(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰イオン汚染物を含む土壌内に陽極および陰極をほぼ鉛直に埋設し、次に、前記土壌に適宜給水するとともに前記陽極および前記陰極間に直流電圧を印加して通電を行い、陰極側で非排水とすることで電気浸透による前記陰極への水の移動を阻止しつつ給水された水を前記陽極側からのみ排水するとともに、前記陽極を所定の間隔でほぼ直線状に配置し、該陽極の両側に前記陰極をほぼ平行配置する電極配置方法であって、前記土壌内にトレンチを形成し、該トレンチ内に前記陽極を配置してその間を砕石で充填するとともに、前記陰極を前記トレンチの両側にほぼ平行に打ち込まれた鋼矢板で構成したことを特徴とする陰イオン汚染物の除去における電極配置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣｒＯ４２−、Ｃｒ２Ｏ７２−、ＡｓＯ４３−、ＡｓＯ３３−、ＳｅＯ４２−、ＳｅＯ３２−、ＣＮ−、ＰｂＯ２２−等の陰イオン汚染物を土壌内から除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場廃水、工場廃棄物、鉱山廃水などによって汚染された土壌には、カドミウム、鉛、銅、亜鉛、砒素、セレン、ニッケル、クロム等の汚染物質が含まれていることがあり、このような土壌をそのまま放置すると、かかる物質が地下水や生物サイクルを介して環境に拡散する危険性がある。
【０００３】
そのため、汚染された土壌は、これを掘削除去して所定の処理を施し、しかる後に管理型あるいは遮断型の処分地に廃棄処分する一方、掘削された孔内には通常の土を客土して原状復帰するのが一般的である。
【０００４】
ところが、かかる方法では、掘削の際に汚染土を撹乱して二次汚染のおそれがあるとともに、汚染土を大量に搬出、運搬しなければならないという問題や、既存建築物の近接部や直下では掘削除去自体が困難になるという問題が生じる。そのため、最近では、原位置で浄化する技術が研究され始めており、その一つとして通電により汚染物質を回収する方法が特開平５−５９７１６  号公報に開示されている。
【０００５】
当該方法においては、まず、処理対象の地盤範囲に止水壁を構築し、次いで、その地盤範囲に多数の通水孔を有する中空管からなる陽極および陰極を挿入し、次いで、当該地盤範囲に適宜散水してから電極間に直流電圧を印加し、次いで、電気浸透現象によって陰極側に集まった水を中空管を介して排水回収する。
【０００６】
かかる方法によれば、所定の汚染物質は、電気浸透現象による水の流れに乗って陰極側に流れ込むので、これを排水回収することにより、当該汚染物質を除去することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一方、クロム、砒素、セレン、シアン、鉛などは、それぞれＣｒＯ４２−、Ｃｒ２Ｏ７２−、ＡｓＯ４３−、ＡｓＯ３３−、ＳｅＯ４２−、ＳｅＯ３２−、ＣＮ−、ＰｂＯ２２−（アルカリ性下）  等の陰イオンの形で土壌に含まれている。そして、これら陰イオン汚染物は、通電を行うと、陰極に移動する水の流れに逆らいながら電気泳動によって陽極方向に力を受けるので、陰極側ではほとんど回収できないことが本出願人が行った実験で判明した。そのため、陰イオン汚染物を回収するには、陽極付近に集まったものを土とともに除去するしかないが、土の掘削、運搬、客土など一連の作業が必要となり、その除去効率はきわめて悪い。
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、陰イオン汚染物を効率よく土壌内から回収可能な陰イオン汚染物の除去における電極配置方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の陰イオン汚染物の除去における電極配置方法は請求項１に記載したように、陰イオン汚染物を含む土壌内に陽極および陰極をほぼ鉛直に埋設し、次に、前記土壌に適宜給水するとともに前記陽極および前記陰極間に直流電圧を印加して通電を行い、陰極側で非排水とすることで電気浸透による前記陰極への水の移動を阻止しつつ給水された水を前記陽極側からのみ排水するとともに、前記陽極を所定の間隔でほぼ直線状に配置し、該陽極の両側に前記陰極をほぼ平行配置する電極配置方法であって、前記土壌内にトレンチを形成し、該トレンチ内に前記陽極を配置してその間を砕石で充填するとともに、前記陰極を前記トレンチの両側にほぼ平行に打ち込まれた鋼矢板で構成したものである。
【００１２】
本発明に係る陰イオン汚染物の除去における電極配置方法においては、陰極側を非排水とすることで電気浸透による陰極への水の移動を阻止しておき、かかる状態で土壌中の水を陽極側から排水する。
【００１３】
すると、陰イオン汚染物は、電気浸透による陰極への水の移動にあえて逆らうことなく、電気泳動によって自然に陽極に集まり、水とともに回収される。しかも、陽極に近づくほど酸性度が上昇して陰イオン汚染物の溶解度が高くなるので、より効率的に回収される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る陰イオン汚染物の除去における電極配置方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
【００１６】
図１は、本実施形態に係る陰イオン汚染物の除去における電極配置方法の手順を示したフローチャートである。本実施形態の除去における電極配置方法においては、まず図２（ａ）  に示すように、ＣｒＯ４２−、Ｃｒ２Ｏ７２−、ＡｓＯ４３−、ＡｓＯ３３−、ＳｅＯ４２−、ＳｅＯ３２−、ＣＮ−、ＰｂＯ２２−等の陰イオン汚染物を含む土壌１内に陽極２および陰極３をほぼ鉛直方向に埋設する（図１、ステップ１０１）。
【００１７】
ここで、陽極２は例えば炭素棒で構成し、陰極３は鉄筋棒で構成するのがよい。なお、陽極２は、中空管に多数の孔を設けたストレーナ管４の中に配設してあり、該ストレーナ管４との間に図示しないホースを挿入して給水やポンプアップによる排水を行うことができるようになっている。
【００１８】
これら陽極２および陰極３の平面配置例を図３および図４に示す。まず、図３（ａ）  は、多数の陰極３を陽極２を取り囲むようにして配設したものである。また、図３（ｂ）  は、陽極２を千鳥状に配置するとともに陰極３を各陽極２の周囲に多数配設したものである。また、図４は、汚染土壌１内にトレンチ５を形成し、該トレンチ内に陽極２およびストレーナ管４を所定の間隔でほぼ直線状に配置してその間を砕石６で充填するとともに、トレンチ５の両側に鋼矢板で形成した陰極３をほぼ平行に打ち込んで構成してある。なお、鋼矢板に代えて鉄筋を格子状に組んだものなどを使用してもよい。
【００１９】
このように電極を配置した後、図２（ｂ）  に示すように、陽極２の側、例えばストレーナ管４を介して土壌１内に給水するとともに、陽極２および陰極３の間に直流電圧を印加して通電し、給水した水を陽極２の側から排水して陰イオン汚染物を回収する（ステップ１０２）。陽極２付近の水位は、陰極３側の水位が地表面に達することがない程度に適宜調整する。
【００２０】
ここで、陰極３側は通電中をはじめ終始非排水とし、電気浸透による陰極３への水の移動を阻止しておく。すなわち、土壌中の水は、電気浸透によって陰極３へ移動しようとするが、陰極側で非排水としておけば、陰極３へ移動しようとする力と陰極付近の水位の上昇による圧力とが平衡し、水は移動しなくなる。
【００２１】
かかる状態で通電を行えば、陰イオン汚染物は、従来のように電気浸透による陰極３への水の移動にあえて逆らうことなく、電気泳動によって自然に陽極２に集まる。しかも、陽極２に近づくほど酸性度が上昇して陰イオン汚染物の溶解度が高くなるので、より効率的な回収が可能となる。
【００２２】
なお、図３（ｂ）  のように電極を千鳥配置にする場合、すべての電極に同時に通電するのではなく、たとえば奇数番目だけを一定日数通電し、その後、偶数番目を通電するというように通電を交互に行うことにより、中間に位置する陰イオン汚染物がいずれの側にも移動しないということがないようにする。
【００２３】
次に、陽極から回収された水を酸性環境のままイオン交換樹脂等を用いて水処理を行い、該水中の陰イオン汚染物を分離除去する（ステップ１０３）。次いで、陰イオン汚染物が除去された後の処理水を給水用にリサイクルする（ステップ１０４）。
【００２４】
陽極側で回収された水は酸性度が高い。したがって、これをアルカリにして一般的な水処理を行うよりも、酸性環境をそのまま生かして陰イオン汚染物を分離処理し、処理された後の処理水を給水用にリサイクルするようにすれば、陰イオン汚染物を溶解させやすい水を土壌中に給水することができる。
【００２５】
なお、陰イオン汚染物が分離除去された排水は、工事終了後はｐＨ処理して下水に放流する。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態に係る陰イオン汚染物の除去における電極配置方法によれば、陰極側を非排水とし陽極側からのみ排水するようにしたので、ＣｒＯ４２−、Ｃｒ２Ｏ７２−、ＡｓＯ４３−、ＡｓＯ３３−、ＳｅＯ４２−、ＳｅＯ３２−、ＣＮ−、ＰｂＯ２２−などの陰イオン汚染物は、電気浸透による水の流れに邪魔されることなく、電気泳動によってスムーズに陽極に到達し、かくして、陰イオン汚染物を効率よく陽極に集めてこれを回収することが可能となる。
【００２７】
また、陽極に近づくほど陰イオン汚染物の溶解度が高くなるので該陽極付近を効率よく除染することができる。特に、多数の陰極を陽極の周囲に配置した場合、陽極を中心とした広い範囲を除染することが可能となる。さらに、これを千鳥状に配置すれば、広い範囲にわたってくまなく除染することができる。また、トレンチを形成してその中に陽極を直線状に配置し、その両側に陰極を配置するようにすれば、汚染領域が帯状に拡がっている場合に有効な電極配置方法となる。
【００２８】
また、陰極非排水としたことによって電気浸透による水の移動がなくなり、その分、給排水の量や位置によって土壌中の水の流れを制御できるようになる。
【００２９】
また、排水中の陰イオン汚染物の分離除去処理を酸性状態のまま行い、該処理水を給水用にリサイクルするようにしたので、土壌中の陰イオン汚染物が溶解しやすい状態となり、いったんアルカリに戻して分離除去し、これを給水用にリサイクルするよりも土壌中の陰イオン汚染物をより効率的に回収除去することが可能となる。
【００３０】
本実施形態では、炭素棒で構成した陽極をストレーナ管内に配設したが、ストレーナ管自体を陽極としてもよい。
【００３１】
また、本実施形態では、給水を陽極側から行うようにしたが、給水位置については特に限定されるものではなく、陽極側に加えてあるいはその代わりに電極間の所望の位置で地表面から散水し、例えば電気分解による損失分を補充するようにしてもよい。
【００３２】
また、本実施形態では、酸性環境のまま水処理を行う方法として、イオン交換樹脂を用いた方法を採用したが、かかる方法に代えて、例えば砒素やセレンを鉄化合物に吸着させて除去を図る方法を採用してもよい。
【００３３】
また、本実施形態では、排水された水を酸性環境のまま水処理するようにしたが、必ずしも酸性のままで処理する必要はなく、いったんアルカリ性にしてから陰イオン汚染物の分離除去水処理を行うようにしてもよいし、かかる場合、処理水を給水用にリサイクルしなくてもよい。
【００３４】
（第２実施形態）
【００３５】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
図５は、第２実施形態に係る陰イオン汚染物の除去における電極配置方法の手順を示したフローチャートである。本実施形態の除去における電極配置方法は、図６に示すように既設構造物１１の下方を除染する場合に特に適した方法であり、まず、既設構造物１１の下方に拡がる汚染土壌１の側方に作業用立坑１６を掘削し、該立坑１６から陰極１２および陽極１３を陰極１２が上段になるようにほぼ平行に埋設する（図５、ステップ１１１）。
【００３７】
ここで、陰極１２および陽極１３は、それぞれ導電性中空管に多数の孔を設けて形成してあり、電極とストレーナ管とを兼用させてある。また、陰極１２内には給水管１４を、陽極１３内には排水管１５をそれぞれ配設してあり、該給水管１４、排水管１５は図示しない給排水ポンプに接続してある。
【００３８】
このように電極を配置した後、給水管１４および陰極１２を介して土壌１内に給水するとともに、陽極１３および陰極１２の間に直流電圧を印加して通電する。そして、給水した水を排水管１５を介して陽極１３の側から排水し、陰イオン汚染物を回収する（ステップ１１２）。
【００３９】
ここで、陰極１２側は通電中をはじめ終始非排水とし、電気浸透による陰極１２への水の移動を阻止しておく。すなわち、土壌中の水は、電気浸透によって陰極１２へ移動しようとするが、陰極側で非排水としておけば、周囲の地下水位よりも若干上昇した位置で陰極１２へ移動しようとする力と陰極付近の水位の上昇による圧力とが平衡し、水は上方へ移動しなくなる。
【００４０】
かかる状態で通電を行えば、陰イオン汚染物は、従来のように電気浸透による陰極１２への水の移動にあえて逆らうことなく、電気泳動および自重によって自然に陽極１３に集まる。しかも、陽極１３に近づくほど酸性度が上昇して陰イオン汚染物の溶解度が高くなるので、より効率的な回収が可能となる。
【００４１】
以下、第１実施形態と同様に水処理をして陰イオン汚染物を分離除去し（ステップ１１３）、分離除去した後の処理水を給水用にリサイクルする（ステップ１１４）。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態に係る陰イオン汚染物の除去における電極配置方法によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、既設構造物の下方領域であってもこれを効率的に除染することができるという効果を奏する。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の陰イオン汚染物の除去における電極配置方法に寄れば、陰イオン汚染物を効率よく土壌内から回収することができる。
【００４４】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る陰イオン汚染物の除去における電極配置方法の手順を示したフローチャート。
【図２】第１実施形態に係る陰イオン汚染物の除去における電極配置方法の作用を説明したものであり、（ａ）は通電前、（ｂ）は通電中の状態を示した図。
【図３】電極配置例を示した平面図であり、（ａ）  は陽極の周囲に多数の陰極を配置した例、（ｂ）  はこれを千鳥配置にした例。
【図４】電極配置例を示した別の平面図。
【図５】第２実施形態に係る電極配置方法の手順を示したフローチャート。
【図６】第２実施形態に係る電極配置状況を示した断面図。
【符号の説明】
１                汚染土壌
２、１３          陽極
３、１２          陰極
４                ストレーナ管
【図１】
0003575544.tif 000002
【図２】
0003575544.tif 000003
【図３】
0003575544.tif 000004
【図４】
0003575544.tif 000005
【図５】
0003575544.tif 000006
【図６】
0003575544.tif 000007