(57)【要約】【課題】微生物や栄養塩などを汚染土壌の深度に関係なく、効果的な速度や量で地中に供給することができ、効率的な汚染土壌、汚染地下水の浄化を行うことができる地中埋設配管および汚染土壌の浄化方法が望まれていた。【解決手段】本発明に係る地中埋設配管およびこの地中埋設配管を用いた汚染土壌の浄化方法は、層構造を有する地中埋設配管であって、中心部に配置される気体および／または液体を供給する供給層と、供給層の外周に配置される、微生物または／および栄養塩を保持する担体層と、担体層の外周に配置される、土留め層を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
層構造を有する地中埋設配管であって、
中心部に配置される気体および／または液体を供給する供給層と、
前記供給層の外周に配置される、微生物または／および栄養塩を保持する担体層と、
前記担体層の外周に配置される、土留め層を備えることを特徴とする地中埋設配管。
【請求項２】
前記供給層が空洞構造であり、
前記担体層が多孔質構造であり、
前記土留め層がメッシュ構造であることを特徴とする請求項１に記載の地中埋設配管。
【請求項３】
前記供給層の厚みが１０ｍｍ〜１００ｍｍであり、
前記担体層の厚みが１ｍｍ〜５ｍｍであり、
前記メッシュ層の厚みが１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地中埋設配管。
【請求項４】
前記担体層が、
１μｍ〜１００μｍの平均細孔径を有する多孔質構造であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の地中埋設配管。
【請求項５】
前記土留め層が、
０．１ｍ〜５ｍｍの目開きを有するメッシュ構造であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の地中埋設配管。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の地中埋設配管を用いることを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油分などで汚染された汚染土壌を浄化する際に使用される地中埋設配管に係り、詳しくは配管を、各層に特定の機能を備えた層構造とすることによって、微生物や栄養塩などを汚染土壌の深度に関係なく、効果的な速度や量で地中に供給することができ、効率的な汚染土壌、汚染地下水の浄化を行うことができる地中埋設配管およびこの地中埋設配管を用いた汚染土壌の浄化方法に係るものである。
また、配管の端部だけでなく配管の最外周から微生物や栄養塩などを地中に供給することができることから埋設する配管の数を削減することができ、さらに、従来の土壌浄化において必要となっている定期的な土壌の撹拌を抑制することができる地中埋設配管およびこの地中埋設配管を用いた汚染土壌の浄化方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場やガソリンスタンドなどの跡地を再利用する際に、跡地の土壌が鉱物油やその他の化学物質に汚染されている場合があり、これら汚染土壌への対策が必要になっている。
そして、このような汚染土壌の浄化方法の１つに微生物が有する汚染物質の分解能を利用したバイオレメディエーション法がある。なお、このバイオレメディエーション法はさらに、汚染土壌中に既に存在している微生物を用いるバイオスティミュレーション法と汚染土壌に新たな微生物を供給するバイオオーグメンテーション法に分類することができる。
【０００３】
ここで、上記のいずれの方法を用いる場合においても、微生物の分解能を発現、維持させるためには栄養塩や酸素など（バイオオーグメンテーション法においては微生物自体についても）を汚染土壌に供給することが必要となる。そして、このような栄養塩等を汚染土壌に供給する方法としては、汚染土壌を定期的に撹拌する際に供給する方法や汚染土壌中に埋め込んだ配管を通じて供給する方法が一般的なものとなっている。
【０００４】
しかしながら、栄養塩等の供給する方法として汚染土壌を定期的に撹拌する際に供給する方法を採用した場合には、コストは低く抑えることができるものの、汚染土壌が広範囲に渡るような場合には対応が困難であり、また帯水層（地下水脈）よりも上方の土壌に対してしか対応することができないという課題がある。
一方、栄養塩等の供給する方法として汚染土壌中に埋め込んだ配管を通じて供給する方法を採用した場合には、広範囲の汚染土壌にも対応することができるというメリットはあるものの、１つの浄化区画に対して栄養塩用、通気用、バイオオーグメンテーション法においては微生物用のそれぞれの配管が必要となることから設備が大型化し、設置コストも高くなってしまうという課題がある。また、このような配管は先端部からしか栄養塩等を汚染土壌に供給することができないことから、浄化範囲が限定されることとなり、それに伴い配管の数も多くなってしまうという課題もある。
【０００５】
なお、ここで、栄養塩等を汚染土壌中に埋め込んだ配管を通じて供給する方法については、特許文献１や特許文献２などにおいて配管の構造に工夫を行ったものがある。具体的には、特許文献１には多孔質管が開示されており（［００２０］、［図１］参照）、特許文献２には、配管上部から栄養塩を、配管下部から空気を含んだ水を供給する構造となっている配管が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３６４６５８９号公報
【特許文献２】特許第４７５６６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている配管は、多孔質管と記載されてはいるものの、［００２０］や［図１］において開示されている通り、単純に孔が開いているいわゆるストレーナー状のパイプでしかなく、栄養塩等の放出速度が調節できないものである。また、単純に孔が開いているだけの構造であることから、栄養塩等を供給しても深度の浅い部分から先に栄養塩等が汚染土壌に放出されてしまうことになり、深度の深い部分には十分な量の栄養塩等が届かないという課題が残ることとなる。
【０００８】
また、特許文献２に開示されている配管は、配管上部から栄養塩を、配管下部から空気を含んだ水を供給する構造となっていることから供給物質ごとに配管を準備する必要がないものの、配管の上部と下部からしか供給することできず、また、［００３０］や［００３２］に記載の技術的効果を発現させるためには、汚染土壌に対して配管を縦方向に配置しなければ浄化効果が低下してしまうという課題がある。さらに、配管の上部と下部という決まった２箇所からしか栄養塩等を供給することができないことから、汚染土壌の中でも特定の部分（層）しか浄化することができないという課題も残ることとになる。
【０００９】
以上から、従前の技術はいずれも何らかの課題を有しており、効率的な汚染土壌、汚染地下水の浄化を行うためには不十分なものであった。
【００１０】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、各層に特定の機能を備えた層構造とすることによって、微生物や栄養塩などを効果的な速度や量で地中に供給することができ、効率的な汚染土壌、汚染地下水の浄化を行うことができる地中埋設配管およびこの地中埋設配管を用いた汚染土壌の浄化方法の提供を目的とするものである。
また、配管の端部だけでなく配管の全ての最外周から、微生物や栄養塩などを地中に供給することができることから、埋設する配管の数を削減することができ、さらに、従来の土壌浄化において必要な定期的な土壌の撹拌を抑制することができる地中埋設配管およびこの地中埋設配管を用いた汚染土壌の浄化方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る地中埋設配管は、層構造を有する地中埋設配管であって、中心部に配置される気体および／または液体を供給する供給層と、供給層の外周に配置される、微生物または／および栄養塩を保持する担体層と、担体層の外周に配置される、土留め層を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に係る地中埋設配管は、供給層が空洞構造であり、担体層が多孔質構造であり、土留め層がメッシュ構造であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３に係る地中埋設配管は、供給層の厚みが１０ｍｍ〜１００ｍｍであり、担体層の厚みが１ｍｍ〜５０ｍｍであり、メッシュ層の厚みが１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４に係る地中埋設配管は、担体層が、１μｍ〜１００μｍの平均細孔径を有する多孔質構造であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項５に係る地中埋設配管は、土留め層が、０．１ｍ〜５ｍｍの目開きを有するメッシュ構造であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項６に係る汚染土壌の浄化方法は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の地中埋設配管を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る地中埋設配管によれば、配管を、各層に特定の機能を備えた層構造としていることから、微生物や栄養塩などを効果的な速度や量で地中に供給することができ、効率的な汚染土壌、汚染地下水の浄化を行うことができる。
また、配管の端部だけでなく配管の全ての最外周から、微生物や栄養塩などを地中に供給することができることから、埋設する配管の数を削減することができる。
さらに、従来の土壌浄化において必要となっている定期的な土壌の撹拌を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の請求項２および請求項３に係る地中埋設配管によれば、各層を特定の構造や特定の厚みとすることによって、より効果的な汚染土壌、汚染地下水の浄化を行うことができる。
【００１９】
本発明の請求項４および請求項５に係る地中埋設配管によれば、担体層、土留め層を特定の形態とすることによって、さらに効果的な汚染土壌、汚染地下水の浄化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る地中埋設配管の実施形態の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る地中埋設配管を用いた汚染土壌の浄化方法の一例を示す断面模式図である。
【図３】本発明に係る地中埋設配管を用いた汚染土壌の浄化方法の別の例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。図１は本発明に係る地中埋設配管の実施形態の一例を示す模式図である。
【００２２】
まず、本発明にかかる地中埋設配管の構成を図１に基づいて説明する。図１に示す地中埋設配管１は、円周方向の断面視において３層構造となっているものである。具体的には、まず中心部に供給層２が設けられ、供給層２の外周には担体層３が設けられ、担体層３の外周には土留め層４が設けられている構造となっている。
【００２３】
ここで、図１の実施形態では、供給層２、担体層３、土留め層４の３層構造となっているが、本発明の地中埋設配管はそれに限定されるものでなく、各層の間に別の機能を持つ層を設けることもできる。また、供給層２を後記する担体層３と兼ねるなどすれば、地中埋設配管を２層構造とすることもできる。
なお、各層の順序については上記の順序で構成することが好ましいが、特に限定されるものではなく、中心部に担体層３を設けてその外周に供給層２を設けることもできる。
【００２４】
次に、地中埋設配管を構成する各層を説明する。
【００２５】
（供給層）
供給層２は、酸素や空気などの気体、栄養塩や水あるいは微生物を分散させた溶液などの液体を供給するためのものである。
ここで、図１に記載の地中埋設配管１においては供給層２が空洞構造となっているが、これに限定されるものではなく、後記する担体層３と同じ多孔質構造とすることもできる。ただ、地中埋設配管１は汚染土壌５内に設置するものであることから、汚染土壌５の深度の深い部分にまで迅速に微生物や栄養塩などを供給して担体層３に保持させるためには、供給層２を空洞構造とすることが好ましい。
なお、供給層２の厚みについては特に限定されないが、ボーリングロッドのＪＩＳ規格および通水のし易さの観点から１０ｍｍ〜１００ｍｍとすることが好ましく、その中でもさらに５〜３０ｍｍとすることが好ましい。
【００２６】
（担体層）
担体層３は、供給層２によって供給された微生物や栄養塩などを一時的に保持し、適切な速度で汚染土壌５に放出するためのものである。
ここで、図１に記載の地中埋設配管１においては担体層３が多孔質構造となっているが、微生物や栄養塩などを一時的に保持できる機能を有していればこれに限定されるものではなく各種の形態の構造を採用することができる。なお、担体層３を多孔質構造とする場合には、微生物や栄養塩などの保持力の確保や放出速度の調整の観点から１μｍ〜１００μｍの平均細孔径を有するものを用いることが好ましい。
また、担体層３の厚みについては特に限定されないが、ボーリングロッドのＪＩＳ規格および供給層２の厚みの観点から１ｍｍ〜５０ｍｍとすることが好ましく、その中でもさらに５〜３０ｍｍとすることが好ましい。
【００２７】
（土留め層）
土留め層４は、汚染土壌５が地中埋設配管１の内部に入ってくるのを防止するためのものである。
ここで、図１に記載の地中埋設配管１においては土留め層４がメッシュ構造となっているが、担体層３からの微生物や栄養塩などの放出を阻害せず、汚染土壌５が地中埋設配管１の内部に入ってくるのを防止することができるものであればこれに限定されるものではなく、各種の形態の構造を採用することができる。なお、土留め層４をメッシュ構造とする場合には、担体層３からの微生物や栄養塩などの放出速度の確保の観点から０．１ｍ〜５ｍｍの目開きを有するものを用いることが好ましい。
また、土留め層４の厚みについては特に限定されないが、ボーリングロッドのＪＩＳ規格および供給層２と担体層３の厚みの観点から１ｍｍ〜１０ｍｍとすることが好ましく、その中でもさらに２〜５ｍｍとすることが好ましい。
【００２８】
次に、上記のように構成された地中埋設配管の使用方法（汚染土壌の浄化方法）および作用を説明する。図２は本発明に係る地中埋設配管を用いた汚染土壌の浄化方法の一例を示す断面模式図であり、図３は本発明に係る地中埋設配管を用いた汚染土壌の浄化方法の別の例を示す断面模式図である。
【００２９】
まず、いわゆるランドファーミング工法といわれる、栄養塩や水分（場合によっては微生物も）を混合した汚染土壌を高さ１ｍ程度の畝に盛り上げて、定期的に撹拌を行うことによって浄化を行うバイオレメディエーション法において、本発明にかかる地中埋設配管を用いた際の汚染土壌の浄化方法について説明する。
【００３０】
まず、図２に示すように、汚染土壌５を非汚染土壌６の上に高さ１ｍ程度に盛り上げ、地中埋設配管１を横、縦、斜めなど各種の方向に配置する。
【００３１】
次に、地表に出ている地中埋設配管１の供給層２から栄養塩や水分（場合によっては微生物、以下栄養塩等７という）を供給する。そうすると、供給された栄養塩等７は一時的に担体層３に保持されることになる。ここで、本発明の地中埋設配管１は図１に例示した通り、配管の全ての部分に担体層３を有しており、また供給層２は空洞構造となっていることから、汚染土壌５の深度に関係なく、地中埋設配管１を配置した部分については十分な量の栄養塩等７が確実にかつ迅速に届くことになる。
【００３２】
次に、一時的に担体層３に保持された栄養塩等７は、担体層３が有する放出速度に応じて、汚染土壌５に放出されることになる。そして、図１に示す通り、本発明の地中埋設配管１は配管の全ての部分に担体層３を有していることから、汚染土壌５の深度に関係なく、最適な速度や量で栄養塩等７を放出することができ、効率的な汚染土壌の浄化を行うことができる。
【００３３】
次に、いわゆる埋設工法といわれる、汚染土壌中に配管を打ち込んで浄化を行うバイオレメディエーション法において、本発明にかかる地中埋設配管を用いた汚染土壌の浄化方法について説明する。
【００３４】
まず、図３に示すように、汚染土壌５に地中埋設配管１を横、縦、斜めなど各種の方向に配置する。ここで、埋設工法を採用する際には帯水層８にも地中埋設配管１を配置することができる。
【００３５】
次に、ランドファーミング工法の際と同様に、地表に出ている地中埋設配管１の供給層２から栄養塩等７を供給する。そうすると、供給された栄養塩等７は確実かつ迅速に担体層３に保持されることになる。
【００３６】
次に、一時的に担体層３に保持された栄養塩等７は、担体層３が有する放出速度に応じて、汚染土壌５に放出されることになり、ランドファーミング工法の際と同様に、効率的な汚染土壌の浄化を行うことができることとなる。
なお、ランドファーミング工法において本発明の地中埋設配管１を使用する場合には汚染土壌５のみの浄化しかできないこととなるが、埋設工法においては、帯水層８にも栄養塩等７を放出することができることから、汚染土壌の浄化だけでなく汚染地下水の浄化についても同時に行うことができることとなる。
【００３７】
以上の通り、本発明にかかる地中埋設配管およびこの地中埋設配管を用いた汚染土壌の浄化方法は、各層に特定の機能を備えた層構造を有していることから微生物や栄養塩などを、汚染土壌の深度に関係なく効果的な速度や量で供給することができ、効率的な汚染土壌や汚染地下水の浄化を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の地中埋設配管は、汚染土壌や汚染地下水の浄化に用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    地中埋設配管
２    供給層
３    担体層
４    土留め層
５    汚染土壌
６    非汚染土壌
７    栄養塩等
８    帯水層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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