(57)【要約】【課題】  汚染地盤における汚染領域層の下端の深度まで掘削形成して、その深度まで土留め用の管を嵌入配置する必要がない上、地中に注入される浄化用流体が上方に逃げるのを防止するための特別な封止部材も必要としない汚染地盤の浄化方法を提供すること。【解決手段】  管内の土が取り除かれた中空状態で、地中Ｍにおける汚染領域層Ｑの上端の深度Ｑ１近傍まで下端が位置し、かつ、上端が地面Ｅ上に臨むように浄化用外管９を地中Ｍに埋設する。地中Ｍに埋設した浄化用外管９内に上端から浄化用内管１３を挿入したのち浄化用外管９の下端より下方で、かつ、汚染領域層Ｑの下端の深度Ｑ２近傍まで浄化用内管１３を貫入する。浄化用内管１３内に浄化用流体を供給して、浄化用内管１３の下端部に設けられた注入孔を介して浄化用流体を地中Ｍの汚染領域層Ｑに注入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内の土が取り除かれた中空状態で、地中における汚染領域層の上端の深度近傍まで下端が位置し、かつ、上端が地面上に臨むように浄化用外管を地中に埋設する浄化用外管埋設工程と、
地中に埋設した前記浄化用外管内に上端から浄化用内管を挿入したのち前記浄化用外管の下端より下方で、かつ、前記汚染領域層の下端の深度近傍まで前記浄化用内管を貫入する浄化用内管貫入工程と、
前記浄化用内管内に浄化用流体を供給して、前記浄化用内管の下端部に設けられた注入孔を介して前記浄化用流体を地中の前記汚染領域層に注入する浄化用流体注入工程とを備える汚染地盤の浄化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の汚染地盤の浄化方法において、
前記浄化用外管埋設工程は、地中における汚染領域層の上端近傍の深度まで下端が位置し、かつ、上端が地面上に臨むように試錐管を地中に貫入する試錐管貫入工程と、
地中に貫入した前記試錐管内の土を除去して前記試錐管内を中空状態にする土除去工程と、
中空状態にした前記試錐管内に前記浄化用外管を挿入する浄化用外管挿入工程とを備えることを特徴とする地中の汚染浄化方法。
【請求項３】
請求項２に記載の地盤の浄化方法において、
前記浄化用外管埋設工程は、前記浄化用外管挿入工程の後、さらに前記試錐管を地中から抜き取る試錐管抜取工程を備えることを特徴とする地中の汚染浄化方法。
【請求項４】
請求項1ないし請求項３のうち何れか一つに記載の汚染地盤の浄化方法において、
前記浄化用流体は、組成ガスとしてオゾンを含むオゾン含有ガスと温水と該温水より高温の水蒸気とを含み、
前記浄化用流体注入工程は、前記温水と前記オゾン含有ガスおよび水蒸気を混合した混合気体とを切換装置により切り換えて交互に前記浄化用内管内に供給するようにしたことを特徴とする地中の汚染浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に存在する汚染物質を浄化するための汚染地盤の浄化方法に関するものであり、特に、地中に埋設した浄化用外管内に挿入した浄化用内管を地中の汚染領域層まで貫入し、該浄化用内管に設けられた注入孔を介して、汚染された地中に浄化用流体を注入するようにした汚染地盤の浄化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されている従来の汚染地盤の浄化方法においては、まず、汚染地盤に掘削形成した掘削井の内周部に土留め用として多孔質管を嵌入配置したのち、噴出口を先端部に備えた注入井を該多孔質管内に挿入する。噴出口の上方に位置する注入井の外周には、噴出口から注入される浄化用流体が上方に逃げるのを防止する封止部材としてのパッカーが取り付けられている。そして、多孔質管内で注入井を摺動させながら噴出口から浄化用流体を汚染地盤中に注入して汚染物質が存在する汚染地盤を浄化するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３６４６５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の汚染地盤の浄化方法では、汚染地盤における汚染領域層の下端の深度まで掘削形成すると共に、その深度まで土留め用の多孔質管を嵌入配置しなければならなかったため、その分、土留め用の管が長尺のものになっていた。また、噴出口から注入される浄化用流体が上方に逃げるのを防止するために注入井の外周にパッカーを取り付ける必要もあった。その結果、従来の汚染地盤の浄化方法では、資材のコストの低減が望まれていた。
【０００５】
本発明は、このような要望に応えるためになされたもので、汚染地盤における汚染領域層の下端の深度まで掘削形成して、その深度まで土留め用の管を嵌入配置する必要がなく、地中に注入される浄化用流体が上方に逃げるのを防止するための特別な封止部材も必要としない汚染地盤の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】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明に係る汚染地盤の浄化方法は、管内の土が取り除かれた中空状態で、地中における汚染領域層の上端の深度近傍まで下端が位置し、かつ、上端が地面上に臨むように浄化用外管を地中に埋設する浄化用外管埋設工程と、地中に埋設した前記浄化用外管内に上端から浄化用内管を挿入したのち前記浄化用外管の下端より下方で、かつ、前記汚染領域層の下端の深度近傍まで前記浄化用内管を貫入する浄化用内管貫入工程と、前記浄化用内管内に浄化用流体を供給して、前記浄化用内管の下端部に設けられた注入孔を介して前記浄化用流体を地中の前記汚染領域層に注入する浄化用流体注入工程とを備えるものである。
【０００７】
請求項２に記載した発明に係る汚染地盤の浄化方法は、請求項１に記載の汚染地盤の浄化方法において、前記浄化用外管埋設工程は、地中における汚染領域層の上端の深度近傍まで下端が位置し、かつ、上端が地面上に臨むように試錐管を地中に貫入する試錐管貫入工程と、地中に貫入した前記試錐管内の土を除去して前記試錐管内を中空状態にする土除去工程と、中空状態にした前記試錐管内に前記浄化用外管を挿入する浄化用外管挿入工程とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載した発明に係る汚染地盤の浄化方法は、請求項２に記載の地盤の浄化方法において、前記浄化用外管埋設工程は、前記浄化用外管挿入工程の後、さらに前記試錐管を地中から抜き取る試錐管抜取工程を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に記載した発明に係る汚染地盤の浄化方法は、請求項1ないし請求項３のうち何れか一つに記載の汚染地盤の浄化方法において、前記浄化用流体は、組成ガスとしてオゾンを含むオゾン含有ガスと温水と該温水より高温の水蒸気とを含み、前記浄化用流体注入工程は、前記温水と前記オゾン含有ガスおよび水蒸気を混合した混合気体とを切換装置により切り換えて交互に前記浄化用内管内に供給するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、地中における汚染領域層の上端の深度近傍まで地中に埋設した浄化用外管内に浄化用内管を挿入したのち浄化用外管の下端より下方で、かつ、前記汚染領域層の下端の深度近傍まで浄化用内管を貫入するようにしたので、汚染地盤における汚染領域層の下端の深度まで掘削形成して、その深度まで土留め用の管を嵌入配置する必要がない上、地中に注入される浄化用流体が上方に逃げるのを防止するための特別な封止部材も必要としない。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、地中における汚染領域層の上端の深度近傍まで試錐管を地中に貫入するようにしたので、先端部に堅強な掘削部材が取り付けられた試錐管を掘削装置により地中に貫入することで、地面上から汚染領域層の上端の深度近傍までの間に岩，大小の石および礫が多く存在したとしても支障なく掘削することができる。また、地中に貫入した試錐管内に浄化用外管を挿入するようにしたので、汚染領域層の上端の深度近傍まで浄化用外管を容易に貫入することができる。
請求項３記載の発明によれば、試錐管内に浄化用外管を挿入した後、試錐管を地中から抜き取るようにしたので、抜き取った試錐管を直ちに再利用することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、温水とオゾン含有ガスおよび水蒸気を混合した混合気体とを切換装置により切り換えて交互に浄化用内管内に供給するようにしたので、浄化用内管に接続して該浄化用内管内に温水と混合気体とを供給するための供給管を共通の管にすることができる。その結果、その分、配管が簡略化される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る汚染地盤の浄化方法を使用することができる浄化装置の概略の構成を、地中の部分等を破断して側方から見た状態を示す断面図である。
【図２】図２の（ａ）図は浄化装置の浄化用内管を側方から見た状態を、中途部を３箇所省略して示す断面図であり、図２の（ｂ）図は（ａ）図の矢視Ａ−Ａ線に沿う方向から見た状態の断面図であり、図２の（ｃ）図は（ａ）図の矢視Ｂ−Ｂ線に沿う方向から見た状態の断面図である。
【図３】図３は図１のＸで示す二点鎖線で囲んだ部分を破断し拡大して見た状態の断面図である。
【００１４】
【図４】図４の（ａ）図、（ｂ）図および（ｃ）図は試錐管および浄化用外管を地中に貫入する作業の状況を工程順に側方から見た状態を示す断面図である。
【図５】図５の（ｄ）図、（ｅ）図および（ｆ）図は地中に貫入した浄化用外管内に浄化用内管を挿入する作業の状況を工程順に側方から見た状態を示す断面図である。
【００１５】
【図６】図６は打撃装置により打撃しながら浄化用内管を地中に貫入する作業の状況を地中だけ破断して側方から見た状態を示す外観図である。
【図７】図７は本発明の第２の実施の形態に係る汚染地盤の浄化方法を使用することができる浄化装置の概略の構成を、上方から見た状態を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る汚染地盤の浄化方法の、第１の実施の形態を図１ないし図６によって詳細に説明する。各図において符号１で示すものは、本発明の実施の形態に係る汚染地盤の浄化方法を使用するための浄化装置の一例であり、この浄化装置１は、トリクロロエチレンやテトラクロロエチレン等の揮発性有機化合物（ｖｏｌａｔｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ  以下「ＶＯＣｓ」という。）からなる汚染物質によって土壌が汚染されている地中Ｍの汚染土壌を浄化するものである。図１では、地中Ｍを浄化している状態を示している。なお、各図については、作図の都合上、それぞれの構成部材の縮尺の比率は互いに異ならせて図示している。浄化装置１は、オゾン含有ガス供給装置３、温水供給装置５および水蒸気供給装置７を備えている。
【００１７】
図１において、符号Ｑで示す二点鎖線で囲まれた領域は、地中Ｍの土壌が汚染されている汚染領域層を示すものであり、符号９で示すものは浄化用外管である。該浄化用外管９は、外径と内径がそれぞれ６６ミリメートルと６０ミリメートルで長さが１ないし２メートルの、内外面を含む全表面が亜鉛メッキされた鉄製の浄化用短外管１１を複数連結して長尺な１本の浄化用外管９として構成されている。連結する構成としては、浄化用短外管１１の両端部にそれぞれ雄ねじ部と雌ねじ部とが刻設された浄化用短外管１１同士を、一方の浄化用短外管１１の雄ねじ部と他方の浄化用短外管１１の雌ねじ部とを螺合させて互いに連結するようにしている。なお、浄化用短外管１１同士を連結した部位は、強固に螺合連結することで気密が保持されるようになっている。
【００１８】
地中Ｍにおける汚染領域層Ｑの上端の深度（深さ）Ｑ１近傍まで浄化用外管９の下端が到達するように浄化用外管９が地中Ｍに貫入されており、該浄化用外管９内には浄化用内管１３が挿入されている。浄化用内管１３の下端部は、浄化用外管９の下端から下方に突出して汚染領域層Ｑの下端である深度Ｑ２近傍、詳しくは深度Ｑ２より少し深い深度まで到達している。その深度としては、例えば、地面Ｅから５メートルないし２０メートルである。一方、地面Ｅ上に突出した浄化用外管９の上端から浄化用内管１３の上端部がさらに突出している。
【００１９】
図２の（ａ）図に示すように、浄化用内管１３は、浄化用内管１３の下端部を構成する浄化用短内管１５ａと、該浄化用短内管１５ａの上端部に連結管１７を介して連結される浄化用短内管１５ｂとで構成されている。浄化用短内管１５ａの下端部には、地中Ｍを掘削して地面Ｅに穴を穿つための掘削部材１９が裸着されている。掘削部材１９は、先端側に向かって階段状に先細りになるように４段の階段状に形成されている。浄化用短内管１５ａ，１５ｂの長さは２メートルで外径と内径がそれぞれ３３ミリメートルと２５ミリメートルの管で構成されている。
【００２０】
浄化用短内管１５ａはステンレス製とされ、浄化用短内管１５ｂおよび連結管１７は内外面を含む全表面が亜鉛メッキされた鉄製とされている。連結管１７の両端部の内周面にはそれぞれ雌ネジ部が刻設され、これらの雌ネジ部に、浄化用短内管１５ａの上端部および浄化用短内管１５ｂの一端部にそれぞれ刻設された雄ネジ部が裸合されて浄化用短内管１５ａ，１５ｂが連結される。また、浄化用短内管１５ｂの他端部と他の浄化用短内管１５ｂの一端部にそれぞれ刻設された雄ネジ部を他の連結管１７の両端部の雌ネジ部にそれぞれ裸合することができるように構成されている。
【００２１】
而して、浄化用短内管１５ａと２本以上の浄化用短内管１５ｂとを複数の連結管１７…を介して適宜連結することで長尺な１本の浄化用内管１３が構成される。なお、浄化用短内管１５ａ，１５ｂと連結管１７とを連結した部位は、強固に螺合連結することで気密が保持されるようになっている。
【００２２】
図１に示すように、浄化用内管１３の上端部を構成する浄化用短内管１５ｂの上端部は、連結具２１を介して浄化用流体供給管２３の一端部に接続され、該浄化用流体供給管２３の他端部は、供給する浄化用流体の種類を切り換える切換装置２５に接続されている。また、切換装置２５には、地面Ｅ上に設置された温水供給装置５の電動ポンプ２７に一端部が接続された温水供給管２９の他端部と、後述する混合気体を供給する混合気体供給管３１の一端部とが接続されている。
【００２３】
混合気体供給管３１の他端部は、エジェクタ３３に接続されている。該エジェクタ３３には、地面Ｅ上に設置されたオゾン含有ガス供給装置３に一端部が接続されたオゾン含有ガス供給管３５の他端部が接続され、さらに、地面Ｅ上に設置された水蒸気供給装置７の圧力調整弁３７に一端部が接続された水蒸気供給管３９の他端部が接続されている。
【００２４】
前記温水供給装置５の電動ポンプ２７には、接続管を介して温水供給装置５の本体４１が接続されている。該本体４１内には電熱器４１ａが設けられており、温水供給装置本体４１内に収容された水が電熱器４１ａへの通電により所定の温度に上昇させられる。なお、電熱器４１ａに替えてガス給湯器により温水を生成してもよい。所定の温度としては、例えば３０℃ないし１００℃のうちの何れかの温度が挙げられる。また、電動ポンプ２７は電動モータ（図示せず）によって駆動され、該電動ポンプ２７によって所定の圧力で温水供給管２９に温水が供給される。所定の圧力としては、例えば１ＭＰａ（メガパスカル）ないし３０ＭＰａのうちの何れかの圧力が挙げられる。
【００２５】
前記オゾン含有ガス供給装置３は、酸素ガスが収容された酸素ボンベ４３に酸素ガス供給管４５を介して接続されており、酸素ボンベ４３内の酸素ガスがオゾン含有ガス供給装置３に導入される。オゾン含有ガス供給装置３の内部で放電管による無声放電によってオゾンが発生し、酸素に対してオゾンが所定の割合で混合されてオゾン含有ガスが生成される。オゾン含有ガスとしては、例えば、容積比でオゾンが１パーセントないし１０パーセントで残りが酸素からなるガスを挙げることができる。このようにして生成されたオゾン含有ガスは、例えば０．８ＭＰａ（メガパスカル）ないし１．１ＭＰａの圧力でオゾン含有ガス供給装置３からオゾン含有ガス供給管３５を介してエジェクタ３３に注入される。
【００２６】
前記水蒸気供給装置７の圧力調整弁３７は、水蒸気供給装置７の本体を構成するガス加熱式のボイラー４７の上部に配設され、該ボイラー４７から水蒸気供給管３９に供給される水蒸気の圧力が一定になるよう調整する機能を有する。一定の圧力としては、例えば０．１ＭＰａ（メガパスカル）ないし０．５ＭＰａのうちの何れかの圧力が挙げられ、そのときの水蒸気の温度としては１２０℃ないし１５０℃のうちの何れかの温度となっている。なお、水蒸気の圧力と温度とは相関関係があり、圧力が定まるとその圧力に応じて温度も定まる。
【００２７】
前記エジェクタ３３は、図３に示すように、内部に吸引室４９ａが形成された吸引部本体４９と、この吸引部本体４９の両端から差し込まれて吸引部本体４９に固着され先端同士が吸引室４９ａで一定の隙間を隔てて対向するように配置された吐出側ノズル５１および吸引側ノズル５３とを備えている。吸引部本体４９，吐出側ノズル５１および吸引側ノズル５３は全てステンレス製である。吐出側ノズル５１および吸引側ノズル５３は、対向する先端部が共に先細りに形成され、その先細りの傾斜は吐出側ノズル５１より吸引側ノズル５３の方が緩やかに形成されている。また、吐出側ノズル５１の先端の孔径の方が吸引側ノズル５３の先端の孔径より小さく形成されており、例えば、一例として吐出側ノズル５１の孔径が６ミリメートルで吸引側ノズル５３の孔径が６．７ミリメートルの寸法を挙げることできる。
【００２８】
前記水蒸気供給管３９の端部は接続具５５を介してエジェクタ３３の吐出側ノズル５１に接続され、オゾン含有ガス供給管３５の端部は吸引部本体４９に接続され、混合気体供給管３１の端部は接続具５７を介してエジェクタ３３の吸引側ノズル５３に接続されている。而して、オゾン含有ガス供給装置３から供給されオゾン含有ガス供給管３５を通過してエジェクタ３３の吸引室４９ａに流入したオゾン含有ガスが、水蒸気供給装置７で生成された水蒸気が吐出側ノズル５１から吐出され吸引側ノズル５３内に流入するときに発生する負圧により吸引側ノズル５３内に吸引されると共に吸引室４９ａ内で発生した乱流により水蒸気と混ざり合って混合気体が生成され、該混合気体が吸引側ノズル５３を介して混合気体供給管３１に送出される。
【００２９】
一方、浄化用内管１３の下端部を構成する浄化用短内管１５ａの先端部（図２において下端部）には、図２の（ｂ）図および（ｃ）図に示すように、複数の注入孔５９…が穿設されている。図２の（ａ）ないし（ｃ）図から分かるように、注入孔５９は、浄化用短内管１５ａの下端寄りの位置において同管１５ａの長手方向で同一位置に４個穿設され、その部位より寸法Ｌほど（例えば１メートル）上方に同管１５ａの長手方向で同一位置に４個穿設されている。
【００３０】
これらの４個ずつの注入孔５９は、軸芯Ｏに沿う方向から見て、軸芯Ｏを中心にして９０度の等角度間隔で４個穿設されていると共に浄化用短内管１５ａの下端寄りの位置に穿設された４個の注入孔５９…と、それより上方に穿設された４個の注入孔５９…とは軸芯Ｏ回りに４５度だけ角度がずれている。これによって、注入孔５９…からオゾン含有ガスと蒸気との混合気体および温水が水平方向の略全方位に向かって地中Ｍに注入される。なお、穿設する注入孔５９…の位置は、角度が４５度ずれることなく浄化用短内管１５ａの軸芯Ｏに沿って同じ位置に一直線上に並ぶようにしてもよく、任意に設定することができる。
【００３１】
また、注入孔５９…は、図２に示すように、浄化用短内管１５ａの長手方向に長いスリットで構成され、幅寸法が０．３ミリメートルないし１ミリメートルで長さ（浄化用短内管１５ａの長手方向の寸法）が１０ミリメートルないし２０ミリメートルの長孔からなっており、高密度のレーザービームの照射によって穿設される。なお、浄化用流体供給管２３を介して浄化用内管１３に供給される混合気体にはオゾン含有ガスが混入しているので、該混合気体が浄化用内管１３の浄化用短内管１５ａを介して地中Ｍに注入されるとき、小さな注入孔５９の周縁が特に腐食しやすい。そのため、浄化用短内管１５ａは、腐食し難いステンレス製にしている。
【００３２】
また、浄化用外管９の内周面と浄化用短内管１５ｂの外周面との間隙６１（図１を参照）と地面Ｅ上側の外部とを連通する回収管６３の一端部が浄化用外管９の上端部に配設され、回収管６３の他端部が、地中Ｍから回収された汚染水を回収するための汚染水回収槽６５に接続されている。回収管６３の長手方向中途部には、管路を開閉する開閉弁６７が配設されている。また、浄化用外管９の上端部の内周面と浄化用短内管１５ｂの外周面との間には、封止部材６９が液密に装着されており、浄化用外管９の内周面と浄化用短内管１５ｂの外周面との間隙６１と地面Ｅ上側の外部とは、回収管６３のみによって連通されている。
【００３３】
上述したオゾン含有ガス供給装置３，切換装置２５，電動ポンプ２７の電動モータ，圧力調整弁３７，電熱器４１ａ，ボイラー４７の点火装置および開閉弁６７は、それらの作動が適宜制御されるべく、地面Ｅ上に設置された制御装置６８に電線（図示せず）を介してそれぞれ電気的に接続されている。
【００３４】
（浄化作業の手順）
次に、上述した浄化装置１を使用して地中Ｍの汚染領域層Ｑを浄化する作業手順について詳述する。
（試錐作業）
図４の（ａ）図に示すように、まず、先端部に掘削部材７２が取り付けられた試錐管７１を掘削装置（図示せず）により汚染領域層Ｑが存在する地中Ｍに貫入する。汚染領域層Ｑが存在する地面Ｅ上の領域および深度は、地盤の試錐および該試錐で採取した土壌の調査により予め判明しており、この地盤調査の結果に基づいて試錐管７１を地中Ｍに貫入する。試錐管７１は、外径と内径がそれぞれ１１４ミリメートルと１００ミリメートルで長さが１ないし２メートルの鉄製の試錐短管７１ａを複数連結して長尺な１本の試錐管７１として構成されている。試錐管７１を地中Ｍに貫入するに連れて、試錐管７１の長さが不足する場合は、試錐短管７１ａを連結して継ぎ足しながら試錐管７１を地中Ｍに貫入していく。
【００３５】
連結する構成としては、試錐短管７１ａの両端部にそれぞれ雄ねじ部と雌ねじ部とが刻設された試錐短管７１ａ同士を、一方の試錐短管７１ａの雄ねじ部と他方の試錐短管７１ａの雌ねじ部とを螺合させて互いに連結するようにしている。試錐管７１を地中Ｍに貫入していくときに試錐管７１内に入り込む土壌は、掘削装置による試錐管７１の貫入作業がある程度行われた時点で該貫入作業を中断して、地中Ｍに貫入した状態の試錐管７１内に土壌回収装置７３を挿入して回収する（図４の（ｂ）図を参照）。このとき、土壌回収装置７３を一方向に回転させると共に上下方向に振動させながら試錐管７１内に挿入していく。
【００３６】
土壌回収装置７３は、下部に設けられた円筒状の回収部７５と該回収部７５の上端部に着脱自在に取り付けられた軸部材７７とで構成され、回収部７５の下端部には、土壌を取り入れる機能を有する折り返し部７５ａが設けられている。土壌を回収する具体的な作業としては、土壌回収装置７３を試錐管７１内で押圧装置（図示せず）により押し込んで土壌回収装置７３の回収部７５内に土壌を取り入れたのち、土壌回収装置７３を地面Ｅ上に取り出す。そして、回収部７５から軸部材７７を離脱させることで回収部７５の一端部を開口させ、該開口から土壌を取り出す。取り出した土壌は、検査装置（図示せず）により汚染物質の有無や汚染物質が含まれていた場合はその種類や濃度を検査する。
【００３７】
試錐管７１内の土壌を土壌回収装置７３で除去したのち、再び掘削装置を作動させて地中Ｍに試錐管７１を貫入していき、貫入する試錐管７１の深度に応じて試錐短管７１ａを連結しながら試錐作業を進める。貫入する試錐管７１の深度は、上述した地盤調査の結果に基づいて決定され、汚染領域層Ｑの上端の深度Ｑ１近傍とされる。したがって、その深度に試錐管７１の下端が到達した時点で試錐作業を中止する。
【００３８】
汚染物質は、通常、岩，大小の石，礫および砂が多く地中に存在することで形成された帯水層の隙間を地下水と共に通り抜けて、該帯水層とその下方に存在する粘土層との間に介在するシルト層に滞留しており、その汚染物質が滞留しているシルト層が汚染領域層Ｑとなっている。地面Ｅ上から前記帯水層の下端（深度Ｑ１に相当）までの地層は、岩，大小の石および礫が多く存在するので、それに対応した堅強な掘削部材により掘削する必要があるが、先端部に堅強な掘削部材７２が取り付けられた試錐管７１を掘削装置により地中Ｍに貫入することで支障なく掘削することができる。
【００３９】
（浄化用外管９の埋設作業）
地中Ｍの深度Ｑ１近傍まで貫入し終えた試錐管７１内に土壌が残留している場合は、再度、土壌回収装置７３によりその土壌を除去したのち、図４の（ｃ）図に示すように、試錐管７１内に浄化用外管９をその下端が地中Ｍの深度Ｑ１近傍に到達するまで挿入する。このとき、浄化用外管９の長さが不足する場合は、複数の浄化用短外管１１を適宜連結しながら、連結してなした浄化用外管９と試錐管７１との軸芯同士が略一致するように浄化用外管９を試錐管７１内に挿入する。
【００４０】
次に、浄化用外管９の外周と試錐管７１の内周との間に形成された間隙に、深度Ｑ１より１メートルないし３メートル上方まで砂Ｓを入れて、試錐管７１の軸芯に対して浄化用外管９の軸芯がこれらの軸芯に直交する方向にずれないように安定化させたのち、引抜装置（図示せず）により試錐管７１を地中Ｍから引き抜く。試錐管７１を引き抜いた痕の浄化用外管９の周囲にできる地中Ｍの穴には、膨潤性のベントナイトまたは該ベントナイトと砂とを混合したものを充填する。これによって、浄化用外管９の周囲には空隙がなくなり、浄化用外管９が地中Ｍに安定的に埋設される。この結果、図５の（ｄ）図に示す状態になる。
【００４１】
（浄化用内管１３の貫入作業）
次に、図５の（ｅ）図に示すように、地中Ｍに埋設された浄化用外管９内に、浄化用内管１３の下端部を構成する浄化用短内管１５ａを挿入する。浄化用外管９は地中Ｍの深度Ｑ１近傍まで到達しているので、その深度Ｑ１近傍まで浄化用短内管１５ａを容易に挿入することができる。そのとき、浄化用短内管１５ａの下端が深度Ｑ１近傍に到達するように浄化用短内管１５ｂを連結管１７を介して適宜連結しながら挿入する。
【００４２】
浄化用短内管１５ａの下端が地中Ｍの深度Ｑ１近傍まで到達したことは、浄化用短内管１５ａの下端が浄化用外管９の穴底の土壌面に突き当たることで分かる。次に、図６に示すように、浄化用内管１３の上端部を構成する浄化用短内管１５ｂを打撃装置７９により打撃しながら浄化用内管１３を地中Ｍに貫入する。打撃装置７９は、該打撃装置７９を地面Ｅに設置するための台座８１と、該台座８１に連結されたワイヤロープ８３により張力が付与されて台座８１上に起立した状態で設置された柱部材８５と、該柱部材８５に装着され該柱部材８５の長手方向に沿って移動自在とされ浄化用短内管１５ｂに打撃荷重を付与する打撃機構部８７と、該打撃機構部８７の上端部に一端側が連結されたワイヤロープ８９の他端側の巻取り長さを適宜調整して打撃機構部８７の高さ位置を変更するロープ巻取り装置９１と、上方から被せられて前記柱部材８５の上端部に装着された滑車装置９３とを備える。前記ロープ巻取り装置９１は台座８１上に固定されている。
【００４３】
前記滑車装置９３の一対の滑車９３ａ，９３ａに前記ワイヤロープ８９の中途部が掛け渡されている。打撃装置７９の側方近傍の地面Ｅ上には、高圧に昇圧された作動油を可撓性の作動油供給管９５ａを介して供給すると工程とその供給した作動油を可撓性の作動油戻り管９５ｂを介して帰還させる工程とを打撃機構部８７に対して繰り返し行う作動油供給装置９７が設置されている。前記作動油供給装置９７は、電動モーター９９ａと該電動モーター９９ａによって駆動される油圧ポンプ９９ｂとを備え、作動油貯留タンク（図示せず）に貯留された作動油が油圧ポンプ９９ｂによって打撃機構部８７に高圧で供給される。
【００４４】
打撃装置７９によって浄化用短内管１５ｂの打撃作業が行われている際、予め決められた下限位置まで打撃機構部８７が下降したときにそれを検出する位置検出装置１０１が柱部材８５の下部に配設されている。位置検出装置１０１の前記検出によって、作動油供給装置９７の電動モーター９９ａの回転が停止され打撃機構部８７の打撃動作が停止される。なお、前記作動油供給装置９７の電動モーター９９ａおよび位置検出装置１０１は、それぞれ電線（図示せず）を介して、地面Ｅ上に設置された制御装置１０３に電気的に接続されている。浄化用短内管１５ｂの上端部に接続された継手部材１０５に、前記打撃機構部８７によって打撃荷重が付与されることで前記掘削部材１９によって地中Ｍの深度Ｑ１より深い地中Ｍに穴が穿たれる。
【００４５】
上述したように、地面Ｅ上から前記帯水層の下端（深度Ｑ１に相当）までの地層は、岩，大小の石および礫が多く存在するので、それに対応した堅強な掘削部材により掘削する必要がある。これに対して、汚染領域層Ｑのシルト層は、岩，石および礫が存在しない軟弱な地層であるので、試錐管７１に取り付けられた掘削部材のような堅強な掘削部材は必要なく、しかも、打撃装置７９による打撃荷重も比較的小さい荷重で浄化用内管１３を地中Ｍに容易に貫入することができる。また、汚染領域層Ｑのシルト層に貫入された浄化用内管１３の外周面は、該シルト層の軟弱な土壌によって完全に密着され被覆されるので、地中Ｍに注入されたオゾン含有ガスと蒸気との混合気体および温水がそのまますぐに上方に逃げるのを防止するための特別な封止部材が不要となる。
【００４６】
浄化用内管１３を地中Ｍに貫入する深度が深くなるのに応じて、地面Ｅから突出している浄化用短内管１５ｂの上端部に他の浄化用短内管１５ｂを連結管１７を介して継ぎ足していく。貫入する浄化用内管１３の深度は、上述した地盤調査の結果に基づいて決定され、汚染領域層Ｑの上端の深度Ｑ２近傍、詳しくは深度Ｑ２より少し下方とされる。したがって、その深度に浄化用内管１３の下端が到達した時点で貫入作業を中止する。この結果、図５の（ｆ）図に示す状態になる。
【００４７】
浄化用内管１３を貫入したのち、浄化用内管１３の上端部（地面Ｅ上に突出した部位）を構成する浄化用短内管１５ｂの上端部に連結具２１を介して浄化用流体供給管２３の一端部を接続する一方、他端部を切換装置２５に接続する。切換装置２５には、温水供給装置５の電動ポンプ２７に一端部が接続された温水供給管２９の他端部と、エジェクタ３３に一端部が接続された混合気体供給管３１の他端部とを接続する。エジェクタ３３には、オゾン含有ガス供給装置３に一端部が接続されたオゾン含有ガス供給管３５の他端部と、水蒸気供給装置７の圧力調整弁３７に一端部が接続された水蒸気供給管３９の他端部とを接続する。
【００４８】
（浄化装置１による最深度での浄化作業）
次に、汚染領域層Ｑが存在する地盤に設置された浄化装置１を使用して汚染領域層Ｑを浄化する作業手順について詳述する。まず、オゾン含有ガス供給装置３を作動させてオゾン含有ガスを生成し、温水供給装置本体４１の電熱器４１ａに通電して高温の温水を生成し、水蒸気供給装置７のボイラー４７を作動させて高温かつ高圧の水蒸気を生成する。オゾン含有ガス供給装置３の作動により生成されたオゾン含有ガスは、オゾン含有ガス供給管３５を経てエジェクタ３３に供給される。該エジェクタ３３内でオゾン含有ガスと水蒸気とが混ざり合って混合気体が生成され、該混合気体が混合気体供給管３１を経て切換装置２５に送出される。
【００４９】
一方、温水供給装置本体４１の電熱器４１ａへの通電により生成された高温の温水は、温水供給装置５の電動ポンプ２７によって温水供給管２９を介して切換装置２５に送出される。該切換装置２５は、温水供給管２９または混合気体供給管３１のうち何れか一方の管を択一的に浄化用流体供給管２３と連通接続するように制御装置６８により切換制御される。切換のタイミングとしては、例えば、温水供給管２９と浄化用流体供給管２３との連通接続の時間を５分間とし、混合気体供給管３１と浄化用流体供給管２３との連通接続の時間を２５分間とするタイミングが挙げられる。そして、これらの連通接続の時間を予め設定された回数だけ交互に繰り返すように制御装置６８により切換制御される。
【００５０】
切換装置２５によって切換制御されて浄化用流体供給管２３に択一的に送出されたオゾン含有ガスと水蒸気との混合気体および温水は、浄化用流体供給管２３を経て、浄化用内管１３の浄化用短内管１５ａの先端部に穿設された注入孔５９…から地中Ｍの汚染領域層Ｑに向かって注入される。
【００５１】
この場合、気体であるオゾン含有ガスと水蒸気とが混ざり合った混合気体と比較して、液体である温水の方が噴射による運動エネルギーが大きいため地中Ｍの遠方まで温水が到達し、温水が通過した地中の経路には通路が形成される。そのため、オゾン含有ガスと水蒸気との混合気体より先に温水を地中Ｍに注入することで温水により形成された地中Ｍの通路を該混合気体が容易に通過することができ、該混合気体も地中Ｍの遠方まで到達させることができる。
【００５２】
この結果、地中Ｍの汚染領域層Ｑの土壌中に残留するＶＯＣｓのトリクロロエチレンなどの揮発性有機塩素系化合物は、オゾンにより塩素，塩化水素，ジクロロ酢酸等に酸化分解され、水に対して可溶性となり、浄化用短内管１５ａの注入孔５９…から注入された温水や地下水に溶け込む。温水や地下水に溶け込んだ塩素や塩化水素は地中Ｍの土壌に含まれる鉱物と化学反応を起こして無害な化合物となる。
【００５３】
このとき、浄化用短内管１５ａの注入孔５９…の周囲における土壌中の汚染物質は、温水だけでなくそれより高温の水蒸気によっても晒され温度が上昇しているため、オゾンによる酸化分解や鉱物との化学反応が活発に行なわれる。すなわち、最大で１００℃までしか上昇させることができない温水とは異なり、水蒸気は、１００℃より数十度高い温度まで上昇させることができるので、そのような高温の水蒸気によって、オゾンによる化学反応が行われる環境の温度を一層高くすることができるからである。
【００５４】
また、オゾン含有ガスと水蒸気との混合気体や温水が浄化用短内管１５ａの注入孔５９…から地中Ｍに高圧で注入されることで地中Ｍの圧力が上昇する。このため、開閉弁６７を開いておけば、温水や地下水に溶け込んだ汚染物質の一部は汚染水となって地中Ｍの前記圧力により、浄化用外管９の内周面と浄化用短内管１５ｂの外周面との間隙６１を通って地面Ｅ上まで押し出され、さらに回収管６３を介して汚染水回収槽６５に回収される。この後、汚染水回収槽６５に回収された汚染水に、微生物が増殖されて生成された微生物混入水を加えることによって微生物による生物処理を行ない、汚染水中の汚染物質を二酸化炭素と水に分解して完全に無害化するようにしてもよい。
【００５５】
（浄化装置１による他の深度での浄化作業）
上述した浄化作業を一定の時間行ったのち、オゾン含有ガス供給装置３，温水供給装置５および水蒸気供給装置７の作動を全て停止させて、浄化用内管１３を５０センチメートルほど地中Ｍから引き上げる。そして、オゾン含有ガス供給装置３，温水供給装置５および水蒸気供給装置７を再び作動させると、今度は、地中Ｍの汚染領域層Ｑの下端（深度Ｑ２）より５０センチメートルほど上方の位置で、浄化用流体供給管２３に択一的に送出されたオゾン含有ガスと水蒸気との混合気体および温水が、浄化用流体供給管２３を経て、浄化用内管１３の浄化用短内管１５ａの注入孔５９…から地中Ｍの汚染領域層Ｑに向かって注入される。
【００５６】
このように５０センチメートルほど深度を上方に変更して行う浄化作業を複数回行うことで汚染領域層Ｑの深度全域（深度Ｑ２から深度Ｑ１まで）に亘ってオゾン含有ガスと水蒸気との混合気体および温水が浄化用内管１３の浄化用短内管１５ａの注入孔５９…から注入される。また、比重の小さいオゾン含有ガスはその浮力により地中Ｍを上昇する傾向があるが、深度を上方に向かって変更して浄化作業を行うことで、浄化作業を先に行ったときに注入したオゾン含有ガスほど汚染領域層Ｑの広い深度領域に行き渡るので、オゾン含有ガスが無駄なく浄化に活用される。
【００５７】
深度を上方に変更して浄化作業を行う際に地中Ｍから浄化用内管１３を引き上げた結果、地面Ｅ上に突出する長さが長くなった場合は、浄化用流体供給管２３が接続された連結具２１，封止部材６９および回収管６３を浄化用内管１３の上端部から取り外して、浄化用内管１３の上端部を構成する浄化用短内管１５ｂおよび連結管１７を１本ずつ完全に取り外す。そして、浄化用内管１３の地中Ｍへの貫入量を調整したのち、浄化用流体供給管２３が接続された連結具２１，封止部材６９および回収管６３を再度、浄化用内管１３の上端部に取り付け、浄化作業を再開する。
上述した浄化作業により、汚染領域層Ｑの深度全域に亘って浄化が行われる。
【００５８】
上述したような第１の実施の形態に係る汚染地盤の浄化方法によれば、地中Ｍにおける汚染領域層Ｑの上端の深度Ｑ１近傍まで地中Ｍに埋設した浄化用外管９内に浄化用内管１３を挿入したのち浄化用外管９の下端より下方の地中Ｍの深度（深度Ｑ２より少し下方の深度）まで浄化用内管１３を貫入するようにしたので、汚染地盤における汚染領域層Ｑの下端の深度Ｑ２まで掘削形成して、その深度まで土留め用の管としての浄化用外管９を嵌入配置する必要がない上、地中Ｍに注入される浄化用流体がそのまますぐに上方に逃げるのを防止するための特別な封止部材も必要としない。
【００５９】
また、オゾン含有ガスと温水と水蒸気とで溶解され該温水に溶け込んだ地中Ｍの汚染物質を浄化用外管９と浄化用内管１３との間隙６１を介して地面Ｅ上に回収するようにしたので、地中Ｍの汚染物質を単純な構成で回収することができる。
【００６０】
また、地中Ｍにおける汚染領域層Ｑの上端の深度Ｑ１近傍まで試錐管７１を地中Ｍに貫入するようにしたので、先端部に堅強な掘削部材が取り付けられた試錐管７１を掘削装置により地中Ｍに貫入することで、地面Ｅ上から汚染領域層Ｑの上端の深度Ｑ１近傍までの間に岩，大小の石および礫が多く存在したとしても支障なく深度Ｑ１近傍まで掘削することができる。また、地中Ｍに貫入した試錐管７１内に浄化用外管９を挿入するようにしたので、汚染領域層Ｑの上端の深度Ｑ１近傍まで浄化用外管９を容易に貫入することができる。
【００６１】
また、試錐管７１内に浄化用外管９を挿入した後、試錐管７１を地中Ｍから抜き取るようにしたので、抜き取った試錐管７１を直ちに再利用することができる。
【００６２】
さらにまた、温水と、オゾン含有ガスおよび水蒸気を混合した混合気体とを切換装置２５により切り換えて交互に浄化用内管１３内に供給するようにしたので、浄化用内管１３に接続して該浄化用内管１３内に温水と混合気体とを供給するための供給管を共通の管にすることができる。その結果、その分、配管が簡略化される。
【００６３】
（第２の実施の形態）
以下、本発明に係る汚染地盤の浄化方法の、第２の実施の形態を図７によって詳細に説明する。図７において符号１０７で示すものは、本発明の第２の実施の形態に係る汚染地盤の浄化方法を使用するための浄化装置である。なお、この図において、前記第１の実施の形態で説明したものと同一または同等の部材等については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００６４】
上述した第１の実施の形態における汚染地盤の浄化方法では、浄化用外管９と浄化用内管１３とを１本ずつ地中Ｍに貫入して汚染地盤を浄化する例を示したが、第２の実施の形態における汚染地盤の浄化方法では、浄化用外管９と浄化用内管１３とを１２本ずつ地中Ｍに貫入して汚染地盤を浄化する例を示している。
【００６５】
汚染領域層Ｑの広さおよび汚染領域層Ｑの地中Ｍの深度（深さ）に行き渡るように、適当な間隔を隔てて複数の浄化用外管９…を貫入すると共に、それら全ての浄化用外管９…内に浄化用内管１３…をそれぞれ挿入している。なお、浄化用外管９…および浄化用内管１３…を挿入するまでの作業工程には、前記第１の実施の形態で説明したように、掘削装置により試錐管７１を地中Ｍに貫入する工程およびその貫入した試錐管７１を地中Ｍから引き抜く工程等が前段の工程として含まれる。
【００６６】
各浄化用内管１３…に接続された浄化用流体供給管２３および各浄化用外管９…の上端部から延設された回収管６３は、最終的にはそれぞれ１本の集合管として集合されて、切換装置２５および汚染水回収槽６５にそれぞれ接続されている。
【００６７】
（浄化装置１０７による浄化作業）
次に、汚染領域層Ｑが存在する地盤に設置された浄化装置１０７を使用して汚染領域層Ｑを浄化する作業手順について詳述する。浄化装置１０７では、複数の浄化用内管１３…のうち何れか１つの浄化用内管１３（図７中において矢印Ｙで示す浄化用外管９に挿入された浄化用内管１３）のみにオゾン含有ガスと水蒸気との混合気体および温水を第１の実施の形態と同様に供給する。このとき、矢印Ｙで示す浄化用外管９内の浄化用内管１３に対応して配設された第１開閉弁１０９を開いておくと共に該浄化用外管９に対応して配設された第２開閉弁１１１を閉じておく。一方、それ以外の第１開閉弁１０９は閉じておくと共に第２開閉弁１１１は開いておく。
【００６８】
浄化用内管１３の下端部を構成する浄化用短内管１５ａの各注入孔５９…からオゾン含有ガスと水蒸気との混合気体および温水がそれぞれ地中Ｍに高圧で注入されることで地中Ｍの圧力が上昇する。上昇した地中Ｍの圧力によって、温水や地下水に溶け込んだ汚染物質の一部は汚染水として、各浄化用外管９…と各浄化用内管１３…との間隙６１を通って地面Ｅ上まで押し出されようとする。
【００６９】
しかし、矢印Ｙで示す浄化用外管９に対応して配設された第２開閉弁１１１は閉じているので、それ以外の開いている第２開閉弁１１１および回収管６３を通過して汚染水回収槽６５に汚染水が回収される。なお、本実施の形態においても第１の実施の形態による浄化作業の場合と同様の手順により、浄化用内管１３を上方に移動させたり浄化用短内管１５ｂを１本ずつ取り外して、汚染領域層Ｑの深度全域（深度Ｑ２から深度Ｑ１まで）に亘ってオゾン含有ガスと水蒸気との混合気体および温水を浄化用内管１３の浄化用短内管１５ａの注入孔５９…から注入するようにする。
【００７０】
矢印Ｙで示す浄化用外管９に挿入された浄化用内管１３による注入作業が終了したのち、他の浄化用外管９（図７中において矢印Ｚで示す浄化用外管９）に挿入された浄化用内管１３のみにオゾン含有ガスと水蒸気との混合気体および温水を供給すべく、該浄化用内管１３に対応して配設された第１開閉弁１０９を開く。このとき、矢印Ｙで示す浄化用外管９内の浄化用内管１３に対応して配設された第１開閉弁１０９を閉じると共に、矢印Ｚで示す浄化用外管９に対応して配設された第２開閉弁１１１も閉じ、それ以外の第２開閉弁１１１は開くようにすることで、それらの開いた第２開閉弁１１１および回収管６３を通過して汚染水回収槽６５に汚染水が回収される。
【００７１】
矢印Ｚで示す浄化用外管９に挿入された浄化用内管１３による注入作業が終了したのち、さらに、注入作業を行っていない他の浄化用内管１３についても同様の注入作業を行ない、全ての浄化用内管１３について注入作業を行なうことで地中Ｍの汚染領域層Ｑの全域に亘って土壌の汚染物質を確実に浄化することができる。
【００７２】
なお、第１開閉弁１０９および第２開閉弁１１１は、全て電磁弁により構成され制御装置６８による自動制御により自動的に適宜開閉されるように構成されているが、これに替えて作業者が手作業により開閉操作するようにしてもよい。
【００７３】
上述したような第２の実施の形態に係る汚染地盤の浄化方法によれば、複数の浄化用外管９…のうち何れか一部の浄化用外管９に挿入された浄化用内管１３を介してオゾン含有ガスと水蒸気との混合気体および温水を地中Ｍに注入すると共に、オゾン含有ガスと水蒸気との混合気体および温水で溶解され該温水や地下水に溶け込んだ地中Ｍの汚染物質を複数の浄化用外管９…のうちの他の浄化用外管９と該浄化用外管９に挿入された浄化用内管１３との間隙６１を介して地面Ｅ上に回収する浄化方法を、注入と回収とを行う対象となる浄化用外管９等を適宜変更して行うようにしたので、単純な構成で地中Ｍの広い領域に亘って確実に浄化を行うことができる。
【００７４】
なお、上述した第２の実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏することができ、第１の実施の形態と同一または同等の構成部分については第１の実施の形態と同様の構造変更が可能であるのは言うまでもない。
【００７５】
また、上述した各実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、前記の各実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と明細書との全体から読み取れる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更後の汚染地盤の浄化方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
例えば、上述した各実施の形態においては、設定した圧力や温度ならびに、各種の部材および構成部分に関する内径、外径、長さおよび材質についてそれぞれ一定のものを使用した例を示したが、適宜、任意の値、寸法および材質に替えてもよい。
【００７６】
また、上述した各実施の形態においては、地中Ｍに貫入した試錐管７１内に浄化用外管９を挿入したのち、試錐管７１を地中Ｍから引き抜くようにしたが、これに替えて、試錐管７１を地中Ｍから引き抜かず、該試錐管７１を浄化用外管９として代用するようにしてもよい。この場合は、地中Ｍに貫入した試錐管７１内に浄化用内管１３を挿入することになる。このようにすることで、浄化用外管９が不要となる。
【符号の説明】
【００７７】
１  浄化装置
９  浄化用外管
１３  浄化用内管
２５  切換装置
５９  注入孔
７１  試錐管
Ｍ  地中
Ｑ  汚染領域層
Ｑ１  深度
Ｑ２  深度
【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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