JP4700083B2 - In-situ chemical oxidation purification method for underground ground - Google Patents

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Description

この発明は、工場やガソリンスタンド跡地の特に地中や地下深くに残されたベンゼン、揮発性塩素化化合物や油分などの汚染物質を含む土壌及び/又は地下水などを、地下地盤における不飽和帯ないし飽和帯の少なくとも1つの地盤を含むいわゆる汚染サイト(原位置環境)において、掘削・除去することなしに、汚染物質を酸化分解する薬剤を汚染物質が存在している場所へ注入などの手段で提供し直に接触させて、汚染物質を原位置で化学的に酸化分解して無害な物質に変換させる、地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法(浄化工法)の技術分野に属する。   In the present invention, soil and / or groundwater containing pollutants such as benzene, volatile chlorinated compounds, oils, etc. left in the ground or deep underground, particularly in factory and gas station sites, In so-called contaminated sites (in-situ environment) including at least one ground in the saturated zone, without digging / removing, provide chemicals that oxidatively decompose the pollutants by means such as injecting them into the place where the pollutants exist It belongs to the technical field of in-situ chemical oxidation purification treatment method (purification method) of underground ground, which is brought into direct contact and chemically oxidatively decomposes the pollutants into innocuous substances.

最近、地下地盤における不飽和帯ないし飽和帯の少なくとも1つの地盤を含む汚染サイト(原位置環境)における原位置浄化処理方法の適用件数が増加しつつあることは、環境省の調査に見ることができる。平成16年度の原位置浄化件数(バイオレメディエ−ション、化学酸化、土壌ガス吸引、地下水揚水の合計)は78件であったが、翌平成17年度では約1.3倍の104件に増えている。しかし、この他に企業が自主的に行った浄化対策もあり、これらを含めれば、浄化対策の原位置浄化処理方法の実施件数はかなり増加していることは想像に難くない。
原位置浄化処理方法の実施件数の内訳では、地下水揚水が他の技術に比べて多いが、中でも化学酸化浄化処理方法の適用例が増加している。化学酸化浄化処理方法で使用される主な酸化剤は、過マンガン酸塩、フェントン氏薬剤、オゾン、過硫酸塩がある。中でも過酸化水素(H2O2)、1価の鉄[Fe(II)]を生成する硫酸第一鉄又は塩化第一鉄及びpH調整剤を用いるフェントン氏薬剤(以下F薬剤という。)が多く用いられている。
Recently, the survey by the Ministry of the Environment shows that the number of in-situ purification methods applied to contaminated sites (in-situ environment) containing at least one unsaturated zone or saturated zone in the underground ground is increasing. it can. The number of in-situ purifications (total of bioremediation, chemical oxidation, soil gas suction, and groundwater pumping) in fiscal 2004 was 78, but in the following fiscal 2005, the number increased to 104, approximately 1.3 times. ing. However, there are other cleanup measures voluntarily taken by companies, and if these are included, it is not difficult to imagine that the number of in-situ cleanup treatment methods for cleanup measures has increased considerably.
In the breakdown of the number of implementations of in-situ purification methods, groundwater pumping is more than in other technologies, but the number of applications of chemical oxidation purification methods is increasing. The main oxidizing agents used in the chemical oxidation purification treatment method include permanganate, Fenton's chemical, ozone, and persulfate. Among them, Fenton's drug (hereinafter referred to as F drug) using hydrogen peroxide (H 2 O 2), ferrous sulfate or ferrous chloride that generates monovalent iron [Fe (II)] and a pH adjuster is often used. ing.

既往のフェントン法(原位置フェントン化学酸化浄化方法という場合もある。)は、F薬剤から生成される非常に酸化力の高いヒドロキシラジカル(・OH)を利用するので、揮発性有機塩素化合物(以下、VOCという)、BTEX(ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン)やガソリン、軽油、重油などの燃料油(以下、TPHという。)などを短時間で分解する非常に良い化学酸化浄化処理方法である。
この化学酸化浄化処理方法は、日本で最も実績のあるフェントン浄化方法であり、環境省の「油汚染対策ガイドライン(平成18年5月)」に油汚染対策技術の一つとして取り上げられている。
The existing Fenton method (sometimes referred to as the in-situ Fenton chemical oxidation purification method) uses a highly oxidative hydroxy radical (.OH) generated from the F agent, so that it is a volatile organic chlorine compound (hereinafter referred to as a volatile organic chlorine compound). , VOC), BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) and fuel oil (hereinafter referred to as TPH) such as gasoline, light oil, heavy oil, etc., are very good chemical oxidation purification treatment methods.
This chemical oxidation purification treatment method is the most proven Fenton purification method in Japan, and is taken up as one of the oil pollution countermeasure technologies in the Ministry of the Environment's “Oil pollution countermeasure guidelines (May 2006)”.

そこで以下に、既往のフェントン法について、その技術概要を概説する。
浄化原理は、下記(i)式の反応を利用している。
Fe(II)+H2O2 → ・OH + OH +Fe(III)・・・・(i)
上記(i)式は、硫酸第一鉄(FeSO4)に由来するFe(II)が、H2O2をヒドロキシルラジカル(・OH)とヒドロキシルアニオン(OH)に分解する反応である。
Fe(II)は酸化されてFe(III)になる。(・OH)は非常に強い酸化力を持っていて、汚染物質{BTEX、TPH、塩素化VOCなど}を酸化分解する酸化剤として作用する。
上記(i)式の基本的フェントン反応は、Fe(II)が水酸化鉄になることを防ぐために、pHを2.0〜4の酸性条件に維持することがフェントン反応を効率的に進める条件である。
Therefore, the technical outline of the existing Fenton method is outlined below.
The purification principle uses the reaction of the following formula (i).
Fe (II) + H 2 O 2 → .OH + OH + Fe (III)... (I)
The above formula (i) is a reaction in which Fe (II) derived from ferrous sulfate (FeSO 4) decomposes H 2 O 2 into a hydroxyl radical (.OH) and a hydroxyl anion (OH ).
Fe (II) is oxidized to Fe (III). (.OH) has a very strong oxidizing power and acts as an oxidizing agent for oxidatively decomposing pollutants {BTEX, TPH, chlorinated VOC, etc.}.
The basic Fenton reaction of the above formula (i) is a condition for maintaining the pH at an acidic condition of 2.0 to 4 to effectively promote the Fenton reaction in order to prevent Fe (II) from becoming iron hydroxide. It is.

上記既往のフェントン法の実施に最も使用されている浄化薬剤は、下記の薬剤毎に所定の濃度に希釈・調製した水溶液である。
Fe(II)源としては、 硫酸第一鉄を使用する。
酸化剤源としては、過酸化水素(H2O2)を使用する。
pH調整剤としては、鉱酸(例えばリン酸など)又は有機酸(クエン酸)などが使用されている。
上記の浄化薬剤を地盤中の汚染物質(原位置環境)まで提供する方法としては、一般的に、対象の汚染サイト内に設置した複数の井戸、あるいは必要に応じて地盤中へ挿入したロッドを通じて、浄化薬剤を下記の要領で注入する。
即ち、一般的な浄化薬剤の注入順序および手順は、以下に説明する通り、注入井戸毎に、下記の3ステップを1サイクルとして浄化薬剤を注入する。
第1ステップ:反応環境を酸性にするために、pH調整剤を注入する。
第2ステップ:酸化剤源として過酸化水素水溶液を注入する。
第3ステップ:Fe(II)源として硫酸第一鉄水溶液を注入する。
なお、フェントン氏薬剤の注入に関しては、Fe(II)とH2O2との反応が非常に速いので、フェントン氏薬剤は別々の井戸に注入するか、同一の井戸に注入するときは薬剤毎にパルス的に区別して注入するべきであり、決して一緒に混ぜた「混注」をしてはいけない、と注意を促している。
The purification agent most used in the implementation of the previous Fenton method is an aqueous solution diluted and prepared to a predetermined concentration for each of the following agents.
Ferrous sulfate is used as the Fe (II) source.
Hydrogen peroxide (H 2 O 2) is used as the oxidant source.
As the pH adjuster, a mineral acid (for example, phosphoric acid) or an organic acid (citric acid) is used.
As a method of providing the above-mentioned purification agent to the pollutant (in-situ environment) in the ground, generally, through a plurality of wells installed in the target contaminated site, or rods inserted into the ground as necessary Inject the purifying drug as follows.
In other words, the general purification drug injection sequence and procedure are as follows. For each injection well, the purification drug is injected in the following three steps as one cycle.
First step: In order to make the reaction environment acidic, a pH adjusting agent is injected.
Second step: An aqueous hydrogen peroxide solution is injected as an oxidant source.
Third step: An aqueous ferrous sulfate solution is injected as an Fe (II) source.
Regarding Fenton drug injection, the reaction between Fe (II) and H2O2 is very fast, so Fenton drug can be injected into separate wells or pulsed for each drug when injected into the same well. It should be noted that it should be injected separately, and it should be noted that it should never be “mixed” mixed together.

ところで、上記した既往のフェントン法については、次のような技術的問題点が指摘されている
(イ)化学酸化反応の持続性が短期である(反応が短期に終了する)。
即ち、上記(i)式の反応において、液中に存在するFe(II)とH2O2が反応するので、一気に(・OH)が生成し、反応は短期に終了する。そのため分解効果の持続性短期である。
(ロ)地盤及び/又は地下水中で薬剤が均質に混合し難い。
日本の複雑で均一でない地質環境へ上記(i)式の反応を進めるために、上述[0005]に記載した3種の薬剤を順次注入した場合には、例えば一つの容器内で3種の薬剤を混合するように均一には混合せず、混合の程度に不均質さが生じる。その結果、(・OH)の生成量に多少の分布ができ、汚染物質の分解効果にばらつきが生じる。
(ハ)化学酸化反応が激しい。
元々の土壌中にFe(II)が既に存在し、その土壌環境が酸性になれば、溶け出したFe(II)とそこに注入されたH2O2水溶液とでフェントン反応が進む。さらに硫酸第1鉄液が加えられると、反応は気泡を発生しながら一気に激しく進み、発熱を伴う場合がある。その結果、
(a)地上に注入薬剤が噴出する。
(b)塩化ビニル製の注入用井戸管材が反応熱で溶ける。
(c)発生した気泡が土粒子の間隙を塞ぎ、薬剤溶液が広く浸透することを妨げる。
等々の工事上の障害が発生する場合がある。
(ニ)土壌中の金属を溶出させる。
反応環境を酸性(pH2〜4)に調整するので、土壌中に含まれていた金属が溶出し、二次的な環境汚染を引き起こす可能性がある。
(ホ)注入ステップとして3ステップを実行する必要があり、その分手間がかかり浄化工期が長くなる。
By the way, the following technical problems have been pointed out regarding the above-described Fenton method .
(A) The durability of the chemical oxidation reaction is short (the reaction is completed in a short time).
That is, in the reaction of the above formula (i), Fe (II) and H2O2 existing in the liquid react with each other, so (.OH) is generated at once and the reaction is completed in a short time. Therefore, the sustainability of the degradation effect is short-term.
(B) It is difficult to mix the drug homogeneously in the ground and / or groundwater.
In order to advance the reaction of the above formula (i) to a complicated and non-uniform geological environment in Japan, when the three kinds of drugs described in [0005] are sequentially injected, for example, the three kinds of drugs are contained in one container. Are not mixed uniformly as in the case of mixing, and inhomogeneity occurs in the degree of mixing. As a result, the amount of (.OH) produced is somewhat distributed, and the decomposition effect of the pollutant varies.
(C) The chemical oxidation reaction is intense.
If Fe (II) already exists in the original soil and the soil environment becomes acidic, the Fenton reaction proceeds with the dissolved Fe (II) and the H 2 O 2 aqueous solution injected therein. Furthermore, when ferrous sulfate solution is added, the reaction proceeds rapidly at a time while generating bubbles, and may generate heat. as a result,
(A) The injected drug is ejected to the ground.
(B) The well pipe material for injection made of vinyl chloride is melted by reaction heat.
(C) The generated bubbles block the gaps between the soil particles, preventing the drug solution from penetrating widely.
And so on.
(D) The metal in the soil is eluted.
Since the reaction environment is adjusted to be acidic (pH 2 to 4), the metal contained in the soil may be eluted to cause secondary environmental pollution.
(E) It is necessary to execute three steps as the injection step, which takes time and increases the purification period.

しかし、原位置環境で汚染物質を処理する方法として、上記した既往のフェントン法(原位置フェントン化学酸化浄化方法。以下、F−ISCOという。)は、土壌浄化方法の技術分野においては、VOC、BTEX、TPHなどの分解に対して、良いISCO浄化技術であると認知されている。
その一方で、浄化コスト低減のニーズがあるし、更なる技術改善により注入コントロ−ルをしやすくし、温和なフェントン反応にすること、更に金属の溶出を抑制して、中性でも安定的に反応が進むF−ISCO技術の実現が期待されている。
そこで最近、上記ニーズに対応できるように米国で開発された、下記の特許文献1に開示された改良フェントン法(米国ではModified Fenton法と呼ばれている。)が提案され、日本へ技術移転されている。
特許第3793084号(特表2003−503197号)公報
However, as a method for treating pollutants in the in-situ environment, the above-described Fenton method (in-situ Fenton chemical oxidation purification method, hereinafter referred to as F-ISCO) is VOC, It is recognized as a good ISCO purification technology against the decomposition of BTEX, TPH, and the like.
On the other hand, there is a need for reduction in purification costs, and further technological improvements make injection control easier, making mild Fenton reaction, and suppressing metal elution, stable even in neutrality. The realization of the F-ISCO technology is progressing.
Therefore, recently, an improved Fenton method (referred to as the Modified Fenton method in the United States) disclosed in the following Patent Document 1 developed in the United States to meet the above needs has been proposed and transferred to Japan. ing.
Japanese Patent No. 3793084 (Special Table 2003-503197)

ここでは先ず、上記特許文献1に開示された改良フェントン法、即ち特許第3793084号に係る発明「土壌および/地下水の改善方法」の技術概要について概説し、その問題点を説明する。
特許文献1に開示された改良フェントン法は、予めキレート化した鉄を含む溶液のpHを5〜7に調整した触媒水溶液を調製し、その触媒水溶液を、安定化剤を含むH2O2水溶液が先行して提供された原位置環境へ追加的に提供することにより、汚染物質を原位置環境で化学酸化浄化処理する方法である。
その浄化原理は、Fe(II)がH2O2を分解し、生成した(・OH)を汚染物質の分解に利用することにおいて、上述した既往のフェントン法(原位置フェントン化学酸化浄化方法)と同じである。ただし、改良フェントン法は、反応環境が中性領域でも(・OH)が生成するように工夫している点を特徴としている。即ち、Fe(II)源を鉄・キレ−トとし、水溶液はpHを5〜7に調整して使用している。
Here, first, the technical outline of the improved Fenton method disclosed in Patent Document 1, that is, the invention “Soil and / or Groundwater Improvement Method” according to Japanese Patent No. 3793084 will be outlined and the problems will be described.
The improved Fenton method disclosed in Patent Document 1 prepares an aqueous catalyst solution in which the pH of a solution containing previously chelated iron is adjusted to 5 to 7, and the aqueous catalyst solution is preceded by an aqueous H2O2 solution containing a stabilizer. This is a method of chemically oxidizing and purifying pollutants in the in-situ environment by additionally providing them to the in-situ environment provided.
The purification principle is the same as the previous Fenton method (in-situ Fenton chemical oxidation purification method) in that Fe (II) decomposes H2O2 and uses the generated (.OH) for the decomposition of pollutants. is there. However, the improved Fenton method is characterized in that it is devised to generate (.OH) even in a neutral reaction environment. That is, the Fe (II) source is iron / chelate, and the aqueous solution is used after adjusting the pH to 5-7.

その具体的な浄化方法として、浄化用(注入)薬剤は、最も好ましい薬剤名として下記の表1に示す薬剤を使用し、「安定化した酸化剤源水溶液」及び「処理剤(触媒処理剤)」を調製すると説明されている。

Figure 0004700083
As a specific purification method, as the purification (injection) chemical, the chemicals shown in Table 1 below are used as the most preferable chemical names, and “stabilized oxidant source aqueous solution” and “treatment agent (catalyst treatment agent)” are used. Is prepared.
Figure 0004700083

次に、浄化用(注入)薬剤の好ましい調製法が次のように説明されている。
(イ)安定化酸化剤源の調製
購入したH2O2水溶液に、安定剤としてリン酸を添加した後、水で35wt%未満の濃度に希釈して安定化酸化剤源を調製する。
注入時には35wt%溶液を、さらに10wt%未満に希釈して使用する。
(ロ)処理剤の調製
硫酸鉄及びEDTAを溶解させた水溶液に対して、水酸化ナトリウム又は酢酸ナトリウムを添加して溶液のpHを5〜7に調整する。
Next, a preferred method for preparing a cleaning (injection) drug is described as follows.
(A) Preparation of Stabilized Oxidant Source After adding phosphoric acid as a stabilizer to the purchased H2O2 aqueous solution, a stabilized oxidant source is prepared by diluting to a concentration of less than 35 wt% with water.
At the time of injection, the 35 wt% solution is further diluted to less than 10 wt%.
(B) Preparation of treatment agent Sodium hydroxide or sodium acetate is added to the aqueous solution in which iron sulfate and EDTA are dissolved, and the pH of the solution is adjusted to 5-7.

次に、浄化用薬剤を地盤中の汚染物質(原位置環境)まで提供する方法は、次のように説明されている。
(ハ)浄化用薬剤の注入順序
上記のように調製した安定化酸化剤源を原位置環境へ先行して注入し、その後で上記の処理剤を注入する順序を基本としている。
最も好ましい薬剤の注入法は、安定化酸化剤源を原位置環境へ提供して汚染領域へ分散または移動させ、その後に処理剤を汚染領域の原位置環境へ注入する。
(ニ)具体的な注入方法(手段)は次のとおりである。
地下水に対しては、浄化用薬剤である酸化剤源及び処理剤をポンプにより垂直若しくは水平の穴を通じて直接注入する。
土壌に対しては、浄化用薬剤である酸化剤源及び処理剤を、ポンプにより汚染個所の近くの穴若しくは浸透トレンチを通じて注入する。
Next, a method for providing a purification agent up to a contaminant (in-situ environment) in the ground is described as follows.
(C) Order of injection of the purifying agent The stabilized oxidizing agent source prepared as described above is injected into the in-situ environment in advance, and then the above-described treatment agent is injected.
The most preferred drug injection method provides a stabilized oxidant source to the in situ environment to disperse or move to the contaminated area, and then inject the treatment agent into the contaminated area in situ environment.
(D) A specific injection method (means) is as follows.
For the groundwater, an oxidizing agent source and a treating agent, which are purification agents, are directly injected through a vertical or horizontal hole by a pump.
For the soil, an oxidizing agent source and a treating agent, which are cleaning agents, are injected by a pump through a hole near the contaminated site or an infiltration trench.

上記の特許文献1に開示された改良フェントン法については、下記の問題点が解決すべき課題として指摘される。
(その1):地盤中で2溶液を混合する反応は均一になり難い。
日本のように複雑で均一でない地質環境へ、上記した3種の薬剤を順次に注入した場合には、例えば一つの容器内で3種の薬剤を混合するように均一に混ざり合うことはとうてい望めず、混合の実態に不均質さが生じる。その結果、(・OH)の生成量に多少の分布が発生し、汚染物質の分解効果にばらつきが生じ、信頼性、精度が劣る。
(その2):注入薬剤の調製操作・手順が複雑である。
(その3):注入工程が2ステップになるから、その分手間がかかり、工期が長引く。
工事発注者にとっては、浄化工期が少しでも短くなり、且つ工事費用が安価な原位置化学酸化処理方法を採用したいとする当然のニーズがある。一方、工事担当者側としては、工事を安全に実施する遵守義務がある。
About the improved Fenton method disclosed by said patent document 1, the following problem is pointed out as a problem which should be solved.
(Part 1): The reaction of mixing the two solutions in the ground is difficult to be uniform.
If the above three kinds of drugs are injected into a complicated and non-uniform geological environment like Japan, it is hoped that the three kinds of drugs will be mixed evenly, for example, in one container. Therefore, heterogeneity occurs in the actual condition of mixing. As a result, a slight distribution occurs in the amount of (.OH) generated, and the decomposition effect of the pollutant varies, resulting in poor reliability and accuracy.
(Part 2): The preparation procedure and procedure of the injected drug are complicated.
(Part 3): Since the injection process has two steps, it takes time and the construction period is prolonged.
There is a natural need for a contractor who wants to adopt an in-situ chemical oxidation treatment method in which the purification period is shortened as much as possible and the construction cost is low. On the other hand, the person in charge of construction is obliged to observe the construction safely.

したがって、本発明の第一の目的は、浄化対象である原位置環境の土質環境、汚染物質の種類、目標とする浄化期間などの施工条件に応じて、浄化用薬剤溶液の調製が安全に確実に行えて浄化効果の確実性と信頼性、精度が高められる原位置化学酸化浄化処理方法を提供することである。
本発明の次の目的は、浄化対象である原位置環境の汚染物質と浄化用薬剤溶液との接触環境を均一化でき、浄化効果のばらつきが解消できる原位置化学酸化浄化処理方法を提供することである。
本発明の更なる目的は、浄化作業、工程の手間が省けて、浄化工期を大幅に短縮でき、工事費の節減が図れる原位置化学酸化浄化処理方法を提供することである。
Therefore, the first object of the present invention is to ensure that the preparation of the cleaning chemical solution is safe depending on the soil environment of the in-situ environment to be purified, the type of contaminants, the target purification period, and other construction conditions. It is an object of the present invention to provide an in-situ chemical oxidation purification treatment method that can be carried out easily and can improve the certainty, reliability and accuracy of the purification effect.
Another object of the present invention is to provide an in-situ chemical oxidation purification treatment method that can uniformize the contact environment between a contaminant in the in-situ environment to be purified and the chemical solution for purification, and eliminate variations in the purification effect. It is.
It is a further object of the present invention to provide an in-situ chemical oxidation purification process method that can save time for purification work and processes, greatly shorten the purification work period, and save construction costs.

上記した課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係る地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法は、
地下地盤における不飽和帯ないし飽和帯の少なくとも1つの地盤を含む原位置環境で汚染物質を化学酸化処理する方法において、
地上に用意した処理槽内で、硫酸第一鉄、クエン酸ナトリウムおよび過酸化水素を含みpH4〜7の範囲に混合水溶液を調製すること
前記処理槽内における混合水溶液の調製は、過酸化水素の重量%が0.5〜4.0%の水溶液に、クエン酸ナトリウムに対する硫酸第一鉄の2価鉄とのモル比を1.0〜2.0に調整した溶液を混合することによりpHを6〜7の範囲とすること、
前記の混合水溶液を原位置環境へ提供して、不飽和帯ないし飽和帯の少なくとも1つの地盤を含む原位置環境で汚染物質を無害な物質に化学酸化処理することを特徴とする。
As a means for solving the above-described problem, an in-situ chemical oxidation purification treatment method for an underground ground according to the invention described in claim 1 includes:
In a method for chemically oxidizing a pollutant in an in-situ environment including at least one ground in an unsaturated zone or a saturated zone in an underground ground,
Preparing a mixed aqueous solution in the range of pH 4-7 containing ferrous sulfate, sodium citrate and hydrogen peroxide in a treatment tank prepared on the ground;
Preparation of the mixed aqueous solution in the treatment tank was carried out by changing the molar ratio of ferrous sulfate to divalent iron with respect to sodium citrate to an aqueous solution containing 0.5 to 4.0% by weight of hydrogen peroxide. A pH adjusted to a range of 6 to 7 by mixing a solution adjusted to -2.0,
The mixed aqueous solution is supplied to an in-situ environment, and a pollutant is chemically oxidized to a harmless substance in the in-situ environment including at least one ground of an unsaturated zone or a saturated zone.

請求項に記載した発明は、請求項1に記載した地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法において、
前記混合水溶液は、高められた圧力で、注入井戸を通じて原位置環境へ提供することを特徴とする。
請求項に記載した発明は、請求項1に記載した地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法において、
前記混合水溶液は、高められた圧力で、ボーリングロッドを利用する注入法により原位置環境へ提供することを特徴とする。
請求項に記載した発明は、請求項1に記載した地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法において、
前記混合水溶液は、高められた圧力で、ハイドロフラクチャー法(水圧破砕法)により原位置環境へ提供することを特徴とする。
The invention described in claim 2 is the in-situ chemical oxidation purification treatment method for underground ground according to claim 1 ,
The mixed aqueous solution is provided to an in-situ environment through an injection well at an elevated pressure.
The invention described in claim 3 is the in-situ chemical oxidation purification treatment method for underground ground according to claim 1 ,
The mixed aqueous solution is provided to an in-situ environment by an injection method using a boring rod at an increased pressure.
The invention described in claim 4 is the in-situ chemical oxidation purification treatment method for underground ground according to claim 1 ,
The mixed aqueous solution is provided to the in-situ environment by a hydrofracture method (hydraulic crushing method) at an increased pressure.

本発明の原位置化学酸化浄化処理方法によれば、注入前に地上に用意した処理槽内で注入薬剤の調製を予め行うから、その調整が容易で確実である。即ち、原位置環境における汚染物質の種類や土質環境、目標とする浄化期間など、与えられた浄化条件、施工条件に適応するように、地上に用意した処理槽1内で予め浄化用薬剤溶液の調製やpH調整を精密に均質に行うことができる。こうして調製が完成した浄化用薬剤溶液を原位置環境へ提供するから、原位置環境で(・OH)の生成量に多少の分布が発生せず、土粒子空隙へ均等に浸透、分布するので、汚染物質と接触する環境と分解効果にばらつきを生じない。つまり、浄化効果の均質化、均一化が期待でき、施工の精度、品質が高いものとなる。
また、処理槽内における浄化用薬剤溶液の調製では、原位置環境の土質環境や汚染物質の種類、目標とする浄化期間など、与えられた浄化条件(浄化目的)に適応する内容にできるので、施工の確実性、信頼性が高いものとなる。
しかも、本発明の原位置化学酸化浄化処理方法によれば、浄化工期を大幅に短縮して工事費の削減にも寄与する。すなわち、原位置化学酸化浄化処理方法の実施に要する工期は、浄化用薬剤溶液の注入に要する時間が大半を占めるところ、上記した既往のフェントン法は3ステップの注入工程を要し、改良フェントン法でも2ステップの注入工程を要するが、本発明では地上に用意した処理槽内で予め浄化用薬剤溶液の調製やpH調整を行った浄化用薬剤溶液を注入するから、1ステップの注入工程で済み、その分だけ浄化処理方法の実施工期を半減させることができる。
According to the in-situ chemical oxidation purification treatment method of the present invention, since the infusion chemical is prepared in advance in a treatment tank prepared on the ground before injection, the adjustment is easy and reliable. That is, in order to adapt to the given purification conditions and construction conditions, such as the type of pollutants in the in-situ environment, soil environment, target purification period, etc., the chemical solution for purification in advance in the treatment tank 1 prepared on the ground. Preparation and pH adjustment can be performed precisely and uniformly. Since the purification chemical solution thus prepared is provided to the in-situ environment, there is no distribution in the amount of (.OH) generated in the in-situ environment, and evenly permeates and distributes into the soil particle voids. There is no variation in the environment in contact with pollutants and the degradation effect. In other words, the purification effect can be expected to be uniform and uniform, and the construction accuracy and quality will be high.
In addition, in the preparation of the chemical solution for purification in the treatment tank, it can be adapted to the given purification conditions (purification purpose), such as the soil environment in the in-situ environment, the type of contaminants, the target purification period, etc. The certainty and reliability of construction will be high.
Moreover, according to the in-situ chemical oxidation purification treatment method of the present invention, the purification period is greatly shortened, which contributes to a reduction in construction costs. That is, the construction period required for carrying out the in-situ chemical oxidation purification treatment method occupies most of the time required for the injection of the cleaning chemical solution. However, the above-described conventional Fenton method requires a three-step injection process, and the improved Fenton method. However, although a two-step injection process is required, in the present invention, a purification chemical solution prepared in advance and pH-adjusted in a treatment tank prepared on the ground is injected, so a one-step injection process is sufficient. Therefore, the implementation period of the purification treatment method can be reduced by half.

地上に用意した処理槽内で、硫酸第一鉄、クエン酸ナトリウムおよび過酸化水素を含みpH4〜7の範囲に混合水溶液を調製する。
更に具体的には、過酸化水素の重量%が0.5〜4.0%の水溶液に、クエン酸ナトリウムに対して硫酸第一鉄の2価鉄とのモル比を1.0〜2.0に調整した溶液を混合することによりpHを〜7の範囲とする。
この混合水溶液を原位置環境へ提供して、不飽和帯ないし飽和帯の少なくとも1つの地盤を含む原位置環境で汚染物質を無害な物質に化学酸化処理する。
前記混合水溶液は、高められた圧力で、注入井戸を通じて原位置環境へ提供するか、又は高められた圧力で、ボーリングロッドを利用した注入法により原位置環境へ提供する。或いは高められた圧力で、ハイドロフラクチャ法(水圧破砕法)により原位置環境へ提供する。
In a treatment tank prepared on the ground, a mixed aqueous solution containing ferrous sulfate, sodium citrate and hydrogen peroxide is prepared in the range of pH 4-7.
More specifically, an aqueous solution containing 0.5 to 4.0% by weight of hydrogen peroxide has a molar ratio of ferrous sulfate to divalent iron of 1.0 to 2. The pH is adjusted to a range of 6 to 7 by mixing the solution adjusted to 0.
The mixed aqueous solution is supplied to the in-situ environment, and the pollutant is chemically oxidized to a harmless substance in the in-situ environment including at least one ground of the unsaturated zone or the saturated zone.
The mixed aqueous solution is provided to the in-situ environment through an injection well at an increased pressure, or to the in-situ environment by an injection method using a boring rod at an increased pressure. Alternatively, it is provided to the in-situ environment by the hydrofracture method (hydraulic fracturing method) at an increased pressure.

(1)浄化(注入)用薬剤の調製およびpH調整のための室内試験
先ずは、本発明の原位置化学酸化浄化処理方法を実施する原位置環境(適用サイト)の汚染物質を含む実際の土壌あるいは地下水を採取して、H2O2、硫酸第一鉄及びクエン酸ナトリウムの各薬品との配合比を下記の範囲として、3薬品を混合した溶液がターゲットである汚染物質を減衰、浄化するのに適切な薬剤の配合割合及び溶液のpHを室内試験で求めておく。いわゆるトリータビリティー試験を行う。
室内試験の条件は次のとおりとする。
H2O2濃度:0.5〜4.0%
Fe(II)/H2O2(モル比)=1/100〜1/50
Fe(II)/クエン酸ナトリウム(モル比)=0.5〜2.0
次に、上記室内試験で得た溶液条件に従い、H2O2(35wt%)を水で希釈した水溶液に固体のクエン酸ナトリウムを溶解させ、溶解後に硫酸第一鉄を添加し、溶解させた溶液を浄化用薬剤とする。
上記3種類の薬品を混合した浄化用薬剤は、目標とするpHとなるようにクエン酸ナトリウムと硫酸第一鉄を配合することによりpHは調整(調節)済みとなり、その上Fe(II)をキレート化して、且つヒドロキシラジカル(・OH)の生成が進行するキレート・フェントン反応活性の状態になる。後述の段落番号[0025]において図2に基づいて説明するとおり、硫酸第一鉄水溶液のpHは酸性であり、クエン酸ナトリウム水溶液のpHはアルカリ性であるから、これら2種の水溶液を混合したキレート溶液pHを4〜7の範囲に調節できる。クエン酸ナトリウムはキレート力に優れているので、Fe(II)をキレート化するキレート剤としても用いている。
よって、以下においては、上記の浄化用薬剤を「キレート・フェントン活性化溶液」と呼ぶことにする。
(1) Laboratory test for preparation and pH adjustment of purification (injection) drug First, actual soil containing pollutants in the in-situ environment (application site) where the in-situ chemical oxidation purification treatment method of the present invention is carried out Alternatively, groundwater is sampled, and the mixing ratio of each chemical of H2O2, ferrous sulfate and sodium citrate is within the following ranges, and the solution mixed with 3 chemicals is suitable for attenuating and purifying the target pollutant. The mixing ratio of various chemicals and the pH of the solution are obtained through laboratory tests. A so-called treatability test is performed.
The conditions for laboratory tests are as follows.
H2O2 concentration: 0.5-4.0%
Fe (II) / H2O2 (molar ratio) = 1/100 to 1/50
Fe (II) / sodium citrate (molar ratio) = 0.5 to 2.0
Next, in accordance with the solution conditions obtained in the laboratory test, solid sodium citrate is dissolved in an aqueous solution obtained by diluting H2O2 (35 wt%) with water, and after dissolution, ferrous sulfate is added to purify the dissolved solution. Drugs for use.
The above three kinds of cleaning agents chemicals were mixed, pH by blending sodium citrate and ferrous sulfate as the pH of the targeted Ri Do the adjustment (regulation) already, its on Fe (II ) And chelate and Fenton reaction activity in which the generation of hydroxy radical (.OH) proceeds . As described later in paragraph [0025] with reference to FIG. 2, the pH of the aqueous ferrous sulfate solution is acidic, and the pH of the aqueous sodium citrate solution is alkaline. Therefore, a chelate obtained by mixing these two aqueous solutions. The solution pH can be adjusted in the range of 4-7. Since sodium citrate is excellent in chelating power, it is also used as a chelating agent for chelating Fe (II).
Therefore, in the following, the above-mentioned purification agent will be referred to as “chelate-Fenton activation solution”.

(2)注入方法(浄化用薬剤を原位置環境へ提供する方法)
注入薬剤の用意:
本発明の原位置化学酸化浄化処理方法を実施する現場に相当する容量の処理槽1を用意して(図1)、上記した「キレート・フェントン活性化溶液」を調製する作業を行い、完成した「キレート・フェントン活性化溶液」を、原位置環境(適用サイト)に用意した注入ポンプ2および注入井戸3あるいはボーリングロッドなどを通じて、以下の要領で注入する。
井戸注入法:
浄化対象である原位置環境(適用サイト)の深度範囲(図1では飽和帯)にスリット3aを有する井戸3を設置し、注入ポンプ2により高められた圧力で、上記「キレート・フェントン活性化溶液」を直接注入して原位置環境へ提供する。注入された「キレート・フェントン活性化溶液」は、井戸3のスリット3aを通り、不飽和帯であれば、土粒子の空隙中に浸透して周辺に拡がる。飽和帯に注入すると、土粒子の空隙の地下水を押し出すように周辺に広がり、それぞれキレート・フェントン反応活性領域を形成する。
ボーリングロッド注入法:
浄化対象である原位置環境(適用サイト)の深度範囲までボーリングロッドを打ち込み、該ボーリングロッドに繋いだポンプにより、高められた圧力で「キレート・フェントン活性化溶液」を直接注入して原位置環境へ提供する。
ハイドロフラクチャー法(水圧破砕法):
地盤中の汚染プルームの上部に砂スラリーを圧入して、人工的に数センチメートル厚さの広がりを有する砂層を作り、その砂層に、ポンプにより高められた圧力で、上記の「キレート・フェントン活性化溶液」を直接注入する。「キレート・フェントン活性化溶液」は砂層を通じて汚染プルームへ浸透する。
(2) Injection method (method of providing a purification agent to the in-situ environment)
Preparation of infusion drug:
A treatment tank 1 having a capacity corresponding to the site where the in-situ chemical oxidation purification treatment method of the present invention is carried out was prepared (FIG. 1), and the above-described “chelate-Fenton activation solution” was prepared and completed. The “chelate-fenton activation solution” is injected through the injection pump 2 and the injection well 3 or the boring rod prepared in the in-situ environment (application site) in the following manner.
Well injection method:
A well 3 having a slit 3a is installed in the depth range (saturation zone in FIG. 1) of the in-situ environment (application site) to be purified, and the above-mentioned “chelate-Fenton activation solution” Directly into the in-situ environment. The injected “chelate-Fenton activation solution” passes through the slit 3 a of the well 3, and in the unsaturated zone, penetrates into the voids of the soil particles and spreads to the periphery. When injected into the saturation zone, it spreads to the periphery so as to push out the groundwater in the voids of the soil particles, forming chelate-Fenton reaction active regions, respectively.
Boring rod injection method:
A boring rod is driven to the depth range of the in-situ environment (application site) to be purified, and the “chelate / fenton activation solution” is directly injected at an increased pressure by a pump connected to the boring rod. To provide.
Hydrofracture method (hydraulic fracturing method):
Sand slurry is injected into the upper part of the contaminated plume in the ground to artificially create a sand layer with a spread of several centimeters in thickness. Direct injection of the “chemical solution”. The “chelate-fenton activation solution” penetrates the contaminated plume through the sand layer.

上記したように実施する本発明の原位置化学酸化浄化処理方法は、浄化用薬剤である「キレート・フェントン活性化溶液」とターゲットである汚染物質との直接接触の場を均一に分布させる。即ち、既にフェントン反応活性状態にある浄化薬剤を直接注入するので、これが提供された原位置環境には均一なフェントン反応活性の場が出来、(・OH)と汚染物質は容易、確実に接触して汚染物質の分解が起こる。
もっとも、本発明の場合も、浄化原理は、上記既往のフェントン法について段落番号[0004]で説明した(i)式の反応を利用していることには変わりがない。
浄化工期の短縮についていえば、浄化工期の大半は注入井戸等の設置時間と、浄化用薬剤の注入に要する時間である。本発明の場合、1本当たりの注入井戸で、浄化用薬剤の注入工程が1ステップで済むということは、上記した改良フェントン法のように2回の注入ステップが必要な浄化処理方法に比較すると、単純に計算して注入時間は1/2となる。また、要する手間もそれだけ減少することになるので、大幅な工期短縮と工費削減を実現できる。
The in-situ chemical oxidation purification treatment method of the present invention implemented as described above uniformly distributes the field of direct contact between the “chelate-Fenton activation solution” that is a purification agent and the target contaminant. That is, since the purification agent already in the Fenton reaction active state is directly injected, a uniform field of Fenton reaction activity can be created in the in-situ environment where this is provided, and (.OH) and the pollutant are in easy and reliable contact. This will cause degradation of pollutants.
However, in the present invention as well, the purification principle uses the reaction of the formula (i) described in paragraph [0004] for the above-described Fenton method, but there is no change.
As for shortening the cleaning work period, the majority of the purification construction period and the installation time of such injection wells, a time required for injection of the cleaning agent. In the case of the present invention, the injection process of the purification agent is completed with one injection well per injection well, compared to the purification treatment method that requires two injection steps as in the improved Fenton method described above. By simply calculating, the injection time is halved. In addition, since the time and effort required is reduced accordingly, the construction period can be greatly shortened and the construction cost can be reduced.

次に、浄化対象である原位置環境(適用サイト)が、ガソリンスタンドの跡地で、地下水のベンゼン汚染があり、地下水中のベンゼンを分解・除去することを主目的とする浄化工事に、本発明の原位置化学酸化浄化処理方法を実施する場合について、以下、図面に基づいて説明する。
浄化用薬剤溶液を注入する井戸は、通例、工事対象敷地内に汚染範囲に応じて多数本設置するが、図1では便宜上、注入井戸が3本である場合を示す。
この浄化工事対象地の地下水のベンゼン汚染は、飽和帯地下水の水面下4m〜7mの範囲に存在し、地下水中のベンゼン濃度は3mg/L程度である。浄化用薬剤溶液の注入範囲の地層は砂質で、浄化用薬剤溶液は浸透し易い。
本発明による原位置化学酸化浄化処理方法を実施する施工計画を策定するにあたり、注入井戸3の仕様は、事前の汚染調査の結果から、浄化用薬剤を構成する各薬品の配合比は、上記実施例1で説明したように、当該適用サイトの地下水を用いて事前に室内試験を行い決めた。
Next, the in-situ environment (application site) to be purified is the site of a gas station, where there is benzene contamination of groundwater, and the present invention is applied to purification work mainly for decomposing and removing benzene in groundwater. The case of carrying out the in-situ chemical oxidation purification treatment method will be described below with reference to the drawings.
In general, a large number of wells for injecting the cleaning chemical solution are installed in the construction site according to the contamination range, but FIG. 1 shows a case where there are three injection wells for convenience.
The benzene contamination of the groundwater of this purification work target site exists in the range of 4m to 7m below the surface of the saturated zone groundwater, and the benzene concentration in the groundwater is about 3mg / L. The formation in the injection range of the cleaning chemical solution is sandy, and the cleaning chemical solution is easy to penetrate.
In formulating the construction plan for carrying out the in-situ chemical oxidation purification treatment method according to the present invention, the specifications of the injection well 3 are based on the results of the previous contamination investigation, and the mixing ratio of each chemical constituting the purification chemical is as described above. As explained in Example 1, a laboratory test was conducted in advance using the groundwater at the application site.

(1)注入井戸の仕様
井戸の全長:7m
スクリーン長(孔あき範囲):4m
(2)浄化用薬剤の各薬品の配合比
H2O2wt%:0.5%(35wt%のH2O2を希釈したもの)
Fe(II)/H2O2(モル比)=1/50
クエン酸ナトリウム/Fe(II)=1
(3)浄化用薬剤溶液の調製手順
図1のように現地の地上に用意した処理槽1内で、下記のa)〜d)の手順により浄化用薬剤溶液(キレート・フェントン活性化溶液)を調製した。
a)濃度35wt%のH2O2を水道水で希釈し、所定量のH2O2水溶液を調製 する。
b)濃度10%の硫酸第一鉄水溶液を調製する。
c)濃度10%のクエン酸ナトリウム水溶液を調製する。
d)上記a)のH2O2水溶液に、上記(2)の配合比となるように10%クエン 酸ナトリウム水溶液を混合し、最後に10%硫酸第一鉄水溶液を混合する。
こうして注入用の浄化用薬剤溶液(キレート・フェントン活性化溶液)が出来上がる。
(1) Specification of injection well Total length of well: 7m
Screen length (perforated range): 4m
(2) Mixing ratio of each chemical for purification H2O2 wt%: 0.5% (35 wt% H2O2 diluted)
Fe (II) / H2O2 (molar ratio) = 1/50
Sodium citrate / Fe (II) = 1
(3) Preparation Procedure for Purification Chemical Solution In the treatment tank 1 prepared on the ground as shown in FIG. 1, the purification chemical solution (chelate / fenton activation solution) is prepared by the following steps a) to d). Prepared.
a) Dilute H2O2 with a concentration of 35 wt% with tap water to prepare a predetermined amount of H2O2 aqueous solution.
b) An aqueous ferrous sulfate solution having a concentration of 10% is prepared.
c) A 10% aqueous sodium citrate solution is prepared.
d) A 10% sodium citrate aqueous solution is mixed with the H2O2 aqueous solution of a) so as to achieve the blending ratio of (2) , and finally a 10% ferrous sulfate aqueous solution is mixed.
Thus, a cleaning chemical solution for injection (chelate / Fenton activation solution) is completed.

(4)浄化用薬剤溶液の注入工程
図1に基づいて、浄化用薬剤溶液の注入工程について説明する。
浄化用薬剤溶液は、上記処理槽1と接続した注入ポンプ2により高められた圧力のもとに、注入井戸3を通じて原位置環境(適用サイト)へ注入する。注入された浄化用薬剤溶液4は、キレート・フェントン反応活性状態のまま注入井戸3のスクリーン3aから注入井戸周辺の地中へ浸透する。浸透した浄化用薬剤溶液4が地下水中のベンゼンと接触することでベンゼンは分解される。
以上は1本の注入井戸3における基本的な注入作業を説明したものであり、順次に順番を決めて各注入井戸毎に注入工程を行う。
ただし、浄化用薬剤溶液の注入工程は、各注入井戸毎の単位ではなく、複数本の注入井戸3…へ同時期に注入することもできる。その場合には、上記注入ポンプ2に続くヘッダーパイプを設置して複数本の注入井戸3…と接続し、同ヘッダーパイプを通じて複数本の注入井戸へ浄化用薬剤溶液を分配注入する方法を実施する。
以上の注入工程は、1週間から2週間の間隔で複数回繰り返して注入を行う。したがって、注入井戸の本数が多くなるほど、本発明の原位置化学酸化浄化処理方法を実施すると注入時間の短縮効果が大きくなり、浄化工事期間の短縮、ひいては浄化工事費用の低減化に大きな効果を発揮する。
上記の浄化工事によるベンゼンの分解・除去の効果は、注入後の注入井戸内の水及び観測井戸内におけるベンゼン濃度をモニタリングすることにより確認する。
(4) Purification Chemical Solution Injection Process The purification chemical solution injection process will be described with reference to FIG.
The cleaning chemical solution is injected into the in-situ environment (application site) through the injection well 3 under the pressure increased by the injection pump 2 connected to the treatment tank 1. The injected cleaning chemical solution 4 penetrates into the ground around the injection well from the screen 3a of the injection well 3 while being in the chelate-Fenton reaction active state. Benzene is decomposed when the infiltrated cleaning chemical solution 4 comes into contact with benzene in the groundwater.
The above is a description of the basic injection operation in one injection well 3, and the injection process is carried out for each injection well in a sequential order.
However, the step of injecting the cleaning chemical solution can be performed at the same time into a plurality of injection wells 3 instead of the unit for each injection well. In that case, a header pipe following the infusion pump 2 is installed and connected to a plurality of injection wells 3... And a method of distributing and injecting the cleaning chemical solution to the plurality of injection wells through the header pipe is performed. .
The above injection process is repeated several times at intervals of 1 to 2 weeks. Therefore, as the number of injection wells increases, the in-situ chemical oxidation purification treatment method of the present invention increases the effect of shortening the injection time, and has a great effect on shortening the purification work period and consequently reducing the purification work cost. To do.
The effect of decomposition and removal of benzene by the above purification work will be confirmed by monitoring the water in the injection well after injection and the benzene concentration in the observation well.

(実施の効果)
下記に、ベンゼンあるいは灯油に汚染された地下水を用い、本発明の浄化用薬剤を用いて、ベンゼン又は灯油の減衰効果及び鉛(pb)の溶出性について、実験室における試験結果を説明する。
(1)浄化用薬剤の組成を変えることにより反応系のpHを調節できる。
H2O2を0.5%に調整した水溶液に、硫酸第一鉄水溶液とクエン酸ナトリウム水溶液の2種の溶液を、Fe(II)とクエン酸ナトリウムのモル比を変えて混合することにより、浄化用薬剤溶液(キレート・フェントン活性化溶液)のpHを調整することができる。
図2は、クエン酸ナトリウムとFe(II)とのモル比を2.0の配合にすると、pHは■印で示したように約7に調整でき、前記のモル比を1.0となるような配合にした場合には▲印で示したとおりpHを6程度に調整できる。そして、前記のモル比を0.5の配合にすると●印で示したとおりpHは約4に調整できることを示している。
(Effect of implementation)
Below, the test result in a laboratory is demonstrated about the attenuation | damping effect of benzene or kerosene, and the elution property of lead (pb) using the chemical | medical agent for purification | cleaning of this invention using the groundwater contaminated with benzene or kerosene.
(1) The pH of the reaction system can be adjusted by changing the composition of the cleaning agent.
Two types of solution, ferrous sulfate aqueous solution and sodium citrate aqueous solution, are mixed with the aqueous solution adjusted to 0.5% H2O2 by changing the molar ratio of Fe (II) and sodium citrate. The pH of the drug solution (chelate-Fenton activation solution) can be adjusted.
FIG. 2 shows that when the molar ratio of sodium citrate and Fe (II) is 2.0, the pH can be adjusted to about 7 as indicated by the black square, and the molar ratio becomes 1.0. In the case of such a formulation, the pH can be adjusted to about 6 as indicated by the ▲ mark. When the molar ratio is 0.5, the pH can be adjusted to about 4 as indicated by the mark ● .

(2)中性条件下でもキレート・フェントン反応は有効である。
(その1):地下水中ベンゼンの減衰
ベンゼンで汚染された地下水に対して、浄化用薬剤溶液の薬剤組成の条件として、H2O2を0.5%とし、Fe(II)/H2O2のモル比を1/50にし、クエン酸ナトリウム/Fe(II)のモル比を1に設定した浄化用薬剤溶液(キレート・フェントン活性化溶液)を添加すると、図3に示したように、初期に3mg/Lであったベンゼンは、8時間経過後には0.001mg/Lとなった。
(その2)地下水中の灯油の減衰効果
図4の左図Aは、既往の汎用フェントン法によるもの、右図Bは本発明の浄化用薬剤溶液を用いた場合の灯油の分解効果を示している。
即ち、灯油を含む地下水に対して、浄化用薬剤の組成条件として、H2O2が1.0%、Fe(II)/H2O2のモル比を1/50にし、クエン酸ナトリウム/Fe(II)を1.0に設定した浄化用薬剤溶液(キレート・フェントン活性化溶液)を添加すると、初期に1200mg/Lの灯油は、8時間経過後には320mg/Lとなる。既往の汎用フェントン法によるものは、およそ320mg/Lであった。
よって、本発明の浄化用薬剤溶液は、既往の汎用フェントン法によるものに比較して同等以上の分解効果を発揮することが判る。
(2) The chelate-Fenton reaction is effective even under neutral conditions.
(Part 1): Attenuation of benzene in groundwater As a condition of chemical composition of the chemical solution for purification with respect to groundwater contaminated with benzene, H2O2 is 0.5%, and the molar ratio of Fe (II) / H2O2 is 1. As shown in FIG. 3, the initial concentration of 3 mg / L is obtained by adding a cleaning chemical solution (chelate-Fenton activation solution) in which the molar ratio of sodium citrate / Fe (II) is set to 1. The amount of benzene was 0.001 mg / L after 8 hours.
(Part 2) Attenuation effect of kerosene in groundwater The left figure A of Fig. 4 is based on the conventional general-purpose Fenton method, and the right figure B shows the degradation effect of kerosene when the chemical solution for purification of the present invention is used. Yes.
That is, with respect to groundwater containing kerosene, the composition conditions of the purifying agent are as follows: H2O2 is 1.0%, Fe (II) / H2O2 molar ratio is 1/50, and sodium citrate / Fe (II) is 1 When a cleaning chemical solution (chelate-Fenton activation solution) set to 0.0 is added, the initial 1200 mg / L of kerosene becomes 320 mg / L after 8 hours. It was about 320 mg / L based on the existing general-purpose Fenton method.
Therefore, it turns out that the chemical | medical agent solution for purification | cleaning of this invention exhibits the decomposition | disassembly effect equivalent to or more compared with the thing by the past general purpose Fenton method.

(3)鉛(pb)の溶出を抑制する。
既往の汎用フェントン法は、反応環境を酸性にすることが必須条件であるために、浄化ターゲットの汚染物質を分解・除去できたとしても、土壌に含まれていた金属が酸性環境で溶出して新たな汚染を起こす可能性がある。
汚染が判明する最も頻度の高い金属は鉛(pb)なので、鉛を含有する土壌に対して、既往の汎用フェントンと、本発明による浄化用薬剤を添加したケースとで、pb溶出のしやすさを比較した。
pb溶出の試験の条件として、本発明の浄化用薬剤を添加したケースでは、土壌重量当たり1.0%のH2O2の水溶液にH2O2の1/50モルのFe(II)、およびFe(II)と等モルのクエン酸ナトリウムを混合した浄化用薬剤溶液(キレート・フェントン活性化溶液)を土壌に添加した。
比較対象である既往の汎用フェントンの場合は、クエン酸で酸性に調節した土壌に対してH2O2が1.0%、H2O2の1/50モルのFe(II)となるよう硫酸第一鉄を土壌試料に添加した。
土壌と反応薬剤溶液の浸漬時間は24時間とし、その後遠心分離を行い、分離水中のpbを測定した。
(3) Suppresses elution of lead (pb).
The existing general-purpose Fenton method requires that the reaction environment be acidic, so even if the pollutants on the purification target can be decomposed and removed, the metals contained in the soil are eluted in the acidic environment. New contamination may occur.
Since lead (pb) is the most frequent metal that is found to be contaminated, it is easy to elute pb in the conventional general-purpose Fenton and the case where the purification agent according to the present invention is added to the soil containing lead. Compared.
In the case where the purification agent of the present invention was added as a condition for the pb elution test, 1/50 mol of Fe (II) and Fe (II) of 1/50 mol of H2O2 were added to an aqueous solution of 1.0% H2O2 per soil weight. A cleansing chemical solution (chelate Fenton activation solution) mixed with equimolar sodium citrate was added to the soil.
In the case of the conventional general-purpose Fenton, which is a comparison object, ferrous sulfate is added to the soil so that H2O2 is 1.0% and 1/50 mol of Fe (II) of H2O2 with respect to the soil adjusted to be acidic with citric acid. Added to the sample.
The immersion time of the soil and the reactive agent solution was 24 hours, and then centrifugation was performed to measure pb in the separated water.

その結果、反応系の分離水中のpb濃度は、既往の汎用フェントンでは23mg/Kgであるが、本発明の浄化用薬剤を添加したケースでは0.07mg/Kgで、溶出濃度は微量であることが確認された。本発明の浄化用薬剤はpbの溶出を抑制する効果が高いことが認められる。
下の表2は、上記した試験対象は、薬剤を含まないミネラルウオーターを反応系の薬剤容量と同一量を添加した場合の溶出抑制効果を示している。

Figure 0004700083
As a result, the pb concentration in the separated water of the reaction system is 23 mg / Kg in the conventional general-purpose Fenton, but 0.07 mg / Kg in the case where the purification agent of the present invention is added, and the elution concentration is very small. Was confirmed. It is recognized that the purifying agent of the present invention has a high effect of suppressing elution of pb.
Table 2 below shows the elution suppression effect when the test object described above is added with the same amount of the mineral water not containing the drug as the drug volume of the reaction system.
Figure 0004700083

以上に、本発明を実施例と共に説明したが、もとより本発明は実施例に限定されるものではない。本発明の目的と要旨を逸脱しない範囲で、いわゆる当業者が必要に応じて行う設計変更や応用変形の技術的思想を包含するものであることをのため申し添える。 Although the present invention has been described above together with the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments. Without departing from the purpose and spirit of the present invention, it adds to what has been said for the precaution that is intended to encompass the technical idea of design changes and applications deformation called person skilled in the art when necessary.

本発明による原位置化学酸化浄化処理方法を実施する要領を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed the point which enforces the in-situ chemical oxidation purification processing method by this invention. 浄化用薬剤におけるクエン酸ナトリウムとFe(II)との比とpHの関係を示す相関図である。It is a correlation diagram which shows the relationship between the ratio of sodium citrate and Fe (II) and pH in a purification agent. 本発明の浄化用薬剤溶液によるベンゼンの減衰効果を表した相関図である。It is a correlation diagram showing the attenuation effect of benzene by the chemical | medical agent for purification | cleaning of this invention. Aは既往の汎用フェントン法による場合、Bは本発明の浄化用薬剤による灯油の分解効果を示す比較図である。When A is based on the conventional general-purpose Fenton method, B is a comparative view showing the decomposition effect of kerosene by the purification agent of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 処理槽
2 注入ポンプ
3 注入井戸
4 注入した浄化用薬剤溶液
1 treatment tank 2 injection pump 3 injection well 4 injected chemical solution for purification

Claims (4)

地下地盤における不飽和帯ないし飽和帯の少なくとも1つの地盤を含む原位置環境で汚染物質を化学酸化処理する方法において、
地上に用意した処理槽内で、硫酸第一鉄、クエン酸ナトリウムおよび過酸化水素を含みpH4〜7の範囲に混合水溶液を調製すること
前記処理槽内における混合水溶液の調製は、過酸化水素の重量%が0.5〜4.0%の水溶液に、クエン酸ナトリウムに対する硫酸第一鉄の2価鉄とのモル比を1.0〜2.0に調整した溶液を混合することによりpHを6〜7の範囲とすること、
前記の混合水溶液を原位置環境へ提供して、不飽和帯ないし飽和帯の少なくとも1つの地盤を含む原位置環境で汚染物質を無害な物質に化学酸化処理することを特徴とする、地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法。
In a method for chemically oxidizing a pollutant in an in-situ environment including at least one ground in an unsaturated zone or a saturated zone in an underground ground,
Preparing a mixed aqueous solution in the range of pH 4-7 containing ferrous sulfate, sodium citrate and hydrogen peroxide in a treatment tank prepared on the ground;
Preparation of the mixed aqueous solution in the treatment tank was carried out by changing the molar ratio of ferrous sulfate to divalent iron with respect to sodium citrate to an aqueous solution containing 0.5 to 4.0% by weight of hydrogen peroxide. A pH adjusted to a range of 6 to 7 by mixing a solution adjusted to -2.0,
Providing the mixed aqueous solution to an in-situ environment, and chemically oxidizing the pollutant into a harmless substance in the in-situ environment including at least one ground in an unsaturated zone or a saturated zone. In-situ chemical oxidation purification method.
前記混合水溶液は、高められた圧力で、注入井戸を通じて原位置環境へ提供することを特徴とする、請求項1に記載した地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法。 2. The in-situ chemical oxidation purification method for underground ground according to claim 1, wherein the mixed aqueous solution is supplied to an in-situ environment through an injection well at an increased pressure. 前記混合水溶液は、高められた圧力で、ボーリングロッドを利用する注入法により原位置環境へ提供することを特徴とする、請求項1に記載した地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法。 The in-situ chemical oxidation purification method for underground ground according to claim 1, wherein the mixed aqueous solution is provided to the in-situ environment by an injection method using a boring rod at an increased pressure. 前記混合水溶液は、高められた圧力で、ハイドロフラクチャー法(水圧破砕法)により原位置環境へ提供することを特徴とする、請求項1に記載した地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法。 The in-situ chemical oxidation purification method for underground ground according to claim 1, wherein the mixed aqueous solution is provided to an in-situ environment by a hydrofracture method (hydraulic crushing method) at an increased pressure.
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