【手続補正書】
【提出日】平成22年2月2日(2010.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下地盤における不飽和帯ないし飽和帯の少なくとも１つの地盤を含む原位置環境で汚染物質を化学酸化処理する方法において、
地上に用意した処理槽内で、硫酸第一鉄、クエン酸ナトリウムおよび過酸化水素を含みｐＨ４〜７の範囲に混合水溶液を調製し、前記の混合水溶液を原位置環境へ提供して、不飽和帯ないし飽和帯の少なくとも１つの地盤を含む原位置環境で汚染物質を無害な物質に化学酸化処理することを特徴とする、地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法。
【請求項２】
処理槽内における混合水溶液の調製は、過酸化水素の重量％が０．５〜４．０％の水溶液に、クエン酸ナトリウムに対して硫酸第一鉄の２価鉄とのモル比を０．５〜２．０に調整した溶液を混合することによりｐＨを４〜７の範囲とすることを特徴とする、請求項１に記載した地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法。
【請求項３】
前記混合水溶液は、高められた圧力で、注入井戸を通じて原位置環境へ提供することを特徴とする、請求項１又は２に記載した地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法。
【請求項４】
前記混合水溶液は、高められた圧力で、ボーリングロッドを利用する注入法により原位置環境へ提供することを特徴とする、請求項１又は２に記載した地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法。
【請求項５】
前記混合水溶液は、高められた圧力で、ハイドロフラクチャー法（水圧破砕法）により原位置環境へ提供することを特徴とする、請求項１又は２に記載した地下地盤の原位置化学酸化浄化処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
そこで以下に、既往のフェントン法について、その技術概要を概説する。
浄化原理は、下記（ｉ）式の反応を利用している。
Ｆｅ（II）＋Ｈ２Ｏ２  →  ・ＯＨ  ＋  ＯＨ−  ＋Ｆｅ（III）・・・・（ｉ）
上記（ｉ）式は、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）に由来するＦｅ（II）が、Ｈ２Ｏ２をヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）とヒドロキシルアニオン（ＯＨ−）に分解する反応である。
Ｆｅ（II）は酸化されてＦｅ（III）になる。（・ＯＨ）は非常に強い酸化力を持っていて、汚染物質｛ＢＴＥＸ、ＴＰＨ、塩素化ＶＯＣなど｝を酸化分解する酸化剤として作用する。
上記（ｉ）式の基本的フェントン反応は、Ｆｅ（II）が水酸化鉄になることを防ぐために、ｐＨを２．０〜４の酸性条件に維持することがフェントン反応を効率的に進める条件である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記既往のフェントン法の実施に最も使用されている浄化薬剤は、下記の薬剤毎に所定の濃度に希釈・調製した水溶液である。
Ｆｅ（II）源としては、  硫酸第一鉄を使用する。
酸化剤源としては、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を使用する。
ｐＨ調整剤としては、鉱酸（例えばリン酸など）又は有機酸（クエン酸）などが使用されている。
上記の浄化薬剤を地盤中の汚染物質（原位置環境）まで提供する方法としては、一般的に、対象の汚染サイト内に設置した複数の井戸、あるいは必要に応じて地盤中へ挿入したロッドを通じて、浄化薬剤を下記の要領で注入する。
即ち、一般的な浄化薬剤の注入順序および手順は、以下に説明する通り、注入井戸毎に、下記の３ステップを１サイクルとして浄化薬剤を注入する。
第１ステップ：反応環境を酸性にするために、ｐＨ調整剤を注入する。
第２ステップ：酸化剤源として過酸化水素水溶液を注入する。
第３ステップ：Ｆｅ（II）源として硫酸第一鉄水溶液を注入する。
なお、フェントン氏薬剤の注入に関しては、Ｆｅ（II）とＨ２Ｏ２との反応が非常に速いので、フェントン氏薬剤は別々の井戸に注入するか、同一の井戸に注入するときは薬剤毎にパルス的に区別して注入するべきであり、決して一緒に混ぜた「混注」をしてはいけない、と注意を促している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ところで、上記した既往のフェントン法については、次のような技術的問題点が指摘されている。
（イ）化学酸化反応の持続性が短期である（反応が短期に終了する）。
即ち、上記（ｉ）式の反応において、液中に存在するＦｅ（II）とＨ２Ｏ２が反応するので、一気に（・ＯＨ）が生成し、反応は短期に終了する。そのため分解効果の持続性は短期である。
（ロ）地盤及び／又は地下水中で薬剤が均質に混合し難い。
日本の複雑で均一でない地質環境へ上記（ｉ）式の反応を進めるために、上述［０００５］に記載した３種の薬剤を順次注入した場合には、例えば一つの容器内で３種の薬剤を混合するように均一には混合せず、混合の程度に不均質さが生じる。その結果、（・ＯＨ）の生成量に多少の分布ができ、汚染物質の分解効果にばらつきが生じる。
（ハ）化学酸化反応が激しい。
元々の土壌中にＦｅ（II）が既に存在し、その土壌環境が酸性になれば、溶け出したＦｅ（II）とそこに注入されたＨ２Ｏ２水溶液とでフェントン反応が進む。さらに硫酸第１鉄液が加えられると、反応は気泡を発生しながら一気に激しく進み、発熱を伴う場合がある。その結果、
（ａ）地上に注入薬剤が噴出する。
（ｂ）塩化ビニル製の注入用井戸管材が反応熱で溶ける。
（ｃ）発生した気泡が土粒子の間隙を塞ぎ、薬剤溶液が広く浸透することを妨げる。
等々の工事上の障害が発生する場合がある。
（ニ）土壌中の金属を溶出させる。
反応環境を酸性（ｐＨ２〜４）に調整するので、土壌中に含まれていた金属が溶出し、二次的な環境汚染を引き起こす可能性がある。
（ホ）注入ステップとして３ステップを実行する必要があり、その分手間がかかり浄化工期が長くなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
上記したように実施する本発明の原位置化学酸化浄化処理方法は、浄化用薬剤である「キレート・フェントン活性化溶液」とターゲットである汚染物質との直接接触の場を均一に分布させる。即ち、既にフェントン反応活性状態にある浄化薬剤を直接注入するので、これが提供された原位置環境には均一なフェントン反応活性の場が出来、（・ＯＨ）と汚染物質は容易、確実に接触して汚染物質の分解が起こる。
もっとも、本発明の場合も、浄化原理は、上記既往のフェントン法について段落番号［０００４］で説明した（ｉ）式の反応を利用していることには変わりがない。
浄化工期の短縮についていえば、浄化工期の大半は注入井戸等の設置時間と、浄化用薬剤の注入に要する時間である。本発明の場合、１本当たりの注入井戸で、浄化用薬剤の注入工程が１ステップで済むということは、上記した改良フェントン法のように２回の注入ステップが必要な浄化処理方法に比較すると、単純に計算して注入時間は１／２となる。また、要する手間もそれだけ減少することになるので、大幅な工期短縮と工費削減を実現できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
（１）注入井戸の仕様
井戸の全長：７ｍ
スクリーン長さ（孔あき範囲）：４ｍ
（２）浄化用薬剤の各薬品の配合比
Ｈ２Ｏ２ｗｔ％：０．５％（３５ｗｔ％のＨ２Ｏ２を希釈したもの）
Ｆｅ（II）／Ｈ２Ｏ２（モル比）＝１／５０
クエン酸ナトリウム／Ｆｅ（II）＝１
（３）浄化用薬剤溶液の調製手順
図１のように現地の地上に用意した処理槽１内で、下記のａ）〜ｄ）の手順により浄化用薬剤溶液（キレート・フェントン活性化溶液）を調製した。
ａ）濃度３５ｗｔ％のＨ２Ｏ２を水道水で希釈し、所定量のＨ２Ｏ２水溶液を調製          する。
ｂ）濃度１０％の硫酸第一鉄水溶液を調製する。
ｃ）濃度１０％のクエン酸ナトリウム水溶液を調製する。
ｄ）上記ａ）のＨ２Ｏ２水溶液に、上記ｂ）の配合比となるように１０％クエン酸          ナトリウム水溶液を混合し、最後に１０％硫酸第一鉄水溶液を混合する。
こうして注入用の浄化用薬剤溶液（キレート・フェントン活性化溶液）が出来上がる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
（実施の効果）
下記に、ベンゼンあるいは灯油に汚染された地下水を用い、本発明の浄化用薬剤を用いて、ベンゼン又は灯油の減衰効果及び鉛（ｐｂ）の溶出性について、実験室における試験結果を説明する。
（１）浄化用薬剤の組成を変えることにより反応系のｐＨを調節できる。
Ｈ２Ｏ２を０．５％に調整した水溶液に、硫酸第一鉄水溶液とクエン酸ナトリウム水溶液の２種の溶液を、Ｆｅ（II）とクエン酸ナトリウムのモル比を変えて混合することにより、浄化用薬剤溶液（キレート・フェントン活性化溶液）のｐＨを調整することができる。
図２は、クエン酸ナトリウムとＦｅ（II）との比を２．０の配合にすると、ｐＨは■印で示したように約７に調整でき、前記の比を１．０となるような配合にした場合には▲印で示したとおりｐＨを６程度に調整できる。そして、前記の比を０．５の配合にするとｐＨは約４に調整できることを示している。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
以上に、本発明を実施例と共に説明したが、もとより本発明は実施例に限定されるものではない。本発明の目的と要旨を逸脱しない範囲で、いわゆる当業者が必要に応じて行う設計変更や応用変形の技術的思想を包含するものであることを念のため申し添える。