(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染地区を取り囲むように、汚染地区外の地下水位以下の深さに達する地中遮水壁を設け、汚染地区内に集水施設を設け、前記集水施設を取り囲むように、前記地中遮水壁の近傍の内側に地中遮水壁から所定の距離離して、かつ地下水位以上の深さに環状に連続させて浸透施設を設置し、前記集水施設より揚水し、揚水された汚染地下水を浄化処理した後、浄化処理された地下水を前記浸透施設から再び汚染地区内に浸透させ、前記集水施設に向けて水位差による鉛直方向並びに水平方向の地下水流を発生させることを特徴とする汚染土壌浄化方法。
【請求項２】
前記浸透施設を汚染地区の地盤内の地下水位以上の所定深さに設置する請求項１記載の汚染土壌浄化方法。
【請求項３】
集水施設による汚染地下水の揚水量と、浄化処理した地下水の浸透施設からの浸透量を調整することで、前記地中遮水壁近傍において、汚染地区外の地下水位が汚染地区内の地下水位より高くなるようにする請求項１または２記載の汚染土壌浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、汚染土壌を一般環境から隔離しつつ、汚染土壌の浄化を図る地下水循環型の汚染土壌浄化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
汚染土壌浄化対策に関する出願としては、例えば特開平９−２６７０８２号公報、特開平１０−２５８２６６号公報、特開平１０−２７７５３１号公報記載のもの等が挙げられる。
【０００３】
特開平９−２６７０８２号公報記載の発明は、揮発性有機化合物で汚染された土壌の浄化方法に関するものであり、汚染領域に対し、微生物を用いた浄化領域を形成し、汚染領域と浄化領域を循環する気体流により浄化を図るものである。特開平１０−２５８２６６号公報記載の発明は、油等の有機廃棄物により汚染された土壌を原位置で浄化する方法に関するもので、汚染地区を下方の不透水層と周囲を取り囲む止水壁とで仕切り、不透水層上に洗浄水を加圧供給し、洗浄水に汚染物質を取り込ませながら、地表に流出させて回収するものである。
【０００４】
また、特開平１０−２７７５３１号公報記載の発明は、各種の汚染状況に幅広く対応でき、かつコスト低減が可能な地下水循環による浄化方法に関するものであり、汚染地区を囲むように注水井戸を設けるとともに、注入水が汚染域を経由するように揚水井戸を設け、揚水井戸から汲み上げた地下水を、地上の汚染処理装置で処理して、再び注水井戸から地盤中に戻すというものである。
【０００５】
一方、平成１１年２月に出された環境庁の指針によれば、原位置における汚染物質の封じ込め方策の基本方針は以下の通りである。
▲１▼地下に層厚５ｍ以上、透水係数１．０×１０-5ｃｍ／秒以下の不透水層がある。
【０００６】
▲２▼汚染地域周囲を止水機能のある工作物で取り囲み閉塞する。具体的には、鋼矢板、ＳＭＷ地中連続壁（ソイルミキシングウォール）の構築による遮水構造が考えられるが、ＳＭＷ地中連続壁は幅が５０ｃｍ以上で、透水係数が１．０×１０-6ｃｍ／秒以下であること。また、地下の不透水層まで設置すること。
【０００７】
▲３▼汚染地域内の地下水を処理する場合には、処理施設により汚染物質を環境基準値以下に除去し、外部に放出する。
▲４▼雨水などの侵入を防止するため、表面には遮水機能の高い材料を敷設する。具体的には、遮水シート材と改良混合土層の組合せの二重遮水構造となる。なお、この構造を適用する場合には、▲３▼の処理施設による処理は必ずしも必要ない。
【０００８】
▲５▼汚染物質の計画地外への流出・拡散を防止するために、ＳＭＷ内外の地下水位は周辺の水位以下に設定することが望ましい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の基本方針は、廃棄物処分場の遮水構造と同レベルの機能構築を目的としたものであり、民間開発の中において、初期投資、維持管理費の発生に対する事業計画上の調整が必要となる。
【００１０】
その他の問題点としては、
▲１▼ＳＭＷの設置深度如何では、時間的、経済的な制約を及ぼす可能性が大であること。
▲２▼ＳＭＷの不透水機能が施工条件に左右され、実験室レベルの不透水機能の確保が難しいこと。
【００１１】
▲３▼汚染地域内の地下水位を一律定常水位に設定することが難しく、また、周辺地盤の地下水位に連動させることも困難であること。
などが挙げられる。
また、上述した特開平９−２６７０８２号公報や特開平１０−２５８２６６号公報記載の発明は、特定の汚染物質を対象としたものであり、種々の汚染物質に対応させることができない。
【００１２】
特開平１０−２７７５３１号公報記載の発明の場合、地上の汚染処理装置の性能に応じて種々の汚染に対応可能であるが、注水井戸と揚水井戸との配置において、地下水の循環経路の確保が難しく、汚染物質が周辺に拡散する恐れがある。また、上記各公報記載の発明は、上記の原位置における汚染物質の封じ込め方策の基本方針を満足するものではなく、代替の方法としても不十分であると考えられる。
【００１３】
本願発明は、上記の基本方針で要求される汚染浄化効果と同等以上の効果が期待でき、かつコストの大幅低減が可能な実用的な汚染土壌浄化方法を提供することを目的としたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る汚染土壌浄化方法は、汚染地区を取り囲むように、汚染地区外の地下水位以下の深さに達する地中遮水壁を設け、汚染地区内に集水施設を設け、前記集水施設を取り囲むように、前記地中遮水壁の近傍の内側に地中遮水壁から所定の距離離して、かつ地下水位以上の深さに環状に連続させて浸透施設を設置し、前記集水施設より揚水し、揚水された汚染地下水を浄化処理した後、浄化処理された地下水を前記浸透施設から再び汚染地区内に浸透させ、前記集水施設に向けて水位差による鉛直方向並びに水平方向の地下水流を発生させることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、集水施設から揚水された汚染地下水が浄化処理された後、再び汚染地区の地盤に戻され、水位の高い浸透施設位置から水位の低下した集水施設へ向けて地下水が流れることで、汚染地下水の循環経路が形成され、汚染土壌の汚染物質を取り込みながら、徐々に汚染土壌を浄化して行くことができる。
【００１６】
揚水された汚染地下水の浄化処理は、例えば集水施設の近くに設けた処理プラント等により、従来から知られている種々の浄化処理を、汚染物質の種類に応じて１段階または多段階に行うことができる。また、本発明では、浸透施設を環状に連続させているので、汚染地区に設置された１または複数の集水施設に対し、偏りの少ない地下水流を形成することができ、汚染土壌を効率良く浄化しつつ、汚染地区外への汚染物質の拡散を防止することができる。
【００１７】
なお、集水施設としては、従来からの集水井戸（揚水井戸）が一般的であるが、汚染地下水を揚水できるものであれば特に形態、規模等限定されない。請求項２は、請求項１に係る汚染土壌浄化方法において、前記浸透施設を汚染地区の地盤内の地下水位以上の所定深さに設置する場合である。
【００１８】
集水施設位置では揚水量に応じて水位が低下するのに対し、浸透施設は、通常、地下水位以上に設置することで、浄化処理された地下水を地盤中に自然に浸透させて行くことができる。しかしながら、その場合、浸透施設位置の水位が浸透施設周辺の水位より高くなるため、設置位置や浸透量によっては浄化処理を施したものの完全には汚染物質が除去されていない地下水が汚染地区外へ拡散する恐れがある。
【００１９】
これに対し、請求項２のように浸透施設を地盤内の所定深さ以下に設置すれば、集水施設の揚水量や浸透施設からの浸透量を調整することで、汚染地区外への汚染物質の拡散を抑制することができる。
【００２０】
本願の請求項１、２に係る発明において、汚染地区と汚染地区外を隔離する地中遮水壁を設けたのは、汚染物質の拡散防止をより確実にするためである。
【００２１】
ただし、本願発明の場合、地中遮水壁がなくてもそれなりの汚染物質の拡散防止効果が得られるため、従来のように地中遮水壁を必ずしも不透水層まで構築する必要はなく、汚染地区外の地下水位以下に達する深さとすることで、十分な拡散防止効果が期待できる。
【００２２】
地中遮水壁としては、ＳＭＷ地中連続壁、鋼矢板壁、その他の遮水性の期待できる任意の地中連続壁を用いることができる。請求項３は、請求項１または２に係る汚染土壌浄化方法において、集水施設による汚染地下水の揚水量と、浄化処理した地下水の浸透施設からの浸透量を調整することで、前記地中遮水壁近傍において、汚染地区外の地下水位が汚染地区内の地下水位より高くなるようにする場合である。
【００２３】
上述のように集水施設近傍では揚水により水位が低下し、それによって浸透施設位置と集水施設位置、さらに浸透施設位置と地中遮水壁位置とで地下水について水位差が生じる。
従って、これらを調整することで、地中遮水壁近傍における汚染地区側の地下水位を汚染地区外の地下水位より低くすることができ、前述した環境庁指針における基本方針の▲５▼を満たすことができる。
【００２６】
浸透施設を暗渠の形で地盤内の所定深さ以下に設置すれば、浸透施設位置での水位を必要以上に高くすることなく、集水施設の揚水量や浸透施設からの浸透量を調整することで、汚染地区外への汚染物質の拡散を抑制することができる。
このような暗渠型の浸透施設の具体的な形態としては、例えば硬質塩化ビニル管等の樹脂パイプあるいは金属パイプに浸透用の多数の小孔を設けた有孔パイプの外側に砕石等を設置し、さらに土粒子等の吸い込みを防止するための不織布等を巻いたもの、砕石の代わりに人工的な透水材料を用いたもの、あるいは有孔パイプを用いずに砕石あるいは人工的な透水材料の周囲に吸込み防止材を巻いたものなどが考えられる。また、この浸透施設は、内側から外へ向けて処理水を注水するものであるため、周辺の土砂等による目詰まりの恐れがない場合には、吸込み防止材や砕石、透水材料等を省いたより簡単な構造のものでもよい。
【００２７】
なお、以上は単なる具体例を挙げたに過ぎず、地盤中の所定深さに設置でき、浄化処理した汚染地下水を地盤中に浸透させることができるものであれば、寸法、形態等特に限定されない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本願発明の一実施形態を概略的に示したものであり、汚染地区Ｉに集水施設として集水井戸１を設け、汚染物質を含む汚染地下水を揚水する。図では、単一の集水井戸１を示しているが、勿論、集水井戸を複数箇所に設けてもよい。なお、集水井戸１は水質のモニタリングにも利用される。
【００２９】
揚水された汚染地下水は処理プラント２で処理された後、汚染地区Ｉの地盤内所定深さに敷設された暗渠型浸透施設３から地盤内に浸透させる。
また、この例では汚染地区Ｉを取り囲むように地中遮水壁４を構築している。この地中遮水壁４は不透水層Ｕに達しておらず、汚染地区外Ｏの地下水位以下のレベルの構築深さとしている。
【００３０】
地下水位についてみると、揚水が行われる集水井戸１部分の水位が低く、処理水を再び地盤に戻す暗渠型浸透施設３部分で水位が高くなっている。本実施形態において、この暗渠型浸透施設３は汚染地区Ｉを取り囲む地中遮水壁４の内側に地中遮水壁４から所定の距離離して環状に配置されており、暗渠型浸透施設３から集水井戸１に向けて、また暗渠型浸透施設３から地中遮水壁４に向けて水位差による地下水流が発生する構造となっている。
【００３１】
従って、集水井戸１からの揚水量や暗渠型浸透施設３の深さ、処理水の浸透量等を調整することにより、地中遮水壁４近傍において汚染地区Ｉ内の地下水位を汚染地区外Ｏの地下水位以下とすることができ、それにより汚染の拡散を防止することができる。
【００３２】
一方、集水井戸１と処理プラント２、暗渠型浸透施設３との間では汚染地下水の循環経路が形成され、この循環を繰り返すことで、土壌中の汚染物質を徐々に除去し、汚染地下水を浄化して行くことができる。また、処理プラント２で処理されて出てくる汚染レベルの低い余剰処理水や除去された汚染物質は、条件によっては域外に搬出して処分することができる。
【００３３】
また、この汚染地区Ｉの地表面には、必要に応じて雨水等の地盤への浸透を阻止するための表面遮水工５を設置するものとする。この表面遮水工については、指針等によって示されているものを利用することができる。
図２(a) 〜(d) は、暗渠型浸透施設３の具体例を示したものである。図２(a) の浸透施設３は、透水孔を形成した硬質塩化ビニル管等の有孔パイプ１１を芯材として、その回りに透水域を確保するための単粒度砕石１２を敷設し、さらにその周囲に不織布等からなる吸込み防止材１３を巻いて、土粒子の侵入による目詰まり等を防止するようにしたものである。この形式は処理水を地盤に戻す際の透水性が良好である反面、敷設費用が大きくなる傾向がある。
【００３４】
図２(b) の浸透施設３は、図２(a) の砕石１２の代わりに、繊維製排水材１４を有孔パイプ１１の周囲に巻き、その回りに吸込み防止材１３を巻いた構造となっている。透水性は図２(a) のものに劣るが、コスト低減が可能である。市販の繊維製排水材１４としては、例えば繊條の相互節点を溶着成形して一体化したポーラス材（商品名：ヘチマロン）などがある。
【００３５】
図２(c) の浸透施設３は、有孔パイプを用いずに、単粒度砕石１２の周囲に吸込み防止材１３を巻いて、連続する暗渠を形成したものである。コストは最も低いが透水性の面では、図２(a) 、(b) のものに比べて劣る。
図２(d) の浸透施設３は、図２(c) の砕石１２の代わりに、繊維製排水材１４を用い、その回りに吸込み防止材１３を巻いたものである。
【００３６】
【発明の効果】
(1) 本発明によれば、集水施設から揚水された汚染地下水が浄化された後、再び汚染地区の地盤に戻され、地下水の循環経路が形成されることで、徐々に汚染土壌を浄化して行くことができる。
【００３７】
(2) 揚水された汚染地下水の浄化処理は、例えば集水施設の近くに設けた処理プラント等により処理することで、汚染物質の種類に応じた処理が可能である。
(3) 浸透施設を環状に連続させれば、集水施設に向けて偏りの少ない地下水流を形成することができ、汚染土壌を効率良く浄化しつつ、汚染地区外への汚染物質の拡散を防止することができる。
【００３８】
(4) 浄化した水を再び地中に浸透させることで、地下水位低下に伴う地盤沈下等の影響を予防することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の一実施形態を概略的に示す断面図である。
【図２】  (a) 〜(d) はそれぞれ請求項２に用いる浸透施設の形態例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｉ…汚染地区、Ｏ…汚染地区外、Ｕ…不透水層、Ｗ…地下水位、
１…集水井戸、２…処理プラント、３…暗渠型浸透施設、４…地中遮水壁、５…表面遮水工、
１１…有孔パイプ、１２…砕石、１３…吸込み防止材、１４…繊維製排水材
【図１】
0003684981.tif 000002
【図２】
0003684981.tif 000003