like, and have permeated into the soil, and their influence on the human body has been regarded as a problem. In 2003, the Soil Contamination Countermeasures Law was enacted, and the methods for treating harmful substances such as benzene, volatile organic compounds (VOC), heavy metals, and agricultural chemicals are regulated.
Although it is not a harmful substance, oil needs to be countered because it mixes with groundwater to produce an oil film or oil odor.
Until now, many excavation and removal of contaminated soil have been carried out as countermeasures against contamination by these pollutants.
However, a law revision was made in 2010 to tighten the control of excavation and removal due to concerns about the diffusion of contaminants and inappropriate treatment.
As a result, in-situ purification methods that purify contaminated soil in the ground without excavating the soil, that is, in-situ purification, have become a priority.
Therefore, at present, there is a need for a more efficient method for purifying pollutants such as harmful substances and oil in situ.

これまで、原位置浄化としては、微生物処理、化学酸化処理、揚水処理、洗浄処理、吸引処理、加熱処理等が実施されてきた。
これらの原位置浄化のうち、微生物処理、化学酸化処理においては、薬液を地下の汚染領域へ効果的に浸透させることが必要である。
しかしながら、地下の土質は礫、砂、シルト、粘土、埋設物、遺構、動植物や遺骸等の夾雑物で不均一である。また、地下水の有無、その流動状態も様々であり、さらに汚染物質を含んだ汚染領域も多様である。
Until now, microbial treatment, chemical oxidation treatment, pumping treatment, washing treatment, suction treatment, heat treatment, etc. have been carried out as in-situ purification.
Among these in-situ purifications, in microbial treatment and chemical oxidation treatment, it is necessary to effectively infiltrate the chemical solution into the underground contaminated area.
However, the underground soil quality is uneven due to gravel, sand, silt, clay, buried objects, remains, animals and plants and remains. In addition, the presence or absence of groundwater and its flow state are various, and there are also various contaminated areas containing pollutants.

ここで、図4を参照して、汚染領域91が分散した土壌92を浄化する従来の技術について説明する。この土壌92は、汚染領域91が地下水位93の上側にあり、この土壌92の粒子同士の間隙が水で飽和していない不飽和状態である。
この場合、原位置で薬液94を供給すると、薬液94が自重によってほぼ直下に流れ落ちてしまうため、薬液供給位置から水平方向に薬液94を浸透させることが困難である。そのため、薬液供給位置から離れた汚染領域91まで薬液94を行きわたらせることが困難である。つまり、土壌92に効果的に薬液94を浸透させることは困難である。
Here, a conventional technique for purifying the soil 92 in which the contaminated area 91 is dispersed will be described with reference to FIG. This soil 92 is in an unsaturated state where the contaminated area 91 is above the groundwater level 93 and the gap between the particles of the soil 92 is not saturated with water.
In this case, when the chemical solution 94 is supplied at the original position, the chemical solution 94 flows down almost immediately due to its own weight, so that it is difficult to infiltrate the chemical solution 94 in the horizontal direction from the chemical solution supply position. Therefore, it is difficult to spread the chemical solution 94 to the contaminated area 91 that is remote from the chemical solution supply position. That is, it is difficult to effectively infiltrate the chemical solution 94 into the soil 92.

さらに、工場が稼働中の場合やガソリンスタンドが営業中の場合では、地下の土壌を浄化する際、薬液の供給位置、その数、および供給時間に制約が多い。そのため、薬液を十分に浸透させることが困難で浄化不良となったり、浄化に長期間を要する。
そこで、効果的に薬液を浸透させることを狙って、水平ノズルを使用し、薬液を水平方向に加圧供給する方法が実施されてきた。しかしながら、土壌を構成する土粒子のサイズ、その充填密度の分布、夾雑物等により、薬液が浸透する粒子同士の間隙にもばらつきが存在する。例えば、比較的大きな粗大間隙(いわゆる水みち)と、微細な粒子間隙とがある。そのため、粗大間隙に薬液が流れやすく、微細間隙には薬液が流れにくいという現象が発生し、必ずしも土壌に均一に薬液を浸透させることができなかった。また、薬液を水平方向に高速で噴出した場合でも、土壌の抵抗によってすぐに減速し、自重により流れ落ちてしまい、水平方向への浸透が十分ではなかった。
Further, when the factory is in operation or the gas station is in operation, there are many restrictions on the supply position, the number, and the supply time of the chemical solution when purifying the underground soil. For this reason, it is difficult to sufficiently permeate the chemical solution, resulting in poor purification or a long time for purification.
Therefore, a method has been implemented in which a chemical solution is pressurized and supplied in a horizontal direction using a horizontal nozzle in order to effectively infiltrate the chemical solution. However, due to the size of the soil particles constituting the soil, the distribution of the packing density thereof, impurities, etc., there are variations in the gaps between the particles through which the chemical solution penetrates. For example, there are relatively large coarse gaps (so-called water channels) and fine particle gaps. For this reason, a phenomenon that the chemical solution easily flows into the coarse gap and the chemical solution does not easily flow into the fine gap occurs, and the chemical solution cannot always uniformly penetrate into the soil. In addition, even when the chemical solution was ejected at a high speed in the horizontal direction, it immediately decelerated due to the resistance of the soil, and flowed down due to its own weight, so that the horizontal penetration was not sufficient.

そこで、土壌に薬液を均一に浸透させる方法が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1の方法では、薬液の線供給速度を、土壌の飽和透水係数の1/10以下の値としている。これにより、土壌の粒子間隙の吸引圧を利用して、微細間隙に優先的に薬液を流入させている。そのため、土壌に均一に薬液を浸透させることができ、従来の加圧供給する方法に比べて少ない量の薬液で済む。   Then, the method of making a chemical | medical solution penetrate | infiltrate uniformly into soil is proposed (refer patent document 1). In the method of patent document 1, the line supply speed of a chemical | medical solution is made into the value below 1/10 of the saturated hydraulic conductivity of soil. Thereby, the chemical | medical solution is made to flow in preferentially to a fine gap using the suction pressure of the particle | grain gap | interval of soil. Therefore, the chemical solution can be uniformly permeated into the soil, and a small amount of the chemical solution is sufficient as compared with the conventional pressurized supply method.

特開2008−211984号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2008-211984

上述したように、ガソリンスタンドの地下の土壌を浄化する際、ガソリンスタンドが営業中の場合では、薬液の供給期間が制限されている。たとえ部分的な浄化の場合でも、薬液の供給期間は、せいぜい1,2週間までとしなければならない。
しかしながら、特許文献1に記載の方法を用いた場合では、薬液の線供給速度が10−4cm/s程度であるため、1m浸透させるのに、約4ヶ月も必要となる。従って、特許文献1に記載の方法では、短期間で薬液を均一に浸透させることができないという問題がある。
As described above, when purifying the underground soil of the gas station, the supply period of the chemical solution is limited when the gas station is in operation. Even in the case of partial purification, the chemical supply period must be at most 1 to 2 weeks.
However, when the method described in Patent Document 1 is used, since the line supply speed of the chemical solution is about 10 −4 cm / s, about 4 months are required to penetrate 1 m. Therefore, the method described in Patent Document 1 has a problem that the chemical solution cannot be uniformly permeated in a short period of time.

本発明の目的は、原位置において、短期間で薬液を均一に浸透させて、効率的に汚染された土壌を浄化できる土壌汚染浄化方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a soil contamination purification method capable of purifying contaminated soil efficiently by uniformly infiltrating a chemical solution in a short period of time in situ.

(1)本発明の土壌汚染浄化方法は、土壌に薬液を供給する土壌汚染浄化方法であって、前記薬液の前記土壌への線供給速度が前記土壌の飽和透水係数以下であり、前記薬液と略同時にガスを前記土壌に供給することを特徴とする。
(2)本発明の土壌汚染浄化方法は、土壌に薬液を供給する土壌汚染浄化方法であって、
前記薬液の前記土壌への供給圧力が土壌吸引圧以下であり、前記薬液と略同時にガスを前記土壌に供給することを特徴とする。
(3)本発明では、上記(1)に記載の土壌汚染浄化方法において、前記薬液の線供給速度が10−3cm/s以下であることが好ましい。
(4)本発明では、上記(1)から(3)までのいずれか一つに記載の土壌汚染浄化方法において、前記ガスの前記土壌への容積供給速度(単位:mL/min)が前記薬液の容積供給速度(単位:mL/min)の100倍以下であることが好ましい。
(5)本発明では、上記(4)に記載の土壌汚染浄化方法において、前記ガスの容積供給速度が前記薬液の容積供給速度の10倍以上100倍以下であることが好ましい。
(6)本発明では、上記(1)から(5)までのいずれか一つに記載の土壌汚染浄化方法において、前記ガスの前記土壌への供給位置が前記薬液の供給位置よりも下方であることが好ましい。
(7)本発明では、(1)から(6)までのいずれか一つに記載の土壌汚染浄化方法において、前記ガスの前記土壌への供給方向が略水平方向であることが好ましい。
(8)本発明では、(1)から(7)までのいずれか一つに記載の土壌汚染浄化方法において、前記ガスが空気、空気と酸素ガスとの混合体、及び酸素ガスのいずれかであることが好ましい。
(9)本発明では、(8)に記載の土壌汚染浄化方法において、前記ガスが空気と酸素ガスとの混合体であり、前記混合体は、酸素ガスの濃度が混合体全量基準で42体積%以上であることが好ましい。
(10)本発明では、(1)から(9)までのいずれか一つに記載の土壌汚染浄化方法において、前記薬液は、水溶液又は懸濁液であり、微生物剤、微生物の栄養剤、酸素発生剤、pH調整剤、酸化剤、及び重金属不溶化剤のいずれか一種もしくは二種以上の組み合わせであることが好ましい。
(1) The soil contamination purification method of the present invention is a soil contamination purification method for supplying a chemical solution to soil, wherein a line supply speed of the chemical solution to the soil is equal to or lower than a saturated hydraulic conductivity of the soil, The gas is supplied to the soil substantially simultaneously.
(2) The soil contamination purification method of the present invention is a soil contamination purification method for supplying a chemical to soil,
A supply pressure of the chemical solution to the soil is equal to or lower than a soil suction pressure, and gas is supplied to the soil substantially simultaneously with the chemical solution.
(3) In the present invention, in the soil contamination purification method according to (1) above, it is preferable that the line supply rate of the chemical solution is 10 −3 cm / s or less.
(4) In the present invention, in the soil contamination purification method according to any one of (1) to (3), the volume supply rate (unit: mL / min) of the gas to the soil is the chemical solution. The volume supply rate (unit: mL / min) is preferably 100 times or less.
(5) In this invention, in the soil contamination purification method as described in said (4), it is preferable that the volume supply rate of the said gas is 10 to 100 times the volume supply rate of the said chemical | medical solution.
(6) In the present invention, in the soil contamination purification method according to any one of (1) to (5), the supply position of the gas to the soil is lower than the supply position of the chemical solution. It is preferable.
(7) In the present invention, in the soil contamination purification method according to any one of (1) to (6), it is preferable that a supply direction of the gas to the soil is a substantially horizontal direction.
(8) In the present invention, in the soil contamination purification method according to any one of (1) to (7), the gas is any one of air, a mixture of air and oxygen gas, and oxygen gas. Preferably there is.
(9) In the present invention, in the soil contamination purification method according to (8), the gas is a mixture of air and oxygen gas, and the mixture has an oxygen gas concentration of 42 volumes based on the total amount of the mixture. % Or more is preferable.
(10) In the present invention, in the soil contamination purification method according to any one of (1) to (9), the chemical solution is an aqueous solution or a suspension, and is a microbial agent, a microbial nutrient, oxygen A generator, a pH adjuster, an oxidizer, and a heavy metal insolubilizer are preferably any one kind or a combination of two or more kinds.

本発明の土壌汚染浄化方法によれば、原位置において、短期間で薬液を均一に浸透させて、効率的に汚染された土壌を浄化できる。   According to the soil contamination purification method of the present invention, the contaminated soil can be efficiently purified by infiltrating the chemical solution uniformly in a short period of time at the original position.

本発明に係る土壌汚染浄化方法を説明するための概略図。Schematic for demonstrating the soil pollution purification method which concerns on this invention. 本発明の実施例1に係る土壌汚染浄化方法を説明するための概略図。Schematic for demonstrating the soil contamination purification method which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る土壌汚染浄化方法を説明するための概略図。Schematic for demonstrating the soil contamination purification method which concerns on Example 2 of this invention. 従来の土壌汚染浄化方法を説明するための概略図。Schematic for demonstrating the conventional soil contamination purification method.

以下、本発明の土壌汚染浄化方法について具体的に説明する。
本発明の土壌汚染浄化方法は、稼働中の工場、営業中のガソリンスタンドの地下の土壌が汚染物質により汚染されている場合において、その土壌を浄化する場合に有効な方法である。特に、地面がコンクリート、舗装材で覆われている状況において、部分的にしか掘削できず、その限られた位置からしか薬液等を供給できない場合に有効である。この場合、薬液等を供給できる地点間の距離は、短くとも1m程度である。
Hereinafter, the soil contamination purification method of the present invention will be specifically described.
The soil contamination purification method of the present invention is an effective method for purifying soil in the case of an operating factory and the underground soil of an operating gas station being contaminated with contaminants. This is particularly effective when the ground is covered with concrete or paving material, and only a part of the ground can be excavated and chemicals can be supplied only from a limited position. In this case, the distance between the points where the chemical solution or the like can be supplied is about 1 m at the shortest.

土壌は、汚染物質を含む汚染帯域や汚染土層を有している。汚染物質としては、土壌汚染対策法により規定されている有害物質、油等が挙げられる。有害物質としては、ベンゼン、揮発性有機化合物(VOC)、重金属、農薬等が挙げられる。   The soil has a contaminated zone and a contaminated soil layer containing pollutants. Examples of pollutants include harmful substances and oils regulated by the Soil Contamination Countermeasures Law. Examples of harmful substances include benzene, volatile organic compounds (VOC), heavy metals, and agricultural chemicals.

また、土壌は、粗大間隙と微細間隙とを有している。粗大間隙とは、例えば、植物の根の跡、昆虫その他の地中生物の生活跡等であり、土壌に形成されたミリオーダーサイズ又はサブミリオーダーサイズの隙間である。粗大間隙は、マクロポアとも言う。一方、微細間隙とは、土壌の粒子間の微細な隙間であり、ミクロポアとも言う。
このような土壌は、礫、砂、シルト、粘土、それらの集合物などからなっている。土壌は、これらの組成物の違いによって、飽和透水係数が異なる。ここで、飽和透水係数とは、土壌の粒子同士の間隙が水で飽和した状態において、その土壌に単位時間あたりにどれだけの水量を流し得るかを表す値である。なお、飽和透水係数とは、重力のみによって水が土壌中に浸透しうる最大値でもある。
Moreover, the soil has a coarse gap and a fine gap. The coarse gap is, for example, a trace of a root of a plant, a life trace of an insect or other underground creature, and is a gap of a millimeter order size or a submillimeter order size formed in soil. The coarse gap is also called a macropore. On the other hand, the fine gap is a fine gap between soil particles and is also called a micropore.
Such soil is composed of gravel, sand, silt, clay, aggregates thereof, and the like. The soil has different saturated hydraulic conductivity due to the difference in these compositions. Here, the saturated hydraulic conductivity is a value representing how much water can flow per unit time in the soil when the gap between the soil particles is saturated with water. The saturated hydraulic conductivity is also the maximum value that allows water to penetrate into the soil only by gravity.

表1に、土壌を構成する礫、砂、シルト、シルトと粘土との混合物、粘土の各飽和透水係数を示す。なお、飽和透水係数が10−7cm/s以下の場合、不透水と呼ばれるレベルである。 Table 1 shows the saturated hydraulic conductivity of gravel, sand, silt, a mixture of silt and clay, and clay constituting the soil. In addition, when a saturated hydraulic conductivity is 10 < -7 > cm / s or less, it is a level called impermeable.

Figure 2012125665
Figure 2012125665

本発明は、このような土壌に薬液を供給して浄化する方法である。すなわち、本発明の土壌汚染浄化方法は、薬液の土壌への線供給速度が土壌の飽和透水係数以下であり、薬液と略同時にガスを土壌に供給する方法である。
薬液の線供給速度が土壌の飽和透水係数を超える場合、薬液が微細間隙よりも粗大間隙に優先して流入しやすくなる。この場合、薬液が粗大間隙を通ってほぼ直下に流れ落ちやすくなり、微細間隙を通して土壌に薬液を均一に浸透させることができない。また、薬液がほぼ直下にしか流れないので、薬液供給位置から離れた位置まで浸透させるには、長期間必要となる。
これに対して、本発明では、薬液を飽和透水係数以下の線供給速度で供給し、薬液と略同時にガスを供給するので、粗大間隙にガスが優先的に流入し、粗大間隙に薬液が流入することを防止できる。これにより、薬液を微細間隙に選択的に流入させることができるので、短期間で微細間隙を通して均一に薬液を土壌に浸透させることができる。
また、線供給速度が飽和透水係数の場合でも、特許文献1の方法の10倍の供給速度となるので、従来よりもさらに短期間で薬液を浸透させることができる。
また、薬液が粗大間隙に流入する場合、薬液が多量に必要になる。しかし、薬液を微細間隙に選択的に流入させるため、薬液の無駄をなくして、少量で土壌に均一に浸透させることができる。
また、土壌は、砂のサイズ以下の粒子から構成されていることが多く、飽和透水係数は、一般に10−3cm/s以下である。そのため、薬液の線供給速度は、10−3cm/s以下であることが好ましい。すなわち、薬液の線供給速度を一般的な土壌の飽和透水係数以下とすることにより、土壌に短期間で均一に薬液を浸透させることができる。
The present invention is a method of purifying by supplying chemicals to such soil. That is, the soil contamination purification method of the present invention is a method in which the line supply rate of the chemical solution to the soil is equal to or lower than the saturated hydraulic conductivity of the soil, and gas is supplied to the soil substantially simultaneously with the chemical solution.
When the line supply speed of the chemical solution exceeds the saturated hydraulic conductivity of the soil, the chemical solution is likely to flow in preference to the coarse gap rather than the fine gap. In this case, the chemical solution tends to flow almost directly through the coarse gap, and the chemical solution cannot be uniformly permeated into the soil through the fine gap. Further, since the chemical liquid flows almost directly below, it is necessary for a long period of time to penetrate to a position away from the chemical liquid supply position.
On the other hand, in the present invention, the chemical solution is supplied at a linear supply speed equal to or lower than the saturated hydraulic conductivity, and the gas is supplied almost simultaneously with the chemical solution, so that the gas flows preferentially into the coarse gap and the chemical solution flows into the coarse gap. Can be prevented. Thereby, since a chemical | medical solution can be selectively made to flow into a fine gap | interval, a chemical | medical solution can be osmose | permeated uniformly to soil through a fine gap | interval in a short period of time.
Further, even when the line supply rate is a saturated hydraulic conductivity, the supply rate is 10 times that of the method of Patent Document 1, so that the chemical solution can be permeated in a shorter period of time than before.
Further, when the chemical solution flows into the coarse gap, a large amount of the chemical solution is required. However, since the chemical solution is selectively allowed to flow into the fine gaps, the chemical solution is not wasted and can be uniformly permeated into the soil with a small amount.
Moreover, the soil is often composed of particles having a size equal to or less than the size of sand, and the saturated hydraulic conductivity is generally 10 −3 cm / s or less. Therefore, it is preferable that the chemical | medical solution line supply speed is 10 < -3 > cm / s or less. That is, the chemical solution can be uniformly permeated into the soil in a short period of time by setting the linear supply rate of the chemical solution to be equal to or lower than the general saturated hydraulic conductivity of soil.

また、土壌は、微細間隙に負圧、すなわち、土壌吸引が働く。この土壌吸引圧により、土壌は自ら微細間隙に薬液を吸い込む状態となっている。
このことから、本発明での薬液の供給圧力は、土壌吸引圧以下としてもよい。
これにより、従来実施していた薬液の加圧注入と異なり、強制的に薬液を供給することなく、微細間隙に優先して薬液を浸透させることができる。
なお、土壌吸引圧力は、粒子同士の間隙に水が少量しか存在しない状態において強く働く。一方、土壌が飽和透水係数を有する状態に近い場合では、粒子同士の間隙が水でほとんど飽和された状態となるため、土壌吸引圧はほとんど働かなくなる。
In addition, the soil is subjected to negative pressure, that is, soil suction, in the fine gap. By this soil suction pressure, the soil is in a state of sucking the chemical solution into the fine gap by itself.
From this, the supply pressure of the chemical solution in the present invention may be equal to or lower than the soil suction pressure.
Thus, unlike the conventional pressure injection of the chemical solution, the chemical solution can be permeated in preference to the fine gap without forcibly supplying the chemical solution.
The soil suction pressure works strongly in a state where only a small amount of water is present in the gap between the particles. On the other hand, when the soil is close to having a saturated hydraulic conductivity, the gap between the particles is almost saturated with water, so that the soil suction pressure hardly works.

土壌への薬液の供給は、種々の薬液供給手段により実施することができる。薬液供給手段は、飽和透水係数以下の供給ができるものであればいずれでもよいが、薬液が自重で流れ落ちてあふれ出ないものとすることが好ましい。このような薬液供給手段としては、例えば、多孔体、繊維状体、細管等であり、微細孔を有するものが好ましい。
微細孔を有することにより、微細孔の表面を土壌に接触させて、この微細孔から薬液を土壌に浸透させることができる。
薬液供給手段は、掘削により設けられた穴(溝)に設置される。ここで、穴の底に設置する場合には、薬液供給手段の上部に重りを乗せる等して加重することが好ましい。
一方、薬液供給手段を穴の壁面に設置する場合には、薬液供給手段を機械的に拡大させることにより、微細孔の表面を壁面の土壌に押し付けることが好ましい。また、薬液供給手段が環状である場合には、その内部に袋体を配置し、その袋体を膨らませてもよい。なお、薬液供給手段を穴の壁面に設置後、薬液供給手段と穴の壁面との隙間に細土を充填しても良い。
特に、薬液の供給圧力を土壌吸引圧以下として薬液を供給する場合では、薬液供給手段としてパーミアメーター等を用いることができる。これにより、薬液に正圧がかからないようにして土壌に供給できる。
薬液は、水溶液又は懸濁液であり、微生物剤、微生物の栄養剤、酸素発生剤、pH調整剤、酸化剤、重金属不溶化剤、及び吸着剤のいずれか一種もしくは二種以上の組み合わせであることが好ましい。これらの薬液を用いることにより、汚染物質を二酸化炭素、水などの無害で安定な無機物に酸化分解したり、安定化することができる。
The chemical solution can be supplied to the soil by various chemical solution supply means. Any chemical supply means may be used as long as it can supply the saturated hydraulic conductivity or less, but it is preferable that the chemical liquid does not flow out due to its own weight. As such a chemical solution supply means, for example, a porous body, a fibrous body, a thin tube, etc., and those having fine holes are preferable.
By having the micropores, the surface of the micropores can be brought into contact with the soil, and the chemical solution can be permeated into the soil from the micropores.
The chemical solution supply means is installed in a hole (groove) provided by excavation. Here, when installing in the bottom of a hole, it is preferable to weight by putting a weight on the upper part of a chemical | medical solution supply means.
On the other hand, when the chemical solution supply means is installed on the wall surface of the hole, it is preferable to press the surface of the micropores against the soil of the wall surface by mechanically expanding the chemical solution supply means. In addition, when the chemical solution supply means is annular, a bag body may be disposed therein and the bag body may be inflated. In addition, after installing the chemical solution supply means on the wall surface of the hole, a fine soil may be filled in the gap between the chemical solution supply means and the wall surface of the hole.
In particular, in the case of supplying a chemical solution with the supply pressure of the chemical solution being equal to or lower than the soil suction pressure, a permeometer or the like can be used as the chemical solution supply means. Thereby, it can supply to soil so that a positive pressure may not be applied to a chemical | medical solution.
The chemical solution is an aqueous solution or suspension, and is a microbial agent, a microbial nutrient, an oxygen generator, a pH adjuster, an oxidizing agent, a heavy metal insolubilizer, and an adsorbent, or a combination of two or more. Is preferred. By using these chemical solutions, it is possible to oxidatively decompose or stabilize the pollutants into harmless and stable inorganic substances such as carbon dioxide and water.

本発明に用いるガスとしては、どのような種類でもよいが、空気、酸素ガス、及びそれらの混合体が好ましい。空気を用いるとコストの面で有利である。
薬液が好気性微生物剤及び酸化剤の少なくともいずれか一種である場合では、ガスとして、酸素ガス、酸素ガスと空気との混合体を用いることが好ましい。これにより、好気性微生物の活動や酸化作用を促進させることができる。酸素ガスと空気との混合体としては、高酸素濃度空気であることが好ましい。この高酸素濃度空気としては、酸素ガスの濃度が混合気体全量基準で42体積%以上であることが好ましく、さらに好ましくは、63体積%以上であり、さらにより好ましくは、84体積%以上である。
The gas used in the present invention may be any kind, but air, oxygen gas, and a mixture thereof are preferable. Use of air is advantageous in terms of cost.
In the case where the chemical solution is at least one of an aerobic microbial agent and an oxidizing agent, it is preferable to use oxygen gas or a mixture of oxygen gas and air as the gas. Thereby, the activity and oxidation action of aerobic microorganisms can be promoted. The mixture of oxygen gas and air is preferably high oxygen concentration air. As this high oxygen concentration air, the concentration of oxygen gas is preferably 42% by volume or more based on the total amount of the mixed gas, more preferably 63% by volume or more, and still more preferably 84% by volume or more. .

従来のような、圧力をかけて薬液を供給する浄化方法では、粗大間隙に薬液が流入していた。そのため、粗大間隙を通して酸素ガスを十分土壌中に行きわたらせることができなかった。しかし、本発明では、粗大間隙を通して酸素ガス等を供給するため、酸素ガス等を隅々まで行きわたらせることができる。そのため、上述したように、好気性微生物の活動や酸化作用を劇的に促進させることができる。
一方、薬液が嫌気性微生物剤である場合、土壌に含まれる酸素ガスを取り除くことが好ましい。例えば、窒素等の不活性ガスを用いることにより、土壌中の酸素ガスが無くなるまでの時間を短縮できる。
In the conventional purification method in which a chemical solution is supplied under pressure, the chemical solution flows into the coarse gap. For this reason, oxygen gas could not be sufficiently distributed in the soil through the coarse gap. However, in the present invention, since oxygen gas or the like is supplied through the coarse gap, the oxygen gas or the like can be spread all over. Therefore, as described above, the aerobic microorganism activity and oxidation action can be dramatically accelerated.
On the other hand, when the chemical solution is an anaerobic microbial agent, it is preferable to remove oxygen gas contained in the soil. For example, by using an inert gas such as nitrogen, the time until the oxygen gas in the soil disappears can be shortened.

ガスの土壌への容積供給速度(単位:mL/min)は、常温、常圧下、薬液の容積供給速度の100倍以下であることが好ましく、より好ましくは、10倍以上100倍以下であり、さらにより好ましくは、20倍以上50倍以下である。
ガスの容積供給速度を100倍以下とすることにより、ガスが微細空間に流入することを防止でき、薬液が微細空間に浸透しやすくなる。これにより、薬液の浸透時間を短くすることができる。一方、10倍以上とすることにより、粗大間隙に薬液が流入することを防止できる。
Volume supply rate of gas to soil (unit: mL / min) is preferably 100 times or less, more preferably 10 times or more and 100 times or less of the volume supply rate of the chemical solution at room temperature and normal pressure. Even more preferably, it is 20 times or more and 50 times or less.
By setting the gas volume supply rate to 100 times or less, the gas can be prevented from flowing into the fine space, and the chemical solution can easily penetrate into the fine space. Thereby, the penetration time of a chemical | medical solution can be shortened. On the other hand, by setting it to 10 times or more, the chemical solution can be prevented from flowing into the coarse gap.

ガスの供給位置は、薬液の供給位置の近傍であることが好ましく、下方であることがより好ましい。薬液を飽和透水係数のような高い線供給速度で供給した場合、特に、薬液が粗大間隙に流入しやすくなる。しかし、ガスの供給位置を薬液の供給位置の近傍とすることにより、ガスにより薬液を拡散させて、薬液が粗大間隙に流入することを防止できる。
また、薬液を飽和透水係数のような高い線供給速度で供給した場合、薬液が自重により略直下に流れ落ちやすくなる。しかし、ガスの供給位置を薬液の供給位置の下方とすることにより、薬液が略直下に流れ落ちることを防止できる。
また、ガスの供給方向は、略水平方向であることが好ましい。これにより、薬液が自重により略直下に流れ落ちることを防止できるとともに、薬液の水平方向への移動を促進し、より広範囲に浸透させることができる。なお、薬液を特定の方向に浸透させたい場合では、その方向に向けてガスを供給すると良い。
土壌へのガスの供給は、ガス供給手段により実施される。ガス供給手段としては、ガスを供給するためのガスノズルを土壌に設置できるものであれば、いずれでもよい。
The gas supply position is preferably in the vicinity of the chemical liquid supply position, and more preferably downward. When the chemical solution is supplied at a high line supply speed such as a saturated hydraulic conductivity, the chemical solution is likely to flow into the coarse gap. However, by setting the gas supply position in the vicinity of the chemical liquid supply position, it is possible to prevent the chemical liquid from flowing into the coarse gap by diffusing the chemical liquid with the gas.
Moreover, when a chemical | medical solution is supplied with a high line supply speed like a saturated hydraulic conductivity, a chemical | medical solution will be easy to flow down substantially directly under dead weight. However, by setting the gas supply position below the chemical supply position, it is possible to prevent the chemical liquid from flowing down almost directly.
The gas supply direction is preferably a substantially horizontal direction. Thereby, it can prevent that a chemical | medical solution flows down directly under dead weight, can accelerate | stimulate the movement to a horizontal direction of a chemical | medical solution, and can penetrate | permeate more widely. Note that in the case where it is desired to infiltrate the chemical solution in a specific direction, the gas may be supplied in that direction.
Gas supply to the soil is performed by a gas supply means. Any gas supply means may be used as long as a gas nozzle for supplying gas can be installed in the soil.

次に、汚染物質と、汚染物質を含む土壌を浄化するための薬液と、この薬液を用いた本発明の具体的方法との関係を以下に例示する。なお、本発明の具体的方法は、イン・サイチュ処理に関するものであり、それ以外のオンサイト処理、場外処理は除かれる。   Next, the relationship between the pollutant, the chemical for purifying the soil containing the pollutant, and the specific method of the present invention using this chemical is illustrated below. The specific method of the present invention relates to in-situ processing, and other on-site processing and off-site processing are excluded.

Figure 2012125665
Figure 2012125665

次に、本発明の土壌汚染浄化方法を利用できる業界を説明する。表3に示すような業界においては、汚染物質を発生する可能性がある発生物質、発生部品、発生場所などの発生源を有しているので、本発明を好適に利用できる。   Next, the industry which can utilize the soil pollution purification method of this invention is demonstrated. In the industry as shown in Table 3, the present invention can be suitably used because it has generation sources such as generation substances, generation parts, generation locations and the like that may generate pollutants.

Figure 2012125665
Figure 2012125665

次に、図1により、本発明に係る土壌汚染浄化方法を説明する。
本発明の方法により浄化される土壌1は、例えば、稼働中の工場における地下の土壌などである。この土壌1には、汚染物質を含む汚染領域2が様々な位置に分散している。この土壌1は、地下水位3より上側にあり、土壌1の粒子同士の間隙が水で飽和していない状態である。
本発明の方法を実施する際には、まず、コンクリート等をコア抜きより部分的に除去する。これにより、土壌1の表面を露出させた後、薬液供給位置までボーリングを実施して、土壌1を掘り出し、穴を設ける。そして、穴の底に薬液供給手段4と、図示しないガスノズルとを設置する。
Next, the soil contamination purification method according to the present invention will be described with reference to FIG.
The soil 1 to be purified by the method of the present invention is, for example, underground soil in an operating factory. In this soil 1, contaminated areas 2 containing pollutants are dispersed at various positions. The soil 1 is above the groundwater level 3 and the gap between the particles of the soil 1 is not saturated with water.
In carrying out the method of the present invention, first, concrete or the like is partially removed from the core. Thereby, after exposing the surface of the soil 1, boring is performed to the chemical solution supply position, the soil 1 is dug, and a hole is provided. And the chemical | medical solution supply means 4 and the gas nozzle which is not shown in figure are installed in the bottom of a hole.

そして、薬液供給手段4を適宜加圧することで薬液供給手段4から薬液5を飽和透水係数以下で供給する。この時、薬液5と同時にガス6を供給する。また、ガス6を水平方向から下方にわたって供給する。
これにより、ガス6を粗大間隙に優先的に流入させて、粗大間隙に薬液5が流入することを防止して、選択的に微細間隙に薬液5を流入させることができる。また、土壌1の粒子同士の間隙が不飽和であるため、土壌吸引圧を利用して薬液5を土壌1に均一に浸透させることができる。そして、薬液供給手段4の下方からガス6を水平方向に供給しているので、薬液5が自重により流れ落ちることなく、水平方向に浸透させることができる。従って、薬液供給位置から水平方向に離れた汚染領域2まで薬液5を短期間で均一に行きわたらせることができる。
And the chemical | medical solution 5 is supplied below with a saturated hydraulic conductivity from the chemical | medical solution supply means 4 by pressurizing the chemical | medical solution supply means 4 suitably. At this time, the gas 6 is supplied simultaneously with the chemical solution 5. Further, the gas 6 is supplied from the horizontal direction to the lower side.
Thereby, the gas 6 can be preferentially flowed into the coarse gap, the chemical solution 5 can be prevented from flowing into the coarse gap, and the chemical solution 5 can be selectively introduced into the fine gap. Moreover, since the gap | interval of the particle | grains of the soil 1 is unsaturated, the chemical | medical solution 5 can be uniformly penetrated into the soil 1 using a soil suction pressure. And since the gas 6 is supplied to the horizontal direction from the downward direction of the chemical | medical solution supply means 4, the chemical | medical solution 5 can be osmose | permeated in a horizontal direction, without flowing down with dead weight. Accordingly, the chemical solution 5 can be evenly distributed in a short period to the contaminated area 2 that is separated from the chemical solution supply position in the horizontal direction.

次に実施例、比較例により本発明をさらに詳しく説明する。ただし、本発明はこれらの例によって何ら制限されるものではない。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
実施例1では、表4に示す土壌に対して、表5,6に示す条件で本発明の土壌汚染浄化方法を実施した。実施例1では、図2に示すように、土壌10の清浄土層11間に汚染物質を含む汚染土層12を有している。
土壌汚染浄化方法を実施するにあたって、まず、汚染土層12まで穴を設けて、ガスノズル13を設置した。このガスノズル13に汚染土層12を被せ、汚染土層12の上の清浄土層11に、薬液供給手段14を設置した。その後、土壌10に薬液15とガス16とを同時に供給して実施例1の土壌汚染浄化方法を実施した。
なお、表5において、栄養塩のN、P、Kの値は、それぞれ、窒素、リン、カリウムの濃度比率を示す。また、表5において、「薬液の供給量」は、汚染土層1mにおいて薬液が1kgとなるように供給した値である。
Example 1
In Example 1, the soil contamination purification method of the present invention was performed on the soil shown in Table 4 under the conditions shown in Tables 5 and 6. In Example 1, as shown in FIG. 2, a contaminated soil layer 12 containing a contaminant is provided between the clean soil layers 11 of the soil 10.
In carrying out the soil contamination purification method, first, a hole was provided up to the contaminated soil layer 12 and a gas nozzle 13 was installed. The gas nozzle 13 was covered with the contaminated soil layer 12, and the chemical solution supply means 14 was installed on the clean soil layer 11 on the contaminated soil layer 12. Then, the chemical | medical solution 15 and the gas 16 were supplied to the soil 10 simultaneously, and the soil contamination purification method of Example 1 was implemented.
In Table 5, the values of N, P, and K for nutrient salts indicate the concentration ratios of nitrogen, phosphorus, and potassium, respectively. Further, in Table 5, “Supply amount of chemical solution” is a value supplied so that the chemical solution becomes 1 kg in the contaminated soil layer 1 m 3 .

Figure 2012125665
Figure 2012125665

Figure 2012125665
Figure 2012125665

Figure 2012125665
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(実施例2)
実施例2では、薬液供給手段及びガスノズルを変更した以外は、実施例1と同様にして土壌汚染浄化方法を実施した。
(Example 2)
In Example 2, the soil contamination purification method was carried out in the same manner as in Example 1 except that the chemical solution supply means and the gas nozzle were changed.

実施例2では、図3に示すように、土壌20の汚染土層21の下方まで穴を掘削した。そして、穴の底面に第一ガスノズル22を設置し、その上に薬液供給手段23、ガスノズル22、薬液供給手段23、ガスノズル22、薬液供給手段23を交互に設置した。その後、土壌20に薬液24とガス25とを同時に供給して実施例2の土壌汚染浄化方法を実施した。なお、薬液供給手段としては、微細孔を有する円環状の繊維状体を用いた。   In Example 2, as shown in FIG. 3, a hole was excavated to the lower side of the contaminated soil layer 21 of the soil 20. And the 1st gas nozzle 22 was installed in the bottom face of the hole, and the chemical solution supply means 23, the gas nozzle 22, the chemical solution supply means 23, the gas nozzle 22, and the chemical solution supply means 23 were installed alternately on it. Then, the chemical | medical solution 24 and the gas 25 were simultaneously supplied to the soil 20, and the soil contamination purification method of Example 2 was implemented. In addition, as the chemical solution supply means, an annular fibrous body having fine holes was used.

(比較例1)
ガスを供給しなかった以外は、実施例1と同様にして比較例1の浄化方法を実施した。
(Comparative Example 1)
The purification method of Comparative Example 1 was carried out in the same manner as Example 1 except that no gas was supplied.

(浄化結果)
実施例1,2では、図2,3に示すように、薬液15,24等を供給して1週間後、薬液供給位置より水平方向に0.5m及び1mの位置31,32でボーリングした。そして、各位置31,32において、地下1mの土壌を採取して、その土壌に含まれる薬液の濃度をパックテストで測定した。
その結果、実施例1では、位置31,32では、それぞれ硝酸濃度が45mg/L、10mg/Lであり、実施例2では、それぞれ硝酸濃度が60mg/L、20mg/Lであった。従って、実施例1,2では、栄養剤が良好に浸透していることが確認できた。
また、実施例1,2では、薬液等を供給して3月後、薬液供給位置より水平方向に1mの位置32でボーリングした。そして、地下1mの土壌を採取して、油分濃度をGC−FID法で測定した。
その結果、実施例1では、油分濃度が500mg/kg−土壌であり、実施例2では、油分濃度が300mg/kg−土壌であった。従って、実施例1,2では、浄化が進行していることがわかった。
(Purification result)
In Examples 1 and 2, as shown in FIGS. 2 and 3, one week after supplying the chemicals 15 and 24, etc., boring was performed at positions 31 and 32 at 0.5 m and 1 m in the horizontal direction from the chemical supply position. And in each position 31 and 32, 1m underground soil was extract | collected and the density | concentration of the chemical | medical solution contained in the soil was measured by the pack test.
As a result, in Example 1, the nitric acid concentrations at positions 31 and 32 were 45 mg / L and 10 mg / L, respectively, and in Example 2, the nitric acid concentrations were 60 mg / L and 20 mg / L, respectively. Therefore, in Examples 1 and 2, it was confirmed that the nutrient was permeating well.
Further, in Examples 1 and 2, three months after supplying the chemical solution and the like, boring was performed at a position 32 of 1 m in the horizontal direction from the chemical solution supply position. And 1m of underground soil was extract | collected and the oil concentration was measured by GC-FID method.
As a result, in Example 1, the oil concentration was 500 mg / kg-soil, and in Example 2, the oil concentration was 300 mg / kg-soil. Therefore, in Examples 1 and 2, it turned out that purification | cleaning is advancing.

一方、比較例1では、実施例1と同様に、1週間後、位置31,32で硝酸濃度をそれぞれ測定した。その結果、硝酸濃度が5mg/L、1mg/Lであり、栄養剤がほとんど浸透していないことがわかった。
また、比較例1では、実施例1と同様に、3月後、油分濃度を測定した。その結果、2400mg/kg−土壌であり、浄化がほとんど進行していないことがわかった。
従って、実施例1,2では、土壌の飽和透水係数以下の線供給速度で薬液を供給し、薬液と同時にガスを供給しているので、ガスを供給しない比較例1と比較して、短期間で薬液を薬液供給位置から離れた位置まで浸透させることができた。
従って、本発明の土壌汚染浄化方法によれば、短期間で均一に薬液を浸透させて、効率的に汚染された土壌を浄化できることが分かる。
On the other hand, in Comparative Example 1, as in Example 1, the nitric acid concentration was measured at positions 31 and 32 after one week. As a result, it was found that the nitric acid concentrations were 5 mg / L and 1 mg / L, and the nutrient was hardly permeated.
In Comparative Example 1, as in Example 1, the oil concentration was measured after 3 months. As a result, it was 2400 mg / kg-soil, and it was found that purification was hardly progressing.
Therefore, in Examples 1 and 2, the chemical solution is supplied at a linear supply speed equal to or lower than the saturated hydraulic conductivity of the soil, and the gas is supplied at the same time as the chemical solution. Therefore, compared with Comparative Example 1 in which no gas is supplied, Thus, it was possible to penetrate the chemical solution to a position away from the chemical solution supply position.
Therefore, according to the soil contamination purification method of this invention, it turns out that a chemical | medical solution can penetrate | infiltrate uniformly in a short period of time, and the contaminated soil can be purified efficiently.

本発明の土壌汚染浄化方法は、稼働中の工場、営業中のガソリンスタンドの地下の土壌が汚染物質により汚染されている場合において、その汚染された土壌を浄化する場合に利用される。   The soil contamination purification method of the present invention is used to purify contaminated soil when the soil in the base of an operating factory or an operating gas station is contaminated with contaminants.

1,10,20 土壌
5,15,24 薬液
6,16,25 ガス
1, 10, 20 Soil 5, 15, 24 Chemical 6, 6, 25 Gas

Claims (10)

土壌に薬液を供給する土壌汚染浄化方法であって、
前記薬液の前記土壌への線供給速度が前記土壌の飽和透水係数以下であり、
前記薬液と略同時にガスを前記土壌に供給する
ことを特徴とする土壌汚染浄化方法。
A soil contamination purification method for supplying chemicals to soil,
The line supply rate of the chemical solution to the soil is equal to or lower than the saturated hydraulic conductivity of the soil,
A method for purifying soil contamination, comprising supplying gas to the soil substantially simultaneously with the chemical solution.
土壌に薬液を供給する土壌汚染浄化方法であって、
前記薬液の前記土壌への供給圧力が土壌吸引圧以下であり、
前記薬液と略同時にガスを前記土壌に供給する
ことを特徴とする土壌汚染浄化方法。
A soil contamination purification method for supplying chemicals to soil,
The supply pressure of the chemical solution to the soil is equal to or lower than the soil suction pressure,
A method for purifying soil contamination, comprising supplying gas to the soil substantially simultaneously with the chemical solution.
請求項1に記載の土壌汚染浄化方法において、
前記薬液の線供給速度が10−3cm/s以下である
ことを特徴とする土壌汚染浄化方法。
In the soil pollution purification method of Claim 1,
The line supply speed | rate of the said chemical | medical solution is 10 < -3 > cm / s or less. The soil contamination purification method characterized by the above-mentioned.
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の土壌汚染浄化方法において、
前記ガスの前記土壌への容積供給速度(単位:mL/min)が前記薬液の容積供給速度(単位:mL/min)の100倍以下である
ことを特徴とする土壌汚染浄化方法。
In the soil contamination purification method as described in any one of Claim 1- Claim 3,
The soil contamination purification method, wherein a volume supply rate (unit: mL / min) of the gas to the soil is 100 times or less a volume supply rate (unit: mL / min) of the chemical solution.
請求項4に記載の土壌汚染浄化方法において、
前記ガスの容積供給速度が前記薬液の容積供給速度の10倍以上100倍以下である
ことを特徴とする土壌汚染浄化方法。
In the soil pollution purification method of Claim 4,
The volume supply rate of the gas is 10 to 100 times the volume supply rate of the chemical solution.
請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の土壌汚染浄化方法において、
前記ガスの前記土壌への供給位置が前記薬液の供給位置よりも下方である
ことを特徴とする土壌汚染浄化方法。
In the soil contamination purification method as described in any one of Claim 1- Claim 5,
The soil contamination purification method, wherein a supply position of the gas to the soil is below a supply position of the chemical solution.
請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の土壌汚染浄化方法において、
前記ガスの前記土壌への供給方向が略水平方向である
ことを特徴とする土壌汚染浄化方法。
In the soil contamination purification method as described in any one of Claim 1- Claim 6,
The method for purifying soil contamination, wherein the gas is supplied to the soil in a substantially horizontal direction.
請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の土壌汚染浄化方法において、
前記ガスが空気、空気と酸素ガスとの混合体、及び酸素ガスのいずれかである
ことを特徴とする土壌汚染浄化方法。
In the soil pollution purification method as described in any one of Claim 1- Claim 7,
The soil contamination purification method, wherein the gas is any one of air, a mixture of air and oxygen gas, and oxygen gas.
請求項8に記載の土壌汚染浄化方法において、
前記ガスが空気と酸素ガスとの混合体であり、
前記混合体は、酸素ガスの濃度が混合体全量基準で42体積%以上である
ことを特徴とする土壌汚染浄化方法。
The soil contamination purification method according to claim 8,
The gas is a mixture of air and oxygen gas;
The soil contamination purification method, wherein the mixture has an oxygen gas concentration of 42% by volume or more based on the total amount of the mixture.
請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の土壌汚染浄化方法において、
前記薬液は、水溶液又は懸濁液であり、微生物剤、微生物の栄養剤、酸素発生剤、pH調整剤、酸化剤、及び重金属不溶化剤のいずれか一種もしくは二種以上の組み合わせである
ことを特徴とする土壌汚染浄化方法。
In the soil contamination purification method as described in any one of Claim 1- Claim 9,
The chemical solution is an aqueous solution or a suspension, and is one or a combination of two or more of a microbial agent, a microbial nutrient, an oxygen generator, a pH adjuster, an oxidizing agent, and a heavy metal insolubilizer. And soil pollution purification method.
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