(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染物質を包含する地中の土壌を浄化するための土壌浄化方法において、浄化処理が予定されている土壌について事前調査を行って、本方法が実施可能であるか否かを検討し、適用可能であれば具体的な条件である土壌のｐＨ処理量、過酸化水素の必要量、第一鉄塩の必要量、繰り返し仕様の必要性を検討し、地表面から汚染物質を包含する土壌が存在する汚染領域に至るまで掘削孔を穿孔し、その掘削孔の内部に位置せしめた注入用モニタを介して土壌のｐＨが２から５程度に至るようにｐＨ調整剤を注入し、その後または該ｐＨ調整剤の注入と同時に汚染物質を分解する前記過酸化水素、第一鉄塩を前記汚染物質を包含する土壌中へ噴射し、その後固化材を噴射し、注入用モニタを回転しつつその深度を変化させることを特徴とする土壌浄化方法。
【請求項２】
汚染物質を包含する地中の土壌を浄化するための土壌浄化装置において、地表面から汚染物質を包含する土壌が存在する汚染領域に至る掘削孔を穿孔する掘削手段と、その掘削手段で穿孔した掘削孔の内部に位置して汚染物質を包含する土壌中に向けてその汚染物質を分解する浄化剤である過酸化水素と第一鉄塩とｐＨ調整剤と固化材とを噴射する注入用モニタと、その注入用モニタを回転しつつその深度を変化させる注入用モニタの移動手段とを備え、その注入用モニタには掘削用高圧水の流路と、前記浄化剤およびｐＨ調整剤の環状の流路と固化材の流路とが設けられ、その高圧水の流路に流路変換用ボールバルブを落下させて掘削用高圧水ジェットが噴射するノズルを閉鎖する構造であることを特徴とする土壌浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、土壌中の石油系炭化水素等で汚染された領域を、その位置を変位させること無く浄化することが出来る方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
我国においては、土壌の汚染としてはカドミニウム、鉛、亜鉛等の重金属による汚染が主として問題となっていたが（重金属による土壌汚染は、物理的手法により処理されている）、近年、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が問題となっている。
【０００３】
この様な土壌汚染は、直接的には植物の生育阻害や、土壌中の生物（微生物も含む）の増殖阻害を引き起こす。また、汚染物質が水（地下水も含む）に溶解した場合には水が汚染され、汚染物質が大気中に揮発・拡散された場合には大気汚染の原因となり、人体（健康）に悪影響を及ぼす。さらに、農作物に吸収されることにより、該農作物及びそれを食した家畜に汚染物質が蓄積され、環境を複合的に汚染する。特に、地中深くに存在する汚染物質は、徐々に地下水に溶脱し、広範囲に亘って移動する可能性があり、上述した様な被害が広範囲に亘って発生する恐れが存在する。
【０００４】
この様な土壌汚染に対しては、従来は、汚染物質を土壌と共に取り出して焼却炉等で焼却する焼却法、汚染された領域をコンクリート等の壁で囲い込んで封じ込め、或いは、汚染領域に固化物を流し込んで当該領域を固化安定化する固定化／安定化法、汚染土壌を掘削して取り出し、水、薬品等で洗浄する土壌洗浄法、掘削して取り出された汚染土壌に微生物を混入し、或いは、微生物を汚染土壌に直接注入して、土壌中の汚染物質を微生物により分解するバイオレメディエーション、汚染現場に井戸を掘り、そこから吸引して揮発性の有害有機物を取り出す土壌空気抽出法、等により、処理をしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、焼却法の場合には有機塩素化合物を焼却した場合にダイオキシンが発生する様に、有機系汚染物質を焼却した結果として更に有害な化合物を発生することがある。
固定化／安定化法の場合には、処理した後に汚染物質が流出或いは漏洩しない様に経時的な監視を行う必要がある。また、汚染物質がそのまま残留するため、安全性が永続する処理には該当しない。
土壌洗浄法の場合は、洗浄後の排水処理を行わなければならず、また、大量の汚染土壌の処理には不適当である、という問題が存在する。
バイオレメディエーションの場合には、汚染物質を選択的に分解する生物或いは微生物を優勢に繁殖させるために生態系が変化してしまうという問題と、修復期間が長いという問題とを有している。
土壌空気抽出法は、揮発性の汚染物にしか適用することが出来ない。しかも、汚染物質を分離するだけで、分解する訳ではないので、二次汚染の可能性がある、という問題を有している。
【０００６】
また、有害物質或いは汚染物質により地盤或いは土壌が汚染される際には、その場所としては、クリーニング工場敷地内、半導体等の製造工場敷地内、化石燃料によるエネルギ工場敷地内、石油化学工場敷地内の様な建屋直下であったり、廃棄物処理場の様な稼働中の設備の敷地内やその周辺地域が大部分である。そのため、焼却法、土壌洗浄法の様に掘削して汚染土壌を除去する工程を伴う処理手法を採用することは不可能である。同様な理由により、固定化／安定化法の様に、処理すべき領域を周囲から遮断する工程を要する処理方法も施工出来ない。
【０００７】
換言すれば、建屋直下や稼働中の設備の敷地内やその周辺地域における汚染土壌の処理は、当該汚染土壌をそれが存在する地中の領域から移動せずに処理をする、所謂「原位置」における浄化処理（以下、「原位置処理」と称する）を行いたい、という要請が存在するのである。しかし、その様な原位置処理を可能ならしめる技術は、従来においてはバイオレメディエーション及び固定化／安定化法しか存在せず、これ等の方法は上述の様な問題点を有している。すなわち、上述した様な各種問題を有すること無く原位置処理を可能ならしめる技術は、従来は提供されていない。
【０００８】
本発明は、上述した様な従来技術の各種問題点に鑑みて提案されたもので、汚染土壌を環境その他に悪影響を与えること無く、安全に且つ効果的に浄化処理することが出来て、しかも原位置における浄化処理が可能な土壌浄化方法及び装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者等は種々研究の結果、例えば過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）を第一鉄イオン（Ｆｅ2+）によって触媒的に分解した場合に生じるヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）と汚染物質とが化学反応すれば、無害な物質となることに着目した。同時に、土壌中には鉄分が存在するので、過酸化水素を浄化するべき土壌に噴射或いは注入すればヒドロキシルラジカルと汚染物質とが化学反応すること、処理すべき土壌中に鉄分が不足している場合には過酸化水素と第一鉄塩とを噴射、注入すれば良いこと、に着目した。
【００１０】
本発明によれば、汚染物質を包含する地中の土壌を浄化するための土壌浄化方法において、浄化処理が予定されている土壌について事前調査を行って、本方法が実施可能であるか否かを検討し、適用可能であれば具体的な条件である土壌のｐＨ処理量、過酸化水素の必要量、第一鉄塩の必要量、繰り返し仕様の必要性を検討し、地表面から汚染物質を包含する土壌が存在する汚染領域に至るまで掘削孔を穿孔し、その掘削孔の内部に位置せしめた注入用モニタを介して土壌のｐＨが２から５程度に至るようにｐＨ調整剤を注入し、その後または該ｐＨ調整剤の注入と同時に汚染物質を分解する前記過酸化水素、第一鉄塩を前記汚染物質を包含する土壌中へ噴射し、その後固化材を噴射し、注入用モニタを回転しつつその深度を変化させるようになっている。
【００１１】
本発明の実施に際して、穿孔工程においては汚染領域最下方まで穿孔し、前記モニタの深度を変化する工程においては該モニタをステップ・アップするのが好ましい。しかし、汚染領域上方から下方に向かってステップ・ダウンさせても良い。
【００１２】
ここでｐＨ調整剤としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、スルファミン酸等の無機酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、蓚酸、酢酸、蟻酸、マレイン酸等の有機酸、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン二水素カリウム、酸性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウム、酸性メタリン酸ナトリウム、酸性メタリン酸カリウム等の酸性塩を添加するのが好ましい。残留物質の観点から、ｐＨ調整剤としては硫酸水素ナトリウムと硫酸水素カリウムが、特に望ましい。
ｐＨ調整剤の噴射量或いは注入量は、噴射或いは注入後の土壌がｐＨ２からｐＨ５程度の酸性雰囲気となる程度の量であるのが好ましい。
また、ｐＨ調整剤は過酸化水素等の浄化剤を土壌に注入するのに先立って噴射しても良く、或いは、浄化剤注入後に土壌中へ噴射しても良い。
【００１４】
本発明の土壌浄化装置は、汚染物質を包含する地中の土壌を浄化するための土壌浄化装置において、地表面から汚染物質を包含する土壌が存在する汚染領域に至る掘削孔を穿孔する掘削手段と、その掘削手段で穿孔した掘削孔の内部に位置して汚染物質を包含する土壌中に向けてその汚染物質を分解する浄化剤である過酸化水素と第一鉄塩とｐＨ調整剤と固化材とを噴射する注入用モニタと、その注入用モニタを回転しつつその深度を変化させる注入用モニタの移動手段とを備え、その注入用モニタには掘削用高圧水の流路と、前記浄化剤およびｐＨ調整剤の環状の流路と固化材の流路とが設けられ、その高圧水の流路に流路変換用ボールバルブを落下させて掘削用高圧水ジェットが噴射するノズルを閉鎖する構造となっている。
【００１６】
本発明の実施に際して、汚染された土壌が存在する領域が大きい場合には、上述した装置を用いて、上述した方法を複数回繰り返す事が好ましい。
【００１７】
また、浄化剤として過酸化水素を用いる場合には、本発明の土壌浄化装置の構成要素の内、浄化剤と接触する部材は耐酸化剤性を有する材料で構成されているのが好ましい。
【００１８】
さらに、浄化剤として過酸化水素を用いる場合には、過酸化水素の安定剤を添加するのが好ましい。ここで過酸化水素の安定剤としては、リン酸及びその塩類、エチレンジアミン四酢塩、ＤＴＰＡ、グルコン酸、オキシン、０−フェナントロリン、チオ尿素、有機ホスホン酸類等のキレート剤、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール等のグリコール類、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタリンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、アミノベンゼンスルホン酸、ジメチルベンゼンスルホン酸等のスルホン酸類、が挙げられる。
この安定剤は、過酸化水素を土壌中に注入する以前に添加しても良く、或いは、過酸化水素注入後に添加しても良い。そして、添加量については特に制限は無いが、溶液として０．０１％から１．０％前後が好ましい。
【００１９】
本発明の実施に際して、汚染物質が石油系炭化水素類（ＴＰＨ）、ペンタクロルフェノール（ＰＣＰ）、パークロルエチレン（ＰＣＥ）、多環式芳香族炭化水素類（ＰＡＨ）、メルカブタン類、ヘキサデカン、トリフルラリン（除草剤）、ジエルドリン（殺虫剤）、ダイナサブ（除草剤）、オクタクロルジベンゾパラダイオキシン（ＯＣＤＤ）、有機塩素系溶剤（ＴＣＥ等）、その他であれば、過酸化水素を浄化剤として用いることが可能である。
【００２０】
これに加えて本発明において、浄化剤による汚染物質の化学反応による分解の結果、塩化水素（ＨＣｌ）を発生する場合には、水酸化ナトリウムを添加して中和するのが好ましい。
【００２１】
【作用】
上述した様な構成を具備する本発明によれば、汚染物質を包含する（汚染された）土壌に対して浄化剤、例えば過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）が噴射される。この過酸化水素は土壌中の鉄分（Ｆｅ2+：処理すべき領域における土壌中に鉄分が足りない場合は、過酸化水素と共に噴射される第一鉄イオン）と下式の通り反応して、ヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）を生成する。
Ｈ2 Ｏ2 ＋Ｆｅ2+→ＯＨ・＋ＯＨ- ＋Ｆｅ3+
そして、このヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）が各種汚染物質と化学反応を起こして、無害な物質とするのである。
【００２２】
例えば、石油系炭化水素（ＴＰＨ）の一種類であるオクタン（Ｃ8 Ｈ18）とヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）とは下式の通り反応する。
Ｃ8 Ｈ18＋５０ＯＨ・→８ＣＯ2 ＋３４Ｈ2 Ｏ
分解過程をより詳細に説明すると、以下の化学式
Ｃ8 Ｈ18＋ＯＨ・→Ｃ8 Ｈ17＋Ｈ2 Ｏ
Ｃ8 Ｈ17＋ＯＨ・→Ｃ8 Ｈ17ＯＨ
Ｃ8 Ｈ17ＯＨ＋２ＯＨ・→Ｃ7 Ｈ15ＣＨＯ＋２Ｈ2 Ｏ
Ｃ7 Ｈ15ＣＨＯ＋２ＯＨ・→Ｃ7 Ｈ15ＣＯＯＨ＋Ｈ2 Ｏ
Ｃ7 Ｈ15ＣＯＯＨ＋４４ＯＨ・→８ＣＯ2 ＋３０Ｈ2 Ｏ
に従って、オクタンは二酸化炭素と水とに分解するのである。
【００２３】
ヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）が多環式芳香族であるナフタリンを分解するに際しては
Ｃ10Ｈ8 ＋４８ＯＨ・→１０ＣＯ2 ＋２８Ｈ2 Ｏ
なる化学式で示される化学反応により行う。
【００２４】
トリクロロエチレン（ＴＣＥ）の分解は、化学式
Ｃ2 ＨＣｌ3 ＋６ＯＨ・→２ＣＯ2 ＋３ＨＣｌ＋２Ｈ2 Ｏ
により行われる。
【００２５】
農薬であるディルドリンをヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）により分解する過程は、化学式
Ｃ14Ｈ8 ＯＣｌ6 ＋５６ＯＨ・→１４ＣＯ2 ＋６ＨＣｌ＋２９Ｈ2 Ｏ
で表現される。
【００２６】
メルカプタンであるプロピルメルカプタンの分解は
ＣＨ3 （ＣＨ2 ）2 ＳＨ＋６ＯＨ・
→ＣＨ3 （ＣＨ2 ）2 ＳＯ3 Ｈ＋３Ｈ2 Ｏ
なる化学式で示される。
【００２７】
ダイオキシンの一種であるオクタクロルジベンゾパラダイオキシンをヒドロキシルラジカルにより分解する際の化学反応は
Ｃ12Ｏ2 Ｃｌ8 ＋３６ＯＨ・→１２ＣＯ2 ＋８ＨＣｌ＋１４Ｈ2 Ｏ
なる化学式で示される。
【００２８】
この様に本発明によれば各種汚染物質は分解されるので、その存在に起因する各種不都合は防止される。そして、複数種類の汚染物質に対して浄化処理を行うことが出来る。
【００２９】
ここで本発明によれば、汚染物質を包含する土壌中の汚染領域に至るまで穿孔された掘削孔に収容された注入用モニタを介して浄化剤を噴射しつつ、該注入用モニタを回転して汚染領域の最上方まで引き上げているので、土壌中の汚染物質はそれが存在する領域から移動する事無く、その場で処理（原位置処理）される。この原位置処理が可能であるため、土壌の汚染が上述した様な稼働中の各種施設において生じた場合にも、該施設の稼働に影響を及ぼすこと無く、（小型の施工機械を用いて）急速に浄化することが出来る。
すなわち、有害物質或いは汚染物質により汚染された場所が建屋直下であったり、稼働中の設備の敷地内やその周辺地域であるため、焼却法、土壌洗浄法、バイオレメディエーションの様に掘削して汚染土壌を除去する工程を伴う処理手法は実施不可能であっても、原位置処理による本発明は実施することが出来る。また、固定化／安定化法の様に処理すべき領域を周囲から遮断する必要が無いため、固定化／安定化法を実施出来なくても本発明は実施可能である。換言すれば、従来技術においては応える事が不可能であった「原位置処理による土壌浄化」という要請は、本発明により初めて実施可能となったのである。
【００３０】
より詳細に述べれば、原位置処理が可能な本発明によれば、汚染土壌を地上にまで取り出して処理する必要が無い。そのため、汚染土壌を掘削することによる揮発性汚染物質の大気への蒸散、汚染土壌の運搬による汚染物質の飛散、その他による２次的な汚染が防止される。
【００３１】
さらに本発明によれば、上述した様な化学反応により有害物質が分解されるため、焼却法を実施した場合の様に、更に有害な化合物を発生するという不都合は生じない。
また、有害物質が分解されてしまうため、一度処理が行われれば、安全性が永続する。そのため、固定化／安定化法の様に処理した後に汚染物質の流出或いは漏洩を経時的に監視する必要も無い。
本発明では汚染土壌を掘削して取り出す必要が無く、化学反応により生じた物質も無害であるため、土壌洗浄法の場合の様に洗浄後の排水処理を行う必要が無い。そして、浄化剤の噴射或いは注入作業の態様を工夫することにより、大量の汚染土壌を処理することが出来る。
そして、化学反応により生じた物質も無害である事に起因して、バイオレメディエーションの場合の様に、生態系の変化という問題は生じない。また、有害物質は化学反応により分解されるので、生物、微生物による分解の場合に比較して、修復期間が遥かに短くなる。
また、上述した様に、各種汚染物質と化学反応を起こして無害な物質とする本発明は、土壌空気抽出法とは異なり、揮発性の汚染物以外も処理することが出来る。しかも、汚染物質を分離するのではなく化学反応により分解するので、二次汚染の心配が無い。
【００３２】
ここで、ヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）を用いて各種汚染物質を分解する化学反応は、酸性雰囲気下（ｐＨ２−ｐＨ５の範囲が特に好適）で行うと効果的である。本発明において、浄化剤を噴射する工程に先立って、ｐＨ調整剤を注入して、処理すべき土壌を酸性雰囲気（特に好ましくはｐＨ２−ｐＨ５の範囲）とすれば、この様な要請に対応することが可能である。特に、硫酸水素ナトリウムと硫酸水素カリウムは、酸性域でバッファを持ち、土壌、地下水等に問題となる物質を残留しないので、望ましい。
【００３３】
また、過酸化水素を土壌に添加した場合、
Ｈ2 Ｏ2 ＋Ｆｅ2+→ＯＨ・＋ＯＨ- ＋Ｆｅ3+
なる反応でヒドロキシルラジカルを発生するのみならず、Ｆｅ3+の存在下で
Ｈ2 Ｏ2 →１／２Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏ
なる無効分解反応が生じる。本発明において、浄化剤として過酸化水素を用いる場合に、過酸化水素の安定剤を添加すれば、上記無効分解反応を抑制することが出来るので好都合である。
【００３４】
本発明において、浄化剤による汚染物質の化学反応による分解に際して、塩化水素（ＨＣｌ）を発生する場合が存在する。その様な場合、本発明において水酸化ナトリウムを添加してやれば、塩化水素は中和して塩化ナトリウムと水になる。これ等の物質は、いずれも無害である。
【００３５】
これに加えて、上述した様な本発明において浄化剤等を地中に注入或いは噴射するが、土壌に対して液体を大量に注入するため、地質が乱れてしまうという問題が存在する。これに対して本発明において、浄化剤やｐＨ調整剤の噴射、注入後に固結剤を噴射すれば、固結剤による固化作用により地質の乱れが防止されるので好都合である。
【００３６】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【００３７】
図１−３は本発明の第１実施例の説明図である。図１は第１実施例が実施されるべき地盤或いは土壌を示している。図１において符号Ｇで示すのが浄化処理されるべき土壌であり、該土壌Ｇ中のハッチングを付して示す領域ＣＡが汚染領域である。なお、符号ＷＬは地下水の水位、符号Ｓは地表を示している。
【００３８】
土壌浄化に際して、先ず図２で示す様に、処理すべき土壌Ｇに掘削孔Ｈを穿孔し、該掘削孔Ｈの先端（掘削用モニタＭが位置する部分）を汚染領域ＣＡの最下方に到達せしめる。図２において、符号Ａは穿孔作業その他の浄化処理を行うための装置であり、符号Ｒは掘削孔Ｈを穿孔するのに用いられたロッドである。
【００３９】
図３で示す様に、モニタＭから浄化剤として、過酸化水素のジェットＪを噴射する。ここで、地盤中に鉄分の含有量が少ない場合には、第一鉄塩もジェットＪにより噴射される。この過酸化水素は土壌中の鉄分（処理すべき領域における土壌中に鉄分が足りない場合は、過酸化水素と共に噴射される第一鉄塩）と反応して、上述の通り、ヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）を生成し、このヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）が各種汚染物質と化学反応を起こして、無害な物質とするのである。
図３において、ジェットＪは汚染領域ＣＡの最下方の土壌に噴射或いは注入されているが、この状態でロッドＲを引き上げれば、汚染領域ＣＡ全体に過酸化水素及び第一鉄塩が注入され、ヒドロキシルラジカルによる汚染物質の分解或いは浄化が行われるのである。
【００４０】
ここで、浄化剤噴射に際しては、穿孔作業が完了後に掘削用のロッドを引上げて注入用のロッドを掘削孔Ｈに挿入するか、或いは、モニタＭが掘削機能と浄化剤噴射機能とを併せ持つ様に構成する。掘削機能と浄化剤噴射機能とを併せ持つ例としては、例えば図４において符号Ｍ１で示すモニタの様に、掘削用高圧水の流路Ｒ１と、過酸化水素（必要な場合は過酸化水素及び第一鉄塩）用の環状の流路Ｒ２とを設け、掘削孔Ｈの穿孔が完了した際に、流路Ｒ１を介してボール（流路変換用ボールバルブ）Ｂを落下し、該ボールＢにより掘削用高圧水ジェットＨＪが噴出するノズルＮＨを閉鎖するタイプのものを用いることが出来る。なお、図４はノズルＮＨが閉鎖された瞬間を示しており、掘削用高圧水ジェットＨＪが噴出不可能となった瞬間を表現している。
【００４１】
図５は、図１−３で示す浄化処理を施工する装置Ａを示している。この装置Ａは過酸化水素の供給系１０と、第一鉄塩の供給系１２とから概略構成されている。そして過酸化水素供給系１０は、過酸化水素用タンク１４と、過酸化水素用ポンプ３２、流量計３４、水タンク１６からポンプ１７を介して圧送される水と過酸化水素とを混合する混合ミキサ４０、第一鉄塩供給系１２と共用の比例配合式注入ポンプ２０、流量計４４、を有している。一方、第一鉄塩供給系１２は、第一鉄塩用タンク２２と、第一鉄塩用ポンプ３６、流量計３８、水タンク１６からポンプ１７を介して圧送される水と過酸化水素とを混合する混合ミキサ４２、過酸化水素供給系１０と共用の比例配合式注入ポンプ２０、流量計４６とを有している。そして、過酸化水素供給系及び第一鉄塩供給系は、ロッドＲのスイベルジョイント２８において合流し、ロッドＲ及びモニタＭ内の流路（図５では図示せず）を介し、ジェットＪとして土壌中に噴射される。
【００４２】
ここで、貯溜用のタンク１４、１６、２２はダイライト（ポリエチレン）製であるのが好ましい。また、図５ではスイベルジョイント２８しか示されていないが、装置Ａ中に多数存在する各種ホース継手類は、過酸化水素に対する耐性及び第一鉄塩が混在する液体に対する耐損傷性を考慮して、硬質ステンレス製のものが用いられる。さらに注入ポンプ、特に過酸化水素供給系１０に介装されるポンプ２０は、耐酸化剤性（耐過酸化水素性）を有する特殊材料（以下「耐酸化剤性特殊材」という）で構成されている。同様に過酸化水素が流れる箇所であるスイベルジョイント２８からロッドＲの部分及びモニタＭは、耐酸化剤性特殊材及びステンレスにより構成されるのが好ましい。ここで耐酸化剤性特殊材は、図６で示す様な組成を具備している。また、パッキン類はポリエチレンや塩化ビニル系材料、理想的にはテフロンで構成され、ホース類はポリエチレンや塩化ビニル系材料で構成されている。
【００４３】
次に、図７を参照して、図１−３で示す実施例の施工手順について、より詳細に説明する。
先ず、浄化処理が予定されている土壌について、汚染区域の面積、汚染領域の深度、地下水流の方向や流速等を把握し、汚染物質を特定し、特定された汚染物質の量を把握し、各土層及び水位における土や水のｐＨを確認し、その他、所謂事前調査を行う（ステップＳ１）。そして、ステップＳ１の事前調査で求められた各数値が、環境基準に適合しているか否かを判定する（ステップＳ２）。事前調査で求められた各数値が環境基準に適合していれば（ステップＳ２がＹＥＳ）、当該土壌は汚染されていないか、汚染されていたとしても環境基準上問題は無いものとして、処理は終了する（ＥＮＤ）。環境基準に適合していない場合には（ステップＳ２がＮＯ）、浄化処理が必要であると判断して、本発明の工法が適用可能であるか否かを検討する（ステップＳ３）。
【００４４】
本発明の工法が当該土壌の浄化処理に不都合である場合には（ステップＳ３がＮＯ）、本明細書で述べる工法は断念して他の技術の採用を検討する（ステップＳ４）。これに対して、本発明の工法が適用可能であれば（ステップＳ３がＹＥＳ）、本発明の施工に必要な具体的な条件、例えば土壌のｐＨ処理量、過酸化水素の必要量、第一鉄塩の必要量、繰り返しの必要性（繰り返し工法については後述する）、その他について検討する（ステップＳ５）。
【００４５】
具体的な各種条件を検討したならば本発明の施工コストを概算し、そのコストが適当であるか否か、換言すれば、他の技術を採用した場合におけるコストに比較して妥当であるか否かを検討する（ステップＳ６）。本発明の工法を採用した場合におけるコストパフォーマンスが、他の技術を採用した場合のコストパフォーマンスに比較して劣悪である場合には（ステップＳ６がＮＯ）、他の工法の採用を検討する（ステップＳ４）。
【００４６】
コストの点で問題が無ければ（ステップＳ６がＹＥＳ）、ｐＨ調整の必要性を検討する（ステップＳ７）。ｐＨ調整が必要であれば（ステップＳ７がＹＥＳ）後述する他の実施例に従ってｐＨ調整を伴う施工（ステップＳ８）を行い、必要がなければ（ステップＳ７がＮＯ）図１−３の実施例或いは更に別の実施例に従って施工する（ステップＳ９）。
【００４７】
それぞれの処理（ステップＳ８或いはステップＳ９）を完了した後に、その施工結果が所望のものとなっているか否かを検討する（ステップＳ１０）。所望の結果が得られなければ（ステップＳ１０がＮＯ）、ステップＳ３以下の工程を繰り返し、所望の結果が得られれば（ステップＳ１０がＹＥＳ）、固結剤注入の必要性を考慮する（ステップＳ１１）。固結剤注入の必要が無い場合は（ステップＳ１１がＮＯ）浄化処理を終了し、固結剤注入が必要な場合には（ステップＳ１１がＹＥＳ）後述する様な態様にて固結剤を注入し（ステップＳ１２）、浄化処理を終了する。
【００４８】
なお、図８、図９、図１０は床盤コンリート５０が存在する箇所に図２で示す穿孔を行う場合の一例を示している。コンクリートコアーボーリングマシンＡ１（図８）は、先端部にダイヤモンドビット５２を装着したコアーチューブ５４を有している。なお、符号５６は床盤コンリート５０下方の砕石を示す。コンクリートコアーボーリングマシンＡ１で床盤コンリート５０に円形の貫通孔６０（図９）を形成したならば、ボーリングマシンＡ２（図９）で掘削孔を穿孔する。穿孔作業は図１０で示されている。なお、図１０における符号ＳＭは、削孔スライムを示している。
【００４９】
図１１は、浄化剤（過酸化水素）を噴射中のモニタＭをステップアップする様子を示している。なお、図１１で示すステップ１、２、３の順序とは逆に、ステップ３、ステップ２、ステップ１と降下する所謂「ステップダウン」も可能である。
【００５０】
図１−１１の実施例においては明確には図示されていないが、過酸化水素注入による浄化がある程度まで進行したら固結剤を注入して、浄化剤等を土壌に対して大量に注入したため地質が乱れてしまうのを填補する様にしても良い（図７：ステップＳ１１がＹＥＳのループ及びステップＳ１２）。
【００５１】
図１２は本発明の第２実施例を示している。この実施例では、掘削孔Ｈを穿孔するのに加えて、複数の揚水井Ｗ１・・・と浄化水復水井Ｗ２・・・とを穿孔している。これは、浄化剤である過酸化水素の注入と共に、揚水井Ｗ１と浄化水復水井Ｗ２とを併用することにより、動水勾配を付けて地下水の流速を速くして浄化速度の向上を測ったものである。その他の作用については、前述した実施例と同様である。
なお、この実施例においても、浄化がある程度まで進行したら、固結剤を注入することが可能である。
【００５２】
図１３、図１４、図１５は本発明の第３実施例を示している。この第３実施例は図７のステップＳ７がＹＥＳのループ及びステップＳ８に相当するもので、ｐＨ調整剤の噴射或いは注入工程を有している点で、第１及び第２実施例と相違している。なお、図１３及び図１５において、説明を簡略化するため同一の図面中に複数の工程を示して説明してある。
【００５３】
図１３は、第３実施例における先行する施工（先行施工）であるｐＨ調整剤注入作業を示している。先ず、図１３において、符号（１）で示す穿孔工で、掘削用ロッドＲにより掘削水ＤＷを用いて汚染領域ＣＡの最下方まで穿孔する。
【００５４】
次に、符号（２）で示す注入工により、ロッドＲ先端のモニタＭ（図１４）からｐＨ調整剤（図中、ジェットＪ１１で示す）を噴射或いは注入する。そして、所定量のｐＨ調整剤を注入したならば、図１４で示す様に、２５０ｍｍ−５００ｍｍ程度ステップアップをして、汚染領域ＣＡの他の深度レベルにおいてｐＨ調整剤を注入する。但、ステップアップするのみならず、所謂ステップダウンにより注入レベルを変化させても良い。また、汚染領域の範囲に依存して、ステップ数は変化する。
ここでｐＨ調整剤は、前述した通り、ヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）を用いて各種汚染物質を分解する化学反応が酸性雰囲気下（ｐＨ２−ｐＨ５の範囲が特に好適）で行うと効果的であることに起因して、浄化剤を噴射する工程に先立ってｐＨ調整剤を注入し、処理すべき土壌を酸性雰囲気（特に好ましくはｐＨ２−ｐＨ５の範囲）としておきたいという要請に対応するために行われる。
【００５５】
注入工が終了したならば、図１３の符号（３）で示す引き抜き工を行う。符号Ｈは穿孔された掘削孔である。
【００５６】
次に、図１５で示す後行する施工（後行施工）について説明する。この施工は基本的には第１実施例と同様である。但、図１３の符号（３）で示す引き抜き工を参照すれば明らかな様に、掘削孔Ｈは既に穿孔されているので（図１５符号（１）で示す工程参照）、穿孔工程は必要としない。
【００５７】
符号（２）で示す注入工第１ステップにおいては、この掘削孔Ｈに注入モニタＭが装着されたロッドＲを挿入し、ｐＨ調整剤注入済の汚染領域ＣＡの最下方に、浄化剤である過酸化水素（図１５ではジェットＪとして示されている）を噴射或いは注入する。なお、土壌中の鉄分が不足している場合には、第一鉄塩も噴射される。所定量の過酸化水素が注入されたならばステップアップして、符号（３）で示す注入工第２ステップを行う。汚染領域の範囲に依存してステップ数が変化することは、ｐＨ調整剤の注入工と同様である。
【００５８】
過酸化水素の注入が完了したならば、符号（４）及び（５）で示す引き抜き工を行い、施工が完了する。なお必要な場合には、浄化剤注入の進行状態に応じて固結剤を注入することが可能である。
【００５９】
図１６は本発明の第４実施例を示す。この第４実施例は、ｐＨ調整剤の注入工程を有する点では上述した第３実施例と同様である。しかし、第３実施例はｐＨ調整剤の注入工と、過酸化水素（浄化剤）の注入工とを別々のロッド及びモニタを用いて行っているのに対して、第４実施例では同一ロッドにより行っている点で相違する。
【００６０】
第４実施例の施工に際して、図１６の符号（１）で示す穿孔工程において汚染領域最下方に至る掘削孔Ｈ（符号（５）の引き抜き工を参照）を穿孔し、符号（２）で示すｐＨ調整剤注入工によりジェットＪ１１で示すｐＨ調整剤を噴射或いは注入し、符号（３）で示す過酸化水素（浄化剤）注入工において過酸化水素（ジェットＪ）を注入して、汚染物質を分解する。ここで、汚染領域ＣＡのｐＨは、ｐＨ調整剤を注入することにより酸性雰囲気下（特に望ましくはｐＨ２−ｐＨ５の範囲）に調整されているので、過酸化水素注入の結果発生するヒドロキシルラジカル（ＯＨ・）による汚染物質の分解反応が好適に進行する。
【００６１】
そして、汚染領域に対応した回数だけステップアップを行い（符号（４）で示す工程）、ｐＨ調整剤及び浄化剤の注入が完了したならばロッドＲを引き上げる（符号（５）で示す引き抜き工）。
【００６２】
図１６で示す第４実施例では、ｐＨ調整剤の注入と過酸化水素（浄化剤）の注入との間にはタイムラグが存在したが、図１７で示す本発明の第５実施例では、ｐＨ調整剤の注入と過酸化水素の注入とが同時に行われる。図１７の第５実施例において、符号（１）で示す穿孔工において、ロッドＲ先端のモニタＭから掘削用高圧水ＨＪを噴射して地盤Ｇに掘削孔を穿孔する。ここで、高圧水ＨＪに代えてｐＨ調整剤を噴射して掘削を行っても良い。
【００６３】
そして、汚染領域ＣＡの最下方において符号（２）で示す注入工が行われるが、この際には、図１８で詳細に示す様に、上方のノズルＮＰからｐＨ調整剤（ジェットＪ１１）が噴射或いは注入され、下方のノズルＮＬから過酸化水素（ジェットＪ）が噴射或いは注入される。すなわち、ｐＨ調整剤と過酸化水素とが同時に注入されるのである。この注入工は必要に応じてステップアップ或いはステップダウンが為される。
【００６４】
注入工が終了した後、図１７の符号（３）で示す引き抜き工を行う。なお、注入工において、必要に応じて地盤安定のための固結剤を注入しても良い。
ここで、図１９は第５実施例で用いられるロッドＲの断面形状を示している。このロッドＲは同心円状に構成されており、中央の円形管路Ｒ３は過酸化水素及び掘削用高圧水の供給路であり、切換可能に構成されている。その外側の環状管路Ｒ４は第一鉄塩用の供給路、更に外側の環状管路Ｒ５はｐＨ調整剤用の供給路である。
【００６５】
上述した第５実施例では過酸化水素とｐＨ調整剤とは注入されるまで別々の経路により圧送されるが、ロッドＲに至る前段階で過酸化水素とｐＨ調整剤とを混合することが可能である。その様な本発明の第６実施例で用いられるのが、図２０で示す施工プラントである。図２０の装置は、図５で示す装置に似通っているが、ｐＨ調整剤の供給系を有する点で異なっている。図２０において、符号７０はｐＨ調整剤用のタンクを示している。そしてｐＨ調整剤は混合槽（或いはミキサ）４０Ａにおいて、水タンク１６からの水及び過酸化水素用タンク１４からの過酸化水素と混合される。そして第一鉄塩の供給系１２と、過酸化水素とｐＨ調整剤との混合物の供給系１０Ａとは、それぞれが圧送用のポンプ２０Ａ、２０Ｂを介装している。
その他の構成及び作用は、上述した第３−第５実施例の場合と同様であるので、重複説明は省略する。
【００６６】
なお明確には図示されていないが、上述した各種実施例において、汚染領域ＣＡが広範囲に亘るため一回の浄化処理では不十分な場合には、複数箇所にて穿孔、注入、ステップアップ（或いはステップダウン）、引き抜きを繰り返せば良い。図７のステップＳ５における「繰返し仕様」という文言は、この事を意味している。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
【００６８】
（１）  土壌中の汚染物質を原位置処理することが出来る。
（２）  土壌の汚染が上述した様な稼働中の各種施設において生じた場合にも、該施設の稼働に影響を及ぼすこと無く、急速に浄化することが出来る。
（３）  汚染土壌を地上にまで取り出して処理する必要が無く、汚染土壌を掘削することによる揮発性汚染物質の大気への蒸散、汚染土壌の運搬による汚染物質の飛散、その他による２次的な汚染が防止される。
（４）  処理に際して、更に有害な化合物を発生することが無い。
（５）  一度処理が行われれば安全性が永続するので、汚染物質の流出或いは漏洩を経時的に監視する必要も無い。
（６）  洗浄後の排水処理を行う必要が無い。
（７）  多種類の汚染物質を大量に処理することが出来る。
（８）  生態系の変化という問題が防止される。
（９）  修復期間が短い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明施工以前の汚染土壌の状態を示す断面図。
【図２】本発明の第１実施例における穿孔工程を示す図。
【図３】第１実施例における注入或いは噴射工程を示す図。
【図４】第１実施例で用いられるノズルの一例を示す縦断面図。
【図５】第１実施例で用いられる浄化処理装置を示すブロック図。
【図６】図５の装置の一部の材料である耐酸化剤性特殊材の組成を表で示す図。
【図７】本発明の施工手順をフローチャートで示す図。
【図８】図２で示す穿孔工程の一例の詳細を示す図。
【図９】図８とは別の段階における穿孔工程を示す図。
【図１０】図８、図９とは別の段階における穿孔工程を示す図。
【図１１】第１実施例における注入工程のステップアップ・ステップダウンを示す図。
【図１２】本発明の第２実施例を示す図。
【図１３】本発明の第３実施例における先行工を示す図。
【図１４】図１３の先行工のステップアップ・ステップダウンを示す図。
【図１５】第３実施例の後行工を示す図。
【図１６】本発明の第４実施例を示す図。
【図１７】本発明の第５実施例を示す図。
【図１８】第５実施例で用いられるモニタを模式的に示す図。
【図１９】第５実施例で用いられるロッドを模式的に示す横断面図。
【図２０】本発明の第６実施例で用いられる浄化処理装置を示すブロック図。
【符号の説明】
Ｇ・・・土壌
ＣＡ・・・汚染領域
ＷＬ・・・地下水の水位
Ｓ・・・地表
Ｈ・・・掘削孔
Ｍ、Ｍ１・・・モニタ
Ａ・・・浄化処理装置
Ｒ・・・ロッド
Ｊ・・・浄化剤（過酸化水素）のジェット
Ｒ１・・・掘削用高圧水の流路
Ｒ２・・・過酸化水素（必要な場合は過酸化水素及び第一鉄塩）用の環状流路
Ｂ・・・ボール（流路変換用ボールバルブ）
ＨＪ・・・掘削用高圧水ジェット
ＮＨ、ＮＰ、ＮＬ・・・ノズル
１０・・・過酸化水素供給系
１２・・・第一鉄塩供給系
１４・・・過酸化水素用タンク
３２・・・過酸化水素用ポンプ
３４、３８、４４、４６・・・流量計
１６・・・水タンク
１７、２０、２０Ａ、２０Ｂ、３２、３６・・・ポンプ
４０、４０Ａ、４２・・・混合ミキサ（混合槽）
２２・・・第一鉄塩用タンク
２８・・・スイベルジョイント
５０・・・床盤コンリート
Ａ１・・・コンクリートコアーボーリングマシン
５２・・・ダイヤモンドビット
５４・・・コアーチューブ
５６・・・砕石
６０・・・床盤コンリートに形成した円形の貫通孔
Ａ２・・・ボーリングマシン
ＳＭ・・・削孔スライム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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