JP4161014B2 - 有機塩素化合物による汚染地質の浄化工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地質の浄化工法に係り、殊に有機塩素化合物による汚染地質の浄化工法に係る。本明細書において「地質」とは地面及び地下の固相、液相及び気相の全てを指称するものであり土壌、地層、透水層、地下水、地下における空洞部、地下空気等を意味する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
有機塩素化合物、殊にトリクロロエチレン及びテトラクロロエチレンは低沸点塩素系溶剤であり、脱脂性において優れているために機械の洗浄や、ドライクリーニング工場、メッキ工場、半導体工場等で汎用されているが、体内に蓄積すると肝臓障害や中枢神経障害を惹起し、又極く微量であっても発癌性を呈することが判明しており、環境庁による水質環境基準においても検査対象項目とされ基準値が、それぞれ 0.03mg/l 以下及び 0.01mg/l 以下とされている物質である。
【０００３】
化学物質審査規制法により製造についての届け出が義務づけられ且つ井戸水等の地下水の水質検査項目に指定されていても、上記の有機塩素化合物は使用され続けているために、これらによる土壌や地下水等地質の汚染地域は現在も拡大しつつあり、従って浄化処理が強く要望されているが、根本的な浄化対策は下記の通り無いに等しいのが実状である。
【０００４】
即ち、有機塩素系化合物により汚染された地質の浄化対策としては、
(1) コンクリート槽による埋め込みや不透水シートによる遮水工法等の封じ込め処理法、
(2) 曝気処理法及び
(3) メタン資化性菌利用法
等がある。又、汚染土壌や汚染地層に関しては、土壌ガス吸引法や地下空気吸引法がある。
【０００５】
これらの対策の内で対策 (1) は現在最も汎用されているが、この対策は対症 療法的なものであって爾後における漏洩の可能性を免れ得ないのである。対策 (2) は有機塩素系化合物が気化し易いと云う性質を利用するものであるが、気化させ且つ無害化するためには大規模な施設 (曝気プラント) を必要とし、然も環境基準値以下の濃度に迄低下させるためには実際には極めて長時間、例えば場合により数年を要するのである。対策 (3) はメタン資化性菌、即ちメタンを栄養 源とする菌は好気条件下でメタノール、ホルムアルデヒド及び蟻酸を経てメタンを炭酸ガスと水とに分解するが、メタンの酸化酵素であるメタン・モノオキシゲナーゼ (methane monooxygenase) を産生しており、この酵素が有機塩素系化合 物にも作用して最終的には炭酸ガス、水及び塩素イオンに迄分解することを利用するものであって学問的乃至実験室的には有効性が立証されているが、上記の酵素を活性化させるためには誘導基質としてメタンが要求され、従って地質中の有機塩素系化合物を分解させる場合にはメタンガスを井戸から直接的に注入する等の手法が採用されるものであるが、必ずしも実用的ではなく、メタンガスは可燃性であるために危険も伴うので、未だ実証試験の段階にある対策なのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題乃至発明の目的】
従って、本発明が解決しようとする課題乃至発明の目的は、有機塩素化合物による汚染の浄化工法であって、従来技術におけるような課題を何等有さず、実施が極めて容易であり且つ種々の地質を対象とし得る浄化工法を提供することにある。
【０００７】
本発明者等は、メタン資化性菌が炭酸ガスと水と塩素イオンとに迄有機塩素化合物の完全分解を速い速度でもたらすと云う利点を有しているために、メタン資化性菌を利用する有機塩素化合物汚染の浄化工法を開発するべく鋭意検討を重ねた。
【０００８】
その結果、メタン資化性菌利用法が従来から検討されているように、メタン資化性菌は種々の地質環境中に普遍的に存在していること、メタンをガスとしてではなく溶存水の形で使用すれば爆発等の危険を未然に回避することができ且つ地中への浸透性が良好になること、メタン資化性菌が増殖する条件を維持するように好気性環境をもたらす必要性のあること並びに急速且つ広範囲に浸透させるためには透水層に至る迄浸透させる必要性のあること等が判明した。従って、これらの条件を満たす工法を模索し、実験を行った結果、本発明を完成するに至っ
た。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、従来のメタン資化性菌利用法が有していた課題は、有機塩素化合物による汚染地質中に、メタンをガスとしてまたは人工的に調整したメタン溶存水ではなく、メタンガスが発生している湖沼水やガス田地帯の地下から取水したメタン溶存天然水を注入する、有機塩素化合物による汚染地質の浄化工法により解決されると共に、所期の目的が達成される。
【００１０】
本発明による浄化工法は、地面にピット (穴) を掘削形成し、該ピットにメタン溶存天然水を単に注水することにより実施することができ、従って極めて簡便である。このピットの開口部面積に格別の制限はないが、掘削深度は透水層に迄至らしめるのが好ましい。何故ならば、メタン溶存天然水を透水層に直接的に送れば、急速に且つ広範囲に浸透させることが可能だからであり、又透水層等に存在するメタン資化性菌に好気的環境を与えるからである。本発明による浄化工法に使用されるメタン溶存水としては井戸水、水道水、河川水又は湧水にメタンガスを溶存させて人工的に調製されたものではなく、メタンガスを発生している湖沼水やガス田地帯に内在している地下水、即ち、メタン溶存天然水を利用するのである。何故ならば、このようなメタン溶存天然水は入手が容易であり、コスト的にも有利であり、然も、自然環境の中でメタン資化性菌を適正に含有しているからである。尚、メタン溶存天然水のメタン濃度は一般的には約 500 - 約 30000 Nmol/l の範囲内である。
【００１１】
勿論のことながら、本発明によれば、有機塩素化合物に汚染された地質を、メタン資化性菌を含有するメタン溶存天然水に投入して汚染地質を浄化することも可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明による浄化工法の実施の 1 例について、図面を参照しつつ説明する。図 1 に示されているように、先ず地面 10 を掘削して注水用のピット 12 と 数本の観測井戸 14 とを形成する。ピット 12 の掘削深度は透水層 16 に達するように設定しするが、不可能な場合にはピット底から数本の井戸を掘削して深部の透水層に達するようにする。一方観測井戸 14 の掘削深度は種々の深度における有機塩素化合物の濃度を測定し得るように透水層 16 より下部にも設定する。
【００１３】
次いで、ピット 12 にメタン溶存水を注水し、ピットに入れられたメタン溶存水 18 の拡散を考慮に入れた所定時間経過後に観測井戸を利用し採水して試料とし、該試料水中の有機塩素化合物の濃度を測定する。
【００１４】
【実施例】
次に、実施例により本発明を更に詳細に且つ具体的に説明する。
実施例
先ず、有機塩素系化合物にて汚染された浄化対策予定地域において複数本の試験井戸を掘削し、採水して試料水とし、PID ガスクロマトグラフ法を用いて汚染の状況を詳細に調べた結果、この地域の地下水を汚染している有機塩素化合物はトリクロロエチレンであって、その濃度は 0.20 - 0.05mg/l であること及び汚 染地層は透水層であることが判明した。
【００１５】
次いで、地面を掘削してピットを形成した。このピットは幅が 1.5m であり、長さは 10m であり、深さは 3.5m であって、底部は汚染の検出されている透水 層に直接達するものであった。観測井戸としては上記の試験井戸であり、それぞれ数 m づつ離れている井戸を数本利用した。
【００１６】
上記の準備を予め整えた上で、ガス田地帯に内在する地下水を取水し、タンク車により上記の浄化対策実施地域に運搬し、上記のピットに注水した。上記の地下水はメタン溶存天然水であり、その平均メタン濃度は約 30000 Nmol/l であり、試験期間は 5 日間とし、ピットへの 1 日当りの注水量は 5 トンに設定された。
【００１７】
試験開始直前、即ちピットへのメタン溶存地下水の第 1 回注水直前において トリクロロエチレン濃度を測定した処、既述の通り 0.20 - 0.05mg/l であった が、メタン溶存地下水の注入後 2 日目で濃度は激減し、何れの観測井戸におい ても検知管測定では検出できない濃度迄低下し、この状態は試験期間終了時迄同様であった。この検知管測定による検出限界濃度は 0.1ppm であり、この検出限界濃度を水質汚染濃度に換算すると 0.01mg/l 以下の濃度であることを意味しており、環境庁の定めている既述の基準値である0.03mg/l 以下を完全にクリアー している。
【００１８】
【発明の効果】
有機塩素化合物にて汚染された地質の本発明による浄化工法は、基本的には、地面に掘削されたピットにメタン溶存天然水を単に注水するだけなので、実施が極めて容易且つ簡便である。ピットの掘削深度を透水層に達するように設定すれば、メタン資化性菌に好気的環境を与えて活性化させることができ、又メタン溶存天然水が急速且つ広範囲に亘って浸透するので浄化処理効率が向上する。特に、メタンガスが発生している湖沼水やガス田地帯の地下から取水した天然のメタン溶存水を利用すれば、コスト的にも有利となり、又自然環境の中でメタン資化性菌を適正に含有しているので、新たなメタン資化性菌を汚染土壌に送り込むことになり、従って浄化処理効率が向上する。更に、本発明は天然のメタン溶存水に存在するメタン資化性菌を利用しているので、メタン資化性菌が自然環境の中で活性化し高密度で存在しており、従来の人工的に調整した曝気処理等によるメタン溶存水と比較した場合に、浄化処理所要時間が激減する。尚、有機塩素化合物に汚染された水、堆積物、土壌等をメタン溶存天然水の分布地域に搬入し、該メタン溶存天然水により処理して浄化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による浄化工法を実施する要領を示す概略図である。
【符号の説明】
10 : 地面
12 : ピット
14 : 観測井戸
16 : (有機塩素化合物により汚染された) 透水層
18 : (ピット 12 内に注入された) メタン溶存水

Claims (4)

1. 有機塩素化合物による汚染地質中に、メタンガスを発生している湖沼水やガス田地帯に内在しているメタン溶存天然水を取水して注入することを特徴とする、有機塩素化合物による汚染地質の浄化工法。
2. 地面にピットを掘削形成し、該ピットにメタン溶存天然水を注水することを特徴とする、請求項１に記載の有機塩素化合物による汚染地質の浄化工法。
3. ピットの掘削深度を透水層に達するように設定することを特徴とする、請求項２に記載の有機塩素化合物による汚染地質の浄化工法。
4. 有機塩素化合物により汚染された地質を、メタンガスを発生している湖沼水やガス田地帯に内在しているメタン溶存天然水中に投入することを特徴とする、有機塩素化合物による汚染地質の浄化工法。

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