(57)【要約】【課題】低コストで、効率的に且つ確実に汚染物質の拡散を防止することが可能な汚染物質の原位置拡散防止方法を提供する。【解決手段】汚染物質で汚染された土壌及び／又は地下水の汚染領域Ａから汚染物質が予め定めた境界域Ｂの外側へ拡散することを原位置にて防止する方法であって、汚染物質を不溶化処理して汚染物質の地下水への溶出量を低減させる原位置不溶化処理工程と、汚染領域Ａを通過するように注入井１２から水Ｗを供給するとともに、汚染領域Ａを通過した水Ｗを地下水とともに揚水井１１から汲み上げ、揚水井１１から汲み上げた揚水Ｓ１中の汚染物質を除去して揚水Ｓ１を浄化処理する残存汚染物質除去工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染物質で汚染された土壌及び／又は地下水の汚染領域から前記汚染物質が予め定めた境界域の外側へ拡散することを原位置にて防止する方法であって、
前記汚染物質を不溶化処理して前記汚染物質の地下水への溶出量を低減させる原位置不溶化処理工程と、前記汚染領域を通過するように注入井から水を供給するとともに、前記汚染領域を通過した前記水を前記地下水とともに揚水井から汲み上げ、該揚水井から汲み上げた揚水中の前記汚染物質を除去して該揚水を浄化処理する残存汚染物質除去工程とを備えることを特徴とする汚染物質の原位置拡散防止方法。
【請求項２】
請求項１記載の汚染物質の原位置拡散防止方法において、
前記注水井から供給する前記水に、前記原位置不溶化処理工程で不溶化されずに残った前記汚染物質を不溶化させるための不溶化処理剤が間歇的あるいは連続的に添加されることを特徴とする汚染物質の原位置拡散防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば重金属等の汚染物質で汚染された土壌及び／又は地下水の汚染領域から汚染物質が拡散することを原位置にて防止する汚染物質の原位置拡散防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば重金属等の汚染物質に汚染された土壌（及び／又は地下水）は、掘削除去などして完全にその場（原位置）から取り除くことが望ましい。しかしながら、特に汚染が広範に亘っているような場合、すなわち汚染領域が広大な場合には、汚染土壌（及び／又は汚染地下水）の掘削除去やその後の処理に莫大なコストがかかるという問題があった。また、近年、除去した汚染土壌を処分するための廃棄物最終処分場（管理型最終処分場や遮断型最終処分場）が不足しており、安易に汚染土壌を掘削して処分することが困難となっている。
【０００３】
このため、従来、例えば薬剤などの不溶化処理剤を汚染土壌や汚染地下水に接触させて汚染物質を不溶化させたり、例えば図２に示すように、シートパイルやコンクリート壁などの遮水壁１を、汚染領域Ａに対し地下水流Ｔの下流側に設置または汚染領域Ａを囲んで汚染物質を封じ込めるように設置したり、例えば図３に示すように、バリア井戸２を汚染領域Ａに対し地下水流Ｔの下流側に設置し、この井戸２から汚染地下水を揚水するなどして、境界域Ｂから外側への汚染物質の拡散を防止する対策が提案、実施されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３４０４４７号公報
【特許文献２】特開平１１−２０７３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、原位置で汚染物質を不溶化処理する場合には、不溶化処理剤を全ての汚染物質に接触させることが困難であり、不溶化されない汚染物質が残ってしまう。このため、地下水流によって不溶化されていない汚染物質が拡散するおそれがあった。
【０００５】
また、遮水壁を構築して汚染物質を封じ込める場合には、汚染物質の深度方向下方への拡散を防止するために、不透水層が汚染領域よりも深部の好適な位置に存在している必要がある。また、このように好適な位置に不透水層が存在しない場合には、例えばカーテングラウトなどの地盤改良を施して人工的に不透水層を設ける必要が生じる。さらに、完全に汚染領域を囲むように遮水壁を構築した場合には、降水の浸透などによる遮水壁内の地下水位の上昇を防止するために地表面の舗装などの対策が別途必要になる。このため、汚染物質の封じ込めに多大なコストを要することになる。さらに、工場施設など立地条件によっては、好適な位置に遮水壁を構築できない場合もある。
【０００６】
一方、バリア井戸の設置による対策においても、高濃度で汚染されている場合や地下水量が多い場合、汚染が深部に達している場合などでは、井戸の設置数が多くなったり、深度が大きくなり、このような井戸から継続的に汚染地下水を揚水することで莫大な汚染地下水を処理する必要が生じる。このため、揚水した汚染地下水の浄化処理を行なう浄化処理施設の建設コストや、汚染地下水の浄化処理コストが膨大になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、低コストで、効率的に且つ確実に汚染物質の拡散を防止することが可能な汚染物質の原位置拡散防止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】
【０００８】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００９】
本発明の汚染物質の原位置拡散防止方法は、汚染物質で汚染された土壌及び／又は地下水の汚染領域から前記汚染物質が予め定めた境界域の外側へ拡散することを原位置にて防止する方法であって、前記汚染物質を不溶化処理して前記汚染物質の地下水への溶出量を低減させる原位置不溶化処理工程と、前記汚染領域を通過するように注入井から水を供給するとともに、前記汚染領域を通過した前記水を前記地下水とともに揚水井から汲み上げ、該揚水井から汲み上げた揚水中の前記汚染物質を除去して該揚水を浄化処理する残存汚染物質除去工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明においては、原位置不溶化処理工程によって汚染物質の大部分が不溶化処理され、残存汚染物質除去工程によって、不溶化されずに残った汚染物質を汚染領域から除去することができる。これにより、汚染領域には、不溶化された汚染物質が残ることになるため、確実に汚染物質の拡散を防止することができる。
【００１１】
また、残存汚染物質除去工程で地上に汲み上げた揚水には、原位置不溶化処理工程で不溶化されずに残った汚染物質が含まれることになるため、この揚水の汚染物質濃度を低濃度に抑えることができる。これにより、浄化処理の負荷を確実に軽減することができ、安定して効率的に浄化処理を行なうことが可能になる。
【００１２】
また、本発明の汚染物質の原位置拡散防止方法においては、前記注水井から供給する前記水に、前記原位置不溶化処理工程で不溶化されずに残った前記汚染物質を不溶化させるための不溶化処理剤が間歇的あるいは連続的に添加されることが望ましい。
【００１３】
この発明においては、不溶化処理剤を添加した水を供給し汚染領域を通過させることによって、不溶化されずに残った汚染物質を不溶化させることが可能になる。これにより、揚水の汚染物質濃度をさらに低減することができるため、浄化処理の負荷をさらに軽減することが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の汚染物質の原位置拡散防止方法によれば、遮水壁を設けることなく、浄化処理の負荷を軽減することができるため、低コストで、効率的に且つ確実に汚染物質の拡散を防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１を参照し、本発明の一実施形態に係る汚染物質の原位置拡散防止方法について説明する。本実施形態は、例えば重金属等の不溶化可能な汚染物質で汚染された土壌及び／又は地下水の汚染領域から汚染物質が予め定めた境界域の外側へ拡散することを原位置にて防止する方法に関するものである。ここで、不溶化可能な汚染物質とは、例えば土壌環境基準や地下水環境基準に定められた重金属類など、人体に悪影響を及ぼしうる物質のうち、薬剤などの不溶化処理剤との接触によって溶解度の低い物質（化合物）に変化したり、吸着などして、地下水への溶出量を低減させることが可能な汚染物質を示す。なお、本発明は、土壌環境基準や地下水環境基準に定められた物質以外の物質で汚染されている場合においても、その物質を不溶化することができれば適用可能である。
【００１６】
本実施形態の汚染物質の原位置拡散防止方法に用いる汚染物質拡散防止装置１０は、図１に示すように、汚染物質で汚染された土壌及び／又は地下水の汚染領域Ａに対し、地下水流Ｔの上流側Ｔ１と下流側Ｔ２にそれぞれ設けられた複数の井戸（揚水井１１、注入井１２）と、揚水井１１で汲み上げた揚水Ｓ１に含まれる汚染物質を除去する浄化処理施設１３とを備えて構成されている。
【００１７】
また、本実施形態では、複数の井戸１１、１２が、汚染領域Ａを含み、それより外側への汚染物質の拡散を阻止するように予め定めた境界域Ｂ内に設けられている。そして、これら複数の井戸１１、１２のうち、地下水流Ｔの上流側Ｔ１に設けられた井戸が、地下水（水、供給水）Ｗを汚染領域Ａに供給する注入井１２とされ、地下水流Ｔの下流側Ｔ２に設けられた井戸が、注入井１２から供給され、汚染領域Ａを通過するように流下した供給水Ｗとともに地下水を地上に汲み上げるための揚水井１１とされている。
【００１８】
また、本実施形態において、地下水流Ｔの下流側Ｔ２の境界域Ｂ側に設けられた第１揚水井１１ａは、地上にて配管１４を介して注入井１２に繋げられている。すなわち、この第１揚水井１１ａで汲み上げた揚水Ｓ２が配管１４を介して注入井１２に送られ、注入井１２を通じて汚染領域Ａの地下水流Ｔの上流側に供給水Ｗとして供給される。また、第１揚水井１１ａと注入井１２を繋ぐ配管１４には、揚水Ｓ２の一部をサンプリングするための図示せぬ抽出口が設けられており、この抽出口からサンプリングした揚水Ｓ２は、その汚染物質濃度が計測される。さらに、第１揚水井１１ａと注入井１２を繋ぐ配管１４には、抽出口からサンプリングした揚水Ｓ２の汚染物質濃度に応じて不溶化処理剤Ｒを配管１４内に間歇的あるいは連続的に供給し、供給水Ｗに間歇的あるいは連続的に不溶化処理剤Ｒを添加する不溶化処理剤供給口１４ａが設けられている。
【００１９】
一方、他の揚水井（第２揚水井１１ｂ）は、第１揚水井１１ａよりも地下水流Ｔの上流側Ｔ１に配置されており、地上にて配管１５を介して浄化処理施設１３に繋げられている。
【００２０】
ついで、上記構成からなる汚染物質拡散防止装置１０を用いて汚染物質の拡散を防止する方法について説明するとともに、本実施形態の汚染物質の原位置拡散防止方法の作用及び効果について説明する。
【００２１】
本実施形態では、はじめに、第１揚水井１１ａから地下水を汲み上げるとともに、抽出口からサンプリングして揚水Ｓ２の汚染物質濃度を計測する。そして、この汚染物質濃度に応じた量の不溶化処理剤Ｒを不溶化処理剤供給口１４ａから揚水Ｓ２に供給する。これにより、不溶化処理剤Ｒを含む供給水Ｗが注入井１２を通じて汚染領域Ａに供給される。このように供給された供給水Ｗは、汚染領域Ａを通過するように流下し、これとともに、不溶化処理剤Ｒと接触して汚染物質が不溶化処理され、汚染物質の地下水への溶出量が低減される。このように第１揚水井１１ａからの地下水の汲み上げ、不溶化処理剤Ｒを含む供給水Ｗの供給を、第１揚水井１１ａから汲み上げた揚水Ｓ２の汚染物質濃度が所定の値に低下するまで継続的に行なってゆく（原位置不溶化処理工程）。そして、揚水Ｓ２の汚染物質濃度が所定の値に低下した段階で、汚染領域Ａの大部分の汚染物質は不溶化処理され、原位置不溶化処理工程が終了する。なお、供給水Ｗが供給されることによって一部の汚染物質は地下水流Ｔの下流側Ｔ２へ移動することになるが、第１揚水井１１ａ付近に達した際には、この第１揚水井１１ａで地下水とともに汲み上げられ、汚染物質が境界域Ｂの外側へ拡散することはない。すなわち、第１揚水井１１ａを通過して地下水流Ｔが境界域Ｂの外側に流下することがない所定の揚水量で地下水を汲み上げることで、確実に境界域Ｂの外側への汚染物質の拡散が防止される。
【００２２】
一方、原位置不溶化処理工程では、供給水Ｗが汚染領域Ａ全体に行き渡らず、部分的に不溶化されていない汚染物質が残っている可能性が高い。特に、この種の土壌、地下水汚染では、汚染領域Ａ内で汚染物質の濃度分布が生じて局所的に高濃度の汚染が認められる場合が多いため、１回の原位置不溶化処理工程で不溶化処理剤Ｒを全ての汚染物質に接触させて不溶化処理を施すことが難しい。
【００２３】
このため、本実施形態では、原位置不溶化処理工程後に、継続して第１揚水井１１ａからの地下水の汲み上げ及び注入井１２からの供給水Ｗの供給を行なう。また、これと同時に、第２揚水井１１ｂから、汚染領域Ａを通過した供給水Ｗ及び地下水の汲み上げを開始する。このように第２揚水井１１ｂから汲み上げた揚水Ｓ１は、原位置不溶化処理工程で不溶化されずに残った汚染物質を洗い流すように汚染領域Ａを通過することで、汚染物質が含まれる。このため、第２揚水井１１ｂによる地下水の汲み上げを行なうことで、徐々に汚染領域Ａに不溶化されずに残った汚染物質が除去されてゆく（残存汚染物質除去工程）。そして、このように第２揚水井１１ｂで汲み上げた揚水Ｓ１は、浄化施設１３に送られ、この浄化施設１３によって汚染物質が除去され、下水道や公共用水域へ放流される。ここで、このように第２揚水井１１ｂから汲み上げられた揚水Ｓ１は、予め原位置不溶化処理工程によって汚染領域Ａの大部分の汚染物質が不溶化されているため、その汚染物質濃度が低く維持されることになる。これにより、浄化施設１３に高濃度の揚水Ｓ１が送られることはなく、浄化施設１３への負荷が軽減され、安定して効率的に浄化処理が行なわれる。
【００２４】
また、第２揚水井１１ｂから地下水を汲み上げると同時に、第１揚水井１１ａから汲み上げた揚水Ｓ１に対し、汚染物質濃度が計測されている。そして、この汚染物質濃度が上昇してきた場合には、不溶化処理剤供給口１４ａから不溶化処理剤Ｒを供給して、不溶化処理剤Ｒを添加した供給水Ｗを汚染領域Ａに供給する。すなわち、揚水Ｓ１の汚染物質濃度に応じて間歇的に不溶化処理剤Ｒを供給水Ｗに添加する。これにより、第２揚水井１１ｂによって不溶化されずに残った汚染物質を汚染領域Ａから除去するとともに、この汚染領域Ａに残った汚染物質が供給水Ｗに添加した不溶化処理剤Ｒによって不溶化される。そして、このように残存汚染物質除去工程中に、不溶化されずに残った汚染物質を不溶化処理することで、第２揚水井１１ｂから汲み上げられた揚水Ｓ１の汚染物質濃度が確実に低く維持されることになり、確実に浄化施設１３への負荷が軽減される。なお、残存汚染物質除去工程において、連続的に不溶化処理剤Ｒを供給水Ｗに添加して、不溶化されずに残った汚染物質を不溶化処理するようにしてもよく、このようにした場合には、より確実に浄化施設１３への負荷が軽減される。
【００２５】
したがって、本実施形態の汚染物質の原位置拡散防止方法においては、原位置不溶化処理工程によって予め汚染物質の大部分が不溶化処理され、この原位置不溶化処理工程後の残存汚染物質除去工程によって、不溶化されずに残った汚染物質を汚染領域Ａから除去することができる。これにより、第１揚水井１１ａや第２揚水井１１ｂからの揚水Ｓ１、Ｓ２中に汚染物質が含まれなくなった時点で、汚染領域Ａには、不溶化された汚染物質が残ることになるため、確実に汚染物質の拡散を防止することができる。
【００２６】
また、残存汚染物質除去工程で地上に汲み上げた揚水Ｓ１には、原位置不溶化処理工程で不溶化されずに残った汚染物質が含まれることになるため、この揚水Ｓ１の汚染物質濃度を低濃度に抑えることができる。これにより、浄化処理の負荷を確実に軽減することができ、安定して効率的に浄化処理を行なうことが可能になる。
【００２７】
さらに、不溶化処理剤Ｒを添加した水を供給し汚染領域Ａを通過させることによって、不溶化されずに残った汚染物質を不溶化させることが可能になる。これにより、揚水Ｓ１の汚染物質濃度をさらに低減することができるため、浄化処理の負荷をさらに軽減することが可能になる。
【００２８】
よって、本実施形態の汚染物質の原位置拡散防止方法によれば、従来のように遮水壁を設けることなく、浄化処理の負荷を軽減することができるため、低コストで、効率的に且つ確実に汚染物質の拡散を防止することが可能になる。
【００２９】
以上、本発明に係る汚染物質の原位置拡散防止方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、第２揚水井１１ｂから汲み上げられた揚水Ｓ１が、浄化施設１３に送られ、この浄化施設１３で汚染物質を除去した後に下水道や公共水域に放流されるものとしたが、この浄化施設１３で浄化した水を供給水Ｗに転用してもよい。
【００３０】
また、本実施形態では、原位置不溶化処理工程時に第２揚水井１１ｂによる地下水の汲み上げを行なわないものとして説明したが、浄化施設１３への負荷が許容される場合には、原位置不溶化処理工程と残存汚染物質除去工程を並行して行なってもよい。このようにした場合には、工期の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る汚染物質の原位置拡散防止方法を示す図である。
【図２】従来の汚染物質の原位置拡散防止方法を示す図である。
【図３】従来の汚染物質の原位置拡散防止方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    汚染物質拡散防止装置
１１    揚水井
１１ａ  第１揚水井
１１ｂ  第２揚水井
１２    注入井
１３    浄化施設
１４    配管
１５    配管
Ａ      汚染領域
Ｂ      境界域
Ｒ      不溶化処理剤
Ｓ１    揚水
Ｓ２    揚水
Ｔ      地下水流
Ｔ１    上流側
Ｔ２    下流側
Ｗ      供給水（水）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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