(57)【要約】【課題】  広範囲の汚染土壌を浄化可能であるとともに、汚染物質を効率良くかつ十分に回収可能である汚染土壌の浄化方法及び該装置を提供する。【解決手段】  揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を凍結融解して浄化する方法において、前記汚染土壌２０を掘削して熱媒体通路とガス吸引通路とを有する凍結融解管１３を挿入し、冷凍機１１により該凍結融解管１３に冷ブラインを注入して凍結融解管周辺の汚染土壌を凍結させ、該周辺に存在する汚染物質２１を前記凍結融解管１３の近傍に集積させた後、前記凍結融解管１３に温ブラインを注入して前記凍結した土壌を融解し、ガス吸引装置１２により前記ガス吸引通路内を負圧にして該ガス吸引通路に穿設された複数の孔部から該ガス吸引通路を介して前記集積した汚染物質を汚染ガスとして外部へ吸引して除去する。【選択図】      図１
2005270963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する方法において、
前記汚染土壌を掘削して、熱媒体通路とガス吸引通路からなる二重管構造を有して該ガス吸引通路と外部を連通する複数の孔部が穿設された凍結融解管を挿入する管挿入工程と、
前記熱媒体通路に冷ブラインを注入して凍結融解管周辺の汚染土壌を凍結させ、前記汚染物質を前記凍結融解管の近傍に集積させる土壌凍結工程と、
前記熱媒体通路に温ブラインを注入して前記凍結した土壌を融解する土壌融解工程と、
前記土壌融解工程の後に、前記ガス吸引通路内を負圧にして前記集積した汚染物質を前記複数の孔部より吸引し、汚染ガスを回収するガス吸引工程と、を備えたことを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項２】
前記ガス吸引工程にて、前記熱媒体通路に温ブラインを注入しながら前記汚染物質の吸引を行なうことを特徴とする請求項１記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項３】
揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する方法において、
前記汚染土壌を掘削して、熱媒体通路とガス吸引通路からなる二重管構造を有して該ガス吸引通路と外部を連通する複数の孔部が穿設された凍結融解管を挿入する管挿入工程と、
前記熱媒体通路に冷ブラインを注入して凍結融解管周辺の汚染土壌を凍結させ、前記汚染物質を前記凍結融解管の近傍に集積させる土壌凍結工程と、を備え、
前記土壌凍結工程は、前記周辺の汚染土壌が水の凍結温度以下まで冷却された時に前記ガス吸引通路内を負圧にして前記複数の孔部から前記集積した汚染物質を選択的に吸引し、汚染ガスを回収するガス吸引工程を含むことを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項４】
前記吸引した汚染ガスを浄化処理することを特徴とする請求項１若しくは３に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項５】
揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する方法において、
前記汚染土壌を掘削して、熱媒体通路を有する凍結融解管を挿入する管挿入工程と、
前記熱媒体通路に冷ブラインを注入して凍結融解管周辺の汚染土壌を凍結させ、前記汚染物質を前記凍結融解管の近傍に集積させる土壌凍結工程と、
前記熱媒体通路に温ブラインを注入して前記凍結した土壌を融解する土壌融解工程と、
前記土壌融解工程の後に、汚染土壌に挿入された揚水管を介して前記集積した液状の汚染物質を回収する揚水工程と、を備えたことを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項６】
揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する装置において、
前記汚染土壌に挿入され、外部と連通する複数の孔部が穿設されたガス吸引通路と、往復路からなる熱媒体通路とを有する凍結融解管と、
地上側に設けられ、汚染土壌凍結時には冷ブラインを前記熱媒体通路に供給し、凍結後の汚染土壌融解時には温ブラインを前記熱媒体通路に供給する熱媒体供給手段と、
汚染土壌融解後に前記ガス吸引通路内を負圧にするガス吸引装置と、を備え、
前記汚染土壌の凍結により凍結融解管近傍に集積させた汚染物質を、前記ガス吸引装置により前記複数の孔部から前記ガス吸引通路を介して吸引し、回収する構成としたことを特徴とする汚染土壌の浄化装置。
【請求項７】
揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する装置において、
前記汚染土壌に挿入され、外部と連通する複数の孔部が穿設されたガス吸引通路と、往復路からなる熱媒体通路とを有する凍結融解管と、
地上側に設けられ、汚染土壌凍結時に冷ブラインを前記熱媒体通路に供給する熱媒体供給手段と、
前記汚染土壌凍結時に、前記汚染土壌が水の凍結温度以下まで冷却されたら前記ガス吸引通路内を負圧にして前記汚染物質を前記複数の孔部から吸引するガス吸引装置と、を備え、
前記汚染土壌の凍結により凍結融解管の近傍に集積した汚染物質を、水に対する凍結温度差により選択的に吸引し、汚染ガスを回収する構成としたことを特徴とする汚染土壌の浄化装置。
【請求項８】
前記回収した汚染ガスを浄化する手段を設けたことを特徴とする請求項６若しくは７記載の汚染土壌の浄化装置。
【請求項９】
前記凍結融解管が二重管構造であり、内管が前記ガス吸引通路で外管が前記熱媒体通路、若しくは内管が前記熱媒体通路で外管が前記ガス吸引通路で形成されていることを特徴とする請求項６若しくは７記載の汚染土壌の浄化装置。
【請求項１０】
揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する装置において、
前記汚染土壌に挿入され、往復路からなる熱媒体通路を有する凍結融解管と、
地上側に設けられ、汚染土壌凍結時には冷ブラインを前記熱媒体通路に供給し、凍結後の汚染土壌融解時には温ブラインを前記熱媒体通路に供給する熱媒体供給手段と、
前記凍結融解管近傍の汚染土壌に挿入された揚水管と、を備え、
前記汚染土壌の凍結により凍結融解管の近傍に集積した液状の汚染物質を、前記揚水管により回収することを特徴とする汚染土壌の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌から該汚染物質を除去して土壌を浄化する方法及び該装置に関し、特に、汚染土壌を凍結融解させることにより汚染物質を分離除去する汚染土壌の浄化方法及び該装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種汚染物質による土壌汚染が深刻な問題として取りざたされている。これは、半導体工場、めっき工場、クリーニング場などで使用するトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の揮発性有機塩素化合物、農薬や殺虫剤に含まれる有機金属化合物や有機塩素化合物、電気産業から排出したＰＣＢやトリクロロエチレン等の有機塩素化合物などの有害物質の不適切な取り扱いにより汚染物質として土壌に浸透し、土壌や地下水を汚染しているものである。これらの汚染物質は、植物や土壌中の生物に害を与えるのみならず、大気中に揮発、拡散して大気を汚染し、環境汚染をもたらすこととなる。また、人体に与える影響も甚大であり、発ガン性物質として作用し、さらには突然変異を誘発する変異原性として生態系に悪影響を及ぼす可能性もある。
【０００３】
従来よりこのような土壌汚染に対する対策として様々な方法が提案されてきた。例えば、汚染土壌を粉砕して空気を通すことにより汚染物質を除去する風乾法や、汚染土壌をコンクリートにより封じ込める固化法・化学的に不溶化する安定化法、汚染土壌に水、栄養分、空気等を供給して土着の微生物により分解させる微生物分解処理法等がある。しかし、風乾法では土壌中に汚染物質が残留する可能性があるばかりではなく、大気汚染の原因となり、固化・安定化法では処理後の汚染物質の漏洩を経時的に監視する必要があり、また大量の汚染土壌の処理が困難である。さらに、微生物分解処理法は処理時間が長いためランニングコストが高く、生態系に影響が出る可能性がある。
【０００４】
そこで、汚染物質を短時間でかつ効率良く除去して土壌を浄化する方法として、例えば特開平１１−１６９８３５号公報（特許文献１）に記載されるような気液混合抽出法が用いられている。これは、特に揮発性の汚染物質を除去する際に好適な方法であり、吸引配管を汚染土壌に埋設して吸引井戸を設け、下端部から土壌ガスを地下水とともに吸引して土壌から汚染物質を分離する方法である。かかる方法は、さらに土壌ガスと地下水からなる気液混合流体に冷気を吹き入れて爆発災害等の危険を防止し、安全性を向上させている。この気液混合抽出法によれば、低コストで土壌浄化を行なうことができる。
【０００５】
また、特開２００３−２４５６４９号公報（特許文献２）では、汚染土壌の浄化効率の向上を図った方法として、汚染土壌を凍結して汚染物質を土壌より分離、回収する方法を提案している。これは図７に示すように、汚染土壌５０を掘削して削孔５２を形成し、削孔５２内に液化炭酸（凍結剤）５４を注入して削孔５２の周辺を凍結させ、この凍結によって汚染物質５１を削孔５２の周囲に引き寄せて回収し、土壌を浄化する。凍結により汚染物質が削孔の周囲に引き寄せられるという現象は、寒冷地において気温が０℃以下になると土壌の表面が凍結し、周辺の土壌水が凍結面へ移動し、氷の層を形成する現象として知られている。この凍上現象は、凍結面へ土壌水が移動してくるのが原因であり、凍土中に凍りたくても凍れない不凍水が土壌粒子表面に残っており、それが凍結面に引き寄せられるらしいと考えられている。この方法により、広範囲の汚染土壌を一度に浄化でき、工期の短縮化及び低コスト化が可能となる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６９８３５号公報
【特許文献２】特開２００３−２４５６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、特許文献１の気液混合抽出法は揮発性の汚染物質に対して非常に有効な方法であるが、吸引井戸から気液混合流体を吸引するものであるため、広範囲の汚染土壌には適用できず、汚染範囲が広大な場合には複数の吸引井戸を掘削する必要がありコスト高となる。また、吸引した気液混合流体を分離し、気体と液体の両方の浄化処理が必要となるため装置が大型化してしまう。
これに対して特許文献２の浄化方法では、凍結により汚染物質を引き寄せることができるため、広範囲な汚染地帯に対応可能である。特許文献２では、凍結により広範囲から引き寄せた汚染物質を、ガス吸引若しくは削孔５２内に挿入した管５３とその周囲の土壌ごと引き抜き汚染物質を回収しているが、ガス吸引では凍結した汚染土壌中に存在する汚染物質を十分に回収することは困難であり、また管５３と周辺土壌を同時に引き抜くと浄化後に土壌を戻す等の労力を要し、効率的な方法ではない。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、広範囲の汚染土壌を浄化可能であるとともに、汚染物質を効率良くかつ十分に回収可能である汚染土壌の浄化方法及び該装置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】
【０００８】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、
揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する方法において、
前記汚染土壌を掘削して、熱媒体通路とガス吸引通路からなる二重管構造を有して該ガス吸引通路と外部を連通する複数の孔部が穿設された凍結融解管を挿入する管挿入工程と、
前記熱媒体通路に冷ブラインを注入して凍結融解管周辺の汚染土壌を凍結させ、前記汚染物質を前記凍結融解管の近傍に集積させる土壌凍結工程と、
前記熱媒体通路に温ブラインを注入して前記凍結した土壌を融解する土壌融解工程と、
前記土壌融解工程の後に、前記ガス吸引通路内を負圧にして前記集積した汚染物質を前記複数の孔部より吸引し、汚染ガスを回収するガス吸引工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、汚染土壌を凍結することにより土壌中に散在する汚染物質を引き寄せて回収することができるため、広範囲な汚染土壌を短期間で浄化でき、かつ吸引管の本数を少なく出来るため処理コストを削減することができる。また、凍結により汚染物質を集積した後に温熱を与えて融解しているため、汚染土壌がポーラス状となり、効率よくガス吸引を行なうことができ、汚染物質の回収率を向上させることが可能となる。前記ガス吸引工程では、前記汚染物質をガス状若しくは液滴状で含有する汚染ガスとして回収することができる。
尚、汚染土壌の凍結とは、汚染土壌中に含有される水分、揮発性有機物等の凍結を意味する。
また、前記ガス吸引工程にて、前記熱媒体通路に温ブラインを注入しながら前記汚染物質の吸引を行なうことが好ましい。このように、ガス吸引と土壌の加熱とを同時に行なうことにより、土壌中の汚染物質の気化を促進し、効率の良いガス吸引が可能となる。
【００１０】
また、揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する方法において、
前記汚染土壌を掘削して、熱媒体通路とガス吸引通路からなる二重管構造を有して該ガス吸引通路と外部を連通する複数の孔部が穿設された凍結融解管を挿入する管挿入工程と、
前記熱媒体通路に冷ブラインを注入して凍結融解管周辺の汚染土壌を凍結させ、前記汚染物質を前記凍結融解管の近傍に集積させる土壌凍結工程と、を備え、
前記土壌凍結工程は、前記周辺の汚染土壌が水の凍結温度以下まで冷却された時に前記ガス吸引通路内を負圧にして前記複数の孔部から前記集積した汚染物質を水に対して選択的に吸引し、汚染ガスを回収するガス吸引工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
このように、汚染土壌を凍結することにより効率良く汚染物質を回収することができるとともに、土壌凍結中に吸引を行うことで、揮発性有機物のみを選択的に回収することができる。これは、揮発性有機物の凍結温度が水より低いことを利用しており、汚染土壌が水の凍結温度以下まで冷却されると、水が凍結し、揮発性有機物のみが液状として残るため、これを吸引することにより汚染物質のみを選択的に回収できるものである。
さらに、これらの発明において、前記外部へ吸引した汚染ガスを浄化処理することが好適である。かかる浄化処理としては、例えば活性炭吸着、紫外線照射による分解、加熱分解等が挙げられる。これによれば、汚染ガスを無害化して大気中へ放出することができる。
【００１２】
また、揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する方法において、
前記汚染土壌を掘削して、熱媒体通路を有する凍結融解管を挿入する管挿入工程と、
前記熱媒体通路に冷ブラインを注入して凍結融解管周辺の汚染土壌を凍結させ、前記汚染物質を前記凍結融解管の近傍に集積させる土壌凍結工程と、
前記熱媒体通路に温ブラインを注入して前記凍結した土壌を融解する土壌融解工程と、
前記土壌融解工程の後に、汚染土壌に挿入された揚水管を介して前記集積した液状の汚染物質を回収する揚水工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
このように、汚染土壌を凍結することにより効率良く汚染物質を回収することができるとともに、揚水により汚染物質を液状で回収することにより、融解により発生した液状汚染物質を容易に且つ確実に回収することが可能となる。
一般に地盤の構造は、砂や礫のように土粒子間の隙間が多く、水を通し易い透水層と、粘土のように土粒子間が狭く、水を通し難い不透水層とが積層した構造をしている（図６参照）。土壌中の水分の凍結により凍結界面に集積した液体の汚染物質は、融解によって凍結融解管近傍の透水層下部に沈下し、溜まる。そこで、溜まった液状の汚染物質を揚水管により吸引することで、効率良くに汚染土壌を浄化することが可能となる。
【００１４】
また、かかる浄化方法を好適に実施可能な装置の発明として、
揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する装置において、
前記汚染土壌に挿入され、外部と連通する複数の孔部が穿設されたガス吸引通路と、往復路からなる熱媒体通路とを有する凍結融解管と、
地上側に設けられ、汚染土壌凍結時には冷ブラインを前記熱媒体通路に供給し、凍結後の汚染土壌融解時には温ブラインを前記熱媒体通路に供給する熱媒体供給手段と、
汚染土壌融解後に前記ガス吸引通路内を負圧にするガス吸引装置と、を備え、
前記汚染土壌の凍結により凍結融解管近傍に集積させた汚染物質を、前記ガス吸引装置により前記複数の孔部から前記ガス吸引通路を介して吸引し、回収する構成としたことを特徴とする。
【００１５】
また、揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する装置において、
前記汚染土壌に挿入され、外部と連通する複数の孔部が穿設されたガス吸引通路と、往復路からなる熱媒体通路とを有する凍結融解管と、
地上側に設けられ、汚染土壌凍結時に冷ブラインを前記熱媒体通路に供給する熱媒体供給手段と、
前記汚染土壌凍結時に、前記汚染土壌が水の凍結温度以下まで冷却されたら前記ガス吸引通路内を負圧にして前記汚染物質を前記複数の孔部から吸引するガス吸引装置と、を備え、
前記汚染土壌の凍結により凍結融解管の近傍に集積した汚染物質を、水に対する凍結温度差により選択的に吸引し、汚染ガスを回収する構成としたことを特徴とする。
【００１６】
さらに、前記回収した汚染ガスを浄化する手段を設けることが好ましい。
さらにまた、前記凍結融解管が二重管構造であり、内管が前記ガス吸引通路で外管が前記熱媒体通路、若しくは内管が前記熱媒体通路で外管が前記ガス吸引通路で形成されていることが好適である。
【００１７】
また、揮発性有機物を主とする汚染物質が含有された汚染土壌を浄化する装置において、
前記汚染土壌に挿入され、往復路からなる熱媒体通路を有する凍結融解管と、
地上側に設けられ、汚染土壌凍結時には冷ブラインを前記熱媒体通路に供給し、凍結後の汚染土壌融解時には温ブラインを前記熱媒体通路に供給する熱媒体供給手段と、
前記凍結融解管近傍の汚染土壌に挿入された揚水管と、を備え、
前記汚染土壌の凍結により凍結融解管の近傍に集積した液状の汚染物質を、前記揚水管により回収することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、凍結により汚染物質を集積して回収しているため、広範囲の汚染土壌にも対応可能であるため工期を大幅に短縮することができ、また処理コストを削減することができる。
また、凍結により汚染物質を集積した後に温熱を与えて融解することにより、汚染土壌がポーラス状となり、効率よくガス吸引を行なうことができ、汚染物質の回収率を向上させることが可能となる。
また、ガス吸引と土壌の加熱とを同時に行なうことにより、土壌中の汚染物質の気化を促進し、効率の良いガス吸引が可能となる。
【００１９】
さらに、水と汚染物質との凍結温度差を利用して汚染物質のみを選択的に回収することにより、高効率で以って汚染物質を回収することが可能である。
さらにまた、揚水管を利用して液状の汚染物質を回収することにより、透水層の下部に溜まった汚染物質を確実に回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の実施例１、２に係る土壌浄化装置の概略を示す全体構成図、図２は図１の実施例に係る凍結融解管の平断面図、図３は図１の凍結融解管のＡ−Ａ線断面図（ａ）、Ｂ−Ｂ線断面図（ｂ）、図４は図１の土壌浄化装置による土壌浄化の処理工程を示すフロー図、図５は図４の各処理工程における説明図、図６は本発明の実施例３に係る土壌浄化装置の概略を示す全体構成図である。
本実施形態において処理対象とする汚染物質は、例えばジクロロメタン，四塩化炭素，1,2-ジクロロエタン，1,1-ジクロロエチレン，シス-1,2-ジクロロエチレン，1,1,1-トリクロロエチレン，1,1,2-トリクロロエチレン，トリクロロエチレン，テトラクロエチレン等の揮発性有機物とする。
【実施例１】
【００２１】
図１を参照して本実施例に係る土壌浄化装置の概略構成を説明する。かかる土壌浄化装置１０は、地上に設置した冷凍機１１と、ガス吸引装置１２と、汚染土壌２０中に埋設される凍結融解管１３とを主要構成とする。前記凍結融解管１３は、土壌２０のうち汚染土壌帯を掘削して挿入され、地上側上端部は前記冷凍機１１及び前記ガス吸引装置１２に接続されている。該凍結融解管１３内には冷ブラインや温ブライン等の熱媒体が注入され、管内を循環するようになっている。汚染土壌凍結時には冷ブラインが注入されて凍結領域２２が形成され、汚染土壌融解時には温ブラインが注入され、前記凍結領域２２を融解する。該凍結融解管１３は、金属製、合成樹脂製等を採用することができる。また凍結融解管１３は汚染土壌範囲、深さにより適した径、長さのものを用いる。このとき、あらゆる深さに対応可能なように、所定長さの凍結融解管１３のユニットを用意し、継足し可能に構成しても良い。
【００２２】
図１では、凍結融解管１３は凍結側と融解側の両方を図示しているが、凍結後に融解を行なうというように時間差をもって同一箇所で行なわれる。このとき、冷凍機１１に冷ブラインと温ブラインとを切換える切換え手段を設けると良い。勿論、冷凍機１１に複数の凍結融解管１３を接続しても良いが、同様に切換手段を設ける。
また、図２乃至図４に示されるように、前記凍結融解管１３は二重管構造を有している。この二重管構造の外管には熱媒体通路（往路）１３１と熱媒体通路（復路）１３２が形成され、密閉されている。前記熱媒体通路（往路）１３１と熱媒体通路（復路）は、下端で連結されており、上端から供給される冷、温ブラインが循環可能に構成される。
前記二重管構造の内管にはガス吸引通路１３３が形成されており、該ガス吸引通路１３３の周面には複数の孔部１３４が穿設され、外部の汚染土壌と連通している。尚、本実施例では一実施例として前記凍結融解管１３が二重管構造の場合につき説明しているが、これに限定されず、熱媒体通路１３１、１３２とガス吸引通路１３３とを有する構造であればどのような構造であっても良い。
【００２３】
次に、図４及び図５を参照して上記した土壌浄化装置１０を用いた浄化フローを説明する。尚、掘削に先立ってボーリング等を行い、汚染土壌の範囲や深さを調査しておくことが好ましく、これに基づいて掘削を行なう。
まず、掘削した削孔に前記凍結融解管１３を挿入して埋設し（Ｓ１）、前記冷凍機１１の蒸発器側に前記凍結融解管１３を連結して熱媒体通路１３１、１３２に冷ブラインを注入して循環させ、冷凍サイクルを形成させ、冷熱を与えて管周辺の汚染土壌を凍結する（Ｓ２）。凍結時に、図５（ａ）に示されるように、凍結融解管１３の周辺の汚染物質２１が管近傍に集積される。この汚染物質２１が管近傍に集積する現象は、寒冷地において気温が０℃以下になると土壌の表面が凍結し、周辺の土壌水が凍結面へ移動し、氷の層を形成する現象として知られている。この現象は、凍結面へ土壌水が移動してくるのが原因であることが判明している。これは、凍土中に、凍りたくても凍れない不凍水が土壌粒子表面に残っており、それが凍結面に引き寄せられるためと考えられる。従って、この現象を利用して、汚染土壌を凍結すると凍結融解管１３の周辺の汚染物質が集積し、汚染物質層が形成されることとなる。
【００２４】
汚染物質が十分に集積したら、冷凍機１１のブライン経路を切換え、該冷凍機１１の凝縮器側を前記凍結融解管１３に連結して熱媒体通路１３１、１３２に温ブラインを注入して循環させ、ヒートポンプサイクルを形成させ、図５（ｂ）のように温熱を与えて凍結した土壌を短時間で融解する（Ｓ３）。この融解により、土壌はポーラス状となり、効率よく後工程のガス吸引が行なえるようになる。
そして土壌を融解させた後、ガス吸引装置１２が有する真空ポンプにより前記ガス吸引通路１３３を負圧にして前記集積した汚染物質を吸引する（Ｓ４）。図５（ｃ）に示したように、前記汚染物質２１は汚染ガスの形態で前記孔部１３４を通り、前記ガス吸引通路１３３を介して前記ガス吸引装置１２に回収される。
【００２５】
このとき、ガス吸引時にも温ブラインを供給し続けることが好適で、土壌に温熱を与えながらガス吸引することで、汚染物質２１の気化を促進し、効率の良いガス吸引が可能となる。
さらに、前記ガス吸引装置１２に回収された汚染ガスは活性炭等の浄化手段により浄化された後、大気中に放出される（Ｓ５）。尚、前記浄化手段は活性炭による吸着に限らず、他にも紫外線照射による分解、加熱分解等の手段を利用することができる。かかる実施例によれば、広範囲の汚染土壌にも対応可能であるため工期を大幅に短縮することができ、また処理コストを削減することができる。
さらに、凍結により汚染物質を集積した後に温熱を与えて融解しているため、汚染土壌がポーラス状となり、効率よくガス吸引を行なうことができ、汚染物質の回収率を向上させることが可能となる。
【実施例２】
【００２６】
本実施例２に係る土壌浄化装置１０は、図１に示した実施例１と略同様の構成を有し、地上に設置した冷凍機１１と、ガス吸引装置１２と、汚染土壌２０中に埋設される凍結融解管１３とを主要構成とする。前記凍結融解管１３は、図２及び図３に示した構造と同様とする。
本実施例２では、まず、凍結融解管１３の熱媒体通路に冷ブラインを注入して循環させ、管周辺の汚染土壌を凍結し、凍結領域２２が形成される。凍結により前記凍結融解管１３の近傍に汚染物質を引き寄せる。
さらに、前記冷ブラインの冷熱により前記汚染土壌が水の凍結温度以下となった時に、前記ガス吸引装置１２を起動し、前記凍結融解管１３のガス吸引通路を負圧として吸引を開始する。
【００２７】
揮発性有機物の凍結温度は水の凍結温度より低いため、前記吸引により液状の汚染物質のみが選択的に回収される。
このように、水と汚染物質との凍結温度差を利用することにより、汚染物質のみを選択的に回収することができ、高効率で以って汚染物質を回収することが可能となる。
【実施例３】
【００２８】
次に、図６を参照して本実施例３に係る土壌浄化装置の概略構成を説明する。本実施例３において、前記実施例１と同様の構成についてはその説明を省略する。
本実施例３は、前記実施例１に記載したガス吸引に加えて、液状の汚染物質を回収する揚水とを組み合わせた装置である。
かかる土壌浄化装置１０は、地上に設置した冷凍機１１と、ガス吸引装置１２と、汚染土壌２０中に挿入される凍結融解管１３と、揚水ポンプ３０と、前記凍結融解管１３の近傍に挿入される揚水管３１と、を主要構成とする。
【００２９】
一般的な地盤の構造は、図６に示すように、砂や礫のように土粒子間の隙間が多く、水を通し易い透水層２０１と、粘土のように土粒子間が狭く、水を通し難い不透水層２０２とが積層された構造をしている。液状の汚染物質２３は、前記不透水層２０２には浸透せずに前記透水層２０１の下部に溜まる。特に揮発性有機化合物は、水より重く粘性が低いため、浸透する速度が早く、土壌中に存在する液状汚染物質２３はその殆どが透水層２０１の下部に集中する。
従って前記揚水管３１の先端は、前記液状汚染物質２３が溜まる領域に位置させるようにすると良い。
【００３０】
この装置を用いた汚染土壌の浄化方法は、まず、掘削した削孔に前記凍結融解管１３を挿入し、前記冷凍機１１から前記凍結融解管１３の熱媒体通路に冷ブラインを注入して循環させ、管周辺の汚染土壌を凍結する。凍結により、凍結融解管１３の周辺の汚染物質２１が管近傍に集積する。
汚染土壌の凍結後に、前記熱媒体通路に温ブラインを注入して循環させ、前記汚染土壌を融解する。融解した後、若しくは融解と同時に、前記ガス吸引装置１２を起動して前記凍結融解管１３のガス吸引通路内を負圧にし、前記集積した汚染物質を吸引する。
さらに、前記揚水ポンプ３０を起動し、前記融解により透水層２０１の下部に沈下し、溜まった液状汚染物質２３を、前記揚水管３１を介して揚水し、回収する。
該回収した汚染物質は、好適には汚染物質浄化装置３３にて浄化処理を施すと良い。
このように、揚水管３１を利用して液状汚染物質２３を回収することにより、透水層２０１の下部に溜まった汚染物質を確実に回収することができる。
【００３１】
尚、本実施例では揚水とガス吸引とを組み合わせた構成としているが、実施例１に記載のごとくガス吸引のみで汚染物質を回収するようにしても良いし、また揚水のみを利用して汚染物質を回収するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本実施形態では、揮発性有機物からなる汚染物質により汚染された土壌を浄化する方法及び装置について説明したが、該汚染物質により汚染された地下水に適用することも可能であり、この場合、浄化装置に揚水ばっき処理手段を設ける。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１、２に係る土壌浄化装置の概略を示す全体構成図である。
【図２】図１の実施例に係る凍結融解管の平断面図である。
【図３】図１の凍結融解管のＡ−Ａ線断面図（ａ）、Ｂ−Ｂ線断面図（ｂ）である。
【図４】図１の土壌浄化装置による土壌浄化の処理工程を示すフロー図である。
【図５】図４の各処理工程における説明図であり、土壌凍結時の凍結融解管の平断面図（ａ）、土壌融解時の凍結融解管の平断面図（ｂ）、ガス吸引時の凍結融解管の平断面図（ｃ）である。
【図６】本発明の実施例３に係る土壌浄化装置の概略を示す全体構成図である。
【図７】従来の土壌浄化方法における凍結工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    浄化装置
１１    冷凍機
１２    ガス吸引装置
１３    凍結融解管
２０    土壌
２１    汚染物質
２２    凍結領域
２３    液状汚染物質
２５    冷ブライン
２６    温ブライン
３０    揚水ポンプ
３１    揚水管
１３１  熱媒体通路（往路）
１３２  熱媒体通路（復路）
１３３  ガス吸引通路
１３４  孔部
【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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