(57)【要約】【課題】水処理または地下水浄化を行う前に、地下水に含まれる金属を土壌中で予め取り除くことが可能な汚染地下水の揚水方法及び汚染地下水の原位置浄化方法を提供する。【解決手段】有機汚染物質によって汚染された地下水を揚水する汚染地下水の揚水方法であって、前記地下水を揚水するための揚水井戸周辺の土壌にアルカリを供給するアルカリ供給工程と、前記揚水井戸から前記地下水を揚水する揚水工程とを有する汚染地下水の揚水方法。有機汚染物質によって汚染された地下水を土壌中で浄化する汚染地下水の原位置浄化方法であって、地下水が含まれる土壌にアルカリを供給するアルカリ供給工程と、アルカリを供給した位置よりも下流側の土壌に地下水浄化用の薬剤を供給する地下水浄化用薬剤供給工程とを有する汚染地下水の原位置浄化方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機汚染物質によって汚染された地下水を揚水する汚染地下水の揚水方法であって、
前記地下水を揚水するための揚水井戸周辺の土壌にアルカリを供給するアルカリ供給工程と、
前記揚水井戸から前記地下水を揚水する揚水工程と、
を有する汚染地下水の揚水方法。
【請求項２】
前記揚水井戸から揚水した地下水に対し、前記有機汚染物質を除去するための水処理を行う水処理工程を更に有し、
前記アルカリ供給工程は、
前記水処理を行った地下水に前記アルカリを添加し、前記揚水井戸の周辺に設けられた複数の注水井戸に間欠的に注水する請求項１記載の汚染地下水の揚水方法。
【請求項３】
前記アルカリ供給工程は、
前記揚水井戸から揚水した地下水の少なくとも一部に前記アルカリを添加し、前記揚水井戸の周辺に設けられた複数の注水井戸に注水する請求項１記載の汚染地下水の揚水方法。
【請求項４】
前記揚水井戸から揚水した地下水の少なくとも一部を前記揚水井戸の周辺に設けられたアルカリ滴下用井戸よりも外側に設けられた注水井戸に注水する注水工程を更に有し、
前記アルカリ供給工程は、
前記アルカリ滴下用井戸にアルカリを滴下する請求項１記載の汚染地下水の揚水方法。
【請求項５】
前記揚水井戸から揚水した地下水に対し、前記有機汚染物質を除去するための水処理を行う水処理工程を更に有し、
前記注水工程は、前記水処理を行った地下水を前記注水井戸に注水する請求項４記載の汚染地下水の揚水方法。
【請求項６】
前記アルカリ供給工程は、
前記地下水を透過可能であって、アルカリが充填された透過体を、前記揚水井戸の周辺を囲むように設ける請求項１記載の汚染地下水の揚水方法。
【請求項７】
有機汚染物質によって汚染された地下水を土壌中で浄化する汚染地下水の原位置浄化方法であって、
前記地下水が含まれる土壌にアルカリを供給するアルカリ供給工程と、
前記アルカリを供給した位置よりも下流側の土壌に地下水浄化用の薬剤を供給する地下水浄化用薬剤供給工程と、
を有する汚染地下水の原位置浄化方法。
【請求項８】
前記地下水浄化用の薬剤が供給された土壌よりも更に下流側に設けられた揚水井戸から、浄化された前記地下水を揚水する揚水工程を更に有し、
前記アルカリ供給工程は、
前記浄化された地下水に前記アルカリを添加したものを用いて土壌にアルカリを供給し、
前記地下水浄化用薬剤供給工程は、
前記浄化された地下水に前記地下水浄化用の薬剤を添加したものを用いて土壌に地下水浄化用の薬剤を供給する請求項７記載の汚染地下水の原位置浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染地下水の揚水方法、及び汚染地下水の原位置浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機汚染物質（有機塩素化合物、１，４−ジオキサン、シアン、ベンゼン等）による地下水の汚染が問題となっている。
【０００３】
このような有機汚染物質を含む地下水は、酸化分解処理等の水処理を行って環境中に放水する。
【０００４】
たとえば、被処理水にペルオキシド基を含む硫黄化合物を添加し、紫外線を用いた酸化分解処理を行う方法（特許文献１参照）を、地下水の水処理に応用することが可能である。
【０００５】
また、地下水の酸化分解処理の方法として、有機化合物で汚染された地下水に対して直接、過流酸塩及び還元剤を添加することによって、原位置で地下水を浄化する方法がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−９９３９５号公報
【特許文献１】特開２０１１−１７３０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、本発明者らの研究により、地下水に含まれる金属（マグネシウム等の軽金属や、マンガン等の重金属）が、酸化分解処理等の処理効率に影響を与えるということが明らかになった。
【０００８】
従って、たとえば、金属を含む地下水に対して特許文献１の酸化分解処理を行う場合、処理効率が低下する。また、特許文献２の方法を用いて酸化分解処理を行う場合であっても、原位置の土壌に含まれる金属の影響を避けることができないため、処理効率が低下する。
【０００９】
本発明は、水処理または地下水浄化を行う前に、地下水に含まれる金属を土壌中で予め取り除くことが可能な汚染地下水の揚水方法、及び汚染地下水の原位置浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の汚染地下水の揚水方法は、有機汚染物質によって汚染された地下水を揚水する汚染地下水の揚水方法であって、前記地下水を揚水するための揚水井戸周辺の土壌にアルカリを供給するアルカリ供給工程と、前記揚水井戸から前記地下水を揚水する揚水工程と、を有する。
また、本発明の汚染地下水の揚水方法は、前記揚水井戸から揚水した地下水に対し、前記有機汚染物質を除去するための水処理を行う水処理工程を更に有し、前記アルカリ供給工程は、前記水処理を行った地下水に前記アルカリを添加し、前記揚水井戸の周辺に設けられた複数の注水井戸に間欠的に注水することでもよい。
また、本発明の汚染地下水の揚水方法において、前記アルカリ供給工程は、前記揚水井戸から揚水した地下水の少なくとも一部に前記アルカリを添加し、前記揚水井戸の周辺に設けられた複数の注水井戸に注水することでもよい。
また、本発明の汚染地下水の揚水方法は、前記揚水井戸から揚水した地下水の少なくとも一部を前記揚水井戸の周辺に設けられたアルカリ滴下用井戸よりも外側に設けられた注水井戸に注水する注水工程を更に有し、前記アルカリ供給工程は、前記アルカリ滴下用井戸にアルカリを滴下することでもよい。
また、本発明の汚染地下水の揚水方法は、前記揚水井戸から揚水した地下水に対し、前記有機汚染物質を除去するための水処理を行う水処理工程を更に有し、前記注水工程は、前記水処理を行った地下水を前記注水井戸に注水することでもよい。
また、本発明の汚染地下水の揚水方法において、前記アルカリ供給工程は、前記地下水を透過可能であって、アルカリが充填された透過体を、前記揚水井戸の周辺を囲むように設けることでもよい。
更に、上記課題を解決するために、本発明の汚染地下水の原位置浄化方法は、有機汚染物質によって汚染された地下水を土壌中で浄化する汚染地下水の原位置浄化方法であって、前記地下水が含まれる土壌にアルカリを供給するアルカリ供給工程と、前記アルカリを供給した位置よりも下流側の土壌に地下水浄化用の薬剤を供給する地下水浄化用薬剤供給工程と、を有する。
また、本発明の汚染地下水の原位置浄化方法は、前記地下水浄化用の薬剤が供給された土壌よりも更に下流側に設けられた揚水井戸から、浄化された前記地下水を揚水する揚水工程を更に有し、前記アルカリ供給工程は、前記浄化された地下水に前記アルカリを添加したものを用いて土壌にアルカリを供給し、前記地下水浄化用薬剤供給工程は、前記浄化された地下水に前記地下水浄化用の薬剤を添加したものを用いて土壌に地下水浄化用の薬剤を供給することでもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、水処理または地下水浄化を行う前に、地下水に含まれる金属を土壌中で予め取り除くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態において、地下水の揚水から浄化した地下水を環境中に放水するまでの概略を示す図である。
【図２】土壌へのアルカリ供給工程の第１の例を説明するための図である。
【図３】土壌へのアルカリ供給工程の第２の例を説明するための図である。
【図４】土壌へのアルカリ供給工程の第３の例を説明するための図である。
【図５】土壌へのアルカリ供給工程の第４の例を説明するための図である。
【図６】土壌へのアルカリ供給工程の第４の別例を説明するための図である。
【図７】原位置において汚染地下水を浄化する例を示す図である。
【図８】原位置において汚染地下水を浄化する別例を示す図である。
【図９】地下水の通水量とマンガン濃度との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＝＝実施形態＝＝
［地下水の浄化処理について］
有機汚染物質により汚染された地下水を浄化する処理は、たとえば、以下のような構成により行われる。図１は、地下水の揚水から浄化した地下水を環境中に放水するまでの概略を示す図（土壌は断面で示す）である。図中の矢印は水の流れを示す。
【００１４】
揚水井戸１は、地下水を揚水するための専用の井戸であり、揚水井戸１周辺の土壌を透過した地下水を貯留する。揚水井戸１は、たとえば、不法投棄現場の近辺等、地下水が有機汚染物質により汚染される可能性の高い土地に形成することが好ましい。揚水井戸１は、地下水を貯留することができればよく、その深さや径、形状、数等は特に限定されるものではない。
【００１５】
揚水装置２は、揚水井戸１に貯留された地下水を地上に揚水する。揚水装置２は、たとえば、揚水用のポンプ等、揚水井戸１から地下水を揚水できる構成であれば、特に限定されるものではない。揚水装置２は、揚水した地下水を水処理装置３に送水する。揚水装置２により揚水井戸１から地下水を揚水する工程は、「揚水工程」の一例である。
【００１６】
水処理装置３は、揚水井戸１から揚水した地下水に対し、有機汚染物質を除去するための水処理を行う。水処理とは、タンク等のプラント設備を用いて、揚水した地下水に対して浄化処理を行う方法である。水処理は、たとえば、酸化分解処理（フェントン処理等）、活性炭処理、キレート処理である。水処理装置３による有機汚染物質を除去する工程は、「水処理工程」の一例である。水処理装置３は、処理が終わった地下水（すなわち、浄化された地下水）を環境中に放水する。
【００１７】
ここで、揚水した地下水に金属が含まれている場合、上述の通り、この金属が酸化分解処理、活性炭処理、キレート処理の処理効率に影響を与える。そこで、図１に示したように、本発明では予め揚水井戸１周辺の土壌にアルカリを供給し、土壌をアルカリ化する。地下水に含まれる金属は、アルカリ化された土壌を透過する際に不溶化され、土壌に沈殿・ろ過される。すなわち、金属を含む地下水がアルカリ化された土壌を透過することにより、地下水から金属が除去される。このように金属を除去した地下水を揚水することにより、地下水中に含まれる有機汚染物質の水処理を効率よく行うことが可能となる。揚水井戸周辺の土壌にアルカリを供給する工程は、「アルカリ供給工程」の一例である。以下、土壌にアルカリを供給する工程の具体的な例について述べる。なお、土壌に供給されるアルカリは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、セスキ炭酸ソーダ等、またはその塩である。アルカリは液体（水溶液）または固体の状態で土壌に供給することができる。
【００１８】
［アルカリ供給工程（１）］
図２を参照して、揚水井戸１周辺の土壌にアルカリを供給する第１の例について述べる。図２は、土壌を上から見た図である。なお、図２の揚水装置２、水処理装置３及びアルカリ添加装置５（後述）は、模式的に示したものである。図中の矢印は水の流れを示す。
【００１９】
第１の例では、揚水井戸１の周辺に複数の注水井戸４を形成する。この例では、４つの注水井戸４を形成している（図２参照）。注水井戸４の深さや径、形状、数、配置等は特に限定されるものではない。但し、揚水井戸１周辺の土壌へ隈なくアルカリを供給するためには（揚水井戸１周辺の土壌を隈なくアルカリ化するためには）、隣接する注水井戸４同士の間隔、及び各注水井戸４から揚水井戸１までの距離を等しく形成することが好ましい。また、揚水井戸１と注水井戸４の深さも等しい方が好ましい。
【００２０】
図２に示したように、第１の例において、水処理装置３で処理された水は一部が環境中に放水され、残りの一部はアルカリ添加装置５に注水される。
【００２１】
アルカリ添加装置５は、注水された地下水に対してアルカリを添加する。そして、アルカリ添加装置５は、アルカリを添加した地下水（アルカリ水溶液）を各注水井戸４に注水する。
【００２２】
ここで、注水井戸４への注水は間欠的に行うことが好ましい。第１の例において注水井戸４に注水する地下水は、水処理が行われたものである。従って、連続的に注水するためには、水処理装置３を常に稼働し、水処理を行う必要がある。また、一旦水処理をした地下水（浄化された地下水）を土壌に戻すことになるため、その地下水は再度、浄化処理が必要となる。そこで、注水井戸４への注水を間欠的に行うことで、水処理装置３による水処理量を抑制することができる。
【００２３】
なお、注水を間欠的に行うタイミングは、たとえば、土壌のアルカリ度合いに基づいて判断することができる。すなわち、測定機器を用いて、土壌の水素イオン指数（ｐＨ）を定期的に測定する。ｐＨが中性〜酸性（ｐＨ７以下）になった場合、水処理装置３は、アルカリ添加装置５に水処理した地下水を注水する。アルカリ添加装置５は、地下水にアルカリを添加して注水井戸４に注水する。その他、注水を間欠的に行うタイミングは、土壌の金属濃度や注水した地下水の量に基づいて判断することも可能である。
【００２４】
このように、アルカリが添加された地下水は、注水井戸４中から注水井戸４周辺の土壌に浸透する。その結果、注水井戸４周辺の土壌がアルカリ化され、各注水井戸４の内側に設けられた揚水井戸１周辺の土壌もアルカリ化される（図２の斜線部分がアルカリ化された土壌を示す）。この状態で注水井戸４の外側の土壌から金属や有機汚染物質を含む地下水が浸透してきたとする。この場合、地下水がアルカリ化された土壌を透過する際に、地下水に含まれる金属は不溶化され、土壌に沈殿・ろ過される。従って、揚水井戸１に貯留される地下水は、ほぼ有機汚染物質のみを含む地下水となっている。このような地下水を揚水して水処理する場合、金属の影響をほぼ受けることがないため、水処理の効率が向上する。
【００２５】
［アルカリ供給工程（２）］
図３を参照して、揚水井戸１周辺の土壌にアルカリを供給する第２の例について述べる。第２の例は、アルカリを添加する水として、水処理前の地下水を利用するものである。図３は土壌の断面図である。なお、図３の揚水装置２、水処理装置３及びアルカリ添加装置５は、模式的に示したものである。図中の矢印は水の流れを示す。
【００２６】
第２の例では、第１の例と同様に、揚水井戸１の周辺に複数の注水井戸４を形成する。図３では、２つの注水井戸４を示している。図３では、揚水井戸１と注水井戸４の径及び地中における深さは等しく形成されている。また、それぞれの注水井戸４から揚水井戸１までの距離も等しく形成されている。
【００２７】
図３に示したように、第２の例において、揚水井戸１から揚水装置２で揚水された地下水の一部は、水処理装置３に送水され、残りの一部は、アルカリ添加装置５に注水される。
【００２８】
アルカリ添加装置５は、注水された地下水（水処理されていない地下水）に対してアルカリを添加する。そして、アルカリ添加装置５は、アルカリを添加した地下水を各注水井戸４に注水する。第２の例の場合、アルカリを添加する地下水を水処理する必要が無いため、注水は連続的におこなうことでもよい（第１の例のように間欠的に行ってもよい）。
【００２９】
このように第２の例は、第１の例と同様、地下水を揚水する前に、地下水に含まれる金属を土壌中で予め取り除くことが可能となる。従って、揚水した地下水を水処理する際の処理効率が向上する。また、第２の例は、水処理する前の地下水にアルカリを添加したものを利用するため、水処理量の増加を抑制することが可能となる。
【００３０】
［アルカリ供給工程（３）］
図４を参照して、揚水井戸１周辺の土壌にアルカリを供給する第３の例について述べる。第３の例は、アルカリを添加するための専用の井戸（アルカリ滴下用井戸６）を設けたものである。図４は、土壌へのアルカリ供給工程の一例を示した図である。図４（Ａ）は、土壌を上から見た図である。また、図４（Ｂ）は、土壌の断面図（図４（Ａ）のＡ−Ａ断面）である。なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の揚水装置２、水処理装置３及びアルカリ添加装置５は、模式的に示したものである。図中の矢印は水の流れを示す。
【００３１】
第３の例では、揚水井戸１の周辺に複数のアルカリ滴下用井戸６を形成する。図４では、４つのアルカリ滴下用井戸６を示している。アルカリ滴下用井戸６は、アルカリを滴下する専用の井戸であり、第１の例や第２の例のように、アルカリを添加した地下水を注水する代わりに、アルカリを直接滴下することができる。この例において、揚水井戸１とアルカリ滴下用井戸６の地中における深さは等しく形成されている（図４（Ｂ）参照）。また、隣接するアルカリ滴下用井戸６同士の間隔、及び各アルカリ滴下用井戸６から揚水井戸１までの距離も等しく形成されている（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）。
【００３２】
また、アルカリ滴下用井戸６よりも外側には、複数の注水井戸４を形成する（この例では４つ）。この例において、揚水井戸１と注水井戸４の径及び地中における深さは等しく形成されている（図４（Ｂ）参照）。また、隣接する注水井戸４同士の間隔、及び各注水井戸４から揚水井戸１までの距離も等しく形成されている（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）。
【００３３】
図４に示したように、第３の例において、揚水井戸１から揚水装置２で揚水された地下水は、水処理装置３に送水される。水処理装置３は、処理した地下水の一部を環境中に放水し、残りの一部を注水井戸４に注水する。
【００３４】
このように、アルカリ滴下用井戸６にアルカリを滴下した場合、アルカリが液体の場合にはアルカリ滴下用井戸６周辺の土壌に浸透する。或いは、アルカリが固体の場合であっても、注水井戸４等から浸透した地下水等がアルカリ滴下用井戸６を透過することによりアルカリが溶解し、アルカリ滴下用井戸６周辺の土壌に浸透する。その結果、各アルカリ滴下用井戸６周辺の土壌がアルカリ化され、アルカリ滴下用井戸６の内側に設けられた揚水井戸１周辺の土壌もアルカリ化される（図４の斜線部分がアルカリ化された土壌を示す）。この状態で注水井戸４の外側の土壌から金属や有機汚染物質を含む地下水が浸透してきたとする。この場合、地下水がアルカリ化された土壌を透過する際に、地下水に含まれる金属は不溶化され、土壌に沈殿・ろ過される。従って、揚水井戸１に貯留される地下水は、ほぼ有機汚染物質のみを含む地下水となっている。このような地下水を揚水して水処理する場合、金属の影響をほぼ受けることがないため、水処理の効率が向上する。また、第３の例は、アルカリを添加するために地下水を揚水したり、揚水した地下水にアルカリを添加する必要がないため簡便である。また、アルカリを地下水に溶解させる必要がないため、濃度の高いアルカリを土壌に添加することができる。
【００３５】
なお、図４では、水処理した地下水を注水井戸４に注水する例を示したがこれに限られない。すなわち、水処理装置３が注水井戸４に地下水を注水する代わりに、揚水装置２は、水処理装置３に送水する地下水の一部（有機汚染物質を含む地下水）を注水井戸４に注水することでもよい。なお、上記説明は、水処理した地下水と有機汚染物質を含む地下水の両方を注水井戸４に注水する方法を除外するものではない。
【００３６】
［アルカリ供給工程（４）］
図５及び図６を参照して、揚水井戸１周辺の土壌にアルカリを供給する第４の例について述べる。第４の例は、アルカリを充填した透過体７で揚水井戸１の周辺を囲む方法である。図５及び図６は、土壌を上から見た図である。
【００３７】
第４の例では、揚水井戸１の周辺に透過体７を形成する。この例では、揚水井戸１の全周に透過体７を形成している。透過体７は、アルカリ及び他の充填材（たとえば、珪砂）を充填したものであり、地下水を透過する。また、地下水が透過体７を透過する際に、透過体７に含まれるアルカリが地下水に溶解し、土壌に浸透する。透過体７は、図５に示すように、揚水井戸１の周辺に注水井戸４等と同様の穴を複数、削孔し、そこにアルカリ及び充填剤を充填することにより形成される。或いは、図６に示すように、壁状の透過体７を形成することも可能である。このような壁状の透過体７を形成する方法としては、特開２０１５−１８８７７３号公報に記載された製造方法を利用することができる。透過体７の深さや厚み等は特に限定されるものではない。但し、土壌中における透過体７の深さ（長さ）は、揚水井戸１の深さと等しいことが好ましい。
【００３８】
このように、揚水井戸１の周辺を囲むように形成された透過体７を透過した地下水により、アルカリが透過体７の内側の土壌に浸透する。従って、揚水井戸１周辺の土壌をアルカリ化することができる（図５及び図６の斜線部分がアルカリ化された土壌を示す）。この状態で透過体７の外側の土壌から金属や有機汚染物質を含む地下水が更に浸透してきたとする。この場合、地下水がアルカリ化された土壌を透過する際に、地下水に含まれる金属は不溶化され、土壌に沈殿・ろ過される。従って、揚水井戸１に貯留される地下水は、ほぼ有機汚染物質のみを含む地下水となっている。このような地下水を揚水して水処理する場合、金属の影響をほぼ受けることがないため、水処理の効率が向上する。また、第４の例は、揚水井戸１周辺を囲うように透過体７を形成しているため、揚水井戸１周辺の土壌をより確実にアルカリ化することができる。なお、透過体７は、必ずしも揚水井戸１の全周に設ける必要はない。
【００３９】
［原位置での地下水の浄化処理について］
上述のアルカリ供給工程を利用して、原位置（土壌中）で地下水の浄化処理まで行うことも可能である。図７は、原位置において汚染地下水を浄化する例を示す図である。図７は、土壌を上から見た図である。図中の矢印は水の流れを示す（地下水は上流側から下流側に向かって流れる）。
【００４０】
図７に示すように、上記例と同様の注水井戸４を土壌の上流側に形成する。この例では、３つの注水井戸４を形成している（図７参照）。注水井戸４には、たとえば、アルカリが添加された地下水が注水される。
【００４１】
一方、注水井戸４の下流側には、地下水浄化用薬剤注入井戸８が形成されている。地下水浄化用薬剤注入井戸８の深さや径、形状、数、配置等は特に限定されるものではない。但し、土壌中の地下水を隈なく浄化するためには、隣接する地下水浄化用薬剤注入井戸８同士の間隔を等しく形成することが好ましい。また、注水井戸４と地下水浄化用薬剤注入井戸８の深さも等しい方が好ましい。なお、「地下水浄化」は、タンク等のプラント設備を用いずに、原位置で地下水の浄化処理を行う方法である。
【００４２】
地下水浄化用の薬剤は、地下水中の汚染物質を分解・吸着し、浄化するための薬剤である。地下水浄化用の薬剤は、たとえば、ペルオキソ二硫酸ナトリウム（酸化剤）、活性炭処理用の活性炭、キレート処理用のキレート剤等である。
【００４３】
図７の構成において、アルカリが添加された地下水は、注水井戸４中から注水井戸４周辺の土壌に浸透する。その結果、注水井戸４周辺の土壌がアルカリ化される（図７の斜線部分がアルカリ化された土壌を示す）。この状態で注水井戸４の上流側の土壌から金属や有機汚染物質を含む地下水が浸透してきたとする。この場合、地下水がアルカリ化された土壌を透過する際に、地下水に含まれる金属は不溶化され、土壌に沈殿・ろ過される。従って、注水井戸４の下流側に浸透した地下水は、ほぼ有機汚染物質のみを含む地下水となっている。更に、このような地下水が地下水浄化用薬剤注入井戸８を透過すると、地下水浄化用薬剤によって浄化がなされる。従って、原位置（土壌中）で地下水を浄化することが可能となる。また、浄化される地下水は、金属の影響をほぼ受けることがないため、地下水浄化の効率が向上する。このように、アルカリを供給した位置よりも下流側の土壌に地下水浄化用の薬剤を供給する工程は、「地下水浄化用薬剤供給工程」の一例である。
【００４４】
また、図８は、アルカリを充填した透過体７の下流側に地下水浄化用薬剤を充填した透過体９を設け、且つ透過体９よりも下流側に揚水井戸１を設けた構成を示している。図８は、土壌を上から見た図である。
【００４５】
この例では、透過体７の下流側（揚水井戸１の上流側）に、揚水井戸１を囲むように透過体９を形成する。この例では、揚水井戸１の全周に透過体９を形成している。透過体９は、地下水浄化用の薬剤を充填したものであり、地下水を透過する。
【００４６】
このように、上流側に形成された透過体７を透過した地下水により、アルカリが透過体７の内側の土壌に浸透する。従って、揚水井戸１周辺の土壌をアルカリ化することができる（図８の斜線部分がアルカリ化された土壌を示す）。この状態で透過体７の上流側の土壌から金属や有機汚染物質を含む地下水が更に浸透してきたとする。この場合、地下水がアルカリ化された土壌を透過する際に、地下水に含まれる金属は不溶化され、土壌に沈殿・ろ過される。従って、透過体７の下流側に浸透した地下水は、ほぼ有機汚染物質のみを含む地下水となっている。更に、このような地下水が透過体９を透過すると、地下水浄化用薬剤によって浄化がなされる。従って、原位置（土壌中）で地下水を浄化することが可能となる。すなわち、透過体９よりも更に下流側に設けられた揚水井戸１から揚水される地下水は、浄化された地下水である。従って、揚水後に浄化を行うことなく、そのまま環境中に放水することが可能となる。なお、透過体９は、必ずしも揚水井戸１の全周に設ける必要はない。
【００４７】
更に、図７の構成において、地下水浄化用薬剤注入井戸８の更に下流側に揚水井戸１を設けることも可能である。この場合、揚水井戸１から揚水した地下水（原位置で浄化された地下水）にアルカリを添加したものを注水井戸４に注水することで土壌にアルカリを供給することができる。或いは、揚水井戸１から揚水した地下水（原位置で浄化された地下水）に地下水浄化用の薬剤を添加したものを地下水浄化用薬剤注入井戸８に注水することで土壌に地下水浄化用の薬剤を供給することも可能である。
【００４８】
＝＝実施例＝＝
［酸化分解処理の処理効率］
アルカリ添加による水処理の効率化について、以下の試験（実施例１〜３及び比較例１）により検証した。試験は、以下の手順で行った。
【００４９】
まず、山砂（長野県産）とトチクレー（栃木県産の粘土。関東化成株式会社製）を１９：１で混合した充填材を比重１．８となるようにカラムに充填した。カラムの全長は、２０ｃｍ、カラム径は、５ｃｍである。実施例２及び３は、山砂とトチクレーを上記割合で混合した充填材に水酸化カルシウムを添加した材料（実施例２：充填材に対する水酸化カルシウムの割合が１％、実施例３：充填材に対する水酸化カルシウムの割合が１０％）を、カラムの上層（４ｃｍ）に充填した（下層部分（山砂とトチクレーのみの充填材）は、１６ｃｍである）。
【００５０】
作成したカラムの上層から地下水を通水させ、通水液を回収した。通水液が含有するマンガン量を原子吸光光度計により測定した。また、通水液に対するフェントン処理（水処理の一例）前後のｐＨ、及び１，４−ジオキサン（有機汚染物質の一例）の濃度をガスクロマトグラフ質量分析計により測定した。なお、フェントン処理は、過酸化水素が２０ｍＭとなるように、３５％濃度の過酸化水素水を５０ｍＬの通水液に対して０．１ｍＬ添加し、硫酸第一鉄が２ｍＭとなるように、１ｍｏｌ／Ｌの硫酸第一鉄を５０ｍＬの通水液に対して０．１ｍＬ添加して行った。
【００５１】
カラムに通水する地下水は、表１に示す地下水（東北地方産）を用いた。実施例１は、地下水中の水酸化ナトリウム濃度が１％となるように水酸化ナトリウムの試薬（２．５ｇ）を添加した地下水を２５０ｍＬ、通水した。実施例２及び実施例３は、２５０ｍＬの地下水を通水した。比較例１（対照区）は、５００ｍＬの地下水を通水した。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
【表２】
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【００５４】
表２に示すように、実施例１によれば、通水液のｐＨは元の地下水のｐＨに比べ、高いアルカリ性を示した。また、実施例１によれば、通水液中のマンガン濃度が著しく低下した。更に、実施例１によれば、フェントン処理後の１，４−ジオキサン濃度が大きく低下した。
【００５５】
一方、比較例１によれば、通水液には、実施例１に比べマンガンが高濃度で含まれていた。また、フェントン処理後のジオキサン濃度も実施例１に比べ低下がみられなかった。
【００５６】
以上の結果から、実施例１では、地下水に添加したアルカリがカラムの層をアルカリ化し、そこにマンガンが沈殿・ろ過されていると考えられる。また、通水液中に含まれるマンガンの量が少ないほど、フェントン処理の効率が高くなることも明らかとなった。
【００５７】
また、実施例２及び実施例３の結果によれば、水酸化カルシウムの透過層によってもマンガンを除去することができ、その結果、フェントン処理の効率が高くなることが明らかとなった。
【００５８】
［アルカリによるマンガン除去効果の持続性］
カラムをアルカリ化した場合に、マンガン除去効果がどれくらい継続するかを試験した。上記カラムに対し、実施例１で使用した１％水酸化ナトリウム水溶液を添加した地下水を１Ｌ通水した後、地下水のみ（１％水酸化ナトリウム水溶液を添加していない地下水）を２Ｌ通水した場合の通水液に含まれるマンガン濃度を測定した。マンガン濃度の測定は、上記例と同様の方法により行った。
【００５９】
図９は、横軸に地下水の通水量（ｍＬ）、縦軸にマンガン濃度（ｍｇ／Ｌ）を示したグラフである。図９によれば、アルカリ化されたカラムの充填材は、２Ｌ通水時点（合計３Ｌ）でもマンガンの除去効果は維持されている。たとえば、３Ｌ通水時点でのマンガン濃度は約６ｍｇ／Ｌであり、上記比較例１のマンガン濃度（３７ｍｇ／Ｌ）と比べ、かなり低減されている。
【００６０】
この試験によれば、一度アルカリ化した土壌は、その後の注水時にも金属の除去効果を維持できることが明らかとなった。すなわち、アルカリを常に土壌に供給する必要はなく、たとえば、実施形態における第１の例で示したように、アルカリを間欠的に供給することでも本発明の効果を得られることが明らかとなった。
【００６１】
＝＝その他＝＝
なお、上記実施形態では、土壌をアルカリ化する構成について述べたが、アルカリの代わりに酸化剤を添加し、土壌を酸化することでも金属を取り除くことが可能である。
【００６２】
上記実施形態等は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。上記の構成は、適宜組み合わせて実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１  揚水井戸
２  揚水装置
３  水処理装置
４  注水井戸
５  アルカリ添加装置
【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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