JP3976245B2 - 汚染土壌の現位置浄化方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染土壌の現位置浄化方法に関する。特に、本体浄化に先立ち、汚染土壌の汚染領域を取り囲んで処理剤による処理ゾーンを形成しておき、本体浄化段階における処理に際して、汚染物質の拡散を防止した汚染土壌の現位置浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、土壌の汚染としてはカドミニウム、鉛、亜鉛等の重金属による汚染と、石油系汚染物質、タール系汚染物質、その他の有機物による汚染が問題となっている。
【０００３】
このような土壌汚染は、直接的には植物の生育阻害や、土壌中の生物（微生物も含む）の増殖阻害を引き起こす。また、汚染物質が水（地下水も含む）に溶解した場合には水が汚染され、汚染物質が大気中に揮発・拡散された場合には大気汚染の原因となり、人体（健康）に悪影響を及ぼす。さらに、農作物に吸収されることにより、その農作物及びそれを食した家畜に汚染物質が蓄積され、環境を複合的に汚染する。特に、地中深くに存在する汚染物質は、徐々に地下水に溶脱し、広範囲に亘って移動する可能性があり、被害が広範囲にわたって発生するおそれがある。
【０００４】
この種の土壌汚染に対しては、従来は、汚染物質を土壌と共に取り出して焼却炉等で焼却する焼却法、汚染された領域をコンクリート等の壁で囲い込んで封じ込め、あるいは、汚染領域に固化物を流し込んで当該領域を固化安定化する固定化／安定化法、汚染土壌を掘削して取り出し、水、薬品等で洗浄する土壌洗浄法、掘削して取り出された汚染土壌に微生物を混入し、或いは、微生物を汚染土壌に直接注入して、土壌中の汚染物質を微生物により分解するバイオレメディエーション、汚染現場に井戸を掘り、そこから吸引して揮発性の有害有機物を取り出す土壌空気抽出法、等により、処理をしていた。
【０００５】
しかるに、施工能率及び汚染を系外に拡散させないとの観点からは、いわゆる現位置処理が最適であることは容易に想像がつく。
【０００６】
この現位置処理に関し、種々のものがあるが、処理剤と汚染土壌と接触を図る観点からは、第１の方法としては、汚染土壌を通る地下水流れの上流部に井戸を掘削し、汚染物質の分解能を有する分解剤を前記井戸に投入し、分解剤を地下水の流れに乗せて前記汚染土壌の汚染領域に移動させる方法があり、第２の方法としては、注入管を地上から汚染土壌の汚染領域まで達して挿入し、処理剤を含む処理液を注入管を通して注入する方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第１の方法では、処理剤を地下水の自然な流れに乗せて汚染土壌に分散させようとするものであるために、自然に生成した水みちにしか送ることができず、汚染土壌の汚染領域全体に確実に分散させることは困難であり、処理剤が地下水流れの下流に流出する問題もあり、また、分散速度は非常に遅く速やかな浄化を図ることができない。
【０００８】
他方、第２の方法は、第１の方法との対比では、処理の確実性及び処理速度が高い利点を有する。しかし、処理液の注入に伴って、特にその注入圧力が汚染土壌に作用し、汚染物質が汚染土壌の汚染領域外に拡散してしまうことを本発明者らは知見した。
【０００９】
したがって、本発明の主たる課題は、汚染土壌の汚染領域を確実にかつ迅速に処理すること、汚染土壌の汚染領域外に汚染物質が拡散することがないようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１項記載の発明＞
地盤の汚染物質が存在する汚染土壌を処理剤により処理して浄化する際に、
平面的に見て前記汚染土壌の汚染領域の実質的に周囲全体、ならびに高さ方向において実質的に前記汚染領域をカバーする高さ範囲に、
前記処理剤の処理液を圧送注入して処理剤による平面的に見て環状の先行処理ゾーンを形成し、かつ、前記処理剤の圧送により、前記汚染物質を平面的に見た状態で前記汚染領域の中心に追い込み、
その後に、前記汚染領域内に処理剤の処理液を圧送注入して処理剤による後行処理を行うことを特徴とする汚染土壌の現位置浄化方法。
【００１１】
＜作用効果＞
本発明では、前記課題を解決するために、汚染領域の周囲にバリアを形成し、かつ、そのバリアが周囲に流出を防止する壁体のようなものではなく、先行処理ゾーンを形成する際に、処理剤を圧送することで、汚染物質を汚染領域に中心に追い込むようにし、その上で、先行処理ゾーン内の汚染領域に前記処理剤を圧送して処理剤による後行処理を行うものであるから、汚染物質の周囲への拡散がないばかりでなく、処理を集中できかつ確実に行うことができる。
【００１２】
＜請求項２項記載の発明＞
地盤の汚染物質が存在する汚染土壌を処理剤により処理して浄化する際に、
平面的に見て前記汚染土壌の汚染領域の実質的に周囲全体、高さ方向において実質的に前記汚染領域をカバーする高さ範囲、ならびに前記周囲と前記高さ範囲とを繋ぐ実質的に前記汚染土壌の汚染領域上方の天井領域全体を、前記処理剤の処理液を圧送注入して処理剤による平面的に見て環状の先行処理ゾーンを形成し、かつ、前記処理剤の圧送により、前記汚染物質を平面的に見た状態で前記汚染領域の中心に追い込み、
その後に、前記天井領域を貫通して前記汚染領域内に処理剤の処理液を圧送注入して処理剤による後行処理を行うことを特徴とする汚染土壌の現位置浄化方法。
【００１３】
＜作用効果＞
処理剤は圧送するものであるからその圧力作用に伴って、汚染領域中の汚染物質が汚染領域の上方に拡散するおそれが予想される場合には、本発明に従って、汚染領域周囲と汚染領域の高さ範囲とを繋ぐ実質的に汚染領域上方の天井領域全体を、処理剤を圧送して処理剤による先行処理ゾーンを形成することにより、汚染物質の拡散を防止しながら、汚染物質を汚染領域に中心に追い込むことができる。
【００１４】
＜請求項３項記載の発明＞
前記先行処理ゾーンを前記周囲と前記高さ範囲とを繋ぐ前記汚染領域下方の下方領域全体にも形成する請求項２記載の汚染土壌の現位置浄化方法。
【００１５】
＜作用効果＞
通常、汚染領域の下方は汚染物質の滞留層であるが、先行処理剤の圧送圧力作用に伴って、汚染領域中の汚染物質が汚染領域の下方に拡散するおそれが予想される場合には、本発明に従って、汚染領域周囲と汚染領域高さ範囲とを繋ぐ汚染領域下方の下方領域全体にも先行処理ゾーンを形成すると、汚染物質の拡散を防止しながら、汚染物質を汚染領域に中心に追い込むことができる。
【００１６】
＜請求項４項記載の発明＞
先行処理ゾーンの形成に際し、周囲地盤に流体の吐出圧力を実質的に地盤に作用させない状態で削孔し、その削孔内に前記処理剤を圧送する管類を地盤内に建込む請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚染土壌の現位置浄化方法。
【００１７】
＜作用効果＞
注入管などの管類を地盤内に建込む場合には、通常、先端から削孔水を供給しながら削孔するが、その削孔水の圧送に伴って、その削孔水の流れ及び圧力が作用して汚染物質が周囲に拡散する可能性が知見された。そこで、本発明に従って、流体の吐出圧力を実質的に地盤に作用させない状態で削孔することが効果的である。
【００１８】
＜請求項５項記載の発明＞
前記処理剤は汚染土壌の汚染物質を分解もしくは分解を促進する材料である請求項１〜４のいずれか１項に記載の汚染土壌の現位置浄化方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しながらさらに詳説する。
本発明は、たとえば工場跡地などの地盤の汚染土壌の汚染領域Ｚを処理剤により処理して浄化するものである。
【００２０】
浄化に際しては、まず図２に示すように、平面的に見て前記の実質的に汚染土壌の汚染領域Ｚの周囲全体、ならびに図１に示すように高さ方向において実質的に前記汚染領域Ｚをカバーする高さ範囲に、処理剤を圧送して処理剤による先行処理部１０，１０……による処理ゾーンを形成する。
【００２１】
その後に、図３及び図４に示すように、先行処理ゾーン１０内（処理ゾーン１０で囲まれる領域内）に処理剤を圧送して処理剤による後行処理を行うものである。図３及び図４に、後行処理部を符号２０で示す。
【００２２】
ここで、処理剤を圧送する手段として適宜選択できるが、注入管１を用いるのが最適である。処理剤は、自体が液状であるならばそのまま又は水などで希釈して、処理剤が粉体などである場合には、水などの液体に溶解又は分散させた状態、すなわち液状の状態でポンプなどにより圧送し、注入管１の適宜の位置において注入口から汚染領域Ｚに処理液を注入する。
【００２３】
注入管１としては、単管、二重管、三重管などを使用でき、さらに、注入管１を高さ方向に移動させながら注入するほか、たとえば二重管を使用する場合などにおいては、いわゆるダブルパッカー方式により、すなわち外管を移動させないで、内管のみ高さ方向に移動させながら、外管の配置した可撓性スリーブ内方の注入口から注入することがより望ましい。処理液は可撓性スリーブを拡開させながら注入口から注入される。
【００２４】
注入管１は、たとえば先端に削孔ビットをそなえ回転力を押し込み力により、必要ならば穿孔水を利用してそれ自体で削孔するものを使用できる。しかし、通常は穿孔水を使用する必要があるので、これを利用しないで、周囲地盤に流体の吐出圧力を実質的に作用させない状態で削孔するものを使用するのが望ましい。この例として、無水ロータリーパーカッション削孔方式を挙げることができる。また、図６に示すように、たとえば注入管１の周囲に外管（またはケーシング管）２を同心的に配置し、注入管１内に穿孔水Ｗを圧送し、注入管１の先端から吐出した土砂混じりの穿孔水Ｗを地上に排出させることが望ましい。すなわち、二重管の中返し削孔方式を採ることができる。
【００２５】
先行処理部１０，１０……は、図２に示すように、その処理領域がラップすることが望ましいが、若干ならば離間していてもよい。
【００２６】
後行処理部２０に際しては、同種または異種の注入管１を使用して、同様な形態で汚染領域Ｚ自体に処理液を圧送注入する。この後行処理部２０においても、汚染領域Ｚ全体をカバーするように一部ラップさせながら注入することが望ましいものの、注入した処理剤は経時的に地下水などに乗って流れるのでラップさせなくともよい。
【００２７】
他方、図５に示すように、汚染領域Ｚ上方の天井領域全体を、処理剤を圧送して処理剤による処理ゾーン３０を形成したり、汚染領域Ｚ下方の下方領域全体に処理ゾーン４０を形成することが望ましい。
【００２８】
処理ゾーン３０を形成する場合には、処理ゾーン３０を貫通して注入管１を建て込み、後行処理部２０を形成する。
【００２９】
本発明において、先行処理部１０、後行処理部２０、処理ゾーン３０または処理ゾーン４０の位置は、たとえば平面位置、高さ位置は汚染領域Ｚの広がりなどに応じて適宜選定することができる。順序は、後行処理部２０が最終となれば、先行処理部１０、処理ゾーン３０または処理ゾーン４０間において順序は限定されないが、まず先行処理部１０を造成するのが汚染の拡散防止の観点から最適である。
【００３０】
処理剤としては、汚染物質に対応して還元性鉄粉（特に有機ハロゲン化合物に対して有効）、過マンガン酸カリウム、汚染物質を分解する微生物やその生育条件材料あるいは栄養源（その例示は特開平８−３０９３３２号における分解微生物、生育条件材料及び栄養源）、吸着剤、メタン水、過酸化水素またはその水、酸素などを挙げることができる。分散媒体としてグアガムやレスターなどにより粘性を付与して注入することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、汚染土壌の汚染領域を確実にかつ迅速に処理することができるとともに、汚染土壌の汚染領域外に汚染物質が拡散することがないなどの利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の先行処理形態の縦断面図である。
【図２】本発明の先行処理形態の水平面図である。
【図３】本発明の後行処理形態の縦断面図である。
【図４】本発明の後行処理形態の水平面図である。
【図５】本発明の他の処理形態の縦断面図である。
【図６】使用する注入装置の概要図である。
【符号の説明】
１…注入管、１０…先行処理部、２０…後行処理部、３０，４０…処理ゾーン。

Claims (5)

1. 地盤の汚染物質が存在する汚染土壌を処理剤により処理して浄化する際に、
   平面的に見て前記汚染土壌の汚染領域の実質的に周囲全体、ならびに高さ方向において実質的に前記汚染領域をカバーする高さ範囲に、
   前記処理剤の処理液を圧送注入して処理剤による平面的に見て環状の先行処理ゾーンを形成し、かつ、前記処理剤の圧送により、前記汚染物質を平面的に見た状態で前記汚染領域の中心に追い込み、
   その後に、前記汚染領域内に処理剤の処理液を圧送注入して処理剤による後行処理を行うことを特徴とする汚染土壌の現位置浄化方法。
2. 地盤の汚染物質が存在する汚染土壌を処理剤により処理して浄化する際に、
   平面的に見て前記汚染土壌の汚染領域の実質的に周囲全体、高さ方向において実質的に前記汚染領域をカバーする高さ範囲、ならびに前記周囲と前記高さ範囲とを繋ぐ実質的に前記汚染土壌の汚染領域上方の天井領域全体を、前記処理剤の処理液を圧送注入して処理剤による平面的に見て環状の先行処理ゾーンを形成し、かつ、前記処理剤の圧送により、前記汚染物質を平面的に見た状態で前記汚染領域の中心に追い込み、
   その後に、前記天井領域を貫通して前記汚染領域内に処理剤の処理液を圧送注入して処理剤による後行処理を行うことを特徴とする汚染土壌の現位置浄化方法。
3. 前記先行処理ゾーンを前記周囲と前記高さ範囲とを繋ぐ前記汚染領域下方の下方領域全体にも形成する請求項２記載の汚染土壌の現位置浄化方法。
4. 先行処理ゾーンの形成に際し、周囲地盤に流体の吐出圧力を実質的に地盤に作用させない状態で削孔し、その削孔内に前記処理剤を圧送する管類を地盤内に建込む請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚染土壌の現位置浄化方法。
5. 前記処理剤は汚染土壌の汚染物質を分解もしくは分解を促進する材料である請求項１〜４のいずれか１項に記載の汚染土壌の現位置浄化方法。

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