(57)【要約】【課題】汚染土壌に注入された栄養剤の深度方向への広がりを確認することができ、且つ、有機塩素化合物の脱塩素反応を妨げることなく、汚染土壌を十分に浄化することができる汚染土壌の浄化方法を提供することを目的としている。【解決手段】有機塩素化合物によって汚染された汚染土壌Ｇ´中に、微生物を活性化させるための栄養剤Ａを注入し、汚染土壌Ｇ´を生物処理して浄化する汚染土壌Ｇ´の浄化方法において、汚染土壌Ｇ´に注入する栄養剤Ａにリン酸塩を添加し、汚染土壌Ｇ´中の所定深度位置における地下水の電気比抵抗値を測定する。【選択図】図１
2007301420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機塩素化合物によって汚染された汚染土壌中に、微生物を活性化させるための栄養剤を注入し、前記汚染土壌を生物処理して浄化する汚染土壌の浄化方法において、
前記汚染土壌に注入する前記栄養剤にリン酸塩を添加し、
前記汚染土壌中の所定深度位置における地下水の電気比抵抗値を測定することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌中の微生物を活性化させることで汚染土壌を浄化する汚染土壌の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トリクロロエチレン等の有機塩素化合物によって汚染された汚染土壌を微生物の働きにより浄化する技術が提供されている。これは、例えば、エチレンの水素イオン４個のうち３個を塩素イオンで置換した化合物であるトリクロロエチレンにより土壌が汚染されている場合、微生物が活性化されると、トリクロロエチレンの塩素イオンを水素イオンに置換する反応（脱塩素反応）が起き、トリクロロエチレンが無害なエチレンやエタンに分解されることで、土壌が浄化される。
【０００３】
一般に、上記したように汚染土壌に対して原位置における生物処理を行う際、炭素源と栄養塩類とからなる栄養剤を汚染土壌の中に注入して嫌気な環境をつくり、汚染土壌中の嫌気的微生物を活性化させる。栄養剤を注入する方法としては、栄養剤を注入するための注入井戸として汚染土壌に水平井戸を掘削し、この注入井戸の中に注入パイプを挿入し、この注入パイプから汚染土壌に対して栄養剤を注入する方法がある。また、従来の汚染土壌の浄化方法では、注入井戸の周囲に、水平方向に延在する観測井戸を所定の間隔をあけて複数掘削し、これらの観測井戸から地下水を採取し、採取された地下水中の全有機体炭素（ＴＯＣ）濃度を測定することによって、注入した栄養剤の拡散・浸透状況を確認している。
【０００４】
ところで、軟弱な土砂地盤に薬液を注入して地盤改良を行う際に、地盤改良域の電気比抵抗値を測定して地盤改良の効果を確認する方法が近年提案されている。この方法では、注入前の薬液電気比抵抗値のばらつきを調整するため、土砂地盤に注入する薬液に、塩化ナトリウムや塩化カリウム、塩化アルミニウム等を添加しており、これによって、所望の電気比抵抗値に設定している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２４１０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の汚染土壌の浄化方法では、観測井戸から採取された地下水を分析することで、注入した栄養剤の横方向への広がりを確認することができるものの、注入した栄養剤の深度方向への広がりを確認することができないという問題が存在する。
【０００６】
また、上記した従来の地盤改良工法では、塩化ナトリウムや塩化カリウム、塩化アルミニウム等を薬液に添加して電気比抵抗値を調整し、地盤改良域の電気比抵抗値を測定して地盤改良の効果を確認しているが、汚染土壌の浄化方法において、栄養剤に塩化ナトリウム等の塩化物を添加させると、周囲に塩素イオンが多くあることによって脱塩素反応が起こり難くなって有機塩素化合物の無害化が進まなくなり、汚染土壌が十分に浄化されないという問題がある。なお、地盤改良工法において、薬液にリン酸塩を添加させると、改良地盤中の微生物が活性化されて改良地盤が劣化するおそれがあるため、通常、地盤改良用の薬液にリン酸塩が添加されない。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、汚染土壌に注入された栄養剤の深度方向への広がりを確認することができ、且つ、有機塩素化合物の脱塩素反応を妨げることなく、汚染土壌を十分に浄化することができる汚染土壌の浄化方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、有機塩素化合物によって汚染された汚染土壌中に、微生物を活性化させるための栄養剤を注入し、前記汚染土壌を生物処理して浄化する汚染土壌の浄化方法において、前記汚染土壌に注入する前記栄養剤にリン酸塩を添加し、前記汚染土壌中の所定深度位置における地下水の電気比抵抗値を測定することを特徴としている。
【０００９】
このような特徴により、地下水よりも電気伝導度が高い栄養剤が浸透すると、浸透した位置での地下水の電気伝導度が上昇し、測定される電気比抵抗値が低下するため、測定される所定深度位置での電気比抵抗値から、栄養剤がその深度位置まで浸透したかどうかが確認される。また、栄養剤にリン酸塩が添加されると、栄養剤の電気伝導度が高くなって、地下水の電気比抵抗値と栄養剤の電気比抵抗値との差が大きくなるため、栄養剤の浸透による地下水の電気比抵抗値の低下が明確になる。さらに、リン酸塩は、微生物の生育に好ましく、また、有機塩素化合物の脱塩素反応の妨げにならないため、有機塩素化合物の脱塩素反応が促進される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る汚染土壌の浄化方法によれば、測定される所定深度位置での電気比抵抗値から、栄養剤がその深度位置まで浸透したかどうかが確認されるため、汚染土壌に注入された栄養剤の深度方向への広がりを確認することができる。また、リン酸塩によって栄養剤の電気伝導度が高くなり、栄養剤の浸透による電気比抵抗値の低下が明確になるため、栄養剤の深度方向への広がりを確実に確認することができる。さらに、リン酸塩によって、有機塩素化合物の脱塩素反応が促進されるため、汚染土壌を十分に浄化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る汚染土壌の浄化方法の実施の形態について、図面に基いて説明する。
【００１２】
図１は本実施の形態における汚染土壌の浄化方法を表した断面図であり、図２は本実施の形態における汚染土壌の浄化方法を表した平面図である。
本実施の形態における汚染土壌の浄化方法は、図１，図２に示すように、工場等があるエリアＥの地盤Ｇのうち、トリクロロエチレン等の有機塩素化合物によって汚染された所定深度Ｈ１，Ｈ２の範囲（例えばＧＬ−２．０ｍからＧＬ−４．０ｍの範囲）の汚染土壌Ｇ´中に、炭素源と栄養塩類からなる栄養剤Ａを注入し、この栄養剤Ａによって汚染土壌Ｇ´中に嫌気的な環境をつくって、汚染土壌Ｇ´中の嫌気的な微生物を活性化させることで、有機塩素化合物を生物処理して無害な物質に分解し、汚染土壌Ｇ´を浄化する方法である。
【００１３】
まず、汚染土壌Ｇ´の浄化を行うための設備構成について説明する。
地盤Ｇには、汚染土壌Ｇ´中で水平に延在する注入井戸１が形成されており、この注入井戸１の中には、内部に栄養剤Ａが流通する注入パイプ２が挿通されている。注入井戸１を形成する方法としては、例えば、まず、所定径の図示せぬケーシングを設置しながら図示せぬ掘削機によって削孔する。このとき、まず始めに地表面から斜めに削孔して所定の深度Ｈ０（例えばＧＬ．−３．０ｍ）に達したところで水平に削孔する。続いて、ケーシングの中に注入パイプ２を挿入し、最後に、ケーシングを引き抜いて注入井戸１の施工が完了する。注入井戸１（注入パイプ２）の水平部分は、汚染土壌Ｇ´の深度方向中央位置にある。また、注入パイプ２には、汚染土壌Ｇ´に向けて栄養剤Ａを吐出する吐出部２ａが形成されており、この吐出部２ａは、汚染土壌Ｇ´内に配置されている。また、地表に出された注入パイプ２には、栄養剤Ａを圧送するためのポンプ４が取り付けられており、このポンプ４によって注入パイプ２内に栄養剤Ａが圧送される。
【００１４】
一方、地盤Ｇには、地表面から鉛直下方向に延在する複数の観測井戸３…が間隔をあけて配設されている。これらの観測井戸３…は、栄養剤Ａの注入ポイントＰ（吐出部２ａがある位置）の周囲に点在されており、本実施の形態では、注入ポイントＰから離れた位置に第一,第四の観測井戸３ａ,３ｄが形成されており、注入ポイントＰ付近の位置に第二,第三の観測井戸３ｂ,３ｃが形成されている。また、観測井戸３…は、少なくとも注入井戸１の水平部分の深度Ｈ０まで達している。
【００１５】
また、各観測井戸３…中の地下水の電気比抵抗値を深度毎にそれぞれ測定する比抵抗値測定手段５が備えられている。比抵抗値測定手段５は、各観測井戸３…の中に、複数の電極７…が取り付けられたケーブル６…が吊り下げられて設置され、これらのケーブル６…が、各電極７…における地下水の電気比抵抗値を測定する測定器本体８に接続された構成になっている。また、比抵抗値測定手段５は、汚染土壌Ｇ´のうち、注入ポイントＰよりも上方の部分における地下水の電気比抵抗値を深度毎にそれぞれ測定するものであり、複数の電極７…は、注入井戸１（注入パイプ２）の深度Ｈ０の位置から上方に所定間隔（例えば１０ｃｍ間隔）をあけて配設されている。
【００１６】
次に、上記した設備を用いて汚染土壌Ｇ´の浄化を行う方法について説明する。
【００１７】
まず、ポンプ４によって注入パイプ２内に栄養剤Ａを圧送し、吐出部２ａから汚染土壌Ｇ´に向けて栄養剤Ａを吐出し、汚染土壌Ｇ´内に栄養剤Ａを注入する。このとき、栄養剤Ａには、栄養剤Ａの電気伝導度を増大させる中性、弱アルカリ性、又は弱酸性であって水溶性を有するリン酸塩を添加しておく。栄養剤Ａに添加されるリン酸塩の分量は、栄養剤Ａの電気伝導度が地下水の電気伝導度よりも明らかに高くなり且つリン成分の過多による汚染土壌Ｇ´の富栄養化が生じない程度に調整されている。
【００１８】
図３は地下水や栄養剤Ａの電気伝導度を示した表であり、図４は栄養剤Ａにリン酸塩を添加した場合におけるリン酸塩の濃度と電気伝導度との関係を表したグラフである。図３に示すように、栄養剤Ａの電気伝導度は、現場の地下水の電気伝導度と違いがない。ここで、栄養剤Ａにリン酸塩を添加すると電気伝導度が高くなる。例えば、図４（ａ）に示すように、１．０リットルの栄養剤Ａに対して１.５ｇのリン酸二水素ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ４）が添加されると、栄養剤Ａの電気伝導度は、現場地下水の電気伝導度（０．３５〜０.９１ｍＳ／ｃｍ）よりも明らかに高い値（１．２ｍＳ／ｃｍ程度）となる。また、図４（ｂ）に示すように、１．０リットルの栄養剤Ａに対して１.５ｇのリン酸水素二ナトリウム（Ｎａ２ＨＰＯ４）が添加されると、栄養剤Ａの電気伝導度は、現場地下水の電気伝導度（０．３５〜０.９１ｍＳ／ｃｍ）よりも明らかに高い値（２．０ｍＳ／ｃｍ程度）となる。ここで、カリウムの方がナトリウムよりも当量導電率が高いため、１．０リットルの栄養剤Ａに対して１.５ｇのリン酸水素二カリウム（Ｋ２ＨＰＯ４）が添加されると、栄養剤Ａの電気伝導度は、リン酸水素二ナトリウムが添加された場合よりも高くなり、地下水の最大電気伝導度（例えば０.９１ｍＳ／ｃｍ）の２倍以上になると考えられる。そこで、本実施の形態では、リン酸塩として弱アルカリ性のリン酸水素二カリウム（Ｋ２ＨＰＯ４）が使用され、１．０リットルの栄養剤Ａに対して１.５ｇのリン酸水素二カリウムを添加している。      
【００１９】
一方、比抵抗値測定手段５によって、所定の各深度位置（電極７…が配置された測定位置）における地下水の電気比抵抗値を経時的にそれぞれ測定する。具体的には、測定器本体８によって、各電極７…における地下水の電気比抵抗値を、複数回（本実施の形態では６回）測定して、各観測井戸３…における深度方向の電気比抵抗値分布の経時的変化を計測する。
さらに、各観測井戸３…内の地下水を採取して、各観測井戸３…における地下水中の全有機体炭素濃度をそれぞれ測定する。
【００２０】
上記した構成からなる汚染土壌Ｇ´の浄化方法によれば、電極７が配置された測定位置に、リン酸水素二カリウムによって電気伝導度が高められた栄養剤Ａが浸透すると、その測定位置における地下水の電気伝導度が上昇し、その測定位置における電気比抵抗値が低下する。つまり、栄養剤Ａが浸透した範囲では、電気比抵抗値が低い値を示すことになるため、電気比抵抗値分布を観測することで栄養剤Ａが浸透した深度方向の範囲が特定される。
【００２１】
図５（ａ）は第一の観測井戸３ａにおける電気比抵抗値分布を表したグラフであり、図５（ｂ）は第二の観測井戸３ｂにおける電気比抵抗値分布を表したグラフであり、図５（ｃ）は第三の観測井戸３ｃにおける電気比抵抗値分布を表したグラフであり、図５（ｄ）は第四の観測井戸３ｄにおける電気比抵抗値分布を表したグラフである。図５（ａ），図５（ｄ）に示すように、栄養剤Ａの注入ポイントＰ付近の位置では、汚染土壌Ｇ´の深度範囲での電気比抵抗値が低下しているため、栄養剤Ａが汚染土壌Ｇ´に浸透したことが確認できる。一方、図５（ｂ），図５（ｃ）に示すように、栄養剤Ａの注入ポイントＰから離れた位置では、汚染土壌Ｇ´の深度範囲での電気比抵抗値が低下していないため、栄養剤Ａが汚染土壌Ｇ´に浸透していないことが確認できる。
【００２２】
このように、上記した構成からなる汚染土壌Ｇ´の浄化方法によれば、測定された電気比抵抗値から、栄養剤Ａがその測定位置まで浸透したかどうかが確認されるため、汚染土壌Ｇ´に注入された栄養剤Ａの深度方向への広がりを確認することができる。
【００２３】
また、上記した構成からなる汚染土壌Ｇ´の浄化方法によれば、栄養剤Ａにリン酸水素二カリウムが添加されていることで、栄養剤Ａの電気伝導度が高くなり、地下水の電気比抵抗値と栄養剤Ａの電気比抵抗値との差が大きくなるため、栄養剤Ａの浸透による電気比抵抗値の低下が明確になる。これによって、栄養剤Ａの深度方向への広がりを確実に確認することができる。
【００２４】
また、上記した構成からなる汚染土壌Ｇ´の浄化方法によれば、リン酸水素二カリウムが、微生物の生育に好ましく、また、有機塩素化合物の脱塩素反応の妨げにならないため、有機塩素化合物の脱塩素反応が促進される。これによって、栄養剤Ａにリン酸水素二カリウムを添加させても、汚染土壌Ｇ´を十分に浄化することができる。
【００２５】
また、注入井戸１の上方には、栄養剤Ａが浸透し難く、栄養剤Ａが適正に浸透されるか懸念されるが、上記した構成からなる汚染土壌Ｇ´の浄化方法によれば、電気比抵抗値を測定する複数の電極７…が、注入ポイントＰの深度Ｈ０の位置よりも上方に配置されているため、注入井戸１より上方の範囲に栄養剤Ａが浸透したかどうかを確認することができる。
【００２６】
なお、上記した構成からなる汚染土壌Ｇ´の浄化方法によれば、各観測井戸３…における地下水中の全有機体炭素濃度をそれぞれ測定することで、汚染土壌Ｇ´に注入された栄養剤Ａがどの範囲（横方向の範囲）まで拡散・浸透したかを確認することができる。
【００２７】
以上、本発明に係る汚染土壌の浄化方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、栄養剤Ａに添加するリン酸塩として、リン酸水素二カリウムが使用されているが、本発明は、リン酸二水素カリウム（ＫＨ２ＰＯ４）やリン酸水素二ナトリウム（Ｎａ２ＨＰＯ４）、リン酸二水素ナトリウム（ＮａＨ２ＰＯ４）等のほかのリン酸塩であってもよい。
【００２８】
また、上記した実施の形態では、深度方向に配設された電極７…によって地下水の電気比抵抗値をそれぞれ測定して、深度方向の電気比抵抗値分布を計測しているが、本発明は、一箇所の深度位置における電気比抵抗値を測定し、栄養剤が当該深度位置まで浸透したことを確認するだけでもよい。例えば、汚染土壌上端の深度位置における地下水の電気比抵抗値を測定し、その深度位置における栄養剤の浸透を確認することで、その深度位置よりも下方の範囲には当然に栄養剤が浸透されていると判断してもよい。
【００２９】
また、上記した実施の形態では、各深度位置での電気比抵抗値を複数回測定して電気比抵抗値の経時的変化を観測して栄養剤Ａの浸透を確認しているが、本発明は、所定の深度位置での電気比抵抗値を連続的に測定して栄養剤の浸透を確認してもよく、また、栄養剤の注入前および注入後に電気比抵抗値をそれぞれ測定し、その注入前後の電気比抵抗値を比較することで栄養剤の浸透を確認してもよい。
【００３０】
また、上記した実施の形態では、複数の電極７…が、注入井戸１の深度Ｈ０の位置から上方に所定間隔をあけて配設されており、栄養剤Ａの注入ポイントＰよりも上方の深度位置における地下水の電気比抵抗値を測定しているが、本発明は、栄養剤の注入ポイントの下方の深度位置における地下水の電気比抵抗値を測定してもよく、また、汚染土壌の深度方向全体における地下水の電気比抵抗値を測定してもよく、さらには、汚染土壌Ｇ´の深度範囲を越えて広い深度範囲における地下水の電気比抵抗値を測定してもよい。
【００３１】
また、上記した実施の形態では、水平方向に延在する注入井戸１（注入パイプ２）から汚染土壌Ｇ´中に栄養剤Ａを注入させているが、本発明は、鉛直方向や斜め方向に延在する注入井戸から汚染土壌中に栄養剤を注入させてもよい。
【００３２】
また、上記した実施の形態では、観測井戸３の中に電極７…付きのケーブル６を吊り下げて、電気比抵抗値を測定しているが、本発明は、他の構成で電気比抵抗値を測定してもよく、例えば、所定の深度位置に水平井戸を形成し、その水平井戸の中に電極付きのケーブルを設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る実施の形態を説明するための汚染土壌の浄化方法の概略構成を表した断面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態を説明するための汚染土壌の浄化方法の概略構成を表した平面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態を説明するための地下水や栄養剤の電気伝導度を表したグラフである。
【図４】本発明に係る実施の形態を説明するためのリン酸塩の濃度と電気伝導度との関係を表したグラフである。
【図５】本発明に係る実施の形態を説明するための電気比抵抗値分布を表したグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ  栄養剤
Ｇ´  汚染土壌
【図１】
2007301420.tif 000003
【図２】
2007301420.tif 000004
【図３】
2007301420.tif 000005
【図４】
2007301420.tif 000006
【図５】
2007301420.tif 000007