(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害物質に汚染された土壌中に、前記有害物質を浄化する鉄粉分散域を形成して、汚染土壌を原位置で浄化する汚染土壌の浄化方法において、
前記汚染土壌に達して管体を建込んだのち、この管体内に鉄粉及び還元性物質を挿入し、その後に管体のみを汚染土壌より引き抜いて、当該個所に前記管体の外径より処理径が大きい地盤撹拌混合機を挿入し、
地盤撹拌混合機を作動させて、地盤攪拌混合機から鉄粉及び還元性物質の挿入部位に対して液体を噴射しつつ、前記鉄粉および還元性物質とその周辺土壌とを攪拌混合して、前記汚染土壌の処理対象域に鉄粉および還元性物質とが分散した混合域を形成することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項２】
有害物質に汚染された土壌中に、前記有害物質を浄化する鉄粉分散域を形成して、汚染土壌を原位置で浄化する汚染土壌の浄化方法において、
内部に鉄粉及び還元性物質を装入した管体を前記汚染土壌に達して建込み、
その後に管体のみを汚染土壌より引き抜いて、当該個所に前記管体の外径より処理径が大きい地盤撹拌混合機を挿入し、地盤撹拌混合機を作動させて前記鉄粉および還元性物質とその周辺土壌とを攪拌混合して、前記汚染土壌の処理対象域に鉄粉及び還元性物質が分散した混合域を形成することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項３】
地盤撹拌混合機を作動により破断され、かつ、生分解性又は水解性を示す袋体内に前記鉄粉を袋詰めにしたものを管体内に挿入することにより管体内に鉄粉を装入して状態を構成し、地盤撹拌混合機の作動により前記袋体を破断させながら前記鉄粉とその周辺土壌とを攪拌混合する請求項1または２記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項４】
有害物質に汚染された土壌中に、前記有害物質を浄化する鉄粉分散域を形成して、汚染土壌を原位置で浄化する汚染土壌の浄化方法において、
鉄粉を包んだ袋体を内部に装入した単位管体の継ぎ足しを行いつつ、管体を前記汚染土壌に達して建込み、
その後に管体のみを汚染土壌より引き抜いて、当該個所に前記管体の外径より処理径が大きい地盤撹拌混合機を挿入し、地盤撹拌混合機を作動させて装入した鉄粉とその周辺土壌とを攪拌混合して、前記汚染土壌の処理対象域に鉄粉が分散した混合域を形成することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項５】
有害物質に汚染された土壌中に、前記有害物質を浄化する鉄粉分散域を形成して、汚染土壌を原位置で浄化する汚染土壌の浄化方法において、
管体を前記汚染土壌に達して挿入するとともに、
当該個所に前記管体の外径より処理径が大きい地盤撹拌混合機を挿入し、
前記管体を介して鉄粉及び還元性物質を汚染土壌内に供給するとともに、地盤撹拌混合機を作動させて、地盤攪拌混合機から液体を噴射しつつ前記鉄粉及びおよび還元性物質とその周辺土壌とを攪拌混合して、前記汚染土壌の処理対象域に鉄粉および還元性物質が分散した混合域を形成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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有害物質に汚染された汚染土壌中に、前記有害物質を浄化する鉄粉を存在させて浄化させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トリクロロエチレン等の有機ハロゲン物質（テトラクロロエチレン、ジクロロエチレン、四塩化炭素、ジクロロメタン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタンも含む）、シアンおよび六価クロムなどの有害物質に汚染された汚染土壌を浄化する方法としては、汚染土壌から汚染土を掘り出して別箇所で処理するとともに、掘り出した箇所に処理済土または汚染されていない土を埋め戻して浄化する掘り出し式の浄化方法が知られている。しかし、この掘り出し式の浄化方法は、汚染物質を処理する処理設備を必要とすることや、処理設備まで有害物質を移送する煩雑な手間を必要とし、特に、汚染部が地盤の深層に位置する場合には長期間の工期と多額の費用を要する。
【０００３】
そこで、特開平１０−７１３８６号及び同１０−２６３５２２号などにおいて、汚染土壌中の所定位置に有害物質を浄化する鉄粉分散層を形成して、汚染土壌を原位置で浄化する浄化方法（以下、単に原位置浄化方法と記載）が提案されている。この原位置浄化方法は、移送費用や処理設備の建設費などのコストが大きく削減される点で有望であると考えられる。
【０００４】
この原位置浄化方法での汚染土壌中に鉄粉分散層を形成するに際しては、前者では、ボーリング孔に圧縮空気と鉄粉を吹込むもので、後者では鉄粉及び還元性物質の注入方式（ただし具体的施工形態は不明）によるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後者の注入方式を採用しようとする場合、鉄粉をコロイド状にした上で注入することが考えられるが、そのための手段及び処理コストに多大なコストを要し、実用化には限界がある。
【０００６】
この点、前者の方法は簡単ではあるが、フラクチャー形成の安定性に難があると考えられる。特に粘性の高い地盤には有効性が懸念される。
【０００７】
そこで、本発明は、鉄粉とその周辺土壌とを機械的に攪拌混合することで、鉄粉を確実に汚染土壌に分散させ、安定性及び信頼性に富む方法とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
有害物質に汚染された土壌中に、前記有害物質を浄化する鉄粉分散域を形成して、汚染土壌を原位置で浄化する汚染土壌の浄化方法において、
前記汚染土壌に達して管体を建込んだのち、この管体内に鉄粉及び還元性物質を挿入し、その後に管体のみを汚染土壌より引き抜いて、当該個所に前記管体の外径より処理径が大きい地盤撹拌混合機を挿入し、
地盤撹拌混合機を作動させて、地盤攪拌混合機から鉄粉及び還元性物質の挿入部位に対して液体を噴射しつつ、前記鉄粉および還元性物質とその周辺土壌とを攪拌混合して、前記汚染土壌の処理対象域に鉄粉および還元性物質とが分散した混合域を形成することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【０００９】
＜作用効果＞
管体を建込むことで、鉄粉を確実に汚染土壌の処理部位に送ることができる。すなわち、仮に管体を使用しない場合で、特開平１０−７１３８６号などのように単なるボーリング孔では、その孔壁の崩壊や崩落により鉄粉を送ろうとしても、できないか困難を伴うのに対して、管体を建込む形態では、その内部への鉄粉の装入（たとえば自由落下による装入）が容易かつ確実に行うことができる。たとえば、管体の内径を適宜選択することにより処理に必要な量分の鉄粉の供給を図ることができる。
また、管体のみを汚染土壌より引き抜いて、当該個所に前記管体の外径より処理径が大きい地盤撹拌混合機を挿入し、地盤撹拌混合機を作動させることにより、装入した鉄粉はその周辺土壌と攪拌混合されることで、前記汚染土壌の処理対象域に鉄粉が確実に分散した混合域を形成することができる。
【００１０】
＜請求項２記載の発明＞
有害物質に汚染された土壌中に、前記有害物質を浄化する鉄粉分散域を形成して、汚染土壌を原位置で浄化する汚染土壌の浄化方法において、
内部に鉄粉及び還元性物質を装入した管体を前記汚染土壌に達して建込み、
その後に管体のみを汚染土壌より引き抜いて、当該個所に前記管体の外径より処理径が大きい地盤撹拌混合機を挿入し、地盤撹拌混合機を作動させて前記鉄粉および還元性物質とその周辺土壌とを攪拌混合して、前記汚染土壌の処理対象域に鉄粉及び還元性物質が分散した混合域を形成することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【００１１】
＜作用効果＞
内部に鉄粉を装入した管体を前記汚染土壌に達して建込み、その後に管体のみを汚染土壌より引き抜く方法も採ることができる。この場合には、たとえば、工場または施工現場近傍において、適宜の鉄粉装入手段を用いて、必要本数分の鉄粉を装入しておいた上で、施工の開始を図ることができるから、当該管体ごと鉄粉の装入を行う場合に比較して施工能率が高まる。また、専用の鉄粉装入手段により鉄粉の装入が確実となる。
【００１２】
＜請求項３記載の発明＞
地盤撹拌混合機を作動により破断され、かつ、生分解性又は水解性を示す袋体内に前記鉄粉を袋詰めにしたものを管体内に挿入することにより管体内に鉄粉を装入して状態を構成し、地盤撹拌混合機の作動により前記袋体を破断させながら前記鉄粉とその周辺土壌とを攪拌混合する請求項1または２記載の汚染土壌の浄化方法。
【００１３】
＜作用効果＞
管体内に、鉄粉を袋詰めにしたものを挿入する形態を採ることにより、微粉の鉄粉を、袋体と共に管体内に押し込むまたは自由落下により確実に送り込むことができる。また、袋体は、その残存が環境上許容されるもので、これは地盤撹拌混合機の作動により破断させられるものであるから、内部の鉄粉はその周辺土壌と攪拌混合される。
【００１４】
＜請求項４記載の発明＞
有害物質に汚染された土壌中に、前記有害物質を浄化する鉄粉分散域を形成して、汚染土壌を原位置で浄化する汚染土壌の浄化方法において、
鉄粉を包んだ袋体を内部に装入した単位管体の継ぎ足しを行いつつ、管体を前記汚染土壌に達して建込み、
その後に管体のみを汚染土壌より引き抜いて、当該個所に前記管体の外径より処理径が大きい地盤撹拌混合機を挿入し、地盤撹拌混合機を作動させて装入した鉄粉とその周辺土壌とを攪拌混合して、前記汚染土壌の処理対象域に鉄粉が分散した混合域を形成することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【００１５】
＜作用効果＞
汚染土壌の深度が深い場合、管体を継ぎ足しながら行う必要がある。この場合、鉄粉の供給は深度が深くなるほど困難が伴う。そこで、継ぎ足す単位管体内に鉄粉を包んだ袋体（１または複数）を予め内部に装入しておき、これらの単位管体を継ぎ足すことにより、汚染土壌に達して管体を建込むことで、鉄粉の所定深度までの供給を簡易に行うことができる。また、その際に、鉄粉そのものではなく、袋体内に包んだ状態とするから、鉄粉の飛散などの施工上の支障がなくなる。
【００１６】
＜請求項５記載の発明＞
有害物質に汚染された土壌中に、前記有害物質を浄化する鉄粉分散域を形成して、汚染土壌を原位置で浄化する汚染土壌の浄化方法において、
管体を前記汚染土壌に達して挿入するとともに、
当該個所に前記管体の外径より処理径が大きい地盤撹拌混合機を挿入し、
前記管体を介して鉄粉及び還元性物質を汚染土壌内に供給するとともに、地盤撹拌混合機を作動させて、地盤攪拌混合機から液体を噴射しつつ前記鉄粉及びおよび還元性物質とその周辺土壌とを攪拌混合して、前記汚染土壌の処理対象域に鉄粉および還元性物質が分散した混合域を形成することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【００１７】
＜作用効果＞
たとえば、地盤撹拌混合機の軸に平行的に管体を設け、これらを汚染土壌に達して挿入した上で、前記管体を介して鉄粉を供給するとともに、地盤撹拌混合機を作動させて供給した鉄粉とその周辺土壌とを攪拌混合して、汚染土壌の処理対象域に鉄粉が分散した混合域を形成することができる。この場合、管体は上下でき、撹拌混合時には、撹拌羽根の撹拌域から逃がすことにより、撹拌混合時における支障はない。
【００１８】
なお、本発明において、袋体としては、上方開放の袋体も含む意味であり、したがって、密封袋に限定されない。袋の形状も限定されない。要は、鉄粉の収納体であればよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
＜第１の実施の形態＞
図１に示されるように、地盤Ｇのある深さに汚染土壌Ｐが位置しているとする。まず、ドリルマシン等の従来既知の削孔機１によって地盤Ｇに掘削孔１０ｈを形成しつつ管体（たとえば鋼管）１０を挿入していく。使用する管体１０の長さは、汚染土壌の深さなどを考慮して適宜選択し、単位管体をネジなどにより継ぎ足して連結しながら挿入を図る。管体１０の建込み時に内部に土砂類の侵入を防止するために、先端に封止部材（たとえば先細のコーン状部材）を設けておくのが望ましい。この場合、管体の引き抜き時には、その封止部材を切り離して残し、管体のみを引き上げる。また、使用する管体１０の外径は、装入鉄粉量にあわせて適宜選択することができるが、必要な鉄粉量を考慮すれば外径１００mm〜５００mm程度の管体が好適である。
【００２０】
次いで、図2に示されるように、地盤Ｇに汚染土壌Ｐに達する所望の深度の管体１０で孔壁保護された掘削孔１０ｈを形成したならば、前記管体１０内に鉄粉Ｆを、たとえば管体１０の上部開口から流し込む。これにより、自由落下により地盤Ｇの所望の位置すなわち汚染土壌Ｐに鉄粉Ｆが装入される。このとき、漏斗などのシュートを用いるとより流し込みやすくなる。また、管体１０内に内面を滑り特性を高めた装入用ホースなどを挿入し、これを介して装入することもできる。鉄粉Ｆの装入量は、管体１０の外径、長さ、汚染部の深さや汚染物質濃度などを考慮して適当量を選択する。装入する鉄粉Ｆとしては、比較的安価に入手できかつ浄化作用までの時間かかからない程度の大きさの鉄粉とするのが、コスト面および浄化効果の観点から望ましい。具体例としては、平均粒径１〜１０００μｍ程度の、電解鉄粉、溶射鉄粉、還元鉄粉および鋳物粉等が挙げられる。また、必要により、還元性物質、たとえば特開平１０−２６３５２２号に例示の亜硫酸水素ナトリウム、二亜硫酸水素ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウムのほか、リン酸水素ナトリウムを、粉末の形態または水溶液の形態で添加できる。
【００２１】
管体１０内に鉄粉Ｆを装入したならば、次いで、図３に示されるように地盤Ｇより管体１０のみを引き抜く。管体１０のみを引き抜くと、地盤Ｇの所望の位置すなわち汚染土壌Ｐの処理対象域に鉄粉装入部Ｆ1が形成される。管体の引抜後は、掘削孔１０ｈは崩壊してもかまわない。
【００２２】
汚染土壌Ｐ中に鉄粉装入部Ｆ1を形成したならば、次いで、図４に示されるように、従来既知の地盤撹拌混合機２にて前記鉄粉装入部Ｆ1とその周辺土壌とを攪拌混合する。これにより鉄粉Ｆと周辺土壌が混合され鉄粉分散域Ｆ2が形成される。
【００２３】
ここで、前記地盤撹拌混合機２は、ロッド２Ａの先端に攪拌装置２０を備える従来既知のＲＡＳコラム機等の地盤撹拌混合機が問題なく使用できる。前記攪拌装置２０としては、攪拌翼と削孔ヘッドとが回転軸に対して回転するように構成されたものが望ましい。具体的には、図５に示されるような、外管ロッド２１と内管ロッド２２とを備える二重管構造で、外管ロッド２１の先端部位に攪拌翼２３，２３…が設けられ、その外管ロッド２１の先端より突出する内管ロッド２２先端に削孔攪拌ヘッド２４，２４が連結され、前記外管ロッド２１と内管ロッド２２とを正逆反対に回転させることで、攪拌翼２３，２３…と削孔攪拌ヘッド２４，２４とが同一の回転軸に対して正逆反対に回転する構成とされた攪拌装置２０を用いるのが望ましい。また、図５に示される攪拌装置のように、内管ロッド２２の先端近傍に液体の噴射口２５を有し、内管ロッド２２内を通して液体を噴射口２５に導けるようになっており、攪拌混合時に前記噴射口２５から液体を噴射することが可能ならば、攪拌混合時に前記噴射口２５より前記還元性物質などの汚染物質浄化助剤を装入するようにすることもできる。必要により、掘削性および攪拌混合性を高めるために水などの攪拌混合助材を噴射してもよい。
【００２４】
図５に代表例が示される攪拌翼回転式の攪拌装置を用いるのならば、地盤に挿入する管体の外径よりも広い範囲を攪拌混合できる長さの攪拌翼または削孔攪拌ヘッドを有する攪拌装置、すなわち、攪拌翼または削孔攪拌ヘッドの回転直径が管体の外径よりも大きい攪拌装置を用いれば鉄粉装入部とその周辺土壌を容易に攪拌混合することができる。外径１００〜５００ｍｍ程度の管体を用いるのならば、攪拌混合翼の回転直径が１０００〜２５００ｍｍ程度の攪拌混合装置を用いるのが望ましい。
【００２５】
このようにして、ある箇所で鉄粉分散混合域Ｆ2を形成したならば、次いで、予め鉄粉装入部Ｆ1，Ｆ1…を形成しておいた他の箇所で攪拌混合を行ない、汚染土壌の所定の範囲に鉄粉分散混合域Ｆ2を形成していく。もちろん、ある箇所で管体挿入から鉄粉と周辺土壌のとの攪拌混合を行なった後に、他の箇所で管体挿入から攪拌混合までの一連の工程を行なうように、施工してもよい。
【００２６】
＜第２の実施の形態＞
本発明の他の実施の形態を説明する。第２の実施の形態においては、図６に示されるように、鉄粉を袋詰めにした鉄粉封入袋体ＦＬを管体内へ投入する。図示される例では、数袋体の鉄粉封入袋体ＦＬを管体１０内に投入するようにしている。また、管体の上部に前記鉄粉封入袋体ＦＬを投入しやすくするための漏斗１０ｊを取り付けている。管体の挿入は、第１の実施の形態と同様に行なえばよい。鉄粉封入袋体ＦＬは、ある程度の重量となるため、容易に汚染土壌Ｐまで到達するようになる。また、鉄粉を袋詰めにすることで、例えば、鉄粉装入部形成予定位置にクラック等が開口していても鉄粉が該クラックに流出せず、所望の位置に維持されて鉄粉装入部を形成することが可能になる。
【００２７】
所定数の鉄粉封入袋体ＦＬを管体１０内に投入したならば、第１の実施例と同様に、地盤Ｇより管体１０のみを引き抜く。管体１０を引き抜くと、図7に示されるように、汚染土壌Ｐ内に鉄粉封入袋体ＦＬがほぼ垂直方向に並んで位置する鉄粉装入部Ｆ1が形成される。汚染土壌Ｐ内に鉄粉封入袋体を用いて鉄粉装入部を形成したならば、その後に、地盤撹拌混合機にて鉄粉装入部とその周辺土壌を攪拌混合する。地盤撹拌混合機および攪拌装置などは、第１の実施の形態と同様でよい。攪拌装置の作動によって前記鉄粉封入袋体ＦＬが破け、封入されていた鉄粉と周辺土壌が混合され、鉄粉分散混合域が形成される。
【００２８】
ここで、鉄粉を詰める袋体としては、地盤撹拌混合機を作動により破断され、かつ、その残存が環境上許容される袋体が用いられる。この例としては、生分解性や水解性を示すものを用いれば、鉄粉分散混合域の形成後に土壌中に残る袋体かすが自然分解され、新たな土壌汚染を引き起こすことがなくなる。この代表例は紙袋である。
【００２９】
＜第３の実施の形態＞
他方、内部に鉄粉を装入した管体１０、あるいは図８に示すように、先端に着脱自在のコーン１１をたとえばネジ連結しておき、この内部に装入した袋体ＦＬを、汚染土壌Ｐに達して建込み、建込みが完了した後、管体１０をたとえば逆ネジ方向に回転し、コーン１１との連結を解いた後、コーン１１を地盤内に残しながら、管体１０のみを引き抜く。これにより、袋体ＦＬ群を汚染土壌Ｐに送ることができる。
【００３０】
＜第４の実施の形態＞
図９に示すように、継ぎ足す単位管体１０Ａ内に鉄粉を包んだ袋体（１または複数）を予め内部に装入しておき、これらの単位管体１０Ａ，１０Ａ…を継ぎ足すことにより、汚染土壌に達して管体１０を建込むことで、鉄粉の所定深度までの供給を簡易に行うことができる。図示の１２は先端シューである。
【００３１】
＜第５の実施の形態＞
さらに、図１０に示すように、地盤撹拌混合機２の攪拌装置２０軸に平行的に管体１０を設け、これらを汚染土壌に達して挿入した上で、管体１０を介して鉄粉Ｆまたは鉄粉装入袋体を供給するとともに、地盤撹拌混合機を作動させて供給した鉄粉とその周辺土壌とを攪拌混合して、汚染土壌の処理対象域に鉄粉が分散した混合域を形成することができる。この場合、管体１０は上下でき、撹拌混合時には、図示の実線で示すように、撹拌羽根の撹拌域から逃がせば、撹拌混合時における支障はない。
【００３２】
＜その他の形態＞
上記各例において、鉄粉とともに、砂などの細骨材を併用して管体内に装入できる。この例においては、ある深さ当りに必要な鉄粉量に関し、当該管体の単位容積に対して必要以上の過度の量の装入量となってしまう場合において、細骨材を併用することで、過度量の装入を防止するうえで望ましい形態である。さらに、鉄粉と共にたとえば重金属補足物質などを併用して装入することもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述のとおり本発明によれば、鉄粉とその周辺土壌とを機械的に攪拌混合することで、鉄粉が確実に汚染土壌に分散させ、安定性及び信頼性に富む方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態における第１の態様を示す図である。
【図２】  第１の実施の形態における第２の態様を示す図である。
【図３】  第１の実施の形態における第３の態様を示す図である。
【図４】  第１の実施の形態における第４の態様を示す図である。
【図５】  攪拌装置を示す図である。
【図６】  第２の実施の形態を示す図である。
【図７】  第２の実施の形態の他の態様を示す図である。
【図８】  第３の実施の形態の他の態様を示す図である。
【図９】  第４の実施の形態の他の態様を示す図である。
【図１０】  第５の実施の形態の他の態様を示す図である。
【符号の説明】
１…削孔機、２…地盤撹拌混合機、２Ａ…ロッド、１０…管体、１０ｈ…掘削孔、２０…攪拌装置、２１…外管ロッド、２２…内管ロッド、２３…攪拌翼、２４…削孔攪拌ヘッド、２５…噴射口、Ｆ…鉄粉、ＦＬ…鉄粉封入袋体、Ｆ1…鉄粉装入部、Ｆ2…鉄粉分散混合域、Ｇ…地盤、Ｐ…汚染土壌。
【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】
0004014131.tif 000007
【図７】
0004014131.tif 000008
【図８】
0004014131.tif 000009
【図９】
0004014131.tif 000010
【図１０】
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