(57)【要約】本発明は反応物質の注入による汚染された地盤の浄化方法に関するものであって、次の段階を含んでなる。（ｉ）汚染物質と直接反応する反応物質及び前記反応物質が地盤内の間隙の間で円滑に汚染された地盤まで移動できるように流動性を付与できる注入補助材を含む注入物質を浄化システムの注入装置を利用して表層から一定な位置に存在する汚染された地盤まで伝達する段階；（ｉｉ）前記のように汚染された地盤まで伝達された前記注入物質を一定時間汚染物質と直接接触させた後、前記浄化システムの汚染された地下水抽出装置を利用して汚染された地下水を抽出し、前記浄化システムの抽出水処理装置を利用して抽出水を処理する段階；及び（ｉｉｉ）前記浄化システムの前記抽出水処理装置で処理された前記抽出水を汚染物質の濃度が一定水準に減少されるまで前記抽出水を再注入する段階。本発明によれば、地下水の流れのない、地盤内に汚染された非飽和帯も容易に浄化させることができる。
2004528155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）汚染物質と直接反応する反応物質および前記反応物質が地盤内の間隙の間で円滑に汚染された地盤まで移動され得るように流動性を付与できる注入補助材を含む注入液を浄化システムの注入装置を利用して表層から一定な位置に存在する汚染された地盤まで伝達する段階；
（ｉｉ）前記のように汚染された地盤まで伝達された前記注入液を一定時間汚染物質と接触させた後、前記浄化システムの抽出装置を利用して汚染された地下水を抽出し、処理装置を利用して抽出された地下水を処理する段階；
（ｉｉｉ）前記浄化システムの前記抽出水処理装置で処理された前記抽出された地下水を汚染物の濃度が一定な水準に至るまで前記浄化システムの前記注入装置を利用して汚染された地盤内へ再注入する段階；
を含んでなることを特徴とする反応物質注入による汚染された地盤の浄化方法。
【請求項２】
前記浄化システムは反応物質を製造する反応物質の製造装置、反応物質を注入補助材と混合し得るようにするミキサー、反応物質と注入補助材とを含んでなる注入液を注入装置へ伝達できるようにするポンプ、前記注入液を表層から一定な位置に存在する汚染された地盤に油圧を利用して伝達する注入装置、前記の注入液中の反応物質と一定時間反応された汚染された地下水の抽出装置および前記抽出装置によって抽出された地下水から沈殿された不純物を除去する抽出水処理装置を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の反応物質注入による汚染された地盤の浄化方法。
【請求項３】
前記反応物質はナノメーター水準の鉄またはパラジウムがコーテイングされたナノメーター水準の鉄であることを特徴とする請求項１に記載の反応物質注入による汚染された地盤の浄化方法。
【請求項４】
前記注入補助材は陰イオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項１に記載の反応物質注入による汚染された地盤の浄化方法。
【請求項５】
前記陰イオン性界面活性剤はカルボキシレート類、スルホネート類、サルフエート類またはホスフェート類からなる群から選ばれることを特徴とする請求項３に記載の反応物質注入による汚染された地盤の浄化方法。
【請求項６】
前記非イオン性界面活性剤はポリオキシエチレンアルキル‐フエノールまたはポリオキシエチレンであることを特徴とする請求項３に記載の反応物質注入による汚染された地盤の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は反応物質を直接地盤内に注入して、汚染された地盤を浄化する方法に関するものであって、さらに詳しくは、懸濁液状態の反応物質を含む注入液を汚染された地盤に注入して汚染物質と反応させることにより、汚染された地盤を浄化する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の汚染された地下水を浄化するための反応壁体方法は反応媒質として鉄粉を利用していた。米国特許第５，５７５，９２７号では、反応媒質として鉄と硫化鉄（ｆｅｒｒｏｕｓ  ｓｕｌｆｉｄｅ）とを相対的な量で組み合わせて使用する場合、鉄や硫化鉄を単独に使用する場合よりもっと早くハロゲン化炭化水素（ｈａｌｏｇｅｎａｔｅｄ  ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ）を還元させ得る方法を開示している。また、米国特許第５，５４３，０５９号では反応媒質として、鉄粒子のサイズ別に区分された最小限３領域（ｚｏｎｅ）からなる層が形成された鉄壁またはコラム（ｉｒｏｎ  ｗａｌｌ  ｏｒ  ｃｏｌｕｍｎ）にハロゲン化炭化水素を含む汚染物を通過させこれを浄化する方法を開示している。
【０００３】
前記従来の技術等は、汚染物質が混合された地下水の流れが、別途の他の材料を添加しないで地下水の流れの道の要所に設置された顆粒形の鉄粉（ｇｒａｎｕｌａｒ  ｉｒｏｎ）の反応壁体を通過するように誘導することにより、汚染物質を除去することを特徴とする。
【０００４】
前記のような従来の技術で０価鉄による汚染物質の除去メカニズムは次のようなものと明らかになった。
【０００５】
すなわち、０価鉄として存在する鉄（Ｆｅ0）は酸化を起こし、酸化還元対（ｒｅｄｏｘ  ｃｏｕｐｌｅ）を形成する。これは、電子を失いカチオン状態に存在しようとする傾向を有する０価金属の自発的酸化によって発生する腐食反応と類似する。鉄の場合、酸化還元電位は−０．４４Ｖである。
Ｆｅ0  ⇔  Ｆｅ2+＋２ｅ-        式（１）
【０００６】
図１はＰＣＥ（Ｃ2Ｃｌ4，テトラクロロエチレン）の脱塩素化過程と標準酸化還元電位を図式化した図面である。図１において、ＢからＡに行くほど脱塩反応はだんだん遅くなるようになる。そして、Ｃ地点は酸化速度が最も高い地点を表し、Ｄ地点は酸化速度が最も低い地点を表す。図１から予測できるように、塩化有機化合物と反応可能な主要還元剤はＦｅ0、Ｆｅ2+、Ｈ2である。腐食反応の場合としては、Ｆｅ0から表面に吸着された塩化アルキルへの直接的な電子交換によるもの（式２）が大部分をなしているが、この他にも腐食反応で生産されたＦｅ2+の脱塩素化（式３）、Ｈ2による脱塩素化（式４）またはＨ2Ｏによる作用等がある。
Ｆｅ0＋ＲＸ＋Ｈ+  ⇔  Ｆｅ2+＋ＲＨ＋Ｘ-        式（２）
Ｆｅ2+＋ＲＨ＋Ｈ+  ⇔  ２Ｆｅ3+＋ＲＨ＋Ｘ-        式（３）
Ｈ2＋ＲＸ  ⇔  ＲＨ＋Ｈ+＋Ｘ-        式（４）
【０００７】
図２は０価鉄の腐食において電子交換による塩化有機物の還元的脱塩素化を図式化した図面である。図２Ａは０価鉄表面で発生する０価鉄による塩化有機化合物の還元反応を図式化した図面であり、図２Ｂは鉄イオン（ｆｅｒｒｏｕｓ  ｉｏｎ）によって間接的に起こる塩化有機化合物の還元反応を、図２Ｃは、触媒存在下において、Ｈ2による塩化有機化合物の還元反応に０価鉄の役割を図式化した図面である。
【０００８】
前記のような従来の反応壁体方法では顆粒形の鉄粉を別途の処理をするか他の成分物質と混合しないでそのまま使用した場合、鉄粉が有する酸化還元能（ｒｅｄｏｘ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）の限界に因り対象汚染物質がＰＣＥ、ＴＣＥ、ＤＣＥ、ＶＣ、ＣＴ等の物質に限定され、ＰＣＢｓ等のように高い酸化還元能を要する物質には適用できないという問題点があった。また、有機成分が高濃度に含まれている汚染物に対しては反応物質として使用される鉄粉の表面エネルギーが不足であるので十分に脱塩を起こすことができないという問題点があった。
【０００９】
また、前記のような従来の反応壁体方法によれば、地下水の流れがある飽和帯にのみ適用することができ、地下水が存在しない非飽和帯にはこれを適用することができないという問題点があった。
【発明の開示】
【００１０】
本発明は前記のような問題点を解決するために、反応物質を汚染された地盤に注入することにより、汚染された飽和帯ばかりでなく、汚染された非飽和帯も浄化させ得る汚染された地盤の浄化方法を提供することをその目的とする。
【００１１】
また、本発明はＰＣＢｓ等のように高い酸化還元能を要する汚染物質にも適用し得るようにする新しい反応物質を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の反応物質注入による汚染された地盤の浄化方法は、
（ｉ）汚染物質と反応する反応物質および前記反応物質が地盤内の間隙の間で円滑に汚染された地盤まで移動され得るように流動性を付与できる注入補助材を含む注入液を浄化システムの注入装置を利用して表層から一定な位置に存在する汚染された地盤まで伝達する段階；
（ｉｉ）前記のように汚染された地盤まで伝達された前記注入液を一定時間汚染物質と接触させた後、浄化システムの汚染された地下水抽出装置を利用して汚染された地下水を抽出し、浄化システムの抽出水処理装置を利用して抽出水を処理する段階；
（ｉｉｉ）前記浄化システムの抽出水処理装置で処理された抽出水を汚染物の濃度が一定な水準に至るまで前記浄化システムの注入装置を利用して再注入する段階；
を含んでなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の反応物質注入による汚染された地盤の浄化方法において、前記反応物質は汚染された地盤内に存在する汚染成分を除去するか無害な物質に転換させる物質を言う。ここでは従来の反応物質として使用してきたナノメーター水準の鉄を含む鉄またはパラジウムがコーテイングされた鉄が含まれる。前記鉄はクロロエチレンまたはクロロメタンのように脱塩化反応に多くのエネルギーを要しない一般的な塩化有機物に適用される。また、前記パラジウムがコーテイングされた鉄はＰＣＢｓのように脱塩化に多くのエネルギーを要する場合にも適用され得る。よって、価格のやすいナノメーター水準の鉄は一般的な塩化有機物の除去に適用し、価格の高いパラジウムがコーテイングされた鉄はＰＣＢｓのように脱塩化に多くのエネルギーを要する場合に適用するのが好ましい。
【００１４】
一般的な塩化有機物を除去するために使用する反応物質であるナノメーター水準の鉄は１．６Ｍの水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ4）溶液を１．０Ｍの塩化鉄（ｆｅｒｒｉｃ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）（ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ）溶液と容積比１：３に混合してゆっくり反応させることにより、製造され得る。ここで、ナノメーター水準の鉄は次の式（５）のように沈殿によって形成される。
Ｆｅ（Ｈ2Ｏ）63-＋３ＢＨ4-＋３Ｈ2Ｏ  →  Ｆｅ0↓＋３Ｂ（ＯＨ）3＋１０．５Ｈ2      式（５）
【００１５】
このように製造されたナノメーター水準の鉄は別途の乾燥過程を経ないでそのまま懸濁液状態で汚染された地盤内に注入される。
【００１６】
前記パラジウムがコーテイングされた鉄はナノメーター水準の鉄の表面エネルギーを増加させＰＣＢｓのような多重環炭化水素類を除去できるようにナノメーター水準の鉄の表面にパラジウムをコーテイングしたものである。パラジウム（Ｐｄ）は原子量１０６．４２ａｍｕ、融点１，５５４．９℃、沸点２，９６３℃、２０℃での比重が１，２０２である性質を有する金属であって、自体容積の９００倍に該当する水素ガスを吸収する独特な特性を有するので、水素化（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）、脱水素化（ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）反応に大変有用な触媒として使用し得る物質である。本発明においても前記パラジウムは塩化有機物の還元的脱塩素化効率を極大化するための触媒として使用されるものである。
【００１７】
前記パラジウムがコーテイングされた鉄（ｐａｌｌａｄｉｕｍ  ｃｏａｔｅｄ  ｂｉｍｅｔａｌｌｉｃ  ｉｒｏｎ）は１０重量部のポタシウムヘキサクロロパラデイト（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ｈｅｘａｃｈｌｏｒｏｐａｌｌａｄａｔｅ）（Ｋ2ＰｄＣｌ6）と水９０重量部からなる溶液に５，０００重量部の鉄（Ｆｅ）を入れオレンジ色が明るい黄色に変わるまで鉄表面にパラジウムがコーテイングされるようにして製造することができる。式（６）はパラジウムが鉄表面にコーテイングされる反応を式で示したものである。
ＰｄＣｌ6-＋２Ｆｅ0  →  Ｐｄ0＋２Ｆｅ2+＋Ｃｌ-      式（６）
【００１８】
前記のようなパラジウムがコーテイングされた鉄を使用することにより、既存の０価鉄が汚染物質と一次反応を見せるのに比べて、本発明のパラジウム／鉄二元金属は０次反応を見せるため、既存の０価鉄を使用した方法に比べてその反応性が５００ないし１，０００倍程度増加する特性を有するようになる。
【００１９】
本発明の反応姓領域形成方法（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｚｏｎｅ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）による汚染された地盤の浄化方法において、前記注入補助材は反応物質の粘性を低めて地盤内微細間隙における流動性を確保して注入物質が容易に汚染された地盤まで接近できるようにする物質が適合である。
【００２０】
よって、前記注入補助材は陰電荷を呈している土壌粒子等の間で湿潤性が優れていなければならないし、界面張力が低い物質でなければならない。このような特性を有する物質には界面活性剤溶液が含まれる。
【００２１】
本発明に使用可能な界面活性剤の種類と特徴は次のとおりである。
【００２２】
（ｉ）陰イオン性界面活性剤（ａｎｉｏｎｉｃ  ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ）
陰イオン性界面活性剤は分子の界面活性部分が陰電荷を呈している界面活性剤を言う。陰イオン性界面活性剤は表面に陰電荷を呈している土壌粒子と反発力（ｒｅｐｕｌｓｉｏｎ）によって互いに押し出す特性を有するため土壌粒子等中で相対的に大きい流動性を有するようになる。本発明に使用可能な陰イオン性界面活性剤は
カルボキシレート類（ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅｓ）（ＲＣＯＯ-Ｍ+）、
スルホネート類（ｓｕｌｆｏｎａｔｅｓ）（ＲＳＯ3-Ｍ+）、
サルフエート類（Ｓｕｌｆａｔｅｓ）（ＲＯＳＯ3-Ｍ+）、
ホスフェート類（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅｓ）（ＲＯＰＯ3-Ｍ+）等が含まれる。
【００２３】
（ｉｉ）非イオン性界面活性剤（ｎｏｎｉｏｎｉｃ  ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ）
非イオン性界面活性剤は分子の界面活性部分が電荷を呈しない界面活性剤であって、疎水性および親水性に作ることができ、界面張力が非常に低い特性がある。従って、本発明で注入補助剤に使用される非イオン性界面活性剤は界面張力を非常に低く維持させ土壌の間隙内流動が円滑になるように誘導する。そのような非イオン性界面活性剤にはポリオキシエチレンアルキルフエノール類（Ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎａｔｅｄ  ａｌｋｙｌｐｈｅｎｏｌｓ）（ＲＣ6Ｈ4（ＯＣ2Ｈ4）XＯＨ）、ポリオキシエチレン類（Ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅｓ）（−ＯＣＨ2ＣＨ2Ｏ−）等が含まれる。
【００２４】
前記の陰イオン性界面活性剤および非イオン性界面活性剤は注入補助剤に使用される場合には所謂臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｍｉｃｅｌｌ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）という界面張力の最小点が発生される最低濃度以上の組成にして使用される。前記臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）を非イオン性界面活性剤であるＳｈｅｌｌ社のＮｅｏｄｏｌTM２５−３を例に挙げて説明すると次のとおりである。図３はＮｅｏｄｏｌTM２５−３の濃度による界面張力の変化を示す図面である。図３で見られるように  ＮｅｏｄｏｌTM２５−３濃度が０．０３２ｍＭ（０．０００１％  ｖ／ｖ）以上である場合にはもうそれ以上、界面張力が減少されないことを分かることができる。従って、ＮｅｏｄｏｌTM２５−３の場合、その最小濃度である０．０３２ｍＭ（０．０００１％  ｖ／ｖ）で使用するのが最も好ましい。図３で前記界面張力はドウ  ヌイ（Ｄｕ  Ｎｏｕｙ）方法でＳｕｒｆａｃｅ  ＴｅｎｓｉｏｍａｔR２１（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｃｏ．米国）を使用して測定した。
【００２５】
本発明の汚染された地盤の浄化方法に使用される浄化システムの例を図７に示した。前記浄化システムは図７に示されたとおり反応物質製造装置８８、ミクサー９０、ポンプ９２、注入装置９４、抽出装置９６および抽出水処理装置９８で構成される。一方、汚染された地盤は不飽和帯１００と飽和帯１０２とに区分される。反応物質製造装置８８で製造された反応物質はミックサー９０へ送られ注入補助材と混合されて沈まないように攪拌された後、加圧ポンプ９２によって注入装置９４へ移送される。注入装置９４へ移送された注入補助材と混合された反応物質は地盤内へ注入された後、汚染物質と反応するようになる。ここで注入補助材と混合された反応物質の地盤内への注入にはコンプレッサー（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）のような移送手段が使用され得る。前記注入された反応物質と反応が行われた前記汚染物質は抽出装置９６によって抽出されて抽出水処理装置９８へ送られる。抽出水処理装置９８で処理された前記抽出水はその汚染濃度が一定水準以下になるまで再び注入装置９４へ送られる。
【００２６】
前記反応物質製造装置８８に対しナノメーター水準の０価鉄を反応物質に使用する場合を例に挙げて説明すると、図８に示したとおりである。反復すれば前記ナノメーター水準の０価鉄は塩化鉄（ｆｅｒｒｉｃ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）（ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ）溶液と水素化ホウ素ナトリウムを利用して式１のような反応を介して製造される。前記反応物質製造装置は２つの貯蔵槽１１８、１２４、反応槽１２８、攪拌装置１３０、窒素供給装置１２６、２つのポンプ１０８、１１４、洗浄水供給および排出装置１０４、加熱および磁気誘導装置１１０およびミキサー１１２で構成される。前記装置において、２つの貯蔵槽１１８、１２４ではそれぞれ塩化鉄（ｆｅｒｒｉｃ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）（ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ）溶液１１６と水素化ホウ素ナトリウム溶液１２２を反応槽１２８へ供給し、反応槽１２８では前記の式１と同一な反応を通してナノメーター水準の鉄を作るようになる。この時、攪拌装置１３０を利用して反応が均等にかつ完全になるようにする。また、酸化防止のため、窒素供給装置１２６を介して持続的に窒素を供給してやる。反応が終わった後、洗浄水供給装置１０４を利用して洗浄水を供給し、磁気誘導装置１１０を利用して鉄粉を底にしばらく捕まっておいた後、不純物が混った０価鉄の懸濁溶液１０６を抽出する方式で不純物を洗浄する。洗浄された０価鉄の懸濁溶液１０６はポンプ１１４を利用してミキサー９０へ移送するようになる。
前記浄化システムにおいて、前記抽出水処理装置９８で抽出水は土粒子を濾した後、必要量の鉄粉を添加して汚染濃度を環境基準に合うように落として注入装置９４に再注入するようにする。また、前記抽出水処理は注入位置の近処で施行して地中内における詰まる現象を可能な限り防止させ、同時に鉄粒子を均等に分布させることができる。このときには、抽出水は抽出処理装置９８から注入装置９４へ移送させ得る手段を備えることなく直ちに注入装置９４へ移送させることができる。
【００２７】
前記注入装置９４と前記抽出装置９６の設置において、注入装置９４と抽出装置９６との距離は約１０ｍとして現場で予備的な注入を介して現場条件に合うように深さおよび間隔を調節することができる。前記注入装置９４と抽出装置９６を設けた一例を図９に示した。図９では９個の注入装置９４が１０ｍ間隔で正方向に設けられ、その間に４個の抽出装置９６が設けられた例を示している。
【００２８】
汚染された地盤まで到達した反応物質を一定時間汚染成分と反応できるようにすることにより、飽和帯は勿論地下水に飽和されない非飽和帯まで浄化できるようになる。反応物質と汚染成分を反応させるために前記浄化システムを種々の方式で作動させることができる。例えば、一定時間注入および抽出過程を一方向に持続した後、流体の流れによって反応物質が一方に偏重されることを防止するために注入および抽出の方向を変えて持続させることもできる。
【００２９】
本発明によると反応物質を汚染された地盤内に効果的に注入できるようにして汚染成分と直接反応できるようにすることにより、地下水の流れがない土壌内の非飽和帯が汚染された場合にも容易に浄化できるようになる。
【００３０】
また、本発明によるとパラジウムがコーテイングされた鉄を反応物質に使用することにより、土壌内の非飽和帯が汚染された場合でも反応物質としてナノメーター水準の鉄だけを使用する場合に比べて、その効率を増加させることができるようになる。
【００３１】
以下、実施例を通じて本発明をより詳しく説明する。しかし、これら実施例は例示的な目的であるだけで本発明がこれら実施例に限定されるものではない。
【００３２】
本発明の効果を観察するために次のように柱状試験（実施例１）と現場適用試験（実施例２）を行った。
【実施例１】
【００３３】
次のとおり塩化有機化合物で汚染されたコラムを利用して柱状試験（Ｃｏｌｕｍｎａｒ  Ｔｅｓｔ）を実施した。コラムに土及び自然含水比状態の土試料に対し水または汚染物質で汚染された土をそれぞれ詰め、注入物を上向式で注入した。
【００３４】
ここで使用された柱状試験装置は図４に図示されたとおりである。前記装置は図４に示したとおり、コラム７２、管内圧力を測定するための圧力計７０、汚染物質及び反応物質を移送するためのポンプ７４、汚染物質を貯蔵する貯蔵槽７６、反応物質と注入補助材を貯蔵する貯蔵槽８０、反応物質の酸化を防ぐための窒素（Ｎ2）ガス注入装置８６、反応物質貯蔵槽の酸素濃度測定のための溶存酸素測定器（ＤＯ  ｍｅｔｅｒ）８４及び懸濁液状態の反応物質が沈むとか固まることを防ぐための攪拌機（ｓｔｉｒｒｅｒ）８７を含んでなる。
【００３５】
土をコラム（直径４ｃｍ、長さ１００ｃｍ）に詰めた後、１００μＭ  ＰＣＥと１００μＭ  ＴＣＥ水溶液で飽和させた溶液をそれぞれ上向式で３〜５孔隙量（ｐｏｒｅ  ｖｏｌｕｍｅ）を浸透させた。このとき、流速は実際の地下水の流速と似た１０-3ｃｍ／ｓｅｃ内外に維持させた。引き続き該土試料に注入物を上向式で注入し、このとき流速は注入初期の流速と似た１０-2ｃｍ／ｓｅｃを維持させた。又、注入物を注入した後０．０１ＭのＣａＣｌ2溶液を同じ流速で２孔隙量（ｐｏｒｅ  ｖｏｌｕｍｅｓ）をポンピングした。
【００３６】
前記注入物はナノメーター水準の０価鉄懸濁液と脱塩効率を高めるためにパラジウムがコーテイングされたナノメーター水準の０価鉄懸濁液及び注入補助材と土間の界面張力を落として土の微細間隙における流動性を確保し、懸濁液状態を長らく維持できるようにするために非イオン性界面活性剤（ＮＥＯＤＯＬR２５‐３）を添加するナノメーター水準の０価鉄懸濁液を含む。
【００３７】
本実験に使用された水は超純粋蒸留水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ  Ｍｉｌｌｉ−Ｑ  ｗａｔｅｒ）（１８．２ＭΩ・ｃｍ、５〜１０ｐｐｂ  ＴＯＣ，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ，Ｃｏｒｐ．）であって、２０ｍｉｎ／Ｌの窒素ガスで脱気させた後使用し、溶存酸素測定器（ＤＯ  ｍｅｔｅｒ）（ｍｏｄｅｌ  ８６２Ａ，Ｏｒｉｏｎ，ＵＳＡ）８４を利用して溶存酸素を測定した結果、０．０３mg／Ｌの値を有した。実験中には注入液貯蔵槽（ｒ
ｅｓｅｒｖｏｉｒ）８０内に窒素を吹き入れた。又、注入液貯蔵槽８０内で０価鉄が沈むのを防ぐために撹伴機８７を設けた。１００μＭのＰＣＥ及びＴＣＥは揮発に対する影響を避けるために０．６Ｌのテフロンガスサンプリングバッグ（ｔｅｆｌｏｎ  ｇａｓ  ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｂａｇ）（Ａｌｌｔｅｃｈ，ＵＳＡ）を利用してゼロヘッドスぺースの状態で１２時間反応器を撹拌して製造し、冷ＰＣＥ及びＴＣＥをコラムに注入して初期汚染条件を作った。
【００３８】
実験によるＰＣＥ及びＴＣＥの濃度分析はそれぞれガスクロマトグラフイー（６８９０  Ｓｅｒｉｅｓ，Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ  Ｃｏ．ＵＳＡ）で分析した。表１はガスクロマトグラフイ−の分析条件を示す。
【００３９】
【表１】
2004528155.tif 000003
【００４０】
時間の経過によりコラムから流れ出た汚染された水から一定量のサンプルを採取してＰＣＥとＴＣＥそれぞれの濃度及び０価鉄の濃度を測定することにより、本発明の効果を評価し、濃度が一定になることを確認した後、コラムを１０等分してコラム内鉄の濃度を測定した。又、コラムにおける流体流れの方向を変えて追加実験した。
【００４１】
コラム内鉄の分布は流速が相対的に遅い場合と鉄分濃度が相対的に高い場合、流入部側が若干高かったが流体流れの方向を変えて均等に分布させることができた。このとき、流れ出した流量は初めの方向の約１／３にした。
【００４２】
図５及び図６は本実施例による結果を示した図であって、それぞれ１００μＭ  ＰＣＥと１００μＭ  ＴＣＥ水溶液の初期からの濃度変化を示した図である。
【００４３】
図５及び図６に示されたとおり、パラジウムがコーテイングされたナノメーター水準の
鉄は脱塩率を大きく向上させ、０．０３２ｍＭ濃度のＮＥＯＤＯＬR２５‐３を添加した場合、ＰＣＥ及びＴＣＥの除去は向上されることに表れているが、これは界面活性作用に因り微細間隙に捕集されている有機物まで注入補助材の浸透が相対的に容易であり、直接的な反応が円滑に行なわれるからであると思われる。
【実施例２】
【００４４】
本発明の浄化システムを図７、８及び９に示されたとおり設けて濃度が３．５５ｐｐｍであるＴＣＥ水溶液で汚染された地盤に適用した。本実施例に使用された地盤の平均透水係数は１０-3ないし１０-4ｃｍ／ｓｅｃであり、注入速度は３．０×１０-2ｃｍ／ｓｅｃで維持した。面積が３０ｍ×３０ｍである地域に平均深さ１１ｍで注入装置９個及び抽出装置４個（図９参照）を設けた。３１時間注入液の注入と抽出を継続した（１段階浄化）。注入開始後３時間から終了時まで抽出水を注入装置へ移送して再注入した。このとき注入液中の反応物質の濃度は注入液の０．００３％重量比であった。前記１段階浄化が終わった後、注入と抽出の方向を変えて再び浄化システムを作動させ、１５時間持続した（２段階浄化）。本実施例による結果はつぎのとおりである。
【００４５】
【表２】
2004528155.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、環境産業中、特に、地盤環境産業に関連されるものであって、例えば、地下貯油施設、半導体工場、公団密集地域、石油化学団地等の産業施設および軍事施設に適用可能な方法である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ＰＣＥの脱塩素化過程と標準酸化還元電位を図示した図である。
【図２Ａ】０価鉄表面で直接的に発生する０価鉄による塩化有機化合物の還元反応を図示した図である。
【図２Ｂ】鉄イオン（ｆｅｒｒｏｕｓ  ｉｏｎ）により間接的に起こる塩化有機化合物の還元反応に０価鉄の役割を図示した図である。
【図２Ｃ】触媒存在下でＨ2による塩化有機化合物の還元反応に０価鉄の役割を図示した図である。
【図３】ＮｅｏｄｏｌTM２５−３の濃度による界面張力の変化を表す図である。
【図４】実施例１による反応物質注入装置を含む柱状試験装置を図示した図である。
【図５】実施例１によるＰＣＥの濃度変化を図示した図である。
【図６】実施例１によるＴＣＥの濃度変化を図示した図である。
【図７】本発明の反応物質注入による汚染された地盤の浄化方法に使用され得る浄化システムの一例を図示した図である。
【図８】図７に図示した前記浄化システムの反応物質製造装置の一例を図示した図である。
【図９】本発明に使用し得る浄化システムの設置の一例を表す平面図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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