JP2015196135A - 土壌浄化方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様に係る土壌浄化方法は、油、揮発性有機化合物、重金属、及びシアン化合物のうちの少なくとも一種の汚染物質を含有する土壌に観測井戸を形成する観測井戸形成工程と、前記観測井戸の外周側で前記土壌に注入井戸を形成する注入井戸形成工程と、前記観測井戸で前記土壌の酸化還元電位を計測する計測工程と、計測された前記酸化還元電位が前記土壌中の微生物の活性に適した予め定めた所定範囲内の値となるように、前記注入井戸から前記土壌に注入液として高濃度酸素水を注入する注入工程と、前記汚染物質を前記微生物によって分解して浄化する浄化工程と、を含むことを特徴とする。
図1に示すように、浄化装置1は、互いに離間して配置された観測井戸10、注入井戸11、及び揚水井戸12とを備えている。
またこの浄化装置1は、注入井戸11から注入液Lを土壌S内に注入する注入部13、及び、揚水井戸12から土壌S内の地下水Wを揚水する揚水部14と、注入部13からの注入液Lの液量を調整するとともに揚水井戸12からの揚水量を調整する制御部15と、観測井戸10での観測値から土壌S内の状態をモニタリングする表示部16とを備えている。
また、図2に示すように注入井戸11は、観測井戸10の外周側の周方向に異なる位置で、観測井戸10を取り囲むように複数(本実施形態では4つ)が形成されている。
また図3に示すように、マンシェットチューブ20には、高さ方向に間隔をあけて(例えば33センチメートル間隔)に周方向に沿って延びるスリット状の開口部20aが形成されている。そしてマンシェットチューブ20には、この開口部20aを外周側から覆うように設けられた樹脂等のリング22が設けられている。リング22は、各開口部20aに対応するように、高さ方向に互いに離間して複数が設けられている。
また、本実施形態では揚水井戸12は、観測井戸10の周方向に隣接する注入井戸11同士の間に一つずつ設けられることで、注入井戸11の同数(4つ)が設けられている。
さらに、注入パイプ33には、噴出口33aを挟んで上下の位置で外周面に設けられた一対の環状をなす密閉部材34が設けられている。この密閉部材34は不図示の空気源に接続されて膨張収縮が可能となっている。そして、膨張によってマンシェットチューブ20の内周面に密着し、一対の密閉部材34同士の間に密閉空間Aが形成されるようになっている。
なお、この揚水部14は、揚水パイプ43とポンプ41とを用いたものに限定されず、例えば、揚水井戸12の内部に水中ポンプを設けた構成であってもよい。
土壌浄化方法は、観測井戸10を形成する観測井戸形成工程S1と、注入井戸11を形成する注入井戸形成工程S2と、観測井戸10でORP及びpHの値を計測する計測工程S4と、注入井戸11に注入液Lを供給し、注入井戸11から土壌Sに注入する注入工程S5と、土壌S中の微生物によって土壌Sに含有されたシアン化合物を分解して浄化する浄化工程S7とを含んでいる。
なお、土壌中の環境は通常、嫌気条件(還元雰囲気)であり、「フェリシアン」はその形態で存在しにくく、フェロシアンの形態で存在することが多いため、「フェリシアン」の不溶化は本実施形態の土壌浄化方法に関しては影響しないと考えられる。
例えば、上述したように、汚染物質がシアン化合物ではなく、他の物質(例えば油、揮発性有機化合物(VOC)、重金属等)である場合には、上述した実施形態のように、必ずしもORP、及びpHの両者を予め定めた所定範囲内の値となるように制御する必要はない。即ち、汚染物質によっては、ORP及びpHのうちのいずれか一方のみを制御すればよい。
ここで、図6に示すように、pHを7より高い値に保ちつつ、ORPを管理した場合の土壌S内のシアン化合物の含有量の変化を確認する試験を行った。
図6の横軸は土壌Sの養生期間(経過時間)を示し、縦軸は土壌Sにおけるシアン化合物の含有量〔mg/kg〕を示す。
手順1:汚染土壌としてシアン汚染土壌15〔kg〕に、グルコース等の食品添加物を主成分とする栄養剤NSバイオアクティCN3(新日鉄住金エンジニアリング株式会社製)を1〔kg/m3〕添加した。
手順2:手順1で土壌に栄養剤NSバイオアクティCN3を添加したものに対して体積比10%で加水し、ソイルミキサで20分間混錬した。
手順3:手順2で混錬した土壌をカラムに設置した。
手順4:手順3でカラムにセットされた土壌に模擬の注入井戸を形成した。
手順5:注入井戸から土壌に純水を添加して浸漬した。
手順6:注入井戸の水のORPを測定し、ORPが試験条件の管理値となるようバブラー(気泡計)で気泡を送り込んだ。
手順7:ORP及びpHを朝夕の2回/日でモニタリングし、養生60日間の土壌のシアン化合物の含有量の経時変化を計測した。また、グルコース等の食品添加物を主成分とする栄養剤NSバイオアクティCN1及びCN2(新日鉄住金エンジニアリング株式会社製)を15日目、30日目に土壌に投入し、栄養剤NSバイオアクティCN2を50日目に投入した。
条件1(管理なし):ORPの管理を行わない。
条件2(Run1、通性嫌気条件):ORPが−200〔mV〕以下で曝気を行うとともに、−100〔mV〕以上で曝気を停止する。
条件3(Run2、好気条件):ORPが−100〔mV〕以下で曝気を行うとともに、0〔mV〕以上で曝気を停止する。
図9に示すように、実施例1で用いた土壌とは異なる土壌に対して、pHを7より高い値に保ちつつORPを管理した場合の、土壌内のシアン化合物の含有量の変化を確認する試験を行った。
図6同様に、図9の横軸は土壌の養生期間(経過時間)を示し、縦軸は土壌におけるシアン化合物の含有量〔mg/kg〕を示す。
手順1:500〔mL〕の三角フラスコにシアン汚染土壌として石炭ガス工場跡地の土壌50gに純水200〔mL〕を加えてスラリー状にした。
手順2:手順1で作成したスラリーに、土壌中の微生物を活性化させるグルコース等の食品添加物を主成分とする栄養剤NSバイオアクティCN3を1〔kg/m3〕添加した。
手順3:手順2で作成したスラリーに、ORPが試験条件の管理値となるように振とう機で振とう、または、間欠曝気を行った。
手順4:ORP及びpHを随時測定し、グルコース等の食品添加物を主成分とする栄養剤NSバイオアクティCN1及びCN2を30日目と60日目に投入した。
条件1(管理なし):ORPの管理を行わない。
条件2(Run1、通性嫌気条件):ORPが−50〔mV〕〜+50〔mV〕となるよう間欠曝気。
条件3(Run2、好気条件):ORPが200〔mV〕以上を目指し、90〔rpm〕の振とう。
図12に示すように、実施例1、2で用いた土壌とは異なる土壌に対して、pHを7より高い値に保ちつつORPを管理した場合の、土壌内のシアン化合物の含有量の変化を確認する試験を行った。
図6、図9同様に、図12の横軸は土壌の養生期間(経過時間)を示し、縦軸は土壌におけるシアン化合物の含有量〔mg/kg〕を示す。
シアン汚染土壌としてメッキ工場での土壌を用い、他の手順は実施例2と同様である。
条件1(Run1、好気条件):ORPが200〔mV〕以上を目指し、90〔rpm〕の振とう。
条件2(Run2、通性嫌気条件):ORPが−50〔mV〕〜+50〔mV〕となるよう間欠曝気。
汚染土壌として模擬ベンゼン汚染土壌を用いて、ベンゼンの分解試験を行った。
手順1:砂質土から模擬ベンゼン汚染土壌を作成した。
手順2:500〔mL〕の三角フラスコに模擬ベンゼン汚染土壌200〔g〕と、純水300〔mL〕を加えてスラリー状にした。
手順3:土壌中の微生物を活性化させる栄養剤DAP(リン酸二アンモニウム)を溶液ベースで0.5%となるように添加した。
手順4:養生期間1か月間について液相中及び土壌中のベンゼンの濃度をモニタリングした。
条件1(Run1、好気条件):ORPが0〔mV〕以上とした。
条件2(Run2、嫌気条件):ORPが−50〔mV〕以下とした。
一方で、嫌気条件である「Run2」では、液相ベンゼン濃度が0.5か月後に0.6〔mg/L〕であったものが、1か月後には0.01〔mg/L〕となっており、養生期間1か月では十分な浄化が難しいことが確認できた。
なお、土壌へのベンゼンの溶出量は好気条件、嫌気条件ともに養生期間が1か月ではいずれも0.001〔mg/L〕よりも低くなった。
汚染土壌として模擬軽油汚染土壌を用いて、軽油の分解試験を行った。
試験手順、試験条件等は実施例3と同様である。
Claims (6)
- 油、揮発性有機化合物、重金属、及びシアン化合物のうちの少なくとも一種の汚染物質を含有する土壌に観測井戸を形成する観測井戸形成工程と、
前記観測井戸の外周側で前記土壌に注入井戸を形成する注入井戸形成工程と、
前記観測井戸で前記土壌の酸化還元電位を計測する計測工程と、
計測された前記酸化還元電位が前記土壌中の微生物の活性に適した予め定めた所定範囲内の値となるように、前記注入井戸から前記土壌に注入液として高濃度酸素水を注入する注入工程と、
前記汚染物質を前記微生物によって分解して浄化する浄化工程と、
を含むことを特徴とする土壌浄化方法。 - 油、揮発性有機化合物、重金属、及びシアン化合物のうちの少なくとも一種の汚染物質を含有する土壌に観測井戸を形成する観測井戸形成工程と、
前記観測井戸の外周側で前記土壌に注入井戸を形成する注入井戸形成工程と、
前記観測井戸で前記土壌のpHを計測する計測工程と、
計測された前記pHが前記土壌中の微生物の生育に適した予め定めた所定範囲内の値となるように、前記注入井戸から前記土壌に注入液としてpH調整剤を注入する注入工程と、
前記汚染物質を前記微生物によって分解して浄化する浄化工程と、
を含むことを特徴とする土壌浄化方法。 - 請求項1又は2の土壌浄化方法において、
前記観測井戸及び前記注入井戸に隣接して前記土壌に揚水井戸を形成する揚水井戸形成工程と、
前記注入井戸から前記土壌に注入された前記注入液の液量と同量の水分を前記土壌から揚水する揚水工程と、
をさらに含むことを特徴とする土壌浄化方法。 - 請求項1から3のいずれか一項の土壌浄化方法において、
前記計測工程では、前記汚染物質として前記シアン化合物を含有するシアン汚染土壌の酸化還元電位、及び、pHを計測し、
前記注入工程では、前記酸化還元電位が−300〔mV〕以上となるように、かつ、前記pHが7より高い値となるように、前記注入液として高濃度酸素水、及び、pH調整剤を前記シアン汚染土壌に注入すること特徴とする土壌浄化方法。 - 請求項4の土壌浄化方法において、
前記注入工程では、前記酸化還元電位が0〔mV〕以上となるように、前記高濃度酸素水を前記シアン汚染土壌に注入することを特徴とする土壌浄化方法。 - 請求項1から5のいずれか一項の土壌浄化方法において、
前記注入井戸形成工程では、前記観測井戸の周方向に異なる位置で観測井戸を外周側から取り囲むように前記注入井戸を複数形成することを特徴とする土壌浄化方法。
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