JP6238047B2 - 地下水水質測定方法および地下水水質測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、原位置における地下水の水質を測定する方法および水質を測定する装置に関するものであり、特に、ボーリング孔等の掘削孔を利用して地下深部の地下水のｐＨ、酸化還元電位（以下、ＯＲＰという。）などの原位置の地下水水質を測定するのに好適な地下水水質測定方法および地下水水質測定装置に関するものである。

従来、地盤調査などにおいて原位置の地下水の水質を測定するための技術が知られている（例えば、特許文献１〜４または非特許文献１を参照）。特許文献１に示される採水装置は、筒状のロッドに接続され、ボーリング孔内の所定位置に設置されるパッカーと、パッカーで閉塞された区間内の地下水をロッドを介して揚水するためのポンプと、ロッド内を開閉するバルブとを備えており、ロッド内の地下水を真空ボトルに移して、水質分析を行うものである。

また、特許文献２に示される地下水の溶存酸素検出技術は、ボーリング孔内の地下水深度に光センサ付きパッカー対で仕切った区間を形成し、当該区間が前述の深度の地下水で置換されたのち当該区間へ酸素と反応して発光する発光試薬を投入し、光センサの出力により前述の深度の地下水の溶存酸素を検出するものである。

また、特許文献３に示される地盤探査器は、長尺（例えば１０ｍ）のセンサーケーブルの下端に設けた地盤測定部と、上端に設けた地上の計測器とで構成されており、地盤内に形成したボーリング孔内に地盤測定部を浸水するまで貫入し、その深度における地下水のｐＨ、ＯＲＰ等を測定し、その測定値を地上の計測器に表示させるものである。

また、特許文献４に示される地下水のモニタリング技術は、ボーリング孔内の深度方向に所定の間隔で設置される複数の観測用パッカーにて多段に区分けされた各区間のうち、採水対象区間の地下水の水質を観測するとともに採水が可能で、かつ、採水時も採水対象区間を含むすべての区間の間隙水圧を連続測定するものである。

また、非特許文献１に示されるＭＰシステムは、地下深部の地下水を、原位置での圧力を保持したまま大気と接触しない状態で採水する地下水モニタリング方法である。この方法では、ボーリング孔にＭＰケーシングと呼ばれるパッカーの付いたケーシングを設置し、それにより決められた区間の地下水を採水口の開閉により採水ボトルに取り込んでいる。

図７は、上記のＭＰシステムの構成図を示したものである。図７に示すように、このＭＰシステムは、地中に設けられたボーリング孔１内の深度方向に所定の間隔で設置される複数のパッカー２にて多段に区分けされた各区間のケーシングパイプ３部分に連結された水圧計測用のメジャーメントポート４および採水用のポンピングポート５と、位置特定用のロケーションカラー６と、下端閉塞用のエンドプラグ７とを備えている。なお、ケーシングパイプ３の連結部分はＯリング等により水漏れが防止され、ポンピングポート５は、採水作業や計測区間内の水の入れ替え等に使用する図示しない採水ポートを有している。

次に、このＭＰシステムによる水圧計測方法について説明する。
図８は、このＭＰシステムによる水圧計測の概念を示した側断面図である。図８に示すように、このＭＰシステムは、ケーシングパイプ３内に挿通され、メジャーメントポート４に接続してケーシングパイプ３外部の間隙水圧を測定するための圧力センサを有するプレッシャープローブ８をさらに備えており、深度方向多区間の地下水の間隙水圧の測定が可能となっている。

図９は、プレッシャープローブの概略図であり、図１０は、プレッシャープローブによる水圧計測手順の説明図である。図９および図１０に示すように、プレッシャープローブ８は円筒状のものであり、ロケーションアーム８ａとバッキングシュー８ｂと圧力センサ８ｃと導入口８ｄとプランジャー８ｅとを備える。

ロケーションアーム８ａは、プレッシャープローブ８の上下方向中央部の外周面に出没自在に設けられ、突出する方向に付勢されている。バッキングシュー８ｂは、ロケーションアーム８ａが設けられる位置の裏面側に設けられる。圧力センサ８ｃは、円筒内部に格納されている。導入口８ｄは、地下水を内部の圧力センサ８ｃに導入するためのものであり、ロケーションアーム８ａの下側に設けられる。プランジャー８ｅは、圧力漏れを防ぐためのものであり、導入口８ｄに設けられる。

ここで、プランジャー８ｅの周囲には図示しないフェイスシールが施してあり、導入口８ｄをメジャーメントポート４の計測口４ａに押し当てた際の圧力漏れを防ぐようになっている。また、プレッシャープローブ８の下端には外部接続口８ｇが設けてあり、この外部接続口８ｇは開閉バルブ８ｆを介して導入口８ｄと連通可能になっている。

プレッシャープローブ８による地下水の間隙水圧を計測する手順としては、まず、図８に示すように、ケーブル１１ａに繋がれたプレッシャープローブ８を、地上からの制御によりウインチ１１ｂを介してケーシングパイプ３内の計測対象箇所（任意のメジャーメントポート４の位置）に降ろす。そして、図１０（１）に示すように、このプレッシャープローブ８のロケーションアーム８ａをメジャーメントポート４に設置する。ここで、メジャーメントポート４内壁には、ロケーションアーム８ａを引っ掛けるためのらせん状の溝が設けてあるので、この溝にロケーションアーム８ａを引っ掛けるようにする。

続いて、図１０（２）に示すように、バッキングシュー８ｂでメジャーメントポート４内壁から反力を取り、プレッシャープローブ８の圧力センサ８ｃの導入口８ｄをメジャーメントポート４の計測口４ａに押し当てて水圧を計測する。なお、図１１に示すように、各区間のケーシングパイプ３の各メジャーメントポート４に対して一連のプレッシャープローブ８をそれぞれ接続することで、多区間の間隙水圧を同時に連続して測定することもできる。

次に、このＭＰシステムを用いた採水方法について説明する。
図１２は、このＭＰシステムによる採水作業の概念図であり、図１３は、採水作業手順の説明図である。図１２および図１３に示すように、プレッシャープローブ８の下端の外部接続口８ｇには、地下水を採水するためのサンプラーボトル９の採水口９ａを接続しておく。このような構成を採用することで、深度方向多区間の地下水の採水と間隙水圧の測定が可能となる。地下水を採水する際は、プレッシャープローブ８はサンプラープローブとしての機能を兼ねることになる。

プレッシャープローブ８による採水作業手順としては、まず、図１２に示すように、ケーブル１１ａに繋がれたプレッシャープローブ８およびサンプラーボトル９を、地上からの制御によりウインチ１１ｂを介してケーシングパイプ３内の計測対象箇所（任意のメジャーメントポート４の位置）に降ろす。そして、図１３（１）に示すように、プレッシャープローブ８のロケーションアーム８ａをメジャーメントポート４内壁の溝に設置する。

続いて、図１３（２）に示すように、バッキングシュー８ｂでプレッシャープローブ８の圧力センサ８ｃの導入口８ｄをメジャーメントポート４の計測口４ａに押し当てて導入口８ｄを計測口４ａに接続するとともに、バルブ８ｆを開いてプレッシャープローブ８の導入口８ｄとサンプラーボトル９の採水口９ａとを連通状態にする。そして、プレッシャープローブ８の導入口８ｄ、外部接続口８ｇ、採水口９ａを介して地下水をサンプラーボトル９内に採水する。なお、圧力センサ８ｃで採水対象区間の間隙水圧を測定しながら採水することも可能である。

ここで、採水に用いるサンプラーボトル９はステンレス製の中空構造のものであり、地下深部（例えば深度約１４００ｍまで）の地下水をその圧力を保持した状態で地上に回収することができる（封圧採水）。

地上に回収されたサンプラーボトル９は減圧後開封され、封入してある地下水は現場にて所定の採水ビンに移されてから分析所に送付され、水質分析される。このとき、水質分析のデータ保証のため、現場においては採水した地下水のｐＨ、ＯＲＰ（酸化還元電位）などの物理化学変数（水質）が測定される。

特開２００９−２９３２２４号公報 特開２００７−２５６０２５号公報 特許第５１６５０４８号公報 特許第４４５２８５１号公報

「ＨＤＢ−３、４孔における地下水の水圧・水質長期モニタリング装置の設置（核燃料サイクル開発機構業務報告書）」、ＪＮＣ ＴＪ５４１０ ２００４−００６、２００４年３月、清水建設株式会社

ところで、上記の従来の水質測定方法で用いるサンプラーボトル９は中空構造であるため、採水前において内部に空気が混入しやすく、混入した空気の影響により、採水した地下水のｐＨ、ＯＲＰの値が変化する可能性がある。この場合、採水した地下水の正確なｐＨ、ＯＲＰの測定ができないために、正確な水質の評価ができなくなるおそれがあった。このため、採水した原位置における地下水の水質をより正確に測定することが求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、原位置における地下水の水質をより正確に測定することができる地下水水質測定方法および地下水水質測定装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る地下水水質測定方法は、原位置に設置したサンプラーボトルに地下水を封圧採水した後、地上に回収した前記サンプラーボトルを減圧後開封して前記地下水の水質を測定する方法であって、前記地下水を封圧採水する直前の前記サンプラーボトルの容量をゼロにしてから、原位置の地下水を前記サンプラーボトルに封圧採水した後、地上に回収した前記サンプラーボトルを、外部から手を差し入れてグローブ装着操作を可能とした気密性を有するグローブボックス内に入れるとともに、前記グローブボックス内にｐＨ計とＯＲＰ計を入れ、前記グローブボックス内に不活性ガスを充填し、前記グローブボックス内の酸化状態を酸素濃度計で検知し、前記グローブボックス内が還元状態にあることを確認した後、前記サンプラーボトルを開封して、前記地下水のｐＨとＯＲＰを測定することを特徴とする。

また、本発明に係る地下水水質測定装置は、原位置に設置したサンプラーボトルに地下水を封圧採水した後、地上に回収した前記サンプラーボトルを減圧後開封して前記地下水の水質を測定する装置であって、前記地下水を封圧採水する直前の前記サンプラーボトルの容量をゼロにしてから、原位置の地下水を前記サンプラーボトルに封圧採水する手段と、地上に回収した前記サンプラーボトルが内部に入れられ、外部から手を差し入れてグローブ装着操作を可能とした気密性を有するグローブボックスと、前記グローブボックス内に入れられるｐＨ計とＯＲＰ計と、不活性ガスが充填された前記グローブボックス内の酸化状態を検知する酸素濃度計と、前記酸素濃度計で前記グローブボックス内が還元状態にあることを確認した後、前記サンプラーボトルを開封して、前記地下水のｐＨとＯＲＰを測定する手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る地下水水質測定方法によれば、原位置に設置したサンプラーボトルに地下水を封圧採水した後、地上に回収した前記サンプラーボトルを減圧後開封して前記地下水の水質を測定する方法であって、前記地下水を封圧採水する直前の前記サンプラーボトルの容量をゼロにしてから、原位置の地下水を前記サンプラーボトルに封圧採水した後、地上に回収した前記サンプラーボトルを、外部から手を差し入れてグローブ装着操作を可能とした気密性を有するグローブボックス内に入れるとともに、前記グローブボックス内にｐＨ計とＯＲＰ計を入れ、前記グローブボックス内に不活性ガスを充填し、前記グローブボックス内の酸化状態を酸素濃度計で検知し、前記グローブボックス内が還元状態にあることを確認した後、前記サンプラーボトルを開封して、前記地下水のｐＨとＯＲＰを測定するので、採水する地下水に対して、サンプラーボトル内に採水前から溜まっていた空気等の気体が混入するのを防ぐことができる。このため、採水した地下水のｐＨ、ＯＲＰの値に影響を与えるおそれがない。したがって、地上に回収したサンプラーボトルを減圧後開封した際に、原位置の地下水の水質を従来の方法よりも正確に測定することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る地下水水質測定装置によれば、原位置に設置したサンプラーボトルに地下水を封圧採水した後、地上に回収した前記サンプラーボトルを減圧後開封して前記地下水の水質を測定する装置であって、前記地下水を封圧採水する直前の前記サンプラーボトルの容量をゼロにしてから、原位置の地下水を前記サンプラーボトルに封圧採水する手段と、地上に回収した前記サンプラーボトルが内部に入れられ、外部から手を差し入れてグローブ装着操作を可能とした気密性を有するグローブボックスと、前記グローブボックス内に入れられるｐＨ計とＯＲＰ計と、不活性ガスが充填された前記グローブボックス内の酸化状態を検知する酸素濃度計と、前記酸素濃度計で前記グローブボックス内が還元状態にあることを確認した後、前記サンプラーボトルを開封して、前記地下水のｐＨとＯＲＰを測定する手段とを備えるので、採水する地下水に対して、サンプラーボトル内に採水前から溜まっていた空気等の気体が混入するのを防ぐことができる。このため、採水した地下水のｐＨ、ＯＲＰの値に影響を与えるおそれがない。したがって、地上に回収したサンプラーボトルを減圧後開封した際に、原位置の地下水の水質を従来の方法よりも正確に測定することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る地下水水質測定方法および地下水水質測定装置が適用される地下水モニタリング装置（ＭＰシステム）の一例を示す図である。 図２は、本発明に係る地下水水質測定方法および地下水水質測定装置の実施例を示す側断面図である。 図３は、本発明に用いられるサンプラーボトルの一例を示す側断面図である。 図４は、本発明に用いられるサンプラーボトルの底面図である。 図５は、本発明に係る地下水水質測定方法および地下水水質測定装置の動作を説明する図である。 図６は、本発明による現場におけるｐＨ、ＯＲＰ測定方法の一例であり、不活性ガス雰囲気下での測定例を示す図である。 図７は、従来の地下水モニタリング装置（ＭＰシステム）の一例を示す図である。 図８は、従来の地下水モニタリング装置（ＭＰシステム）による水圧計測の概念を示す側断面図である。 図９は、従来の地下水モニタリング装置（ＭＰシステム）のプレッシャープローブを示す図であり、（１）は概略斜視図、（２）は側面図である。 図１０は、従来の地下水モニタリング装置（ＭＰシステム）による水圧計測の手順図である。 図１１は、従来の地下水モニタリング装置（ＭＰシステム）による自動水圧計測の概念を示す側断面図である。 図１２は、従来の地下水モニタリング装置（ＭＰシステム）による採水作業の概念を示す側断面図である。 図１３は、従来の地下水モニタリング装置（ＭＰシステム）による採水の手順図である。

以下に、本発明に係る地下水水質測定方法および地下水水質測定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例では、本発明に係る地下水水質測定方法および地下水水質測定装置を上述したＭＰシステムに適用する場合を例にとり説明するが、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

まず、本発明に係る地下水水質測定方法および地下水水質測定装置が適用されるＭＰシステムについて図１および図２を参照しながら説明する。

図１に示すように、このＭＰシステムは、ボーリング孔１０内の深度方向に所定の間隔で設置される複数のパッカー１２にて多段に区分けされた各区間の中空円筒状のケーシングパイプ１４（ケーシング）部分に連結された水圧計測用のメジャーメントポート１６と、採水用のポンピングポート１８と、位置特定用のロケーションカラー２０と、下端閉塞用のエンドプラグ２２とを備えている。ケーシングパイプ１４の連結部分はＯリング等により水漏れが防止され、ポンピングポート１８は、採水作業や計測区間内の水の入れ替え等に使用する採水ポートを有している。また、各段のケーシングパイプ１４の寸法としては、例えば内径５０〜６０ｍｍ程度、一本あたりの長さ１〜３ｍ程度とすることができる。

このＭＰシステムは、図２に示すように、ケーシングパイプ１４内に挿通され、メジャーメントポート１６に接続してケーシングパイプ１４外部の間隙水圧を測定するための圧力センサを有するプレッシャープローブ２４と、プレッシャープローブ２４を介して地下水を採水するためのサンプラーボトル２６とをさらに備えており、深度方向多区間の地下水の採水と間隙水圧の測定が可能となっている。プレッシャープローブ２４は上記の従来のものと同様な構造であるため詳細な説明は省略する。サンプラーボトル２６はステンレス製であり、地下深部（例えば深度約１４００ｍまで）の地下水をその圧力を保持した状態で地上に回収することができる（封圧採水）。

次に、サンプラーボトル２６の構成について説明する。
図３および図４に示すように、サンプラーボトル２６は、上下に延びた中空筒状部３０とこの両端を塞ぐ頂部３２と底部３４とで気密状態に密封された容器により構成される。頂部３２および底部３４の内面側は、互いに平行な面一の状態に形成してある。頂部３２には小径の採水口３６が設けてあり、外側の専用バルブ３８に接続してある。

底部３４の外側部分に形成された凹状部３４ａには固定部材４２ａが設けられ、この固定部材４２ａから下側には容量変更手段２８が設けてある。この容量変更手段２８は、上下方向に延在するピストンロッド４２とその下端部に設けた水平棒状の把持部４０とからなる。これらピストンロッド４２、把持部４０は本発明の容量変更手段２８として機能するものであり、ピストンロッド４２を押し引き操作することにより、サンプラーボトル２６の気密状態を維持しつつ、底部３４を中空筒状部３０内で筒軸方向（筒の延在方向）に移動できるようになっている。

上記のように構成されたサンプラーボトル２６の動作および作用を説明する。
ピストンロッド４２を押し上げて底部３４と頂部３２の内面側同士を隙間なく密着させた状態にすると、サンプラーボトル２６に溜まっていた空気等の気体は採水口３６を通じて外部に排出され、地下水が入れられる前のサンプラーボトル２６の容量を簡便にゼロにすることができる。なお、この操作は、遅くとも採水直前までに行っておくことが必要であるが、好ましくは、地上にてサンプラーボトル２６をプレッシャープローブ２４に接続する前に行っておくことが望ましい。また、ピストンロッド４２の押し引き操作については、地上で行う場合には人の手で行ってもよいし、ボーリング孔に挿入後に行う場合には、地上からの遠隔操作で行うようにしてもよい。

上記の実施の形態において、容量変更手段２８として、底部３４の外側に設けたピストンロッド４２を押し引き操作することにより底部３４を中空筒状部３０内で筒軸方向に移動可能とした構成について説明したが、これに限るものではない。例えばサンプラーボトル２６の気密状態を維持しつつ底部３４と頂部３２の少なくとも一方を中空筒状部３０内で筒軸方向に沿って移動させて底部３４と頂部３２との間隔を変更することにより、サンプラーボトル２６の容量を変更するようにしてもよい。また、採水直前にサンプラーボトル２６の容量をゼロにして、ボトル内部の空気等の気体を排除可能な構造であれば、そのほかの構造を採用してももちろん構わない。

図２に示すように、本発明を適用したＭＰシステムにより地下水を採水する場合には、プレッシャープローブ２４はサンプラープローブとしての機能を兼ねることになる。このプレッシャープローブ２４の下側にサンプラーボトル２６を図示しないバルブを介して接続しておく。そして、地上からの制御によりケーブル１１ａ、ウインチ１１ｂ等を介してプレッシャープローブ２４およびサンプラーボトル２６をケーシングパイプ１４内の採水対象箇所に降ろす。

次に、本発明を適用したＭＰシステムによる採水作業の具体的手順について説明する。
まず、図３に示されるサンプラーボトル２６において、ボトル２６内に存在する空気等の気体が地下水に混入しないように、遅くとも地下水の採水直前までに、ピストンロッド４２を押し上げて底部３４と頂部３２の内面側同士を隙間なく密着させた状態にしておき、採水前のサンプラーボトル２６内の気体容量をゼロにしておく。

次に、図５（１）に示すように、地上から降ろしたプレッシャープローブ２４およびサンプラーボトル２６を採水対象箇所のメジャーメントポート１６に設置する。ここで、メジャーメントポート１６内壁には、上記の従来技術と同様に、プレッシャープローブ２４のロケーションアーム２４ａを引っ掛けるためのらせん状の溝が設けてある。一方、ロケーションアーム２４ａは突出する方向に付勢されて、出没自在となっている。そこで、このロケーションアーム２４ａをメジャーメントポート１６に設置する。

続いて、図５（２）に示すように、バッキングシュー２４ｂでメジャーメントポート１６内壁から反力を取り、プレッシャープローブ２４の圧力センサ２４ｃの導入口２４ｄをメジャーメントポート１６の計測口１６ａに押し当てて導入口２４ｄを計測口１６ａに接続する。そして、バルブ２４ｆを開いてプレッシャープローブ２４の導入口２４ｄおよび外部接続口２４ｇと、サンプラーボトル２６の採水口３６とを連通状態にする。圧力センサ２４ｃにより採水対象区間の間隙水圧を測定しながら、プレッシャープローブ２４の導入口２４ｄを介して地下水をサンプラーボトル２６内に採水する。

ここで、採水する時には対象区間の地下水圧の水頭よりもケーシングパイプ１４内の孔内水位を低下させておく。この状態でプレッシャープローブ２４を対象区間のメジャーメントポート１６に設置しバルブ２４ｆを開くと、圧力差によって対象区間の地下水がサンプラーボトル２６内に流入する。この作動圧が例えば約２０ｋＰａに設定してある場合には、孔内水位は対象区間の水圧よりも２０ｋＰａ以下に調整しておけばよい。サンプラーボトル２６内に流入した地下水の圧力によってボトル内の底部３４は下方に押し下げられ、ついにはサンプラーボトル２６の最下部に達することで所定の容量の地下水が採水できる。このようにすることで、従来から知られているＭＰシステムに対して本発明を容易に適用可能である。

サンプラーボトル２６を地上で回収し、圧力を開放することによってｐＨ、ＯＲＰ等の地下水水質の測定が可能となる。ここで、サンプラーボトル２６から地下水を取り出す場合には、サンプラーボトル２６の容量を容量変更手段２８で減少することでサンプラーボトル２６内の地下水を回収できる。例えば、図３に示される構造のものであれば、ピストンロッド４２を押し上げることによって採水口３６を通じて地下水を取り出し、サンプラーボトル２６の容量を減少させることができる。

ここで、本発明に係る地下水水質測定方法は、地下水を封圧採水する直前のサンプラーボトル２６の容量をゼロにしてから、原位置の地下水をサンプラーボトル２６に封圧採水した後、地上に回収したサンプラーボトル２６を、外部から手を差し入れてグローブ装着操作を可能とした気密性を有するグローブボックス内に入れるとともに、グローブボックス内にｐＨ計とＯＲＰ計を入れ、グローブボックス内に不活性ガスを充填し、グローブボックス内の酸化状態を酸素濃度計で検知し、グローブボックス内が還元状態にあることを確認した後、サンプラーボトル２６を開封して、地下水のｐＨとＯＲＰを測定するものである。

次に、サンプラーボトル２６を地上に回収した後における地下水水質測定方法の実施の形態について図６を参照しながら説明する。

図６に示すように、グローブバッグ４４（グローブボックス）の中にｐＨ計４６、ＯＲＰ計４８および地上に回収したサンプラーボトル２６を入れる。そして、窒素ボンベ５０からパイプ５２を通じてグローブバッグ４４内に窒素（Ｎ_２）等の不活性ガスを充てんし、酸化状態を酸素濃度計５４で確認する。還元状態にあることを確認した後、サンプラーボトル２６を開封し、採水した地下水のｐＨ、ＯＲＰの測定を行う。ここで、グローブバッグ４４内は、窒素ガスで充分に置換し、作業中も窒素を供給して出入り（インとアウト）のバランスをとっておくことが好ましい。

このように、本発明によれば、採水する地下水に対して、サンプラーボトル２６内に採水前から溜まっていた空気等の気体が混入するのを防ぐことができる。このため、採水した地下水のｐＨ、ＯＲＰの値に影響を与えるおそれがない。したがって、本発明によれば、地上に回収したサンプラーボトル２６を減圧後開封した際に、原位置の地下水の水質を従来の方法よりも正確に測定することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る地下水水質測定装置は、地下水を封圧採水する直前のサンプラーボトルの容量をゼロにしてから、原位置の地下水をサンプラーボトルに封圧採水する手段と、地上に回収したサンプラーボトルが内部に入れられ、外部から手を差し入れてグローブ装着操作を可能とした気密性を有するグローブボックスと、グローブボックス内に入れられるｐＨ計とＯＲＰ計と、不活性ガスが充填されたグローブボックス内の酸化状態を検知する酸素濃度計と、酸素濃度計でグローブボックス内が還元状態にあることを確認した後、サンプラーボトルを開封して、地下水のｐＨとＯＲＰを測定する手段とを備えるものである。したがって、本発明に係る地下水水質測定装置によれば、上記の地下水水質測定方法と同様な効果を奏することができる。

このように、本発明によれば、地上に回収したサンプラーボトルを減圧後開封した際に、原位置の地下水の水質を従来の方法よりも正確に測定することができる。特に、放射性廃棄物処分の環境影響評価では地下深部の地下水水質の把握が非常に重要である。しかし、従来の方法では水質分析のため地上に揚水すると、温度・圧力の変化や大気との接触のために水質が変化することから、分析データから地下水水質を推定する必要がある。その推定を行うために必要なデータが正確なｐＨ、ＯＲＰに関するデータである。本発明によれば、地下水モニタリング孔において大気の影響を受けていないより正確なｐＨ、ＯＲＰの測定ができるようになるので、地下深部の地下水水質の推定のために必要な基礎データを取得することができる。

以上説明したように、本発明に係る地下水水質測定方法によれば、原位置に設置したサンプラーボトルに地下水を封圧採水した後、地上に回収した前記サンプラーボトルを減圧後開封して前記地下水の水質を測定する方法であって、前記地下水を封圧採水する直前の前記サンプラーボトルの容量をゼロにしてから、原位置の地下水を前記サンプラーボトルに封圧採水した後、地上に回収した前記サンプラーボトルを、外部から手を差し入れてグローブ装着操作を可能とした気密性を有するグローブボックス内に入れるとともに、前記グローブボックス内にｐＨ計とＯＲＰ計を入れ、前記グローブボックス内に不活性ガスを充填し、前記グローブボックス内の酸化状態を酸素濃度計で検知し、前記グローブボックス内が還元状態にあることを確認した後、前記サンプラーボトルを開封して、前記地下水のｐＨとＯＲＰを測定するので、採水する地下水に対して、サンプラーボトル内に採水前から溜まっていた空気等の気体が混入するのを防ぐことができる。このため、採水した地下水のｐＨ、ＯＲＰの値に影響を与えるおそれがない。したがって、地上に回収したサンプラーボトルを減圧後開封した際に、原位置の地下水の水質を従来の方法よりも正確に測定することができる。

また、本発明に係る地下水水質測定装置によれば、原位置に設置したサンプラーボトルに地下水を封圧採水した後、地上に回収した前記サンプラーボトルを減圧後開封して前記地下水の水質を測定する装置であって、前記地下水を封圧採水する直前の前記サンプラーボトルの容量をゼロにしてから、原位置の地下水を前記サンプラーボトルに封圧採水する手段と、地上に回収した前記サンプラーボトルが内部に入れられ、外部から手を差し入れてグローブ装着操作を可能とした気密性を有するグローブボックスと、前記グローブボックス内に入れられるｐＨ計とＯＲＰ計と、不活性ガスが充填された前記グローブボックス内の酸化状態を検知する酸素濃度計と、前記酸素濃度計で前記グローブボックス内が還元状態にあることを確認した後、前記サンプラーボトルを開封して、前記地下水のｐＨとＯＲＰを測定する手段とを備えるので、採水する地下水に対して、サンプラーボトル内に採水前から溜まっていた空気等の気体が混入するのを防ぐことができる。このため、採水した地下水のｐＨ、ＯＲＰの値に影響を与えるおそれがない。したがって、地上に回収したサンプラーボトルを減圧後開封した際に、原位置の地下水の水質を従来の方法よりも正確に測定することができる。

以上のように、本発明に係る地下水水質測定方法および地下水水質測定装置は、サンプラーボトルを原位置に設置してこの位置の地下水をサンプラーボトルに封圧採水した後、地上に回収したサンプラーボトルを減圧後開封して地下水の水質を測定するのに有用であり、特に、ボーリング孔等の掘削孔を利用して地下深部の地下水のｐＨ、ＯＲＰなどの原位置の地下水水質を測定するのに適している。

１０ ボーリング孔
１２ パッカー
１４ ケーシングパイプ
１６ メジャーメントポート
１６ａ 計測口
１８ ポンピングポート
２０ ロケーションカラー
２２ エンドプラグ
２４ プレッシャープローブ（サンプラープローブ）
２４ａ ロケーションアーム
２４ｂ バッキングシュー
２４ｃ 圧力センサ
２４ｄ 導入口
２４ｅ プランジャー
２４ｆ バルブ
２４ｇ 外部接続口
２６ サンプラーボトル
２８ 容量変更手段
３０ 中空筒状部
３２ 頂部
３４ 底部
３４ａ 凹状部
３６ 採水口
３８ バルブ
４０ 把持部
４２ ピストンロッド
４２ａ 固定部材
４４ グローブバッグ（グローブボックス）
４６ ｐＨ計
４８ ＯＲＰ計
５０ 窒素ボンベ
５２ パイプ
５４ 酸素濃度計

Claims (2)

1. 原位置に設置したサンプラーボトルに地下水を封圧採水した後、地上に回収した前記サンプラーボトルを減圧後開封して前記地下水の水質を測定する方法であって、
   前記サンプラーボトルは、中空筒状部とこの中空筒状部の両端を塞ぐ頂部と底部とで気密状態に密封された容器により構成され、底部の外側にはピストンロッドが設けられ、ピストンロッドを押し引き操作することによって底部を中空筒状部内で筒軸方向に移動可能であり、
   前記ピストンロッドを押し上げて底部と頂部の内面側同士を隙間なく密着させることによって、前記地下水を封圧採水する直前の前記サンプラーボトルの容量をゼロにしてから、原位置の地下水を前記サンプラーボトルに封圧採水した後、
   地上に回収した前記サンプラーボトルを、外部から手を差し入れてグローブ装着操作を可能とした気密性を有するグローブボックス内に入れるとともに、前記グローブボックス内にｐＨ計とＯＲＰ計を入れ、前記グローブボックス内に不活性ガスを充填し、前記グローブボックス内の酸化状態を酸素濃度計で検知し、前記グローブボックス内が還元状態にあることを確認した後、前記サンプラーボトルを開封して、前記地下水のｐＨとＯＲＰを測定することを特徴とする地下水水質測定方法。
2. 原位置に設置したサンプラーボトルに地下水を封圧採水した後、地上に回収した前記サンプラーボトルを減圧後開封して前記地下水の水質を測定する装置であって、
   前記サンプラーボトルは、中空筒状部とこの中空筒状部の両端を塞ぐ頂部と底部とで気密状態に密封された容器により構成され、底部の外側にはピストンロッドが設けられ、ピストンロッドを押し引き操作することによって底部を中空筒状部内で筒軸方向に移動可能であり、
   前記ピストンロッドを押し上げて底部と頂部の内面側同士を隙間なく密着させることによって、前記地下水を封圧採水する直前の前記サンプラーボトルの容量をゼロにしてから、原位置の地下水を前記サンプラーボトルに封圧採水する手段と、
   地上に回収した前記サンプラーボトルが内部に入れられ、外部から手を差し入れてグローブ装着操作を可能とした気密性を有するグローブボックスと、
   前記グローブボックス内に入れられるｐＨ計とＯＲＰ計と、
   不活性ガスが充填された前記グローブボックス内の酸化状態を検知する酸素濃度計と、
   前記酸素濃度計で前記グローブボックス内が還元状態にあることを確認した後、前記サンプラーボトルを開封して、前記地下水のｐＨとＯＲＰを測定する手段とを備えることを特徴とする地下水水質測定装置。

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