JP3304842B2 - 土壌間隙水の採取方法及び土壌汚染の調査方法 - Google Patents

土壌間隙水の採取方法及び土壌汚染の調査方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は土壌間隙水の採取方
法及び土壌汚染の調査方法に関するものであり、詳しく
は地下水面よりも浅い土壌から土壌間隙水を採取する方
法と土壌汚染を調査して汚染状況分布図を作成する方法
とに関する。
【0002】
【従来の技術】地下水面よりも浅い土壌の汚染を調査す
る方法としては、土壌を採取して分析する方法(平成3
年8月環境庁告示46号)のほか、土壌中のガスを採取
して分析する方法が行われている。後者の土壌ガスサン
プリングの方法としては、真空ポンプ等を用いてガスを
強制的に収集する方法や、活性炭を備えたコレクタを埋
設・放置しガスを採取するフィンガープリント法のよう
な方法などがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 土壌を採取して分析する方法にあっては、大がかり
なボーリングを実施しなければならずコストが嵩む。ま
た、土壌に吸着し安定状態となっている物質も汚染物質
として検出されるところから、地下水汚染の可能性(地
下水汚染ポテンシャル)が過大評価される。
【0004】 土壌ガスを採取して分析する方法は、
汚染分布範囲を知るためのスクリーニングに適した方法
ではあるが、気化しないあるいは気化しにくい汚染物質
(例えば重金属)の汚染は検出できない。また、ガスの
分布状況は実際の汚染範囲とぴったり一致するわけでは
ないため、ガス調査のみでは汚染源を正確に把握するこ
とができないといった問題点がある。
【0005】 なお、井戸等から地下水を採取して分
析する方法の場合、土壌の汚染は把握しにくい。
【0006】 本発明は、土壌間隙水を採取、分析す
ることにより簡便かつ低コストで正確な地下水汚染ポテ
ンシャルの把握、地下水汚染源の把握および土壌汚染分
布を正確に調査できる方法を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の土壌間隙水の採
取方法は、地下水面より浅い深度の孔を地面にあけ、チ
ューブが接続されていると共に少なくとも一部が透水部
となっているサンプラを該孔内に配置した後、該孔を密
閉し、該サンプラ内を減圧して土壌間隙水を該サンプラ
内に流入させ、このサンプラ内に流入した土壌間隙水を
前記チューブを介して採取する土壌間隙水の採取方法で
あって、前記孔内にまず粒状固体のスラリーを流し込ん
だ後、サンプラの少なくとも前記透水部が該スラリー中
に埋設するようにサンプラを該孔内に配置し、その後該
孔内に孔を密閉するためのスラリーを流し込むことを特
徴とするものである。
【0008】かかる方法は、ボーリングが不要であり、
土壌間隙水のみを効率良く採取することができる。
【0009】
【0010】本発明の土壌汚染の調査方法は、土壌汚染
の状況を示す分布図を作成する土壌汚染調査の方法にお
いて、地下水面より浅い地中の複数箇所から土壌間隙水
を採取し、採取した土壌間隙水中の土壌汚染物質濃度を
分析した分析値から汚染状況を調査する土壌汚染の調査
方法であって、土壌間隙水の採取を上記本発明の方法に
よって行うことを特徴とするものである。なお、土壌汚
染物質濃度の検出値に基づいて必要に応じ汚染状況分布
図を作成する。
【0011】このように土壌間隙水中の汚染物質濃度を
測定することにより、地下水汚染ポテンシャルを過大評
価することなく地下水汚染源を把握することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1(a)は実施の形態に係る土
壌間隙水の採取方法を示す模式的な断面図である。図1
(b)はサンプラの埋設方法の説明図、図1(c)はサ
ンプラの断面図である。
【0013】この方法に用いるサンプラ1は筒状のもの
であり、下部が多孔質セラミックなどの多孔質体にて構
成された透水部2となっている。このサンプラ1内には
短管3と長管4とが差し込まれており、長管4の下端は
サンプラ1内の底面近傍にまで達している。
【0014】短管3と長管4にはそれぞれ耐圧チューブ
5、6が接続されている。チューブ5には弁7が設けら
れている。チューブ6は採取容器8に接続されている。
採取容器8は耐圧チューブ9を介して真空ポンプ11に
接続されており、耐圧チューブ9には弁10が設けられ
ている。採取容器8には真空度計12が設けられてい
る。チューブ5に窒素ガスに代表される不活性ガス供給
手段を接続する場合もある。
【0015】このサンプラ1を用いて土壌間隙水を採取
するには、地面Gに地下水面よりも浅い孔Hを掘る。
【0016】この孔Hの底部に粒状固体のスラリーS1
を流し込み、サンプラ1の下部の透水部2を該スラリー
1 中に埋没させる。次に、このスラリーS1 の上に孔
を密閉するためのスラリーS2 を流し込む。スラリーS
1 としてはシリカ粒子のスラリーを用いることができ
る。スラリーS2 としてはベントナイトや各種粘土のス
ラリーを用いることができる。
【0017】次に、弁7を閉、弁10を開として、真空
ポンプ11を作動させる。これにより、スラリーS1
含まれる水分がサンプラ1内に吸い出される。スラリー
1から水分が吸い出されると、サンプラ1の透水部2
の周囲は固形粒子20で囲まれる。この固形粒子20の
層は透水層を構成する。この固形粒子20の上には、ス
ラリーS2 により緻密層21が形成される。
【0018】スラリーS1 から水分を吸い取った後、弁
7を開放する。そうすると、サンプラ1内の水はチュー
ブ6を介して容器8内に吸い上げられる。サンプラ1内
の水分を十分にこの容器8内に吸い出した後、弁7を開
とし、ポンプ11を停止し、容器8内の水を捨てる。
【0019】しかる後、弁7を閉め、再度ポンプ11を
作動させ、容器8内及びサンプラ1内を所定の真空度ま
で減圧し、次いで弁10を閉とし、ポンプ11を停止す
る。この状態に放置しておくと、サンプラ1の周囲の土
壌中の水分が固形粒子20よりなる透水層に滲み出し、
サンプラ1内に吸引流入するようになる。真空度計12
の真空度が初期真空度の半分程度になったならば弁7、
10を開とすると共にポンプ11を作動させ、サンプラ
1内の水を容器8内に吸い上げる。ポンプ11を停止し
た後、容器8内の水を採取して分析する。
【0020】揮発性の高い有機ハロゲン化合物、ベンゼ
ンのような有機化合物が対象となる場合には、サンプラ
1内の水を容器8に真空ポンプを用いて吸い上げると検
水から対象物が揮発してしまうことが考えられるため、
バルブ7を開にし、窒素ガスに代表される不活性ガスを
チューブ5からサンプラ1に供給し、サンプラ1内の水
を容器8に採取し、分析することもある。
【0021】このようにして採取された水は、サンプラ
1の周囲の土壌の間隙に保持されていた水であるため、
この採取水を分析することにより孔Hを穿設した地点に
おけるサンプラ1の深度の土壌間隙水成分を正確に分析
でき、土壌間隙水の汚染を正確に調査することができ
る。このように土壌間隙水のみを測定対象とし、土壌に
吸着された物質は測定対象としないため、地下水汚染ポ
テンシャルを過大評価することなく地下水汚染源を把握
することができる。
【0022】地面Gの所定の複数地点において所望深度
の孔Hを掘って同様に土壌間隙水を採取して分析し、こ
の結果から高精度の汚染マップを作成することができ
る。
【0023】なお、孔Hはハンマードリル等の簡易な機
器を用いることができ、ボーリングの場合に比べ設備及
び作業がきわめて簡易である。
【0024】孔Hを掘るピッチは、想定される汚染エリ
アの大きさに応じ数m〜数十mピッチとする。深さ方向
の汚染分布を知りたいときには、数種類の深度の孔を測
定地点に近接して設ければ良い。
【0025】スラリーS1 の流し込み量は、通常は孔底
から20cm程度で足りる。スラリーS2 の流し込み量
は10cm程度で十分である。
【0026】
【実施例】以下、土壌汚染マップ作成の実施例及び比較
例について説明する。
【0027】実施例1 トリクロロエチレンで汚染された120m×120mの
エリアの汚染を図1のサンプラ1を用いて土壌間隙水を
採取及び分析して調査した。
【0028】孔Hの配置は30mピッチの枡目の交点位
置とし、合計25個(5×5=25)の孔をあけた。地
下水位は予備調査の結果地表面から3.5mであること
が分かっており、各孔の深さは2mとした。孔の径は約
10cmとした。
【0029】サンプラ1は直径5cm長さ50cmの円
筒状のものであり、下端から約12cmの範囲にわたっ
て多孔質セラミックよりなる透水部が形成されている。
【0030】平均粒径0.074mmのシリカ粒子のス
ラリーS1 を孔底から22cmの深さまで注ぎ込み、こ
のスラリーにサンプラの下部約17cmを埋没させた。
次いで、ベントナイトのスラリーS2 をスラリーS1
上に約10センチ深く注ぎ込んだ。
【0031】このサンプラ内を吸引し、スラリーS1
の水分を吸引し、この吸引した水をポンプで容器8に吸
い上げ、廃棄した。その後、サンプラ内を−20cmH
gにまで減圧し、この状態に約4時間放置した。
【0032】その結果、サンプラ内の負圧が−10cm
Hgまで減少してきた。そこで、窒素ガスを供給し、こ
のサンプラ内の水を容器8に採取した。ヘッドスペース
ガスクロマトグラフ質量分析法によってトリクロロエチ
レンを分析した。各地点の分析値をもとにして描いた土
壌汚染分布図を図2(a)に示す。なお、図2(a)中
の数値の単位は間隙水1L中に含まれるトリクロロエチ
レンの量(mg)である。
【0033】比較例1 実施例1と同一のエリアにおいて、各孔Hの直近位置に
ボーリングして土壌を採取し、深度2mの地点でのトリ
クロロエチレンを分析した。この分析結果に基づいて描
いた土壌汚染分布図を図2(b)に示す。
【0034】なお、図2(b)中の数値の単位は土壌か
ら汚染物質を溶出させて作成した検液1L中に含まれる
トリクロロエチレンの量(mg)である。
【0035】図2(b)はボーリング採取した土壌の分
析値であるから、このトリクロロエチレンの分析値はほ
ぼ真値であると考えられる。図2(a)の分布図はこの
図2(b)の分布図とほぼ合致しており、本発明方法に
よって作成した土壌汚染分布図の信頼性がきわめて高い
ことが認められた。
【0036】比較例2 実施例1の各孔Hの直近位置において、深度2mの孔を
あけ、活性炭付きサンプラを2週間埋設するフィンガー
プリント法により、ガスを採取して分析した。
【0037】この分析値は土壌、地下水や検液の一定量
当たりのガス吸着量が分からないからトリクロロエチレ
ンの土壌中の含有率(濃度)を求められず、土壌汚染程
度を定量することはできない。ただし、各地点の採取ガ
ス中のトリクロロエチレン濃度の相対的な比較は可能で
あるので、この比較を図2(c)に示した。図2(c)
では各地点で活性炭に吸着させたガスを熱脱着式ガスク
ロマトグラフ質量分析計で分析したときのイオンカウン
タのカウント値を示したものである。この図2(c)を
図2(a)、(b)と対比すると、図2(c)の分布は
図2(a)、(b)の分布からかなり乖離したものであ
ることが分かる。
【0038】
【発明の効果】本発明方法においては、簡易な機器で地
表面に開孔できる。そして、サンプラ設置のための特別
な機器を必要としないため、土壌採取ボーリングを比較
して低コストで土壌汚染調査の実施が可能である。ま
た、本発明では、地下水汚染を引き起こす汚染水である
土壌間隙水を直接採取するため、土壌サンプリングのよ
うに地下水汚染ポテンシャルを過大評価することがな
く、地下水汚染源を正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の説明図である。
【図2】実施例方法及び従来方法による土壌汚染分布図
である。
【符号の説明】
1 サンプラ 2 透水部 5,6,9 耐圧チューブ 8 容器 11 真空ポンプ 12 真空度計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭59−3342(JP,U) Water,Air and Soi l Pollution,87,p219− 229 Hydrobiologia,176 /177,p531−533 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 33/24 E21B 49/08 G01N 1/08 G01N 1/10 JICSTファイル(JOIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地下水面より浅い深度の孔を地面にあ
    け、 チューブが接続されていると共に少なくとも一部が透水
    部となっているサンプラを該孔内に配置した後、該孔を
    密閉し、 該サンプラ内を減圧して土壌間隙水を該サンプラ内に流
    入させ、 このサンプラ内に流入した土壌間隙水を前記チューブを
    介して採取する土壌間隙水の採取方法であって、 前記孔内にまず粒状固体のスラリーを流し込んだ後、サ
    ンプラの少なくとも前記透水部が該スラリー中に埋設す
    るようにサンプラを該孔内に配置し、その後該孔内に孔
    を密閉するためのスラリーを流し込む ことを特徴とする
    土壌間隙水の採取方法。
  2. 【請求項2】 土壌汚染の状況を示す分布図を作成する
    土壌汚染調査の方法において、地下水面より浅い地中の
    複数箇所から土壌間隙水を採取し、 採取した土壌間隙水中の土壌汚染物質濃度を分析した分
    析値から汚染状況を調査する土壌汚染の調査方法であっ
    て、 土壌間隙水の採取を請求項1の方法によって行う ことを
    特徴とする土壌汚染の調査方法。
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