(57)【要約】【課題】  汚染物質を含有する土壌の領域全体について、簡易、かつ、確実に浄化を行うことを可能とした浄化装置および土壌の浄化方法を提案する。【解決手段】  汚染領域Ａ内または汚染領域Ａの近傍に複数形成されて、その一部が揚水井１１として使用され、その他が注水井１２として使用される井戸１０，１０，…と、揚水井１１を介して揚水された地下水を搬送する揚水路２１と、注水井１２を介して汚染領域Ａに注水される清浄水を搬送する注水路２２と、井戸１０，１０，…の端部に設置されて、揚水路２１および注水路２２との井戸１０の接続を切り替えるバルブ３１とを備えた浄化装置１により、土壌の浄化を行う。【選択図】      図１
2007021280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染領域内または該汚染領域の近傍に複数形成されて、揚水井または注水井として使用される井戸と、
前記井戸を介して揚水された地下水を搬送する揚水路と、
前記井戸を介して前記汚染領域に注水される清浄水を搬送する注水路と、
前記井戸の端部に設置されて、前記揚水路と前記注水路の該井戸への接続を切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする、浄化装置。
【請求項２】
前記井戸に、浄化材が充填されていることを特徴とする、請求項１に記載の浄化装置。
【請求項３】
前記井戸が、二重管構造であることを特徴とする、請求項２に記載の浄化装置。
【請求項４】
汚染領域内または該汚染領域の近傍に形成された複数の注水井と、
前記汚染領域を挟んで前記注水井と対向する位置に形成された複数の揚水井と、
前記注水井を介して前記汚染領域に注水される清浄水を搬送する注水路と、
前記揚水井を介して揚水された地下水を搬送する揚水路と、
前記注水井と前記注水路との接続を制御する第一切替手段と、
前記揚水井と前記揚水路との接続を制御する第二切替手段と、を備えることを特徴とする、浄化装置。
【請求項５】
前記切替手段の切り替えを制御する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、地下水の汚染濃度、流向、流速、流量等の計測を行う地下水計測手段を有し、前記地下水計測手段による計測結果により前記切替手段の切り替えを制御することを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項６】
汚染領域に形成された複数の井戸を利用して、前記汚染領域からの地下水の揚水と、前記汚染領域への清浄水の注水と、を同時に行うことで、汚染領域の浄化を行う土壌の浄化方法であって、
前記複数の井戸を、揚水井または注水井に切り替えることを特徴とする、土壌の浄化方法。
【請求項７】
前記複数の井戸についての揚水井または注水井への切り替えが、所定時間毎に行われることを特徴とする、請求項６に記載の土壌の浄化方法。
【請求項８】
前記所定時間が、揚水された地下水の汚染濃度に応じて適宜設定されることを特徴とする、請求項７に記載の土壌の浄化方法。
【請求項９】
前記複数の井戸についての揚水井または注水井への切り替えが、前記汚染領域の所定箇所に配置された地下水計測手段による計測結果に応じて行われることを特徴とする、請求項６に記載の土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染物質を含有する土壌を浄化する浄化装置および土壌の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、不燃性で、油の溶解力が高い等、優れた性質を有するトリクロロエチレン（ＴＣＥ）、テトラクロロエチレン（ＰＣＥ）等の揮発性有機化合物（以下「ＶＯＣ」という場合がある）は、塗料の溶剤、電子部品の洗浄、ドライクリーニング用の溶剤など、さまざまな分野で用いられてきた。しかしながら工場等から漏出したり、地中に廃棄されたりしたＶＯＣは、土壌や地下水を汚染し、深刻な問題となっている。
【０００３】
同様に工場や廃棄物処分場等から流出して土壌に浸透した油分や農業・畜産業で使用または排出される硝酸性窒素等も汚染物質として被害をもたらすことが知られている。
このように、多数の分野により引き起こされる土壌汚染が問題となっている。
【０００４】
従来、このような汚染物質を含有する土壌の浄化方法として、例えば、特許文献１には、汚染領域の下流側に浄化材が充填された揚水井、上流側に注水井をそれぞれ設け、汚染物質を含有した汚染地下水を揚水井により揚水するとともに、浄化材により無害化処理を行い、注水井により地中に戻すことにより、外気に汚染物質が揮散されることなく、汚染地下水の浄化を行う浄化方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１７０１５３号公報（［００２８］−［００４３］、図１−図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記の浄化方法は、固定された位置から連続的に揚水と注水とを行うことから地層中に注水井から揚水井に至る一定の水みちが形成され、その結果、水みちから離れた箇所の汚染物質の回収が困難となり、浄化が不均質となるという問題点を有していた。そのため、汚染領域全体の浄化を行うためには時間がかかり、そのための費用も嵩むという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、汚染物質を含有する土壌の領域全体について、簡易、かつ、確実に浄化を行うことを可能とした浄化装置および土壌の浄化方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の浄化装置は、汚染領域内または該汚染領域の近傍に複数形成されて、揚水井または注水井として使用される井戸と、前記井戸を介して揚水された地下水を搬送する揚水路と、前記井戸を介して前記汚染領域に注水される清浄水を搬送する注水路と、前記井戸の端部に設置されて、前記揚水路と前記注水路の該井戸への接続を切り替える切替手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
かかる浄化装置によれば、揚水井と注水井とを固定することなく、汚染領域に形成された複数の井戸について、揚水井または注水井に適宜切り替えて汚染領域の土壌の浄化を行うため、揚水および注水により形成される水みちが固定されることがない。つまり、土粒子間を通過する地下水の流れ（水みち）が固定されないため、汚染領域全体について、土壌の浄化を簡易、かつ、確実に行うことが可能となる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の浄化装置であって、前記井戸に浄化材が充填されていることを特徴としている。
そして、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の浄化装置であって、前記井戸が二重管構造であることを特徴としている。
【００１０】
かかる浄化装置は、井戸内部が浄化材により充填されているため、揚水された地下水は、この井戸を通過することにより、浄化処理が施される。つまり、汚染領域中の地下水に、汚染物質を含有しない状態、あるいは、汚染物質を微量のみ含有した状態で揚水されるため、地上に揚水されたときに、大気に拡散することがなく、周辺地域に悪影響を及ぼすことがない。
また、前記井戸が二重管により構成されていれば、浄化材の浄化能力が低下した際に、浄化材が充填された内側の管のみを交換することで、容易に浄化材の入れ替えを行うことができるため、長期間に及ぶ井戸の使用も可能である。
【００１１】
また、請求項４に記載の浄化装置は、汚染領域内または該汚染領域の近傍に形成された複数の注水井と、前記汚染領域を挟んで前記注水井と対向する位置に形成された複数の揚水井と、前記注水井を介して前記汚染領域に注水される水を搬送する注水路と、前記揚水井を介して揚水された地下水を搬送する揚水路と、前記注水井と前記注水路との接続を制御する第一切替手段と、前記揚水井と前記揚水路との接続を制御する第二切替手段と、を備えることを特徴としている。
【００１２】
かかる浄化装置は、複数の注水井の中から第一切替手段を介して選択された注水井から注水を行うとともに、複数の揚水井の中から第二切替手段を介して選択された揚水井を介して地下水の揚水を行い、汚染領域の状況や時間に応じて、注水を行う注水井と揚水を行う揚水井とを変化させるものである。この浄化装置によると、汚染領域内の地下水の水みちを固定させることなく、土壌の浄化を行うことが可能となるため、汚染領域全体の浄化を簡易、かつ、確実に行うことが可能となる。ここで、注水井および揚水井の方向は限定されるものではないことはいうまでもなく、例えば鉛直方向や水平方向に形成されていてもよい。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の浄化装置であって、前記切替手段の切り替えを制御する制御手段をさらに備え、この前記制御手段は、地下水の汚染濃度、流向、流速、流量等の計測を行う地下水計測手段を有し、前記地下水計測手段による計測結果により前記切替手段の切り替えを制御することを特徴としている。
【００１４】
かかる浄化装置は、地下水の汚染濃度、流向、流速、流量等の計測を行う地下水計測手段を有した制御手段を備えるため、地下水計測手段による地下水の流速や、汚染濃度等を計測結果により、浄化装置による汚染土壌の浄化の効果を把握し、その結果に応じて揚水井と注水井との切り替えのタイミングや、配置などを適切に行うことが可能となる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、汚染領域に形成された複数の井戸を利用して、前記汚染領域からの地下水の揚水と、前記汚染領域への清浄水の注水と、を同時に行うことで、汚染領域の浄化を行う土壌の浄化方法であって、前記複数の井戸を、揚水井または注水井に切り替えることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の土壌の浄化方法であって、前記複数の井戸についての揚水井または注水井への切り替えが、所定時間毎に行われることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の土壌の浄化方法であって、前記所定時間が、揚水された地下水の汚染濃度に応じて適宜設定されることを特徴とする。
【００１８】
さらに、請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の土壌の浄化方法であって、前記複数の井戸についての揚水井または注水井への切り替えが、前記汚染領域の所定箇所に配置された地下水計測手段による計測結果に応じて行われることを特徴としている。
【００１９】
かかる土壌の浄化方法によれば、揚水井の位置と注水井の位置を適宜変更させるため、地下水の揚水および地中への注水の際に水みちが固定されることがない。つまり、汚染領域全体について地下水を浸透させて回収するため、汚染領域の土壌の浄化を簡易、かつ、確実に行うことを可能としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の浄化装置および土壌の浄化方法によれば、汚染物質を含有する土壌の領域全体について、簡易、かつ、確実に浄化を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２２】
ここで、図１は、第１の実施の形態に係る浄化装置を示す概略断面図である。また、図２の（ａ）および（ｂ）は、第１の実施の形態に係る切替手段（バルブ）の概略を示す断面図である。また、図３は、第１の実施の形態に係る井戸の概略を示す断面図であって、（ａ）は揚水状況を示し、（ｂ）は浄化材の交換状況を示している。また、図４の（ａ）および（ｂ）は、第１の実施の形態に係る土壌の浄化方法による浄化状況の一例を示す概略平面図である。さらに、図５は、第１の実施の形態に係る土壌の浄化方法の切り替え方法を示すフロー図である。
また、図６は、第２の実施の形態に係る浄化装置の概略を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平断面図である。さらに、図７の（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施の形態に係る浄化装置による、土壌の浄化状況の概略を示す横断面図である。
【００２３】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態では、図１に示すように、地表から表層Ｆ、砂質土層Ｓ、粘性土層Ｃ、砂質土層Ｓ、岩盤層ＲＣの複数の地層により形成された互層地盤において、地表から浸透または、地下水により流下してきた汚染物質が透水層である砂質土層Ｓに堆積することにより形成された汚染領域Ａ，Ａについて、汚染領域Ａ内または汚染領域Ａの近傍から注水および揚水を行うことにより、土壌内の汚染物質を回収して、汚染領域Ａ内の土壌の浄化を行う方法である。
【００２４】
この汚染土壌の浄化方法において使用する浄化装置１は、汚染領域Ａの内部またはこの汚染領域Ａの近傍に複数形成されて、選択された一部が揚水井１１として使用され、その他が注水井１２として使用される井戸１０，１０，…と、揚水井１１を介して揚水された地下水（汚染地下水）を搬送する揚水路２１と、注水井１２を介して汚染領域Ａに注水される清浄水を搬送する注水路２２とを備えたプラント２０と、井戸１０，１０，…の上端部に設置されて、揚水路２１と注水路２２の井戸１０への接続（連通）を切り替える切替手段（バルブ３１）と、を備えている。
なお、第１実施形態では、２箇所に形成された汚染領域Ａ，Ａについて、一つの浄化装置１により浄化を行う場合について説明するが、汚染領域の箇所数や規模などは限定されるものではないことはいうまでもない。
【００２５】
井戸１０は、汚染領域Ａへの清浄水の注水および汚染領域Ａ内を通過する汚染地下水の揚水が可能となるように、汚染領域Ａ内を貫通あるいは汚染領域Ａの周囲に複数本形成されている。各井戸１０は、図３（ａ）に示すように、地表から略垂直に縦孔を形成し、外管１０ａと内管１０ｂとからなる２重管を挿入することにより形成されている。なお、内管１０ｂの内部には浄化材４０が充填されている。そして、各井戸１０の上端には、図１に示すように、井戸１０と揚水路２１とを連通させつつ井戸１０と注水路２２とを遮断する揚水状態と、井戸１０と揚水路２１とを遮断しつつ井戸１０と注水路２２とを連通する注水状態と、を切り替える切替手段（バルブ３１）が接続されており、揚水路２１または注水路２２への連通と遮断が制御されている。なお、第１の実施の形態では、切替手段として、バルブ３１を使用するものとするが、切替手段の構成は限定されるものではない。また、第１の実施の形態では、井戸１０を略垂直に形成するものとしたが、井戸１０は、汚染領域Ａ内の汚染地下水の揚水および汚染領域Ａ内への注水が可能であれば、その形成角度は限定されるものではない。同様に井戸１０の本数も限定されるものではない。
【００２６】
井戸１０，１０，…は、バルブ３１により揚水路２１に連通されているものが、揚水井１１として汚染地下水Ｗａの揚水を行い、バルブ３１を介して注水路２２に連通されているものが、注水井１２として清浄水Ｗｂの注水を行う（図２（ａ）および（ｂ）参照）。
【００２７】
また、井戸１０は、図３（ａ）に示すように、縦孔の壁面に沿って配置される有孔鋼管である外管１０ａと、内部に浄化材４０が充填されて外管１０ａの内部に挿入される有孔鋼管である内管１０ｂとにより構成されている。なお、外管１０ａと内管１０ｂとの間には、所定の隙間１０ｃが形成されており、内管１０ｂの挿入および引き抜きが容易に行えるように構成されている（図３（ｂ）参照）。この外管１０ａと内管１０ｂの隙間１０ｃは、揚水時の吸引力や注水時の圧力がこの隙間から抜けることがないように、上端において密閉手段１０ｄにより密閉されている。
【００２８】
井戸１０の外管１０ａと内管１０ｂを構成する管材は、汚染地下水Ｗａの揚水または清浄水Ｗｂの地盤への注水が可能であれば、有孔鋼管に限定されるものではないことはいうまでもなく、例えば円筒状の籠や有孔塩化ビニル管等、適宜公知の材料から選定して使用すればよい。また、井戸１０を構成する管材の孔の位置は、全長に形成されている必要はなく、例えば、汚染領域に対応する透水層（砂質土層Ｓ）にのみ形成されていてもよい。
また、井戸１０の断面形状は限定されるものではないが、第１の実施の形態では、円形断面に構築するものとする。さらに、井戸１０，１０，…の本数は限定されるものではないことはいうまでもない。
【００２９】
ここで、浄化材４０として使用される材料は、汚染領域Ａに含有された汚染物質に応じて、適宜公知の浄化材から選定して使用すればよい。また、浄化材４０は、内管１０ｂの全長にわたって充填されている必要はなく、揚水された汚染地下水Ｗａが通過する際に、含有する汚染物質の除去（吸着等）に必要な延長が確保されていればよい。
【００３０】
図１に示すように、プラント２０は、揚水井１１により揚水された汚染地下水Ｗａを搬送する揚水路２１と、注水井１２により注水する清浄水Ｗｂを搬送する注水路２２と、揚水路２１を介して揚水井１１に吸引力を付与する揚水ポンプ２３と、注水路２２を介して清浄水Ｗｂを注水井１２へと圧送する注水ポンプ２４と、揚水井１１により揚水された汚染地下水Ｗａの無害化処理を行う処理装置２５と、注水ポンプ２４を介して注水される清浄水Ｗｂを一端貯留する水槽２６とから構成されている。
なお、処理装置２５は、水槽２６に接続されており、処理装置２５により無害化処理が施された地下水は、水槽２６へと排出される。
【００３１】
揚水路２１および注水路２２は、複数の井戸１０，１０，…に接続されている。ここで、第１の実施形態では、１本の揚水路２１または注水路２２が、それぞれ複数の井戸１０，１０，…と接続されているが、各井戸１０に対して、それぞれ個別に揚水路２１および注水路２２を構築してもよい。
【００３２】
揚水路２１は、汚染物質を含有した地下水が外気に接触することがないように、密閉された管路により構成されている。なお、揚水路２１を構成する管路の材質は限定されるものではなく、適宜公知の材料から選定して使用すればよい。
【００３３】
注水路２２は、注水ポンプ２４による注水井１２への清浄水Ｗｂの圧送が可能となるように、管路により構成されている。なお、注水路２２を構成する管路の材質は限定されるものではなく、適宜公知の材料から選定して使用すればよい。
【００３４】
揚水ポンプ２３は、揚水井１１による揚水が可能な吸引力を付与することが可能であれば、限定されるものではなく、適宜公知のバキュームポンプ等から選定して使用すればよい。
【００３５】
注水ポンプ２４は、注水井１２を介して、地中への水の注入を可能な圧力を付与することが可能であれば、限定されるものではなく、適宜公知の圧送ポンプから選定して使用すればよい。
【００３６】
ここで、第１の実施の形態では、１台の揚水ポンプ２３により複数の揚水井１１，１１，…に吸引力を付与する構成としたが、各揚水井１１にそれぞれ揚水ポンプ２３を配置してもよいことはいうまでもなく、揚水井１１の本数に対する揚水ポンプ２３の設置台数は限定されるものではない。
同様に、注水井１２の本数に対する注水ポンプ２４の設置台数も限定されるものではない。
【００３７】
第１の実施の形態では、無害化処理装置２５として曝気式装置を使用するものとするが、無害化処理装置２５は、汚染領域Ａが含有する汚染物質に応じて、適宜適切な装置を配置すればよく、その機種等は限定されるものではない。
また、注水される清浄水Ｗｂは、揚水された地下水を無害化処理したものに限定されるものではなく、水道水や、河川水、湖水、海水、雨水等の蒸留水等を使用してもよい。
【００３８】
バルブ３１は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、一方の端部（第１の実施の形態では下端）が井戸１０の上端に接続されて他方の端部側（第１の実施の形態では上端側）が二股に分かれた管材から構成されており、二股に分かれた他方の端部には、それぞれ揚水接続管２１ａを介して揚水路２１、および、注水接続管２２ａを介して注水路２２に接続されている。そして、揚水接続管２１ａと注水接続管２２ａとの接続部には、それぞれ揚水弁３１ａと注水弁３１ｂとが配置されており、揚水路２１と注水路２２との連通と遮断が制御されている。つまり、当該井戸１０が揚水井１１として使用される時には、図２（ａ）に示すように、揚水弁３１ａにより揚水接続管２１ａとの連通が開放されるとともに注水弁３１ｂにより注水接続管２２ａとの連通が遮断されて、汚染地下水Ｗａの揚水が可能となる。一方、井戸１０が注水井１２として使用される時には、図２（ｂ）に示すように、揚水弁３１ａにより揚水接続管２１ａとの連通が遮断されるとともに注水弁３１ｂにより注水接続管２２ａとの連通が開放されて清浄水Ｗｂの注水が可能となる。
なお、バルブ３１の構成は、井戸１０の揚水井１１としての使用および注水井１２としての使用を制御することが可能であれば、前記のものに限定されるものではない。
【００３９】
第１の実施の形態では、バルブ３１の切り替えの制御を、揚水された地下水の汚染濃度や水量などに応じて制御手段３０により行うものとする。制御手段３０は、揚水路２１の所定の箇所に配設されて、揚水された地下水の汚染濃度や水量を計測する検知装置（地下水計測手段）３４と、検知装置３４の計測結果を解析し、揚水井１１と注水井１２の適切な配置を解析する解析装置３３と、解析装置３３による解析結果により各バルブ３１への切り替え指示を送る制御盤３２とから構成されている。
【００４０】
次に、浄化装置１を利用した土壌の浄化方法について、説明する。
【００４１】
第１の実施の形態に係る土壌の浄化方法は、汚染領域Ａに形成された複数の井戸１０，１０，…のうち、選択された一部の井戸１０，１０，…を揚水井１１，１１，…、その他の井戸１０，１０，…を注水井１２，１２，…として、汚染領域Ａからの汚染物質を含有する汚染地下水Ｗａの揚水と、汚染領域Ａへの清浄水Ｗｂの注水とを同時に行う方法である。この時、汚染領域Ａの浄化は、複数の井戸１０，１０，…について、それぞれ制御手段３０により、揚水井１１または注水井１２に切り替えることにより行う。ここで、第１の実施の形態では、各井戸１０のバルブ３１の切り替えを、制御手段３０により自動的に行うものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、解析装置３３による解析結果に応じて、手動で切り替えてもよく、バルブ３１の切り替え方法は限定されるものではない。
【００４２】
各井戸１０の揚水井１１と注水井１２との切り替えを行うことにより、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、汚染地下水Ｗａと清浄水Ｗｂの流向を変化させるため、汚染領域Ａ全体についての土壌の洗浄を確実に行うことができる。
【００４３】
ここで、汚染地下水Ｗａの揚水に伴い、井戸１０に充填された浄化材４０の浄化機能が低下した場合は、図３（ｂ）に示すように、井戸１０から、使用済みの浄化材４０’を内管１０ｂごと取り出して、新たに浄化材４０が充填された内管１０ｂを挿入するものとする。
【００４４】
各井戸１０の揚水井１１と注水井１２の切り替えは、所定時間毎に行うものとし、この所定時間は、揚水された汚染地下水Ｗａの汚染濃度および流量に応じて適宜設定される。
揚水井１１と注水井１２の切り替え方法の一例を、図５を参照しつつ以下に示す。
【００４５】
揚水井１１と注水井１２の組み合わせ（パターン）は、井戸１０の数をＭとすると、２M通りある。第１の実施の形態では、この２M通りの組み合わせうち、Ｎ通りのパターンを基本的にランダムで設定することにより、汚染領域Ａの浄化を行う。
【００４６】
図５に示すように、まず、揚水井１１と注水井１２の配置のパターン１で地下水の汚染濃度の測定（モニタリング）した後、その他のパターンをローテーションさせ、再度パターン１に戻る。この時、パターン１として作動する時間をＴ１時間とし、パターン２はＴ２時間とする。また、それ以降同様にパターンＮの作動時間をＴＮ時間とする。
【００４７】
次に、パターン１による地下水の汚染濃度を再度測定し、基準値（設定値）Ｙｏとの大小評価（以下、「絶対評価」という場合がある）、前回の計測値（濃度）との差による濃度変化の評価（以下、「相対評価」という場合がある）を行い、次回のローテーションでのパターン１の作動時間を新たに設定する。ここで、評価手法として関数を導入し、評価の結果、次回作動時間を短縮する場合や延長する場合がある。
【００４８】
なお、各パターンにおける作動時間の設定方法は限定されるものではないが、例えば、後記のように、相対評価による濃度変化（減少）値Ｘと、絶対評価による濃度差値Ｙとにより次回のローテーションにおけるパターン１の作動時間Ｔ１’を設定してもよい。
（１）作動時間Ｔ１によるパターン１の相対評価による濃度変化（減少）値Ｘが閾値Ｘｏよりも小さく、絶対評価による基準値Ｙｏとの濃度差値Ｙが大きいままである場合には、パターン１による効果が得られていないと判断できるため次回のローテーションにおけるパターン１の作動時間Ｔ’をゼロとする。
（２）相対評価による濃度変化値Ｘが閾値Ｘｏよりも小さく、絶対評価による基準値Ｙｏとの濃度差値Ｙが小さい場合には、浄化の対象となる汚染物質の濃度の減少により、所定の浄化効果を得ることができていないと評価できるため、次回ローテーションにおけるパターン１の作動時間Ｔ’を長くする。
（３）相対評価による濃度変化値Ｘが閾値Ｘｏよりも大きく、絶対評価による基準値Ｙｏとの濃度差値Ｙが小さい場合には、効果的な浄化効果を得ており、浄化の対象となる汚染物質の濃度が減少していると判断できるため、次回ローテーションにおけるパターン１の作動時間Ｔ’を同じとするか短くする。
（４）相対評価による濃度変化値Ｘが閾値Ｘｏよりも大きく、絶対評価による基準値Ｙｏとの濃度差値Ｙが大きい場合には、パターン１による浄化の効果が得られていて、かつ、浄化の必要性が高いと判断できるため、次回ローテーションにおけるパターン１の作動時間Ｔ’を同じとするか長くする。
【００４９】
なお、評価の目安として、絶対評価の基準値Ｙｏとしては法定基準値の１０倍程度を目安とし、相対評価の閾値Ｘｏとしては、一週間後の再測定であれば、前回計測した濃度の５０％程度を目安として、次パターンの作動時間を設定してもよい。ここで、評価の目安は、現地の状況や汚染濃度等に応じて適宜設定すればよく、前記のもの限定さえるものではない。
【００５０】
絶対評価による濃度差値Ｙが０以下となった場合は、パターン１による浄化の効果が略完了したものとみなし、次回のローテーションにおいてパターン１として作動する時間Ｔ１をゼロとする。
【００５１】
パターン２についても、パターン１と同様に、同時並行的に汚染濃度の測定、絶対評価、相対評価を行い、作動時間Ｔ２を決定する。
【００５２】
パターン３〜パターンＮについても同様に作動時間Ｔ３〜ＴＮを設定する。
そして、すべてのパターン（パターン１〜パターンＮ）について、作動時間Ｔ１〜ＴＮがゼロ（ΣＴＮ＝０）になったら浄化作業を終了する。
【００５３】
なお、揚水井１１と注水井１２の切り替えは、前記の方法に限定されるものではなく、例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、汚染領域Ａの所定箇所に、流向流速計（地下水計測手段）３５を設置し、揚水井１１による揚水および注水井１２による注水時の地下水の流向と流速を測定し、この測定結果に応じて、揚水井１１と注水井１２の配置（井戸１０，１０，…の揚水井１１と注水井１２の切り替え）を設定してもよい。この場合において、流向流速計３５の設置箇所や設置数は限定されるものではない。
【００５４】
以上、第１の実施の形態に係る浄化装置および土壌の浄化方法によれば、揚水井１１と注水井１２の配置を適切に変化させることにより、汚染領域Ａ内の地下水の流向や流速を変化させるため、汚染領域Ａの全体から地下水の回収を行うことが可能となり、この地下水の回収に伴い、汚染物質を回収するため、効果的に土壌の浄化を行うことを可能としている。
【００５５】
また、各井戸１０には、浄化材４０が充填されているため、汚染物質を含有する汚染地下水Ｗａを揚水するだけで汚染地下水Ｗａの浄化を行うことができ、さらに、地上に揚水された汚染地下水Ｗａの汚染濃度が薄くなるため、安全である。また、汚染濃度が低下されているため、無害化処理機２５による無害化処理も、短時間で行うことが可能となる。
【００５６】
また、浄化材４０の浄化機能が低下した場合は、井戸１０の内管１０ｂごと交換すれば、簡易に浄化材４０の交換を行うことが可能なため、施工性に優れている。
【００５７】
各井戸１０の揚水井１１と注水井１２の切り替えは、制御手段３０により自動的に行うため、人的なミスが生じることがなく、確実に、適切な配置による土壌の浄化を行うことを可能としている。
【００５８】
揚水した地下水は、無害化処理した後、再度地中へ注水されるため、地下水の流域の変化や地下水位の低下等による環境への悪影響を及ぼすことがなく、好適である。
【００５９】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態では、図６（ａ）に示すように、地表から表層Ｆ、砂質土層Ｓ、粘性土層Ｃ等の複数の地層により形成された地盤において、地表から浸透または、地下水により流下してきた汚染物質が堆積することにより形成された砂質土層Ｓの汚染領域Ａについて、汚染領域Ａの上方からの注水と汚染領域Ａの下方からの揚水を行うことにより、汚染物質を回収して、汚染領域Ａ内の土壌の浄化を行う方法である。
【００６０】
この汚染土壌の浄化方法において使用する浄化装置２は、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、汚染領域Ａ内またはこの汚染領域Ａの近傍に形成された複数の注水井１２，１２，…（井戸１０）と、汚染領域Ａを挟んで注水井Ａと対向する位置に形成された複数の揚水井１１，１１，…（井戸１０）と、注水井１２，１２，…を介して汚染領域Ａに注水される清浄水Ｗｂを搬送する注水路２２と、揚水井１１，１１，…を介して揚水された汚染地下水Ｗａを搬送する揚水路２１と、注水井１２，１２，…と注水路２２との接続を制御する第一切替手段３６と、揚水井１１，１１，…と揚水路２１との接続を制御する第二切替手段３７とを備えている。
【００６１】
第２の実施の形態に係る井戸１０（揚水井１１および注水井１２）は、図６（ａ）に示すように、汚染領域Ａを上下から挟むように、上下に複数本（第３の実施の形態では３本）ずつ略水平に形成されている。つまり、汚染領域Ａの上方から当該汚染領域Ａを通過するように注水を行う注水井１２と、汚染領域Ａを挟んで対向する位置に汚染領域Ａと通過した地下水を揚水する揚水井１１とが形成されている。
【００６２】
各井戸１０は、竪孔１０’を介して形成されており、竪孔１０’内において注水路２２または揚水路２１に接続されている。
【００６３】
ここで、第２実施形態では、井戸１０を水平に形成するものとしたが、井戸１０の角度は限定されるものではなく、例えば垂直に形成するなど、状況に応じて適宜設定すればよい。また、揚水井１１および注水井１２の本数は、汚染領域Ａの形状、地質状況や注水能力、揚水能力などに応じて適宜設定すればよく、前記の本数に限定されるものではない。
【００６４】
この他の井戸１０の構成は、第１の実施の形態で示した井戸１０と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
プラント２０は、揚水井１１により揚水された汚染地下水Ｗａを搬送する揚水路２１と、注水井１２により注水する清浄水Ｗｂを搬送する注水路２２と、揚水路２１を介して揚水井１１に吸引力を付与する揚水ポンプ２３と、注水路２２を介して清浄水Ｗｂを注水井１２へと圧送する注水ポンプ２４と、揚水井１１により揚水された地下水の無害化処理を行う処理装置２５と、揚水井のより揚水されて処理装置により無害化処理された地下水を一時貯留する水槽２６とから構成されている。
【００６６】
揚水路２１および注水路２２は、図６（ｂ）に示すように、竪孔１０’の内部において、それぞれ揚水井１１，１１，…または注水井１２，１２，…に接続されている。ここで、第２の実施形態では、１本の揚水路２１または注水路２２が、それぞれ複数の井戸１０，１０，…と接続されているが、各井戸１０に対して、それぞれ個別に揚水路２１および注水路２２を構築してもよい。
【００６７】
この他、第２の実施の形態に係る揚水路２１および注水路２２は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６８】
揚水ポンプ２３は、揚水井１１による揚水が可能な吸引力を付与することが可能であれば、限定されるものではなく、適宜公知のバキュームポンプ等を使用すればよい。
【００６９】
注水ポンプ２４は、注水井１２を介して、地中への清浄水Ｗｂの注入を可能な圧力を付与することが可能であれば、限定されるものではなく、適宜公知の圧送ポンプを使用すればよい。
【００７０】
第２の実施の形態に係る無害化処理装置２５は、第１の実施の形態で示したものと同様なものを使用するため、詳細な説明は省略する。なお、第２の実施の形態では、無害化処理装置２５を竪孔１０’内に配置するものとしたが、地上に配置してもよく、その設置箇所は限定されるものではない。
また、注水される清浄水Ｗｂの水源は限定されるものではなく、揚水された地下水を無害化処理したもの、水道水、または、河川水、湖水、海水、雨水等の蒸留水等を使用してもよい。
【００７１】
第一切替手段３６および第二切替手段３７は、バルブであって、揚水された汚染地下水Ｗａの汚染濃度や量または経過時間などに応じて揚水を行う揚水井１１の選定、注水を行う注水井１２の選定を行うものである。つまり、第一切替手段３６は、注水井１２と注水路２２との連通と遮断の制御を行い、第二切替手段３７は、揚水井１１と揚水路２１の連通と遮断の制御を行う。
【００７２】
次に、第２の実施の形態に係る浄化装置２を利用した土壌の浄化方法について、説明する。
【００７３】
浄化装置２による汚染領域Ａの浄化方法は、汚染領域Ａの上方に配置された注水井１２，１２，…から清浄水Ｗｂを注水し、汚染領域Ａを通過して汚染物質を含有した汚染地下水Ｗａを汚染領域Ａの下方に配置された揚水井１１，１１，…により揚水することで、汚染領域Ａの土壌の洗浄を行うものである。この時、それぞれ第一切替手段３６および第二切替手段３７により、複数配設された注水井１２，１２，…と揚水井１１，１１，…について、使用するものと使用しないものとを適宜変更させることで、注水された清浄水Ｗｂの地中での水みちを固定させることなく、汚染領域Ａの全体を通過させるものとする。
【００７４】
つまり、予め設定された時間、揚水により採取された地下水の汚染濃度、揚水された地下水の水量、あるいは、予め、地中の所定の箇所に設置された検知器による地下水の流向流速等の検知結果等に応じて、注水箇所と揚水箇所とを適宜変更させて、地下水Ｗの流れのルートを変更させる。これにより、汚染領域Ａの全体に注水された清浄水Ｗｂが行渡り、また、汚染領域Ａの全体から、汚染物質を含有した汚染地下水Ｗａを採取することが可能となる。
【００７５】
例えば、図７（ａ）に示すように、汚染領域Ａの上方に配置された注水井１２ａ，１２ｂ，１２ａの全てについて、第一切替手段３６を開放して注水を行うものとし、汚染領域Ａの下方に配置された揚水井１１ａ，１１ｂ，１１ａの全てについて、第二切替手段３７を開放して揚水を行うものとすれば、注水井１２ａ，１２ｂ，１２ａから注水された地下水Ｗは、揚水を行っている揚水井１１ａ，１１ｂ，１１ａの方向に流れるため、専ら真下に流下することとなる。
【００７６】
次に、揚水井１１により採取された地下水の汚染濃度の低下が確認されたら、開放する注水井１２と揚水井１１を変更させて、地下水Ｗの流下ルートを変更させる。例えば、図７（ｂ）に示すように、３本の注水井１２のうち、両端の注水井１２ａ，１２ａを開放し、中央の注水井１２ｂを遮断するとともに、３本の揚水井１１のうち、中央の揚水井１１ｂを開放して、他の揚水井１１ａ，１１ａを遮断する構成とすれば、注水井１２ａ，１２ａから注水された地下水Ｗは、汚染領域Ａ内において中央方向（開放した揚水井１１ａの方向）に向かってルートを変更させながら流下する。つまり、注水井１２，１２，…および揚水井１１，１１，…を全て開放した場合と、異なるルートにより流下するため、前記と異なる箇所における土壌の洗浄を行うことが可能となる。
【００７７】
さらに、図７（ｃ）に示すように、３本の注水井１２，１２，１２のうち、両端の注水井１２ａ，１２ａを遮断し、中央の注水井１２ｂを開放するとともに、３本の揚水井１１，１１，１１のうち、中央の揚水井１１ｂを開放して、他の揚水井１１ａ，１１ａを遮蔽する構成とすれば、注水井１２ａから注水された地下水Ｗは、汚染領域Ａ内において、２方向に分岐されながら流下するため、前記と異なる箇所における土壌の洗浄を行うことが可能とある。
【００７８】
このように、注水井１２，１２，…と揚水井１１，１１，…の開放パターンを適宜変更させることにより、汚染領域Ａ全体について、土壌の洗浄を行うものとする。
【００７９】
なお、注水井１２，１２，…と揚水井１１，１１，…の使用パターンは前記のものに限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定すればよい。
また、注水井１２，１２，…と揚水井１１，１１，…の開放遮断の変更のタイミングは限定されるものではなく、適宜決定すればよいことはいうまでもない。
また、第一切替手段３６および第二切替手段３７の開閉の操作は、第１の実施の形態で示した制御手段と同様に、自動的に行ってもよいし、また、人的に行ってもよい。
【００８０】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施形態では、井戸内に充填された浄化材と、地上に配置された無害化処理装置とにより、２段階で揚水した地下水の無害化処理を行うものとしたが、適切な浄化効果が得られるのであれば、いずれか一方のみでもよいことはいうまでもない。
【００８１】
また、各井戸は、必ずしも浄化材が充填されている必要はないことはいうまでもない。
また、汚染領域に供給される水分（清浄水）に汚染物質の除去に効果的な物質や薬剤等をあらかじめ混合しておくことにより、土壌の浄化を早める構成にしてもよい。
【００８２】
また、前記各実施形態において、揚水された汚染地下水は、必ずしも地盤に戻す必要はなく、例えば浄化プラントにより無害化処理を施した後、河川等に放流してもよい。
【００８３】
また、注水井により注水される水に、予め磁場処理機により表面張力低下処理を施すことにより、浸透性を高めてもよい。
【００８４】
また、第１の実施の形態では、全ての井戸について、揚水井または注水井として使用するものとしたが、浄化のパターンの一つとして、選択された一部の井戸を使用しない場合を含めてもよい。
また、前記各実施形態では、井戸に充填された浄化材の目的として、地下水の揚水時に、汚染物質を除去することとしたが、注水時に清浄水とともに浄化成分を土壌に浸透させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】第１の実施の形態に係る浄化装置を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、第１の実施の形態に係る切替手段（バルブ）の概略を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る井戸の概略を示す断面図であって、（ａ）は揚水状況を示し、（ｂ）は浄化材の交換状況を示している。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、第１の実施の形態に係る土壌の浄化方法による浄化状況の一例を示す概略平面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る土壌の浄化方法の切り替え方法を示すフロー図である。
【図６】第２の実施の形態に係る浄化装置の概略を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｂ）は、第２の実施の形態に係る浄化装置による、土壌の浄化状況の概略を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１，２  浄化装置
１０    井戸
１０ａ  外管
１０ｂ  内管
１１    揚水井
１２    注水井
２１    揚水路
２２    注水路
３０    制御手段
３１    バルブ（切替手段）
３１ａ  揚水弁
３１ｂ  注水弁
３４    検知装置（地下水計測手段）
３５    流向流速計（地下水計測手段）
３６    第一切替手段
３７    第二切替手段
４０    浄化材
Ａ      汚染領域
Ｗａ    汚染地下水
Ｗｂ    清浄水
【図１】
2007021280.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007021280.tif 000006
【図５】
2007021280.tif 000007
【図６】
2007021280.tif 000008
【図７】
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