JP2021156881A - 差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置、サンプリングシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置、サンプリングシステム及び方法を提供する。【解決手段】水通過孔および水通過孔と組み合わせた呼吸弁が設けられた階層遮断器２がサンプラー１間に設けられる。サンプラー１および階層遮断器２を垂直に井戸ケーシング装置に置く過程で、呼吸弁が水力の作用下で開くことで、サンプラー１および階層遮断器２が順調に監視井戸内の所定位置までに取り付けられることを確保する。取付完了後、呼吸弁が重力の作用下で閉じることで、水通過孔を閉塞して、サンプリング過程における監視井戸内の地下水の上下連通を遮断するとともに、正確な定点階層サンプリングの実現を確保する。サンプリング過程全体で、監視井戸内の地下水に対して摂動が引き起こされず、サンプルの検出結果は自然条件下での敷地の地下水の汚染状況を明確に示す。【選択図】図１

Description

本発明は、敷地汚染調査およびリスク評価の分野に属し、具体的には、差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置、サンプリングシステム及び方法に関する。

中国では、今迄、多数の化学工業企業、コークス工場などの有機化学工業製品の製造、加工、搬送および貯蔵に関する企業は、搬送管路および貯蔵タンクの漏洩に起因して工場地区の局所領域における土壌および地下水が汚染される恐れがあった。現在、中国の多数の類似する汚染企業が徐々に閉鎖し、生産を停止し、または転移することに伴い、都市化の過程で建設敷地に対するニーズを満たすように、工場地区の敷地は、従来の産業敷地から居住、商業および公共施設の敷地に変更した。このような敷地が居住などの建設敷地として再開発される過程における環境安全を確保するために、中国では、このような企業敷地が居住などの建設敷地として再開発・建設される前に、敷地の土壌および地下水に対して採集点を設定してサンプリングを行い、汚染領域の分布を調査するとともに、具体的な敷地計画を結び付けてリスク評価を行う必要がある。

現在、地下水の汚染状況に対する調査は、主に、地下水の監視井戸を建設した後、地下水のサンプルを採集して試験室に搬送し、汚染物を検出して汚染程度を判断するものである。従来の地下水のサンプリングは、通常、潜水ポンプおよび抽出ポンプを介して地下水を地面までに揚水した後、専用サンプルフラスコに移転するものである。このようなサンプリング技術としては、サンプリング過程で地下水サンプルに対して一定程度の摂動を引き起こす恐れがあり、揮発性汚染物に対し、一般的に、サンプリング過程における摂動により汚染物の検出濃度が低いという問題が引き起こされる場合がある。

この欠陥を克服するために、当業者は、たとえば、エアバッグポンプ、潜水ポンプおよびクリープポンプを代表とする低流量水替えサンプリング技術である低流量サンプリング技術および付帯設備を開発している。しかしながら、サンプリング設備の揚程や吸程の制限により、地下水が深い敷地で、これらの技術を用いて代表的なサンプルを採集することができない。水層が厚い（３ｍ超）敷地に対しては、水層における汚染物の垂直方向の分布を調査するために、従来の方法または低流量水替えサンプリング技術を用いて地下水サンプルを採集する場合、同一の採集点で群井を建設する必要があるので、井戸の掘削・建設コストの増大を引き起こす恐れがある。それと同時に、交差汚染を回避するために、この技術を用いて１つの監視井戸のサンプリングが完了した後に、現場でサンプリングポンプおよび管路を洗浄する必要があるので、現場におけるサンプリング効率の低下を引き起こす恐れがある。

また、汚染物濃度勾配拡散原理に基づく受動式サンプリングバッグによるサンプリング技術としては、地下水の深さが任意の深さである汚染敷地の非摂動式地下水サンプリングに適用されるが、現在、この技術は、主として一部の揮発性有機物に汚染された地下水のサンプリングに適用される。そして、同一の地下水監視井戸内に、井戸内における深さが異なる地下水が上下に混合することを遮断するための付帯装置が不足しているので、この技術では、同一の地下水監視井戸内で階層サンプリングを実現することが困難である。

本発明は、低流量サンプリング技術に存在する水層の厚みが３ｍ超の敷地におけるサンプルを採集する時に群井を建設する必要があることに起因して井戸の掘削・建設のコストが高く、サンプリング効率が低いという問題を解決するとともに、受動式サンプリングバッグによるサンプリング技術に存在する、一部の揮発性有機物に汚染された地下水のサンプリングにのみ適用される他、同一の地下水監視井戸内に階層サンプリングを実現しにくいという問題を解決するために、差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置、サンプリングシステム及び方法を提供することを目的とする。

上記技術的問題を解決するために、本発明は、
縦方向に沿って間隔を空けて配置される、中空構造であり、且つ側壁に汚染物がサンプラー内部にしみ込む小穴が開設され、底部に採取口が設けられたサンプラーと、
隣り合うサンプラー間に連結される、上下に貫通する水通過孔が開設された遮断膜を含む、前記水通過孔の上方の遮断膜に水通過孔と組み合わせた呼吸弁が連結されている、階層遮断器と、
すべてのサンプラーおよび階層遮断器を順次に連結する、下から上へと流れるように制御する逆止め弁が設けられた導気管と、を含む、差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置を提供する。

好ましくは、
前記サンプラーは、円筒状となるサンプラー本体と、サンプラー本体の頂部および底部に連結された封止カバーとを含み、
前記サンプラー本体の材質が、ミクロンオーダーの多孔質硬質ポリエチレンであり、
底部における封止カバーに、採取口が設けられ、頂部および底部における封止カバーに、対応して導気管と組み合わせた第１の導気管インターフェースが設けられている。

好ましくは、頂部における封止カバーに排気口がさらに設けられ、前記排気口、導気管および頂部における第１の導気管インターフェースが、三方向継ぎ手によって連通されている。

好ましくは、前記遮断膜に導気管と組み合わせた第２の導気管インターフェースが設けられている。

好ましくは、前記サンプラーと階層遮断器とが、固定ロープによって連結される。

好ましくは、最底部におけるサンプラーの底端に錘が連結されている。

また、本発明は、上述した差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置を含む差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステムであって、
井戸孔の中心に沿って縦方向に設けられ、縦方向に間隔を空けて連結された中実管および篩管を含むとともに、最頂部が中実管となる井戸ケーシング装置と、
井戸ケーシング装置の外壁と井戸孔壁との間に設けられ、フィルタ材および遮断層を含むフィルタ材遮断装置と、をさらに含み、
前記井戸ケーシング装置の頂部および底部に、それぞれ井戸蓋およびヘッドプラグが連結され、
前記井戸蓋に封止口が設けられ、
前記差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置が井戸ケーシング装置内に設けられるとともに、最頂部におけるサンプラーと井戸蓋とが固定ロープによって連結され、
前記サンプラーおよび階層遮断器がそれぞれ篩管および中実管内に設けられ、
前記フィルタ材および遮断層が下から上へ間隔を空けて設けられるとともに、最頂層が遮断層となり、
前記フィルタ材が篩管の外壁と井戸孔壁との間に設けられ、
前記フィルタ材の頂部および底部がいずれも篩管を超え、
前記フィルタ材遮断装置が、最頂部における遮断層の頂部の井戸ケーシング装置の外壁と井戸孔壁との間に設けられた封止層をさらに含む、差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステムをさらに提供する。

好ましくは、前記フィルタ材が石英砂であり、前記遮断層がベントナイトスラリーであり、前記封止層がセメントスラリーである。

好ましくは、前記フィルタ材の頂部および底部が、いずれも篩管を少なくとも０．３ｍ超える。

また、本発明は、上述した差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステムを利用してサンプリングを行う方法であって、
地下水のサンプリング検出点を確定して掘削し、井戸孔を形成するステップ１と、
井戸ケーシング装置が井戸孔の中心に位置するように、井戸ケーシング装置を井戸孔内に鉛直に取り付けるステップ２と、
井戸ケーシング装置の外壁と井戸孔壁との間にフィルタ材遮断装置を装填し、フィルタ材が篩管の外壁と井戸孔壁との間に装填されるように、下から上へフィルタ材および遮断層を、間隔を空けて装填するとともに、最頂部が遮断層となるステップ３と、
頂部における遮断層が地面から０．３〜０．５ｍとなった場合、遮断層の装填を停止させた後、封止層が地面よりも０．２〜０．３ｍ高くなるまで、遮断層の頂部の井戸ケーシング装置外壁と井戸孔壁との間に封止層を注入するステップ４と、
所定のサンプリング深さに応じて、上から下へサンプラーおよび階層遮断器を、間隔を空けて連結し、すべての採取口を閉じるステップ５と、
導気管を介して階層遮断器および逆止め弁を連通させた後、上から下へ導気管をそれぞれサンプラーと連通させ、導気管の頂端を井戸蓋と連結するステップ６と、
頂部が井戸蓋に連結された差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置を垂直に井戸ケーシング装置内に置き、井戸蓋を井戸ケーシング装置の頂端における中実管に固定し、井戸蓋の封止口を開いた後、取付完了時間を記録するステップ７と、
取付完了の所定日数後、井戸蓋の封止口を閉じ、井戸蓋を開き、サンプラーおよび階層遮断器を地面までに引き上げるステップ８と、
サンプラーの底部における採取口を開き、サンプルを専用サンプルフラスコ内に移転して、サンプリングが完了するステップ９と、を含む方法をさらに提供する。

従来技術と比べ、本発明は、以下の特徴および有益な効果を有する。
（１）本発明は、水通過孔および水通過孔と組み合わせた呼吸弁が設けられた階層遮断器がサンプラー間に設けられることにより、サンプラーおよび階層遮断器を井戸ケーシング装置に垂直に置いた過程で、呼吸弁が推力の作用下で開くことで、サンプラーおよび階層遮断器が順調に監視井戸内の所定位置に取り付けられることを確保することができる。取付が完了した後、呼吸弁が重力の作用下で閉じることで、水通過孔を効果的に閉塞して、サンプリング過程で監視井戸内の地下水が上下位連通することを効果的に遮断するとともに、正確な定点階層サンプリングを実現することを確保することができる。

（２）本発明は、自然流場条件における井戸ケーシング装置内の地下水の圧力に基づき、サンプリング位置における地下水サンプルをサンプラー側壁のマイクロ孔からサンプラー内に圧入することができる。サンプリング過程全体で、監視井戸内の地下水に対して摂動が引き起こされておらず、サンプル検出結果が自然条件下での敷地の地下水の汚染状況を示すことができ、従来のサンプリング過程で摂動に起因してサンプルにおける汚染物検出濃度が低すぎるという欠陥を回避することができる。水圧の作用下で地下水サンプルを受動式サンプラーに圧入するため、従来の地下水サンプリング技術のように、ポンプの抽出作用が要らず、特殊な水文地質条件下での揚程や吸程が低すぎて、地下水サンプルを採集できないという欠陥を回避することができる。

（３）本発明に係る差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置およびサンプリングシステムは、開発コストが低く、操作しやすく、現在のサンプリング技術および装置の欠陥を補うことができ、現在の地下水サンプリング技術体系を改善したり、中国における敷地の地下水の汚染調査をサポートしたりすることに対して重要な意義がある。

本発明の一実施形態による、差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置の縦面構造模式図の一例である。 本発明の一実施形態による受動式地下水階層サンプリング装置のサンプラーの正面構造模式図の一例である。 本発明の一実施形態による受動式地下水階層サンプリング装置のサンプラーの上面構造模式図の一例である。 本発明の一実施形態による受動式地下水階層サンプリング装置の階層遮断器の正面構造模式図の一例である。 本発明の一実施形態による受動式地下水階層サンプリング装置の階層遮断器の上面構造模式図の一例である。 本発明の一実施形態による、差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステムの正面構造模式図の一例である。 本発明の一実施形態による、差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステムの上面構造模式図の一例である。 本発明の一実施形態による受動式地下水階層サンプリングシステムの井戸蓋の正面構造模式図の一例である。 本発明の一実施形態による受動式地下水階層サンプリングシステムの井戸蓋の上面構造模式図の一例である。

以下、本発明に係る技術手段、新規な特徴、達成目的および効果を容易に理解するために、本発明について詳細に説明する。

ここで記載される実施例は、本発明の特定の具体的な実施形態であり、本発明の構想を説明するために用いられ、いずれも解釈的かつ例示的であり、本発明の実施形態及び本発明の範囲を制限すると解釈されるべきではない。ここで記載される実施例以外、当業者にとっては、本願の特許請求の範囲および明細書に開示された内容に基づき、自明的な他の技術案を採用することができる。これらの技術案は、ここで記載される実施例に対して行われるあらゆる自明的な切替えおよび修正を採用する技術案を含む。

なお、本発明の記載において、「上」、「下」、「内」、「外」、「先端」、「後端」、「両端」、「一端」、「他端」などの用語により示される方位または位置関係は、図面に示した方位または位置関係を指し、本発明の記載を容易にしかつ簡素化にするためのものに過ぎず、指した装置または素子が必ずしも特定の方位を有し、特定の方位で構成し操作しなければならないことを指示・示唆するものではない。そのため、本発明に対する制限として理解することができない。また、「第１」、「第２」という用語は、目的を説明するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示・示唆すると理解することができない。

本発明の記載において、特に明確に規定・限定しない限り、「取り付ける」、「設けられる」、「連結する」などの用語は、広義に理解されるべきである。例えば、「連結」は、固定に連結されてもよいし、取り外し可能に連結されてもよいし、一体的に連結されてもよいし、機械的に連結されてもよいし、電気的に接続されてもよいし、直接的に連結されてもよいし、中間媒体を介して間接的に連結されてもよいし、さらに、２つの素子内部の連結であってもよい。当業者にとっては、具体的な事情に応じて上記用語の本発明における具体的な意味を理解することができる。

図１に示すように、本発明の一実施形態による、差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置は、サンプラー１、階層遮断器２および導気管３を含む。

サンプラー１は、縦方向に沿って間隔を空けて配置される。サンプラー１は、中空構造であり、且つその側壁に汚染物がサンプラー１内部にしみ込む小穴が設けられ、サンプラー１の底部に採取口１１が設けられている（図２参照）。階層遮断器２は、隣り合うサンプラー１間に連結される。階層遮断器２およびサンプラー１は、固定ロープ４によって連結されることが好ましい。階層遮断器２は、上下に貫通する水通過孔２２が開設された遮断膜２１を含み、水通過孔２２の上方の遮断膜２１に水通過孔２２と組み合わせた呼吸弁２３が連結されている（図４、５参照）。導気管３は、順次にすべてのサンプラー１および階層遮断器２を連結し、導気管３において下から上へと流れるように制御する逆止め弁５が設けられている。導気管３は、底端が三方向管によって最底部におけるサンプラー１の頂部の封止カバー１３における排気口１５および第１の導気管インターフェース１４に連通されている（図２参照）。

図２および３に示すように、サンプラー１は、円筒状となるサンプラー本体１２、およびサンプラー本体１２の頂部および底部に連結された封止カバー１３を含む。封止カバー１３とサンプラー本体１２とは、ネジ連結、挿設または他の着脱可能な連結であってもよく、ネジ連結であることが好ましい。サンプラー本体１２の材質はミクロンオーダー多孔質硬質ポリエチレンである。地下水および地下水に溶解した揮発性有機物、半揮発性有機物、重金属などの汚染物は、サンプラー本体１２の側壁におけるミクロンオーダー小穴を介して地下水の圧力の作用下でサンプラー本体１２内に進入することができる。サンプリング過程全体で、監視井戸内の地下水に対して摂動が引き起こされておらず、サンプル検出結果が自然条件下での敷地の地下水の汚染状況を示すことができる。

底部における封止カバー１３に採取口１１が設けられている。採取口１１において気密クイックコネクタがネジ連結されている。気密クイックコネクタの端部に一段のテフロン(登録商標)管が連結され、テフロン(登録商標)管の末端に気密バルブが連結されている。頂部および底部における封止カバー１３において、対応して導気管３と組み合わせた第１の導気管インターフェース１４が設けられている。頂部における封止カバー１３に排気口１５がさらに設けられている。排気口１５、導気管３および頂部における第１の導気管インターフェース１４は、三方向継ぎ手によって連通されている。第１の導気管インターフェース１４および排気口１５においてそれぞれ気密クイックコネクタがネジ連結されている。固定ロープ４と封止カバー１３との連結を容易にするために、本実施形態によれば、封止カバー１３においてボルトを介してホースシューコネクタが連結されている。ホースシューコネクタと封止カバー１３との間にゴムガスケットが設けられている。また、差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置が下へ置かれた時にバランスを維持可能となることを確保するように、最底部におけるサンプラー１の底端に錘６（図１参照）が連結されている。

図４および５に示すように、遮断膜２１において導気管３と組み合わせた第２の導気管インターフェース２４が設けられている。第２の導気管インターフェース２４において気密クイックコネクタがネジ連結されている。遮断膜２１において、ボルトを介して呼吸弁２３が連結されている。固定ロープ４と遮断膜２１との連結を容易にするために、本発明によれば、遮断膜２１においてボルトを介してホースシューコネクタが連結され、同様にして、ホースシューコネクタと遮断膜２１との間にゴムガスケットが設けられている。

図６および７に示すように、本発明の一実施形態による、差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステムは、上述した実施形態による、差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置を含み、井戸ケーシング装置７およびフィルタ材遮断装置８をさらに含む。

井戸ケーシング装置７は、井戸孔の中心に沿って縦方向に設けられ、縦方向に間隔を空けて連結された中実管７１および篩管７２を含むとともに、最頂部が中実管７１となる。中実管７１と篩管７２とは、ネジ連結、挿設または他の着脱可能な連結であってもよい。井戸ケーシング装置７の頂部および底部にそれぞれ井戸蓋７４およびヘッドプラグ７３が連結されている。差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置は、井戸ケーシング装置７内に設けられるとともに、最頂部におけるサンプラー１と井戸蓋７４とが固定ロープ４によって連結され、サンプラー１および階層遮断器２がそれぞれ篩管７２および中実管７１内に設けられている。井戸蓋７４は、補間式で井戸ケーシング装置７の頂部であって最頂端における中実管７１の頂部に固定される。ヘッドプラグ７３と最底部における篩管７２とは、ネジ連結、挿設または他の着脱可能な連結であってもよい。

フィルタ材遮断装置８は、井戸ケーシング装置７の外壁と井戸孔壁との間に設けられ、フィルタ材８１および遮断層８２を含む。フィルタ材８１および遮断層８２は、下から上へ間隔を空けて設けられるとともに、最頂層が遮断層８２となる。フィルタ材８１は、篩管７２の外壁と井戸孔壁との間に設けられ、フィルタ材８１の頂部および底部がいずれも篩管７２を超える。篩管７２を完全にサンプルを採集しようとする含水層に露出させるように、フィルタ材８１の頂部および底部がいずれも篩管７２を少なくとも０．３ｍ超えることが好ましい。フィルタ材遮断装置８は、最頂部における遮断層８２の頂部の井戸ケーシング装置７の外壁と井戸孔壁との間に設けられた封止層８３をさらに含む。フィルタ材８１は、石英砂であることが好ましい。遮断層８２は、ベントナイトスラリーであることが好ましい。封止層８３は、セメントスラリーであることが好ましい。

図８および９に示すように、井戸蓋７４は、封止口７５が設けられた蓋板と、円柱形の側壁とを含む。封止口７５において気密クイックコネクタがネジ連結されている。気密クイックコネクタの頂端に一段のポリ四弗化エチレン管が連結されている。ポリ四弗化エチレン管の端部に気密バルブが連結され、気密クイックコネクタの底端が導気管３に連結されている。井戸蓋７４と固定ロープ４との連結を容易にするために、本発明によれば、蓋板の底部にボルトを介してホースシューコネクタが連結され、ホースシューコネクタと蓋板との間にゴムガスケットが設けられている。

上述した差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステムを用いてサンプリングを行う方法は、以下のステップを含む。
ステップ１：敷地汚染施設の分布、歴史監視データ及び現場汚染痕跡などの情報に基づき、地下水のサンプリング検出点を選定し、ボーリングマシンで確定された地下水サンプリング監視点で掘削して井戸孔を形成する。掘削過程全体で、スリーブでフォローアップし、井戸孔の側壁の倒壊を防止する。

ステップ２：井戸ケーシング装置７が井戸孔の中心に位置するように、井戸ケーシング装置７を鉛直に井戸孔内に取り付ける。

ステップ３：フィルタ材８１が篩管７２の外壁と井戸孔壁との間に装填されるように、井戸ケーシング装置７の外壁と井戸孔壁との間にフィルタ材遮断装置８を装填し、下から上へ間隔を空けてフィルタ材８１および遮断層８２を装填するとともに、最頂部が遮断層８２となる。フィルタ材８１は、清潔な石英砂であり、遮断層８２は、ベントナイトスラリーである。現場の装填過程で、清潔な石英砂は、地面で漏斗によって直接的に地面から小穴に沿って装填することができる。ベントナイトスラリーは、地面でスラリー状に調製された後、スラリーポンプを用いて管路によって直接的に装填深さまでに搬送する必要がある。スラリーポンプのポンピング圧力でベントナイトスラリーを下から上へ装填して、遮断層８２の完全性を確保する。

ステップ４：頂部における遮断層８２が地面から０．３〜０．５ｍとなった場合、遮断層８２の装填を停止させた後、封止層８３が地面よりも０．２〜０．３ｍ高くなるまで、遮断層８２の頂部の井戸ケーシング装置７の外壁と井戸孔壁との間に封止層８３を注入する。

ステップ５：所定のサンプリング深さに応じて、上から下へサンプラー１および階層遮断器２を、間隔を空けて連結し、すべての採取口１１における気密バルブを閉じる。サンプラー１および階層遮断器２を連結する過程で、上から下へ、頂部におけるサンプラー１を連結した固定ロープ４の一端がサンプラー１に固定連結された後、他端が井戸蓋７４の底部におけるホースシューコネクタに固定連結される。上から下へ、底部におけるサンプラー１の下端が固定ロープ４によって錘６に連結される。

ステップ６：階層遮断器２および逆止め弁５を導気管３によってそれぞれ連通させた後、上から下へ導気管３をそれぞれサンプラー１に連通させ、導気管３の頂端を井戸蓋７４の封止口７５における気密バルブと連結する。

ステップ７：頂部が井戸蓋７４に連結された差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置を垂直に井戸ケーシング装置７内に置き、井戸蓋７４を井戸ケーシング装置７の頂端における中実管７１に固定し、井戸蓋７４の封止口７５における気密バルブを開き、取付完了時間を記録する。

ステップ８：取付完了の所定日数後、例えば１５日後に、井戸蓋７４の封止口７５における気密バルブを閉じ、井戸蓋７４を開き、固定ロープ４を引いて、サンプラー１および階層遮断器２を地面までに引き上げる。

ステップ９：サンプラー１の底部の採取口１１における気密バルブを開き、サンプルを専用サンプルフラスコに転移して、サンプリングが完了する。地下水サンプルを盛ったサンプルフラスコをサンプル保温箱に置き、試験室に搬送した後、適宜な標準方法を用いて汚染物濃度分析検出を行う。

以上の実施例は、本発明の好適な実施形態について説明するためのものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の設計構想から逸脱しない限り、本発明の技術案に対して行われる様々な変形および改良は、本発明の特許請求の範囲により決められた保護範囲内に含まれるべきである。

１−サンプラー、１１−採取口、１２−サンプラー本体、１３−封止カバー、１４−第１の導気管インターフェース、１５−排気口、２−階層遮断器、２１−遮断膜、２２−水通過孔、２３−呼吸弁、２４−第２の導気管インターフェース、３−導気管、４−固定ロープ、５−逆止め弁、６−錘、７−井戸ケーシング装置、７１−中実管、７２−篩管、７３−ヘッドプラグ、７４−井戸蓋、７５−封止口、８−フィルタ材遮断装置、８１−フィルタ材、８２−遮断層、８３−セメントスラリー。

Claims (10)

1. 縦方向に沿って間隔を空けて配置される、中空構造であり、且つ側壁に汚染物がサンプラー（１）内部にしみ込む小穴が開設され、底部に採取口（１１）が設けられたサンプラー（１）と、
   隣り合うサンプラー（１）間に連結される、上下に貫通する水通過孔（２２）が開設された遮断膜（２１）を含む、前記水通過孔（２２）の上方の遮断膜（２１）に水通過孔（２２）と組み合わせた呼吸弁（２３）が連結されている、階層遮断器（２）と、
   すべてのサンプラー（１）および階層遮断器（２）を順次に連結する、下から上へと流れるように制御する逆止め弁（５）が設けられた導気管（３）と、を含む、
   ことを特徴とする差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置。
2. 前記サンプラー（１）は、円筒状となるサンプラー本体（１２）と、サンプラー本体（１２）の頂部および底部に連結された封止カバー（１３）とを含み、
   前記サンプラー本体（１２）の材質が、ミクロンオーダーの多孔質硬質ポリエチレンであり、
   底部における封止カバー（１３）に、採取口（１１）が設けられ、頂部および底部における封止カバー（１３）に、対応して導気管（３）と組み合わせた第１の導気管インターフェース（１４）が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置。
3. 頂部における封止カバー（１３）に排気口（１５）がさらに設けられ、
   前記排気口（１５）、導気管（３）および頂部における第１の導気管インターフェース（１４）が三方向継ぎ手によって連通されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置。
4. 前記遮断膜（２１）に導気管（３）と組み合わせた第２の導気管インターフェース（２４）が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置。
5. 前記サンプラー（１）および階層遮断器（２）が固定ロープ（４）によって連結される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置。
6. 最底部におけるサンプラー（１）の底端に錘（６）が連結されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置を含む差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステムであって、
   井戸孔の中心に沿って縦方向に設けられ、縦方向に間隔を空けて連結された中実管（７１）および篩管（７２）を含むとともに、最頂部が中実管（７１）となる井戸ケーシング装置（７）と、
   井戸ケーシング装置（７）の外壁と井戸孔壁との間に設けられ、フィルタ材（８１）および遮断層（８２）を含むフィルタ材遮断装置（８）と、をさらに含み、
   前記井戸ケーシング装置（７）の頂部および底部に、それぞれ井戸蓋（７４）およびヘッドプラグ（７３）が連結され、
   前記井戸蓋（７４）に封止口（７５）が設けられ、
   前記差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置が井戸ケーシング装置（７）内に設けられるとともに、最頂部におけるサンプラー（１）と井戸蓋（７４）とが固定ロープ（４）によって連結され、
   前記サンプラー（１）および階層遮断器（２）がそれぞれ篩管（７２）および中実管（７１）内に設けられ、
   前記フィルタ材（８１）および遮断層（８２）が下から上へ間隔を空けて設けられるとともに、最頂層が遮断層（８２）となり、
   前記フィルタ材（８１）が篩管（７２）の外壁と井戸孔壁との間に設けられ、
   前記フィルタ材（８１）の頂部および底部がいずれも篩管（７２）を超え、
   前記フィルタ材遮断装置（８）が、最頂部における遮断層（８２）の頂部の井戸ケーシング装置（７）の外壁と井戸孔壁との間に設けられた封止層（８３）をさらに含む、
   ことを特徴とする差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステム。
8. 前記フィルタ材（８１）が石英砂であり、前記遮断層（８２）がベントナイトスラリーであり、前記封止層（８３）がセメントスラリーである、
   ことを特徴とする請求項７に記載の差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステム。
9. 前記フィルタ材（８１）の頂部および底部が、いずれも篩管（７２）を少なくとも０．３ｍ超える、
   ことを特徴とする請求項７に記載の差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステム。
10. 請求項７〜９のいずれか一項に記載の差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリングシステムを利用してサンプリングを行う方法であって、
    地下水のサンプリング検出点を確定して掘削し、井戸孔を形成するステップ１と、
    井戸ケーシング装置（７）が井戸孔の中心に位置するように、井戸ケーシング装置（７）を井戸孔内に鉛直に取り付けるステップ２と、
    井戸ケーシング装置（７）の外壁と井戸孔壁との間にフィルタ材遮断装置（８）を装填し、フィルタ材（８１）が篩管（７２）の外壁と井戸孔壁との間に装填されるように、下から上へフィルタ材（８１）および遮断層（８２）を、間隔を空けて装填するとともに、最頂部が遮断層（８２）となるステップ３と、
    頂部における遮断層（８２）が地面から０．３〜０．５ｍとなった場合、遮断層（８２）の装填を停止させた後、封止層（８３）が地面よりも０．２〜０．３ｍ高くなるまで、遮断層（８２）の頂部の井戸ケーシング装置（７）の外壁と井戸孔壁との間に封止層（８３）を注入するステップ４と、
    所定のサンプリング深さに応じて、上から下へサンプラー（１）および階層遮断器（２）を、間隔を空けて連結し、すべての採取口（１１）を閉じるステップ５と、
    導気管（３）を介して階層遮断器（２）および逆止め弁（５）を連通させた後、上から下へ導気管（３）をそれぞれサンプラー（１）と連通させ、導気管（３）の頂端を井戸蓋（７４）と連結するステップ６と、
    頂部が井戸蓋（７４）に連結された差圧により駆動する受動式地下水階層サンプリング装置を垂直に井戸ケーシング装置（７）内に置き、井戸蓋（７４）を井戸ケーシング装置（７）の頂端における中実管（７１）に固定し、井戸蓋（７４）の封止口（７５）を開いた後、取付完了時間を記録するステップ７と、
    取付完了の所定日数後、井戸蓋（７４）の封止口（７５）を閉じ、井戸蓋（７４）を開き、サンプラー（１）および階層遮断器（２）を地面までに引き上げるステップ８と、
    サンプラー（１）の底部における採取口（１１）を開き、サンプルを専用サンプルフラスコ内に移転して、サンプリングが完了するステップ９と、
    を含むことを特徴とする方法。

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