JPH10216696A - 汚染土壌修復における空気供給方法およびその装置 - Google Patents

汚染土壌修復における空気供給方法およびその装置

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JPH10216696A
JPH10216696A JP9027105A JP2710597A JPH10216696A JP H10216696 A JPH10216696 A JP H10216696A JP 9027105 A JP9027105 A JP 9027105A JP 2710597 A JP2710597 A JP 2710597A JP H10216696 A JPH10216696 A JP H10216696A
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water
oxygen
contaminated
supersaturated
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Kazuo Okamura
和夫 岡村
Fumiaki Hirano
文昭 平野
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の汚染土壌の浄化方法としては、純酸素
の土壌中への供給、過酸化水素の供給等が挙げられる
が、いずれも非常に危険なうえにコスト的に高価な方法
であった。 【解決手段】 表層が汚染された地盤に汚染土壌1を貫
通して地下地盤に達する注入井戸2を掘削し、この注入
井戸2内に酸素を過分に含む過飽和水を供給し、この過
飽和水を地下地盤中を流れる地下水に混合させて酸素過
飽和の地下水とし、さらにこの酸素過飽和の地下水から
微細気泡を発生させて表層の汚染土壌1に酸素を供給す
る。汚染土壌1には、酸素過飽和の地下水から酸素を含
む微細気泡が多量に供給され、この酸素によって土壌中
のバクテリアの活動が活発化して汚染物質の分解が促進
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、汚染土壌修復にお
ける空気供給方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、市街地の土壌汚染が顕著化するケ
ースが増加してきており、特に工場跡地を再利用する場
合の土地改変に伴って土壌汚染が判明する例が頻出して
いる。
【0003】このような市街地の土壌汚染については、
平成4年度に行われた土壌汚染対策の実施状況等に関す
る調査によって昭和50年以降の累計として232件の
事例が把握されており、その判明件数は近年さらに増加
傾向にある。
【0004】前述の調査報告における土壌汚染の原因
は、製造施設の破損等に伴う汚染原因物質の漏出、廃棄
物処理法施行前の工場敷地内での廃棄物の不適正な埋め
立て、汚染原因物質の不適切な取り扱いや不法な投棄等
となっており、事業別にみると、化学工業、電気鍍金
業、電気機械器具製造業に多い。また、汚染の原因とな
る物質は鉛、六価クロム、水銀等の重金属が挙げられる
が、有機塩素系化合物の増加も著しい。また、近年では
石油系汚染物質、タール系汚染物質、その他の有機物に
よる汚染も問題となっている。
【0005】日本国内のみならず、米国においても有害
廃棄物の処分地や地下タンクからの汚染物質の漏洩が数
多く発生し、土壌汚染、地下水汚染が深刻な問題となっ
ており、スーパーファンド法の制定により積極的にこの
問題に対する取組みがなされている。
【0006】汚染土壌の修復技術としては、焼却、固化
・安定化等の従来方法に加え、汚染された土壌を効果的
かつ経済的に浄化する環境修復技術として、抽出・洗
浄、化学分解、真空抽出、バイオレメディエーション等
の種々の革新的な土壌浄化法が開発され、実際に汚染土
壌に対して実施される比率も年々高まっている。
【0007】なかでもバイオレメディエーション技術
は、有機物に汚染された土壌中に生息する微生物の活動
を活発化させ、これら微生物に汚染物質を分解させて土
壌を浄化するもので、広範囲、低濃度での処理が可能で
あり、物理・化学的な処理では対応できない処理が可能
な技術として注目されている。
【0008】ところで、土壌中に存在する汚染物質を分
解するためには、微生物に酸素を与えてやる必要があ
る。このときの酸素必要量は、ベンゼンを例に挙げると
次式のようになる。 C66 + 7.5O2 → 6O2 + 3H2O この反応による微生物の酸素必要量はほぼ理論値であ
り、汚染物質であるベンゼン1gあたりの酸素必要量は
3.1gである。しかしながら、地下水中に存在する酸
素の濃度は最大でも8〜9mg/lであり、酸素濃度が
非常に少ないので、土壌中に存在する汚染物質を分解す
るためには酸素を過剰に供給しなければならず、そのた
め純酸素の供給や過酸化水素の添加等が検討されてい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、純酸素
の土壌中への供給はガスの地中供給となり、爆発の危険
性が予想される他、水への溶解方法に困難さを伴うもの
である。また、純酸素の供給はコスト的にも高価な方法
である。一方、過酸化水素の供給については、過酸化水
素自体が毒性を示す薬品であり、過剰な供給は土壌中に
生息する微生物を死滅させてしまう可能性が強く、現状
でも高濃度の添加は行われていないのが現状である。さ
らに、過酸化水素の供給もコスト的に高価な方法であ
る。
【0010】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、有機物に汚染された土壌中の酸素濃度を高める
ことで土壌中に生息する微生物の活動を活発化させ、微
生物に汚染物質を分解させて土壌を浄化する汚染土壌修
復における空気供給方法およびその装置を提供すること
を目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、表層が汚染された地盤に汚染土壌を貫
通して地下地盤に達する酸素供給坑を掘削し、この酸素
供給坑内に酸素を過分に含む過飽和水を供給し、この過
飽和水を地下地盤中を流れる地下水に混合させて酸素過
飽和の地下水とし、さらにこの酸素過飽和の地下水から
微細気泡を発生させて表層の汚染土壌に酸素を供給す
る。汚染土壌には、酸素過飽和の地下水から酸素を含む
微細気泡が多量に供給され、この酸素によって土壌中の
微生物の活動が活発化して汚染物質の分解が促進され
る。なお、過飽和水に栄養塩類を含有させて微生物のよ
り活発な活動を促進することも可能である。
【0012】さらに、上記の空気供給方法を実施するた
めの装置には、内部に供給された水を滞留させるととも
に、この滞留させた水とともに内部に供給された空気に
よって水を加圧して酸素を過分に含む過飽和水を作成す
る加圧水作成槽に、この加圧水作成槽に水を供給する水
供給源と、同じく加圧水作成槽に空気を供給する空気供
給手段とが接続され、さらにこの加圧水作成槽には、表
層が汚染された地盤に汚染土壌を貫通して地下地盤に達
するまで掘削された酸素供給坑に過飽和水を供給する配
水管が連結された空気供給装置を採用する。水供給源と
しては地盤に揚水井戸を掘削し、この揚水井戸から得ら
れる地下水を利用してもよい。また、加圧水作成槽に
は、空気の代わりに純酸素を供給してもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明に係る汚染土壌修復におけ
る空気供給方法およびその装置の一実施形態を図1に示
して説明する。本発明の汚染土壌修復における空気供給
方法は、有機物に汚染された土壌中の酸素濃度を高める
ことで土壌中に生息するバクテリア(微生物)の活動を
活発化させ、これらバクテリアに汚染物質を分解させて
土壌を浄化する方法である。
【0014】図1には表層の土壌の一部が石油系汚染物
質、タール系汚染物質、その他の有機物により汚染され
た地盤を示している。この地盤に、汚染土壌1を貫通し
て地下地盤に達する注入井戸(酸素供給坑)2を掘削す
る。注入井戸2は、汚染土壌1の層を通過してさらに深
い位置に達するものとし、さらに汚染域の広さを考慮し
て適切な間隔を設けながら複数掘削する。また、後述す
るように地下水の流れを利用するので、地下地盤中を流
れる地下水の流れ(図中矢印A)を予め調査しておき、
注入井戸2はその流れの方向に沿って配列されるように
する。
【0015】この注入井戸2内に酸素を過分に含む過飽
和水を供給し、この過飽和水を地下地盤中を流れる地下
水に混合させて酸素過飽和の地下水とする。この酸素過
飽和の地下水は注入井戸2を通過して地下地盤中を流
れ、その過程において酸素過飽和の地下水からは酸素を
含む微細気泡が発生する。微細気泡は地下地盤中を表層
に向けて浸透(図中矢印B)し、これによって汚染土壌
1に酸素が供給される。
【0016】汚染土壌1中に限らず、土壌中には有機物
を分解するバクテリアが無数に生息しているが、汚染土
壌1に酸素が供給されることによってこれらバクテリア
の活動が活発化して汚染物質たる有機物の分解が促進さ
れる。
【0017】また、注入井戸2に満たされた過飽和水に
は汚染土壌中から汚染物質が溶解し、地下水の流れによ
ってより広い範囲に拡散される(図中矢印C)ので、バ
クテリアによる分解がさらに促進される。
【0018】上記のような空気供給方法を採用すること
により、安全かつ容易に汚染地盤に酸素を供給すること
ができ、バクテリアの活動を活発化させて汚染土壌を浄
化することができる。この空気供給方法によれば、従来
の酸素ガスの地中供給による浄化方法のように爆発の危
険がなく、また水への溶解も容易になされる。また、過
酸化水素の供給による浄化方法のように毒性のある薬品
を使用しないので、土壌中のバクテリアを死滅させる可
能性など全くない。さらに、従来のいずれの浄化方法に
比べても圧倒的なコスト削減が可能である。
【0019】次に、図1に示す空気供給装置10は、過
飽和水を作成し地盤に向けてこの過飽和水を供給する装
置であって、内部に水および空気を供給して密閉可能な
加圧水作成槽11を備えており、この加圧水作成槽11
には、内部に水を供給する水供給源12と、空気を供給
するエアコンプレッサ等の空気供給手段13とが接続さ
れている。
【0020】水供給源12としては、近隣の地盤を掘削
して揚水井戸12aを設け、この揚水井戸12aから得
られる地下水を利用する。
【0021】さらにこの加圧水作成槽11には、各注入
井戸2に過飽和水を供給する配水管14が連結されてい
る。配水管14には各注入井戸2ごとに過飽和水の供給
量を調節するバルブ14aが設けられている。
【0022】上記のように構成された空気供給装置10
を使用し、まず揚水井戸12aから汲み上げた地下水を
加圧水作成槽11の内部に供給して滞留させるととも
に、地下水と同時に加圧水作成槽11の内部に空気を供
給して圧力を上昇させ、地下水を加圧する。加圧された
地下水には酸素が溶解し、酸素を過分に含む過飽和水と
なる。このとき、加圧水作成槽11内の圧力は2〜5k
g/cm2(3〜4kg/cm2が最適)、加圧水作成槽
11内での水の滞留時間は5〜10分程度とするのが望
ましい。
【0023】次に、加圧水作成槽11で作成された過飽
和水を配水管14を通して各注入井戸2に供給する。過
飽和水の供給量の調節は配水管14に設けられたバルブ
14aを開閉することによって行なうものとし、その供
給の仕方は連続的であっても断続的であっても構わな
い。
【0024】この空気供給装置10は単純な設備だけで
構成されており、酸素を過分に含む過飽和水を容易かつ
大量に作成することができるだけでなく、屋外であるこ
とが多い汚染現場にも簡単に設置することができる。
【0025】さらにこの空気供給装置10においては、
水供給源12として地盤に揚水井戸12aを掘削し、こ
の揚水井戸12aから得られる地下水を利用するように
したので、多量に必要とされる水の供給を容易にすると
ともに水の供給に費やされるコストを削減することがで
きる。
【0026】なお、上記の実施形態に加えて、空気供給
装置10に過飽和水に窒素やリン等の栄養塩類を溶解さ
せる栄養塩類供給手段15を設け、過飽和水に窒素やリ
ン等の栄養塩類を含有させておけば、注入井戸2に供給
された過飽和水からこの栄養塩類が汚染土壌にも浸透
し、バクテリアの活動がより活発化されるので、汚染物
質の分解作用を速めることができる。また、加圧水作成
槽11の内部に水を攪拌する攪拌機等を設置することに
より、過飽和水の作成効率を高めることも可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載さ
れた汚染土壌修復における空気供給方法によれば、汚染
土壌を貫通して掘削された酸素供給坑内に酸素を過分に
含む過飽和水を供給し、この過飽和水を地下水に混合さ
せて酸素過飽和の地下水とし、さらにこの酸素過飽和の
地下水から微細気泡を発生させて表層の汚染土壌に酸素
を供給するので、従来の酸素ガスの地中供給による浄化
方法のように爆発の危険がなく、また水への溶解も容易
になされる。また、過酸化水素の供給による浄化方法の
ように毒性のある薬品を使用しないので、土壌中の微生
物を死滅させる可能性など全くない。さらに、従来のい
ずれの浄化方法に比べて圧倒的なコスト削減が可能であ
る。
【0028】請求項2に記載された汚染土壌修復におけ
る空気供給方法によれば、微生物の栄養源となる栄養塩
類を過飽和水に含有させることにより、微生物の活動を
より活発化させるので、微生物による汚染物質の分解作
用を速めて汚染土壌の浄化に要する期間を短縮すること
ができる。
【0029】請求項3に記載された汚染土壌修復におけ
る空気供給装置によれば、単純な設備だけで構成されて
おり、酸素を過分に含む過飽和水を容易かつ大量に作成
することができるだけでなく、屋外であることが多い汚
染現場にも簡単に設置することができる。
【0030】請求項4に記載された汚染土壌修復におけ
る空気供給装置によれば、水供給源として地盤に揚水井
戸を掘削し、この揚水井戸から得られる地下水を利用す
ることで、多量に必要とされる水の供給を容易にすると
ともに水の供給に費やされるコストを削減することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る汚染土壌修復における空気供給
方法およびその装置の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
1 汚染土壌 2 注入井戸(酸素供給坑) 10 空気供給装置 11 加圧水作成槽 12 水供給源 12a 揚水井戸 13 空気供給手段 14 配水管 15 栄養塩類供給手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機物に汚染された土壌中の酸素濃度を
    高めることで土壌中に生息する微生物の活動を活発化さ
    せ、該微生物に汚染物質を分解させて土壌を浄化するた
    めの汚染土壌修復における空気供給方法であって、 表層が汚染された地盤に、汚染土壌を貫通して地下地盤
    に達する酸素供給坑を掘削し、 この酸素供給坑内に酸素を過分に含む過飽和水を供給
    し、該過飽和水を地下地盤中を流れる地下水に混合させ
    て酸素過飽和の地下水とし、 この酸素過飽和の地下水から微細気泡を発生させて表層
    の汚染土壌に酸素を供給することを特徴とする汚染土壌
    修復における空気供給方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載された汚染土壌修復にお
    ける空気供給方法において、 前記過飽和水に栄養塩類を含有させることを特徴とする
    汚染土壌修復における空気供給方法。
  3. 【請求項3】 有機物に汚染された土壌中の酸素濃度を
    高めることで土壌中に生息する微生物の活動を活発化さ
    せ、該微生物に汚染物質を分解させて土壌を浄化するた
    めの汚染土壌修復における空気供給装置であって、 内部に供給された水を滞留させるとともに、この滞留さ
    せた水とともに内部に供給された空気によって水を加圧
    して酸素を過分に含む過飽和水を作成する加圧水作成槽
    に、該加圧水作成槽に水を供給する水供給源と、同じく
    加圧水作成槽に空気を供給する空気供給手段とが接続さ
    れ、 さらにこの加圧水作成槽には、汚染土壌を貫通して地下
    地盤に達するまで掘削された酸素供給坑に過飽和水を供
    給する配水管が連結されていることを特徴とする汚染土
    壌修復における空気供給装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載された汚染土壌修復にお
    ける空気供給装置において、 前記水供給源として地盤に揚水井戸を掘削し、該揚水井
    戸から得られる地下水を利用することを特徴とする汚染
    土壌修復における空気供給装置。
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