(57)【要約】  【課題】  地層構造が異なる汚染土壌や汚染分布に軽重の差がある土壌であっても均質に且つ効率よく浄化処理できる汚染土壌の原位置浄化方法を提供する。  【解決手段】  汚染土壌に注入井３を設けてイオン性酸化剤を注入し、土壌中の汚染物質を酸化分解処理する汚染土壌の原位置浄化方法であって、汚染土壌に電極井４、５を設けて前記注入井３から注入されたイオン性酸化剤を汚染領域に誘導する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌に注入井を設けてイオン性酸化剤を注入し、土壌中の汚染物質を酸化分解処理する汚染土壌の原位置浄化方法であって、
汚染土壌に電極井を設けて前記注入井から注入されたイオン性酸化剤を汚染領域に誘導する汚染土壌の原位置浄化方法。
【請求項２】
前記注入井を透水性土壌と難透水性土壌の境界部位に設けて、前記電極井により前記注入井から注入されたイオン性酸化剤を難透水性土壌に誘導する請求項１記載の汚染土壌の原位置浄化方法。
【請求項３】
前記注入井に注入されたイオン性酸化剤を斥ける第一電極井を前記注入井側に設けるとともに、前記イオン性酸化剤を導く第二電極井を前記注入井の周辺に設ける請求項１記載の汚染土壌の原位置浄化方法。
【請求項４】
前記電極井に誘導されるイオン性酸化剤の濃度に基づいて汚染浄化の程度をモニタする請求項１から３の何れかに記載の汚染土壌の原位置浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌に注入井を設けてイオン性酸化剤を注入し、土壌中の汚染物質を酸化分解処理する汚染土壌の原位置浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油や農薬や溶剤等の有機化合物等により汚染された土壌の浄化方法として、汚染土壌を掘削搬出した後に清浄土を搬入して埋め戻す掘削除去法と呼ばれる原位置外浄化方法と、汚染土壌を掘削することなく浄化処理する原位置浄化方法がある。
【０００３】
前者は浄化処理のための期間が短いものの、土壌掘削時に発生する振動や騒音、汚染土搬出時や清浄土搬入時の道路周辺住居への振動や騒音、さらには土壌飛散といった周辺環境への影響の問題があるばかりか、掘削した汚染土壌の最終処理も必要となり全体として処理コストが嵩むという問題があるため原位置浄化方法が注目されている。
【０００４】
後者の原位置浄化方法として採用可能な方法として、汚染土壌に注入井を設けて過マンガン酸塩水溶液、過硫酸塩水溶液等のイオン性酸化剤または過酸化水素水を注入し、土壌に吸着された有機化合物等の汚染物質を酸化分解処理することにより浄化する化学的酸化法が提案されている。
【特許文献１】特表２００３−５０３１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した化学的酸化法を採用する原位置浄化方法によれば、地層構造によっては注入井３の周囲に均等にみず道が形成されず、特定の領域にみず道が偏る場合があり、そのような場合に浄化むらが生じるという問題があった。例えば図５に示すように、山間の谷間に不法投棄された廃棄物により汚染された土壌で、谷部が砂や礫でなる透水性土壌１で、山部が難透水性の粘土層等でなる岩盤等の難透水性土壌２で構成されているような場合に汚染された岩盤或いは粘土層が十分に浄化されなくなるのである。
【０００６】
そのような場合に、汚染土壌に設ける注入井３の間隔を狭めたり、汚染された地下水を揚水する揚水井を注入井と組合せて設けて、注入井から注入されたイオン性酸化剤が地中に広く供給されるように揚水井から地下水を揚水する方法が採用されていたが、何れの場合にも大掛かりな設備が必要となるにもかかわらず、注入された酸化剤が汚染部位に確実に供給されるとは限らず、汚染土壌を効果的に均質に浄化するという観点でさらなる改良の余地があった。
【０００７】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、地層構造が異なる汚染土壌や汚染分布に軽重の差がある土壌であっても均質に且つ効率よく浄化処理できる汚染土壌の原位置浄化方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明による汚染土壌の原位置浄化方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、汚染土壌に注入井を設けてイオン性酸化剤を注入し、土壌中の汚染物質を酸化分解処理する汚染土壌の原位置浄化方法であって、汚染土壌に電極井を設けて前記注入井から注入されたイオン性酸化剤を汚染領域に誘導する点にある。
【０００９】
上述の構成によれば、注入井から注入されたイオン性酸化剤が電極井により形成される静電場により汚染部位に誘導されるようになるので、難透水性の汚染土壌であっても効率的に浄化処理を行なうことができるようになるのである。
【００１０】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記注入井を透水性土壌と難透水性土壌の境界部位に設けて、前記電極井により前記注入井から注入されたイオン性酸化剤を難透水性土壌に誘導する点にある。
【００１１】
上述の構成によれば、注入井から注入されたイオン性酸化剤が、比較的供給され易い透水性土壌のみならず、電極井により形成される静電場により難透水性土壌にも効率的に誘導されるようになるので、汚染土壌全体の均質な浄化を促進することができるようになるのである。
【００１２】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記注入井に注入されたイオン性酸化剤を斥ける第一電極井を前記注入井側に設けるとともに、前記イオン性酸化剤を導く第二電極井を前記注入井の周辺に設ける点にある。
【００１３】
上述の構成によれば、注入井から第二電極井が設けられた周辺土壌に効率的にイオン性酸化剤を供給して浄化処理することができるようになる。例えば、汚染の程度がはなはだしい部位に向けて効率よく前記イオン性酸化剤を供給することができる。
【００１４】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記電極井に誘導されるイオン性酸化剤の濃度に基づいて汚染浄化の程度をモニタする点にある。
【００１５】
注入井から注入されたイオン性酸化剤が電極井に向けて供給される過程で、土壌中の汚染物質が酸化分解処理されると同時にイオン性酸化剤が消費されるため、浄化処理が進みイオン性酸化剤と反応する汚染物質が無くなるまで電極井に到達するイオン性酸化剤の量はごく僅か、或いは殆ど到達することがない。従って、電極井に充填された電解液中のイオン性酸化剤の濃度を計測することにより浄化処理の進捗の程度をモニタすることができるのである。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明した通り、本発明によれば、地層構造が異なる汚染土壌や汚染分布に軽重の差がある土壌であっても均質に且つ効率よく浄化処理できる汚染土壌の原位置浄化方法を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、汚染土壌に注入井を設けてイオン性酸化剤を注入し、土壌中の汚染物質を酸化分解処理する化学的酸化法を採用する汚染土壌の原位置浄化方法を説明する。
【００１８】
図１に示すように、山間の谷間に不法投棄された廃棄物が堆積し、油や揮発性有機化合物等で汚染された土壌１、２を化学的酸化法により浄化処理する場合、透水性土壌１である堆積層と難透水性土壌２である山部の岩盤層の境界部位に、イオン性酸化剤を注入する注入井３を設けるとともに、前記注入井３から注入されたイオン性酸化剤を難透水性土壌２に誘導する電極井４、５を設けて浄化処理を行なう。
【００１９】
前記注入井３は、イオン性酸化剤の通過を許容する円筒状の多孔質壁３ａと、イオン性酸化剤を注入するために前記多孔質壁上部に設けられる注入口３ｂとを備えて構成され、前記注入口３ｂから注入される過マンガン酸塩水溶液、過硫酸塩水溶液等の陰イオン系酸化剤が土壌粒子の間隙を通って汚染部位に供給されることにより土壌中の汚染物質が酸化分解処理される。
【００２０】
陰イオン系酸化剤として過マンガン酸塩水溶液を使用する場合には、過マンガンイオンが土砂等の粒子の間隙を流れる地下水により汚染部位に供給され、汚染物質を酸化分解することにより汚染土壌が浄化されるのであるが、間隙が小さく地下水が流れ難い難透水性土壌２に前記陰イオン系酸化剤を効率的に供給すべく透水性土壌１側に陰極となる電極井４が、難透水性土壌２側に陽極となる電極井５がそれぞれ設けられる。
【００２１】
前記電極井４、５は、希硫酸や苛性ソーダ水溶液等の電解液４ａ、５ａと、電極４ｂ、５ｂを備えて構成され、電極４ｂと電極５ｂには直流電源装置６のマイナス極とプラス極とがそれぞれ接続され、約１００Ｖの直流電圧が印加される。両電極４ｂ、５ｂには、通常、銅が使用される。
【００２２】
前記注入井３から供給される陰イオン系酸化剤は、両電極４ｂ、５ｂ間に直流電圧が印加されていないときには主に透水性土壌１側に供給されることになるが、両電極４ｂ、５ｂ間に直流電圧が印加されるときには、それら間に形成される静電場の作用により陽極となる電極５ｂに向かって誘導されるので、誘導された陰イオン系酸化剤により難透水性土壌２であっても汚染物質が効率的に酸化分解されるようになる。このようにして、単位時間当たりに汚染部位に供給される陰イオン系酸化剤の量が増えるため、透水性に差異のある地層構造を有する汚染土壌であっても、電極井４，５を設けることにより均質且つ効率よく浄化処理することができるようになる。尚、図中、矢印の長さは供給される酸化剤量の多少を示すものである。
【００２３】
さらに、前記難透水性土壌２の汚染浄化の程度をモニタすべくモニタ装置７が設けられ、前記モニタ装置７は、ポンプ８により陽極側の電極井５から電解液５ａを汲み上げ、汲み上げた電解液５中での陰イオン系酸化剤の濃度をモニタする。前記イオン性酸化剤は、汚染物質を酸化することにより自らは還元されて二酸化マンガンとして土壌中に析出するが、汚染物質の浄化が進んだときには、酸化対象の汚染物質が土壌中に少なくなり、前記イオン性酸化剤が陽極側の電極井５まで到達し、電極井５の電解液５ａ中に前記イオン性酸化剤の陰イオンが見られるようになる。従って、前記モニタ装置７により電解液５ａ中の前記イオン性酸化剤の陰イオン濃度をモニタすることにより、前記難透水性土壌２の汚染浄化の程度をモニタすることができる。
【００２４】
前記モニタ装置７によるモニタ結果に基づいて、前記直流電源装置６による直流電圧の印加の可否を適宜調整することにより、効率的に汚染土壌の浄化処理を行なうことができる。
【００２５】
以下、別実施形態を説明する。図２に示すように、難透水性土壌であるか透水性土壌であるかにかかわらず全周方向で水の通り易さがほぼ同じような汚染土壌に設けられた注入井３を第一電極井４として構成し、その内部に前記注入井３に注入されたイオン性酸化剤を斥ける陰極４ｂを設けるとともに、前記注入井３（４）の周辺にイオン性酸化剤を導く陽極５ｂを備えた第二電極井５を周方向に均等に設けて、両電極４ｂ、５ｂ間に直流電圧を印加する場合には、前記注入井３（４）から土壌に注入された陰イオン系酸化剤が陽極側である第二電極井５に効率的に誘導される。従って、この場合にも単位時間当たりに汚染部位に供給される陰イオン系酸化剤の量が増えるため、汚染土壌を均質且つ効率よく浄化処理することができる。尚、必ずしも第二電極井５を周方向に均等に設ける必要は無く、前記注入井３（４）の周辺、特に汚染程度が高い部位やイオン性酸化剤が供給され難い土壌に設けるようにすればよく、例えば、汚染程度が高い部位に第二電極井５を設けるとともに、その周囲に第一電極井４として構成される注入井３を複数設けるように構成してもよい。
【００２６】
さらに、図３に示すように、汚染分布に偏りのある汚染土壌であっても、本発明を適用して効率的に浄化処理を行なうことができる。つまり、注入井３を内部に陰極４ｂを備えた電極井４として構成するとともに、前記注入井３（４）との間に汚染程度が高い高汚染部位９を挟むように陽極５ｂを備えた電極井５を設けて、両電極４ｂ、５ｂ間に直流電圧を印加する場合には、前記注入井３（４）から注入された陰イオン系酸化剤が陽極となる電極井５に誘導されるようになり、土壌の他の部分と比べて汚染程度が高い高濃度汚染部位９に多くの陰イオン系酸化剤が供給され、その結果、汚染土壌を均質且つ効率よく浄化処理することができる。尚、図中、イオンに付した矢印の太さは、供給される酸化剤量の多少を示すものである。
【００２７】
地下水の下流側に注入井３を設ける場合には、前記注入井３を内部に陰極４ｂを備えた電極井４として構成するとともに、地下水の上流側に陽極５ｂを備えた電極井５を設けて、両電極４ｂ、５ｂ間に直流電圧を印加する場合には、前記注入井３（４）から注入された陰イオン系酸化剤が、地下水の流れに抗して陽極側の電極井５に誘導されるようになる。従って、前記注水井３（４）を地下水の流れ方向下流側に設けざるを得ない環境であっても、汚染土壌を均質且つ効率よく浄化処理することができるようになる。
【００２８】
上述の実施形態では、注入井３を内部に陰極４ｂを備えた電極井４として構成する場合について説明したが、これに代えて、注入井３と電極井４を個別に設けるようにしてもよい。例えば、図４に示すように、高汚染部位９の近傍にイオン性酸化剤が注入される注入井３を設け、前記注入井３との間に前記高汚染部位９を挟むような位置に陽極となる電極井５を設け、注入井３と電極井５とを結ぶ直線上で電極井５とは逆の方向に陰極となる電極井４を設けてもよい。尚、図中、イオンに付した矢印の太さは、供給される酸化剤量の多少を示すものである。
【００２９】
上述の土壌中の汚染物質を酸化分解処理する化学的酸化法を採用する汚染土壌の原位置浄化方法では、注入される酸化剤として陰イオン系酸化剤が採用されるものを説明したが、酸化剤としては、これに代えて、陽イオン系酸化剤が採用されるものであってもよい。この場合には両電極間に形成される静電場の作用で効率的に陽イオン系酸化剤が供給されるように、上述した何れの場合にも陽極と陰極を逆に構成する必要がある。注入井３に注入される陽イオン系酸化剤の陽イオンは、土壌中で陰極４ｂに吸引されるからである。尚、注入される陽イオン系酸化剤としては、塩化ニッケル、塩化マンガンのような二価金属系の酸化剤を使用することができる。
【００３０】
上述の複数の実施形態で説明したように、汚染土壌に注入井を設けてイオン性酸化剤を注入し、土壌中の汚染物質を酸化分解処理する汚染土壌の原位置浄化方法において、汚染土壌に電極井を設けて前記注入井から注入されたイオン性酸化剤を汚染領域に誘導することにより、汚染土壌を均質且つ効率よく浄化処理することができるのである。
【００３１】
また、本発明は、地下水位より下部に存在する汚染のみならず、土壌の含水率が２０％超であれば、地下水位より上部に存在する汚染に対しても適用できる。
【００３２】
上述した何れの実施形態も一例に過ぎず、使用するイオン性酸化剤の種類や量、注入井及び電極井を構成するための素材、形状、大きさ等については特に限定するものではなく、本発明による作用効果が奏される範囲において適宜構成されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による汚染土壌の原位置浄化方法を土壌中の汚染物質を酸化分解処理する化学的酸化法に適用する場合の説明図
【図２】陰極の周囲に陽極を設ける場合の注入井及び電極井の配置を示す説明図
【図３】陰極が注入井内に設けられる場合の注入井及び電極井の配置を示す説明図
【図４】電極井が注入井と個別に設けられる場合の注入井及び電極井の配置を示す説明図
【図５】従来の化学的酸化法を説明する説明図
【符号の説明】
【００３４】
１：透水性土壌
２：難透水性土壌
３：注入井
４：電極井（第一電極井）
５：電極井（第二電極井）
【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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