(57)【要約】【課題】汚染物質や有価物質等の目的物質の回収効率に優れ、地盤沈下の恐れもない地下水の回収方法を提供する。【解決手段】目的物質を含有する地下水に比重の異なる液相を形成し、目的物質を含有する地下水を回収する。【選択図】なし 【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的物質を含有する地下水に比重の異なる液相を形成し、目的物質を含有する地下水を回収することを特徴とする地下水の回収方法。
【請求項２】
比重の異なる液相を形成する方法が、比重の異なる液体を注入する方法である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
比重の異な液相を形成する方法が、地下水に溶解する固体状物質を地下水に注入する方法である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
目的物質が汚染物質である請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
比重の異なる液相を形成するために用いられる物質が無機塩類である請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
比重の異なる液相を形成するために用いられる物質が有機化合物である請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
目的物質を含有する地下水を取り出す工程が、ポンプによる揚水である請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
目的物質を含有する地下水を取り出す工程が、注入による湧出である請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染物質や有価物等を含有する地下水を回収する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種有機物質や農薬、有害無機物質等の汚染物質や貴金属化合物等の有価物質等（以下、「目的物質」と称する場合がある。）を溶解している地下水を回収することは従来から行なわれているが、近年環境対策の一環等からその必要性が一層高まっている。
【０００３】
目的物質を含有する地下水を揚水する場合、目的物質を含有する地下水のみを効率よく取り出すのは難しく、予想される地下水量よりも多くの地下水を揚水する必要があるが、揚水しただけでは地盤沈下の恐れがあるため、通常目的物質を回収した後の地下水を再度注入するか、清浄水を注入することとなる。この場合、目的物質を含有する地下水が注入した水により希釈されるため、目的物質の回収効率がさらに低下するという悪循環になる。また、水の注入により目的物質が拡散する可能性がある。矢板等で当該地区を区切って揚水処理する場合でも、目的物質を含有する地下水総量の数倍以上を揚水して循環する必要がある。
【０００４】
また［特許文献１］では、難溶解性物質の原液層が存在する地中汚染水域から地下水を汲み上げて地下水位を低下させた後、その上に上記の原液層を重力で集液させてこれを揚液する地下汚染地盤の浄化方法の発明が提案されている。この方法は対象が限られていると共に前記した地盤沈下への配慮等も十分になされていない。
【特許文献１】特許第３３７７４１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決することにより、特に、回収効率に優れ地盤沈下の恐れもない目的物質を含有する地下水の回収方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、目的物質を含有する地下水に比重の異なる液相を形成し、目的物質を含有する地下水を回収することを特徴とする地下水の回収方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明方法により、地盤沈下を伴うことなく容易に目的物質を含有する地下水を回収することができると共に、従来の方法と比較して揚水量が少なくて済み処理期間も短縮することができる。また比重の異なる液を調整するための添加剤として天然物である塩類や糖類を用いることができ、前者は希釈効果により一般に地下水に許容される濃度になりうると共に、後者も微生物分解され最終的には水と二酸化炭素に変換されることから人体や環境への影響はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明において目的物質とは、前記したように、各種有機物質や農薬、有害無機物質等の汚染物質といわれる物質や貴金属化合物等の回収して利用可能な有価物質等の地下水から分離ないし除去したい適宜の物質をいう。
【０００９】
目的物質が汚染物質の場合、汚染地下水の浄化方法としては、地下水を揚水し、地上部で曝気処理、活性炭吸着処理、紫外線分解処理、生物分解処理、化学分解処理等を行うのが一般的であり、本発明方法は主としてこれら処理の前段の地下水の揚水に利用される。
【００１０】
本発明において、目的物質を含有する地下水と比重の異なる液としては、適宜の物質を含有させて比重を調節した水が好ましい。比重調節のために添加する物質としては塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等の各種無機塩類やショ糖等の糖類によって代表される有機物質等のある程度以上水に溶解し、実質上無害な物質が好ましく用いられる。目的物質を含有する地下水との比重差は比重の異なる液相を実用上形成する差があればよいが、通常０．００５以上あることが好ましい。比重差の上限には特に制限はないが通常は０．５程度までである。このような比重差を設けうる限りは添加物のない水を用いることもできる。
【００１１】
目的物質を含有する地下水より大きい比重をもつ液を注入する場合には地下水層の下層部分に、また小さい比重をもつ液を注入する場合には地下水層の上層部分に注入する。この注入は地下水との混合を避けるに足る注入速度で行なわれる。
【００１２】
また地下水層の上層又は下層に異なる比重を与える物質自体又はその濃厚溶液を注入して、その場で比重の異なる液相を形成することも可能である。
【００１３】
図１は、本発明の態様の一つである汚染地下水に、それより比重の大きい液を注入する態様を示す概略説明図である。地下水の浄化をすべき地区を矢板等で区切り、注入井戸及び回収井戸を設置する。本発明の方法では矢板で区切ったエリアの内外で水頭差が生じないため、ここで用いる矢板等は簡易なものでも適用可能である。前記したように、注入する液体が汚染水よりも比重が大きい場合は、注入井戸を深い位置、回収井戸を浅い位置にそれぞれ設置し、比重が小さい場合は、井戸設置位置が逆転する。比重の異なる液体を注入井戸より注入し、目的物質を含む汚染地下水を回収井戸からポンプで回収する。回収した汚染水を処理し、矢板を撤去する。これにより、従来よりも揚水量は減少し、効率よくかつ短時間に目的物質を地下水環境から取り除くことが可能となる。また、目的物質を回収した後の地下水に比重調整のための物質を添加して再注入することにより、使用水量を最小限にすることができる。
【００１４】
本発明方法を適用する地区の広さは特に制限されず、矢板等で区切ることが可能な適宜の広さであればよい。例えば、１００〜１００００ｍ３等を単位地区として本発明方法を適用しうる。注入井戸及び回収井戸はそれぞれ１本から広さに応じ複数本を設置しうる。本発明方法の適用期間も特に制限はなく、地区の広さ等によって異なるが、一般的には、数ヶ月〜数年の場合が良いといえる。従って本発明の方法では、通常、注入操作と回収操作が並行して同時に行われることになる。回収操作即ち地下水を取り出す工程は通常ポンプによる揚水又は注入による湧出によって行われる。
【００１５】
回収した地下水からの目的物質の回収は、その種類に応じて曝気法、物理的吸着法、生物学的手法等の従来知られた適宜の方法を用いて行いうる。
【実施例１】
【００１６】
図２に示したように、有機塩素化合物（以下、「ＶＯＣｓ」という。）を含む水を装填した円筒状容器を地下水環境に見立てて、これに下方から充填したＶＯＣｓを含む水よりも比重の大きい水を注入する。上方より流出する水のＶＯＣｓ濃度および鉛直方向に設けられたサンプリング口を用いて注入前後のカラム槽の鉛直方向別のＶＯＣｓ濃度を測定してその効果を調べた。
【００１７】
図３は、流出水のＶＯＣｓ濃度の経時変化を示しており、時間経過とともに濃度が上昇した。図４に比重の大きい液体の注入前後に上下のサンプリングバルブより採取したカラム槽内の水のＶＯＣｓ濃度を示す。比重の大きい液体の注入の前後で、下方の水はＶＯＣｓ濃度が減少し、上方の水はＶＯＣｓ濃度が上昇した。このことから、比重の違う液体の注入により汚染地下水が効率よく回収できることが明らかになった。
【実施例２】
【００１８】
図５は、実際の地下水環境において塩化物イオンによる濃度勾配がある場合のＶＯＣｓ濃度分布を示したものである。当該サイトは、帯水層がＧ．Ｌ．−０．８ｍ〜−８．０ｍとなっており、塩化物イオン濃度がＧ．Ｌ．−０．８ｍ〜−３．０ｍでは１０００ｍｇ／Ｌ程度、Ｇ．Ｌ．−３．５ｍ〜−４．０ｍ付近で二相の界面となり、Ｇ．Ｌ．−７．０ｍでは１０，０００ｍｇ／Ｌとなった。これに伴い浅い層のＶＯＣｓ濃度は高く、深い層のＶＯＣｓ濃度は低くなっている。このような状態において、ポンプにて浅い層のＶＯＣｓを含む汚染地下水をくみ上げ、ＶＯＣｓを回収し、処理することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明方法の典型例を示す説明図。
【図２】実施例１のカラム試験例を示す説明図で、右上の矢印が図４の上部、右下の矢印が図４の下部に対応する。
【図３】実施例１のカラム試験における流出水のＶＯＣｓの濃度変化を示すグラフ。
【図４】実施例１のカラム試験における比重の大きい液体の注入前後におけるカラム内の水のＶＯＣｓ濃度を示すグラフ。
【図５】本発明方法の現場試験例を示す実施例２における濃度と塩化物イオン濃度及びＶＯＣｓとの関係を示すグラフ。
【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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