(57)【要約】【課題】  本発明は、浄化壁を用いて、汚染物質に汚染された地下水を浄化する方法および浄化壁を提供する。【解決手段】汚染された地下水の流路に、汚染された地下水が透過する浄化壁を設け、前記浄化壁は浄化材と、前記浄化材を挟持するように所定の間隔を設けて対向して配置される壁体を備え、前記壁体には、対向する壁体と入れ子状となるように開口部を設け、壁体は好ましくは鋼矢板からなり、地下水が有機塩素系化合物で汚染される場合は、浄化材を鉄粉とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染された土壌から流出する汚染地下水の流路に浄化壁を設け、汚染地下水を透過させて浄化する浄化方法において、前記浄化壁は浄化材と、前記浄化材を挟持するように所定の間隔を設けて対向して配置される壁体を有し、前記壁体には、対向する壁体間で入れ子状となるように開口部が設けられていることを特徴とする汚染地下水の浄化方法。
【請求項２】
汚染された土壌から流出する汚染地下水を透過させて浄化する浄化壁であって、浄化材と、前記浄化材を挟持するように所定の間隔を設けて対向して配置される壁体を有し、前記壁体には、対向する壁体間で、入れ子状となるように開口部が設けられていることを特徴とする浄化壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌から流出する汚染地下水を、汚染地下水の流路に配置した浄化壁を透過させて浄化する方法および浄化壁に関し、特に経済性に優れたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌汚染対策法（２００３年２月１５日施工）は、工場跡地等に残存した有機塩素系化合物を、跡地を再利用する際、土壌中から除去することを定めている。
【０００３】
有機塩素系化合物を無害化する方法として、原位置から汚染土壌そのものを除去したり、原位置で土壌、または有機塩素系化合物が溶けこんだ地下水を処理して有機塩素系化合物を分解する方法、汚染土壌の周辺において、汚染土壌から流出する地下水を浄化する方法等が提案されている。
【０００４】
図６は汚染土壌から流出する地下水を浄化する方法の原理を説明する模式図で、汚染土壌１００から流出する汚染地下水２００は流路の下流側に設けられた、浄化材を含む浄化壁３００を透過し、浄化地下水４００となる。汚染地下水２００は浄化材を含む浄化壁３００を通過することにより、浄化地下水４００となるが、浄化材の種類や浄化壁３００の配置方法などに浄化能力は依存する。
【０００５】
特許文献１は、汚染土壌から流出する地下水を浄化する方法に関し、帯水層中の地下水の流れの前方となる地中に金属系還元剤または吸着物質を含む円柱を間欠的に列状に配置し、該円柱内を地下水が通過するように導き、地下水中の有機塩素系化合物を除去することが記載されている。
【０００６】
また、地下水に直接、金属系還元剤を注入したり、地下水の汚染領域に位置する土壌と金属系還元剤または吸着物質を攪拌混合させ、有機塩素系化合物を除去することも併せて開示されている。
【０００７】
特許文献２は、高い還元状態におかれている、ハロゲン化有機汚染物質を含む地下水を一定期間、鉄粉などの金属と密接に接触させることにより、ハロゲン化有機汚染物質を無害化させる技術に関し、土壌の帯水層中の地下水が流れる方向に金属体を配置し、この中に地下水を導き、地下水中のハロゲン化有機汚染物質の塩素イオンを水酸化イオンで置換し、無害化することが記載されている。具体的方法として地下水の流れに対し、直角方向に鉄粉と砂の混合層からなるトレンチを設けることが開示されている。  
【０００８】
特許文献３は、鋼矢板を連続して打設した壁体を所定の対向間隔を空けて、二重に配置し、その二重の壁体の間に鉄粉や吸着性物質からなる透過性材料を配置し、汚染地下水を通すことにより当該汚染地下水を浄化させることが記載されている。
【特許文献１】特許第３２１６０１４号公報
【特許文献２】特許第３０７９１０９号公報
【特許文献３】特開２００２−７９２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１記載の方法は円柱を地下水の流れに対して直角方向に間歇的に打設するので、地下水を浄化するためには、地下壁となるように地下水の流れ方向に複数列円柱を打設しなければならず、施工手順が複雑となる。
【００１０】
特許文献２記載の方法は浄化壁が鉄粉と砂の混合層からなるため十分な浄化性能を達成するためには鉄粉の使用量が増加し、またトレンチの掘削のため施工コストが増大する。
【００１１】
特許文献３記載の方法では、汚染地下水を、鋼矢板の継手部から壁体間に充填された鉄粉や吸着性物質からなる透過性材料に通して浄化するが、壁体間に配置される限られた透過性材料で、汚染地下水を効率的に浄化するための汚染地下水の経路は明らかにされていない。
【００１２】
そこで、本発明は、汚染地下水を効率良く浄化することが可能で、安価でかつ容易に施工できる汚染地下水の浄化方法および浄化壁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】
【００１３】
本発明の課題は以下の手段により達成できる。
１  汚染された土壌から流出する汚染地下水の流路に浄化壁を設け、汚染地下水を透過させて浄化する浄化方法において、前記浄化壁は浄化材と、前記浄化材を挟持するように所定の間隔を設けて対向して配置される壁体を有し、前記壁体には、対向する壁体間で入れ子状となるように開口部が設けられていることを特徴とする汚染地下水の浄化方法。
【００１４】
２  汚染された土壌から流出する汚染地下水を透過させて浄化する浄化壁であって、浄化材と、前記浄化材を挟持するように所定の間隔を設けて対向して配置される壁体を有し、前記壁体には、対向する壁体間で、入れ子状となるように開口部が設けられていることを特徴とする浄化壁。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、汚染された地下水が浄化壁を透過する際の、浄化材との接触頻度が、浄化壁の壁厚方向に透過させる場合と比較して増大するので、浄化材の量を低減させることが可能で、施工費を削減する経済効果が得られ産業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、浄化材を挟持する壁板に、地下水が出入りする開口部を設ける際、汚染地下水と浄化材の接触距離を長くして、接触頻度が高くなるように、対向する壁板間での開口部の位置を適正化することを特徴とする。
【００１７】
以下、本発明を、汚染土壌を有機塩素系化合物、浄化材を鉄粉として図面を用いて詳細に説明する。
【００１８】
図２は本発明に係る地下水の浄化方法の原理を説明する平面図で、図において、１は有機塩素系化合物により汚染された土壌、２は１の汚染された土壌から流出する地下水（以下、汚染地下水）、３は浄化壁、３ａ，３ｂは鋼矢板などの壁体、３ｃは壁体３ａ，３ｂの間に充填された鉄粉、３１は浄化壁３の、汚染された土壌１からの汚染地下水２が流入する側となる前壁、３２は浄化壁３の、浄化地下水４が流出する側となる後壁、４は浄化された地下水（以下浄化地下水）、ｅは浄化材内部における地下水の流路、ｄは開口部、lは開口部を配置する間隔、ｔは浄化壁の平均厚みを示す。
【００１９】
本発明では、浄化壁３の前壁３１に設けた開口部ｄと後壁３２の開口部ｄを、前壁３１と後壁３２の間で入れ子状となるように設ける。前壁３１に設けた開口部ｄから浄化材３の内部に流入する地下水２は、浄化材３内部を、浄化壁の壁厚ｔより長くなる流路５に沿って流れて、後壁３２の開口部ｄから流出する。前後の壁３１、３２における開口部を配置する間隔lや開口部の開口寸法は、汚染地下水が所望の程度に浄化されるようにシミュレーション試験などを用いて適宜最適化する。以下に、シミュレーション試験の一例を示す。  
【００２０】
図３は有機塩素系化合物（トリクロロエチレン：ＴＣＥ）の分解効果を調査するカラム評価試験装置の概略構成を示す図で、図において５はＴＣＥ原水タンク、６は定量液送ポンプ、７はガラス製のカラムを示す。カラム寸法はφ１５×長さ１０００（ｍｍ）、φ３２×長さ３００（ｍｍ）、φ５０×長さ１００（ｍｍ）の３種類とした。カラム内部には鉄粉１５ｇを珪砂と混合したものを充填した。
【００２１】
浄化材と汚染地下水の接触頻度が浄化性能に及ぼす影響を調べるため、ＴＣＥ原水タンク５から、ＴＣＥ濃度：１２ｍｇ／ｌの溶液を、定量液送ポンプ６により通水速度１１０ｍｌ／ｄａｙで、カラム７に供給し、カラム７通水前後のＴＣＥ濃度を調査した。
【００２２】
図４は試験結果を示し、カラム７通水前後のＴＣＥ濃度の変化をカラム長さで整理した結果を示す。
【００２３】
図より、ＴＣＥの分解率は、カラム７の長さが長くなると高くなり、径が太くて、長さが短いカラム（ａ）は、径が細くて、長さが長いカラム（ｂ），（ｃ）と比較して分解率が劣る。ＴＣＥの分解率は、カラム内の鉄粉の分布状態により影響され、カラムが長い場合、鉄粉とＴＣＥ原液の接触回数が多くなり、分解率が高くなるものと推測される。
【００２４】
表１は、浄化性能に及ぼす通水速度（滞留時間）の影響を調べた結果で、φ３２×長さ３００（ｍｍ）のカラムを用いて、通水速度を１１０ｍｌ／ｄａｙ、３００ｍｌ／ｄａｙと変化させても、ＴＣＥの分解率は殆ど変わらない。
【００２５】
通水速度は浄化材の真比重と嵩密度から計算により求めたカラム内の空隙容積を、１日で通過する流量とした。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１の試験結果は、カラム内で鉄粉とＴＣＥ原水が接触する速度が変化しても、カラム内の鉄粉の分布状態が同じなら、すなわち、鉄粉とＴＣＥ原水が接触する頻度が同じなら、分解率に差が生じないことを示す。
【００２８】
以上の試験結果は、浄化材を用いた汚染地下水の浄化においては、汚染地下水が浄化材を透過する速度より、汚染地下水と浄化材の接触距離、すなわち接触頻度が、浄化効率に影響を与えることを示し、浄化壁の設計においては、浄化効率を向上させるために、汚染地下水と浄化材の接触距離を長くし、接触頻度をあげることが重要である。
【００２９】
本発明では、汚染地下水と浄化材の接触距離を長くし、接触頻度が大きくなるように、浄化壁３の前壁３１の開口部ｄと後壁３２の開口部ｄを、入れ子状となるように設ける。
【００３０】
汚染地下水の浄化に必要な浄化壁寸法を決定する場合、浄化壁の前壁３１から後壁３２を通過するまでの距離を長くすると、浄化壁の壁厚を厚くした場合と同じ効果が得られる。
【００３１】
図５は地層の断面図を示し、砂質土と粘性土が交互に層状となる地層の場合を示す。浄化壁に開口部を設ける場合は、地下水流が存在する砂質土に開口部を設ける。
【００３２】
図１に本発明に係る地下水の浄化方法の一実施例を示す。鉄粉は、有機塩素系化合物浄化用として市販されているものを用いることができるが、製鉄所でステンレス鋼を製造した際の酸洗ショットブラスト廃材や熱処理ショットブラスト廃材として得られる成分組成のものを用いると、優れた浄化性能が安価に得られ好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態を示す図。
【図２】本発明の原理を説明する図。
【図３】カラム試験方法を説明する図。
【図４】カラム試験結果（浄化材と汚染地下水の接触頻度が浄化性能に及ぼす影響）を示す図。
【図５】本発明を説明する図で、地層中における好ましい開口部の位置を説明する図。
【図６】浄化壁により汚染された地下水を浄化する方法を説明する模式図。
【符号の説明】
【００３４】
１          有機塩素系化合物により汚染された土壌
２          汚染された土壌から流出する地下水（汚染地下水）
３          浄化壁
３ａ、３ｂ  壁体
３ｃ        鉄粉
３１        前壁
３２        後壁
４          浄化された地下水（浄化地下水）
５          ＴＣＥ原水タンク
６          定量液送ポンプ
７          カラム
ｄ          開口部
ｅ          地下水の流路
【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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