(57)【要約】【課題】環境プラントの汚染状況を、環境プラントの周辺地域の環境を踏まえて、環境プラントの運転を管理するようにした環境監視システムを提供することを目的とする。【解決手段】環境プラント１が河川２の近くに設置され、汚染処理された排水３を河川２に排出している。環境プラント１には、水質モニタリング装置４が設けられ、自己が排出した汚染物質の濃度を検出することができ、河川２における環境プラント１の上流側及び下流側に含まれる各種汚染物質の濃度を検出する。環境プラント１の周辺には、環境プラント１から排出される排ガス６や、その箇所の大気中に含まれる汚染物質の濃度を検出する大気モニタリング装置７が設置されている。そして、それらの検出値は、管理センタ１０に集中的に集められ、データが分析されて、環境プラント１の周辺の汚染物の濃度が予測される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染物の排出施設が排出する環境汚染を伴う一種以上の汚染物の排出量を計測する一次的計測手段と、
前記排出施設の周辺位置に存在する前記汚染物の存在量を計測する二次的計測手段とを備え、
前記一次的計測手段により得られた前記汚染物の検出値と前記二次的計測手段により得られた汚染物の検出値の結果を分析し、該分析値の値から前記排出施設から排出される汚染物の排出量を管理するようにした環境監視システム。
【請求項２】
前記一次的計測手段と前記二次的計測手段により得られた汚染物の分析値の結果と、汚染物の計測地域及び非計測地域周辺の地域的環境関連情報から特定地域の汚染物の濃度を予測し、得られた予測値から前記排出施設から排出される汚染物の排出量を管理するようにした請求項１に記載の環境監視システム。
【請求項３】
前記一次的計測手段及び前記二次的計測手段の各々の検出値を管理センタに送信し、該管理センタが前記検出値の結果を分析し、該分析値の結果により前記管理センタが前記排出施設から排出される汚染物の排出量を、排出施設に調整するように指令を出すようにした請求項１または２に記載の環境監視システム。
【請求項４】
前記一次的計測手段と前記二次的計測手段により得られた汚染物の分析値の結果と、汚染物の計測地域及び非計測地域周辺の地域的環境関連情報からこれら地域の汚染物の濃度を予測し、得られた予測値と前記地域的環境関連情報により、コンピュータのシミュレーションにより、特定地域における汚染物の濃度の変化していく様子を予測するようにした請求項１に記載の環境監視システム。
【請求項５】
前記汚染物の排出量を計測する一次的計測手段及びこれに伴う二次的計測手段が、水質モニタリング装置であって、水中のＰＨ、化学的酸素要求量、生物化学的酸素要求量、浮遊物質、溶存酸素、全窒素及び全リンの１つ以上を計測するようにした請求項１〜４のいずれかに記載の環境監視システム。
【請求項６】
前記汚染物の排出量を計測する一次的計測手段及びこれに伴う二次的計測が、大気への排ガスの影響を監視する大気モニタリング装置であって、ダイオキシン、ＮＯｘ、ＳＯｘ、浮遊粒子状物質及び各種環境ホルモンの１つ以上の濃度を計測するようにした請求項１〜４のいずれかに記載の環境監視システム。
【請求項７】
前記分析値が特定地域で一定基準量を超えたときに、前記管理センタが前記特定地域周辺に警報や情報を提供するようにした請求項３〜６のいずれかに記載の環境監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陸地、海、河川、大気等の環境汚染の抑制を図る環境監視システム及び環境汚染予測システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、ダイオキシンの流出、産業廃棄物の不法投棄や埋立による水源汚染等の環境リスクが問題となっている。環境プラントは、最小限の周辺環境への影響を防止するに留まらず、それらに起因する環境リスクの管理も、環境プラントの運用上のリスク担保として必要とされはじめている。
一方、従来の環境プラントは、プラント毎に運用、管理され、排ガス処理設備や排水処理等の設備を設け、周辺への環境影響をできる限り減らしてはいるが、その管理範囲はプラント内にとどまっている。未だ、周辺地域での環境リスクを管理しつつ、環境プラントを運用する手法は確立されていないのが実状である。
【０００３】
また、環境プラント運用上で、周辺環境での環境リスクを管理する特許は見受けられないが、プラント外部への影響も含めた運用管理する特許として、次のような特許がある。
ネットワークを用いた最適化支援システム及び最適化支援方法として、下記の特許文献１が開示されている。該特許文献１によると、気象観測機器、環境観測センサ、観測機器付各種環境測定手段により、周辺環境と消費量とを同時に正確に把握し、様々なシステムと接続し、消費動向の特性を考えた省エネルギーを行うようにしている（詳細は特許文献１参照）。
他方、省エネルギーシステム運転監視方法及びシステムとして、下記の特許文献２が開示されている。該公報によると、各省エネルギーシステムのエネルギー使用量とエネルギー発生量からランニングコスト削減額と二酸化炭素削減量を算出して、二酸化炭素排出権取引に対応させている（詳細は特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１６３８４号  （第２〜４頁、第１〜２０図）
【特許文献２】
特開２００１−３３８０２８号  （第２〜７頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、プラント外部への影響も含めて運用管理する特許はあるが、環境プラント運用上で、都市ごみ焼却炉、産業廃棄物焼却炉、リサイクルプラント、ごみ収集中継基地、下水処理場等の周辺の環境で、環境リスクを管理する特許は見受けられないのが実情である。
本発明はこのような事情を鑑みてなされたもので、環境プラントの汚染状況を、環境プラントの周辺地域の環境を踏まえて、環境プラントの運転を管理するようにした環境監視システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を効果的に達成するために本発明の環境監視システムは、汚染物の排出施設が排出する環境汚染を伴う一種以上の汚染物の排出量を計測する一次的計測手段と、前記排出施設の周辺位置に存在する前記汚染物の存在量を計測する二次的計測手段とを備え、前記一次的計測手段により得られた前記汚染物の検出値と前記二次的計測手段により得られた汚染物の検出値の結果を分析し、該分析値の値から前記排出施設から排出される汚染物の排出量を管理するようにした。
ここで、二次的計測手段には、一時的計測手段を行った汚染物の排出施設以外の排出施設が含まれる。
【０００７】
前記環境監視システムは、前記一次的計測手段と前記二次的計測手段により得られた汚染物の分析値の結果と、汚染物の計測地域及び非計測地域周辺の地域的環境関連情報から特定地域の汚染物の濃度を予測し、得られた予測値から前記排出施設から排出される汚染物の排出量を管理するようにした。
ここで、地域的環境関連情報とは、その地域の河川、海、湖、山、谷、平野、盆地、標高、森林、農地等の地理的環境や、気温、湿度、降水量、風向き等の自然的環境や、車両の通行量、周辺の工場、ごみ投棄場の有無、ビルの密集、下水の配備、人口の密集度その増減、工場地、住宅地、学校、病院等の社会的環境に対する種々の情報が含まれる。また、この情報については、過去、現在のデータのみならず、将来的に変化したもの、例えば河川の流れの変更や、台風や地震等の発生により影響を及ぼすものも、データとしてできるだけ多く含むことにより正確な予測値が得られる。
【０００８】
前記環境監視システムは、前記一次的計測手段及び前記二次的計測手段の各々の検出値を管理センタに送信し、該管理センタが前記検出値の結果を分析し、該分析値の結果により前記管理センタが前記排出施設から排出される汚染物の排出量を、排出施設に調整するように指令を出すことができる。
前記環境監視システムは、前記汚染物の排出量を計測する一次的計測手段が、水質モニタリング装置であって、水中のＰＨ、化学的酸素要求量、生物化学的酸素要求量、浮遊物質、溶存酸素、全窒素及び全リンの１つ以上を計測することができ、さらに、前記汚染物の排出量を計測する一次的計測手段及びこれに伴う二次的手段が、大気への排ガスの影響を監視する大気モニタリング装置であって、ダイオキシン、ＮＯｘ、ＳＯｘ、浮遊粒子状物質及び各種環境ホルモンの１つ以上の濃度を計測することができる。
ここで、前記水質モニタリング装置の水質調査や大気モニタリング装置の大気中の調査の他に、土中の汚染物の濃度や必要に応じて魚介類等の生物体系の環境汚染、森林の枯れ等の現象に対するハンドリング的な計測調査を加えてもよい。これにより、環境管理センタは、ＮＯｘに起因する酸性雨などの影響対策について、トラック等の通行量の制限や幹線道路の変更等の対策を講じることができる。
【０００９】
前記環境監視システムは、前記分析値が特定地域で一定基準量を超えたときに、前記管理センタが前記特定地域周辺に警報や情報を提供するようにした。
ここで、情報とは、非難情報や、その他汚染物の濃度に対する短期的な予測や長期的な予測を提供することができる。そして、その予測により管理センタが環境施設の分散・移転や汚染物の処理能力の増減の短期・長期計画が可能になる。また、分析値の一定基準量とは、注意すべき基準量、警戒すべき基準量、危険領域まで達した場合等の任意の基準量が含まれる。当然に田畑を有する農地と工業用地ではそれらの基準量が異なることになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による環境監視システムについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る環境監視システムを示す。図に示すように、環境プラント１が河川２の近くに設置され、環境プラント１は、汚染処理された排水３を河川２に排出している。環境プラント１には、水質モニタリング装置４が設けられ、自己が排出した汚染物質の濃度を検出することができ、河川２における環境プラント１の上流側及び下流側に含まれる各種汚染物質の濃度を検出することができる。検出回数については、所定時間毎に間隔を開けて行ってもよく、連続して行ってもよい。
【００１１】
環境プラント１には、その周辺に民家８や道路９が設けられ、併せてそれらのエリアの特定箇所には、環境プラント１から排出される排ガス６や、その箇所の大気中に含まれる汚染物質の濃度を検出する大気モニタリング装置７が設置されている。
それらの水質モニタリング装置４や大気モニタリング装置７等の環境リスクモニタリング装置の検出値は、統合監視・管理センタ１０に集中的に集められ、それらの検出値から分析されたデータは、環境プラント１等と、ネットワークで送受信され、各サブシステムを繋ぐネットワーク１１が構成されている。以下、それらの環境監視システムの個々の詳細について説明する。
【００１２】
環境プラント１は、都市ごみ焼却炉、産業廃棄物焼却炉、処理困難物焼却炉、リサイクルプラント、ごみ収集中継基地、下水処理場、下水汚泥焼却炉、し尿処理場といった環境装置であり、その他発電所等も含まれる。
水質モニタリング装置４は、環境プラント１から河川２への排水３の影響を監視する。排水３中のｐＨ、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＳＳ（浮遊物質）、ＤＯ（溶存酸素量）、Ｔ−Ｎ（全窒素）、Ｔ−Ｐ（全燐）といった環境基準値やダイオキシン濃度、環境ホルモン濃度等の水質に関連する環境リスクを、マイクロリアクタを利用したセンサやバイオセンサを用いて計測する装置である。
大気モニタリング装置７は、環境プラント１から大気５への排ガス６の影響を監視する。排ガス６中のＮＯｘ濃度、ＳＯｘ濃度、ＳＰＭ（浮遊粒子状物質）といった環境基準値やダイオキシン濃度、環境ホルモン濃度等の大気に関連する環境リスクを、マイクロリアクタを利用したセンサやバイオセンサを用いて計測する装置である。なお、マイクロリアクタは、ＮＯｘ、ＣＯ、ＣＯ２、ＳＯｘ、ＰＭ、臭気ＣＤＯ、ＢＯＤ、ｐＨ、重金属、ダイオキシン類、環境ホルモン、ＰＯＰｓ当の計測機能を一台のセンサーキットにコンパクトに集積でき、かつリアルタイムに計測可能なセンサーである。
【００１３】
統合監視・管理センタ１０は、水質モニタリング装置４や大気モニタリング装置７の監視結果をもとに、周辺環境での環境リスクを管理しつつ、環境プラント１を遠隔監視し、運用、メンテナンス等の様々なサービスを行う拠点である。
ネットワーク１１は、水質モニタリング装置４や大気モニタリング装置７等の環境リスクモニタリング装置と統合監視・管理センタ１０または環境プラント１をインターネット、専用回線、無線ＬＡＮ等で繋いで通信を行う。また、環境プラント１と統合監視・管理センタ１０をインターネット、専用回線、無線ＬＡＮ等で繋ぐ通信網である。
【００１４】
統合監視・管理センタ１０で行うサービスは、図２のフローに示す通り、統合監視・管理センタ内の統合監視・管理システムとして自動的に行われる。
図２中に示す環境リスクモニタリング２１は、水質モニタリング装置４や大気モニタリング装置７等の環境リスクモニタリング装置を用いて、サービスの対象となる環境プラント１の周辺環境での環境リスクを計測し、自動記録し、監視する。詳細な監視項目は、表１の環境リスク洗い出し表に示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
次の環境リスク予測２２では、非計測（非監視）地域において、表１に示す環境リスク洗い出し表に示す項目の環境リスクを予測する。環境リスクは、監視していない場所や、直接監視できない環境リスクや、環境リスクがどのように進展するかの予測を行う。以下、これらについて▲１▼〜▲３▼で説明する。
▲１▼監視していない場所、時間帯等の補完を予測により行う、管理地域内のきめの細かな監視する。
大気モニタリング装置７の結果に対しては、気象条件、地形条件を用いて、監視していない場所での大気中有害成分やある場所での大気中有害成分の時間経過を、大気拡散予測モデルを用いて予測する。
すなわち、図３に示すように、大気モニタリング装置７の位置を収集する計測器設置データベース３１、計測エリアの範囲や地域的情報を収集する地域情報データベース３２、河川、海、平野、盆地、標高等の地理的情報を収集する地理情報データベース３３、風向・風速、気温、気圧、日射量などの気象情報を収集する気象情報データベース３４を集計して非定常広域大気拡散モデル３５で分析する。
【００１７】
図４に示すように、拡散モデル３５については、地理的情報データベース３３に収集されている予測地域の位置、標高、土地利用等のデータと、広域気象情報データベース３４ｂに収集されている天気、雨量、風向き、風速、日射量等のデータを分析して、広域メッシュを作成する。そして、広域大気気象モデル計算３７を行う。具体的には、運動方程式（風向・風速）、熱エネルギー方程式、水分拡散方程式、連続の式により、メッシュ点毎に計算を行う。得られた計算結果は、広域大気気象計算結果データベース３８に出力される。
【００１８】
計算地域設定３９では、広域メッシュの各メッシュをさらに狭くした領域（メッシュ）を設定して行われる。広域大気気象計算結果データベース３８の計算結果と、地理情報データベース３３のデータと、地域情報データ３２のデータを集計して、計算地域内メッシュを作成４０する。計算地域内メッシュ作成４０が行われたら、地域大気気象モデル計算４１を行う。モデル計算４１は、計算地域の地域気象情報データベース３４ａ、すなわち、計算地域の天気、雨量、風向、風速、日射量等を分析して、運動方程式（風向・風速）、熱エネルギー方程式、水分拡散方程式、連続の式を用いて、メッシュ毎に計算を行う。
【００１９】
そして、ＮＯｘの予測を例として、地域大気気象モデル計算４１の結果から、その計算地域のＮＯｘ拡散計算４２をＮＯｘ拡散方程式を用いて行い、得られたＮＯｘの実側値補正計算４３を行う。この実測値補正計算４３は、環境プラント１の煙道を実測した大気ＮＯｘ計測データベース３０と、その測定位置を分析した計測器設置データベース３１のデータを集計して行う。この補正後の数値が、地域内予測データベース４４となり、環境プラント１の他にＮＯｘの排出源や排出施設がある場合は、その排出源等の排出分を踏まえてＮＯｘのバックグランドを算出して、地域内拡散データベース４６を算出する。他の環境汚染物の予測対象についてもＮＯｘと同様にして予測する。
【００２０】
▲２▼直接監視できない環境リスクに対しても、利用可能な関連情報から予測する。
直接監視できない環境リスクに対して、トリクロロエチレンを一例として地下水汚染予測をしてみる。地下水に関連する環境リスクは、土壌汚染による地下水の汚染状況を地下水汚染モデルを用いて予測を行い、直接監視できない地下水汚染のような環境リスクを予測する。
図５に示すように、先ず地下水におけるトリクロロエチレンの汚染状況検査を行い、その結果を地下水トリクロロエチレン汚染計測結果データベース５０に入力する。その他、汚染状況に関連する要因として、地下水流脈のボーリング検査を行い、その結果を地下水流脈データベース５１に収集する。また、地下水に影響を及ぼす土質や位置を地層データベース３３ａに収集する。
その他収集データとして、地域範囲の地域情報をデータベース３２に、その地域の位置、標高、土地利用状態を地理情報データベース３３に、計算地域の天気、雨量、風向、風速、日射量等を気象情報データベース３４に収集する。
そして、これらのデータベース５０，３２〜３４を分析して地下水汚染予測モデル５５の計算結果を集計する。
【００２１】
図６に示すように、具体的に地下水汚染予測モデル５５は、地域情報データベース３２、地層データベース３３ａ、地理情報データベース３３を分析して地域内地層メッシュ作成５７を行う。この分析データと地下水流脈データベース５１と気象情報データベース３４の各データを分析して地下水流動計算５８を行う。次いで、地下水流の運動方程式と連続の式を用いて、各メッシュ点に対する汚染物質流動計算５９を行う。そして、トリクロロエチレン汚染計測結果データベース５０で収集したデータと汚染物質流動計算５９に基づいて、実測地補正計算６０を行う。実測地補正計算６０は、汚染物質拡散方程式の各メッシュ点に対する計算を行い、地域内地下水の汚染データベース５６が得られる。
【００２２】
▲３▼環境リスクがどのように進展するかの予測（図７参照）▲１▼や▲２▼の予測だけではなく、それぞれの予測結果を用いて、さらに今後、どのように環境リスクが進展していくかをそれぞれの予測モデルを用いて、進展予測する。
すなわち、大気モニタリング装置７の位置を収集する計測器設置データベース３１、計測エリアの範囲や地域的情報を収集する地域情報データベース３２、河川、海、平野、盆地、標高等の地理的情報を収集する地理情報データベース３３、風向・風速、気温、気圧、日射量などの気象情報を収集する気象情報データベース３４を集計し、さらに図３で得られた地域内拡散データベース４６を踏まえて、コンピュータ６１により時間経過に対するシミュレーションをして、地域内拡散進展状況データベース６２を作成する。
【００２３】
以上、図２に示す環境リスク予測２２のフローの詳細について説明したが、次の環境リスク警報２３では、環境リスクモニタリング２１および環境リスク予測２２の状況によって、汚染物の濃度が一定値を超えた場合は、統合監視・管理センタ１０から自治体や市民へ環境リスクに対して統合監視・管理システムで自動的に警報を発する。この際、自治体へはインターネット、専用回線、無線ＬＡＮ等で通信により通知し、市民へはインターネット上のホームページ、地域内に設置の情報表示盤等への表示、自治体の音声放送等により行う。例えば、光化学スモッグ警報などに利用することができる。
【００２４】
環境リスク回避法検討２４では、環境リスク警報で出された環境リスクを、過去事例から対処法を類推したり、現象を再現・予測するシミュレーション等により統合監視・管理システムで自動的に行う。なお、環境リスク回避項目は表１の対策の欄に記載している。
環境リスク回避指導２５では、環境リスク回避法検討２４の結果に基づき、統合監視・管理センタ１０より環境プラントへ、環境リスクを回避するためのプラント運転方法の指導を行う（メッセージ表示またはガイダンス表示）。なお、環境リスク回避項目は、表１の対策に記載している。
環境リスク回避対策２６では、統合監視・管理センタ１０側で可能な環境リスクの回避を行い、統合監視・管理システムで自動的に環境リスクを管理する。また、統合監視・管理システムからの指示（メッセージ表示またはガイダンス表示）により環境プラント１側で可能な環境リスクの回避を運転員が行う。環境リスク回避項目は、表１の対策に記載している。
【００２５】
プラント運転・管理２７では、環境リスク管理の元、環境リスク回避指導２５の運転方法に従い、環境プラント側での運用を統合監視・管理システムが支援したり、運用を代行する場合には統合監視・管理センタ１０側で環境プラントの運転を統合監視・管理システムが遠隔で運転を行う。
プラントメンテナンス２８では、環境リスク管理の元、統合監視・管理システムで自動的にメンテナンス計画を立て、環境プラント側でのプラントメンテナンスを支援したり、代行する場合には統合監視・管理センタ１０側で統合監視・管理システムが環境プラント１への遠隔指示によるメンテナンスまたはロボット等により遠隔メンテナンスを行う。上述のプラント運転、管理２７及びこのプラントメンテナンス２８の内容は、環境リスクモニタリング２１にフィードバックする。
避難誘導２９は、環境リスク回避対策２６の一環として行われる。環境リスクにより、周辺環境へ速攻的に悪影響を与える場合、風向・風速、地形、建物・構造物の立地状況、道路や避難先の配置等により適切な避難先を決定し、統合監視・管理システムで自動的に市民を避難誘導する。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施の形態について、ダイオキシンを例に挙げて説明する。なお、上記の実施の形態の図１〜図７に対応する部分について同一の符号を付して説明する。
図８は、本発明に係る環境監視システムを示す。図に示すように、環境プラント１が河川２の近くに設置され、環境プラント１は、汚染処理された排水３を河川２に排出している。環境プラント１には、水中ダイオキシン直接計測装置４が設けられ、さらに自己が直接排出した汚染物の濃度を検出する放流水ダイオキシン直接計測装置１３１を配設している。河川２における環境プラント１の上流側及び下流側に含まれる各種汚染物質の濃度を検出することができる。検出回数については、所定時間毎に間欠して行ってもよく、連続して行ってもよい。
【００２７】
環境プラント１には、その周辺に民家８や道路９が設けられ、併せてそれらのエリアの特定箇所には、環境プラント１から排出される排ガス６や、その箇所の大気中に含まれる汚染物質の濃度を検出する大気中ダイオキシン直接計測装置７が設置されている。環境プラント１には煙道のダイオキシンの直接計測装置７が配設されている。
それらの水中ダイオキシン直接計測装置４，１３１及び大気中ダイオキシン直接計測装置７，１４１等の環境リスクモニタリング装置の検出値は、統合監視・管理センタ１０に集中的に集められている。そして、それらの検出値から分析されたデータは、環境プラント１等と、ネットワークで送受信され、各サブシステムを繋ぐネットワーク１１が構成されている。また、本実施の形態では、ダイオキシン除去装置１２１が設けられている。以下、環境監視システムの個々の構成について、さらに詳細に説明する。
【００２８】
環境プラント１は、都市ごみ焼却炉、産業廃棄物焼却炉、処理困難物焼却炉、リサイクルプラント、ごみ収集中継基地といった環境装置である。
水中ダイオキシン直接計測装置４は、環境プラント１から河川２への排水３の影響を監視する。排水３から河川２へ放流後のダイオキシン濃度をマイクロリアクタを利用したセンサやバイオセンサやイオン化質量分析法を用いて直接計測する装置である。
【００２９】
放流水ダイオキシン直接計測装置１３１は、環境プラント１から河川２への放流する排水３のダイオキシン濃度を監視する。排水３中のダイオキシン濃度をマイクロリアクタを利用したセンサや、バイオセンサやイオン化質量分析法を用いて直接計測する装置がある。
大気中ダイオキシン直接計測装置７は、環境プラント１から大気５への排ガス６の影響を監視する。排ガス６から大気５へ排出後のダイオキシン濃度をマイクロリアクタを利用したセンサやバイオセンサやイオン化質量分析法を用いて直接計測する装置である。
煙道ダイオキシン直接計測装置１４１は、環境プラント１から大気５へ排出する排ガス６のダイオキシン濃度を煙道で監視する。排ガス６中のダイオキシン濃度をマイクロリアクタを利用したセンサやバイオセンサやイオン化質量分析法を用いて直接計測する装置である。
【００３０】
統合監視・管理センタ１０は、水中ダイオキシン直接計測装置４や大気中ダイオキシン直接計測装置７の監視結果をもとに、周辺環境でのダイオキシン管理を行いつつ、環境プラント１を遠隔監視し、運用・メンテナンス（Ｏ＆Ｍ）等の様々なサービスを行う拠点となる。
ネットワーク１１は、水質中ダイオキシン直接計測装置４や大気中ダイオキシン直接計測装置７と統合監視・管理センタ１０または環境プラント１をインターネット、専用回線、無線ＬＡＮ等で繋いで通信を行う。また、環境プラント１と統合監視・管理センタ１０をインターネット、専用回線、無線ＬＡＮ等で繋ぐ通信網。
【００３１】
統合監視・管理センタ１０で行うサービスは、図９に示す通り、統合監視・管理センタ内の統合監視・管理システムとして自動的に行われる。
ダイオキシン直接計測８１は、放流水ダイオキシン直接計測装置１３や煙道ダイオキシン直接計測装置１４等のダイオキシンモニタリング装置を用いて、環境プラント１からの排水放流や排ガス放流中のダイオキシンを直接計測して監視するだけでなく、水中ダイオキシン直接計測装置４や大気中ダイオキシン直接計測装置７等のダイオキシンモニタリング装置を用いて、サービスの対象となる環境プラント１の周辺環境でのダイオキシンを直接計測し、自動記録し、監視する。
監視項目は、表２の監視項目に記載した。
【００３２】
【表２】
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ダイオキシン拡散予測８２は、統合監視・管理システムで自動的に次の予測計算を行う。予測項目は上記表２に記載した。
まず、ダイオキシンの発生源は、環境プラント１のひとつであるごみ焼却炉が最も多いこととなっているが、管理地域内の河川２、大気５で計測されるダイオキシンは他の発生源からのものも含むバックグランド問題がある。
これに対し、環境プラント１の排出時および排出後のダイオキシンを計測し、次のように河川水質予測または大気拡散予測により、排出後のダイオキシン濃度を予測し、計測地点での予測値と比較することにより、バックグラウンドの推定が可能となり、環境プラント１より排出されるダイオキシンのみの影響が監視可能となる。以下、これらの監視について詳細に説明する。
▲１▼監視していない場所、時間帯等の補完を予測により行う、管理地域内のきめ細かな監視をする。
水中ダイオキシン直接計測装置４の結果に対しては、降雨量等の気象条件、地形情報を用いて、監視していない場所での水中ダイオキシン濃度やある場所での水中ダイオキシン濃度の時間経過を河川水質予測モデルを用いて予測する。
大気中ダイオキシン直接計測装置７の結果に対しては、風向・風速、気温、気圧、日射量などの気象条件、地形条件を用いて、監視していない場所での大気中ダイオキシン濃度やある場所での大気中ダイオキシン濃度の時間経過をＲＡＭＳ（広域非定常大気拡散モデル）を用いて予測する。
【００３３】
具体的には、図１０に示すように、各ダイオキシン直接計測装置４，７，１３１，１４１の位置及び計測の種類等をサンプリングする計測器設置データベース３１、計測エリアの範囲を設定する地域情報データベース３２、河川、海、平野、位置、標高、土地の利用状態等の地理的情報を収集する地理情報データベース３３、風向・風速、気温、気圧、日射量などの気象情報を収集する気象情報データベース３４を集計して非定常広域大気拡散モデル３５で分析する。
【００３４】
大気拡散モデル３５を詳細に説明すると、図１１に示すように拡散モデル３５は、地理的情報データベース３３に収集されている予測地域の位置、標高、土地利用状態等のデータと、広域気象情報データベース３４ｂに収集されている天気、雨量、風向き、風速、日射量等のデータを分析して、広域メッシュを作成する。そして、広域大気気象モデル計算３７を行う。具体的には、運動方程式（風向・風速）、熱エネルギー方程式、水分拡散方程式、連続の式により、メッシュ点毎に計算を行う。得られた計算結果は、広域大気気象計算結果データベース３８に出力される。
【００３５】
計算地域設定３９では、広域メッシュの各メッシュをさらに狭くした領域（メッシュ）を設定して行われる。広域大気気象計算結果データベース３８の計算結果と、地理情報データベース３３の地理的情報データと、範囲を設定する地域情報データ３２のデータを分析して、計算地域内メッシュを作成４０する。計算地域内メッシュ作成４０が行われたら、地域大気気象モデル計算４１を行う。モデル計算４１は、メッシュ作成４０で得られたメッシュデータに基づいて、計算地域の地域気象情報データベース３４ａ、すなわち、計算地域の天気、雨量、風向、風速、日射量等を分析して、運動方程式（風向・風速）、熱エネルギー方程式、水分拡散方程式、連続の式を用いて、メッシュ毎に計算を行う。
【００３６】
そして、地域大気気象モデル計算４１の結果から、その地域のダイオキシン拡散計算４２をダイオキシン拡散方程式を用いて行い、得られたダイオキシンの濃度の実側値補正計算４３を行う。この実測値補正計算４３は、環境プラント１の煙道を実測した大気ダイオキシン計測データベース３０と、その測定位置を収集した計測器設置データベース３１のデータを集計して行う。この補正後の数値が、地域内予測データベース４４となる。
図１０に示すように、環境プラント１の煙道ダイオキシン直接計測１３１，１４１及び大気中ダイオキシン直接計測７の他にダイオキシンの排出源や排出施設がある場合は、その排出源等の排出分を踏まえてダイオキシンのバックグランドを算出して、地域内拡散データベース４６を算出する。こうして、地域内拡散データベース４６が算出される。
【００３７】
▲２▼直接監視できない環境リスクに対しても、利用可能な関連情報から予測する。ダイオキシンに汚染された地下水の汚染状況を地下水汚染モデルを用いて予測を行い、直接監視できない地下水汚染を予測する。
具体的には、図１２に示すように、先ず地下水におけるダイオキシンの汚染状況検査を行い、その結果を地下水ダイオキシン汚染計測結果データベース５０に入力する。その他、汚染状況に関連する要因として、地下水流脈のボーリング検査を行い、その結果を地下水流脈データベース５１に収集する。
その他収集データとして、地域範囲の地域情報をデータベース３２に、その地域の位置、標高、土地利用状態を地理情報データベース３３に、計算地域の天気、雨量、風向、風速、日射量等を気象情報データベース３４に収集する。
そして、これらのデータベース５０〜５４を分析して地下水汚染予測モデル５５の計算結果を集計する。
【００３８】
図１３に示すように、具体的に地下水汚染予測モデル５５は、地域情報データベース３２、地層データベース３３ａ、地理情報データベース３３を収集して地域内地層メッシュ作成５７を行う。この分析データと地下水流脈データベース５１と気象情報データベース５５の各データを収集して地下水流動計算５８を行う。次いで、地下水流の運動方程式と連続の式を用いて、各メッシュ点対する汚染物質流動計算５９を行う。そして、ダイオキシン汚染計測結果データベース５０で収集したデータと汚染物質流動計算５９に基づいて、実測地補正計算６０を行う。実測地補正計算６０は、汚染物質拡散方程式の各メッシュ点に対する計算を行い、地域内地下水のダイオキシン汚染データベース５６が得られる。
【００３９】
▲３▼環境リスクがどのように進展するかの予測（図１４参照）
▲１▼や▲２▼の予測だけではなく、それぞれの予測結果を用いて、さらに今後、どのように環境リスクが進展していくかをそれぞれの予測モデルを用いて、進展予測する。
すなわち、大気モニタリング装置７の位置を収集する計測器設置データベース３１、計測エリアの範囲や地域的情報を収集する地域情報データベース３２、河川、海、平野、盆地、標高等の地理的情報を収集する地理情報データベース３３、風向・風速、気温、気圧、日射量などの気象情報を収集する気象情報データベース３４を集計し、さらに図１０で得られた地域内拡散データベース４６を踏まえて、コンピュータ６１により時間経過に対するシミュレーションをして、地域内拡散進展状況データベース６２を作成する。
【００４０】
以上、図９に示すダイオキシン拡散予測８２の詳細について説明したが、次の環境リスク警報２３では、ダイオキシン直接計測１およびダイオキシン拡散予測８２の状況によって、統合監視・管理センタ１０から自治体や市民へ環境リスクに対して統合監視・管理システムで自動的に警報を発する。この際、自治体へはインターネット、専用回線、無線ＬＡＮ等で通信により通知し、市民へはインターネット上のホームページ、地域内に設置の情報表示盤等への表示、自治体の音声放送等により行う。
【００４１】
ダイオキシン許容濃度判断８４では、統合監視・管理システムで自動的にダイオキシン濃度が許容濃度以上か以下か判断し、許容濃度以上であれば、プラント運転停止８５、避難誘導８６を行い、緊急時の対応を行う。また、許容濃度以下であれば、ダイオキシン低減運転指導８７、プラント運転・管理８８、プラントメンテナンス９９を行い、通常の運用を行う。
ダイオキシン濃度が許容以上であれば、プラント運転を停止８５する。プラント運転停止８５では、統合監視・管理システムで自動的に統合監視・管理センタ１０より環境プラントへ、プラント運転停止の指示（メッセージ）を出し、プラント運転員にプラントを停止させるか、遠隔運転により統合監視・管理システムがプラントを停止する。
【００４２】
避難誘導８６では、プラントを停止すると共に、統合監視・管理システムで自動的に風向・風速、地形、建物・構造物の立地状況、道路や避難先の配置等により適切な避難先を決定し、市民を避難誘導する。
ダイオキシン低減運転方法指導８７は、統合監視・管理センタ１０側より環境プラントへ、燃焼管理等のダイオキシンを低減する運転方法の指導を行い（メッセージ表示またはガイダンス表示）、環境プラント１の運転員の運転操作により低ダイオキシン運転を行うようにする。
【００４３】
プラント運転・管理８８では、ダイオキシン管理の元、ダイオキシン低減運転方法指導７の運転方法に従い、環境プラント側での運用を統合監視・管理システムが支援したり、運用を代行する場合には統合監視・管理センタ１０側で環境プラントの運転を統合監視・管理システムが遠隔で運転を行う。
プラントメンテナンス８９では、ダイオキシン管理の元、統合監視・管理システムが自動的にメンテナンス計画を立て、環境プラント側でのプラントメンテナンスを支援したり、代行する場合には統合監視・管理センタ１０側で統合監視・管理システムが環境プラント１への遠隔指示によるメンテナンスまたはロボット等により遠隔メンテナンスを行う。
【００４４】
図９に示すように、許容濃度判断８４で許容濃度以上となった場合、環境プラント１の周囲のダイオキシン拡散予測８２で進展予測した結果により、影響度の高い範囲で、常温プラズマに分解装置や吸着装置といった図８のダイオキシン除去装置１２を用いて、図８のダイオキシン除去１２１で大気中のダイオキシンを除去する。
また、その後は、ダイオキシン低減運転方法指導８７を行い、許容濃度以下の場合と同じようにプラント運転・管理８およびプラントメンテナンス８９を行う。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基いて種々の変形及び変更が可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ダイオキシンやその他汚染物の排出施設及び、その周辺における計測地の汚染物の検出値と、計測地域周辺の河川、海、平野、盆地、標高等の地理的情報や、風向・風速、気温、気圧、日射量などの気象的情報等を収集することにより、汚染物の未計測地域の汚染物の濃度を予測することができる。また、その排出施設の汚染物の排出量や地理的情報と気候情報等を踏まえて、シミュレーションにより将来の汚染物の状況を短期的若しくは長期的に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による環境監視システムの環境汚染の監視を行う地域における管理システム図である。
【図２】図１の環境汚染の監視手順を示すフロー図である。
【図３】第１の実施の形態のＮＯｘ大気拡散モデルのシステム図である。
【図４】第１の実施の形態のＮＯｘの非定常広域大気拡散モデルのシステム図である。
【図５】第１の実施の形態の環境監視システムにおいて、トリクロロエチレンの直接監視できない環境リスクを予測するためのシステム図である。
【図６】図５のトリクロロエチレンの地下水予測モデルの詳細を示すシステム図である。
【図７】第１の実施の形態の環境監視システムにおいて、環境リスクがどのように進展するかを予測するための大気拡散モデルである。
【図８】本発明の第２の実施の形態による環境監視システムのダイオキシンの環境汚染の監視を行う地域における管理システム図である。
【図９】図８の環境汚染の監視手順を示すフロー図である。
【図１０】第２の実施の形態のダイオキシンの大気拡散モデルのシステム図である。
【図１１】第２の実施の形態のダイオキシンの非定常広域大気拡散モデルのシステム図である。
【図１２】第２の実施の形態の環境監視システムにおいて、ダイオキシンの直接監視できない環境リスクを予測するためのシステム図である。
【図１３】図１２のダイオキシンの地下水予測モデルの詳細を示すシステム図である。
【図１４】第２の実施の形態の環境監視システムにおいて、ダイオキシンの環境リスクがどのように進展するかを予測するための大気拡散モデルである。
【符号の説明】
１  環境プラント
２  河川
３  排水
４  水質モニタリング装置
５  大気
６  排ガス
７  大気モニタリング装置
８  民家
９  道路
１０  統合監視・管理センタ
１１  ネットワーク
２１  環境リスクモニタリング
２２  環境リスク予測
２３  環境リスク警報
２４  環境リスク回避法検討
２５  環境リスク回避法指導
２６  環境リスク回避対策
２７  プラント運転・管理
２８  プラントメンテナンス
２９  誘導避難
３０  大気ＮＯｘ（またはダイオキシン）計測データベース
３１  計測器設置データベース
３２  地域情報データベース
３３  地理情報データベース
３４  気象情報データベース
３５  非定常広域大気拡散モデル
４４  地域内予測結果データベース
４５  ＮＯｘ（またはダイオキシン）バックグラウンド算出
４６  地域内拡散データベース
５０  地下水トリクロロエチレン（またはダイオキシン）汚染計測結果データベース
５１  地下水流脈データベース
５５  地下水汚染予測モデル
５６  地域内地下水汚染データベース
５７  地域内地層メッシュ作成
５８  地下水流動計算
５９  汚染物質流動計算
６０  実測値補正計算
６１  シミュレーション時間設定
６２  地域内拡散進展状況データベース
８１  ダイオキシン直接計測
８２  ダイオキシン拡散予測
８３  ダイオキシン高濃度警報
８４  許容濃度判断
８５  プラント運転停止
８６  避難誘導
８７  ダイオキシン低減運転方法指導
８８  プラント運転・管理
８９  プラントメンテナンス
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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