JPH03502066A - 炭化水素汚染土壌のその場所での生分解法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 炭化水素汚染土壌のその場所での生分解性発明の分野 本発明は炭化水素汚染土壌のその場所での（１ｎｓｉｔｕ　）生分解法に関する 。更に特に、本発明は汚染ゾーンの中に酸素全引込んで炭化水素の微生物生分解 音刺激する方法に関する。

発明の背景 炭化水素は貯蔵タンク又はパイプから偶然のこぼれ；輸送機関の事故；又は投棄 のような意図的な行為の結果として土壌と地下水の両方を汚染する。代表的には 、若干の炭化水素生分解は地表面下の敞初の３フイートで起こる。しかじながら 、６フイートより下のとぼれの部分は主と【７て土壌中にとどまる。この炭化水 素が分ｉされず又は除去さｎない場合には、このこぼれは元来の区域金越えて拡 がる。

こぼれた炭化水素による土壌及び地下水汚染に取り組むため種々の方法が提案さ れている。ある方式は物理的封じ込め又は除去全必兼とし、一方他の方式はこほ れた炭化水素を決まった場所で処理する。炭化水素を決まった場所で処理する時 には、これは特定の条件下で蒸発さ扛又は生分解される。

こぼれた炭化水素の地下蒸発は強制通風によジ得られる。参照：　１９８６年６ 月１０日特許された米国特許第４．５９３．７６０号；１９８７年４月２８日特 許された第４．６６０．６３９号、両者Ｖｉ８Ｓ８ｒ等；１９８０年１月１５日 特許された第４，１８３．４０７号及び１９７６年９月１４日％計さｎた第５． ９８０．１３８号、両者Ｋｎｏｐｉｅ　、　Ｌかしながら、この方法はこはＩ’ ｔた炭化水素の蒸気圧及び蒸発できる童により制限される。通風により蒸発でき る炭化水素の量に限界がおるので、最大の蒸発を供−「る流速金越えるために何 の誘因もない。

生分解が”また地下炭化水素のために開示されている。

Ｊｈａｖｅｒｊ等に１９８３年８月５０日特許された米国特許第４．４０１．５ ６９号は炭化水素汚染地域及び地下水を処理する方法と装Ｗｔを開示する。％許 権者は汚染された土１を通して流れる水に栄養物とガスを加えることを開示する 。この種の方法拡下記の理由で欠陥がある：注入水は地下水面へ若干の炭化水素 又は他の汚染物（毒性金属塩等）を洗い入れる；水は限定量の酸素（８ｐｐｍ） 　’ｅ運び、これは生ずる分解の童と速度を制限する；炭化水素汚染（ＩＮ１１ １状）汚物から離れて酸素−運搬流体を物理的に流子ことにより注水は生分解全 限定することがあり、そして水と油は不混和性でめり、このため生分解は水／油 表面に限定される。

従って、有効でかつ環境的に受入れられる方式で炭化水素汚染土、ＩＩを迅速に 汚染除去する方法が必要である。ここでこの必要性は下記に示す本発明により満 足本発明により、炭化水素汚染ゾーンの中に酸素を引入れることにより炭化水素 を生分解する方法が供さ九る。この方法は炭化水素分解微生物を有する炭化水素 汚染ゾーンにボアホールを設けること；このボアホールに負圧の供源を流体的に 接続すること；ボアホールからガス全排出して炭化水素汚染ゾーンを通して酸素 を引入れること；排出したガスをモニタするとと；そして最大の炭化水素蒸発に 対する流速以上に炭化水素ゾーンへの酸素の流速ｔ−ｉＪ＆１節して、これによ って殆どの童の炭化水素が生分解されること、全含む。

他の要因の中で、本発明は地下炭化水素生分解が高い流速で汚染・ｔ−ンの中に 大気酸素を引入れることにより得られる、その場所での予想外に有効な方法の発 見に基ついている。驚くべきことには、排出ガス中の二酸化炭、Ｘｌ１度（生分 解の測定値として〕は高い流速でも高いままである。同時に、この方法はまた爆 発の危険なしに揮発された炭化水素蒸気を排出するので驚くほど有益でδる。こ の方法は更に下記のことなしにその場所での炭化水素を迅速に生分解するので従 来技術の方法より有益でめる：その蒸気圧で制限されること；栄養物、注水等の 余分の費用がかかること；注入水の中に０２及びＣＯ２を溶解することに課せら れる平衡限度により制限ちれること；又は地下水面の中に又はこぼれた地域を越 えて炭化水素及び他の汚染物の分散。

本発明は最大の炭化水素蒸発流速以上の流速を用いる一方、この最大の炭化水素 流速は主として蒸発きれる炭化水素の穐類、並ひに汚染に含まれる土壌のａｔ類 に支配され、それ故にこの最大の炭化水素蒸発流速は場所から場所へ異なる。こ の最大の炭化水素蒸発流速における土壜徨類の役割はボアホールへ流れる酸素含 有ガスに露出できる土壌の孔中の炭化水素の表面積から生ずる。粘土のような土 壌では、勿論、蒸発される炭化水素に応じて、最大の炭化水素蒸発流速はフェル 当り毎分５標準立方フイート（ＳＣＦＭ　）以下でるる。

ここで使用するように前記に関して、°最大の炭化水素蒸発に対する流速”又は １最大の炭化水素蒸発流速”の用語は特定の炭化水素又は炭化水素混合物及び特 定の土＠穐類に対して蒸発により実質的に余分量の炭化水素が除去できない流速 を意味する。

下記に論議する第４図にグラフで示すように、ボアホールの底部へガスフローを 増加することによって蒸発される炭化水素の総量はその理縞的最大値に漸近的に 到達しそして特定の点で、冥質的に余分量の炭化水素はガスフローを増加するこ とによって５！際に除去できない。従って、この適用の目的のために、用語の” 実質的に余分量の炭化水素”は１０チ以下の余分の炭化水素そして好１しくは５ ％以下がガスフローを増加することによって蒸発できることを意味する。

好適な具体例では、本発明は炭化水素分解微生物を有する炭化水素汚染・ｌ−ン 全通して地表面から地下水に末端がくるボアホールを設けること；地表面から炭 化水素汚染・ｔ−ンヘ伸ひる、ボアホールの内部表面に同軸に配置されそして密 封して接続される、流体不透過性ライニングを設けること；ボアホールの内部内 に同軸に配ｒ１ｔチれ、流体不透過性ライニングの末端に固定して接続されかつ そこから伸びる、流体透過性ライニング金膜けること；流体不透過性ライニング に負圧の供源を流体的に接続すること；ボアホールの流体透過性部分からガスを 排出して炭化水素汚染ゾーンを通して酸素を引入れるとと；酸素、全炭化水素及 び排出したガスの二酸化炭紫含量をモニタすること；そして炭化水素汚染ゾーン の中に酸素の流速會隔部して最大の炭化水素生分解の５０％以円を達成しそして 爆発範囲外に酸素と全炭化水素濃度を保つこと、を含む。

高い地下水面がらりそして／又は±ｔｉ権類が多孔性が少ない炭化水素汚染・ｔ −ンでは、ＰｊｒＪＩＪの流速を生ずるのに必要な負圧は実際には地下水及び多 分内部に又は共に営まれる炭化水素のような他の流体（集合的に１地下流体″） がボアホールの方向で局所的に引上げられ、これによって地下流体の逆円錐を生 ずること全引起こす。極抱な場合には、地下流体の逆円錐は地表面まで流体不透 過性ライニングで引上げられる。炭化水素汚染ゾーンを通してガスの流速を制限 する外に、これらの逆円錐が実際に前に汚染されないゾーンに炭化水素汚染を拡 げるので地下流体の逆円錐は避けられるべきである。従って、好適な具体例では 、本発明の方法はボアホールの底部から又はその近くで地下流体を除去する手段 を設ける余分の工程を含む。地下流体を除去する好適な手段に地表面で又はボア ホール中のｆａＪれかでポンプを便用すること、ガスが流れる流体不透過性ライ ニング金運して又は別の導管を介しての何ｎかで真空を使用すること、エーロ・ 戸ルでエントレインさｎる地下流体を除去するために十分に高い流速のガスを使 用することそしである場合にはサイフオンを使用することを含む。好ましくは、 ボアホールの底部に又はその近くにそして流体透過性ライニングの内部にポンプ を配置することによって喝下流体が除去さｎる；このポンプは導管に流体的に接 続され、これが地下流体音除去するようにポンプから地表面へ導く。この導管は 好ましくは流体透過性及び不透過性ライニング内に！ＩｃＩされそして流体透過 性及び不透過性ライニングの内径より小さｒ外径を有する。好１しくに、専管の 外径は流体透過性及び不透過性ライニング全通して流れるガスに不当な制限を避 けるように十分に不埒い。この導管は不当な摩耗なしに本発明の方法の操作条件 下で地下流体を十分に輸送できる材料で作られる。

好適な材料は工業化グラスチック〔例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）　、ポリ エチレン等〕、可撓性ゴム管及び金属賃を含む。生簀な規準は導管内部の流体の 圧力と導管外側の流体透過性及び不透過性ライニング内の圧力の間の差圧に安定 でろることにある。

このように除去さｎた地下流体は炭化Ｘ素で汚染さ１又は汚染されていない。地 下流体が炭化水素で汚染さｎている場合、その時には好ｔしくは次のクリーンア ップのためこれを好適な保持装置に配置する。除去される庵下流体のｉｋは処理 さｎるべき炭化水素汚染・戸−ン奮実買上越えたレベルに地下流体會保つのに十 分であるべきである。ある場合には、地下流体に降下を生ずるように十分な地下 流体上除去することが好ましい。このような降下の円錐は地下水上に浮遊する炭 化水素が降下の円錐の中に流入すること′に粁し、これは液体灰化水素の濃度を 局所化しそして次に地下流体の一部として除去−できる（地下流体に降下の円錐 音生ずることは環境及び地下氷水文学者に周知である）。更に、降下の円錐にボ アホールの近く、それ故に酸素含有ガスの入口の位置の近くであるので、このよ うな降下の円錐中に含１扛る炭化水素は、このような降下の円錐なしよりも迅速 に、蒸発又に生分解の何れかにより、除去さ７１．よう。亀も好筐しくは、除去 される地下水のＪ！にはボアホールな通して取違なガスフロー・會許す一部であ る。

地下流体を除去するポンプは所望の速度で地下流体を除去できる倒れのポンプで よい。好ましくは、このポンプは流体不透過性及び透過性ライニングの中に降下 できる浸漬インゼクタポンブで６る。

図面の簡単な記載 第１図は本方法に有用な装置の略示図でるる。第２図は本発明に有用なウェル構 造の略示図でめる。第６図は位置１に対して流速と排気さｎた空気中のｃｏ２チ の関係全示すグラフである。第４図は位ｔＩ／Ｌ１に対して全炭化水素回収を示 すグラフである。第５図は位置１．２及び３に対して年分こと蒸発を比較するグ ラフであ本発明は炭化水素汚染土壌のその場所での生分解のために有用でろる。

用語の炭化水素は通常に油に見られる有機分子、例えば、芳香族、アルカン、オ レフィン、抛々の複電環式分子、及びこ扛もの分子の種々の誘導体、例えば、ア ルコール、エステル、ケトン、カーボネート、酸、若干のハロｒ′／化化合物、 複会不均實炭化水累分子、並ひにここでその全体を参照として挿入するＡｍｄｕ ｒｅｒ等のＳｙｓｔｅｍｓ　ｔｏ　Ａｅｃｏｌｅｒａｔｅ　ｊ、ｎ５ｉｔ、ｕ　 ５ｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗａｓｔｅ　Ｄｅｐｏｓｉｔｅ　（Ｒｏｐ ｃ＞ｒｉＩＡＥＰＡ１５４０／２−８６１００２）にリストされる更に特定の分 解可能な化合物紫含む。しかしながら、用語の炭化水素は生分解可能でありおし てその最大生分解点の前にその最大蒸発点に達する化合物のみ金含む。

これらの炭化水素は代表的には２５℃で２ｐｓｉａ以下の蒸気圧を有する。ここ で第１図を参照して本方法の一例？示す。

炭化水素汚染・ｌ−ン１０はバドース（ｖａｄｏｓｅ　）　ｆ−ン２の内部に含 ｌれる。バドーズデーン２は地表面１と地下水レベル４によＶ形成される。また 地下水１／ベル４の少し上に毛管ゾーン６がろ９、ここで油は水の頂部で１遣毛 管で株付さｎる。炭化水素がこの炭化′７に累汚染・戸−ン１０１毛管ゾーン６ にちる時に炭化水素が生分解され、又ｉ−１：選下水の１昇及び下降にｊ、９二 つのゾーンのイロ」れかに洗い入れられることが意図される。

第１図に示すように、ボアホー／ｌ−８が炭化水素汚染・ｌ−７１０内に設けら れる。このボアホール８は本質的に地表面１から伸び、そして汚染ゾーン１０へ 蒸気接近？与える。ボアボール８は炭化水素汚染・ｔ−ン１０、毛管シー７６の 中に、又は好１しくに地下水レベル４の下に史に下方へ伸ひることができる。

ボアホール８は好ましくは流体不透過性ライニング１８及び流体透過性ライニン グ２０’に含む。この流体不透過性ライニング１８は代表的には地表面１に隣接 して、好１しくけボアホール８内に配置される。流体透過性ライニング２０はま た好ましくはボアホール８内に、しかし炭化水素汚染・戸−ン１０全通して酸素 フロー金確保する位置に配置される。ガス排出ライン１２は地表面１でボアホー ル８に流体的に接続しくこれは第１図及び第２図に示すように浸漬した接続部を 宮む）そして次に真空源１４とガス処理装置１６に接続する。真空源１４は負圧 音生じて第１図の矢印に示すフローラインに沿って炭化水素汚染ゾーン１０の中 に散索を引入才する。真空源１４から出発Ｌ２て、下記のもの全通して、この順 序で排出される：蒸気運搬ライン１２；流体不透過性ライニング１８；流体透過 性ライニング２０；炭化水素汚染ゾーン１０：バドーズデーン２：そして地表面 １゜ガス排気ライン１２に、単一ボアホ−Ａ８又は複数のボアホール（図示せず 、）に流体的に接続される。

この排出さｊたガスは流速、酸素濃度、全炭化水素濃度及び二酸化要素濃度に対 （−で好ましくはモニタされる。これらの目的に刻するモニタ装置は当業者に公 知でめる。しかし、ながら、毫二タン゛ステＪ、の−例を第２図に示す。７ｏ− 測定部分３０の中に風速計のような装＃會挿入することによって流速に測定でき ４１ａ抵抗不センサを有するマルチメータ金倉むシステムにより全馴化水素濃度 を測定でき、この両方盆ウェルキャップ３４に取付けできる。全有機分析器（例 え（・ユ、Ｂｙｒｏｎ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製モデル４［Ｊｌ、）’ｔｌた 使用して炭化水素及びＣＯ２濃度を測定できる。サンプリング部分３６？通して 排出ガスの試料をとりそしてＴｅｌｅｄｙｎｓＡｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｉｎｓｔ ｒｕｍｅｎｔｓ製モデル３２０ｐ−４のような酸素分析器に試料を通して酸素及 び二酸化炭素濃度音測定できる。

本発明の方法において、排出ガスの流速を調節して迅速でかつ多電の炭化水素生 分解の目的を達成する。

更に、排出ガス中の酸素と炭化水素蒸気の混合物が爆発範囲の外にあること全確 保することが目的である。

この最初の目的は鴬＜ケと高い流速で達成されることセして第二の目的はこの高 い流速で酸素と炭化水素蒸気の濃度′ｆ調節することによって達成さ九ることか 判明した。本発明の方法で流速（ボアホール当＃））は好ましくは生分解される べき炭化水素の最大蒸発に対する流速よジ上である；好１しくは特定の多孔性土 壌では、ウェル当り流速は３０から２５０　ＳＣＦＭの間でありそして非多孔性 土壌、例えは、粘土では、ウェル当り流速は５３ＣＦＭ程度に低く、そして好筺 しくは５ＳＣＦＭより大きく、更に好１しくは５から７５　ＳＣＦＭであり；最 も好１しくは最大炭化水素生分解の５０％以同を得るように流速を調節する。

ここで使用するような月給の１非多孔性土壌”とは１Ｑ−５ｃ１ｆＬ／秒以下の 水に対する透過性を有する土壌を意休しそして粘土、沈泥、破砕岩石等の土１型 式を含み一一方１多孔性土壌”は１０−５ｃｍ／秒より大きい水に対する透過性 を有する土壌を意味しそして砂、砂状ローム、砂利等の土壌型式を含む。

炭化水素はこの高い流速で幾つかの機構により除去できる。これらは下記のもの である：蒸発；生分解及び炭化水素蒸気ロ・戸ルの形成。若干の炭化水素はガス がボアホール８から引出されそして酸素が炭化水素汚染ゾーン１０全通して引入 れられる時に蒸発により除去さｎる。生分解可能な炭化水素に対してこの蒸発は 代表的には流速が増えるにつれて増大するが、その理論的最大値に漸近的に到達 しそして一定の点で、空気流を増加することにより実質上余分量の炭化水素は実 際上除去できない。炭化水素蒸発システムでは、この点以上では実質上余分量の 炭化水素は蒸発されないので流速をこの点以上に増加することは不必要でありか つ無効果である。本発明の目的のためには、このレベルを越えた高い炭化水素生 分解速度に達することが好ましい。驚くべきことには、生分解が最大蒸発の点を 越えて高い流速で生ずる。理解できるように、この高い生分解速度は流速が増え るにつれて増大するが、炭化水素及び土壌条件（即ち、深さ、透過性等）に応じ て、ある流速で増加を停止する。炭化水素はまた第三の機構で除去できる；炭化 水素エーロデルの形成。これらのエーロゾルは非常に高い流速又は流体透過性ラ イニング２０を越えて大きな圧力降下により形成できる。炭化水素及び炭化水素 汚染ゾーン１０の特殊性に応じて、この付加的方法により炭化水素を除去するた め流速を増加することが望ましい。

可能である最大炭化水素生分解を得ることが好ましい。測定の目的のために、炭 化水素生分解はｃｏ２除去に等しいと仮定され、その理由は炭化水素はＣｏ２に 変換されるからである（若干の炭化水素は最初にバイオマスに配合されるとして も）。最大炭化水素蒸発流速度を計算するために、ＣＯ２濃度に対して排出ガス 全モニタする。次に単位時間当り除去されたＣｏ２が流速とＣＯ２濃度から計算 される。除去される全ｃｏ２がもはや増加しなくなるｌで流速を増加する。本発 明の流速では、排出ガス中のＣｏ２濃度は好ましくは１がら１４チ、更に好１し くは６から１４チである。

また、酸素及び全炭化水素濃度がモニタされそして爆発範囲外に調節される。好 １しくは、このｏ２濃度は全炭化水軍蒸気が１％以上である時に爆発の可能性盆 減するため１０チ以下に制限される。しかしながら、流速を増大することが好ま しい場合にはこの酸素限界を越えることができる。酸素濃度が１０チに等しく又 はそｎより大きい時には、好フしくけ希釈剤ガスを排出ガスに導入して低い爆発 限度以下に全炭化水素濃度を激する。

本発明は大気圧で９０から１５００’Ｆの沸騰範囲内で本質的に丁べての種類の 生分解可能な炭化水素に操作可能でおる。これは次のものを含む一重油、例えは 、アスファルト、ガス油又は燃料油及び軽油、例えは、ガソリン、ジェット燃料 、ジーゼル燃料、タービン燃料又は軽ガス油、並びにＡｍｄｕｒｅｒ等にリスト された化合物。この方法は低い炭化水素蒸気圧により限定されない。若干の生分 解可能な無機物、例えば、スルフィド、ホスフォラス及び窒素化合物も生分解さ ｎる。

更に、本方法は種々の土壌に操作可能である。例は下記のものでらる：砂；さん ご；割れた火山岩石；炭素質沈積物（即ち、石灰）；砂利；沈泥；粘土及びこれ らの混合物。更に密にバックさｎる土壌は散票輸送並びに流速を減じそして複数 のウェルが使用される時には十分により近い配置を必要とする。しかしながら、 本方法は対流又は拡散の何れかにより酸素が微生物と接触して炭化水素生分解を 刺激するので、更にこの低いガス流速はなおこれらの土壌に対する最大炭化水素 蒸発流速より上であるので、このような更に密にバックされる土壌でも有効でｌ ）続ける。

炭化水素を生分解する微生物は代表的にはバクテリアでろる。多くのバクテリア 徨がこの仕事に適しそして微生物学の専門家に公知である。代表的なバクテリら のバクテリアは好ましくは土地固有のものである力ζこｎｃ−）を炭化水素汚染 ・戸−７１０に加えることができる。他の炭化水素分解微生物はカビ、藻類、放 線菌等である（参照、Ａｍｄｕ、ｒｅｒの付録Ａ）。

ボアホール８は本発明の別の特徴である。好ましくは、ボアホールの直径は８か ら４０インチ、更に好まり、　＜は１２から３２インチでわる。好ま（７くはボ アホール８は炭化水素汚染ゾーン１０の中に伸びる。ある場合には、ボアホール ８金地下水レベル４の少し上の毛管・ｔ−７６の中に又は地下水レベル４の下に さえ伸ばすことが好ましい。好ましくは、より低い深さは空気が地下水レベルの 変動と無関係に毛管・戸−ンに沿って引入れられること全確保する。

ボアホール８は１５０フイ一ト以上の絶体深度に穿孔される。ボアホールが深く なるにつれて、より高い流速が代表的に一層の生分鮮のために必要でおる。ボア ホール８は垂直であり、斜めであジ又は側方に偏位さ′ｒＬ；ｆニジて特定の汚 染土壌の中に貫通するのに適する当業者に公知の任意のウェル穿孔法により炭化 水素汚染ゾーン１０の中に穿孔される。また、汚染・ｔ−ンに側方に通気するこ とが好ましい場合には、トレンチが掘られ、流体透過性ライニングがこのトレン チに挿入され、次にライニングの上に土＊’を戻して充填する。

しかしながら、ボアホール８の流体透過性ライニング２０の周９で土１の透過性 を減する方法を使用しないように、即ち、コンパクト化による又は多すぎる穿孔 泥又は流体を使用することに注意しなけれはならない。

代表的には、流体不透過性ライニング１８はボアホール８内に同軸に配置される 。このライニング１８は２から１６インチ、更に好ましくは２から１２インチの 内径ケ有する。ライニング１８はボアホール８よジ直径が小さいウェルケーシン グ又は導管である。好ましくは、地表面１で（又は表面下の小さい深さで）流体 不透過性ライニング１８の一部はシールされかつ真空源１４に結合される。流体 透過性ライニング２０は流体不透過性ライニング１８の端部に同軸に配置される 。このライニング２０は孔、スクリーン又はそれを通してガス、エーロゾル又は 液体フローを許す他の装ｍｋ有するウェルケーシングである。好ましくは、両方 のライニング１８及び２０は殆ど同じ直径である。

両方のライニングは炭化水素汚染・ｌ−ン１０金運る真壁誘導空気フローに向き 合うことが意図される。この目標全達成するために、ライニング１８とボアホー ル８間の空気浸入は好１しくはｉ＆ｔｐにさｎる。地衣面から下方にかつライニ ング１８に沿って空気が引入ｎらｎることを阻止するために、好１しくに低透過 性材料がライニング１８とボアホール８の間に挿入される。

好ましくは、この材料はコンパクト化土壌、粘土、グラウト、又はセメントであ る。

更に、流体透過性ライニング２０とボアホール８間の圧力降下全調節できる。本 発明の筒い流速は炭化水素又は汚染水のエーロゾルを形成できるのでより高い圧 力降下が好ましい。このエーロ・戸ルはボアホール力ら排出ガスで運ばれ、これ によって汚染物除去を増大する。この場合には、ライニング２０に対して充填材 を供することは不必要である。しかしながら、低圧力降下が好ましい場合には、 ボアホール８と流体透過性ライニング２０の外径により形成される空間には、緩 く流体透過性の材料、例えば、砂利、砂、又は粉砕した岩石がパックされる。こ の材料は沈泥のような微細粒子が流体透過性ライニング２０につ筐ることを阻止 する。

汚染区域の特別な性質により本号法を実施するため一つ又はそれ以上のボアホー ルを設けることが示裂さｎる。この決定に対する幾つかの関連資因は下記のもの でめる：こはｎた炭化水素の量；炭化水素汚染ゾーン１０の深さ；土壌の種類； 地下水レベル４等。複数のボアホールが必要でるる拗台には、これらは好ましく は５から３００フイート離れて配置される。好１しくに、これらのボアホールは すべて真空ウェルであるが、より深い炭化水素汚染デー７１０に対して空気イン レットウェル會使用できる。

真空源１４は流体透過性ライニング２０全通してがスを排出させそして処理袋＠ １６にこの排出ガスを送る。この真空源１４ｆｄボアホール内に負圧を確立して 炭化水素汚染・ｔ−７１０を通して酸素のフローを引起こすことができる任意の 装置でよい。好ましくは、真空源１４はポンプ又はアスピレータ−である（参照 、Ｒｎｏｐｉｃ　、米国特許第３．９８０．１６３号）、好ましいポンプはロー タリー及び液体リングポンプである。例示的な液体リングポンプは５ｕｌｌａｉ ｒ　ａｎｄ　Ｎａ５ｈによジ製造でれ、そして７０から２５００　ＳＣＦＭ、そ して好ましくは１１０から２５００　ＳＣＦＭを引く性能を有する。好ましくは 、これらのポンプは少なくとも一つのボアホール、好ましくは複数のボアホール から多孔性土壌を通して少なくとも５０ＳＣＦＭ、又は少なくとも一つのボアホ ール、好１しくに複数のボアホールから非多孔性土１Ｊｉｋ通して少なくとも５ ８ＣＦＭの何れかを引く性能を有する。好ましくは、これは爆発を避けるため引 火防止のための装ｆｕｌｌ’（ｒ有する。処理装置１６は排出ガス七大気へ通気 する装置、ガスを濾過する装置、排出ガス全圧縮する装置又は排出ガスを焼却す る装置を含むことができる。排出ガスは下記のものｔ含む：酸素、生分解生底物 として二峻化炭素、水蒸気及び蒸発による炭化水素蒸気。排出ガスのこれらの成 分は本発明の外の種々の目的のために有用でｂる。例えは、本方法により作られ る多量のＣＯ２は回収されそしてターンヤルオイル回収に使用され又は冷媒とし て使用できる。炭化水素蒸気は回収されそして更に精製され又は販売される。

穐々の他の要因が本発明の効率に寄与する。例えは、土壌温度、土壌湿度、栄養 物、及び−はすべて微生物群の成長に影響する変数である。土壌温度は調節する ことが難しいが、微生物成長を促進するため５０’Ｆ以上の温度が好ましい。更 に、成長を促進するため湿度が好ましい。例えば、注水又は蒸気注入により、炭 化水素汚染・ｔ−ン１０全通して流れる空気の中に水を導入できる。更に、微生 物成長に必須でおる有機及び無機の栄養物を当業者に公知の方法によ！ｌｌ戻化 水累汚染ゾーン１０に加えることができる。これらの栄養物はアルカリ金属（例 えは、カリウムン、リン酸塩及び硝酸塩である。更に、微生物成長に非相和性で おる場合には塩基性又は酸性化合物の添加により一を操作できる。

本発明は下記の例に関連して更に十分に理解されよう。これらは純粋に例示であ ることを意図し、倒れにしても発明の範囲′ｆ！：限定するつもりはない。

種々の油製品が土壌及び地下水にこほれた四つの位置に設置したシステムで試験 を行なった。このシステムは流体透過性ライニング２０（ウェルスクリーン）の 頂部と底部に対して異なる深さを有しそして各位置は下記に示すような異なる炭 化水素汚染物を含んだ：１　　　７０チガソリン　　１５から３０フイート３０ チジーゼル ２　　　　ガソリン混和　　　　１３０から１４５フイ一ト成分 ３　　　重質燃料油　　　　１０から９０フイート４　　　灯油で希釈された　 ４から１５フイートアスフアルト 例の各々にこの試験を記載する。各側において生分解を刺激するために栄養物（ 肥料）を各位置に加えなかった。通常のレベル以上に注水Ｖこより土壌湿度を増 加しなかった。

１０の現存するウェル近くに６試験ウエルを穿孔した。各ボアホールは４インチ の内径と８インチの外径を有した。ＰＶＣ管を流体不透過性ライニングとして使 用しセしてＰＶＣスクリーンを流体透過性ライニングとして使用した。土壌は砂 状ロームであった。排気と試験後に、ボアホールからのガスを続けて暁却した。

こぼれの周りの±１全約２年間通気して近くの建物の中へ油蒸気の移ｂ’を抑制 した。この２年間の通気速度はウゴル当９毎分６０棟準立方フィーｔ−（ＳＣＦ Ｍ　）以下でめった。

試験においてウェルヘッド近くに空気で希釈することによって低い可燃性限界（ １チ油蒸気）以下に通気したガスを保った。未希釈通気ガスの例は下記の組成３ ０　　７．５％　Ｂ、５チ　　１チ　　　　Ｏ％地面に引入れられた大気の酸素 が生分解を著しく刺激した。酸素濃度を１０チ以下に減少させそして油蒸気濃度 に無関係に排出ガスを不燃性にするのに十分な生分解があった。

排出ガスの流速を工程で増加し、そして各工程の間で数日間一定に保ち、次に油 蒸気及びＣ０２濃度に対してガスの試料を分析した。フローが３３　ＳＣＦＭ以 上に増加するまで００２レベルは殆ど一定のままであり、次にこれは第５図に示 すように徐々に減少した。Ｃ０２及び０２ｆＩ＃度は試験の数ケ月を通して保た れ、これは生分解が土壌湿度又は栄養物による一時的なものでなく又は限られた ものではないことを示す。油がＣｏ２（油の半分恨度が最初にバイオマスに変換 されるので保存性でろる）に直接に変換されることを仮定することで油生分贋速 度全計算した。全除去速度は第４図に示すように生分解速度と蒸発速度の合計で ろる。第４図は蒸発速度がプラトーに到達した後でさえ生分解速度が増加するこ とを示す。

例１におけるように二酸化炭素、酸素及び全炭化水素濃度を測定しそしてこぼれ 区域外のウェルをモニタしてこれらの成分の各々に対してバックグラウンドを測 定した。これらウェルを例１におけるように穿孔した。５　［）　ＳＣＦＭで両 方のウェルで下記のデータが生じた。

こぼれ区域　　３０　　　　１１％　　　２．３チ　　４．９チ　　　１．３チ バツクグラ ランド　　　　５０　　　１．０％１８．６％　０チ　　　　０チ（こぼれず） 流速ｋ　１８　Ｄ　ＳＣＦＭＫ増加し、これは生分解を増大した。この流速では 、ガス速度は液体ガソリンのエーロ・ｔル及び水滴を生ずるのに十分に高く、こ れは本発明はまたある液体を除去するためにも設計できること本例はｌ燃料油の 生分解金示す。

位ｆｌｉｔ３で、二酸化炭素、散索及び全炭化水素濃度をモニタした。下記のデ ー　タを集めた：５０　　　６．８％　１１チ　　［Ｊ％　　　　２．３％重油 の蒸発はその低揮発性の故に無視し得るものであった。低い流速゛での通気は１ い、不揮発性油こぼれ全除去することで無効果であろう。

第５図は位置１．２及び３で除去速度を比較する。

第５図は本発明の方法が土壌及び糧々の深ざから広範囲の炭化水素汚染物を除去 するために有用であることを示す。更に、酸素及び油蒸気濃度を調節して爆発範 囲の外で安全に操作できる。

一つの試験ウェルを非多孔性土壌（粘土）に穿孔した。ボアホールは１２インチ の内径を有した。ＰｖＣ管會管体流体不透過性ライニングて使用しそしてＰｖＣ スクリーンを流体透過性ライニングとして使用した。粘土は１０−５から１Ｑ− ６ｃｍ／秒の水運過度を有した。排気と試験の後に、ボアホールからのガスを活 性炭素で続けて処理した。

必要な時には、ウェルヘッドの近くで水で希釈することによって通気したガスを より低可燃性限界（１％油蒸気ン以下に保つことができる。未希釈通気ガスの例 は下記の工程条件下で下記のＣＯ２含有を有した：ケース１　　１２０　　　　 　９ＳＣＦＭ　　　　８．５％　　　　　　５ケース２　　１２０　　　　１４ ＳＣＦＭ　　　　６チ　　　　　　　５ケース３　　１８０　　　　２５ＳＣＦ Ｍ　　　　５チ　　　　　　　８ケース４　　１８０　　　　５１ＳｃＦＭ　　 　　５％　　　　　　１０本例では、炭化水素含量は酸素濃度全豹１７容量チの レベルに許すように十分に低かった。本例は炭化水素で汚染された非多孔性土壌 に対する本発明の方法の操作可能性を示す。

前記の説明は本発明のある特定例を教示した。しかしながら、この開示の精神内 で多くの修正と変型がおる。具体例は単に例示でありそして限定ではないつもり である。

７７口 ＦＩＧ、　！。

手続補正書（自発） 平成２年５月８０日

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．炭化水素分解微生物を有する炭化水素汚染ゾーンにボアホールを設けること ； このボアホールに負圧の供源を流体的に接続すること； ボアホールからガスを排出させて炭化水素汚染ゾーンの中に酸素を引入れること ；そして 最大炭化水素蒸発に対する流速以上に炭化水素汚染ゾーンの中への酸素の流速を 調節し、これによつて殆んどの量の炭化水素が生分解されること、を含む炭化水 素汚染ゾーンの中に酸素を引入れることによる炭化水素を生分解する方法。
2. ２．炭化水素汚染ゾーンが多孔性土壤を含む、請求項１に従つた方法。
3. ３．流速がウエル当り３０から２５０ＳＣＦＭである、請求項２に従つた方法。
4. ４．炭化水素汚染ゾーンか非多孔性土壤を含む、請求項１に従つた方法。
5. ５．流速がウエル当り５から７５ＳＣＦＭである、請求項４に従つた方法。
6. ６．炭化水素生分解の量が最大値の５０％以内であるように流速が調節される、 請求項１に従つた方法。
7. ７．排出されるガス中の酸素及び全炭化水素濃度を爆発範囲外に調節することを 更に含む、請求項１に従つた方法。
8. ８．地表面から炭化水素汚染ゾーンへ伸びるボアホールの内側表面に、同軸に配 置されかつ密封して接続される流体不透過性ライニングを設けること；そしてボ アホールの内部の中に同軸に配置され、流体不透過性ライニングの端部に流体的 に接続されかつそこから伸びる流体透過性ライニングを設けること、を更に含む 、請求項７に従つた方法。
9. ９．ボアホールが毛管ゾーンの中に伸びる、請求項１に従つた方法。
10. １０．ボアホールが地下流体の中に伸びる、請求項１に従つた方法。
11. １１．お互いに５から３００フイート離れて配置される複数のボアホールを設け ることを更に含む、請求項１に従つた方法。
12. １２．排出ガスの含水量をモニタすることを更に含む、請求項１に従つた方法。
13. １３．生分解される炭化水素が９０から１５００°Ｆの沸点を有する、請求項１ に従つた方法。
14. １４．前記の流体透過性及び流体不透過性ライニングが２から１６インチである 、請求項８に従つた方法。
15. １５．リン酸塩、硝酸塩、又はアルカリ金属から選択される、微生物成長を促進 する栄養物を炭化水素汚染ゾーンに加えることを更に含む、請求項１に従つた方 法。
16. １６．エーロゾルを生ずることにより炭化水素を除去することを更に含む、請求 項１に従つた方法。
17. １７．地表面から炭化水素分解微生物を有する炭化水素汚染ゾーンを通してボア ホールを設けること、そして地下流体に末端がくること； 地表面から炭化水素汚染ゾーンへ伸びる、ボアホールの内側表面に同軸に配置さ れかつ密封して接続される流体不透過性ライニングを設けること；ボアホールの 内部の中に同軸に配置され、流体不透過性ライニングの端部に固定して接続され 、かつそこから伸びる流体透過性ライ＝ングを設けること；流体不透過性ライニ ングに負圧の供源を流体的に接続すること； 流体透過性ライニングからガスを排出させて炭化水素汚染ゾーンの中に酸素を引 入れること；排出したガスの酸素、全炭化水素及び二酸化炭素含量をモニタする こと；そして 炭化水素生分解の量が最大炭化水素生分解速度の５０％以内であるように流速を 調節することそして酸素及び全炭化水素濃度を爆発範囲外に保つこと；を含む、 炭化水素汚染ゾーンの中に酸素を引入れることによる炭化水素を生分解する方法 。
18. １８．エーロゾルを生ずることによつて炭化水素を除去することを更に含む、請 求項１７に従つた方法。
19. １９．ボアホールの底部から又はその近くで地下流体を除去する装置を設けるこ とそしてこの地下流体を除去することを更に含む、請求項１０又は請求項１７の 何れかに従つた方法。
20. ２０．炭化水素汚染ゾーンを実質上横切るレベルに地下流体を保つのに十分な地 下流体が除去される、請求項１９に従つた方法。
21. ２１．地下流体中に降下の円錐を生ずるのに十分な地下流体が除去される、請求 項１９に従つた方法。
22. ２２．地下流体を除去する前記の装置がポンプを含む、請求項１９に従つた方法 。
23. ２３．前記のポンプがボアホールの底部に又はその近くに配置されそしてポンプ から地表面に導く導管に流体的に接続され、そして前記の導管が流体透過性及び 不透過性ライニング内に配置されかつ流体透過性及び不透過性ライニングの内径 より小さい外径を有する、請求項２２に従つた方法。