JP3528120B2

JP3528120B2 - 土壌浄化方法

Info

Publication number: JP3528120B2
Application number: JP31225998A
Authority: JP
Inventors: 仁山内; 力勝田
Original assignee: 国際航業株式会社; 株式会社関配
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2004-05-17
Anticipated expiration: 2018-11-02
Also published as: JP2000135484A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は浄化物質注入による
土壌浄化方法に関し、さらに詳細に言えば、トリクロロ
エチレン、テトラクロロエチレン等の汚染物質、ガソリ
ンや軽油、塩化ビニル等の炭化水素その他の異種物質
（以下これらを含めて汚染物質という）を含んだ土壌や
地下水を効果的に無害化するために、適宜選択された浄
化物質を地中へ注入して浄化する土壌浄化方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えばトリクロロエチレンやテトラクロ
ロエチレンなどの有機塩素系化合物は、脱脂性に富んで
いるため、半導体工業やクリーニング工業等で広く使用
されてきた。しかし、これら有機塩素系化合物が土壌や
地下水を汚染すると、物質循環により最終的に人体に摂
取され小児の白血病を誘発することなどが報告されてい
るため、水質汚濁防止法等により環境基準や排出基準が
定められている。

【０００３】また、土壌や地下水へ汚染物質が広がって
行く際に影響する因子は、地下水位、地下水量、汚染物
質の溶解度・揮発性・比重・粘性・表面張力、土壌への
吸着率、土壌における水の透過性等いろいろあり、それ
ら因子の状況により汚染の拡散の状況が異なる。そし
て、液状の汚染物質の場合、地下水と共に透水層を拡散
して行く場合が多く、透水層が切れている地点でより深
部へ汚染が拡散して行くことが多い。

【０００４】原位置において有機塩素系化合物などの汚
染物質に汚染された土壌または地下水から汚染物質を除
去するには、地下水位より上部にある汚染物質に対して
は、複数の垂直ボーリング孔を構築し、汚染物質の揮発
性を利用してボーリング孔から吸引除去する土壌ガス吸
引法（なお、この方法には、一方のボーリング孔から空
気や蒸気を送り込み、汚染物質を積極的に気化させ、他
方のボーリング孔より吸引除去するなどの方法も含む）
が行われている。

【０００５】あるいは、地下水位より下部に位置する揮
発性汚染物質に対しては、複数の垂直ボーリング孔を設
置し、地下水を地上へ揚水し空気と接触させて曝気する
ことで、地下水中に溶けこんだ汚染物質を除去する揚水
曝気法などが行われている。さらに、土壌または地下水
中の汚染物質を分解するには、微生物分解を用いた方
法、あるいは特表平５−５０１５２号公報、特表平６−
５０６６３１号公報に開示されたような地中反応壁を用
いた方法などがある。

【０００６】また、汚染土壌地にボーリング孔を掘り下
げ、地表面を封じて地下に圧縮空気を吹き込み、地盤に
フラクチャーを発生させ、この操作と同時又はこれに次
いで地表面から圧縮空気で鉄粉を吹き込み、フラクチャ
ーに鉄粉分散層を形成し、この鉄粉分散層に汚染された
浸透水を通して、鉄粉と接触させて地下水中の重金属や
有機ハロゲン化合物を無害化する方法も特開平１０−７
１３８６号に開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来方法では、以下のような問題があった。すなわ
ち、土壌ガス吸引法や揚水曝気法は、地下水位の上部・
下部のどちらかしか対応させることができなかった。し
かも何れも対象汚染物質の揮発性の高さを利用した土壌
または地下水の浄化技術であり、現地の透水性や地下構
造物等の土質環境に影響を受けやすい。また、地中での
汚染物質、特にトリクロロエチレンなどの有機塩素系化
合物は水より比重が大であるから、地下水と共に透水層
を通って深層にまで拡散する場合が多いので、従来の垂
直ボーリング孔による場合では汚染物質との接点が局所
的であり、汚染物質の吸引回収に多数の垂直ボーリング
孔が必要であった。しかも、前記垂直ボーリングに用い
られる地上設備は多くの場合、垂直ボーリング孔一本毎
に設ける必要があり、効率的な地中の汚染物質の除去は
難しかった。

【０００８】また、汚染土壌の上に建築物や構造物があ
ると、その下方をボーリングすることが困難で、浄化が
できない場合が多かった。さらに除去された汚染物質を
別途無害化処理する付加工程を必要とするなどの問題が
あった。これらの問題がある上で、かつ土壌ガス吸引法
や揚水曝気法は原位置での土壌中汚染物質の完全な除去
は困難であるという欠点があった。

【０００９】さらに、前記微生物分解を用いた方法で
は、土壌のもつ特性により全ての土壌に適用可能なわけ
ではなく、また可能であったとしても微生物作用による
ために浄化に長期間を必要とした。

【００１０】また、前記地中反応壁を用いた方法では、
浄化の対象が地下水に限られており土壌の浄化を目的と
していない。また、トレンチや暗渠を構築する必要があ
り、地下水位によっては深いトレンチが必要になる。さ
らに、鉄を拡散させたトレンチ内では、鉄と地下水中の
炭酸イオンの反応により炭酸鉄が生成され透水層を閉塞
させる現象がおきるので、定期的なトレンチ内鉄拡散物
質の交換が必要であった。

【００１１】さらに、前記特開平１０−７１３８３号公
報に開示された方法によれば、汚染物質を無害化するた
めに別途無害化する付加工程は必要がなく、原位置で汚
染物質を浄化することができるという効果はあるもの
の、土壌の弱い個所にしかフラクチャーを形成できない
ため、浄化剤を土中の所望の位置に自在に注入すること
ができない。しかも、圧縮空気や浄化物質ために、取扱
いに注意を要する圧力容器などの地上設備が必要であっ
た。

【００１２】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、土壌・地下水浄化物質の
微粒子を水又は泥水と一緒に土壌や地下水中へ効率的に
注入・撹拌・拡散することにより、土壌や地下水中の汚
染物質を原位置で浄化する方法を提供することにある。

【００１３】本発明の土壌や地下水の浄化方法は、ビッ
トが、斜めに切截された形状の楕円形頭部と該頭部の鋭
角側に開口するノズルとを備え、該ビットの後方に回転
工具を設置し、ボーリング時に前記ノズルから土壌・地
下水浄化物質を含む掘削用水を噴射しながら前記回転工
具を駆動させて土壌と前記浄化物質を撹拌し、効率的に
土壌中に土壌・地下水浄化物質を拡散させる土壌浄化方
法であって、所定量の土壌・地下水浄化物質の微粒子を
水または泥水に混入して掘削用水を調整し、次いで、前
記ノズルから前記掘削用水を噴射しながら所定深さまで
ボーリングを行なった後に、回転工具の回転を止めて地
中への斜め方向の挿入角度や向きを調整した上で前記ビ
ットを押し込み、ボーリング方向を転換させて地表とほ
ぼ平行に掘進し、前記ボーリング時に前記水または泥水
と一緒に前記掘削用水に含まれる浄化物質を地中に注入
し、地表とほぼ平行に前記土壌・地下水浄化物質の拡散
層を形成することを特徴とする。また、前記ボーリング
方向を転換させて複数の浄化物質の拡散層を設けること
が好適で、さらに前記所定深さまでボーリングを行なっ
た後に、地下水面より上方の不飽和層若しくは地下水面
より下方の帯水層に沿ってほぼ水平方向にボーリングす
ることが好ましい。

【００１４】なお、ボーリングは汚染物質の存在状態に
より地下水面より上部及び／または下部の土壌に行われ
る。さらに、前記ノズルは固定された状態でも実施可能
であるが、回転可能なビットでノズルを開口させて地中
を推進することが好ましい。

【００１５】

【００１６】なお、前記回転工具は浄化物質を水や泥水
を用いて広範囲に拡散させることを主目的とするもので
あり、スクリュー形、羽根車形など適宜のものが含まれ
る。そのうち、リーマを例示することができる。

【００１７】尚、例えば土壌中に含有するトリクロロエ
チレンやテトラクロロエチレンなどの有機塩素系化合物
を浄化する場合は、浄化物質として鉄粉やＯＲＣ、ＨＲ
Ｃを用いるのがよい。より具体的に、例としてまず鉄粉
を用いて本発明の方法を行う場合を説明する。浄化対象
とする土壌の主な粒径が２mm〜０．１５mmの場合、鉄粉
の粒径は２０μｍ〜５mm程度の細かさをもち、かつ多孔
質で比表面積の大きな鉄粉が好適である。これは粒径が
細かすぎると鉄粉は可燃性固体であるため取扱いが難し
くなるのみならず、土壌中での酸化浄化作用が短期間で
終了してしまい初期の目的を達成し得ない。ちなみに、
鉄粉は５３μｍより小さい粒度のものが５０％以上含有
すると、危険物（第２類危険物可能性固体）となる。
又、粒径が大きすぎると注入前に水槽で均一にスラリー
化せず、土壌への安定した注入が困難になるためであ
る。

【００１８】なお、土壌への鉄粉の添加量は、対象とな
る汚染土壌の状況によっても異なるが、多くの場合、対
象とする土壌及び地下水に対して０．１重量％〜１０重
量％の割合になるように注入・拡散するのが好ましい。
なお、注入・拡散量が少なすぎると浄化期間が長くな
り、多すぎるとコスト的に不利となる。この場合、浄化
対象物質である有機塩素系化合物には、トリクロロエチ
レン（ＴＣＥ）、テトラクロロエチレン（ＰＣＥ）、
１，１，１−トリクロロエタン（ＭＣ）などの塩素系の
揮発性有機化合物（ＣＶＯＣ）が含まれる。そして、土
壌の浄化に鉄粉を用いる場合には、掘削用水に還元剤、
例えば弱酸性の亜硫酸ナトリウム（ＮａＨＳＯ₃）を混
合して鉄粉による塩素系揮発性有機化合物（ＣＶＯＣ）
の分解を促進させることができる。

【００１９】更に、前記鉄粉は先願の特願平９−３６７
１７７号「土壌の無害化処理方法」や特願平１０−１８
００１６号「有機塩素系化合物の汚染された土壌および
地下水の浄化方法」の明細書に記載されているように若
干量の炭素を含み、比表面積が大きく、粒度調整された
海綿状鉄粉や、銅を含有する鉄粉を用いると一層効果的
である。

【００２０】又対象汚染物質がガソリン、軽油、ＢＴＥ
Ｘ、ＰＡＨ（多環芳香族炭化水素）、塩化ビニル、ペン
タクロロフェノール、ＭＴＢＥの場合は、約１００μｍ
以下のパウダー状緩効性二酸化マグネシウムＯＲＣを用
いるのがよい。ＯＲＣは、Oxgen ReleaseCompoundの頭
文字を取ったものであり、文字通り地中の水分と反応し
酸素を放出することにより、既存の好気性微生物を活性
化させ有害物質を分解させるためのものである。ＯＲＣ
を使用し十分な量の酸素を供給することにより酸素供給
のない状態での分解と比較し１０−１００倍の速度で汚
染物質の分解が進行する。

【００２１】ＯＲＣは水和作用により酸素分子をゆっく
り放出するような構造をした二酸化マグネシウムであ
り、酸素は約６ケ月間かけて放出され、その間特別なメ
ンテナンスは必要ない。ＯＲＣにより放出された酸素は
微生物の成長を促し、汚染物質を分解する好気性微生物
の能力を最大限に活かすことができる。そしてＯＲＣ
は、酸素放出後は水酸化マグネシウムとなり無害なため
周辺への影響無し、ジオブロープ製ポンプ及びツールに
より簡単に注入可能、原位置での浄化が可能、浄化によ
る汚染の拡散無し、メンテナンス不要、他の浄化方法に
比べ低コストである等の、メリットを有するが、鉄イオ
ン濃度の高い場所での使用は不適である為に前記鉄粉と
の併用は出来ない。又粘土層での効果は通気性の良い地
層より下がるため注入量を増加する必要がある。

【００２２】更に、対象汚染物質がＰＣＥ，ＴＣＥ、Ｄ
ＣＥ等の塩素化脂肪族炭化水素である場合は、ＨＲＣを
用いるのがよい。ＨＲＣ（Hydrogen Release Compoun
d）とは、水和作用により乳酸をゆっくり放出するよう
特別な構造をしたポリラクタイトエステルで、塩素化脂
肪族炭化水素（Chlorinated AIiphatic Hydrocarbons
（ＣＡＨ））の原位置における嫌気性バイオレメディエ
ーンョンを低コストで実施することができる。ＨＲＣに
よるバイオレメディエーションは多段階のプロセスによ
り進行する。生来の嫌気性微生物がＨＲＣにより放出さ
れた乳酸を代謝し水素を生成する。ＣＡＨの塩素が水素
に置換され還元脱塩素化される。水素はＣＡＨの還元脱
塩素化に必要な還元状態を作るための電子の供給元とな
る。この過程を通じてＣＡＨは塩化ビニルあるいはエタ
ンまで分解される。但し、塩化ビニルは好気性の状態下
では４倍早く分解されるので、ＯＲＣを併用して添加す
ることにより効果が高まる。

【００２３】従ってＨＲＣ自体は食品と同等のもので毒
性は無く最終的には酢酸となり他への影響無し、ジオプ
ローブ製ポンプ及びツールにより簡単に注入可能、メタ
ンを使用する方法に比べて効率が良い、原位置での浄化
が可能、浄化による汚染の拡散無し、メンテナンス不
要、他の方法に比べ低コスト等のメリットがある。

【００２４】前記したように土壌浄化物質は土壌中に含
有する被浄化物質の種類によって選択されるものである
が、一般的には還元によって浄化をするもの、又酸化に
よって浄化をするものに分けられ、又その浄化剤は土壌
に徐々に染み込みながら還元若しくは酸化浄化を行なう
ために、緩効性である事が必要である。前記土壌浄化物
質は土壌中に含有する被浄化物質の種類によって選択さ
れる緩効性還元剤若しくは緩効性酸化剤であることを特
徴とする。

【００２５】前記説明より明らかな如く、本発明の浄化
手順は、まず所定量の浄化物質（鉄粉，ＯＲＣ，ＨＲＣ
等）を水又は泥水に混入して掘削用水を調整する。次い
でビット先端のノズルから前記の掘削用水を高圧で注入
しながら水平方向及び／又は斜め方向に地中をボーリン
グする。この時に掘削用水に含まれた浄化物質を地中に
注入する。あるいは、ビットの後方に回転工具を設け
て、ボーリングの時に回転工具を駆動して掘削用水と土
壌また地下水と撹拌し、対象となる土壌及び地下水中へ
の浄化物質の拡散・混合を確実に行うのがよい。なお、
以下において「水平ボーリング」なる名称を用いる場合
は、斜め方向のボーリングを含むものとする。

【００２６】

【発明の実施形態】以下、本発明の浄化物質の地中への
注入方法を図に示される実施形態についてさらに詳細に
説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成
部品の寸法、材質、形状、その相対的配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【００２７】図１には本発明の浄化物質の地中への注入
方法の実施形態を示し、図２は同実施形態において用い
られたビットの側面を示す。図３は本発明の浄化物質の
地中への注入方法の他の実施形態を示し、図４は同実施
形態において用いられたビットの側面を示す。図５は土
壌・地下水浄化物質を注入した土壌の平面を示し、図６
は同断面を示す。図７は地下水の流れ方向を示す土壌の
断面を示し、図８は図７の平面を示す。

【００２８】（第１の実施形態）図１及び図２に基づい
て浄化物質にＯＲＣを用いた本発明の第１の実施形態を
説明する。地表１９（ＧＬ）には、地下水浄化物質とし
てのＯＲＣを入れた貯溜槽１と、該貯溜槽１と通路３を
へて連結された水槽２と、さらに、流路５を経て水槽２
と連結されたポンプユニット（ＰＵ）６が設置されてい
る。なお、ポンプユニット６には、図示しないモータに
よって回転駆動されるタービンポンプを内蔵している。
さらに、パワーユニットトラック１３と、その近傍に回
転駆動装置１４が配置されている。

【００２９】先ず、前記貯溜槽１から通路３を経て水槽
（ＷＴ）２に所定量のＯＲＣを送ってスラリー状の掘削
用水を調整する。前記ポンプユニット６は水槽２からス
ラリー状の掘削用水を汲み上げて、流路８を経て図示し
ない継ぎ手から図２に示す導管７に掘削用水を圧送す
る。なお、前記ポンプユニット６には、タービンポンプ
の他にプランジャポンプ、ピストンポンプ等適宜のもの
を用いることが可能であることは言うまでもない。

【００３０】前記導管７は、図２から明らかなようにロ
ッド１０に同心状に挿入されていて、導管７とロッド１
０との間に互いに相対回転を可能にする軸受部材１１が
所々に組み込まれている。このロッド１０の先端には図
２に示すようなビット１２が取り付けられ、ロッド１０
の後端にはパワーユニットトラック１３の近傍に配置さ
れた回転駆動装置１４が接続されている。

【００３１】なお、前記パワーユニットトラック１３に
は油圧モータ、電動モータなどの駆動装置（図示せず）
が組み込まれている。このような構造のため、前記回転
駆動装置１４はパワーユニットトラック１３により駆動
されて前記ロッド１０を回転させることができ、かつ地
中への斜め方向のボーリング打ち込み角度を任意に設定
する。

【００３２】前記ビット１２はほぼ円筒形をなすととも
に、斜めに切截された形状の楕円形の頭部１２ａを備え
る。さらに頭部１２ａの鋭角側に開口するノズル１５が
設けられている。このノズル１５はビット１２の内部に
おいて前述の導管７に接続している。

【００３３】本発明の土壌浄化方法によれば、前述のよ
うに貯溜槽１から通路３を経て水槽（ＷＴ）２に所定量
のＯＲＣを送ってスラリー状の掘削用水を調整する。次
いで、ポンプユニット６を駆動して水槽２から前記スラ
リー状の掘削用水を吸い上げ、さらに掘削用水に高圧
（通常１０ｋｇ／ｃｍ²以上の送水圧）をかけて流路８
からロッド１０に内挿された導管７内に圧送して、ビッ
ト１２の先端に設けられたノズル１５から掘削用水１６
をジェット噴射させる。なお、前記ビット１２は土壌に
形成された貫入坑１７から斜めに向けて掘削用水１６を
噴射しながら斜め方向のボーリングを開始する。

【００３４】前述のボーリングには、パワーユニットト
ラック１３により回転駆動装置１４を駆動して、図２に
矢印Ａに示すように、ロッド１０とビット１２を、それ
ぞれの中心軸（Ｃ−Ｃ）を中心に回転させる。ノズル１
２の回転と共に高圧で噴射される掘削用水１６は土壌を
ボーリングして図１、図２に示すようにボーリング孔２
５を所定の深さ（本実施形態では地下水面ＷＬより上方
で、地下水のない不飽和層２２）まで斜め方向にボーリ
ングする。

【００３５】次いで矢印Ｂ方向に、すなわち地表（Ｇ
Ｌ）１９とほぼ平行に掘進し、図５、図６に示すように
ボーリング孔２５を掘削する。このボーリング孔２５は
掘削度を地上に排出することなく行われるのであり、長
時間維持される必要のある井戸孔は構築されない。そし
て、同時に土中には土壌・地下水汚染の浄化物質の拡散
した部分２６が土壌中に形成される。

【００３６】本実施形態では、ビット１２には発信器
（図示せず）が設けられていて、この発信器から発射さ
れる電波信号２０を、地表１９において検知器であるフ
ローケータ２１で検知してビット１２のボーリング位置
を確認し、所定のコースを外れている場合には、フロー
ケータ２１を移動させながら所定のコースに移動させ
る。あるいは前記フローケータ２１により図５に示すよ
うに任意の方向に迂回させたり、あるいは図６に示すよ
うに任意の深さにボーリングする。

【００３７】また、図５に示すように、ボーリング方向
を転換させて複数の浄化物質を注入した、浄化物質の拡
散した部分２６を設けるには、ロッド１０の回転を止め
て回転駆動装置１４の地中への斜め方向の挿入角度や向
きを調整した上でビット１２をそのまま押し込むと、ビ
ット１２の頭部１２ａが土壌に当接し、頭部１２ａの傾
斜面は土圧によって矢印Ｄ方向に曲がってボーリングが
行われる。このような操作を複数回繰り返す。また、図
６に示すように深さ方向に浄化物質の拡散した部分２６
を形成する場合も、同様の操作により行われる。

【００３８】前記浄化物質の拡散した部分２６では、対
象汚染物質がガソリン、軽油、ＢＴＥＸ、ＰＡＨ（多環
芳香族炭化水素）、塩化ビニル、ペンタクロロフェノー
ル、ＭＴＢＥの場合は、約１００μｍ以下のパウダー状
緩効性二酸化マグネシウムＯＲＣを用いるのがよく、又
浄化対象物質がトリクロロエチレン（ＴＣＥ）、テトラ
クロロエチレン（ＰＣＥ）である場合には鉄粉を用いる
のがよい。更に浄化対象物質が１,１,１−トリクロロエ
タン（ＭＣ）、１,１,２−トリクロロエタン(１,１,２
−ＴＣＡ）、１,１,２,２−テトラクロロエタン(１,１,
２,２−ＴｅＣＡ）である場合にも、鉄粉による分解が
行われるが、１,１,２−トリクロロエタン(１,１,２−
ＴＣＡ）、１,１,２,２−テトラクロロエタン(１,１,２
−ＴｅＣＡ）については、分解反応初期には鉄粉は還元
剤としてはなく触媒として作用して脱塩化水素反応が進
行し、浄化対象物質を無害化する。

【００３９】本実施形態では、従来のような長時間維持
させる井戸孔を掘削する必要がないので、ベントナイト
を用いて、ボーリング孔の孔壁を自立させることも必要
がなく、単に水、又は泥水と浄化物質としてＯＲＣや鉄
粉を注入拡散するだけで施工が可能となり、作業能率が
良好で、きわめて低コストで浄化物質を地中に注入する
ことができる。特に水平方向にボーリングするには従来
の水平井戸孔を掘削する場合のような到達坑を不要と
し、貫入坑からボーリングを開始するだけでよく、作業
が容易になる。また、本実施形態を従来の垂直ボーリン
グ工法と比較すると、掘削土の発生がなく建設残土の処
理が不要になる。また、地上設備の移設がない等の大き
な利点がある。

【００４０】本実施形態においては図７及び図８に示す
変形例のように地下水面ＷＬより下方の帯水層（飽和
層）２４に沿って水平方向にボーリングすることも可能
であり、図７のように地表１９（ＧＬ）に工場などの建
物３０やタンクが設置されている場所の下方の土壌であ
っても浄化物質を注入することができる。

【００４１】さらに、本発明によれば、地中に浄化物質
の拡散した部分２６がバリアーとなり、汚染地帯３５よ
り地下水３６の矢印方向の下流域へ汚染が拡散するのを
防止する。また、その際には汚染の局部への注入と拡散
阻止のためのバリアー（浄化物質の拡散した部分）２６
の施工を一個所の地上設備より実施することが可能であ
る。なお、図７及び図８において、図１、図３と均等の
部分には同一符号を付してある。

【００４２】また鉄粉を用いる場合において、対象とな
る有機塩素系化合物が難分解性の場合、前述の特開平９
−９３１４５に記載されている通り、鉄粉の反応性を高
めるため弱酸性を示す還元性物質を水槽（ＷＴ）２に添
加し、鉄粉の効力を高めて土壌へ注入すると浄化の効果
が高い。

【００４３】また、同様に有機塩素系化合物の種類や周
囲の環境等によっては、予め鉄粉または２価の鉄塩を上
記方法によって地下水中の汚染地域へ分散させ、また別
系統により過酸化水素を注入しフェトン反応で地中の汚
染物質を酸化分解処理することも可能である。ただしフ
ェトン反応は瞬時にして進行する反応であり、地上の鉄
スラリー製造水槽に過酸化水素を加えて本浄化法を実施
することはできない。よって、過酸化水素の加え方は対
象とする地域の地表よりの撒布、又は本ボーリング設備
を２系統にする、又は地上の保管タンクを鉄スラリー製
造水槽と過酸化水素槽との２基設け、定期的に切り替え
ながら（又は管構造を２層にする）対象とする地域へ圧
送する、等を行う必要がある。

【００４４】（第２の実施形態）次に、対象汚染物質が
ＰＣＥ，ＴＣＥ、ＤＣＥ等の塩素化脂肪族炭化水素であ
る場合の浄化物質としてＨＲＣを使用した第２の実施形
態を図３及び図４に基づいて説明する。しかしながら、
本実施形態においても前記実施形態と同様に地下水浄化
物質としてＯＲＣや鉄粉を使用することができることは
言うまでもない。なお、本実施形態において、前記の第
１の実施形態と均等部分には同一符号を付して詳細な説
明は省略する。

【００４５】本実施形態では土壌・浄化物質としてＨＲ
Ｃを用いる。このＨＲＣを収容した貯溜槽１から水槽
（ＷＴ）２に所定量のＨＲＣを送ってスラリー状の掘削
用水を調整する。また、ポンプユニット６には、図示し
ない汚泥ポンプを内蔵している。

【００４６】このロッド１０の先端には図４において拡
大して示すようなビット１２が取り付けられている。さ
らに前記ビット１２の後方に回転工具であるリーマ２３
が設置されている。前記回転駆動装置１４はパワーユニ
ットトラック１３により駆動されて前記ロッド１０を回
転させてビット１２を回転させると同時に、リーマ２３
も回転させて土壌と浄化物質との撹拌を行うようになっ
ている。

【００４７】次いで、ポンプユニット６を駆動して水槽
２から前記スラリー状の掘削用水を汲み上げ、さらに掘
削用水に高圧をかけて流路８からロッド１０に内挿され
た導管７内に圧送し、ビット１２の先端に設けられたノ
ズル１５から掘削用水１６をジェット噴射させる。

【００４８】前記ビット１２は、先ず土壌に形成された
貫入坑１７から掘削用水１６を注入しながら回転工具で
あるリーマ２３を回転させて、斜め方向のボーリングを
開始する。

【００４９】ノズル１２の回転と共に掘削用水１６を高
圧で土壌に注入しながら地下水面ＷＬよりも深い飽和層
２４まで斜め方向にボーリングを行った後、矢印Ｂで示
すように飽和層２４を地表（ＧＬ）１９とほぼ平行に掘
進させる。このとき、リーマ２３は前記ボーリング孔２
５（図５及び図６を参照）を拡径すると同時に、ノズル
１５から噴出するＨＲＣの微粒子を含む泥水と地下水
は、リーマ２３によって拡径されたボーリング孔２５に
撹拌された状態で注入される。なお、地中でより広い範
囲に浄化物質を拡散するには、例えばより大径のリーマ
を使用したり、あるいは掘削用水の噴霧角度を変更した
り、ノズル１５を逆回転させることもできる。

【００５０】浄化物質であるＨＲＣの微粒子は水でもス
ラリー状になり、水や泥水とともに圧送することが可能
となり、トリクロルエチレンやテトラクロロエチレンな
どの有機塩素系化合物を含んだ地下水と広く接触してこ
れら有機塩素系化合物を確実に無害化する。

【００５１】本実施形態においては、トリクロロエチレ
ンやテトラクロロエチレンなどの汚染物質を含む土壌ガ
スは、地中の飽和層２４においてＨＲＣの微粒子に接触
して分解され、無害ガスにまでに還元分解される。

【００５２】ビット１２には発信器（図示せず）が設け
られていて、この発信器から発射される電波信号２０
を、地表１９において検知器であるフローケータ２１で
検知してビット１２のボーリング位置を確認することに
よって、図６に示すように飽和層２４の他に、不飽和層
２２にも浄化物質を高圧で噴射して不飽和層２２にもＨ
ＲＣの微粒子を注入することにより、汚染物質の浄化を
一層効果的に行うことができる。その他に前述の第１の
実施形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
土壌・地下水浄化物質を水または泥水に混入させた掘削
用水を噴射しながら水平方向及び／又は斜め方向にボー
リングを進めることにより、次のような効果を奏する。ａ）掘削時に水又は泥水と一緒に土壌・地下水浄化物質
を地中の所定個所へ効果的に注入・拡散・混合すること
ができる。ｂ）掘削時に回転工具を使用することにより土壌中での
浄化物質と泥水や地下水とを撹拌することができ、浄化
物質の地中への注入が確実になり、汚染物質の浄化効果
が大となる。しかも、浄化物質を土壌中に拡散した後に
は、何等の動力を必要とせず浄化効果を維持することが
できる。ｃ）従来の土壌ガス吸引法・揚水曝気法と異なり、汚染
が認められる地下水位より上部、下部のどちらへも浄化
物質を拡散・混合させることができる。ｄ）汚染物質が帯水層を通って水平に拡散して場合に
は、汚染物質が広がっていく地域に沿って効率的にＯＲ
Ｃ、鉄粉またはＨＲＣなどの土壌・地下水浄化物質を注
入・拡散・混合することができる。ｅ）汚染地域の浄化だけでなく、汚染地域からの汚染物
質の拡散を防止することも可能である。ｆ）水平ボーリングにより地中に浄化物質の拡散層をつ
くり、該拡散層を通過させて汚染物質を分解することに
より敷地外への汚染の拡散を防ぐので、従来の地中反応
壁を用いる場合のような、トレンチの掘削、土壌と鉄粉
等の浄化物質との地上での混合、浄化物質のトレンチへ
の埋設などの施工が不要である。ｇ）地表に建築物が存在していても、その下に浄化物質
を撒布することが可能になる。ｈ）長時間維持する必要のある井戸孔を掘削しないの
で、従来のようにベントナイトを用いてボーリング孔の
孔壁を自立させる必要もなく、単に水、又は泥水と鉄粉
を混入した掘削用水による有水ボーリングとなり、きわ
めて能率的に浄化物質を地中に注入することができる。ｉ）掘削時に回転工具を駆動することによって、浄化物
質と泥水や地下水とを撹拌することができるから、浄化
物質の地中への注入が確実になり、汚染物質の浄化効果
が大となる。ｊ）浄化物質は微粒子であるから、水でスラリー状にな
り、ポンプにより簡単に圧送することができる。その
上、長期にわたって浄化効果を維持することができる。ｋ）一個所から所望の複数の個所へ浄化物質を注入する
ことができるから、鉄粉等の浄化物質を貯溜するタンク
やその他の地上設備を移設することなしに効率的な作業
が可能となる。ｌ）汚染物質を現地で無害化できるので、二次廃棄物の
発生がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である浄化物質の地
中への注入方法の概略説明図であり、土壌を切断して示
す。

【図２】図１の実施形態において用いられたビットの
側面図である。

【図３】本発明の浄化物質の地中への注入方法の他の
実施形態の概略説明図であり、土壌を切断して示す。

【図４】図３の実施形態において用いられたビットの
側面図である。

【図５】土壌・地下水浄化物質を注入した土壌の平面
図である。

【図６】図５の断面図である。

【図７】地下水の流れ方向を示す土壌の断面図であ
る。

【図８】図７の平面図である。

【符号の説明】

１２ビット１５ノズル１６掘削用水２３回転工具（リーマ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０９Ｋ 101:00 (72)発明者勝田力東京都品川区東五反田５丁目22番27号株式会社関配内 (56)参考文献特開2000−135483（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−249587（ＪＰ，Ａ) 特開平４−228718（ＪＰ，Ａ) 特開平10−5737（ＪＰ，Ａ) 特開平10−30392（ＪＰ，Ａ) 特開平８−192137（ＪＰ，Ａ) 特開平７−317477（ＪＰ，Ａ) 米国特許5698092（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09C 1/02,1/08 E21B 7/04,7/06 A62D 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ビットが、斜めに切截された形状の楕円
形頭部と該頭部の鋭角側に開口するノズルとを備え、該
ビットの後方に回転工具を設置し、ボーリング時に前記
ノズルから土壌・地下水浄化物質を含む掘削用水を噴射
しながら前記回転工具を駆動させて土壌と前記浄化物質
を撹拌し、効率的に土壌中に土壌・地下水浄化物質を拡
散させる土壌浄化方法であって、所定量の土壌・地下水浄化物質の微粒子を水または泥水
に混入して掘削用水を調整し、次いで、前記ノズルから
前記掘削用水を噴射しながら所定深さまでボーリングを
行なった後に、回転工具の回転を止めて地中への斜め方
向の挿入角度や向きを調整した上で前記ビットを押し込
み、ボーリング方向を転換させて地表とほぼ平行に掘進
し、前記ボーリング時に前記水または泥水と一緒に前記
掘削用水に含まれる浄化物質を地中に注入し、地表とほ
ぼ平行に前記土壌・地下水浄化物質の拡散層を形成する
ことを特徴とする土壌浄化方法。
【請求項２】前記ボーリング方向を転換させて複数の
浄化物質の拡散層を設けることを特徴とする請求項１に
記載の土壌浄化方法。
【請求項３】前記所定深さまでボーリングを行なった
後に、地下水面より上方の不飽和層若しくは地下水面よ
り下方の帯水層に沿ってほぼ水平方向にボーリングする
ことを特徴とする請求項１記載の土壌浄化方法。
【請求項４】前記土壌浄化物質は土壌中に含有する被
浄化物質の種類によって選択される緩効性還元剤若しく
は緩効性酸化剤であることを特徴とする請求項１に記載
の土壌浄化方法。