(57)【要約】【課題】  汚染土壌の浄化をより短期間で終了する方法が産業上望まれている。浄化は、汚染物質の分解と濃度の低減となり、無害化となることはもちろんのこと、浄化にかかる処理期間のみならず、浄化後の２次処理の期間を含めて施工期間をより短期間で終了することが望まれている。鉄粉法において、有機ハロゲン化合物と油などの複合汚染土壌の浄化において可能であることが望まれていた。【解決手段】有機ハロゲン化合物で汚染されている汚染土壌を鉄粉により処理する方法において、該汚染土壌と鉄粉とを混合された土壌に、加熱手段を加えることを特徴とする汚染土壌の処理方法。上記加熱手段により、汚染土壌の温度を４０℃〜１２０℃とすることを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌の処理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物を含む汚染土壌を鉄粉により処理する方法において、該汚染土壌と鉄粉とを混合された領域に、加熱手段を加えることを特徴とする汚染土壌の処理方法。
【請求項２】
上記加熱手段により、汚染土壌の温度を４０℃〜１２０℃とすることを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項３】
上記加熱手段方法は、蒸気吹き込みまたは電気加熱であることを特徴とする請求項１または２に記載の汚染土壌の処理方法。
【請求項４】
上記加熱手段は、揚水、吸引、揚水と注水、インジェクションと吸引など、物理的回収行為をともなうことを特徴とする請求項１〜３に記載のいずれかの汚染土壌の処理方法。
【請求項５】
前記汚染土壌が、シルト質層を含む土壌であることを特徴とする請求項１〜４に記載のいずれかの汚染土壌の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ハロゲン化合物やその他汚染物質を含む汚染土壌の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ハロゲン化合物で汚染された汚染土壌は、さまざまな浄化方法が提唱されている。汚染土壌にゼロ価の鉄粉を混合し、土壌中で鉄粉の作用により有機ハロゲン化合物を分解する鉄粉法。微生物など分解能力を利用して土壌中で有機ハロゲン化合物を分解する微生物法。フェントン試薬等を汚染土壌に添加して有機ハロゲン化合物を土壌中で分解する酸化法などがある。  上記鉄粉法は、汚染土壌を浄化した後においても鉄粉等による汚染もなく、有機ハロゲン化合物を確実に分解できる優れた手法である。
【０００３】
汚染土壌中にある有機ハロゲン化合物は、その汚染土壌の土質によりさまざまな箇所に局部濃縮、または濃度が薄く拡散されている。土質により地下水、雨水、有機ハロゲン化合物の流れやすさ異なることが起因とされている。汚染土壌と鉄粉を混合すると、汚染土壌の土質は、混合された領域においては一定の均質さが得られるが、鉄粉法ではその均質さを厳密に要求されるものではないため混合後において、汚染土壌中の鉄粉は元の土質の影響を受けながら分解作用し、有機ハロゲン化合物を分解し、汚染土壌浄化する。このため、鉄粉法においては元の土質の影響を受け、浄化にかかる施工期間が変動されてしまった。また、汚染土壌には、有機ハロゲン化合物の他に、油などの汚染物質が複合されている場合ある。鉄粉法では、油によっては分解の阻害要因となる場合もあった。特許文献１には、汚染土壌に鉄粉を混合して浄化する際に、分解性能の高めることで浄化期間の短縮が図れる技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３５５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように汚染土壌の浄化をより短期間で終了する方法が産業上望まれている。浄化は、汚染物質の分解と濃度の低減となり、無害化となることはもちろんのこと、浄化にかかる処理期間のみならず、浄化後の２次処理の期間を含めて施工期間をより短期間で終了することが望まれている。鉄粉法において、有機ハロゲン化合物と油などの複合汚染土壌の浄化において可能であることが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、上記課題を解決すべく、本発明を見出した。すなわち、汚染土壌の浄化を鉄粉法に行う場合には、鉄粉と土質、鉄粉の汚染土壌への混合状態をより影響の少ないものを見出すことで上記課題を解決できることに着眼した。
【０００７】
有機ハロゲン化合物で汚染されている汚染土壌を鉄粉により処理する方法において、当該汚染土壌と鉄粉とを混合された土壌に、加熱手段を加えることを特徴とする汚染土壌の処理方法。汚染土壌の浄化が促進され好適である。
【０００８】
上記加熱手段により、汚染土壌の温度を４０℃〜１２０℃とすることを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌の処理方法。土壌における浄化に好適な温度である。
【０００９】
上記加熱手段方法は、蒸気吹き込みまたは電気加熱であることを特徴とする請求項１または２に記載の汚染土壌の処理方法。汚染土壌への加熱により好適である。温度分布の制御も可能となる。
【００１０】
上記加熱手段は、揚水、吸引、揚水および注水、インジェクションおよび吸引など、物理的回収行為をともなうことを特徴とする請求項１〜３に記載のいずれかの汚染土壌の処理方法。温度分布の制御をより好適にし、汚染土壌内の汚染物質の移動、除去も可能とする。
【発明の効果】
【００１１】
汚染土壌の浄化にあたって、浄化にかかる期間の著しい短縮が可能となった。ここでは、上記問題を解決するために、ゼロ価の鉄を地下に混合するとともに、加熱することで、浄化速度が飛躍的に向上した。このため環境が短期間で回復可能となった他、産業上望まれる土地の有効利用が促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
汚染土壌に含まれる有機ハロゲン化合物は、鉄粉により分解可能な物質が対象である。例えば、ＴＣＥ、ＰＣＥ、ｃｉｓ―ＤＣＥなどがある。
【００１３】
汚染土壌と鉄粉との混合状態は、特に影響されず、不均質な状態での混合状態であっても構わない。また、土質もシルト質と砂質の混合のような透水性が全く異なる土質の混合状態であってもよい。ただし、混合状態において汚染物質が鉄粉により分解が進行されていることが望ましい。
【００１４】
鉄粉は、鉄粉法に用いる鉄粉であればよい。有機ハロゲン化合物がより濃度が高い場合や、より短期間で浄化を終了したい場合は、分解性能が高い鉄粉を用いると良い。例えば、炭素を０．１％以上含み、比表面積が５００ｃｍ２／ｇ以上ある鉄粉を用いると良い。鉄粉の平均粒径は、１００〜５００μｍ程度がよい。土壌と混合した状態において、加熱手段による熱を吸収し、熱の分散を促す作用があるから好ましい。汚染土壌への鉄粉の混合量は、鉄粉法による分解に適した混合量でよい。汚染土壌（乾燥）に対して、０．１〜１０質量％程度でよい。
【００１５】
汚染土壌に対しては、浄化する領域を特定し、鉄粉を汚染土壌に混合する。混合方法は、重機を用いたオーガによる方法、バックフォーによる掘削混合で良く、混合した土壌を原位置のままとする原位置方法、隣接した箇所でパイル（小山）状にするパイル法などでも本発明は適用可能である。混合方法や、混合状態の保存は適宜設定すればよい。
【００１６】
汚染土壌と鉄粉とが混合され、汚染物質が分解され、その濃度が減少されていることが確認されたら、汚染土壌と鉄粉とが混合されている土壌領域に加熱手段を加える。
加熱手段は、スチーム（蒸気）吹き込み、電気加熱などの方法で熱を導入して、地温を20℃以上上昇させる。40℃以下では効果は少ないし、１３０℃以上では経済的に不利となる。
スチームの吹き込み位置は、汚染土壌領域内にスチーム通過する位置であることが望ましく。さらには、汚染領域の最深箇所に設置することが望ましい。スチームが吹き込み位置から地表に向かって上昇するためなるべく深い方が吹き込み領域が拡大されるからである。
加温とともに、揚水、吸引、揚水と注水、インジェクションと吸引など、物理的回収行為を行うと、さらに効果的である。これは、加温による化学反応の速度向上と、汚染物質の移動性向上が相乗的に寄与して浄化期間が短縮するものと推察される。
現場で施工の際、水素ガス発生が著しいため、水素ガスを回収する装置を設置する。
スチームを吹き込みは、スチームが通過し、地中で水平方向に四方にスチームが噴霧できるストレーナー構造を有し、先端からスチームが噴霧できるスチーム噴霧管を用いとよい。スチームの吹き込み口は、汚染土壌の領域内で複数設置することが望ましい。
【実施例】
【００１７】
下記の要領で擬似汚染土壌を作成した。
擬似汚染土壌の土質は、浚渫土壌であって、砂とシルトの互層を有し、土壌pH 9程度として、地下水位を地表より、深さ方向に２ｍの位置とした。
汚染範囲として、５m×５m×深さ１０ｍとした。なお、汚染が拡散しないように矢板等で仕切った。
汚染物質および濃度は、ＰＣＥ  １００ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌溶出値）、ＴＣＥ  １５ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌溶出値）、ｃｉｓ−DCE  ３ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌溶出値）、油３９０ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌含有値）の混合状態として初期濃度とした。
この擬似汚染土壌に鉄粉法を実施した。鉄粉法は、重機（オーガ）にて上記領域に鉄粉を混合した。混合後の土壌は、原位置とした。鉄粉は、炭素  ０．１％含み平均粒径２００μｍのものを用い、添加量は、土壌（乾燥）に対して平均３質量%とした。なお、混合状態を不均一とするため、鉄粉の添加量を混合時にばらつかせた。結果、鉄粉の添加量は１〜１０％ばらついていた。
この状態にて、約７５日間静置させた。鉄粉の分解により、汚染物質の濃度は、ＰＣＥ  １．５ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌溶出値）、ＴＣＥ  ０．０１ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌溶出値）、ｃｉｓ−DCE  ０．２ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌溶出値）、油３９０ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌含有値）と、汚染物質が分解されているのが確認された。
さらに、１５日間静置させた。汚染物質は、分解されているが、分解が遅くなってきている。
そこで、加熱手段を実施した。加熱手段は、スチーム注入を実施した。スチームを管の先端から噴霧可能として噴射口を備えるスチーム注入管を汚染領域の４箇所に設置した。スチーム管の設置箇所は、地表から領域を観た際に賽の目状の４箇所である。また地表から１０ｍ深度（ストレーナー区間は、地表（GL）から-9〜10m）に噴射口が配置されるようにのスチーム注入管を挿入し、それぞれの脇に揚水井戸設置した。ボイラーでスチームを発生させ、注入を１０日間程度実施した。この際、注入蒸気総量：２８ｍ３（ボイラー使用記録より）であった。
汚染領域の土壌の温度は、注入前は２０℃から最大値で１２０℃まで上昇した。
結果、ＰＣＥ  ０．０１ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌溶出値）以下、ＴＣＥ  ０．００１ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌溶出値）以下、ｃｉｓ−DCE  ０．００１ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌溶出値）以下、油２５０ｍｇ／ｋｇ（乾燥土壌、土壌含有値）と、汚染物質が分解され、土壌が浄化されているのが確認された。
上記スチームを注入後、９６時間の経過後において、処理中の土壌の温度を測定した。測定箇所は、スチーム管の中心からの水平方向で６０ｃｍで、地表から深さ距離である深度は、０〜１０ｍの範囲にて０ｍから１ｍ間隔で１１個所、同様に１３０ｃｍで、１１〜１６ｍで６個所温度計を配置して温度を測定した。なお、地表より１０ｍの深さの個所は、スチーム注入管の端部になりスチームが噴射されている位置である。測定の結果を表１に示す。表１にあるように土壌の温度は、深度が４〜５ｍの個所が１１７〜１２０．５℃まで達し、もっとも高温となっている。このように、スチーム注入管によりスチームを吹き込むことにより、深度方向において任意の温度分布を発生でき、汚染濃度や、浄化の方法に応じて温度分布の制御可能であるため、浄化が促進かつ、スチームのムダな使用を抑制してコストの低減が可能となる。
【００１８】
このように複合の汚染土壌であっても短期間で浄化可能となった。本実施例において最初の静置期間７５日後に１５日間静置したが、浄化の進みが鈍ったことより、最初の７５日間後に本発明のスチーム吹き込みを実施すれば、１５日間の静置期間は不要であることが分かる。また、浄化処理後においては、スチーム吹き込みにかかる装置を撤収する以外は、なんら作業が発生しないため、浄化後の２次処理も不要である。
【００１９】
【表１】
2008272597.tif 000002