JP4315294B2 - 汚染物質濃度計測工法 - Google Patents
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Description
本発明は、有機溶剤その他の揮発性物質（ＶＯＣ）や重金属等の汚染物質により汚染されてしまった土壌において、当該汚染物質の濃度を計測するための技術に関する。
近年における土壌汚染に対する認識が高まっていることに関連して、土壌中における汚染物質を除去する技術、すなわち汚染土壌浄化技術が種々提案されている。
従来の汚染土壌浄化技術として、例えば、汚染流域の土壌を採取して通水浄化の室内試験を行い、そのデータに基いて、汚染濃度の経時変化を三次元的にシミュレーションする技術が知られている（特許文献１参照）。
従来の汚染土壌浄化技術として、例えば、汚染流域の土壌を採取して通水浄化の室内試験を行い、そのデータに基いて、汚染濃度の経時変化を三次元的にシミュレーションする技術が知られている（特許文献１参照）。
ここで、汚染物質の濃度の計測については、汚染領域の土壌を試料として採取し、当該試料に対して物理的処理、化学的処理を施すことにより行うのが一般的である。
しかし、土壌粒子は、それ自体が格子状の構造を具備しているため、ＶＯＣ等の汚染物質が当該格子内に取り込まれた場合には、当該取り込まれた汚染物質は格子構造の外部へ移動し難い。また、例えば土壌が粘土である場合、粘土粒子は電荷を持ち、その電荷によりＶＯＣ等の汚染物質を電気的に吸着している。勿論、粘土以外の土壌粒子表面にも、電気的な吸着力以外の作用によって、汚染物質が吸着する。
汚染物質が土壌粒子の格子内に取り込まれた場合や、汚染物質が土壌粒子表面に吸着した場合の何れにおいても、汚染物質が土壌粒子から分離した状態にはなり難い。そして、従来技術において行われる物理的処理、化学的処理を施したのでは、汚染物質は土壌粒子から分離し難い。
しかし、土壌粒子は、それ自体が格子状の構造を具備しているため、ＶＯＣ等の汚染物質が当該格子内に取り込まれた場合には、当該取り込まれた汚染物質は格子構造の外部へ移動し難い。また、例えば土壌が粘土である場合、粘土粒子は電荷を持ち、その電荷によりＶＯＣ等の汚染物質を電気的に吸着している。勿論、粘土以外の土壌粒子表面にも、電気的な吸着力以外の作用によって、汚染物質が吸着する。
汚染物質が土壌粒子の格子内に取り込まれた場合や、汚染物質が土壌粒子表面に吸着した場合の何れにおいても、汚染物質が土壌粒子から分離した状態にはなり難い。そして、従来技術において行われる物理的処理、化学的処理を施したのでは、汚染物質は土壌粒子から分離し難い。
汚染物質は土壌粒子から分離しない状態では、汚染物質の検出が困難な場合が多い。そのため、従来技術においては、土壌から水中に溶出した汚染物質を基準に汚染物質濃度を計測している。
換言すれば、土壌粒子から分離せず、水中に溶出していない汚染物質は、従来技術では検出そのものが困難であり、土壌粒子から分離していない状態の汚染物質の存在をも考慮して、汚染土壌の実態に近い汚染物質濃度を計測することが出来なかった。
特開２００６−１１６５０９号公報
換言すれば、土壌粒子から分離せず、水中に溶出していない汚染物質は、従来技術では検出そのものが困難であり、土壌粒子から分離していない状態の汚染物質の存在をも考慮して、汚染土壌の実態に近い汚染物質濃度を計測することが出来なかった。
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、土壌粒子から分離していない状態の汚染物質の存在をも考慮して、汚染土壌の実態に近い汚染物質濃度を計測することが出来る汚染物質濃度計測工法の提供を目的としている。
発明者等は種々研究の結果、土壌粒子と電気的に吸着し或いは土壌粒子の格子状の構造に取り込まれて、外部へ溶出し難い状態となっている汚染物質であっても、高温且つ高エネルギーの噴流と衝突することにより、土壌粒子から分離或いは剥離することを見出した。
本発明の汚染物質濃度計測工法は、半径方向外方に充填材料（Ｃ）を注入し、そして圧縮空気で周囲を包囲した切削用の高温水の交差噴流（Ｊｃ）を噴射させる三重管ロッド（２）を用い、汚染物質で汚染した汚染領域（Ｇｐ）に充填材料（Ｃ）を充填する際に発生するスライム（Ｓ）又はガスを採取して揮発性物質や重金属の汚染物質の濃度を計測する汚染物質濃度計測工法において、汚染物質の濃度を計測する土壌中の領域までボーリング孔（Ｈ）を掘削し、ボーリング孔（Ｈ）に三重管ロッド（２）を挿入し、その三重管ロッド（２）を回転させながら引き上げて圧縮空気で包囲した高温水の交差噴流によって粘土粒子や土壌粒子を細断すると共にその表面から汚染物質を分離して充填材料（Ｃ）を注入し、地上側に排出されるスライムの一部をスライムサンプル抽出装置（１０）に抽出させると共にガス採取装置（１０８）に地上側に排出される空気と気相の汚染物質との混合気体を吸引させ、スライムサンプル抽出装置（１０）で抽出したスライムを揮発性物質濃度分析装置（１０６）で濃度を測定し、ガス採取装置（１０８）で吸引された前記混合気体は別の揮発性物質濃度分析装置（１０４）で濃度を測定する。
また本発明の汚染物質濃度計測工法は、半径方向外方に充填材料（Ｃ）を注入し、そして圧縮空気で周囲を包囲した切削用の高温水の交差噴流（Ｊｃ）を噴射させる三重管ロッド（２）を用い、汚染物質で汚染した汚染領域（Ｇｐ）に充填材料（Ｃ）を充填する際に発生するスライム（Ｓ）又はガスを採取して揮発性物質や重金属の汚染物質の濃度を計測する汚染物質濃度計測工法において、汚染物質の濃度を計測する土壌中の領域までボーリング孔（Ｈ）を掘削し、そのボーリング孔（Ｈ）に三重管ロッド（２）を挿入し、その三重管ロッド（２）から圧縮空気で包囲した高温水の交差噴流（Ｊｃ）を噴射させて粘土粒子や土壌粒子を細断し、そして充填材料（Ｃ）を注入しつつ回転させながら上方に引き上げる作業を行い、汚染物質を溶出したスライムを空気と共に上昇させてその一部を試料として採取してその濃度を計測し、その濃度が閾値以上であるか否かを判断し、閾値以上であれば比重の大きい充填材料を用いて２回目の汚染領域の全量置換を行い、閾値未満であれば切削、スライム処理、充填材料の再充填を繰り返し、スライム中の汚染物質の濃度を計測し、汚染物質の濃度が環境基準値以下であれば浄化処理を終了する。
上述する構成を具備する本発明の汚染物質濃度計測工法によれば、噴射及び注入装置の上方に設けたノズルから高温の流体の噴流（例えば、いわゆる「交差噴流」）を噴射しており、汚染土壌は、高温（例えば、８０℃〜９０℃）の水から構成され、多大な運動エネルギーを保有する噴流によって、細かく破砕される。
その結果、土壌に付着したＶＯＣ等の汚染物質は、噴流の熱及び運動エネルギーの相乗作用によって、土壌が細かく破砕される際に土壌粒子から分離或いは剥離される。
土壌粒子から分離或いは剥離された汚染物質は、スライム中に溶出した状態となり、或いは、気相となって交差噴流と共に噴射された空気と混合した状態となる。
汚染物質が溶出したスライム、及び／又は、気相の汚染物質が混合した気体は、ボーリング孔を介して地上側へ流出する。換言すれば、汚染物質は、スライム或いは気体に連行されて、原位置から地上側へ移動する。
その結果、土壌に付着したＶＯＣ等の汚染物質は、噴流の熱及び運動エネルギーの相乗作用によって、土壌が細かく破砕される際に土壌粒子から分離或いは剥離される。
土壌粒子から分離或いは剥離された汚染物質は、スライム中に溶出した状態となり、或いは、気相となって交差噴流と共に噴射された空気と混合した状態となる。
汚染物質が溶出したスライム、及び／又は、気相の汚染物質が混合した気体は、ボーリング孔を介して地上側へ流出する。換言すれば、汚染物質は、スライム或いは気体に連行されて、原位置から地上側へ移動する。
例えば、土壌が粘土である場合、粘土粒子は電荷を持ち、その電荷によりＶＯＣ等の汚染物質を電気的に吸着する。或いは、土壌粒子自体が格子状の構造を具備しており、ＶＯＣ等の汚染物質は当該格子内に取り込まれて、外部へ溶出し難い状態となっている。
しかし、本発明において、高温で且つ高エネルギーの噴流で粘土粒子が細断されることにより、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質は、当該粘土粒子から剥離する。或いは、土壌粒子の格子状の構造が、高温で且つ高エネルギーの噴流により破壊されて、格子内部に閉じ込められた汚染物質が溶出し易くなる。
しかし、本発明において、高温で且つ高エネルギーの噴流で粘土粒子が細断されることにより、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質は、当該粘土粒子から剥離する。或いは、土壌粒子の格子状の構造が、高温で且つ高エネルギーの噴流により破壊されて、格子内部に閉じ込められた汚染物質が溶出し易くなる。
すなわち、本発明によれば、従来技術では除去が困難であった粘土に含有された汚染物質をも、粘土から剥離、除去して、スライム中に溶出した状態となり、及び／又は、気相となって噴射された空気と混合した状態になる。
スライム中で溶出した状態であれば、曝気や電気泳動その他の各種手段によって、汚染物質は容易に且つ確実にスライム中から除去される。従って、汚染土壌に付着した状態の汚染物質よりも、スライム中に溶出している状態の汚染物質のほうが、除去が容易である。
同様に、気相汚染物質は、ブロワその他の吸引手段により吸引して、容易に除去することが出来る。
スライム中で溶出した状態であれば、曝気や電気泳動その他の各種手段によって、汚染物質は容易に且つ確実にスライム中から除去される。従って、汚染土壌に付着した状態の汚染物質よりも、スライム中に溶出している状態の汚染物質のほうが、除去が容易である。
同様に、気相汚染物質は、ブロワその他の吸引手段により吸引して、容易に除去することが出来る。
発明者等の実験によれば、従来の汚染物質濃度計測工法で水に溶出した汚染物質の濃度を計測することに比較して、本発明で計測された汚染物質濃度は、２倍〜数１０倍程度の高い数値を示すことが判明している。係る事実は、以下の理由によるものと推定される。
従来の汚染物質濃度計測工法では、計測が為される汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ、或いは、土壌粒子の表面に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質は、土壌粒子から分離し難い。そのため、従来技術では、汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ或いは電気的に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質は、水に溶出し難くなり、その実際の含有量を計測機器で検出することが不可能であった。
それに対して、本発明によれば、高温で且つ高エネルギーの噴流により、土壌粒子の格子構造は破壊され、粘土粒子と電気的に吸着された汚染物質が剥離或いは分離されるので、従来技術では検出不可能であった汚染物質が、計測可能な状態となる。従って、本発明による計測結果は、従来の計測方法に比較して、汚染土壌の実体をより正確に示すことが出来るのである。
従来の汚染物質濃度計測工法では、計測が為される汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ、或いは、土壌粒子の表面に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質は、土壌粒子から分離し難い。そのため、従来技術では、汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ或いは電気的に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質は、水に溶出し難くなり、その実際の含有量を計測機器で検出することが不可能であった。
それに対して、本発明によれば、高温で且つ高エネルギーの噴流により、土壌粒子の格子構造は破壊され、粘土粒子と電気的に吸着された汚染物質が剥離或いは分離されるので、従来技術では検出不可能であった汚染物質が、計測可能な状態となる。従って、本発明による計測結果は、従来の計測方法に比較して、汚染土壌の実体をより正確に示すことが出来るのである。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図４を参照して、本発明の汚染物質濃度計測工法の第１実施形態を説明する。
図１において、汚染物質濃度計測工法を実施するための計測システムは、施工用マシン１０１と、掘削機１と、スライム貯留タンク４と、ガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４（例えば、「ガスクロマトグラフ−光イオン化検出法（ＧＣ−ＰＩＤ）」を用いた分析装置）と、スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６とを備えている。
先ず、図１〜図４を参照して、本発明の汚染物質濃度計測工法の第１実施形態を説明する。
図１において、汚染物質濃度計測工法を実施するための計測システムは、施工用マシン１０１と、掘削機１と、スライム貯留タンク４と、ガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４（例えば、「ガスクロマトグラフ−光イオン化検出法（ＧＣ−ＰＩＤ）」を用いた分析装置）と、スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６とを備えている。
図１、図２では、既に削孔されたボーリング孔Ｈに、掘削機１の後述する三重管ロッド２が挿入され、汚染物質濃度計測工法を施工している状態が示されている。
図１、図２において、符号Ｇは土壌一般を示し、符号Ｇｐは汚染土壌或いは汚染領域を示す。
図１、図２において、符号Ｇは土壌一般を示し、符号Ｇｐは汚染土壌或いは汚染領域を示す。
特に図２で詳細に示す通り、掘削機１は、三重管ロッド２を備えている。三重管ロッド２は、第１の管２１と、第２の管２２と、第３の管２３とが、同心となる様に構成されている。第１の管２１が半径方向最内方に配置されており、第３の管２３が半径方向最外方に配置されている。
図１及び図２において、ボーリング孔ＨにはケーシングパイプＣＰが挿入されている。
図１及び図２において、ボーリング孔ＨにはケーシングパイプＣＰが挿入されている。
第１の管２１内を充填材料Ｃが供給される。第１の管２１の先端（図２では下端）近傍において、充填材料注入口２１ｏが形成されている。
充填材料Ｃとしては、通常の固化材のみならず、後述する第２実施形態で説明するように、浄化されたスライムを、再投入して用いることが可能である。また、浄化されたスライムは、切削流体として再投入することが可能である。
充填材料Ｃとしては、通常の固化材のみならず、後述する第２実施形態で説明するように、浄化されたスライムを、再投入して用いることが可能である。また、浄化されたスライムは、切削流体として再投入することが可能である。
第２の管２２及び第３の管２３には、ノズル２２１、２２２が設けられている。ノズル２２１、２２２は上下方向に離隔しており、且つ、対となって設けられている。一対のノズル２２１、２２２から噴射されるジェット噴流Ｊ１、Ｊ２は、所定位置Ｐｊｃ（交差点）で衝突して、いわゆる「交差噴流」Ｊｃを構成している。
ここで、ケーシングパイプＣＰは、交差噴流Ｊｃと干渉しない様に配置されている。
なお、図２では交差噴流Ｊｃを噴射するノズル２２１、２２２は一対のみ示されているが、交差噴流Ｊｃを噴射するノズルを複数対設けることが出来る。
ここで、ケーシングパイプＣＰは、交差噴流Ｊｃと干渉しない様に配置されている。
なお、図２では交差噴流Ｊｃを噴射するノズル２２１、２２２は一対のみ示されているが、交差噴流Ｊｃを噴射するノズルを複数対設けることが出来る。
ジェット噴流Ｊ１、Ｊ２は、超高圧の高温水で構成されるのが好ましい。そして、高温水の温度は、切削流体である水が沸騰しない程度の温度、例えば、８０〜９０℃であるのが好ましい。
図２の三重管ロッド２において、ノズル２２１、２２２から充填材料注入口２１ｏに至る領域の機器が、充填用のモニタ２０（噴射及び注入装置）を構成している。
図２の三重管ロッド２において、ノズル２２１、２２２から充填材料注入口２１ｏに至る領域の機器が、充填用のモニタ２０（噴射及び注入装置）を構成している。
図２において、高温水噴流Ｊ１、Ｊ２の周囲を、高温の圧縮空気のジェットＪａで包囲している。詳細には図示されていないが、ノズル２２１、２２２は同心に配置されており、半径方向内側は第１の管２１と第２の管２２との環状空間と連通しており、半径方向内側から高温水噴流Ｊ１、Ｊ２が噴射される。そして、ノズル２２１、２２２の半径方向外側は、第２の管２２と第３の管２３との環状の空間と連通しており、半径方向外側から高温圧縮空気ジェットＪａが噴射される。
圧縮空気のジェットＪａの温度は、噴流Ｊ１、Ｊ２を構成する水を気化させない程度の温度である。ただし、圧縮空気ジェットＪａは、省略することも可能である。
また、上述の内容では、三重管ロッド２において、充填材料Ｃが第１の管２１内を流れ、高圧温水が第１の管２１と第２の管２２との間の環状空間を流れ、高温圧縮空気が第２の管２２と第３の管２３との間の環状の空間を流れているが、それに限定される訳ではない。例えば、充填材料Ｃを第２の管２２と第３の管２３の環状空間を介して供給し、高圧温水が第１の管２１内を流れ、高温圧縮空気が第１の管２１と第２の管２２の環状空間を介して供給される様に構成しても良い。
圧縮空気のジェットＪａの温度は、噴流Ｊ１、Ｊ２を構成する水を気化させない程度の温度である。ただし、圧縮空気ジェットＪａは、省略することも可能である。
また、上述の内容では、三重管ロッド２において、充填材料Ｃが第１の管２１内を流れ、高圧温水が第１の管２１と第２の管２２との間の環状空間を流れ、高温圧縮空気が第２の管２２と第３の管２３との間の環状の空間を流れているが、それに限定される訳ではない。例えば、充填材料Ｃを第２の管２２と第３の管２３の環状空間を介して供給し、高圧温水が第１の管２１内を流れ、高温圧縮空気が第１の管２１と第２の管２２の環状空間を介して供給される様に構成しても良い。
図１において、三重管ロッド２の地上Ｅ側の端部には、三重管スイベル９が取付けられている。
図示はされていないが、三重管スイベル９には、充填材料供給口、超高圧水供給口、圧縮空気供給口が設けられている。第１の管２１は充填材料供給口（図示せず）に連通している。第１の管と第２の管２２との間の環状の空間は、図示しない超高圧水供給口に連通している。そして、第２の管２２と第３の管２３との間の環状空間は、図示しない圧縮空気供給口に連通している。
図示はされていないが、三重管スイベル９には、充填材料供給口、超高圧水供給口、圧縮空気供給口が設けられている。第１の管２１は充填材料供給口（図示せず）に連通している。第１の管と第２の管２２との間の環状の空間は、図示しない超高圧水供給口に連通している。そして、第２の管２２と第３の管２３との間の環状空間は、図示しない圧縮空気供給口に連通している。
図２において、地表Ｅｆ近傍では、三重管ロッド２は口元管３で覆われている。口元管３の外周には、接続口３ｏが形成されている。明確には図示されていないが、接続口３ｏは、第３の管２３とケーシングパイプＣＰとの間の環状空間Ｋと連通している。
第３の管２３とケーシングパイプＣＰとの間の環状空間Ｋは、スライム及び／又はガスが地上側へ浮上する排出流路となっている。図２において、環状の流路Ｋにおける矢印Ｓは、スライム及び／又はガスの流れの方向を示している。
接続口３ｏには、第１のスライム搬送管Ｔ１の一端Ｔ１ａが接続されている。
第３の管２３とケーシングパイプＣＰとの間の環状空間Ｋは、スライム及び／又はガスが地上側へ浮上する排出流路となっている。図２において、環状の流路Ｋにおける矢印Ｓは、スライム及び／又はガスの流れの方向を示している。
接続口３ｏには、第１のスライム搬送管Ｔ１の一端Ｔ１ａが接続されている。
口元管３の地下側には、カバー３Ｃが設置されている。
万一、口元管３から有害物質を含むスライムや気体が漏れ出した場合に、漏れ出したスライム及び／または気体が飛散して、地表側や地下に浸透したり、周辺の環境を汚染することを防ぐために、カバー３Ｃが設けられている。
口元管３及びカバー３Ｃは、公知の手段、例えばフランジ等によって接続されている。
万一、口元管３から有害物質を含むスライムや気体が漏れ出した場合に、漏れ出したスライム及び／または気体が飛散して、地表側や地下に浸透したり、周辺の環境を汚染することを防ぐために、カバー３Ｃが設けられている。
口元管３及びカバー３Ｃは、公知の手段、例えばフランジ等によって接続されている。
図１において、第１のスライム搬送管Ｔ１の口元管３から離隔した側の端部Ｔ１ｂは、スライム貯留タンク４内の上方から下方に向かって開口している。
図１及び図２において、第１のスライム搬送管Ｔ１における口元管３近傍の領域には、スライムサンプル抽出装置１０が介装されている。
図１及び図２において、第１のスライム搬送管Ｔ１における口元管３近傍の領域には、スライムサンプル抽出装置１０が介装されている。
スライムサンプル抽出装置１０は、施工領域から地上側に排出されたスライムの一部をサンプル（試料）として抽出している。
抽出されたサンプルは、人手或いは搬送ライン等により（図１では符号Ｌｃ１を付した一点鎖線のラインを示す）、スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６に送られる。スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６は従来、公知の分析装置である。
スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６において、分析のために必要な物理的処置、化学的処置が為された後、スライム中に含まれる各種汚染物質濃度が測定される。
抽出されたサンプルは、人手或いは搬送ライン等により（図１では符号Ｌｃ１を付した一点鎖線のラインを示す）、スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６に送られる。スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６は従来、公知の分析装置である。
スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６において、分析のために必要な物理的処置、化学的処置が為された後、スライム中に含まれる各種汚染物質濃度が測定される。
スライムサンプル抽出装置１０に加えて、スライム貯留タンク４には、ガス採取装置１０８が設けられている。ガス採取装置１０８は、第１のスライム搬送管Ｔ１の端部Ｔ１ｂ近傍に位置している。
汚染物質はスライムに溶出するが、圧縮空気ジェットＪａの空気と混合して、地上側へ出てくる。そして、第１のスライム搬送管Ｔ１からは、圧縮空気ジェットＪａを構成したエアが排出されるが、気化した汚染物質、例えば気相のＶＯＣ等の汚染物質が間欠的に噴出する。
ガス採取装置１０８はラインＬｃ２に接続しており、ラインＬｃ２にはブロワ等の吸引装置（図１では図示せず）が介装されている。図示しない吸引装置で気相の汚染物質を吸引し、ラインＬｃ２を介して採取されたガス（気相の汚染物質と空気との混合ガス）を分析装置であるガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４に送り、リアルタイムで汚染物質濃度を測定する。
汚染物質はスライムに溶出するが、圧縮空気ジェットＪａの空気と混合して、地上側へ出てくる。そして、第１のスライム搬送管Ｔ１からは、圧縮空気ジェットＪａを構成したエアが排出されるが、気化した汚染物質、例えば気相のＶＯＣ等の汚染物質が間欠的に噴出する。
ガス採取装置１０８はラインＬｃ２に接続しており、ラインＬｃ２にはブロワ等の吸引装置（図１では図示せず）が介装されている。図示しない吸引装置で気相の汚染物質を吸引し、ラインＬｃ２を介して採取されたガス（気相の汚染物質と空気との混合ガス）を分析装置であるガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４に送り、リアルタイムで汚染物質濃度を測定する。
図１、図２で示す実施形態において、切削流体或いは充填材料Ｃに、化学品（例えば、還元剤や酸化剤等）を含有させても良い。或いは、交差噴流Ｊｃを構成する切削流体に、微生物、微生物の栄養素、微生物を使用したＶＯＣ分解剤（例えば、商品名「ＨＲＣ」として市販されているＶＯＣ分解剤等）等を含有させても良い。
係る薬剤等を切削流体或いは充填材料Ｃに添加することにより、後述する第２実施形態において、汚染土壌の浄化工法と組み合わせて施工する際に、施工の効率が向上するからである。
係る薬剤等を切削流体或いは充填材料Ｃに添加することにより、後述する第２実施形態において、汚染土壌の浄化工法と組み合わせて施工する際に、施工の効率が向上するからである。
図１、図２で示す実施形態に係る汚染物質濃度計測工法の施工手順について、図３を主に参照して説明する。
汚染物質濃度の計測にあたって、先ず、汚染物質（例えばＶＯＣ）の濃度を計測するべき土壌中の領域まで、ボーリング孔Ｈ（図１）を掘削する（図３のステップＳ１）。そして、ボーリング孔Ｈ内に、三重管ロッド２を挿入する（ステップＳ２）。
図１、図２を参照して上述したように、三重管ロッド２には、交差噴流Ｊｃを噴射する一対のノズル２２１、２２２と、充填材料Ｃを注入する充填材料注入口２１ｏが設けられている。
汚染物質濃度の計測にあたって、先ず、汚染物質（例えばＶＯＣ）の濃度を計測するべき土壌中の領域まで、ボーリング孔Ｈ（図１）を掘削する（図３のステップＳ１）。そして、ボーリング孔Ｈ内に、三重管ロッド２を挿入する（ステップＳ２）。
図１、図２を参照して上述したように、三重管ロッド２には、交差噴流Ｊｃを噴射する一対のノズル２２１、２２２と、充填材料Ｃを注入する充填材料注入口２１ｏが設けられている。
挿入された三重管ロッド２が汚染物質の濃度を計測するべき領域まで到達したならば（図１、図２で示す状態）、一対のノズル２２１、２２２から交差噴流Ｊｃを噴射し、充填材料注入口２１ｏから充填材料Ｃを注入する（ステップＳ３）。
ステップＳ３では、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで粘土粒子が細断され、以って、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質や土壌粒子表面に吸着した各種汚染物質は、当該粘土粒子や土壌粒子の表面から剥離或いは分離する。そして、ステップＳ３において高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで土壌粒子が細断されることにより、土壌粒子の格子状の構造が交差噴流Ｊｃにより破壊され、格子内部に閉じ込められた汚染物質が土壌粒子から分離する。
分離した汚染物質はスライム中に溶出し、或いは、交差噴流Ｊｃと共に噴射された空気と混合する。そして、スライムに溶出した状態で、或いは、ボーリング孔Ｈを上昇する気体に混合した状態で、地上側へ上昇する。
ステップＳ３では、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで粘土粒子が細断され、以って、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質や土壌粒子表面に吸着した各種汚染物質は、当該粘土粒子や土壌粒子の表面から剥離或いは分離する。そして、ステップＳ３において高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで土壌粒子が細断されることにより、土壌粒子の格子状の構造が交差噴流Ｊｃにより破壊され、格子内部に閉じ込められた汚染物質が土壌粒子から分離する。
分離した汚染物質はスライム中に溶出し、或いは、交差噴流Ｊｃと共に噴射された空気と混合する。そして、スライムに溶出した状態で、或いは、ボーリング孔Ｈを上昇する気体に混合した状態で、地上側へ上昇する。
また、ステップＳ３において、充填材料注入口２１ｏから充填材料Ｃを注入されることにより、交差噴流Ｊｃで切削された領域の鉛直方向下方には充填材料Ｃが沈降する。充填材料Ｃが沈降することにより、汚染物質が溶出したスライムが交差噴流Ｊｃで切削された領域の鉛直方向下方に移動することが防止される。
そのため、汚染物質が溶出したスライムは、沈降せずに、地上側へ浮上する。
そのため、汚染物質が溶出したスライムは、沈降せずに、地上側へ浮上する。
ステップＳ３で地上側へ上昇したスライム及び気体は、口元管３及びカバー３Ｃ（図２）により、地表側や地下に浸透することが防止され、周辺の環境を汚染することは無い。
上述した通り、汚染物質濃度は、スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６によりスライムを分析して測定することも出来るし、或いは、汚染物質を混合した気体をガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４で分析することによっても測定できる。
スライムを分析して汚染物質濃度を測定する場合には（ステップＳ４で「スライム計測」）、地上側へ上昇したスライムの一部をスライムサンプル抽出装置１０で抽出する（ステップＳ５）。
そして、抽出されたサンプルは、人手或いは搬送ライン等（Ｌｃ１）を介してスライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６に送り、必要な処理を行って汚染物質濃度を測定する（ステップＳ６）。
上述した通り、汚染物質濃度は、スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６によりスライムを分析して測定することも出来るし、或いは、汚染物質を混合した気体をガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４で分析することによっても測定できる。
スライムを分析して汚染物質濃度を測定する場合には（ステップＳ４で「スライム計測」）、地上側へ上昇したスライムの一部をスライムサンプル抽出装置１０で抽出する（ステップＳ５）。
そして、抽出されたサンプルは、人手或いは搬送ライン等（Ｌｃ１）を介してスライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６に送り、必要な処理を行って汚染物質濃度を測定する（ステップＳ６）。
汚染物質を混合した気体を分析して汚染物質濃度を測定する場合には（ステップＳ４で「ガス計測」）、ボーリング孔Ｈ及び口元管３を経由し、第１のスライム搬送管Ｔ１を介してスライム貯留タンク４内に送られた気体、すなわち空気と気相の汚染物質との混合気を、ガス採取装置１０８により吸引する（ステップＳ７）。
ガス採取装置１０８で吸引された気体は、ラインＬｃ２を介してガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４に送られ、公知の技術により汚染物質濃度（例えば、ＶＯＣ濃度）が測定される（ステップＳ８）。
ガス採取装置１０８で吸引された気体は、ラインＬｃ２を介してガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４に送られ、公知の技術により汚染物質濃度（例えば、ＶＯＣ濃度）が測定される（ステップＳ８）。
ここで、地上側へ上昇したスライム及び気体の双方を用いて、汚染物質濃度を決定することが可能である。その様な場合（ステップＳ４で「ガス及びスライムの双方を計測」）、スライムの一部をスライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６で採取すると共に、地上側へ上昇した気体をガス採取装置１０８により吸引する（ステップＳ９）。
そして、採取されたスライムをスライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６で分析して汚染物質濃度を測定すると共に、吸引された気体をガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４で処理して汚染物質濃度を測定する（ステップＳ１０）。そして、スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６における汚染物質濃度測定結果と、ガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４における汚染物質濃度測定結果とを参照して、汚染物質濃度を決定する。
そして、採取されたスライムをスライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６で分析して汚染物質濃度を測定すると共に、吸引された気体をガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４で処理して汚染物質濃度を測定する（ステップＳ１０）。そして、スライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６における汚染物質濃度測定結果と、ガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４における汚染物質濃度測定結果とを参照して、汚染物質濃度を決定する。
図１〜図３において、従来技術では除去が困難であった汚染物質も、高温水の交差噴流Ｊｃで汚染土壌を切削することにより、粘土や土壌粒子から剥離、除去して、スライム中に溶出し、或いは、ボーリング孔Ｈから湧出する気体に混合した状態となる。
すなわち、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで粘土粒子が細断されることにより、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質は、当該粘土粒子から剥離する。或いは、土壌粒子の格子状の構造が、高温で且つ高エネルギーの交差噴流により破壊されて、格子内部に閉じ込められた汚染物質及び／又は土壌粒子表面に吸着した汚染物質が溶出し易くなる。
すなわち、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃで粘土粒子が細断されることにより、粘土粒子へ電気的に吸着した汚染物質は、当該粘土粒子から剥離する。或いは、土壌粒子の格子状の構造が、高温で且つ高エネルギーの交差噴流により破壊されて、格子内部に閉じ込められた汚染物質及び／又は土壌粒子表面に吸着した汚染物質が溶出し易くなる。
従来の汚染物質濃度の計測では、計測が為される汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ、或いは、土壌粒子表面に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質は、土壌粒子から分離し難い。そのため、従来技術では、汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ或いは土壌粒子表面に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質は、水に溶出し難いので、その実際の含有量を計測機器で、検出することが不可能であった。
それに対して、上述した実施形態によれば、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃにより、土壌粒子の格子構造は破壊され、例えば粘土粒子と電気的に吸着された汚染物質が剥離或いは分離されるので、従来技術では検出不可能であった汚染物質、すなわち汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ或いは土壌粒子表面に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質が、計測可能な状態となる。従って、従来の計測方法に比較して、汚染土壌の実体が、より正確に計測されるのである。
それに対して、上述した実施形態によれば、高温で且つ高エネルギーの交差噴流Ｊｃにより、土壌粒子の格子構造は破壊され、例えば粘土粒子と電気的に吸着された汚染物質が剥離或いは分離されるので、従来技術では検出不可能であった汚染物質、すなわち汚染土壌の土壌粒子に取り込まれ或いは土壌粒子表面に吸着されたＶＯＣ等の汚染物質が、計測可能な状態となる。従って、従来の計測方法に比較して、汚染土壌の実体が、より正確に計測されるのである。
図４は、図１〜図３で説明した汚染物質濃度計測工法による計測結果を、従来の計測方法と比較した実験結果を示している。
図４で示す実験においては、図１、図２で説明した様に採取されたスライム（図１〜図３で説明した計測法）と、原位置土の水溶液（従来技術の計測法）とにおいて、「ガスクロマトグラフ−光イオン化検出法（ＰＩＤ−Ｐｈｏｔｏ）」を用いて計測したトリクロロエチレン（ＴＣＥ）の濃度（ＴＣＥの土壌溶出量）を比較している。
図４において、縦軸は汚染濃度を計測した領域の深度（縦軸の上方ほど深度が深い）を示し、横軸がＴＣＥの土壌溶出量を示している。
図４で示す実験においては、図１、図２で説明した様に採取されたスライム（図１〜図３で説明した計測法）と、原位置土の水溶液（従来技術の計測法）とにおいて、「ガスクロマトグラフ−光イオン化検出法（ＰＩＤ−Ｐｈｏｔｏ）」を用いて計測したトリクロロエチレン（ＴＣＥ）の濃度（ＴＣＥの土壌溶出量）を比較している。
図４において、縦軸は汚染濃度を計測した領域の深度（縦軸の上方ほど深度が深い）を示し、横軸がＴＣＥの土壌溶出量を示している。
より詳細には、従来技術による計測は、高温の交差噴流により汚染土壌領域を切削する（図１、図２で説明した態様の処理を行う）以前の段階で、汚染土壌領域から採取された原位置土をＧＣ−ＰＩＤにより計測している。
そして、第１実施形態に係る計測法（本計測法）は、係る従来技術による計測が終了した後に、同一の領域において実施されている。
そして、第１実施形態に係る計測法（本計測法）は、係る従来技術による計測が終了した後に、同一の領域において実施されている。
図４から明らかな様に、第１実施形態に係る計測法（本計測法）によって計測されたＴＣＥの土壌溶出量は、従来技術によるＴＣＥの土壌溶出量を遥かに上回っている。
このことからも、本発明に係る汚染物質濃度計測工法によれば、実際の土壌汚染の実体を、より正確に把握することが出来る。
このことからも、本発明に係る汚染物質濃度計測工法によれば、実際の土壌汚染の実体を、より正確に把握することが出来る。
次に、図５〜図１７を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
図５〜図１７の第２実施形態は、図１〜図４の第１実施形態に係る汚染物質濃度計測工法を、汚染土壌の浄化工法と組み合わせて施工した実施形態である。
図５〜図１７の第２実施形態では、地上側に噴出したスライム及び気体の一部を採取して、分析設備により汚染物質濃度を計測すると共に、スライム及び気体の大部分については、下流側の機器により汚染物質を除去する。そして、必要に応じて、汚染物質を除去して浄化されたスライムを、切削流体或いは充填材料として再利用している。
図５〜図１７の第２実施形態は、図１〜図４の第１実施形態に係る汚染物質濃度計測工法を、汚染土壌の浄化工法と組み合わせて施工した実施形態である。
図５〜図１７の第２実施形態では、地上側に噴出したスライム及び気体の一部を採取して、分析設備により汚染物質濃度を計測すると共に、スライム及び気体の大部分については、下流側の機器により汚染物質を除去する。そして、必要に応じて、汚染物質を除去して浄化されたスライムを、切削流体或いは充填材料として再利用している。
図５において、汚染物質濃度の計測及び汚染土壌の浄化を組み合わせて施工するシステム（土壌浄化システム）全体を符号１００で示す。
土壌浄化システム１００は、施工用マシン１０１と、掘削機１と、スライム貯留タンク４と、第１のスライム曝気タンク５と、第２のスライム曝気タンク６と、重金属除去装置７と、コンクリートポンプ８とを備えている。これ等の機器は、汚染領域からのスライム及び気体を浄化して、汚染物質を除去するために設けられている。
土壌浄化システム１００は、施工用マシン１０１と、掘削機１と、スライム貯留タンク４と、第１のスライム曝気タンク５と、第２のスライム曝気タンク６と、重金属除去装置７と、コンクリートポンプ８とを備えている。これ等の機器は、汚染領域からのスライム及び気体を浄化して、汚染物質を除去するために設けられている。
図５においても、図１で示すのと同様に、スライムサンプル抽出装置１０と、ラインＬｃ１を介してスライムサンプル抽出装置１０に接続されたスライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６と、ガス採取装置１０８と、ラインＬｃ２を介してガス採取装置１０８と接続されたガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４が設けられている。そして、図１〜図４を参照して説明した態様にて、抽出されたスライム及び／又は採取された気体から、汚染物質濃度を計測している。
図５においても、ジェット噴流Ｊ１、Ｊ２は、超高圧の高温水で構成されるのが好ましい。そして、高温水の温度は、切削流体である水が気化しない程度の温度、例えば、８０〜９０℃であるのが好ましい。
そして、明示はされていないが、高温水噴流Ｊ１、Ｊ２の周囲を、高温の圧縮空気のジェットＪａで包囲している。但し、圧縮空気ジェットＪａを省略することも可能である。
そして、明示はされていないが、高温水噴流Ｊ１、Ｊ２の周囲を、高温の圧縮空気のジェットＪａで包囲している。但し、圧縮空気ジェットＪａを省略することも可能である。
図５において、三重管ロッド２は口元管３で覆われており、口元管３の外周には接続口３ｏが形成されている。そして、接続口３ｏには、第１のスライム搬送管Ｔ１の一端Ｔ１ａが接続されている。
第１のスライム搬送管Ｔ１の口元管３から離隔した側の端部Ｔ１ｂは、スライム貯留タンク４内の上方から下方に向かって開口している。
第１のスライム搬送管Ｔ１の口元管３から離隔した側の端部Ｔ１ｂは、スライム貯留タンク４内の上方から下方に向かって開口している。
スライム貯留タンク４の天蓋４１の上には、第１のＶＯＣ回収装置１１が配置されている。第１のＶＯＣ回収装置１１は、例えば活性炭の様な吸着材を収容した吸着装置（図示せず）を有しており、ＶＯＣ等の汚染物質を吸着、回収するように構成されている。
第１のＶＯＣ回収装置１１は、第１の排気ダクトＤ１によってスライム貯留タンク４の内部と連通している。第１の排気ダクトＤ１には、第１のブロワ１２が介装されている。第１の排気ダクトＤ１におけるタンク４側の端部Ｄ１ａは、第１のスライム搬送管Ｔ１の他端Ｔ１ｂの近傍に配置されている。
図５のスライム貯留タンク４の底部４２側には、第１のスライム搬送管Ｔ１から排出されたスライムＳが既に溜まっている。
第１のスライム搬送管Ｔ１の端部Ｔ１ｂと、スライム貯留タンク４に貯留しているスライムＳの上面とは落差が存在する。端部Ｔ１ｂからスライムが落下すると、落下したスライムと貯留されているスライムＳとが衝突する。係る衝突によって、スライム中の土壌（粘土等）が細かく破砕される。粘土が細かく破砕され、微粒化すれば、粘土と結びついているＶＯＣ等の汚染物質は分離し易くなる。
第１のスライム搬送管Ｔ１の端部Ｔ１ｂと、スライム貯留タンク４に貯留しているスライムＳの上面とは落差が存在する。端部Ｔ１ｂからスライムが落下すると、落下したスライムと貯留されているスライムＳとが衝突する。係る衝突によって、スライム中の土壌（粘土等）が細かく破砕される。粘土が細かく破砕され、微粒化すれば、粘土と結びついているＶＯＣ等の汚染物質は分離し易くなる。
スライム貯留タンク４と、第１のスライム曝気タンク５とは、第２のスライム搬送管Ｔ２で連通している。第２のスライム搬送管Ｔ２の、スライム貯留タンク４側の端部には、第１の搬送ポンプＰ１が介装されている。
第１の搬送ポンプＰ１の吸入口Ｐ１ａから、スライム貯留タンク４内のスライムＳが吸い込まれる。
第１の搬送ポンプＰ１の吸入口Ｐ１ａから、スライム貯留タンク４内のスライムＳが吸い込まれる。
第２のスライム搬送管Ｔ２には、高回転型（例えば、回転数３０００ｒｐｍ）のミキサー１３が介装されている。
第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライム中には、粘土塊が混入しているので、そこで、高回転型のミキサー１３を第２のスライム搬送管Ｔ２に介装することにより、高回転のミキサー１３によってスライム中の粘土塊を破砕して、微粒化している。
スライム中の粘土塊を微粒化すれば、第１のスライム曝気タンク５及び第２のスライム曝気タンク６内における曝気処理により、スライム中のＶＯＣが分離し易くなる。
第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライム中には、粘土塊が混入しているので、そこで、高回転型のミキサー１３を第２のスライム搬送管Ｔ２に介装することにより、高回転のミキサー１３によってスライム中の粘土塊を破砕して、微粒化している。
スライム中の粘土塊を微粒化すれば、第１のスライム曝気タンク５及び第２のスライム曝気タンク６内における曝気処理により、スライム中のＶＯＣが分離し易くなる。
第２のスライム搬送管Ｔ２において、高回転型のミキサー１３と、第１のスライム曝気タンク５との間の領域には、配管加熱装置１４が介装されている。
配管加熱装置１４の詳細については、図６〜図８で後述する。
配管加熱装置１４の加熱作用によって、搬送管Ｔ２を流過するスライムを昇温すれば、スライムに含まれるＶＯＣが分離し易くなる。
図示の例では、配管加熱装置１４による加熱温度は、１３０℃程度である。
配管加熱装置１４の詳細については、図６〜図８で後述する。
配管加熱装置１４の加熱作用によって、搬送管Ｔ２を流過するスライムを昇温すれば、スライムに含まれるＶＯＣが分離し易くなる。
図示の例では、配管加熱装置１４による加熱温度は、１３０℃程度である。
第２のスライム搬送管Ｔ２における曝気タンク５側の端部Ｔ２ｂは、第１の曝気タンク５内部上方において、水平方向に向けて開口している。
第１の曝気タンク５において、鉛直壁面５１の上方には、スライム循環噴射装置１５が設置されている。スライム循環噴射装置１５は、水平方向へ噴射するように構成されている。
スライム循環噴射装置１５の構造については、図９、図１０を参照して後述する。
第１の曝気タンク５において、鉛直壁面５１の上方には、スライム循環噴射装置１５が設置されている。スライム循環噴射装置１５は、水平方向へ噴射するように構成されている。
スライム循環噴射装置１５の構造については、図９、図１０を参照して後述する。
スライム循環噴射装置１５から噴射される、スライムとエアとの混合流（図９、図１０の符号Ｊｓａ）は、噴射後、直進して鉛直壁５２に衝突する。
第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムは、第１のスライムポンプＰ１で加圧されており、第２のスライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから、水平方向に噴射されたスライムも、直進して鉛直壁面５２と衝突する。
第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムは、第１のスライムポンプＰ１で加圧されており、第２のスライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから、水平方向に噴射されたスライムも、直進して鉛直壁面５２と衝突する。
スライム中に粘土の塊が含まれていても、鉛直壁５２に衝突することによって微粒化され、ＶＯＣガスが分離し易い状態となる。
分離したＶＯＣガスは、第２の排気ダクトＤ２を介して、第２のＶＯＣ回収装置１６に回収される。第１のスライム曝気タンク５の天蓋５３において、鉛直壁面５２近傍には、第２の排気ダクトＤ２の開口部Ｄ２ｂが位置している。
分離したＶＯＣガスは、第２の排気ダクトＤ２を介して、第２のＶＯＣ回収装置１６に回収される。第１のスライム曝気タンク５の天蓋５３において、鉛直壁面５２近傍には、第２の排気ダクトＤ２の開口部Ｄ２ｂが位置している。
第２のスライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから水平方向に噴射されたスライムは、鉛直壁面５２と衝突しなくても良い。空中に向ってスライムが噴射されることが肝要である。
曝気タンク５の底部に貯留しているスライムＳ中ではなく、空中にスライムを噴射することにより、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が良好となるからである。
曝気タンク５の底部に貯留しているスライムＳ中ではなく、空中にスライムを噴射することにより、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が良好となるからである。
第１のスライム曝気タンク５において、第２のスライム搬送管Ｔ２の端部Ｔ２ｂを、スライム循環噴射装置１５に合流せしめ、第２のスライム搬送管Ｔ２の端部Ｔ２ｂとスライム循環噴射装置１５とを同一の配管で構成することが出来る。
第１のスライム曝気タンク５と、第２のスライム曝気タンク６とは、第３のスライム搬送管Ｔ３で連通している。
第３のスライム搬送管Ｔ３において、第１のスライム曝気タンク５側の端部には、第２の搬送ポンプＰ２が介装されている。第１のスライム曝気タンク５内のスライムＳは、第２の搬送ポンプＰ２の吸入口Ｐ２ａから吸い込まれ、第２のスライム曝気タンク６へ送られる。
第１のスライム曝気タンク５と、第２のスライム曝気タンク６とは、第３のスライム搬送管Ｔ３で連通している。
第３のスライム搬送管Ｔ３において、第１のスライム曝気タンク５側の端部には、第２の搬送ポンプＰ２が介装されている。第１のスライム曝気タンク５内のスライムＳは、第２の搬送ポンプＰ２の吸入口Ｐ２ａから吸い込まれ、第２のスライム曝気タンク６へ送られる。
第２のスライム曝気タンク６の天蓋６１上には、第２のＶＯＣ回収装置１６が配置されている。
第２のＶＯＣ回収装置１６は、図示しない活性炭やゼオライト等の吸着材から成る吸着層を有し、吸着層により汚染物質を吸着・回収するように構成されている。
吸着層を有するＶＯＣ回収装置１６に代えて、図１７を参照して後述する様に、冷凍式ＶＯＣ濃縮回収装置１６Ａを用いることもできる。
第２のＶＯＣ回収装置１６は、図示しない活性炭やゼオライト等の吸着材から成る吸着層を有し、吸着層により汚染物質を吸着・回収するように構成されている。
吸着層を有するＶＯＣ回収装置１６に代えて、図１７を参照して後述する様に、冷凍式ＶＯＣ濃縮回収装置１６Ａを用いることもできる。
第２のＶＯＣ回収装置１６は、第２の排気ダクトＤ２によって、第１のスライム曝気タンク５の上方と連通している。第２の排気ダクトＤ２には、第２のブロワ１７が介装されている。
第２の排気ダクトＤ２は、分岐点Ｐｄで第３の排気ダクトＤ３に分岐している。第３の排気ダクトＤ３は、第２のスライム曝気タンク６の上方と連通している。
第２の排気ダクトＤ２は、分岐点Ｐｄで第３の排気ダクトＤ３に分岐している。第３の排気ダクトＤ３は、第２のスライム曝気タンク６の上方と連通している。
第３のスライム搬送管Ｔ３の端部Ｔ３ｂと、第２のスライム曝気タンク６に貯留しているスライムＳの上面とは落差があり、端部Ｔ３ｂからスライムが落下すれば、落下したスライムは、タンク６内に貯留されているスライムＳと衝突する。
衝突することにより、スライムに含まれる固形分は微粒化して、スライムに含まれる汚染物質が分離され易い状態となる。
ここで、第３のスライム搬送管Ｔ３に介装された第２のスライムポンプＰ２は、スライム搬送の機能の他に、搬送されるスライムとタンク６内のスライムとが衝突する際の衝撃を大きくする機能をも有する。
衝突することにより、スライムに含まれる固形分は微粒化して、スライムに含まれる汚染物質が分離され易い状態となる。
ここで、第３のスライム搬送管Ｔ３に介装された第２のスライムポンプＰ２は、スライム搬送の機能の他に、搬送されるスライムとタンク６内のスライムとが衝突する際の衝撃を大きくする機能をも有する。
第２の曝気タンク６の底部６２には、電気泳動式の重金属回収装置１８が装備されている。
重金属回収装置１８は、陰極１８ａと、陽極１８ｂと、両極とに接続される電極ラインＬｅによって構成されている。
重金属回収装置１８は、陰極１８ａと、陽極１８ｂと、両極とに接続される電極ラインＬｅによって構成されている。
電極ラインＬｅに通電することにより、スライムＳ中に溶け込んだ重金属、或いは、イオン化したその他の汚染物質は、陰極１８ａと陽極１８ｂの何れかに付着する。
重金属や、その他のイオン化した汚染物質が電極１８ａ、１８ｂに一定量付着したならば、電極１８ａ、１８ｂを交換する。そして、第２の曝気タンク６から取り外された電極１８ａ、１８ｂから、重金属或いはイオン化したその他の汚染物質を除去する。
なお、重金属回収装置１８で除去し切れなかった重金属やその他の汚染物質は、第４のスライム搬送管Ｔ４から排出される。
重金属や、その他のイオン化した汚染物質が電極１８ａ、１８ｂに一定量付着したならば、電極１８ａ、１８ｂを交換する。そして、第２の曝気タンク６から取り外された電極１８ａ、１８ｂから、重金属或いはイオン化したその他の汚染物質を除去する。
なお、重金属回収装置１８で除去し切れなかった重金属やその他の汚染物質は、第４のスライム搬送管Ｔ４から排出される。
第１のスライム曝気タンク５では、図１１を参照して後述するように、例えばミキサーＭ等の撹拌手段を装備しても良い。
第１のスライム曝気タンク５では、第２のスライム曝気タンク６に比較して、内部のスライムは、流動が活発である。それに対して、第２のスライム曝気タンク６では、タンク内部におけるスライムＳの流動はさほど為されていない。
ここで、電気泳動による重金属の分離は、流動していない状態の方が効率的に実施できる。そのため、第２のスライム曝気タンク６では、電気泳動がし易い状態となっている。そのため、下流側の第２のスライム曝気タンク６において、電気泳動による重金属の分離を行っている。
第１のスライム曝気タンク５では、第２のスライム曝気タンク６に比較して、内部のスライムは、流動が活発である。それに対して、第２のスライム曝気タンク６では、タンク内部におけるスライムＳの流動はさほど為されていない。
ここで、電気泳動による重金属の分離は、流動していない状態の方が効率的に実施できる。そのため、第２のスライム曝気タンク６では、電気泳動がし易い状態となっている。そのため、下流側の第２のスライム曝気タンク６において、電気泳動による重金属の分離を行っている。
第２のスライム曝気タンク６には、第４のスライム搬送管Ｔ４が接続されている。第４のスライム搬送管Ｔ４において、第２のスライム曝気タンク６側の端部には、第３のポンプＰ３が介装されている。
第３の搬送ポンプＰ３の吸入口Ｐ３ａから、第２のスライム曝気タンク６内のスライムＳが吸い込まれる。
第４のスライム搬送管Ｔ４において、第２のスライム曝気タンク６から離隔した側の端部Ｔ４ｂは、ホッパー１９の上方に開口している。
第３の搬送ポンプＰ３の吸入口Ｐ３ａから、第２のスライム曝気タンク６内のスライムＳが吸い込まれる。
第４のスライム搬送管Ｔ４において、第２のスライム曝気タンク６から離隔した側の端部Ｔ４ｂは、ホッパー１９の上方に開口している。
第４のスライム搬送管Ｔ４の途中には、第１の三方弁Ｖ３１が介装されている。第１の三方弁Ｖ３１からは分岐管ＴＢが分岐しており、分岐管ＴＢの端部は、スライム排出口ＴＢｂとなっている。
第４のスライム搬送管Ｔ４において、三方弁Ｖ３１と端部Ｔ４ｂとの間の領域には、第２の三方弁Ｖ３２が介装されている。第２の三方弁Ｖ３２から、分岐管Ｔ４０が分岐している。
分岐管Ｔ４０は、重金属除去装置７に連通している。重金属除去装置７には、スライム排出管Ｔ４１が接続されており、スライム排出管Ｔ４１は、ホッパー１９の上方に開口している。
重金属除去装置７は、第４のスライム搬送管Ｔ４及び分岐管Ｔ４０を介して供給された加熱して、スライムからＶＯＣや重金属、ＰＣＢ等を加熱分解して、除去する。重金属及びＰＣＢが分解・除去され、汚染物質が完全に除去されたスライムは、スライム排出管Ｔ４１を介してホッパー１９に投入される。
第４のスライム搬送管Ｔ４において、三方弁Ｖ３１と端部Ｔ４ｂとの間の領域には、第２の三方弁Ｖ３２が介装されている。第２の三方弁Ｖ３２から、分岐管Ｔ４０が分岐している。
分岐管Ｔ４０は、重金属除去装置７に連通している。重金属除去装置７には、スライム排出管Ｔ４１が接続されており、スライム排出管Ｔ４１は、ホッパー１９の上方に開口している。
重金属除去装置７は、第４のスライム搬送管Ｔ４及び分岐管Ｔ４０を介して供給された加熱して、スライムからＶＯＣや重金属、ＰＣＢ等を加熱分解して、除去する。重金属及びＰＣＢが分解・除去され、汚染物質が完全に除去されたスライムは、スライム排出管Ｔ４１を介してホッパー１９に投入される。
施工領域の土壌が、重金属、ＰＣＢ等で汚染されていないことが判明している場合で、且つ、浄化したスライムを（切削流体或いは充填材料として）リサイクルする必要が無い場合や、或いは、リサイクルする量を減少したい場合には、第１の三方弁Ｖ３１を操作して、分岐管ＴＢの排出口ＴＢｂ側を開放する。第２のスライム曝気タンク６で処理されたスライムは、分岐管ＴＢの排出口ＴＢｂから、産業廃棄物運搬車両２０等の搬送手段によって、図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送される。
第１の三方弁Ｖ３１は、第４のスライム搬送管Ｔ４を流れる処理済みのスライムの全量を、切削流体或いは充填材としてリサイクルする場合には、分岐管ＴＢ側を閉鎖し、重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側を開放する。
処理済みのスライムの全量を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第１の三方弁Ｖ３１の重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側を閉鎖して、分岐管ＴＢ側を開放する。
第４のスライム搬送管Ｔ４を流れる処理済みのスライムの一部をリサイクルし、残りは図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第１の三方弁Ｖ３１の重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側をリサイクル量に対応する開度だけ開放し、且つ、分岐管ＴＢ側を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する量に対応した開度だけ開放する。
処理済みのスライムの全量を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第１の三方弁Ｖ３１の重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側を閉鎖して、分岐管ＴＢ側を開放する。
第４のスライム搬送管Ｔ４を流れる処理済みのスライムの一部をリサイクルし、残りは図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する場合には、第１の三方弁Ｖ３１の重金属除去装置７及び／又はホッパー１９側をリサイクル量に対応する開度だけ開放し、且つ、分岐管ＴＢ側を図示しない産業廃棄物処理設備へ搬送する量に対応した開度だけ開放する。
ホッパー１９は、第５のスライム搬送管Ｔ５を介して、コンクリートポンプ８に接続している。ホッパー１９に投入されたスライムは、第５のスライム搬送管Ｔ５を流れ、コンクリートポンプ８に吸入される。
コンクリートポンプ８は、第６のスライム搬送管Ｔ６を介して、浄化された三重管スイベル９と接続されている。
コンクリートポンプ８は、第６のスライム搬送管Ｔ６を介して、浄化された三重管スイベル９と接続されている。
コンクリートポンプ８を稼動することにより、汚染物質が除去されたスライム（切削流体或いは充填材料としてリサイクルされるスライム）は、三重管スイベル９を介して、再度、三重管ロッド２に供給される。すなわち、リサイクル用のスライムは第１の管２１の充填材料注入口２１ｏから、充填材料Ｃとして、浄化工法が施工されている領域に注入される。或いは、（リサイクル用のスライムは）三重管ロッド２のノズル２２１、２２２から、切削用流体として噴射される。
なお、リサイクル用スライムの粘度が高い場合や、スライムの含水率が大きい場合には、リサイクル用スライムの性状に応じて、適宜、固化材その他の薬剤を添加すればよい。
なお、リサイクル用スライムの粘度が高い場合や、スライムの含水率が大きい場合には、リサイクル用スライムの性状に応じて、適宜、固化材その他の薬剤を添加すればよい。
汚染土壌の浄化工法の施工直後においては、リサイクル用のスライムは発生していない。その場合は、ホッパー１９に、別途準備した固化材、例えばセメントミルクを投入する。投入されたセメントミルクはコンクリートポンプ８によって三重管ロッド２に送られ、土壌浄化工法の施工領域において、充填材料或いは切削流体として注入される。より詳細には、汚染物質が除去されたスライムは、掘削機１の三重管ロッド２の１対のノズル２２１、２２２から切削流体として噴射され、及び／又は、三重管ロッド２の注入口２１ｏから充填材料Ｃとして注入される。
図５〜図１７の第２実施形態によれば、スライムからは汚染物質が除去されて清浄化されるので、清浄化されたスライムを原位置へ埋め戻しても、何等問題は発生しない。そして、切削流体及び／又は充填材料Ｃとして用いられた分だけ、産業廃棄物として処理するべきスライムの量が減少し、産業廃棄物処理のコストが減少する分だけ、汚染土壌浄化に必要なコストを低く抑える事が出来る。
図６〜図８を参照して、配管加熱装置１４の構成について説明する。
図６、図７において、配管加熱装置１４は、電熱線１４１と、薬液添加管１４２とを備えている。
電熱線１４１は、第２のスライム搬送管Ｔ２を螺旋状に包囲するように巻き回されている。電熱線１４１に通電することにより、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムが、常温以上に昇温するように加熱される。
ここで、電熱線１４１による加熱温度は、例えば１３０℃程度が好ましい。電熱線１４１でスライムを加熱することにより、スライムに含まれるＶＯＣの分離が促進される。
図６、図７において、配管加熱装置１４は、電熱線１４１と、薬液添加管１４２とを備えている。
電熱線１４１は、第２のスライム搬送管Ｔ２を螺旋状に包囲するように巻き回されている。電熱線１４１に通電することにより、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムが、常温以上に昇温するように加熱される。
ここで、電熱線１４１による加熱温度は、例えば１３０℃程度が好ましい。電熱線１４１でスライムを加熱することにより、スライムに含まれるＶＯＣの分離が促進される。
薬液添加管１４２は、第２のスライム搬送管Ｔ２に直交するように、第２のスライム搬送管Ｔ２の内部に連通している。
スライムサンプル抽出装置１０により抽出されたサンプル（試料）を分析することにより、地上側に浮上したスライムの性状が把握出来る。そして、配管加熱装置１４においては、分析されたスライムの性状に対応して、必要な薬剤を、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムに、薬液添加管１４２から適宜添加している。
例えば、凝集剤、中和剤、スライム中の粘土粒子間の結合力を弱める作用を奏する薬剤等が添加される。
スライムサンプル抽出装置１０により抽出されたサンプル（試料）を分析することにより、地上側に浮上したスライムの性状が把握出来る。そして、配管加熱装置１４においては、分析されたスライムの性状に対応して、必要な薬剤を、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムに、薬液添加管１４２から適宜添加している。
例えば、凝集剤、中和剤、スライム中の粘土粒子間の結合力を弱める作用を奏する薬剤等が添加される。
図７、図８で示す様に、第２のスライム搬送管Ｔ２に電熱線１４１を巻き回した領域の内部には、インラインミキサー１４３が設置されている。
インラインミキサー１４３により、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムＳは、その微粒化が促進される。また、薬液添加管１４２から添加された薬剤は、インラインミキサー１４３により、スライムと十分に混合されるので、薬剤の薬効が速やかに顕在化する。
インラインミキサー１４３により、第２のスライム搬送管Ｔ２を流れるスライムＳは、その微粒化が促進される。また、薬液添加管１４２から添加された薬剤は、インラインミキサー１４３により、スライムと十分に混合されるので、薬剤の薬効が速やかに顕在化する。
図９、図１０を参照して、スライム循環噴射装置１５の概略構成を説明する。図５を参照して説明したように、スライム循環噴射装置１５は、第１のスライム曝気タンク５に設けられている。
図９、図１０において、スライム循環噴射装置１５は、高圧エア噴射管１５１と、２本のスライム循環管路１５２とを備えている。２本のスライム循環管路１５２の各々には、スライムポンプ１５４が介装されている。
図９、図１０において、スライム循環噴射装置１５は、高圧エア噴射管１５１と、２本のスライム循環管路１５２とを備えている。２本のスライム循環管路１５２の各々には、スライムポンプ１５４が介装されている。
２本のスライム循環管路１５は、それぞれ高圧エア噴射間１５１に合流している。２本のスライム循環管路１５２の他端は、それぞれ第１のスライム曝気タンク５の底部近傍に連通している。
スライム循環管路１５２が高圧エア噴射管１５１へ合流する部分（交差合流部）Ｐｘの近傍には、空気導入口１５２ｃが形成されている。空気導入口１５２ｃは吸込み管として構成されている。
スライム循環管路１５２が高圧エア噴射管１５１へ合流する部分（交差合流部）Ｐｘの近傍には、空気導入口１５２ｃが形成されている。空気導入口１５２ｃは吸込み管として構成されている。
スライム循環管路１５２の空気導入口１５２ｃを形成した領域における流路断面積を絞り、流速を増加することによって、スライム循環管路１５２内の流路に負圧が発生する。その負圧により、エア（外気）が空気導入口１５２ｃからスライム循環管路１５２内に吸い込まれる。
なお、空気導入口１５２ｃに、例えば、図示しないコンプレッサから高圧空気を送り込むことも可能である。或いは、浄化作用を有する鉄粉や薬剤等を、空気導入口１５２ｃを介して送り込むことも可能である。
なお、空気導入口１５２ｃに、例えば、図示しないコンプレッサから高圧空気を送り込むことも可能である。或いは、浄化作用を有する鉄粉や薬剤等を、空気導入口１５２ｃを介して送り込むことも可能である。
スライム循環噴射装置１５を作動すると、高圧エア噴射管１５１には、図示しない高圧エア発生手段（コンプレッサ等）から、高圧エアＦａ１が供給される。それと同時に、スライムポンプ１５４も稼動する。スライムポンプ１５４により、第１のスライム曝気タンク５内のスライムが、２本のスライム循環管路１５２内を流れ（矢印Ｙｓ）、交差合流部Ｐｘで高圧エア噴射管１５１に合流する。
高圧エア噴射管１５１の曝気タンク５側の端部から、高圧エアＦａ１とスライムＹｓとの混合流体Ｊｓａが、高速で噴射される。高速で噴射された混合流体Ｊｓａは、正面の鉛直壁面５２と衝突する。衝突によって、スライム中の粘土は微粒化される。粘土の微粒化により、スライム中のＶＯＣのガス化が促進される。
ここで、水平方向に噴射されたスライムは、鉛直壁面５２と衝突しなくても構わない。スライム搬送管２Ｔの端部Ｔ２ｂから噴射されるスライムは、曝気タンク５のスライムが充填されていない空間に向って噴射されること、換言すれば空気中に噴射されることが重要である。
係る空間中にスライムを噴射することにより、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が向上するからである。
係る空間中にスライムを噴射することにより、スライム中の土壌粒子或いはＶＯＣが空気と接触する機会が多くなり、空気と接触する時間が長くなるので、曝気効果が向上するからである。
スライム循環管路１５２を流れるスライムＳに、空気導入口１５２ｃからのエアや、高圧エア噴射管１５１に流れる高圧エアＦａ１が混合することによっても、曝気効果が得られ、ＶＯＣのガス化が促進される。
図１１を参照して、第１のスライム曝気タンク５の第１変形例を説明する。
図１１において、第１変形例に係るスライム曝気タンク５Ａは、図１１中左右方向について中央が下がるように傾斜した底部５４を有している。詳細には、スライム曝気タンク５Ａにおける底部５４の中央には、傾斜面よりも、更に深く下がった平面部５４ｈが形成されている。
図１１において、第１変形例に係るスライム曝気タンク５Ａは、図１１中左右方向について中央が下がるように傾斜した底部５４を有している。詳細には、スライム曝気タンク５Ａにおける底部５４の中央には、傾斜面よりも、更に深く下がった平面部５４ｈが形成されている。
傾斜した底部５４には、複数のミキサーＭが装備されている。底部中央の平面部５４ｈにも、１台のミキサーＭが装備されている。
スライム曝気タンク５Ａは、図９、図１０で説明したスライム循環噴射装置１５と同様のスライム循環噴射装置１５Ａを備えている。
スライム曝気タンク５Ａにおいては、複数のミキサーＭにより、貯留されているスライムＳが滞留することなく、常に撹拌された状態となっており、スライムＳがタンク５Ａ内で確実に循環する。
スライム曝気タンク５Ａは、図９、図１０で説明したスライム循環噴射装置１５と同様のスライム循環噴射装置１５Ａを備えている。
スライム曝気タンク５Ａにおいては、複数のミキサーＭにより、貯留されているスライムＳが滞留することなく、常に撹拌された状態となっており、スライムＳがタンク５Ａ内で確実に循環する。
次に、図１２を参照して、第１のスライム曝気タンクの第２変形例について説明する。
図１２において、第２変形例に係るスライム曝気タンク５Ｂは、その内部において、スライムのジェットＪｓと、高圧エアジェットＪａとを、隣接した状態で、鉛直方向上方に噴射するように構成されている。
図１２において、第２変形例に係るスライム曝気タンク５Ｂは、その内部において、スライムのジェットＪｓと、高圧エアジェットＪａとを、隣接した状態で、鉛直方向上方に噴射するように構成されている。
スライムのジェットＪｓと、高圧エアジェットＪａは、上昇時と落下時の双方において交じり合うため、スライムが高圧エアに接触（衝突）して曝気される時間が長い。そのため、スライムに対する曝気作用が良好であり、スライムに含まれるＶＯＣのガス化が促進される。
第２変形例に係るスライム曝気タンク５Ｂは、スライムの汚染物質濃度が高い場合に有効である。
ここで、スライムのジェットＪｓ及び／又は高圧エアジェットＪａを、交差噴流で構成することも可能である。
第２変形例に係るスライム曝気タンク５Ｂではサイロ状のタンクを用いているので、密封性が高く、防音効果も高い。
第２変形例に係るスライム曝気タンク５Ｂは、スライムの汚染物質濃度が高い場合に有効である。
ここで、スライムのジェットＪｓ及び／又は高圧エアジェットＪａを、交差噴流で構成することも可能である。
第２変形例に係るスライム曝気タンク５Ｂではサイロ状のタンクを用いているので、密封性が高く、防音効果も高い。
図１３を参照して、第１のスライム曝気タンクの第３変形例について説明する。
図１３において、第３変形例に係るスライム曝気タンク５Ｃにおいて、スライム曝気タンク５Ｃの下方から上方に向かって、複数の高圧エアのジェットＪａを噴射している。そして、スライム曝気タンク５Ｃの上方から下方へ向って、複数のスライムのジェットＪｓを噴射している。
図１３において、第３変形例に係るスライム曝気タンク５Ｃにおいて、スライム曝気タンク５Ｃの下方から上方に向かって、複数の高圧エアのジェットＪａを噴射している。そして、スライム曝気タンク５Ｃの上方から下方へ向って、複数のスライムのジェットＪｓを噴射している。
スライムのジェットＪｓと高圧エアのジェットＪａを対向させて噴射しているので、スライムのジェットＪｓが高圧エアのジェットＪａと衝突する確率は高く、スライムが高圧エアに曝される機会及び時間が増加して、曝気効果が良好に発揮される。従って、ＶＯＣガスの発生効率が向上する。
水平に配置されたスライム噴射管Ｔｓ及び高圧エア噴射管Ｔａを、相互に反対方向に回転する（矢印Ｒ１の向きの回転と、矢印Ｒ２の向きの回転とを行う）ように構成することも出来る。ジェットＪｓ、Ｊａが、互いに反対方向に回転するように構成すれば、スライムと高圧エアとの衝突の確率は更に高まり、スライムが高圧エアに曝される機会及び時間がさらに増加する。その結果、曝気効果がさらに良好となり、ＶＯＣガスの発生効率がさらに向上する。
図１４を参照して、第１のスライム曝気タンクの第４変形例を説明する。
第４変形例に係るスライム曝気タンク５Ｄは、図１３の第３変形例における水平のエア配管Ｔａを省略し、その代わりに、１個の高圧エアノズルＮａを設けている。
高圧エアノズルＮａは、タンク５０内にサイクロン状の空気流Ｆａを発生させる様に構成されている。空気流Ｆａの旋回方向は、図１４の矢印Ｒとは逆方向である。これに対して、スライム管Ｔｓは、空気流Ｆａの旋回方向の逆方向である矢印Ｒ方向へ回転する。
第４変形例によれば、スライムのジェットＪｓと、サイクロン状の空気流Ｆａが好適に衝突し、曝気効果が向上し、ＶＯＣの分離が促進される。
第４変形例に係るスライム曝気タンク５Ｄは、図１３の第３変形例における水平のエア配管Ｔａを省略し、その代わりに、１個の高圧エアノズルＮａを設けている。
高圧エアノズルＮａは、タンク５０内にサイクロン状の空気流Ｆａを発生させる様に構成されている。空気流Ｆａの旋回方向は、図１４の矢印Ｒとは逆方向である。これに対して、スライム管Ｔｓは、空気流Ｆａの旋回方向の逆方向である矢印Ｒ方向へ回転する。
第４変形例によれば、スライムのジェットＪｓと、サイクロン状の空気流Ｆａが好適に衝突し、曝気効果が向上し、ＶＯＣの分離が促進される。
図１５、図１６を参照して、第１のスライム曝気タンクの第５変形例を説明する。
図１５、図１６において、第５変形例に係る第１のスライム曝気タンク５Ｅは、底部に設けた高圧エア噴射ノズルＮａによって、上方に向かうサイクロン状の空気流Ｆａを形成させている。タンクの上方には、混合ジェット噴射装置Ｎｘが配置されている。混合ジェット噴射装置Ｎｘは、複数のノズルを有し、水平方向へ延在している。混合ジェット噴射装置Ｎｘの複数のノズルからは、スライムと高圧エアの複合ジェットＦｘが噴射される。
複合ジェットＦｘとサイクロン状の空気流Ｆａは、好適に衝突し、スライムが良好に曝気され、スライムに含まれるＶＯＣの分離が促進される。
図１５、図１６において、第５変形例に係る第１のスライム曝気タンク５Ｅは、底部に設けた高圧エア噴射ノズルＮａによって、上方に向かうサイクロン状の空気流Ｆａを形成させている。タンクの上方には、混合ジェット噴射装置Ｎｘが配置されている。混合ジェット噴射装置Ｎｘは、複数のノズルを有し、水平方向へ延在している。混合ジェット噴射装置Ｎｘの複数のノズルからは、スライムと高圧エアの複合ジェットＦｘが噴射される。
複合ジェットＦｘとサイクロン状の空気流Ｆａは、好適に衝突し、スライムが良好に曝気され、スライムに含まれるＶＯＣの分離が促進される。
次に、図１７を参照して、図５で示した第２のＶＯＣ回収装置１６とは異なるＶＯＣ回収装置１６Ａについて説明する。
図１７において、ＶＯＣ回収装置１６Ａは、ブライン槽（冷媒槽）１６１を有している。ブライン槽１６１には、ブライン（冷媒）注入口１６２と、ブライン排出口１６３とが形成されている。ブライン槽１６１内には、ＶＯＣ配管Ｌｖが通されている。ブライン槽１６１内におけるＶＯＣ配管Ｌｖは、つづら折状に折り曲げられて、熱交換器を構成している。
図１７において、ＶＯＣ回収装置１６Ａは、ブライン槽（冷媒槽）１６１を有している。ブライン槽１６１には、ブライン（冷媒）注入口１６２と、ブライン排出口１６３とが形成されている。ブライン槽１６１内には、ＶＯＣ配管Ｌｖが通されている。ブライン槽１６１内におけるＶＯＣ配管Ｌｖは、つづら折状に折り曲げられて、熱交換器を構成している。
気相のＶＯＣ（図１７の矢印Ｖ１）が、ブライン槽１６１内を通過する際に、ブライン槽内の冷媒（ブライン）Ｌｃと熱交換を行い、冷却される。冷却された「ＶＯＣガスおよび気相中の水分」は、「液相のＶＯＣと液相の水分」（矢印Ｖ２）となり、ブライン槽１６１外に排出される。一部ガス状のままのＶＯＣも除湿されていることから、活性炭等で容易に吸着回収される。また、「液相のＶＯＣと液相の水分」（Ｖ２）は、公知の手段によって処理される。
図５〜図１７の実施形態においても、図１〜図４の第１実施形態と同様に、従来技術では除去が困難であった汚染物質も、粘土や土壌粒子から剥離、除去して、スライム中に溶出し、或いは、ボーリング孔Ｈから湧出する気体に混合した状態となる。
スライム中で溶出した状態であれば、スライム貯留タンク４及び第１のＶＯＣ回収装置、第１のスライム曝気タンク５（各種変形例を含む）と第２の曝気タンク６及び第２のＶＯＣ回収装置１７、曝気タンク６内の電気泳動式の重金属回収装置１８、重金属除去装置７によって、汚染物質は容易、且つ確実にスライム中から除去される。
また、汚染物質が気体に混合した状態であれば、当該気体が大気中に拡散する以前に吸引することにより、容易に捕集することが出来る。
スライム中で溶出した状態であれば、スライム貯留タンク４及び第１のＶＯＣ回収装置、第１のスライム曝気タンク５（各種変形例を含む）と第２の曝気タンク６及び第２のＶＯＣ回収装置１７、曝気タンク６内の電気泳動式の重金属回収装置１８、重金属除去装置７によって、汚染物質は容易、且つ確実にスライム中から除去される。
また、汚染物質が気体に混合した状態であれば、当該気体が大気中に拡散する以前に吸引することにより、容易に捕集することが出来る。
そして上述したように、図５〜図１７の第２実施形態では、汚染物質が除去されたスライムは、掘削機１の三重管ロッド２の１対のノズル２２１、２２２から切削流体として噴射され、及び／又は、三重管ロッド２の注入口２１ｏから充填材料Ｃとして注入される。
汚染物質が除去されたスライムは、汚染物質を包含しておらず、原位置へ埋め戻しても、何等問題は発生しない。そして、切削流体及び／又は充填材料Ｃとして用いられた分だけ、産業廃棄物として処理するべきスライムの量が減少する。その結果、（産業廃棄物処理のコストが減少する分だけ、）汚染土壌浄化に必要なコストが低減化される。
汚染物質が除去されたスライムは、汚染物質を包含しておらず、原位置へ埋め戻しても、何等問題は発生しない。そして、切削流体及び／又は充填材料Ｃとして用いられた分だけ、産業廃棄物として処理するべきスライムの量が減少する。その結果、（産業廃棄物処理のコストが減少する分だけ、）汚染土壌浄化に必要なコストが低減化される。
次に、図１８のフローチャートと、図５を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。
第２実施形態では、図１〜図４の第１実施形態に係る汚染物質濃度計測工法を、汚染土壌の浄化工法と同時に施工しているが、汚染土壌の浄化工法で汚染物質濃度の計測結果を直接は利用していない。
それに対して、図５及び図１８で示す第３実施形態では、図１〜図４の第１実施形態に係る汚染物質濃度計測工法によって計測された汚染物質濃度が、汚染土壌に浄化における制御パラメータとして用いられている。
第２実施形態では、図１〜図４の第１実施形態に係る汚染物質濃度計測工法を、汚染土壌の浄化工法と同時に施工しているが、汚染土壌の浄化工法で汚染物質濃度の計測結果を直接は利用していない。
それに対して、図５及び図１８で示す第３実施形態では、図１〜図４の第１実施形態に係る汚染物質濃度計測工法によって計測された汚染物質濃度が、汚染土壌に浄化における制御パラメータとして用いられている。
図５において、上述した様に、汚染土壌Ｇｐの最下層までボーリング孔Ｈが削孔されている。そして、削孔されたボーリング孔Ｈに、掘削機１の三重管ロッド２が挿入される。施工時には、三重管２のノズル２２１、２２１及び充填材料注入口２１ｏを含む先端部分、同時充填モニタ２０を、上方に引き上げつつ回転させる。
ここで、施工領域を交差噴流Ｊｃで切削、細断し、施工領域全体を充填材料Ｃを注入した後、三重管ロッド２を再び挿入し、交差噴流Ｊｃによる切削、細断と、充填材料Ｃの注入とを繰り返すことが可能である。
図１８のステップＳ１においては、その様に、交差噴流Ｊｃによる切削、細断と、充填材料Ｃの注入とを、複数回に亘って繰り返し処理（施工）することを前提として、掘削と充填材料Ｃの注入を概略同時に行う。
図１８のステップＳ１においては、その様に、交差噴流Ｊｃによる切削、細断と、充填材料Ｃの注入とを、複数回に亘って繰り返し処理（施工）することを前提として、掘削と充填材料Ｃの注入を概略同時に行う。
交差噴流Ｊｃによる切削、細断では、図５を参照して上述した通り、三重管ロッド２のノズル２２１、２２２から温水ジェットＪ１、Ｊ２を噴射して、交差噴流Ｊｃを構成する。そして、温水ジェットで構成された交差噴流Ｊｃによって、所定の半径方向寸法の領域（施工領域）を、切削、細断する。
図５を参照して説明したように、温水ジェットＪ１、Ｊ２は、高圧エアジェットＪａで包囲して噴射することも出来る。
図５を参照して説明したように、温水ジェットＪ１、Ｊ２は、高圧エアジェットＪａで包囲して噴射することも出来る。
交差噴流Ｊｃにより切削、細断された施工領域では、一定の領域内に高圧の流体が噴射されることにより、その内圧が上昇する。スライムの生じた掘削済みの施工領域の内圧が上昇することにより、スライムは三重管ロッド２の流路Ｋから、第１のスライム搬送管Ｔ１を経由して、スライム貯留タンク４に自動的に排出される。汚染物質はスライム内に溶出している。
高圧エアジェットＪａを噴射する場合には、土壌粒子から分離した汚染物質であって気相の汚染物質は、高圧エアジェットＪａの空気と混合して、混合気の状態でスライム貯留タンク４へ排出される。
高圧エアジェットＪａを噴射する場合には、土壌粒子から分離した汚染物質であって気相の汚染物質は、高圧エアジェットＪａの空気と混合して、混合気の状態でスライム貯留タンク４へ排出される。
掘削され泥水状となった施工領域に、充填材料注入口２１ｏから、充填材料Ｃを注入する。
掘削開始当初は、リサイクル用のスライムが発生していないので、充填材料として、例えば、別途供給されたセメントミルクが、コンクリートポンプ８から注入される。
掘削開始当初は、リサイクル用のスライムが発生していないので、充填材料として、例えば、別途供給されたセメントミルクが、コンクリートポンプ８から注入される。
上述した様に、施工領域で発生したスライムは、第１のスライム搬送管Ｔ１を経由して、スライム貯留タンク４内に流入する。スライムサンプル抽出装置１０により、第１のスライム搬送管Ｔ１を流れるスライムの一部を試料（サンプル）として採取し（サンプリングし）、図示しない分析設備でスライム中の汚染物質濃度等を計測する（図１８：ステップＳ２）。
図１８のステップＳ２において、スライムを分析して汚染物質濃度等を計測することに代えて、スライム貯留タンク４に設けたガス採取装置１０８により、気化した汚染物質を包含する気体を採取して、ラインＬｃ２を介してガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４に送り、汚染物質濃度を測定しても良い。
ステップＳ２における汚染物質濃度の測定は、図１〜図４で説明したのと同様である。
図１８のステップＳ２において、スライムを分析して汚染物質濃度等を計測することに代えて、スライム貯留タンク４に設けたガス採取装置１０８により、気化した汚染物質を包含する気体を採取して、ラインＬｃ２を介してガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４に送り、汚染物質濃度を測定しても良い。
ステップＳ２における汚染物質濃度の測定は、図１〜図４で説明したのと同様である。
スライムのサンプルを分析して、或いは採取された気体を分析して、汚染物質濃度が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、閾値は、汚染領域の土壌の全量を置換する（いわゆる「全量置換」を行う）か否かの境界値として設定されている。
汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、２回目の施工では、比重の大きな充填材料を使用する（ステップＳ４）。
汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）において、汚染物質を除去したスライムを充填材料Ｃとして再利用した場合には、汚染物質濃度が環境基準値を下回るまで、多数回に亘って、交差噴流Ｊｃによる切削と充填材料Ｃの注入とを繰り返さなければならない恐れが存在する。
汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、２回目の施工では、比重の大きな充填材料を使用する（ステップＳ４）。
汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）において、汚染物質を除去したスライムを充填材料Ｃとして再利用した場合には、汚染物質濃度が環境基準値を下回るまで、多数回に亘って、交差噴流Ｊｃによる切削と充填材料Ｃの注入とを繰り返さなければならない恐れが存在する。
そのため、汚染物質濃度が閾値以上である場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には、汚染物質を除去したスライムを充填材料Ｃとして再利用せずに、比重の大きい充填材料を新規に充填する（ステップＳ４）。そして、当該比重の大きい充填材料により、施工領域における汚染土壌を完全に置換する。
２回目の施工において、比重の大きい充填材料により施工領域における汚染土壌を完全に置換すれば、その施工領域については、交差噴流Ｊｃによる切削と充填材料Ｃの注入とを繰り返す必要は無い。
２回目の施工において、比重の大きい充填材料により施工領域における汚染土壌を完全に置換すれば、その施工領域については、交差噴流Ｊｃによる切削と充填材料Ｃの注入とを繰り返す必要は無い。
ステップＳ３において、汚染物質濃度が閾値未満であれば（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ５に進む。
図５〜図１７の第２実施形態と同様に、スライム貯留タンク４に流入したスライムは、高回転型のミキサー１３及び配管加熱装置１４が介装されている第２のスライム搬送管Ｔ２を介して、第１のスライム曝気タンク５に送られて曝気される。そして、第２のスライム曝気タンク６において、重金属回収装置１８により、重金属やイオン化した汚染物質が除去される。
さらに、スライムは必要に応じて重金属処理装置７を経由し、汚染物質が完全に除去される。汚染物質が除去されたスライム（処理済のスライム）は、コンクリートポンプ８を経由して、充填材料Ｃ、或いは切削用流体として、掘削機１に送られる。
図５〜図１７の第２実施形態と同様に、スライム貯留タンク４に流入したスライムは、高回転型のミキサー１３及び配管加熱装置１４が介装されている第２のスライム搬送管Ｔ２を介して、第１のスライム曝気タンク５に送られて曝気される。そして、第２のスライム曝気タンク６において、重金属回収装置１８により、重金属やイオン化した汚染物質が除去される。
さらに、スライムは必要に応じて重金属処理装置７を経由し、汚染物質が完全に除去される。汚染物質が除去されたスライム（処理済のスライム）は、コンクリートポンプ８を経由して、充填材料Ｃ、或いは切削用流体として、掘削機１に送られる。
図１８のステップＳ５では、交差噴流Ｊｃにより汚染土壌を切削し、或いは、充填材料Ｃを注入し、発生したスライムを図５で示す処理システムで浄化し、汚染物質を除去して、充填材料Ｃ或いは切削用流体として、再び掘削機１に送られるまでのサイクルを、実行する。
ステップＳ５のサイクルを実行したならば、スライムサンプル抽出装置１０により、スライムのサンプル（試料）を抽出する。そして、抽出したスライムサンプルを分析し、スライム中の汚染物質の濃度を計測する（ステップＳ６）。
ステップＳ６において、気化した汚染物質を包含する気体をガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４で分析し、汚染物質濃度を測定しても良い。
ステップＳ６における汚染物質濃度の測定は、図１〜図４で説明したのと同様である。
ステップＳ５のサイクルを実行したならば、スライムサンプル抽出装置１０により、スライムのサンプル（試料）を抽出する。そして、抽出したスライムサンプルを分析し、スライム中の汚染物質の濃度を計測する（ステップＳ６）。
ステップＳ６において、気化した汚染物質を包含する気体をガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４で分析し、汚染物質濃度を測定しても良い。
ステップＳ６における汚染物質濃度の測定は、図１〜図４で説明したのと同様である。
ステップＳ７では、スライム中の汚染物質濃度が、所定値、例えば環境基準値以下であるか否かを判断する。
汚染物質濃度が、環境基準値以下であれば（ステップＳ７でＹＥＳ）、浄化処理を終了する。
汚染物質濃度が、環境基準値を超えていれば（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ５以下を繰り返す。
汚染物質濃度が、環境基準値以下であれば（ステップＳ７でＹＥＳ）、浄化処理を終了する。
汚染物質濃度が、環境基準値を超えていれば（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ５以下を繰り返す。
図１８の第３実施形態では、図１〜図４で説明したのと同様に、スライムサンプル抽出装置１０でサンプルスライムを抽出し、地上側へ流出したスライムにおける汚染物質濃度を計測している。このスライムにおける汚染物質濃度により、地中の浄化工法施工領域における汚染濃度を、リアルタイムで把握することが出来る。或いは、スライム貯留タンク４に設けたガス採取装置１０８により、気化した汚染物質を包含する気体を採取して、ラインＬｃ２を介してガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４に送り、汚染物質濃度を測定し、以って、地中の浄化工法施工領域における汚染濃度を、リアルタイムで把握することが出来る。
そして、浄化工法施工領域における汚染濃度をリアルタイムで把握して、スライムを切削流体或いは充填材料として再利用するか否かを判定することが出来る。スライムを切削流体或いは充填材料として再利用すると、ステップＳ５〜Ｓ７のサイクルの繰り返し回数が多くなり過ぎてしまう場合には、スライムを再利用せずに、ステップＳ４で示す様に、比重の大きい充填材料を使用して、施工コストの節約を図ることが出来る。
また、浄化工法施工領域における汚染濃度を、リアルタイムで把握して、ステップＳ５〜Ｓ７のサイクルを繰り返す必要があるか否かを、正確に判断出来るので、不必要な作業（切削、充填から、掘削機１における再利用）を行うことなく、施工コストを節約することが出来る。
また、浄化工法施工領域における汚染濃度を、リアルタイムで把握して、ステップＳ５〜Ｓ７のサイクルを繰り返す必要があるか否かを、正確に判断出来るので、不必要な作業（切削、充填から、掘削機１における再利用）を行うことなく、施工コストを節約することが出来る。
図１９は、本発明の第４実施形態を示す。
図１〜図４の第１実施形態では、汚染物質濃度は、地上側に設けられたスライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６やガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４により、測定される。これに対して、図１９の第４実施形態では、スライム及び／又はガス中に包含される汚染物質濃度を、地中側に設けた計測装置３１０により計測している。
計測装置３１０による計測結果は、信号伝達ラインＣＬ３００を介して、地上側に設けたユニット３２０に送信される。ユニット３２０は、例えば演算装置、記憶装置、表示装置としての機能を有しており、計測装置３１０の構成と対応させて、適宜構成することが出来る。
第４実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１〜図４の第１実施形態と同様である。
図１〜図４の第１実施形態では、汚染物質濃度は、地上側に設けられたスライム中のＶＯＣ濃度分析装置１０６やガス中のＶＯＣ濃度分析装置１０４により、測定される。これに対して、図１９の第４実施形態では、スライム及び／又はガス中に包含される汚染物質濃度を、地中側に設けた計測装置３１０により計測している。
計測装置３１０による計測結果は、信号伝達ラインＣＬ３００を介して、地上側に設けたユニット３２０に送信される。ユニット３２０は、例えば演算装置、記憶装置、表示装置としての機能を有しており、計測装置３１０の構成と対応させて、適宜構成することが出来る。
第４実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１〜図４の第１実施形態と同様である。
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。
例えば、図示の実施形態では、切削流体の噴流は交差噴流を構成しているが、切削流体の噴流を交差させずに、そのまま、例えば水平方向へ噴射しても良い。
また、図示の実施形態では、モニタ１０を回転しつつ引き上げて、円柱状の汚染土壌領域を切削、充填しているが、モニタ１０を回転せずに、所定の角度だけ揺動しつつ引き上げることにより、所定幅のパネル状の汚染土壌領域を切削、充填する様に構成しても良い。
例えば、図示の実施形態では、切削流体の噴流は交差噴流を構成しているが、切削流体の噴流を交差させずに、そのまま、例えば水平方向へ噴射しても良い。
また、図示の実施形態では、モニタ１０を回転しつつ引き上げて、円柱状の汚染土壌領域を切削、充填しているが、モニタ１０を回転せずに、所定の角度だけ揺動しつつ引き上げることにより、所定幅のパネル状の汚染土壌領域を切削、充填する様に構成しても良い。
１・・・掘削機
２・・・三重管ロッド
３・・・口元管
４・・・スライム貯留タンク
５・・・第１のスライム曝気タンク
６・・・第２のスライム曝気タンク
７・・・重金属除去装置
８・・・コンクリートポンプ
９・・・三重管スイベル
１０・・・スライムサンプル抽出装置
１１・・・第１のＶＯＣ回収装置
１２・・・第１のブロワ
１３・・・高回転型ミキサー
１４・・・配管加熱装置
１５・・・スライム循環噴射装置、
１６・・・第２のＶＯＣ回収装置
１７・・・第２のブロワ
１８・・・重金属回収装置
２０・・・同時充填用モニタ
Ｃ・・・充填材料
Ｓ・・・スライム
２・・・三重管ロッド
３・・・口元管
４・・・スライム貯留タンク
５・・・第１のスライム曝気タンク
６・・・第２のスライム曝気タンク
７・・・重金属除去装置
８・・・コンクリートポンプ
９・・・三重管スイベル
１０・・・スライムサンプル抽出装置
１１・・・第１のＶＯＣ回収装置
１２・・・第１のブロワ
１３・・・高回転型ミキサー
１４・・・配管加熱装置
１５・・・スライム循環噴射装置、
１６・・・第２のＶＯＣ回収装置
１７・・・第２のブロワ
１８・・・重金属回収装置
２０・・・同時充填用モニタ
Ｃ・・・充填材料
Ｓ・・・スライム
Claims (2)
- 半径方向外方に充填材料（Ｃ）を注入し、そして圧縮空気で周囲を包囲した切削用の高温水の交差噴流（Ｊｃ）を噴射させる三重管ロッド（２）を用い、汚染物質で汚染した汚染領域（Ｇｐ）に充填材料（Ｃ）を充填する際に発生するスライム（Ｓ）又はガスを採取して揮発性物質や重金属の汚染物質の濃度を計測する汚染物質濃度計測工法において、汚染物質の濃度を計測する土壌中の領域までボーリング孔（Ｈ）を掘削し、ボーリング孔（Ｈ）に三重管ロッド（２）を挿入し、その三重管ロッド（２）を回転させながら引き上げて圧縮空気で包囲した高温水の交差噴流によって粘土粒子や土壌粒子を細断すると共にその表面から汚染物質を分離して充填材料（Ｃ）を注入し、地上側に排出されるスライムの一部をスライムサンプル抽出装置（１０）に抽出させると共にガス採取装置（１０８）に地上側に排出される空気と気相の汚染物質との混合気体を吸引させ、スライムサンプル抽出装置（１０）で抽出したスライムを揮発性物質濃度分析装置（１０６）で濃度を測定し、ガス採取装置（１０８）で吸引された前記混合気体は別の揮発性物質濃度分析装置（１０４）で濃度を測定することを特徴とする汚染物質濃度計測工法。
- 半径方向外方に充填材料（Ｃ）を注入し、そして圧縮空気で周囲を包囲した切削用の高温水の交差噴流（Ｊｃ）を噴射させる三重管ロッド（２）を用い、汚染物質で汚染した汚染領域（Ｇｐ）に充填材料（Ｃ）を充填する際に発生するスライム（Ｓ）又はガスを採取して揮発性物質や重金属の汚染物質の濃度を計測する汚染物質濃度計測工法において、汚染物質の濃度を計測する土壌中の領域までボーリング孔（Ｈ）を掘削し、そのボーリング孔（Ｈ）に三重管ロッド（２）を挿入し、その三重管ロッド（２）から圧縮空気で包囲した高温水の交差噴流（Ｊｃ）を噴射させて粘土粒子や土壌粒子を細断し、そして充填材料（Ｃ）を注入しつつ回転させながら上方に引き上げる作業を行い、汚染物質を溶出したスライムを空気と共に上昇させてその一部を試料として採取してその濃度を計測し、その濃度が閾値以上であるか否かを判断し、閾値以上であれば比重の大きい充填材料を用いて２回目の汚染領域の全量置換を行い、閾値未満であれば切削、スライム処理、充填材料の再充填を繰り返し、スライム中の汚染物質の濃度を計測し、汚染物質の濃度が環境基準値以下であれば浄化処理を終了することを特徴とする汚染物質濃度計測工法。
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