JP7413633B2 - 汚染土壌浄化システム及び汚染土壌浄化方法 - Google Patents
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Description
本発明は、汚染土壌浄化システム及び汚染土壌浄化方法に関する。
下記特許文献１には、薬剤供給装置によって生成された薬剤を注入井戸から土壌へ注入し、揚水井戸から地下水を揚水する汚染土壌の浄化方法が示されている。
上記特許文献１に示された汚染土壌の浄化方法では、移送ラインを介して、注入井戸と薬液供給装置が連結されている。また、揚水井戸には、揚水された地下水を処理する油分分離槽や曝気槽が連結されている。このように、汚染土壌を浄化するための様々な設備が原位置に据え付けられている。このため、汚染土壌を浄化している間は、土地活用が難しい。
本発明は上記事実を考慮して、土地活用と土壌浄化を両立し易い汚染土壌浄化システム及び汚染土壌浄化方法を提供することを目的とする。
請求項１の汚染土壌浄化システムは、汚染土壌を有する地盤へ浄化剤を注入する注入口を備えた注入井戸と、前記地盤における前記浄化剤又は前記浄化剤のトレーサーの濃度を測定する測定装置と、前記浄化剤を生成すると共に、前記浄化剤を加温する加温装置が設けられ、前記注入口から前記浄化剤を注入する可搬型の作液装置と、を有し、前記測定装置は複数の前記汚染土壌毎に設けられ、それぞれの前記測定装置によって測定された前記浄化剤又は前記トレーサーの濃度を取得すると共に、前記濃度が低い前記地盤から順に前記浄化剤を注入するように、それぞれの前記地盤における前記浄化剤の注入時期を決定する管理装置を備える。
請求項１に記載の汚染土壌浄化システムでは、汚染土壌の浄化剤が、可搬型の作液装置によって生成され、注入井戸の注入口へ注入される。これにより、汚染土壌を有する地盤の原位置に作液装置を据付ける必要がない。このため、原位置に作液装置を据付ける場合と比較して、土地を利用できる有効面積が増える。したがって、土地活用と土壌浄化を両立し易い。
また、この汚染土壌浄化システムでは、測定装置によって汚染土壌を有する地盤における浄化剤又は浄化剤のトレーサーの濃度を測定する。これにより、汚染土壌を有する地盤へ適切な量の浄化剤を注入できる。
一態様の汚染土壌浄化システムは、前記測定装置は複数の前記汚染土壌毎に設けられ、それぞれの前記測定装置によって測定された前記浄化剤又は前記トレーサーの濃度を取得すると共に、前記濃度が低い前記地盤から順に前記浄化剤を注入するように、それぞれの前記地盤における前記浄化剤の注入時期を決定する管理装置を備える。
一態様の汚染土壌浄化システムは、前記測定装置は複数の前記汚染土壌毎に設けられ、それぞれの前記測定装置によって測定された前記浄化剤又は前記トレーサーの濃度を取得すると共に、前記濃度が低い前記地盤から順に前記浄化剤を注入するように、それぞれの前記地盤における前記浄化剤の注入時期を決定する管理装置を備える。
請求項２の汚染土壌浄化システムは、請求項１に記載の汚染土壌浄化システムにおいて、前記地盤の地下水の温度を検出する温度検出部を備え、前記管理装置は、前記地下水の温度が、所定温度以上となるように、前記浄化剤に与える熱量を決定する。
一態様の汚染土壌浄化システムでは、作液装置に、浄化剤を加温する加温装置が設けられている。これにより浄化作用が活性化される。このため早期に汚染土壌の浄化を完了できる。
請求項３の汚染土壌浄化システムは、請求項１又は２に記載の汚染土壌浄化システムにおいて、前記測定装置は、前記注入井戸と離間した位置に設けた観測井戸における前記浄化剤又は前記トレーサーの濃度を測定する。
請求項３に記載の汚染土壌浄化システムでは、注入井戸と離間した位置に、浄化剤又はトレーサーの濃度を測定するための観測井戸を設けている。これにより、浄化剤が浄化対象とする汚染土壌に浸透しているかどうかを確認することができる。
一態様の汚染土壌浄化システムは、前記測定装置は複数の前記汚染土壌毎に設けられ、それぞれの前記測定装置によって測定された前記浄化剤又は前記トレーサーの濃度を取得する管理装置を備えている。
一態様の汚染土壌浄化システムでは、複数の汚染土壌における浄化剤又はトレーサーの濃度が、管理装置によって取得される。すなわち、複数の汚染土壌における浄化剤の濃度を、管理装置で一元管理できる。このため、可搬型の作液装置による複数の汚染土壌への浄化剤注入時期を効率的に計画できる。
請求項４の汚染土壌浄化方法は、浄化剤が注入された複数の汚染土壌を有する地盤において前記浄化剤又は前記浄化剤のトレーサーの濃度を測定する工程と、測定された前記浄化剤又は前記トレーサーの濃度に基づき、それぞれの前記地盤に対する前記浄化剤の注入時期を決定する工程と、前記注入時期に、浄化剤を加温する加温装置が設けられた可搬型の作液装置を移動させて前記作液装置から前記地盤へ浄化剤を注入する工程と、を備えている。
請求項５に記載の汚染土壌浄化方法では、汚染土壌の浄化剤が、可搬型の作液装置によって生成される。これにより、汚染土壌を有する地盤の原位置に作液装置を据付ける必要がない。このため、原位置に作液装置を据付ける場合と比較して、土地を利用できる有効面積が増える。したがって、土地活用と土壌浄化を両立し易い。
また、この汚染土壌浄化方法では、複数の汚染土壌において測定された浄化剤又はトレーサーの濃度に基づき、複数の汚染土壌における浄化剤の注入時期が決定される。すなわち、可搬型の作液装置による複数の汚染土壌への浄化剤注入時期を効率的に計画できる。
本発明によると、土地活用と土壌浄化を両立し易い。
以下、本発明の第１実施形態に係る汚染土壌浄化システム１０（以下、土壌浄化システム１０と称す）について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において構成を省略する又は異なる構成と入れ替える等、適宜変更を加えて実施することができる。
＜補選土壌浄化システム＞
図１には、本実施形態に係る汚染土壌浄化システム１０（以下、「土壌浄化システム１０」と称す）が適用された地盤１２の一例が示されている。地盤１２は、難透水層１２Ａと、難透水層１２Ａの上に堆積された帯水層１２Ｂと、を有している。なお、図１に示される符号Ｓは、帯水層１２Ｂの地下水位を示している。また、図１に示される矢印Ｖは、地下水の流れを示している。
図１には、本実施形態に係る汚染土壌浄化システム１０（以下、「土壌浄化システム１０」と称す）が適用された地盤１２の一例が示されている。地盤１２は、難透水層１２Ａと、難透水層１２Ａの上に堆積された帯水層１２Ｂと、を有している。なお、図１に示される符号Ｓは、帯水層１２Ｂの地下水位を示している。また、図１に示される矢印Ｖは、地下水の流れを示している。
帯水層１２Ｂは、難透水層１２Ａよりも透水性が高く、地下水が流動し易くなっている。この帯水層１２Ｂは、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）等の汚染物質を含む汚染土壌１２Ｂ１を有している。
汚染物質としては、例えば、有機化合物（塗料、印刷インキ、接着剤、洗浄剤、ガソリン、シンナーなどに含まれるトルエン、キシレンや、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、１，２－ジクロロエチレン、クロロエチレン（塩化ビニルモノマー）などの揮発性有機化合物）、重金属化合物、無機化合物、油類等が挙げられる。
なお、本実施形態に係る土壌浄化システム１０は、上記の地盤１２に限らず、例えば、難透水層１２Ａが存在しない地盤１２等の種々の地盤に適用可能である。
土壌浄化システム１０には、バイオ方法（バイオスティミュレーション）が採用されている。バイオ方法は、例えば、水素徐放剤や酵母抽出物質等の活性剤（栄養剤）が添加された注入液を注入井戸１６から地盤１２に注入し、汚染土壌１２Ｂ１中の汚染物質を分解する微生物（以下、「分解微生物」という）を増殖、活性化させて分解微生物による汚染物質の浄化を促進させる方法である。なお、活性剤は本発明における浄化剤の一例である。
また、土壌浄化システム１０では、注入液を加温し、加温液を生成する。この加温液は、帯水層１２Ｂ中の地下水（常温地下水）よりも高温に加温され、帯水層１２Ｂに注入される。これにより、汚染土壌１２Ｂ１に存在する分解微生物を増殖、活性化させるとともに、汚染土壌１２Ｂ１から汚染物質が剥離し易い状態にし、汚染土壌１２Ｂ１の浄化効率を高めている。以下、土壌浄化システム１０の各構成要素の構成について説明する。
土壌浄化システム１０は、建物１８が建つ敷地において稼働される。図１には、１点鎖線Ｅで敷地境界線の場所が示されている。以下の説明においては、敷地境界線に囲まれた領域を「敷地」と称す。汚染土壌１２Ｂ１は、少なくとも一部がこの敷地に含まれている。
土壌浄化システム１０は、既存の建物１８が建つ敷地に構築してもよいし、敷地に土壌浄化システム１０を構築後、建物１８を新築してもよい。土壌浄化システム１０及び建物１８の構築の前後関係に関わらず、土壌浄化システム１０は、建物１８を供用しながら（又は建設しながら）稼働される。
土壌浄化システム１０は、注入井戸１６と、観測井戸２０と、温度検出部２２と、測定装置３０と、を備えている。注入井戸１６の頂部には注入口１６Ａが形成されている。注入口１６Ａには、可搬型の作液装置４０から活性剤が注入可能とされている。さらに、土壌浄化システム１０は、測定装置３０によって測定された活性剤の濃度を取得する管理装置５０を備えている。
（注入井戸）
注入井戸１６は、地盤１２を掘削することにより形成されている。また、注入井戸１６は、敷地内において建物１８の外側に設けられている。さらに、注入井戸１６は、敷地内において汚染土壌１２Ｂ１より上流側（地下水の流れの上流側）に設けられている。
注入井戸１６は、地盤１２を掘削することにより形成されている。また、注入井戸１６は、敷地内において建物１８の外側に設けられている。さらに、注入井戸１６は、敷地内において汚染土壌１２Ｂ１より上流側（地下水の流れの上流側）に設けられている。
注入井戸１６は、地盤１２の帯水層１２Ｂを貫通し、難透水層１２Ａに達している。注入井戸１６は、地盤１２へ活性剤を含んだ加温液を注入する。注入井戸１６の注入口１６Ａには、作液装置４０に接続された管体から、活性剤を含んだ加温液が注入される。
この注入ポンプを作動することにより、注入井戸１６から地盤１２に供給された活性剤を含んだ加温液は、帯水層１２Ｂを流動し、１２汚染土壌１２Ｂ１へ拡散する。なお、地下水の流れが速い場合、注入ポンプは必ずしも作動させる必要はない。以下の説明においては、「活性剤を含んだ加温液」を単に「加温液」と称す場合がある。
なお、注入井戸１６の数や配置、長さは、浄化対象となる汚染土壌１２Ｂ１の範囲に応じて適宜変更可能である。また、注入井戸１６は、必ずしも難透水層１２Ａに達する必要はない。
（観測井戸）
観測井戸２０は、地盤１２を掘削することにより形成されている。また、観測井戸２０は、敷地内において建物１８の外側の、注入井戸１６と離間した位置に設けられている。さらに、観測井戸２０は、敷地内において汚染土壌１２Ｂ１より下流側（地下水の下流側）に設けられている。なお、観測井戸２０は、汚染土壌１２Ｂ１に設けてもよい。この観測井戸２０は、地下水中の汚染物質の濃度や活性剤の濃度等を観測（検出）するための井戸である。
観測井戸２０は、地盤１２を掘削することにより形成されている。また、観測井戸２０は、敷地内において建物１８の外側の、注入井戸１６と離間した位置に設けられている。さらに、観測井戸２０は、敷地内において汚染土壌１２Ｂ１より下流側（地下水の下流側）に設けられている。なお、観測井戸２０は、汚染土壌１２Ｂ１に設けてもよい。この観測井戸２０は、地下水中の汚染物質の濃度や活性剤の濃度等を観測（検出）するための井戸である。
観測井戸２０の内部には揚水管２０Ｐが設けられており、この揚水管２０Ｐに設けられた図示しないポンプを作動することより、帯水層１２Ｂの地下水が汲み上げられる。汲み上げられた地下水中の活性剤の濃度は、測定装置３０によって測定される。また、注入液に蛍光染料等のトレーサー（指標材）を添加した場合、測定装置３０は、このトレーサーの濃度を測定することもできる。
なお、帯水層１２Ｂの地下水は必ずしも汲み上げる必要はなく、観測井戸２０の内部に設けられた濃度測定装置等によって、地下水中の活性剤の濃度を測定することも可能である。
（温度検出部）
温度検出部２２は、例えば、温度センサ等によって実現される。この温度検出部２２は、観測井戸２０の近傍の帯水層１２Ｂに埋設され、帯水層１２Ｂ中の地下水の温度を検出する。また、温度検出部２２には、測定装置３０が電気的に接続されている。
温度検出部２２は、例えば、温度センサ等によって実現される。この温度検出部２２は、観測井戸２０の近傍の帯水層１２Ｂに埋設され、帯水層１２Ｂ中の地下水の温度を検出する。また、温度検出部２２には、測定装置３０が電気的に接続されている。
なお、温度検出部２２は、帯水層１２Ｂにおいて、汚染土壌１２Ｂ１に設けることができる。また、温度検出部２２は、例えば、観測井戸２０内に設けることができる。さらに、温度検出部２２を設けず、測定装置３０が観測井戸２０から揚水された地下水の温度を測定してもよい。
（測定装置）
測定装置３０は、敷地内に設けられている。なお、本実施形態においては、測定装置３０は、建物１８の内部に設けられているが、例えば建物１８の外部に設けてもよい。測定装置３０は、揚水管２０Ｐから汲み上げられた地下水中の活性剤の濃度を測定する。または、測定装置３０は、注入液に添加されたトレーサーの濃度を測定する。さらに、測定装置３０は、温度検出部２２によって検出された地下水の温度を取得する。
測定装置３０は、敷地内に設けられている。なお、本実施形態においては、測定装置３０は、建物１８の内部に設けられているが、例えば建物１８の外部に設けてもよい。測定装置３０は、揚水管２０Ｐから汲み上げられた地下水中の活性剤の濃度を測定する。または、測定装置３０は、注入液に添加されたトレーサーの濃度を測定する。さらに、測定装置３０は、温度検出部２２によって検出された地下水の温度を取得する。
測定装置３０によって活性剤及びトレーサーの濃度のどちらを測定するかは、活性剤の種類に応じて、汚染土壌浄化システム１０の管理者が適宜決定する。濃度を測定し難い活性剤を使用する場合、注入液にはトレーサーを添加して、トレーサーの濃度を測定することが好ましい。一方、濃度を測定し易い活性剤を使用する場合、注入液にトレーサーを添加せず、活性剤の濃度を測定することが好ましい。浄化剤として活性剤以外の物質を用いる時も同様である。
測定装置３０は、図示しない通信装置を備えている。この通信装置によって、測定装置３０は、測定された活性剤又はトレーサーの濃度及び取得した地下水の温度を管理装置５０へ送信する。
なお、測定装置３０は、活性剤又はトレーサーの濃度を所定時間毎に継続的に取得する。同様に、温度検出部２２も、地下水の温度を所定時間毎に継続的に取得する。測定装置は、これらの濃度データ及び温度データを取得次第、速やかに管理装置５０へ送信する。「所定時間」とは、例えば１秒毎であってもよいし、１時間毎であってもよい。
（作液装置）
作液装置４０は、車載可能な大きさで形成された可搬型の装置である。作液装置４０は、作液槽４２及びトレーサー槽４４を含んで形成されている。
作液装置４０は、車載可能な大きさで形成された可搬型の装置である。作液装置４０は、作液槽４２及びトレーサー槽４４を含んで形成されている。
なお、「可搬型」とは、作液槽４２及びトレーサー槽４４が、一台の車に積載可能な大きさで形成されていることを示している。つまり、作液槽４２及びトレーサー槽４４それ自体が走行用又は運搬用の車輪等を備えている必要はない。
また、作液槽４２及びトレーサー槽４４は、必要な活性剤及びトレーサーの体積に応じて大きさを適宜選択することができる。このため、これらを運搬する車両としても、８トントラック、４トントラック及び２トントラック等、任意の車両を適宜選択することができる。
さらに、作液槽４２及びトレーサー槽４４は、まとめて１台の車両に積載してもよいし、それぞれを別の車両に積載してもよい。
またさらに、測定装置３０によってトレーサーの濃度を測定しない場合は、トレーサー槽４４は省略することもできる。
（作液装置－作液槽）
作液槽４２には、注入口４２Ａ及び排出口４２Ｂが形成されている。また、作液槽４２には、フィーダー４２Ｃが接続されている。
作液槽４２には、注入口４２Ａ及び排出口４２Ｂが形成されている。また、作液槽４２には、フィーダー４２Ｃが接続されている。
注入口４２Ａには、地盤１２へ注入する注入液を生成するための水が注入される。注入液を生成するための水としては、敷地において貯蔵された雨水、中水及び上水の少なくとも何れかを使用することが好ましい。
雨水及び中水は、建物１８内に設置された貯蔵タンク１８Ａに貯槽されている（図１参照）。雨水及び中水は、この貯蔵タンク１８Ａから管体及びポンプを用いて揚水され、注入口４２Ａを介して作液槽４２へ注入される。
上水は、建物１８に供給される水道水である。上水は、建物１８に配設された上水管から、注入口４２Ａを介して作液槽４２へ注入される。
なお、注入液を生成するための水としては、敷地において貯蔵された雨水、中水及び上水の他、敷地外の水を利用することもできる。例えば敷地外において注入液を作液する場合は、その作液場所において入手可能な水を使用する。また、作液装置４０は、図示しない給水タンクを備えて構成することもできる。給水タンクを用いれば、注入液を形成するための水を任意の場所で確保して運搬できる。
フィーダー４２Ｃは、作液槽４２に活性剤を供給するための供給口である。フィーダー４２Ｃから供給された活性剤が、注入口４２Ａから注入された水と混合されて、地盤１２へ注入するための注入液が生成される。
作液槽４２で生成された注入液は、作液槽４２内に設けられた加温装置４６によって、必要に応じて加温される。これにより、活性剤を含んだ加温液が生成される。
加温液は、排出口４２Ｂから排出され、排出口４２Ｂに接続される管体を介して、図１に示す注入井戸１６の注入口１６Ａへ注入される。排出口４２Ｂに接続される管体には、必要に応じて断熱材が巻かれる。また、作液槽４２に設けた図示しないポンプの動力によって、管体から注入井戸１６を介して、地盤１２へ加温液が注入される。
なお、注入液を加温する手段は、作液槽４２内に設けられた加温装置４６に限らない。例えば注入口４２Ａを介して作液槽４２へ注入される水を、建物１８に設けた図示しない加温装置によって加温してもよい。
作液槽４２へ注入される水を加温する手段としては、例えばヒートポンプを用いることができる。ヒートポンプには、例えば、建物１８に設置された空調装置が接続される。これにより、建物１８の加温装置には、ヒートポンプを介して空調機の排熱（温排熱）が供給される。この排熱を熱源として、加温装置が注入液を加温し、加温液を生成する。
なお、ヒートポンプには、空調機以外の装置（例えば、ガス給湯器等）を接続してもよい。また、加温装置は、例えば、建物１８に設置されるコージェネレーションシステムの排熱を熱源としてもよい。この場合、コージェネレーションシステムの排熱によって注入液が加温される。
（作液装置－トレーサー槽）
トレーサー槽には、注入液に添加するためのトレーサーが貯蔵されている。トレーサーは、帯水層１２Ｂの地下水における浄化剤（活性剤を含む）の濃度を推定するための物質（指標剤）である。
トレーサー槽には、注入液に添加するためのトレーサーが貯蔵されている。トレーサーは、帯水層１２Ｂの地下水における浄化剤（活性剤を含む）の濃度を推定するための物質（指標剤）である。
「指標剤」とは帯水層１２Ｂ内で浄化剤と同様の挙動を示す物質であり、低濃度状態でも、大規模な設備を用いることなく、原位置（例えば建物１８内など）で濃度の測定が容易な物質である。指標剤の例としては、蛍光染料、ハロゲンイオン、放射性同位体等が挙げられる。このうち、蛍光染料としてはウラニン、エオシン、ローダミンＢ、ローダミンＷＴ、ピラニン、アミノＧ酸、ナフチオン酸ナトリウム、スルホローダミンＧ等を用いることができる。
ここで、「浄化剤又は活性剤と同様の挙動を示す」とは具体的に、地下水に対する指標剤の密度、粘性、吸着・分解特性などが浄化剤又は活性剤と同程度であることを示す。
また、「同程度」とは、完全に一致している場合のほか、試験により測定可能な程度の僅かな差が生じる程度を含む。
このため、指標剤は、帯水層１２Ｂの地下水における浄化剤の濃度を測定するための物質として用いられる。指標剤の濃度を測定することで、帯水層１２Ｂの地下水における浄化剤の濃度を推定することができる。
なお、トレーサーとして蛍光染料を用いる場合は、測定装置３０（図１参照）は蛍光測定器を含んで構成する。蛍光測定器は、地下水に含まれる蛍光染料が発する光の強度を測定することができる。
具体的には、蛍光測定器は、光源装置から地下水に励起光を照射したときに、地下水に含まれる蛍光染料が発生する蛍光の光強度を測定できる。測定装置３０は、この光強度から蛍光染料の濃度を算出する。
なお、本発明における「トレーサーの濃度を測定する」とは、このように蛍光測定器を用いて、トレーサーとしての蛍光染料の濃度を算出することを含む。
（管理装置）
図１に示す管理装置５０は、敷地外に設けられている。「敷地外」とは、例えば土壌浄化システム１０を管理する管理者が勤務する事務所である。また、管理装置５０を携帯可能なパソコンに組み込めば、当該パソコンが位置する場所である。
図１に示す管理装置５０は、敷地外に設けられている。「敷地外」とは、例えば土壌浄化システム１０を管理する管理者が勤務する事務所である。また、管理装置５０を携帯可能なパソコンに組み込めば、当該パソコンが位置する場所である。
図３に示すように、管理装置５０は、図示しない通信装置に接続された取得部５２を備えている。この取得部５２は、複数の敷地（汚染土壌を備えた敷地）にそれぞれ設けられた測定装置３０から送信された、それぞれの敷地における活性剤又はトレーサーの濃度及び地下水の温度を取得する。なお、本発明における「複数の汚染土壌」とは、複数の敷地の事を示し、具体例として、後述するサイトＡ、サイトＢ、サイトＣ、サイトＤ及びサイトＥ等が挙げられる。
管理装置５０は、推定部５４を備えている。推定部５４は、測定装置３０からトレーサーの濃度を取得した場合、当該トレーサーの濃度から、活性剤の濃度を推定する。活性剤の濃度は、トレーサーの濃度と、所定の係数と、の積から推定される。
また、管理装置５０は、記憶部５６を備えている。記憶部５６には、取得部５２で取得された活性剤の濃度、地下水の温度及び推定部５４で推定された活性剤の濃度が記憶される。
このようにして、管理装置５０には、汚染土壌を備えた複数の敷地における活性剤の濃度情報及び地下水の温度情報が集約される。
さらに、管理装置５０は、出力部５８を備えている。出力部５８は、モニタ等によって形成された表示装置６０に、記憶部５６に記憶された情報を出力する。
＜汚染土壌浄化方法＞
図４には、表示装置６０における表示画面の一例が示されている。表示画面には、汚染土壌を備えた敷地として、サイトＡ、サイトＢ、サイトＣ、サイトＤ及びサイトＥが示されている。本実施形態に係る汚染土壌浄化システム１０を用いて、これらの複数の敷地を浄化する。
図４には、表示装置６０における表示画面の一例が示されている。表示画面には、汚染土壌を備えた敷地として、サイトＡ、サイトＢ、サイトＣ、サイトＤ及びサイトＥが示されている。本実施形態に係る汚染土壌浄化システム１０を用いて、これらの複数の敷地を浄化する。
（活性剤の注入）
サイトＡ、サイトＢ、サイトＣ、サイトＤ及びサイトＥには、それぞれ、上述した注入井戸１６、観測井戸２０、温度検出部２２及び測定装置３０（図１参照）が設けられている。
サイトＡ、サイトＢ、サイトＣ、サイトＤ及びサイトＥには、それぞれ、上述した注入井戸１６、観測井戸２０、温度検出部２２及び測定装置３０（図１参照）が設けられている。
汚染土壌浄化システム１０を用いた汚染土壌浄化方法では、これらの敷地それぞれに、作液装置４０（図２参照）を車両で運搬する。
そしてそれぞれの敷地において、注入井戸１６の注入口１６Ａから、浄化剤の一例としての活性剤を含んだ加温液又は加温していない注入液を注入する。この加温液又は加温していない注入液には、トレーサーを添加してもよい。
（濃度及び温度の測定）
次に、測定装置３０が、観測井戸２０から汲み上げられた地下水中の活性剤又はトレーサーの濃度を測定し、かつ、温度検出部２２が検出した地下水の温度を取得する。また、測定装置３０は、測定された濃度データ及び温度データを、管理装置５０へ送信する。
次に、測定装置３０が、観測井戸２０から汲み上げられた地下水中の活性剤又はトレーサーの濃度を測定し、かつ、温度検出部２２が検出した地下水の温度を取得する。また、測定装置３０は、測定された濃度データ及び温度データを、管理装置５０へ送信する。
管理装置５０の取得部５２は、測定装置３０から送信された各情報を取得する。
推定部５４は、取得部５２が取得したトレーサーの濃度データから活性剤の濃度を推定する。
記憶部５６は、取得部５２が取得した活性剤の濃度データ、地下水の温度データ及び推定部５４が推定した活性剤の濃度データを記憶する。
出力部５８は、記憶部５６が記憶した活性剤の濃度データ及び地下水の温度データを、図４に示すように、複数の敷地毎に表示装置６０に表示させる。例えば、各敷地の活性剤の濃度データ及び地下水の温度データは次のように表示される。
サイトＡ：活性剤濃度 １００ｍｇ／Ｌ
地下水温度 １５℃
サイトＢ：活性剤濃度 ８０ｍｇ／Ｌ
地下水温度 ２５℃
サイトＣ：活性剤濃度 ２００ｍｇ／Ｌ
地下水温度 ３２℃
サイトＤ：活性剤濃度 ３０ｍｇ／Ｌ
地下水温度 １０℃
サイトＥ：活性剤濃度 １０ｍｇ／Ｌ
地下水温度 ２２℃
地下水温度 １５℃
サイトＢ：活性剤濃度 ８０ｍｇ／Ｌ
地下水温度 ２５℃
サイトＣ：活性剤濃度 ２００ｍｇ／Ｌ
地下水温度 ３２℃
サイトＤ：活性剤濃度 ３０ｍｇ／Ｌ
地下水温度 １０℃
サイトＥ：活性剤濃度 １０ｍｇ／Ｌ
地下水温度 ２２℃
図４においては、各敷地の活性剤の濃度データ及び地下水の温度データは、各敷地の位置を示す情報と共に地図上に表示されている。
（注入時期の決定）
汚染土壌浄化システム１０の管理者は、表示装置６０に表示された活性剤の濃度データに基づき、それぞれの敷地における活性剤の注入時期（すなわち、加温液又は加温していない注入液の注入時期）を決定する。例えば、サイトＡ、サイトＢ、サイトＣ、サイトＤ及びサイトＥにおける活性剤の濃度をそれぞれＣＡ、ＣＢ、ＣＣ、ＣＤ、ＣＥとすると、
ＣＥ＜ＣＤ＜ＣＢ＜ＣＡ＜ＣＣ
である。
汚染土壌浄化システム１０の管理者は、表示装置６０に表示された活性剤の濃度データに基づき、それぞれの敷地における活性剤の注入時期（すなわち、加温液又は加温していない注入液の注入時期）を決定する。例えば、サイトＡ、サイトＢ、サイトＣ、サイトＤ及びサイトＥにおける活性剤の濃度をそれぞれＣＡ、ＣＢ、ＣＣ、ＣＤ、ＣＥとすると、
ＣＥ＜ＣＤ＜ＣＢ＜ＣＡ＜ＣＣ
である。
活性剤の濃度が「高い」状態は、汚染土壌１２Ｂ１（図１参照）に存在する分解微生物に供給されている栄養量が多い状態であり、活性剤を追加注入する必要性は相対的に低い。一方、活性剤の濃度が「低い」状態は、汚染土壌１２Ｂ１に存在する分解微生物に供給されている栄養量が少ない状態であり、活性剤を追加注入する必要性が相対的に高い。
このため、汚染土壌浄化システム１０の管理者は、活性剤の濃度が「低い」敷地から順に活性剤を注入するように、それぞれの敷地における活性剤の注入時期を決定する。例えばサイトＡ、サイトＢ、サイトＣ、サイトＤ及びサイトＥにおいては、サイトＥ、サイトＤ、サイトＢ、サイトＡ、サイトＣの順に、活性剤を注入するものとする。
なお、活性剤の注入時期、換言すると各敷地に作液装置４０を循環させるサイクルは、１日単位としてもよいし、１週間単位や１か月単位としてもよい。すなわち、一例として、１日で全ての敷地に活性剤を注入し、翌日、再び全ての敷地に活性剤を注入するサイクルを計画できる。また、別の一例として、数日間かけて同じ敷地に活性剤を注入し、その後、別の敷地に数日間かけて活性剤を注入するサイクルを計画できる。
（作液装置の移動）
汚染土壌浄化システム１０の管理者は、決定した注入時期に応じて、各敷地へ作液装置４０を移動させる。作液装置４０は、車両に搭載されて各敷地へ運搬される。作液槽４２及びトレーサー槽４４は、１台の車両に搭載して運搬することが好ましい。
汚染土壌浄化システム１０の管理者は、決定した注入時期に応じて、各敷地へ作液装置４０を移動させる。作液装置４０は、車両に搭載されて各敷地へ運搬される。作液槽４２及びトレーサー槽４４は、１台の車両に搭載して運搬することが好ましい。
しかし、敷地が接する前面道路を通行可能な車両の大きさが制限されている、等の事情により作液槽４２及びトレーサー槽４４を１台の車両に搭載できない場合は、作液槽４２及びトレーサー槽４４を、異なる車両に搭載して運搬することもできる。
なお、作液装置４０を１台のみ用意して、この１台を浄化対象とする全ての敷地に巡回させることができる。また、作液装置４０を複数台設けて、複数の敷地に対して同時に活性剤を注入し、１台当たりの巡回箇所を減らすこともできる。作液装置４０を設ける台数は、浄化対象とする敷地の地理的分布や、活性剤の注入作業に要する時間等に応じて、適宜決定される。
（活性剤添加量の決定）
汚染土壌浄化システム１０の管理者は、それぞれの敷地に活性剤を注入する際に、注入液に対する活性剤の添加量を決定する。注入液に対する活性剤の添加量は、帯水層１２Ｂの活性剤の濃度（地下水中の活性剤の濃度）が所定値以上になるように、敷地毎に個別に決定される。
汚染土壌浄化システム１０の管理者は、それぞれの敷地に活性剤を注入する際に、注入液に対する活性剤の添加量を決定する。注入液に対する活性剤の添加量は、帯水層１２Ｂの活性剤の濃度（地下水中の活性剤の濃度）が所定値以上になるように、敷地毎に個別に決定される。
例えば、敷地毎に分解微生物量が異なるため、活性剤の需要量も異なる。分解微生物量が多ければ活性剤の需要量が多いため、活性剤の添加量を多くする。これにより帯水層１２Ｂの活性剤の濃度を高くすることが好ましい。一方、分解微生物量が少なければ活性剤の需要量が少ないため、活性剤の添加量を少なくすることができる。
なお、分解微生物量は、活性剤の濃度の経時変化を観察することで推定することができる。所定期間内において活性剤の濃度の減少値が大きい（所定値以上）場合は、当該敷地には分解微生物が多いと推定できる。この場合、活性剤の添加量を多くする。
一方、所定期間内において活性剤の濃度の減少値が小さい（所定値未満）場合は、当該敷地には分解微生物が少ないと推定できる。この場合、活性剤の添加量を少なくできる。又は、浄化剤として分解微生物を添加する。
（加温液温度の決定）
また、汚染土壌浄化システム１０の管理者は、帯水層１２Ｂの温度（地下水の温度）が所定値以上になるように、加温液温度、すなわち注入液に与える熱量を決定する。加温液温度は、敷地毎に個別に決定される。
また、汚染土壌浄化システム１０の管理者は、帯水層１２Ｂの温度（地下水の温度）が所定値以上になるように、加温液温度、すなわち注入液に与える熱量を決定する。加温液温度は、敷地毎に個別に決定される。
帯水層１２Ｂの温度は、汚染土壌１２Ｂ１中の分解微生物が増殖、活性化し易い温度（例えば、２５℃～６０℃、より好ましくは２５℃～３０℃）になるように、調整することが好ましい。
汚染土壌浄化システム１０の管理者は、それぞれの敷地に活性剤を注入する際に、それぞれの敷地における帯水層１２Ｂの温度を確認する。そして、帯水層１２Ｂの温度が、分解微生物が増殖、活性化し易い温度である２５℃以上となるように、注入液に与える熱量を決定する。
確認した帯水層１２Ｂの温度が２５℃より低い場合は、例えば帯水層１２Ｂの温度が少なくとも２５℃以上となるように、注入液に与える熱量を決定する。
また、確認した帯水層１２Ｂの温度が２５℃以上３０℃未満の場合は、例えば帯水層１２Ｂの温度が２５℃以上の状態を維持できるように（温度が下がって２５℃未満とならないように）、注入液に与える熱量を決定する。
さらに、確認した帯水層１２Ｂの温度が３０℃以上の場合は、例えば帯水層１２Ｂの温度が２５℃以上の状態を暫く維持できると判断して、注入液を加温しない。
＜作用及び効果＞
本発明の実施形態に係る汚染土壌浄化システム１０では、図１に示すように、汚染土壌１２Ｂ１の汚染物質を分解する分解微生物を活性化させる活性剤が、可搬型の作液装置４０によって生成され、注入井戸１６の注入口１６Ａへ注入される。
本発明の実施形態に係る汚染土壌浄化システム１０では、図１に示すように、汚染土壌１２Ｂ１の汚染物質を分解する分解微生物を活性化させる活性剤が、可搬型の作液装置４０によって生成され、注入井戸１６の注入口１６Ａへ注入される。
これにより、汚染土壌１２Ｂ１を有する地盤１２の原位置に作液装置４０を据付ける必要がない。このため、原位置に作液装置４０を据付ける場合と比較して、土地（敷地）を利用できる有効面積が増える。したがって、土地活用と土壌浄化を両立し易い。
また、この汚染土壌浄化システム１０では、測定装置３０によって、汚染土壌１２Ｂ１を有する地盤１２における活性剤又はトレーサーの濃度を測定する。これにより、地盤１２へ適切な量の活性剤を注入できる。
また、汚染土壌浄化システム１０では、図２に示すように、作液装置４０に、活性剤を加温する加温装置４６が設けられている。これにより浄化作用が活性化される。このため早期に汚染土壌１２Ｂ１の浄化を完了できる。
また、汚染土壌浄化システム１０では、図１に示すように、注入井戸１６と離間した位置に、活性剤又はトレーサーの濃度を測定するための観測井戸２０を設けている。これにより、活性剤が浄化対象とする汚染土壌１２Ｂ１に浸透しているかどうかを確認することができる。
また、汚染土壌浄化システム１０では、複数の汚染土壌における活性剤又はトレーサーの濃度が、管理装置５０によって取得される。すなわち、複数の汚染土壌毎の活性剤の濃度を、管理装置５０で一元管理できる。このため、可搬型の作液装置４０による複数の汚染土壌への活性剤注入時期を効率的に計画できる。
また、本発明の実施形態に係る汚染土壌浄化方法では、複数の汚染土壌１２Ｂ１において測定された活性剤又はトレーサーの濃度に基づき、複数の汚染土壌１２Ｂ１における活性剤の注入時期が決定される。すなわち、可搬型の作液装置４０による複数の汚染土壌１２Ｂ１への活性剤注入時期を効率的に計画できる。
また、汚染土壌浄化システム１０は、地下水を揚水する揚水井戸を設けていない。これにより、敷地内に揚水井戸を設置するための面積を確保する必要がない。このため、土地活用効果が高い。
＜変形例＞
本実施形態においては、帯水層１２Ｂの温度を検出する温度検出部２２及び地盤１２への注入液を加温する加温装置４６を設けている。また、注入井戸１６から地盤１２へ、活性剤を含んだ加温液を注入している。すなわち、本実施形態においては帯水層１２Ｂの温度管理を実施しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。
本実施形態においては、帯水層１２Ｂの温度を検出する温度検出部２２及び地盤１２への注入液を加温する加温装置４６を設けている。また、注入井戸１６から地盤１２へ、活性剤を含んだ加温液を注入している。すなわち、本実施形態においては帯水層１２Ｂの温度管理を実施しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。
例えば温度検出部２２及び加温装置４６を省略して、帯水層１２Ｂの温度管理を実施しないものとしてもよい。例えば活性剤は常温水に混合して地盤１２へ注入してもよい。帯水層１２Ｂの温度管理を実施しなくても、可搬型の作液装置４０を用いることにより、土地活用と土壌浄化を両立できる効果を得ることができる。
また、本実施形態においては、汚染土壌浄化システム１０の管理者が、複数の敷地における活性剤の注入時期を決定しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば管理装置５０に複数の敷地における活性剤の注入時期を決定させてもよい。
また、活性剤の注入時期だけでなく、活性剤添加量及び加温液温度も、管理装置５０に決定させることができる。管理装置５０にこれらの決定をさせる場合、管理装置５０の記憶部５６に、予めこれらの注入時期、活性剤添加量及び加温液温度を導出するためのプログラムを記憶させておく。これにより汚染土壌浄化システム１０の管理を省人化させることができる。
また、本実施形態においては、測定装置３０が地下水に含まれる活性剤の濃度及びトレーサーの濃度を測定するものとしたが本発明の実施形態はこれに限らない。例えばこれらに加えて、測定装置３０は、地下水のｐＨ（水素イオン濃度）やＯＲＰ（酸化還元電位：Oxidation-Reduction-Potential)等を測定してもよい。これらの測定値を管理装置５０に送信し、汚染土壌浄化システム１０の管理者がこれらの測定値を確認できるようにすることで、土壌浄化に必要な薬剤を注入液に添加することができる。
また、本実施形態においては、浄化剤として水素徐放剤や酵母抽出物質等の活性剤（栄養剤）を用いているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば浄化剤として、汚染物質を生物分解するデハロコッコイデス、デハロサルファイド等の分解微生物を用いてもよい。すなわち、汚染土壌１２Ｂ１の浄化方法であるバイオ方法としては、分解微生物を活性化させる活性剤を注入する実施形態の他、地盤１２へ分解微生物自体を注入する実施形態を含むものとする。
さらに、浄化剤としては、汚染物質を化学分解する「化学分解剤」等を用いてもよい。化学分解剤の具体例としては、鉄系スラリー等の「還元剤」や、過酸化水素、加硫酸塩、フェントン試薬、過マンガン酸、過炭酸塩などの「酸化剤」が挙げられる。すなわち、本発明に係る土壌浄化システム１０においては、汚染土壌１２Ｂ１の浄化方法はバイオ方法に限定されるものではなく、汚染物質の種類等に応じて適宜適した方法を採用することができる。このように、本発明は様々な態様で実施できる。
１２Ｂ１ 汚染土壌
１２ 地盤
１６ 注入井戸
１６Ａ 注入口
２０ 観測井戸
３０ 測定装置
４０ 作液装置
４６ 加温装置
５０ 管理装置
１２ 地盤
１６ 注入井戸
１６Ａ 注入口
２０ 観測井戸
３０ 測定装置
４０ 作液装置
４６ 加温装置
５０ 管理装置
Claims (4)
- 汚染土壌を有する地盤へ浄化剤を注入する注入口を備えた注入井戸と、
前記地盤における前記浄化剤又は前記浄化剤のトレーサーの濃度を測定する測定装置と、
前記浄化剤を生成すると共に、前記浄化剤を加温する加温装置が設けられ、前記注入口から前記浄化剤を注入する可搬型の作液装置と、
を有し、
前記測定装置は複数の前記汚染土壌毎に設けられ、
それぞれの前記測定装置によって測定された前記浄化剤又は前記トレーサーの濃度を取得すると共に、前記濃度が低い前記地盤から順に前記浄化剤を注入するように、それぞれの前記地盤における前記浄化剤の注入時期を決定する管理装置を備えた、
汚染土壌浄化システム。 - 前記地盤の地下水の温度を検出する温度検出部を備え、
前記管理装置は、前記地下水の温度が、所定温度以上となるように、前記浄化剤に与える熱量を決定する、
請求項１に記載の汚染土壌浄化システム。 - 前記測定装置は、前記注入井戸と離間した位置に設けた観測井戸における前記浄化剤又は前記トレーサーの濃度を測定する、
請求項１又は２に記載の汚染土壌浄化システム。 - 複数の汚染土壌を有する地盤において、浄化剤が注入された部分毎に前記浄化剤又は前記浄化剤のトレーサーの濃度を測定する工程と、
測定された前記浄化剤又は前記トレーサーの濃度に基づき、それぞれの前記地盤に対する前記浄化剤の注入時期を決定する工程と、
前記注入時期に、浄化剤を加温する加温装置が設けられた可搬型の作液装置を移動させて前記作液装置から前記地盤へ浄化剤を注入する工程と、
を備えた汚染土壌浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019230771A JP7413633B2 (ja) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | 汚染土壌浄化システム及び汚染土壌浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2019230771A JP7413633B2 (ja) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | 汚染土壌浄化システム及び汚染土壌浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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