JP2017023946A - 有機汚染物の浄化施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】揮発性有機物によって汚染された地下水等の水、土壌等（有機汚染物）を浄化するにあたり、浄化を迅速に行い、浄化効果を向上させる有機汚染物の浄化施工方法の提供。
【解決手段】揮発性有機物で汚染された有機汚染物を、有機汚染物の存在する地下汚染領域及び／又はその近傍に過硫酸塩と鉄系触媒を含む浄化剤４を注入することで前記揮発性有機物を分解させて浄化する浄化施工方法であって、前記過硫酸塩は、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム及び過硫酸アンモニウムから選ばれる少なくとも一種であり、その濃度は、０．５質量％以上であり、前記鉄系触媒は、鉄粉、ナノ鉄及び硫酸第一鉄から選ばれる少なくとも一種であり、その濃度は、０．０５質量％以上である。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、有機汚染物の浄化施工方法に関する。

長年工場用地として使用された土地には、揮発性有機物（ＶＯＣ）が蓄積されており、工場用地の土壌やその付近の地下水から、ＶＯＣが例えば、水質汚濁及び土壌汚染に係る環境基準値を超えて検出されることがある。このように、ＶＯＣに汚染された土壌や地下水を浄化する方法としては、例えば、地下水の汚染に対しては地上に揚水した後に浄化処理する方法が行われている。土壌の汚染に対しては、土壌を加熱して浄化する方法や、掘削して汚染土壌を除去する方法が一般的である。また、汚染された地下水や土壌に対して、化学的処理や微生物による浄化が行われることもある。

このような汚染土壌や汚染水（地下水）などの有機汚染物の化学的処理として、有機汚染物に、過酸化水素及び鉄系触媒を添加することでＶＯＣを分解するフェントン法や、過硫酸塩によってＶＯＣを分解する酸化法が知られている。フェントン法を用いた有機汚染物の浄化方法として、例えば、有機汚染物に汚染された汚染物に過酸化水素と鉄系触媒を添加し、さらに過硫酸塩や過硫酸イオンを添加する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。また、酸化法としては、有機汚染物に過硫酸塩を添加する方法、過硫酸塩にさらにキレート鉄を添加する方法が知られている（例えば、特許文献３、４参照。）。

特開２００６−３４１１９５号公報 特開２００６−７５４６９号公報 特開２００２−３０７０４９号公報 特開２０１０−２００９６５号公報

しかしながら、従来のフェントン法を用いる方法では、反応時の発熱が多いために酸化力が強く、反応が非常に速やかに進行する。そのため、揮発性有機物によって汚染された地下水等の水又は土壌を浄化する場合に、浄化作用の持続性が低いことから十分な浄化が行い難いため、浄化効果が低いという課題があった。一方、酸化法では、浄化に長時間を要するという課題があった。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、揮発性有機物によって汚染された有機汚染物を浄化するにあたり、浄化を迅速に行い、浄化効果を向上させた有機汚染物の浄化施工方法を提供することを目的とする。

本発明の有機汚染物の浄化施工方法の一態様は、揮発性有機物で汚染された有機汚染物を浄化するにあたり、前記有機汚染物の存在する地下汚染領域及び／又はその近傍に過硫酸塩と鉄系触媒を含む浄化剤を注入することで前記揮発性有機物を分解させる有機汚染物の浄化施工方法であって、前記過硫酸塩は、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム及び過硫酸アンモニウムから選ばれる少なくとも一種であり、前記有機汚染物の量に対する前記過硫酸塩の濃度は、０．５質量％以上であり、前記鉄系触媒は、鉄粉、ナノ鉄及び硫酸第一鉄から選ばれる少なくとも一種であり、前記有機汚染物の量に対する前記鉄系触媒の濃度は、０．０５質量％以上であることを特徴とする。

本発明の有機汚染物の浄化施工方法によれば、揮発性有機物によって汚染された地下水等の水、土壌等（有機汚染物）を浄化するにあたり、浄化を迅速に行い、浄化効果を向上させることができる。

第１の実施形態に係る有機汚染物の浄化施工方法を説明するための断面図である。 第２の実施形態に係る有機汚染物の浄化施工方法を説明するための断面図である。 第３の実施形態に係る有機汚染物の浄化施工方法を説明するための断面図である。 第４の実施形態に係る有機汚染物の浄化施工方法を説明するための断面図である。 過硫酸塩と鉄系触媒によるトリクロロエチレン（ＴＣＥ）の分解試験の結果を示すグラフである。 土壌と水の共存下におけるＴＣＥの分解試験の結果を示すグラフである。 過硫酸塩と鉄系触媒によるＴＣＥ分解処理後の土壌に含まれるＴＣＥ濃度の測定試験の結果を示すグラフである。

以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
本実施形態における有機汚染物の浄化施工方法は、揮発性有機物（ＶＯＣ）で汚染された有機汚染物を浄化するにあたり、地下汚染領域及び／又はその付近に過硫酸塩と鉄系触媒を含む浄化剤を注入することで汚染物を分解させる有機汚染物の浄化施工方法である。

浄化対象である有機汚染物は、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）、ポリクロロエチレン（ＰＥＣ）、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）等のＶＯＣに汚染された地下水等の水や土壌である。

図１は、本実施形態における有機汚染物の浄化施工方法を説明するための概略図である。図１に、滞水層１の一部がＶＯＣで汚染された有機汚染領域３を示す。滞水層１は、透水性の高い地層において、地下水によって飽和している地層部分である。図１の有機汚染領域３では、滞水層１がＶＯＣで汚染された地下水（有機汚染水）で満たされているために、滞水層１を構成する土壌の一部がＶＯＣにより汚染された有機汚染土壌となっている。

本実施形態の有機汚染物の浄化施工方法では、有機汚染領域３の地上から地中の滞水層１まで伸びる浄化剤注入管２を埋設する。浄化剤注入管２の、滞水層１に埋設された部分には、浄化剤４を流出させる流出口５が設けられている。浄化剤４を、浄化剤注入管２の地上部分から供給し、流出口５を介して、滞水層１の有機汚染領域３とその近傍に注入する。

浄化剤注入管２から注入された浄化剤４によって、有機汚染領域３に含まれるＶＯＣが分解される。これにより、有機汚染領域３に含まれる有機汚染水及び有機汚染土壌が浄化される。

浄化剤４としては、過硫酸塩と鉄系触媒を含む水溶液が用いられる。浄化剤４に含まれる過硫酸塩は、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム又は過硫酸アンモニウムである。過硫酸塩としては１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

過硫酸塩の濃度は、有機汚染物に対して、０．５質量％以上３質量％以下であり、１質量％以上であることが好ましい。過硫酸塩の濃度が０．５質量％以上であることで、ＶＯＣの分解を迅速に行い、かつ浄化効果を十分に持続させることが可能である。過硫酸塩の濃度が多すぎると、使用する過硫酸塩の量が増大することで浄化効率が低下するおそれがある。

鉄系触媒は、浄化剤４中で鉄（II）イオンを生じる化合物である。鉄系触媒として、鉄粉、ナノ鉄又は硫酸第一鉄が用いられる。鉄粉及びナノ鉄は、単位質量あたりの表面積が大きいために、過硫酸塩と水の存在下で鉄（II）イオンを生じやすいため好適である。鉄粉としては、粒子径が、２０〜２００μｍの鉄粉を用いることが好ましく、１８０μｍ程度の鉄粉を用いることがより好ましい。また、鉄粉の種類としては、アトマイズ鉄粉であることが好ましい。

ナノ鉄は、粒子径がナノオーダーサイズ（１０〜１００ｎｍ）の鉄微粒子であり、表面に鉄酸化物の薄膜を有しているのが一般的である。ナノ鉄としては粒子径が例えば、７０ｎｍ程度のα−Ｆｅの微粒子が好ましい。

硫酸第一鉄は、同様に過硫酸塩と水の存在下で鉄（II）イオンを生じ易く、さらに硫酸塩であることで環境負荷が低いという利点がある。鉄系触媒としては上記した１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

鉄系触媒の濃度は、有機汚染物の量に対して、０．０５質量％以上５質量％以下であり、０．３３質量％以上であることが好ましく、０．５質量％以上であることがさらに好ましい。鉄系触媒の濃度が０．０５質量％以上であることで、ＶＯＣの分解を迅速に行い、かつ浄化効果を十分に持続させることが可能である。一方、鉄系触媒の濃度が高すぎると、使用する鉄系触媒の量が増大することで浄化効率が低下するおそれがある。

なお、本実施形態の浄化剤４は、過硫酸塩を溶解するとともに、鉄系触媒を溶解又は分散させるための媒体として水を含んでいてもよく、浄化剤４は水を含まなくてもよい。

また、本実施形態の浄化剤４はｐＨが調整されていてもよい。ｐＨを調整する場合、浄化剤４のｐＨは、例えばｐＨ１１程度にすればよい。

このように、過硫酸塩と鉄系触媒を含む浄化剤４を用いることで、鉄（II）イオンと過硫酸イオンの作用によって、有機汚染土壌に含まれるＶＯＣを分解する。これにより、有機汚染土壌を浄化することができる。この際、過硫酸塩と鉄系触媒を用いることで、過酸化水素を使用せずに、ＶＯＣの分解を迅速に進行させることができ、また、浄化効果を向上させることができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を説明する。図２は、本実施形態における有機汚染物の浄化施工方法を説明するための概略図である。本実施形態において、第１の実施形態と同様の機能を奏する構成には同一の又は対応する符号を付して重複する説明を省略する。

図２に、図１と同様、滞水層２１の一部がＶＯＣで汚染された有機汚染領域２３を示す。図２の有機汚染領域２３では、図１の有機汚染領域３と同様に、有機汚染領域２３が、ＶＯＣで汚染された地下水（有機汚染水）で満たされているために、滞水層２１を構成する土壌の一部がＶＯＣにより汚染された有機汚染土壌となっている。

本実施形態の有機汚染物の浄化施工方法では、有機汚染領域２３及びその近傍を囲む遮水壁２６を設ける。そして、有機汚染領域２３の地中に浄化剤注入管２２を埋設する。浄化剤注入管２２の、滞水層２１に埋設されている部分には、浄化剤４を流出させる流出口２５が設けられている。浄化剤４を、浄化剤注入管２２の地上部分から供給し、流出口２５を介して、有機汚染領域２３に注入することができる。浄化剤４としては第１の実施形態と同様の浄化剤４を用いる。

本実施形態の有機汚染物の浄化施工方法では、浄化剤注入管２２を介して注入された浄化剤４は、遮水壁２６により遮られることで有機汚染領域２３の外部に拡散することなく、有機汚染領域２３に留まって、ここに含まれるＶＯＣを分解する。このように、遮水壁２６によって、浄化剤４を有機汚染領域２３に長時間留めることができるため、浄化剤４による浄化作用をより長期間持続させることができる。

以上、本実施形態の有機汚染物の浄化施工方法によれば、第１の実施形態と同様、過硫酸塩と鉄系触媒を用いることで、過酸化水素を使用せずに、ＶＯＣの分解を迅速に進行させることができ、また、浄化効果を向上させることができる。さらに、遮水壁２６を設けることで、浄化剤４による浄化効果をより長時間持続させることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。図３は、本実施形態における有機汚染物の浄化施工方法を説明するための概略図である。本実施形態において、第１及び第２の実施形態と同様の機能を奏する構成には同一の又は対応する符号を付して重複する説明を省略する。

図３に、図１と同様、滞水層３１がＶＯＣで汚染された有機汚染領域３３を示す。図３の有機汚染領域３３では、図１の有機汚染領域３と同様に、滞水層３１の一部（有機汚染領域３３）がＶＯＣで汚染された地下水（有機汚染水）で満たされているために、滞水層３１を構成する土壌の一部がＶＯＣにより汚染された有機汚染土壌となっている。ここで、図３に示す有機汚染領域３３の一部には、周囲よりも高濃度でＶＯＣを含む高濃度有機汚染領域３８が存在している。高濃度有機汚染領域３８では、例えば、高濃度、高粘度のＶＯＣが有機汚染土壌に付着している。

本実施形態の有機汚染物の浄化施工方法では、地下に、図１及び図２に示すのと同様、浄化剤４を流出させるための流出口３５を備えた浄化剤注入管３２を埋設する。また、有機汚染領域３３及びその近傍を囲む遮水壁３６を設ける。浄化剤４としては第１の実施形態と同様の浄化剤４が用いられる。

本実施形態において、高濃度有機汚染領域３８以外の有機汚染領域３３の浄化は、第１及び第２の実施形態と同様に行う。すなわち、浄化剤４を、浄化剤注入管３２の地上部分から供給し、流出口３５を介して、有機汚染領域３３とその近傍に注入する有機汚染領域３３に注入された浄化剤４は、遮水壁３６により遮られることで有機汚染領域３３の外部に拡散することなく、有機汚染領域３３に留まって、ここに含まれるＶＯＣを分解する。

さらに、本実施形態の有機汚染物の浄化施工方法では、高濃度有機汚染領域３８を浄化するための、高濃度有機汚染領域浄化装置４０を設ける。高濃度有機汚染領域浄化装置４０は例えば、加圧機等で加圧された浄化剤４と圧縮機等で圧縮された圧縮空気とを、同時に回転させて噴射注入する回転噴射機４１を備えて構成される。

高濃度有機汚染領域３８の浄化は次のように行う。回転噴射機４１によって、高圧の浄化剤４と圧縮空気とを、高濃度有機汚染領域３８に回転噴射させる。これにより、高濃度有機汚染領域３８に浄化剤４を注入し、同時に、浄化剤４及び圧縮空気の回転噴射力により高濃度有機汚染領域３８を流動化させる（ジェットブレンド工法）。高濃度有機汚染領域３８が流動化されることによって、高濃度有機汚染領域３８に含まれるＶＯＣの浄化剤４による分解が促進される。このように、高濃度有機汚染領域浄化装置４０を用いることで、高濃度有機汚染領域３８を迅速に浄化することができる。

上記本実施形態の有機汚染物の浄化施工方法によれば、第１の実施形態と同様、過硫酸塩と鉄系触媒を含む浄化剤４を用いることで、過酸化水素を使用せずに、ＶＯＣ分解を迅速に進行させることができ、かつ、浄化効果を向上させることができる。さらに、遮水壁３６を設けることで、浄化剤４による浄化効果をより長時間持続させることができる。さらに、高濃度有機汚染領域浄化装置４０によって、高濃度有機汚染領域３８を流動化させるため、高濃度有機汚染領域３８を迅速に浄化することができる。

また、図４に示すように、図３に示す高濃度有機汚染領域浄化装置４０に代えて、次に説明する高濃度有機汚染領域浄化装置５０を設けてもよい。図４を参照して、高濃度有機汚染領域浄化装置５０を用いる第４の実施形態の浄化施工方法について説明する。図４に、図１〜３と同様、滞水層６１がＶＯＣで汚染された有機汚染領域４３を示す。図４において、高濃度有機汚染領域浄化装置５０の他の構成は図３に示す浄化施工方法の構成と同様である。そのため、図４において、図３と同様の機能を奏する構成には同一の又は対応する符号を付して重複する説明を省略する。

本実施形態において、高濃度有機汚染領域４８以外の有機汚染領域４３の浄化は、第３の実施形態と同様に行う。図４の有機汚染領域４３の地下に、図３に示すのと同様、浄化剤４を流出させるための流出口４５を備えた浄化剤注入管４２を埋設する。また、有機汚染領域４３及びその近傍を囲む遮水壁４６を設ける。浄化剤４としては第１の実施形態と同様の浄化剤４が用いられる。浄化剤４を、浄化剤注入管４２の地上部分から供給し、流出口４５を介して、有機汚染領域４３とその近傍に注入する。有機汚染領域４３に注入された浄化剤４は、遮水壁４６により遮られることで有機汚染領域４３の外部に拡散することなく、有機汚染領域４３に留まって、ここに含まれるＶＯＣを分解する。浄化剤４としては第１及び第２の実施形態と同様の浄化剤４を用いる。

高濃度有機汚染領域４８の浄化は、高濃度有機汚染領域浄化装置５０によって行う。高濃度有機汚染領域浄化装置５０は例えば、加圧機等で加圧された水と圧縮機で圧縮された圧縮空気とを、同時に回転させて高濃度有機汚染領域４８に噴射注入する回転噴射機５１を備える。加圧水と圧縮空気をこの回転噴射機５１により高濃度有機汚染領域４８に回転噴射させながら注入する。これにより、高濃度有機汚染領域４８の有機汚染水及び有機汚染土壌が加圧水と混合され、さらに回転噴射力によって撹拌されて流動化される。

また、高濃度有機汚染領域浄化装置５０は、さらに、上記で流動化された有機汚染水及び有機汚染土壌を高濃度有機汚染領域４８から地上に取り出す排出機５２と、有機汚染水及び有機汚染土壌の取り出された高濃度有機汚染領域４８に置換剤を充填する置換剤充填機５３を備えて構成される。これにより、高濃度有機汚染領域４８に含まれる、例えば、高濃度、高粘度のＶＯＣが付着した有機汚染土壌を有機汚染水と共に地上に取り出して、有機汚染水及び有機汚染土壌の取り出された高濃度有機汚染領域４８に置換剤を充填する（ジェットリプレイス工法）。

置換剤としては周囲の環境に対して負荷の小さい、あるいは無害な置換剤であれば特に限定されず、例えばモルタル等が好適に使用される。

なお、高濃度有機汚染領域４８から地上に取り出された汚染地下水及び有機汚染土壌は、地上において浄化してもよい。

このように、本実施形態の有機汚染物の浄化施工方法によれば、高濃度有機汚染領域浄化装置５０によって、高濃度有機汚染領域４８を流動化させて取り出すため、浄化剤４による浄化効果をより向上させることができる。また、第１の実施形態と同様、過硫酸塩と鉄系触媒を含む浄化剤４を用いることで、過酸化水素を使用せず、ＶＯＣを迅速に分解させることができ、かつ、浄化効果を向上させることができる。さらに、遮水壁４６を設けているので、浄化剤４による浄化効果をより長時間持続させることができる。

次に実施例について説明する。
（例１〜９）
［過硫酸塩と鉄系触媒によるトリクロロエチレン（ＴＣＥ）の分解試験］
例１〜９では、浄化対象をＴＣＥ汚染水とした場合の、過硫酸塩と鉄系触媒による分解処理性能を調べた。

模擬ＴＣＥ汚染水として、５０ｍｇ／ＬのＴＣＥ水溶液を使用した。容量約４０ｍＬのスクリューバイアル瓶に、上記模擬ＴＣＥ汚染水を入れた。下記の各例では、試料採取時の揮発を防ぐために、各例の試料につきそれぞれ別々の模擬ＴＣＥ汚染水入りのバイアル瓶を使用した。

例１では、上記模擬ＴＣＥ汚染水に、過硫酸ナトリウム（過硫酸Ｎａ）の濃度が１質量％、鉄粉の濃度が０．０５質量％となるように過硫酸ナトリウム及び鉄粉を添加して試料とした。鉄粉としては、アトマイズ鉄粉（和光純約工業製、粒子径１８０μｍ）を使用した。その後、試料を２０℃インキュベータ内で保管した。所定の時間経過後に、スクリューバイアル瓶よりサンプルを分取して、測定用バイアル瓶に収容した。測定用バイアル瓶に収容した試料中のＴＣＥ濃度を、ヘッドスペース法により測定した。ＴＣＥ濃度測定は、ガスクロマトグラフ質量分析（ＧＣ−ＭＳ）によって行った。

例２〜６では、過硫酸Ｎａの濃度を例１と同じにし、鉄系触媒の種類及び濃度を表１に示すように変更して、例１と同様の試験を行った。例２では、鉄粉の濃度を０．５質量％にした。例３、４では、鉄系触媒として硫酸第一鉄を使用し、硫酸第一鉄の濃度を、例３では０．０５質量％、例４では、０．５質量％にした。例５、６では鉄系触媒としてナノ鉄（ＲＮＩＰ、戸田工業製、粒子径７０ｎｍ）を使用し、ナノ鉄の濃度を例５では３．３質量％、例６では、０．３３質量％にした。なお、例５、６では、試料のｐＨを１１に調製した。

例７では、ブランク試験として、上記模擬ＴＣＥ汚染水を入れたスクリューバイアル瓶をそのまま２０℃インキュベータ内で保管して、所定の時間経過後の試料中のＴＣＥ濃度の測定を例１と同様に行った。

例８では、フェントン法によるＴＣＥの分解を行った。上記模擬ＴＣＥ汚染水に、過酸化水素の濃度が１質量％、鉄粉の濃度が０．０５質量％となるように過酸化水素及び例１と同様の鉄粉を添加して試料とした。例１と同様に試料を保管し、所定の時間経過後の試料中のＴＣＥ濃度の測定を例１と同様に行った。

例９では、過硫酸ＮａのみによるＴＣＥの分解を行った。上記模擬ＴＣＥ汚染水に、過硫酸Ｎａを、濃度が１質量％となるように添加して試料とした。例１と同様に試料を保管し、所定の時間経過後の試料中のＴＣＥ濃度の測定を例１と同様に行った。

例１〜６の各試験における処理条件と、ＴＣＥ濃度の測定結果を表１に、例７〜９の各試験における処理条件と、ＴＣＥ濃度の測定結果を表２に示す。また、例１、７〜９における処理時間と、各試料中のＴＣＥ濃度の関係を、処理時間を横軸、各試料中のＴＣＥ濃度を縦軸として図５のグラフに示す。図５のグラフにおいて、白丸は例１、黒四角は例７、白四角は例８、黒三角は例９を示す。

表１、２に示されるように、過硫酸塩と鉄系触媒を用いた例１〜６では、ＴＣＥの分解が迅速に行われ、かつ分解作用がＴＣＥを十分に分解する程度に持続されていることが分かる。例１では、処理時間約１９２時間（７日間）経過後の試料中のＴＣＥ濃度は、現状の水質汚濁及び土壌汚染に係る環境基準値である０．０３ｍｇ／Ｌを下回っていることが分かる。

また、表１、２及び図５に示されるように、例１では、ＴＣＥの分解が迅速に行われ、かつ分解作用が持続されているのに対し、例７のブランク試験、例８のフェントン法による分解処理試験、及び例９の過硫酸Ｎａ単独の分解処理試験では、分解処理時間４８時間（２日）まででは、例１〜６に比べて、ＴＣＥ濃度の低下が少なく、ＴＣＥの分解速度が遅くなっていることが分かる。

このように、過硫酸塩及び鉄系触媒を含む浄化剤を用いて有機汚染物を浄化した場合には、室温において短時間での浄化を可能にし、その効果に持続性があることがわかる。

（例１０〜１３）
［土壌と水（地下水）の共存下におけるＴＣＥの分解試験］
例１０〜１３では、土壌と地下水が共存した場合の過硫酸塩及び鉄系触媒を含む浄化剤によるＴＣＥの分解処理性能を調べた。実際の汚染地域と同等のＴＣＥ溶出濃度となるように土壌にＴＣＥを含有させた模擬汚染土壌を用意した。

次に、上記模擬汚染土壌に対して過硫酸塩及び鉄系触媒を添加して、ＴＣＥ分解処理を行った。容積が２４０ｍＬのガラス瓶に模擬汚染土壌２４ｇを収容し、模擬汚染土壌及び水に対して下記各例の量となるように過硫酸Ｎａ、硫酸第一鉄及び純水を添加した。純水は上記ガラス瓶が満水になるまで加えた。スターラーを用いてガラス瓶の内容物を撹拌し、所定時間（０〜９６時間）毎にガラス瓶内の内容物の一部を試料として分取した。分取した試料を固相と液相に分離し、得られた液相中のＴＣＥ濃度をＧＣ−ＭＳによって測定した。

例１０では、過硫酸Ｎａの濃度が０．５質量％、硫酸第一鉄の濃度が０．０５質量％、例１１では、過硫酸Ｎａの濃度が１質量％、硫酸第一鉄の濃度が０．０５質量％、例１２では、過硫酸Ｎａの濃度が１質量％、硫酸第一鉄の濃度が０．０１質量％となるように過硫酸Ｎａ、硫酸第一鉄及び純水を添加した。例１２では、ブランク試験として過硫酸Ｎａ、硫酸第一鉄を加えず、純水のみを添加した。

上記の結果を、各例におけるＴＣＥ分解処理条件と併せて表３に示す。また、分解時間を横軸、各試料中のＴＣＥ濃度を縦軸として図６のグラフに示す。図６のグラフにおいて、×印は例１０、白四角は例１１、黒三角は例１２、黒四角は例１３を示す。

表３及び図６より、例１０、１１では、過硫酸塩の量が０．５質量％以上、かつ鉄系触媒の量が０．０５質量％以上であるため、ＴＣＥが速やかに分解されていることが分かる。また、ＴＣＥの分解性能が持続されたため、９６時間後には、基準値である０．０３ｍｇ／Ｌを下回ったことが分かる。

これに対し、過硫酸塩及び鉄系触媒を加えていない例１３のブランク試験では、９６時間経過後も、ＴＣＥ濃度が十分に低下していないことが分かる。また、鉄系触媒の量が０．０５質量％未満の例１２では、鉄系触媒の量が０．０５質量％である例１０、１１に比べて、処理時間２４時間のＴＣＥ濃度の低下の程度が小さく、ＴＣＥの分解が十分に迅速ではない。これらのことから、鉄系触媒の量は０．０５質量％以上で分解効果の向上が得られることが分かる。

（例１４〜１６）
［分解処理後の土壌に含まれるＴＣＥ濃度の測定］
例１４〜１６では、分解処理後の土壌に含まれるＴＣＥ濃度の測定を行った。先ず、模擬汚染土壌を次のように作製した。飽和ＴＣＥ溶液としてＴＣＥの濃度１０００ｍｇ／Ｌの水溶液と粘性土を、ＴＣＥ水溶液の容量（ｍＬ）／粘性土の質量（ｇ）が１／２（ｍＬ／ｇ）の割合でビニール袋に収容し、混合して模擬汚染土壌を得た。次いで、得られた模擬汚染土壌中の、溶出ＴＣＥ濃度を測定した。溶出ＴＣＥ濃度の測定を５回行ったところ、上記粘性土を用いた模擬汚染土壌の溶出ＴＣＥ濃度は、５．７〜１０．２ｍｇ／Ｌであった。

溶出ＴＣＥ濃度は次のように測定した。バイアル瓶に、模擬汚染土壌の２ｇとメタノール２０ｍＬ（液固比１０ｍＬ／ｇ）を入れ、１０分間超音波振動を与えて、土壌に含まれるＴＣＥをメタノールに抽出した。得られた抽出液（メタノール）を１０μＬ分取し、ヘッドスペース法によって、抽出液のＴＣＥを気化させて分離し、ＧＣ−ＭＳによってＴＣＥ濃度を測定した。

上記で得られた模擬汚染土壌に対して下記各例の浄化剤を模擬汚染土壌及び水の合計に対して各濃度となるように添加して、その他は例１０と同様の条件及び操作でＴＣＥ分解処理を行った。分解処理後の土壌に対して、上記同様に、溶出ＴＣＥ濃度の測定を行った。浄化剤として、例１４では過硫酸Ｎａの濃度が１質量％、硫酸第一鉄の濃度が０．５質量％、例１５では、過硫酸Ｎａの濃度が１質量％、硫酸第一鉄の濃度が０．０５質量％で模擬汚染土壌に対してＴＣＥの分解処理試験を行った。例１６ではブランク試験として、土壌に純水を加えた。処理時間はそれぞれ９６時間、１６８時間とした。

上記でＴＣＥ分解処理後の模擬汚染土壌について、溶出ＴＣＥ濃度の測定を上記同様に行った。結果を分解処理条件と併せて表４に示す。また溶出ＴＣＥ濃度測定結果を、分解処理時間を横軸、溶出ＴＣＥ濃度を縦軸にして図７のグラフに示す。図７のグラフにおいて、白四角は例１４、黒三角は例１５、黒四角は例１６を示す。

表４及び図７に示されるように、過硫酸塩を０．５質量％以上、鉄系触媒を０．０５質量％以上添加した例１４、１５では、分解処理９６時間後の模擬汚染土壌中の溶出ＴＣＥ濃度が検出下限の０．００３ｍｇ／Ｌ以下であることが分かる。これに対して、例１６のブランク試験では９６時間、１６８時間後のいずれも溶出ＴＣＥ濃度が１ｍｇ／Ｌ程度であった。このことから、過硫酸塩を０．５質量％以上、鉄系触媒を０．０５質量％以上含む浄化剤によりＴＣＥ汚染土壌の浄化を行った場合、浄化後の土壌中にＴＣＥがほとんど残留しないことが分かる。

また、例１４、１５と同様の試験を、砂土を用いた模擬汚染土壌に対して行ったところ、例１４、１５と同等の結果が得られた。なお、砂土を用いた模擬汚染土壌は次のように作製した。飽和ＴＣＥ溶液としてＴＣＥの濃度１０００ｍｇ／Ｌの水溶液と砂土をＴＣＥ水溶液の容量（ｍＬ）／砂土の質量（ｇ）が１／４（ｍＬ／ｇ）の割合でビニール袋に収容し、混合した。こうして得られた模擬汚染土壌からの溶出ＴＣＥ濃度を測定した。溶出ＴＣＥ濃度の測定を４回行ったところ、上記模擬汚染土壌中のＴＣＥ濃度は、４．６〜５．３ｍｇ／Ｌであった。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１，２１，３１，６１…滞水層、２，２２，３２，４２…浄化剤注入管、３，２３，３３，４３…有機汚染領域、４…浄化剤、５，２５，３５，４５…流出口、２６，３６，４７…遮水壁、３８，４８…高濃度有機汚染領域、４０，５０…高濃度有機汚染領域浄化装置、４１，５１…回転噴射機、５２…排出機、５３…置換剤充填機。

Claims (4)

1. 揮発性有機物で汚染された有機汚染物を浄化するにあたり、前記有機汚染物の存在する地下汚染領域及び／又はその近傍に過硫酸塩と鉄系触媒を含む浄化剤を注入することで前記揮発性有機物を分解させる前記有機汚染物の浄化施工方法であって、
   前記過硫酸塩は、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム及び過硫酸アンモニウムから選ばれる少なくとも一種であり、前記有機汚染物の量に対する前記過硫酸塩の濃度は、０．５質量％以上であり、
   前記鉄系触媒は、鉄粉、ナノ鉄及び硫酸第一鉄から選ばれる少なくとも一種であり、前記有機汚染物の量に対する前記鉄系触媒の濃度は、０．０５質量％以上であることを特徴とする有機汚染物の浄化施工方法。
2. 前記地下汚染領域の周辺を遮水壁で囲い、前記遮水壁で囲われた内部の前記有機汚染物に前記浄化剤を注入することを特徴とする請求項１記載の有機汚染物の浄化施工方法。
3. 前記地下汚染領域に含まれる、前記揮発性有機物濃度が周囲よりも高い土壌に対し、加圧した前記浄化剤と圧縮空気を回転噴射させて注入することで前記有機汚染物濃度が周囲よりも高い土壌を流動化させることを特徴とする請求項２記載の有機汚染物の浄化施工方法。
4. 前記地下汚染領域に含まれる、前記揮発性有機物濃度が周囲よりも高い土壌に対し、加圧した水と圧縮空気を回転噴射させて注入することで前記揮発性有機物濃度が周囲よりも高い土壌を流動化させ、
   流動化させた前記土壌を地上に取り出し、
   前記土壌の取り出された位置に置換剤を充填することを特徴とする請求項２記載の有機汚染物の浄化施工方法。

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