(57)【要約】【課題】土壌に含まれる塩害物質を効率的且つ簡便に除去することを可能にする土壌洗浄装置を提供する。【解決手段】水分を添加して湿潤状態とした土壌Ｇを吸引することにより、土壌Ｇに含まれる塩害物質を除去する土壌洗浄装置１００であって、負圧源６０が接続され、洗浄対象の土壌Ｇの上に載置される本体１０と、本体１０の土壌載置側に装着されるフィルター２０と、フィルター２０を本体１０に対して固定する環状固定部材３０と、を備え、環状固定部材３０は、フィルター２０が土壌Ｇと接触するように、土壌Ｇに対して食い込む突起部３４を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を添加して湿潤状態とした土壌を吸引することにより、土壌に含まれる塩害物質を除去する土壌洗浄装置であって、
負圧源が接続され、洗浄対象の土壌の上に載置される本体と、
前記本体の土壌載置側に装着されるフィルターと、
前記フィルターを前記本体に対して固定する環状固定部材と、
を備え、
前記環状固定部材は、前記フィルターが前記土壌と接触するように、前記土壌に対して食い込む突起部を備えている土壌洗浄装置。
【請求項２】
打撃によって前記突起部を前記土壌に食い込ませる打付部が、前記本体又は前記環状固定部材に設けられている請求項１に記載の土壌洗浄装置。
【請求項３】
前記本体に前記フィルターの変形を許容する変形空間として機能する凹部が形成されている請求項１又は２に記載の土壌洗浄装置。
【請求項４】
前記環状固定部材の中空領域は、前記フィルターと前記土壌との接触状態を維持しながら、前記フィルターの変形を許容する変形空間として機能する請求項１〜３の何れか一項に記載の土壌洗浄装置。
【請求項５】
前記フィルターは、親水性高分子材料から構成され、飽和含水状態にして大気中で吸引を行ったとき、吸引側に空気が侵入する圧力である空気侵入圧力が１ＫＰａ以上に設定されている請求項１〜４の何れか一項に記載の土壌洗浄装置。
【請求項６】
前記吸引側に水分が侵入する圧力である水侵入圧力が前記空気侵入圧力より小さく設定されている請求項５に記載の土壌洗浄装置。
【請求項７】
前記フィルターは、親水性ポリウレタン、親水性ポリビニルアルコール、及び親水性ポリエチレンからなる群から選択される少なくとも一種の親水性高分子材料で構成される請求項１〜６の何れか一項に記載の土壌洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌に含まれる塩害物質を除去する土壌洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
塩害を受けた土地、放射性物質や化学物質等で汚染された土地、工場の跡地等においては、その土地の土壌の洗浄が必要となる場合がある。例えば、塩害を受けた土地で農作物の栽培を行うためには、土壌を水で洗浄することにより、土壌に付着している塩類等の塩害物質を除去することが必要となる。このような除塩作業は、土壌洗浄の一種である。
【０００３】
従来の除塩技術として、水分を添加した土壌に高吸水性高分子材料を接触させ、土壌に含まれる塩類を水分とともに高吸水性高分子材料に吸収して土壌から除去する除塩方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１の除塩方法は、土壌に含まれる塩類を水分に溶解させてイオン化し、これを高吸水性高分子材料中に拡散、移行させるものである。除塩に使用した高吸水性高分子材料は、洗浄することにより繰り返し使用することができるとされている。
【０００４】
また、除塩を行うための装置として、土壌の表層に集積した塩類を水に溶解させ、溶解した塩類を吸引して除去する表層吸引溶脱装置が開発されている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２の装置は、筒、フィルター、及び天蓋から構成され、水を添加した土壌の上に筒を載置した状態で水に溶解した塩類を除去するものである。従って、重量物である土壌を容器に入れる必要がなく、簡単且つ安価に除塩作業を行うことができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３１７８９２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
洗浄対象となる土地が広範囲に及ぶ場合、土壌の洗浄作業は、比較的簡便な方法で且つ低コストで行えることが望まれる。この点に関し、特許文献１の除塩方法は、高吸水性高分子材料によって水分を吸収する方式であるため、当該高吸水性高分子材料が飽和すると、それ以上の水分を吸収することができなくなる。高吸水性高分子材料の性能が低下した場合、当該高吸水性高分子材料を洗浄、乾燥させて再生するか、あるいは新たな高吸水性高分子材料に取り替える必要がある。従って、特許文献１の除塩方法では、土壌からの水分の吸収を連続的に実行することができず、効率的な除塩作業を行うことは困難である。また、土壌からの水分の除去速度は、高吸水性高分子材料の吸水速度に依存するため、除塩作業の効率を積極的に向上させることも困難である。さらに、水分中の塩類の濃度が高くなると高吸水性高分子材料の水分吸収能力が低下する場合があり、除塩作業自体ができなくなる虞もある。
【０００７】
一方、特許文献２の装置は、高吸水性高分子材料を使用するものではなく、土壌に水を供給しながらその水を吸引して土壌の洗浄を行う方式であるため、洗浄作業を連続的に且つ容易に行うことができるというメリットがある。ところが、土壌の洗浄を表層側から行う場合、装置本体をできるだけ土壌の深い位置に食い込ませながら、フィルターを土壌の表面に確実に接触させる必要がある。この点に関し、特許文献２の装置は、フィルターが筒の内部に取り付けられており、フィルターを土壌の表面に確実に接触させるためには、筒自体を土壌の深い位置に設置する必要がある。そのため、特許文献２の装置では、土壌に接触させる筒の一端側を尖らせている。しかしながら、例えば、洗浄対象の土壌が堅く締め固まった状態になっていると、筒を強い力で土壌の表面に押し当てる必要があり、特許文献２の装置では力を効率的に掛けることができないことがある。また、土壌の表面に凹凸があると、たとえ筒を土壌の深い位置に食い込ませたとしても、フィルターと土壌との間に隙間が発生し、その隙間から吸引時に空気が流入するため、土壌から水分を効率よく吸引除去することが困難となることもある。このように、特許文献２の装置は、実用上においては改善の余地が大きい。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、土壌に含まれる塩害物質を効率的且つ簡便に除去することを可能にする土壌洗浄装置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】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明に係る土壌洗浄装置の特徴構成は、
水分を添加して湿潤状態とした土壌を吸引することにより、土壌に含まれる塩害物質を除去する土壌洗浄装置であって、
負圧源が接続され、洗浄対象の土壌の上に載置される本体と、
前記本体の土壌載置側に装着されるフィルターと、
前記フィルターを前記本体に対して固定する環状固定部材と、
を備え、
前記環状固定部材は、前記フィルターが前記土壌と接触するように、前記土壌に対して食い込む突起部を備えていることにある。
【００１０】
土壌の洗浄を行うにあたっては、土壌に水を添加して湿潤状態とし、湿潤状態の土壌にフィルターを接触させながら吸引を行うことによって、土壌に含まれる塩害物質を水とともに除去する作業を行う。従って、土壌の洗浄を効率的且つ確実に実行するためには、土壌のできるだけ深い位置で、フィルターを土壌に密着させることが望ましい。
この点、本構成の土壌洗浄装置によれば、土壌と水分とを分離するフィルターが本体に対して環状固定部材で固定されており、当該環状固定部材には土壌に対して食い込む突起部が備えられている。このため、フィルターを環状固定部材で固定しながら、突起部を土壌に食い込ませてフィルターを土壌の深い位置で土壌に密着させることができる。ここで、環状固定部材は、固定部材としての機能を達成するため、堅牢な構造を有している。このため、環状固定部材の突起部を土壌に対して強い力で食い込ませても、環状固定部材自体が変形したり破損したりすることはない。
【００１１】
本発明に係る土壌洗浄装置において、
打撃によって前記突起部を前記土壌に食い込ませる打付部が、前記本体又は前記環状固定部材に設けられていることが好ましい。
【００１２】
本構成の土壌洗浄装置によれば、打撃によって突起部を土壌に食い込ませる打付部が、本体又は環状固定部材に設けられているため、固定リングを土壌の深い位置に食い込ませることが容易である。また、打撃に伴って発生する振動により、フィルターと土壌との隙間が縮まるため、フィルターと土壌との密着性を高めることができる。
【００１３】
本発明に係る土壌洗浄装置において、
前記本体に前記フィルターの変形を許容する変形空間として機能する凹部が形成されていることが好ましい。
【００１４】
本構成の土壌洗浄装置によれば、本体に接続されている負圧源を作動させ、土壌の吸引を行うと、土壌が上方に吸引されるとともにフィルターも上方に撓むように変形するが、本体にはフィルターの変形を許容する変形空間として機能する凹部が形成されているため、フィルターは吸引力に応じて自然に変形し、フィルターとしての機能が低下することはない。従って、吸引作業を継続して行うことができ、土壌に含まれる塩害物質を水分とともに効率的に除去することが可能となる。
【００１５】
本発明に係る土壌洗浄装置において、
前記環状固定部材の中空領域は、前記フィルターと前記土壌との接触状態を維持しながら、前記フィルターの変形を許容する変形空間として機能することが好ましい。
【００１６】
本構成の土壌洗浄装置によれば、環状固定部材でフィルターを本体に対して固定すると、フィルターの中央部分が環状固定部材の内側に盛り上がり、環状固定部材の中央の中空領域がフィルターによって埋まることになる。従って、環状固定部材を土壌に接触させれば、同時にフィルターが土壌に接触することになる。この状態で本体に接続されている負圧源を作動させ、土壌の吸引を行うと、土壌が上方に吸引されるとともにフィルターも上方に撓むように変形するが、環状固定部材の中空領域はフィルターの変形を許容する変形空間として機能するため、フィルターと土壌との接触状態を維持したまま、吸引作業を継続して行うことができる。その結果、土壌に含まれる塩害物質を水分とともに効率的に除去することが可能となる。
【００１７】
本発明に係る土壌洗浄装置において、
前記フィルターは、親水性高分子材料から構成され、飽和含水状態にして大気中で吸引を行ったとき、吸引側に空気が侵入する圧力である空気侵入圧力が１ＫＰａ以上に設定されていることが好ましい。
【００１８】
本構成の土壌洗浄装置によれば、空気侵入圧力が十分に高い親水性高分子材料をフィルターとして使用しているため、土壌の洗浄中にフィルターに空気が流入し難い。このため、湿潤状態の土壌に付着又は含まれている水分が効率よくフィルターを通過し、それに伴って土壌に含まれる塩害物質が確実に除去される。
【００１９】
本発明に係る土壌洗浄装置において、
前記吸引側に水分が侵入する圧力である水侵入圧力が前記空気侵入圧力より小さく設定されていることが好ましい。
【００２０】
本構成の土壌洗浄装置によれば、水侵入圧力を空気侵入圧力より小さく設定することで、空気が流入する前に水がフィルターを優先的に通過することになる。このため、湿潤状態の土壌にフィルターを接触させながら吸引を行うと、水分が効率的にフィルターを通過し、それに伴って土壌に含まれる塩害物質を確実に除去することができる。
【００２１】
本発明に係る土壌洗浄装置において、
前記フィルターは、親水性ポリウレタン、親水性ポリビニルアルコール、及び親水性ポリエチレンからなる群から選択される少なくとも一種の親水性高分子材料で構成されることが好ましい。
【００２２】
本構成の土壌洗浄装置によれば、フィルターの材料として上記の好適な親水性高分子材料を使用しているため、湿潤土壌の吸引を行うと、土壌に含まれる塩害物質を水分とともに確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、土壌洗浄装置の斜視図である。
【図２】図２は、土壌洗浄装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、土壌洗浄装置による土壌の吸引作業を説明する概略図である。
【図４】図４は、種々の別実施形態による土壌洗浄装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の土壌洗浄装置に関する実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。
【００２５】
〔土壌洗浄装置の構成〕
図１は、本発明の代表的な土壌洗浄装置１００の斜視図である。図２は、図１に示した土壌洗浄装置１００の分解斜視図である。土壌洗浄装置１００は、洗浄対象の土壌に水分を添加して湿潤状態とし、この湿潤土壌を吸引して水分を分離することにより、土壌に含まれる塩害物質を除去するものである。ここで、「塩害物質」とは、化学肥料が過剰に施肥された土壌に残存する塩類、地下水や土壌に含まれる塩分が毛細管現象によって地表面に集積した塩類、津波被害により地表面に堆積した塩類等が挙げられる。なお、土壌洗浄装置１００は、上述の塩害物質の他に、無機塩類、化学肥料、有機金属化合物、溶剤、酸性又は塩基性物質、菌類、黴類、有機物、放射性物質等の除去にも利用可能である。土壌洗浄装置１００は、主な構成要素として、本体１０、フィルター２０、及び環状固定部材３０を備えている。
【００２６】
土壌洗浄装置１００は、本体１０を洗浄対象の土壌（湿潤土壌）の上に載置した状態で使用される。本体１０は、透明な材料で構成された成形体であり、例えば、樹脂成形体又はガラス成形体とすることができる。装置の軽量化の観点から、樹脂成形体とすることが好ましい。本体１０に使用する樹脂は、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂が挙げられる。本体１０の形状については、図１及び図２では円板状の成形体を例示しているが、後述するフィルター２０を装着可能なものであれば、角板状、筒状、ブロック状等の任意の形状に成形可能である。
【００２７】
本体１０は、上方（表面側）から内部（裏面側）を視認可能な天板部１１と、天板部１１の周囲に一体結合されるフランジ部１２とを備えている。作業者は、天板部１１を通して土壌洗浄装置１００の内部を視認しながら土壌の洗浄作業を行うことができるようになっている。天板部１１には厚み方向に貫通する貫通孔１３が形成されている。形成される貫通孔１３は複数個でも構わない。天板部１１の貫通孔１３には後述のバルブ１４が取り付けられ、当該バルブ１４に後述する吸引のための負圧源６０や、土壌洗浄水の給水源を接続することができる。バルブ１４は、好適には逆止弁が採用され、負圧の漏れや水の逆流を防止している。フランジ部１２には締結部材４０を通すための通し穴１５が形成されている。通し穴１５の数は任意とすることができる。天板部１１の厚みは、周囲のフランジ部１２の厚みより若干小さく設定することが好ましい。この場合、本体１０にはフランジ部１２の裏面に対して天板部１１の裏面が内側に陥没した凹部１６が形成される。凹部１６は、後述のフィルター２０の弾性変形を本体１０側において許容する変形空間として機能する。その他、天板部１１の表面側にはグリップ１７が任意の個数設けられる。作業者は、土壌の洗浄中に土壌洗浄装置１００が位置ずれを起こさないように、グリップ１７を把持しながら洗浄作業を行うことができる。
【００２８】
本体１０には、洗浄対象の土壌に付着する又は含有される水を除去するためのフィルター２０が装着される。従って、フィルター２０には、洗浄対象の土壌の粒子より小さい孔径を有する多孔質フィルターが採用される。フィルター２０は、本体１０の土壌載置側、すなわち天板部１１の裏面側に装着される。フィルター２０には、本体１０のフランジ部１２と同様に、締結部材４０を通すための通し穴２１が形成されている。従って、フィルター２０の形状及びサイズは、フランジ部１２の外周と略一致するように構成されることが好ましい。フィルター２０は、洗浄対象の土壌の表面が平坦でない場合であっても、当該土壌の表面に対して確実に接触できるように、柔軟性を有する材料で構成される。ここで、フィルター２０の柔軟性は、例えば、圧縮弾性率によって評価することができる。例えば、フィルター２０が２０倍発泡品である場合、当該フィルター２０に荷重を掛けると、その体積は理論上１／２０まで圧縮可能である。本発明においては、フィルターに掛かる荷重（応力）と変形（歪み）との関係を表すＳＳ曲線（縦軸を応力とし、横軸を歪みとしたグラフにおける曲線）において、当該ＳＳ曲線の初期の勾配である圧縮弾性率が小さいほど、フィルターの柔軟性が優れていると評価される。ただし、土壌洗浄装置１００の自重によるフィルターの圧縮変化はできるだけ小さくすることが望ましい。本発明に使用可能なフィルター材料の例として、親水性ポリウレタン、親水性ポリビニルアルコール、及び親水性ポリエチレン等の親水性高分子材料が挙げられる。フィルター材料は、単独の材料であっても、複数種の材料を任意に組み合わせたものであってもよいが、上掲のような親水性材料を使用することが重要である。ここで、フィルター２０の親水性は、フィルター２０の毛管力の大きさと関係している。フィルター２０の親水性を高めるためには、水との接触角が小さいフィルター材料を選択する必要があるが、例えば、フィルター２０の細孔のサイズを数十ミクロン以下にすると、フィルター２０の表面が水に濡れ易くなって細孔に多くの水分が吸収され（すなわち、毛管力が大きくなり）、フィルター２０の性能を向上させることができる。また、フィルター２０は、水に対してある程度の耐久性を有する材料が好ましい。フィルター２０に親水性材料を使用し、上述したように洗浄対象の土壌の粒子より小さい孔径を有する多孔質フィルターとして構成すると、湿潤状態の土壌から水分に溶解している塩類等の塩害物質を効率的且つ確実に分離することができる。
【００２９】
環状固定部材３０は、フィルター２０を本体１０の土壌載置側に固定する固定部材である。環状固定部材３０は、図２に示すように、ドーナツ状の板部３１と、中空領域としての穴部３２とを備えた板状の堅牢なリング部材として構成される。板部３１には、本体１０のフランジ部１２及びフィルター２０と同様に、締結部材４０を通すための通し穴３３が形成されている。板部３１のサイズ及び形状は、本体１０のフランジ部１２との締結状態及び締結強度を考慮すると、フランジ部１２と同一のサイズ及び形状に構成することが好ましい。フィルター２０は、フランジ部１２と板部３１との間に挟み込まれ、夫々の通し穴１５，２１，３３を合わせた状態で締結部材４０を通して締め付けることにより、本体１０に固定される。なお、図２では図面簡略化のため、一箇所にだけ締結部材４０が示されているが、締結部材４０は全ての通し穴に通されて締結される。ここで、締結部材４０を締結すると、フィルター２０は柔軟性を有する材料で構成されているため、環状固定部材３０の板部３１はフィルター２０を本体１０のフランジ部１２に対して押さえ付けて圧縮させることになる。一方、環状固定部材３０の穴部３２ではフィルター２０に対して圧縮力は作用しないため、フィルター２０は穴部３２の内側に盛り上がり、穴部３２におけるフィルター２０の面は、環状固定部材３０の板部３１の面と略同じレベルとなるか、又は板部３１の面から若干突出した状態となる。従って、フィルター２０を環状固定部材３０で取り付けた本体１０を平坦な土壌の上に載置すると、フィルター２０の面に土壌を容易に接触させることができる。
【００３０】
ところが、洗浄対象の土壌の表面の平坦性があまり良くない場合、フィルター２０と土壌とが十分に接触しないことがある。例えば、土壌が礫等の比較的大きな塊を含む場合、土壌洗浄装置１００を土壌の表面にそのまま載置するだけでは、フィルター２０の面を土壌に対して密着させることは困難である。そこで、本発明の土壌洗浄装置１００では、環状固定部材３０を工夫し、環状固定部材３０の下面（土壌側の面）に土壌に対して食い込むことが可能な突起部３４を取り付けている。突起部３４は、例えば、筒状や杭状の部材として構成することができる。本実施形態では、図１及び図２に示すように、筒状の突起部３４を設けている。突起部３４が筒状の部材であれば、土壌洗浄装置１００のグリップ１７を両手で把持しながら左右に回転させることで、突起部３４を土壌に容易に食い込ませることができる。環状固定部材３０によってフィルター２０を本体１０に固定した状態で、突起部３４を土壌に食い込ませると、フィルター２０は土壌の深い位置で土壌に密着することができる。固定部材として機能する環状固定部材３０は、上述のように堅牢な構造を有しているため、環状固定部材３０の突起部３４を土壌に対して強い力で食い込ませても、環状固定部材３０や突起部３４が変形したり破損したりする虞は少ない。
【００３１】
ところで、土壌が硬く締め固まっているような場合は、強い力で土壌洗浄装置１００を押し込んでも、環状固定部材３０の突起部３４を土壌に食い込ませることは容易ではない。そこで、そのような締め固まった土壌にも対応できるように、本発明の土壌洗浄装置１００では、本体１０に打付部１８が設けられている。打付部１８は、図１及び図２に示すように、本体１０のフランジ部１２の外縁に取り付けられる筒状体である。打付部１８をハンマー等で打撃すると、その力が締結部材４０を介して環状固定部材３０の下方の突起部３４に伝達される。これにより、突起部３４が土壌にしっかりと食い込み、環状固定部材３０が土壌中の深い位置に沈み込む。その結果、環状固定部材３０の穴部３２から盛り上がっているフィルター２０は、地中の土壌を押圧しながら土壌に当接し、フィルター２０と土壌との密着性が高まる。また、打付部１８を打撃すると、それに伴って振動が発生するが、この振動はフィルター２０と土壌との隙間を縮める作用がある。従って、打撃による振動により、フィルター２０と土壌との密着性が高められる。打付部１８は、強い打撃が加えられる部位であるため、頑丈に構成する必要がある。従って、打付部１８は、鉄鋼、ステンレス鋼、チタン合金等の強度の高い金属材料で構成することが好ましい。
【００３２】
〔土壌洗浄装置による土壌洗浄作業〕
本発明の土壌洗浄装置１００を用いて行う土壌の洗浄作業（吸引作業）について説明する。図３は、土壌洗浄装置１００による土壌Ｇの吸引作業を説明する概略図である。（ａ）は、吸引作業前の土壌洗浄装置１００の状態を表し、（ｂ）は吸引作業中の土壌洗浄装置１００の状態を表している。土壌洗浄装置１００のバルブ１４には、吸引した水が貯留されるトラップ５０を介して、負圧源としての真空ポンプ６０が接続されている。
【００３３】
土壌洗浄装置１００を使用して土壌Ｇの吸引作業を行うにあたっては、土壌Ｇに水分を添加して土壌Ｇを湿潤状態にする必要がある。土壌Ｇへの水分の添加は、土壌洗浄装置１００の設置前に土壌Ｇに水を散布する方法が簡便且つ確実であるが、土壌洗浄装置１００のバルブ１４に給水管（図示せず）を接続し（この場合、本体１０に複数のバルブ１４が設けられている）、土壌洗浄装置１００を稼働させながら土壌Ｇに適宜水分を添加することも可能である。図３（ａ）に示すように、必要に応じて打付部１８を打撃しながら突起部３４を土壌Ｇに食い込ませて土壌洗浄装置１００を土壌Ｇの上に載置すると、柔軟性を有するフィルター２０は土壌Ｇの表面に接触する。このとき、フィルター２０の一部は、弾性変形して土壌洗浄装置１００の本体１０の凹部１６に入り込んだ状態となる。つまり、凹部１６がフィルター２０の変形空間となって弾性変形したフィルター２０の一部が逃がされ、フィルター２０の圧縮が緩和されることになる。その結果、フィルター２０の多孔質構造が必要以上に潰れることが防止され、フィルター２０としての機能を維持することができる。
【００３４】
真空ポンプ６０を駆動させると、土壌洗浄装置１００の本体１０の内部（凹部１６）に負圧（例えば、約０．１ＭＰａ）が作用し、図３（ｂ）に示すように、土壌Ｇが上方に吸引される。土壌Ｇに作用する吸引力が土壌Ｇが有する毛管力より大きい場合、土壌Ｇに付着している水や土壌Ｇに含有される水（土壌水）が土壌Ｇ中を移動し、フィルター２０の多孔質構造を通過し、本体１０からトラップ５０に吸引される。フィルター２０は、親水性を有する柔軟な高分子材料で構成されているため、土壌Ｇの吸引に伴って発生する負圧に合わせて、上方に撓むように変形する。フィルター２０が変形するとき、フィルター２０を固定している環状固定部材３０の穴部３２はフィルター２０の変形を許容する変形空間として機能する。このため、フィルター２０と土壌Ｇとの良好な接触状態が維持されたまま、土壌Ｇに含まれる塩類等の塩害物質が水分とともに効率的に除去される。この吸引作業は、真空ポンプ６０を駆動している期間に亘って継続して実施することができる。土壌洗浄装置１００によって吸引された塩害物質を含む水分はトラップ５０に捕獲され、適切な処理をされた後、適切な方法によって廃棄される。
【００３５】
〔別実施形態〕
上記実施形態の土壌洗浄装置１００は、「土壌に含まれる塩害物質を効率的且つ簡便に除去する。」という本発明の目的を達成するものであれば、種々の改変が可能である。そのような土壌洗浄装置１００の改変例について、図４を参照しながら別実施形態として説明する。
【００３６】
（１）図４（ａ）は、第一の別実施形態による土壌洗浄装置１００の概略図である。上記実施形態では、打撃によって突起部３４を土壌Ｇに食い込ませるための打付部１８を本体１０に設けることを説明したが、本別実施形態の土壌洗浄装置１００においては、打付部１８は、図４（ａ）に示すように、突起部３４が設けられている環状固定部材３０に直接取り付けることも可能である。この場合、打付部１８をハンマー等で打撃すると、その力は環状固定部材３０の下方に設けられた突起部３４に直接伝達される。その結果、突起部３４が土壌Ｇ中の深い位置に確実に食い込むこととなり、環状固定部材３０によって固定されているフィルター２０の面が土壌Ｇを押圧し、フィルター２０と土壌Ｇとの密着性をより高めることができる。
【００３７】
（２）図４（ｂ）は、第二の別実施形態による土壌洗浄装置１００の概略図である。上記実施形態では、本体１０にフランジ部１２の面に対して天板部１１の裏面が内側に陥没した凹部１６が形成されることを説明したが、本別実施形態の土壌洗浄装置１００においては、凹部１６の代わりに、図４（ｂ）に示すような溝部１９を設けることも可能である。図４（ｂ）の各溝部１９は、横方向にも互いに連通している。溝部１９が天板部１１の貫通孔１３に通じていれば、真空ポンプ６０からの負圧をフィルター２０に作用させ、土壌Ｇの吸引作業を行うことができる。なお、フィルター２０全体を均等に吸引するためには、溝部１９を天板部１１の裏面の全体に張り巡らせるように設けることが好ましい。また、溝部１９の形態は、天板部１１の裏面に格子状に設けてもよいし、天板部１１の裏面の中心（貫通孔１３の位置）から放射状又は同心円状に設けることも可能である。
【００３８】
（３）図４（ｃ）は、第三の別実施形態による土壌洗浄装置１００の概略図である。上記実施形態では、土壌Ｇに対して食い込ませる突起部３４は筒状部材として構成されることを説明したが、本別実施形態の土壌洗浄装置１００においては、突起部３４の先端部３４ａを、図４（ｃ）に示すように、先細り形状に形成することも可能である。この場合、突起部３４を土壌Ｇに打ち込んだときに先端部３４ａによってくさび効果が得られるため、比較的弱い力でも突起部３４を土壌Ｇにしっかりと食い込ませることができる。なお、突起部３４の先端部３４ａの先細り形状は、図４（ｃ）のような装置の内側に向けて傾斜する形状がより好ましい。この場合、突起部３４を土壌Ｇに食い込ませると、突起部３４の先端部３４ａの進行に伴って土壌Ｇが外側に排出されるので土壌Ｇが中央側に寄せられることがなく、その結果、フィルター２０に接触する土壌Ｇの表面の状態が維持され、フィルター２０と土壌Ｇとの密着性を維持することができる。
【実施例】
【００３９】
〔土壌吸引試験〕
上記実施形態で説明した土壌洗浄装置を作製し、当該装置を使用して湿潤土壌に対する吸引試験を行った。試験土壌として、スーパーソル（粒径２５μｍ以下の発泡ガラス細粒）を使用した。試験土壌をトレイに敷き詰め、約０．５Ｌの水道水を散布して十分に飽和させることにより湿潤土壌を形成した。真空ポンプ（ミツミ  完全無給油式ロータリーポンプ、モデル名「ＭＳＶ−８８−１」、ミツミ販売株式会社製）を接続した土壌洗浄装置を湿潤土壌の上に載置し、真空ポンプを作動させて湿潤土壌を吸引し、一定時間毎にトラップに溜まった水を吸水量として求めた。この土壌吸引試験では、土壌洗浄装置にセットするフィルターの材質を変更した（実施例１〜３）。なお、土壌吸引試験に先立ち、各実施例のフィルターをセットした土壌洗浄装置の水侵入圧力（土壌洗浄装置の吸引側に水分が侵入する圧力）、及び空気侵入圧力（土壌洗浄装置の吸引側に空気が侵入する圧力）を次の方法により測定した。
【００４０】
水侵入圧力については、真空ポンプとトラップとの間に流量調整バルブを設け、真空ポンプの作動した後、トラップ内の圧力が徐々に減圧するように流量を調整し、空気流量を０．３Ｌ／分に設定した。この状態で土壌洗浄装置を水中に投入し、吸引による水の流れが安定した時点のトラップ内の圧力を水侵入圧力とした。空気侵入圧力については、水侵入圧力を計測した後、土壌洗浄装置を水中から引き上げ、水と空気との置換が完了して空気の流れが安定した時点のトラップ内の圧力を空気侵入圧力とした。
【００４１】
＜実施例１＞
フィルターとして、親水性ポリウレタン（株式会社エー・シーケミカル製の特殊ウレタンスポンジ、商品名「ＡＣスポンジＵ」）を使用した。フィルターのサイズ及び特性は、厚さ５ｍｍ、密度０．０５ｇ／ｃｍ３、気孔径１５〜１００μｍ、気孔率７５〜９０％、保水率３００〜４００％であった。
【００４２】
＜実施例２＞
フィルターとして、親水性ポリビニルアルコール（富士ケミカル株式会社製のＰＶＡスポンジ、商品名「ベルイーター（Ｄ）」）を使用した。フィルターのサイズ及び特性は、厚さ２．５ｍｍ、密度０．０５ｇ／ｃｍ３、気孔径８０μｍ、気孔率８９％、保水率１０００％であった。
【００４３】
＜実施例３＞
フィルターとして、親水性ポリエチレン（三和化工株式会社製の連続気泡ポリエチレンフォーム、商品名「オプセル（登録商標）ＬＣ−１５０）を使用した。フィルターのサイズ及び特性は、厚さ５ｍｍ、密度０．０５ｇ／ｃｍ３、気孔径１０００μｍ、気孔率９５％、保水率（容積比率として）９５％であった。なお、実施例３のフィルターには、吸水性樹脂が２重量％混合されている。
【００４４】
＜比較例１、参考例１＞
親水性高分子材料以外の素材をフィルターとして使用し、上記実施例と同様の土壌吸引試験を行った。比較例１として、ビニロン繊維厚紙（株式会社クラレ製のビニロン５０％、フィブリル化セルロース５０％の繊維厚紙「Ｆ３Ｔ４５Ｂ１」、厚さ０．１２ｍｍ、密度４５ｇ／ｍ３を使用した。また、参考例１として、固液分離のために一般に使用されるガラスフィルター（厚さ５ｍｍ）を使用した。
【００４５】
実施例１〜３、比較例１、及び参考例１による土壌吸引試験の結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2015039681.tif 000003
【００４７】
表１より、親水性高分子材料を使用したフィルターのうち、親水性ポリウレタン（実施例１）及び親水性ポリビニルアルコール（実施例２）は、空気侵入圧力が１ＫＰａ以上となり、さらに、水侵入圧力が空気侵入圧力より小さくなることが判明した。吸水量に関しては、親水性高分子材料を使用した全てのフィルター（実施例１〜３）において、６０〜３００秒の期間で十分な量の水分を湿潤土壌から吸水できることが判明した。実施例１〜３のフィルターによる吸水量は、参考例１として示したガラスフィルターによる吸水量より低いものであったが、実用上は十分な吸水性能である。特に、実施例１の親水性ポリウレタンは、土壌洗浄装置のフィルター材料として好適に使用することができることが判明した。なお、実施例２の親水性ポリビニルアルコールを用いたフィルターは、吸引を行うと徐々にフィルターが変形したため、３００秒における吸水量を正確に測定することができなかったが、６０秒においてすでに十分な吸水量が得られており、実用上問題はなかった。また、実施例３の親水性ポリエチレンを用いたフィルターは、水侵入圧力及び空気侵入圧力が未計測であり、さらに１０〜６０秒における吸水量についても測定していないが、実施例１の親水性ポリウレタンを用いたフィルターと同様の挙動を示していたことから、本発明の土壌洗浄装置にフィルター材料として好適に使用することができる。一方、親水性高分子材料を使用していないフィルター（比較例１）は、３００秒経過後も湿潤土壌からの吸水量は十分ではなく、実用的ではなかった。
【００４８】
次に、フィルターとして好適な親水性ポリウレタンを選択し、フィルターの厚さの違いによる吸水性の影響について確認した。この土壌吸引試験では、土壌洗浄装置にセットするフィルターの厚さを変更した（実施例４及び比較例２）。試験方法及び試験条件は、上記実施例１〜３と同様である。
【００４９】
＜実施例４＞
フィルターとして、上記実施例１〜３より好適な材料であることが判明した親水性ポリウレタン（株式会社エー・シーケミカル製の特殊ウレタンスポンジ、商品名「ＡＣスポンジＵ」）を使用した。フィルターのサイズ及び特性は、厚さ５ｍｍ、密度０．０５ｇ／ｃｍ３、気孔径１５〜１００μｍ、気孔率７５〜９０％、保水率３００〜４００％であった。なお、実施例４のフィルターは、実施例１のフィルターと実質同一のものである。
【００５０】
＜比較例２＞
フィルターとして、実施例４と同様の親水性ポリウレタン（株式会社エー・シーケミカル製の特殊ウレタンスポンジ、商品名「ＡＣスポンジＵ」）を使用した。フィルターのサイズ及び特性は、厚さ２５ｍｍであること以外は、実施例４と実質同一である。
【００５１】
実施例４及び比較例２による土壌吸引試験の結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
2015039681.tif 000004
【００５３】
表２より、厚みが５ｍｍであるフィルター（実施例４）は、６０秒で湿潤土壌から十分な量の水分を吸引することができた。なお、試験結果の表示は省略するが、フィルターの厚みについては、０．３ｍｍ程度まで薄くしても、実施例４と同等の吸水性能を維持できることを確認している。一方、厚みが２５ｍｍであるフィルター（比較例２）は、実施例４と比較して吸水性能は約８０％に低下した。比較例２のフィルターが実施例４のフィルターより吸水性能が低下した理由は、フィルターの厚みが大きくなると、フィルターの側面から空気が流入し、フィルターによる吸水量が若干低下するためと予想される。
【００５４】
以上の土壌吸引試験の結果より、土壌洗浄装置のフィルターとして、空気侵入圧力が１ＫＰａ以上であって、且つ水侵入圧力よりも高く設定された親水性高分子材料を使用すると、湿潤状態の土壌に含まれる水分が効率よくフィルターを通過し、それに伴って土壌に含まれる塩害物質を効率的に除去できることが示唆された。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の土壌洗浄装置は、塩害を受けた土壌の洗浄に利用されるが、その他にも、学校等のグラウンドの洗浄、放射性物質や化学物質等で汚染された土地の洗浄、建物の建設用地の浄化、工場跡地の浄化、砂浜の洗浄、山林の浄化など、各種土壌の洗浄及び浄化に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０    本体
１６    凹部（変形空間）
１８    打付部
２０    フィルター
３０    環状固定部材
３１    板部
３２    穴部（変形空間）
３４    突起部
４０    締結部材
５０    トラップ
６０    真空ポンプ（負圧源）
１００  土壌洗浄装置
Ｇ      土壌
【図１】
2015039681.tif 000005
【図２】
2015039681.tif 000006
【図３】
2015039681.tif 000007
【図４】
2015039681.tif 000008