(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上の油汚染源から地中の油汚染部へと到達する油の汚染経路を辿るように地上から地中に微生物を供給するとともに、管の内周面と外周面とに跨って貫通する孔を有した有孔管と有孔管の孔を覆うように有孔管に設けられた油吸着材とを備えた油吸着部を上記油の汚染経路とは別の経路を経由させて地中の帯水層に形成された油汚染部又はその油汚染部の近傍に設置して油汚染部の油を有孔管内経由で吸引することによって油吸着材に油を吸着させ、油を吸着した油吸着材を地上に取り出したことを特徴とする油汚染部の浄化方法。
【請求項２】
油を吸着した油吸着材を地上に取り出した後、帯水層の油汚染部に設置された有孔管内に微生物を供給し、有孔管の孔を経由して有孔管の周囲に微生物を供給したことを特徴とする請求項１に記載の油汚染部の浄化方法。
【請求項３】
微生物と微生物培養液とを含む微生物混合液に圧力を加えることによって微生物混合液を地中に供給したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油汚染部の浄化方法。
【請求項４】
水よりも比重の大きい微生物混合液を油の汚染経路を辿るように地中に供給したことを特徴とする請求項３に記載の油汚染部の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中の油汚染部に微生物を効率的に供給できて油汚染部を効率的に浄化可能な油汚染部の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地表から地中の油汚染部や油汚染部の近傍まで垂直に掘削して井戸を形成する孔を設け、その孔内に微生物を供給し、微生物に油汚染部の油を分解させることによって油汚染部を浄化する従来技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、この従来技術では、微生物供給作業の他に、揚水作業を行って地中の地下水の水位を下げた後に曝気作業を行うことによって、地中の油汚染部の全体を効率的に浄化するようにしている。
【特許文献１】特開２００５−２７９４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、地表から地中の油汚染部や油汚染部の近傍まで垂直な孔を形成する前に、地中の油汚染部の位置を確認するためのボーリング調査を行う必要があるので、地中の油汚染部の位置を調査するための調査コストがかかるという課題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、地中の油汚染部の位置を調査するための調査コストを削ることができるとともに、地中の油汚染部に微生物を効率的に供給できて油汚染部を効率的に浄化できる方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による油汚染部の浄化方法は、地上の油汚染源から地中の油汚染部へと到達する油の汚染経路を辿るように地上から地中に微生物を供給するとともに、管の内周面と外周面とに跨って貫通する孔を有した有孔管と有孔管の孔を覆うように有孔管に設けられた油吸着材とを備えた油吸着部を上記油の汚染経路とは別の経路を経由させて地中の帯水層に形成された油汚染部又はその油汚染部の近傍に設置して油汚染部の油を有孔管内経由で吸引することによって油吸着材に油を吸着させ、油を吸着した油吸着材を地上に取り出したことを特徴とする。
油を吸着した油吸着材を地上に取り出した後、帯水層の油汚染部に設置された有孔管内に微生物を供給し、有孔管の孔を経由して有孔管の周囲に微生物を供給したことも特徴とする。
微生物と微生物培養液とを含む微生物混合液に圧力を加えることによって微生物混合液を地中に供給したことも特徴とする。
水よりも比重の大きい微生物混合液を油の汚染経路を辿るように地中に供給したことも特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明による油汚染部の浄化方法によれば、油の汚染経路を辿るように微生物を供給するとともに、油吸着部を油の汚染経路とは別の経路を経由させて地中の帯水層に形成された油汚染部又はその油汚染部の近傍に設置して、油汚染部の油を油吸着材に吸着させ、油を吸着した油吸着材を地上に取り出したので、地中の油汚染部の位置を特定するための調査を行わなくてもよくなり、調査コストを削ることができて、地中の油汚染部に微生物を効率的に供給できるとともに、地中の不飽和帯と帯水層とに跨って形成された油汚染部の全体を効率的に浄化できる。
油を吸着した油吸着材を地上に取り出した後、帯水層の油汚染部に設置された有孔管内に微生物を供給し、有孔管の孔を経由して有孔管の周囲に微生物を供給すれば、油汚染部の油をより多く除去できる。
微生物混合液に圧力を加えることによって微生物混合液を地中に供給したので、油汚染部に多くの微生物混合液を速く到達させることができて、油汚染部を効率的に浄化できる。
水よりも比重の大きい微生物混合液を油の汚染経路を辿るように地中に供給したので、微生物が帯水層の油汚染部まで到達しやすくなって、帯水層の油汚染部の油が微生物により分解されやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１
図１を参照し、微生物供給装置を説明する。微生物供給装置５０は、微生物培養装置５１と、連結管５２と、微生物注入ポンプ５３と、微生物注入管５４とを備える。微生物供給装置５０は、地上の油汚染源５５から地中８の油汚染部２へと達する油の汚染経路５６を辿るように、地上から地中８に、微生物と微生物培養液とを含む微生物混合液を供給する。地中の油汚染部２は、例えば、機械工場のような建屋７下の地中８や廃棄物処分場跡のような更地下の地中８においてＡ重油や機械油などの油で汚染された領域である。地上の油汚染源５５は、例えば、建屋７の床や床下の地表において油が滞留したり滲みたりしている部分や、更地の地表において油が滞留したり滲みたりしている部分である。
【０００７】
連結管５２の一端開口と微生物培養装置５１の注入口５７とが互いに繋がれ、連結管５２の他端開口と微生物注入ポンプ５３の吸込口５８とが互いに連結されたことによって、微生物培養装置５１と微生物注入ポンプ５３とが連結管５２によって接続される。微生物注入管５４の一端開口と微生物注入ポンプ５３の吐出口５９とが互いに連結され、微生物注入管５４の他端開口６０（注入口）６０が油汚染源５５に設置される。微生物注入管５４の他端開口６０は、例えば、油汚染源５５の下の地中８に埋め込まれるようにして油汚染源５５に設置される。尚、微生物注入管５４の他端開口６０が油汚染源５５から外れないように、微生物注入管５４の他端開口６０側を固定具で地面に固定しておく。
【０００８】
微生物混合液としては、水よりも比重の大きい微生物混合液を用いる。例えば、比重１．０２〜１．０７の微生物混合液を用いればよいが、ベントナイト安定液の比重と同じ比重１．０５前後の微生物混合液を用いることが好ましい。
【０００９】
図１を参照し、微生物供給装置を用いた油汚染部の浄化方法を説明する。微生物供給装置５０の微生物注入ポンプ５３が駆動されることによって、微生物混合液が、微生物培養装置５１から連結管５２、微生物注入ポンプ５３、微生物注入管５４を経由して、微生物注入管５４の他端開口６０から油汚染源５５の下の地中８に供給される。これにより、微生物混合液が、油の汚染経路５６を辿って地中８の油汚染部２に到達して、微生物が油汚染部２の油を分解するので、油汚染部２を浄化できる。
【００１０】
最良の形態１によれば、地中８の油汚染部２の位置を調査することなく、油の汚染経路５６を辿るように油汚染源５５の下の地中８に微生物混合液を供給したので、地中８の油汚染部２の位置を調査するための調査コストを削ることができるとともに、微生物混合液が油の汚染経路５６を辿って地中８の油汚染部２に効率的に供給され、微生物が油汚染部２の油を分解するので、油汚染部２を効率的に浄化できる。
即ち、最良の形態１によれば、地中８の油汚染部２の位置を調査するための調査コストを削ることができるとともに、地中８の油汚染部２に微生物を効率的に供給できて油汚染部２を効率的に浄化できる。
また、従来技術のような微生物供給用の孔を形成することなく、地中８の油汚染部２に微生物を効率的に供給できて油汚染部２を効率的に浄化できる。
また、機械工場のような建屋７下の地中８に形成される油汚染部２を浄化しようとする場合、従来技術では、掘削機などを用いて建屋下の地中に垂直な微生物供給用の孔を形成することは困難であるので、建屋下の地中に形成される油汚染部を浄化することが困難であったが、最良の形態１によれば、微生物供給用の孔を形成する必要がないので、機械工場のような建屋７下の地中８に形成される油汚染部２であっても容易に浄化できる。
【００１１】
最良の形態１によれば、比重１．０２〜１．０７の微生物混合液を用いたので、汚染経路５６を辿って油汚染部２に到達した微生物混合液が帯水層６１に形成された油汚染部２まで沈下しやすくなり、微生物が帯水層６１の油汚染部２まで到達しやすくなるので、帯水層６１の油汚染部２の油が微生物により分解されやすくなる。
【００１２】
最良の形態１によれば、微生物注入ポンプ５３によって微生物混合液に圧力を加えて微生物混合液を地中に供給したので、油汚染部２に多くの微生物混合液を速く到達させることができるので、油汚染部２を効率的に浄化できる。
【００１３】
最良の形態２
最良の形態１の微生物供給装置５０による微生物供給作業だけでは、油の汚染経路５６を経由した微生物が地中８の帯水層６１に位置する油汚染部２まで行き渡らない可能性もある。そこで、最良の形態２では、最良の形態１で説明した微生物供給作業の他に、地中８の帯水層６１に位置する油汚染部２の浮遊油分を効率的に除去するための油吸着処理装置７０による油吸着作業も行う。即ち、最良の形態２では、最良の形態１の微生物供給装置５０による微生物供給作業と油吸着処理装置７０による油吸着作業とを併用して油汚染部２の全体を効率的に浄化する方法である。
【００１４】
図２；３に示すように、油吸着処理装置７０は、管の内周面と外周面とに跨って貫通する孔１１を複数個備えた有孔管１２と、地中の帯水層６１に形成された油汚染部２の位置又は油汚染部２の近傍位置（以下、油汚染部２の位置又は油汚染部２の近傍位置を目標設置位置という）に設置された有孔管１２の孔１１を有孔管１２の内側から覆うように有孔管１２の内側に設置される油吸着部３と、吸引装置４と、有孔管１２と吸引装置４とを繋ぐ連結管６とを備える。
【００１５】
油吸着部３は、被覆材としての例えば円筒状袋１６内に油吸着材１５が収納されて円柱形状に形成された油吸着体１７と、油吸着体１７の円柱の両端部に設けられた端部保持板１８；１９と、油吸着材回収具としての回収ワイヤー２０とを備える。そして、油吸着体１７を後述する横孔２１内経由で油汚染部２の目標設置まで押し込むための油吸着体押し込み用棒状パイプ９を用いる。
【００１６】
油吸着材１５としては、親油性でかつ疎水性の物質を用いればよく、例えば、椴松（とどまつ）ファイバーを用いる。椴松ファイバーは、椴松の木屑を２００℃〜５００℃で焼いて糸状に形成されたものである。円筒状袋１６は不織布などの多孔質材料により形成された例えば一端閉塞他端開口の円筒状袋を用いる。この円筒状袋１６の他端開口から椴松ファイバーが他円筒状袋１６内に充填収納された後に他円筒状袋１６の他端開口が閉塞されて油吸着体１７が形成される。他方の端部保持板１９は、回収ワイヤー２０を通すために中央に回収ワイヤー２０の径よりも大きな径の貫通孔３１を備える。
【００１７】
油吸着部３の作り方の一例を以下に示す。後述するような長さＸ以上の長さの回収ワイヤー２０の一端２４が他方の端部保持板１９の貫通孔３１に通された後に、回収ワイヤー２０の一端２４が油吸着体１７の他端から一端に向けて油吸着体１７の円柱中心に沿って油吸着体１７中に通される。油吸着体１７の一端より外に突出させた回収ワイヤー２０の一端２４と一方の端部保持板１８とが互いに連結される。油吸着体１７の他端と他方の端部保持板１９とが互いに連結される。以上の構成により、油吸着体１７を横孔２１内に設置された有孔管１２内に押し込んだ後に油吸着体押し込み用棒状パイプ９を回収ワイヤー２０の他端から回収ワイヤー２０に通して油吸着体押し込み用棒状パイプ９の一端２２を他方の端部保持板１９に突き当てて押して油吸着体１７を油汚染部２の目標設置位置まで押し込むことにより、油吸着体１７を油汚染部２の目標設置位置に設置できる。また、回収ワイヤー２０の他端側を引っ張って油汚染部２の油を吸着した油吸着体１７を有孔管１２内から地上に引き上げることができる。この場合、油吸着体１７と端部保持板１８；１９と回収ワイヤー２０とが連結されているので、油吸着体１７が有孔管１２の内側に残らないように油吸着体１７を回収できる。また、油吸着体１７は、油吸着材１５が不織布のような多孔質材料により形成された円筒状袋１６内に収納されて形成されたので、油吸着体１７が有孔管１２内の目標設置位置に設置される場合や油吸着体１７が有孔管１２内から地上に引き出される場合に円筒状袋１６が油吸着材１５の損傷を防止するとともに、油汚染部２の油が円筒状袋１６を通過して油吸着材１５に吸着する。
【００１８】
連結管６は、有孔管１２と一体の管、あるいは、一端が有孔管１２の他端と繋がれる無孔管（管の内周面と外周面とに跨って貫通する孔が形成されていない管）により形成される。有孔管１２の一端２６は塞がれる。回収ワイヤー２０、油吸着体押し込み用棒状パイプ９、連結管６としては、目標設置位置から横孔２１を経由して地上に届くまでの長さＸ（図示せず）以上のものを用いる。これにより、有孔管１２や油吸着体１７が目標設置位置に設置された場合、油吸着体押し込み用棒状パイプ９の他端、連結管６の他端、回収ワイヤー２０の他端がそれぞれ横孔２１の始端口３０より地上に出る。そして、油吸着体押し込み用棒状パイプ９が地上に引き出されて取り除かれた後に、連結管６の他端と吸引装置４の吸引口２３とが互いに繋がれ、吸引装置４が連結管６及び油吸着体１７経由で有孔管１２の外側に位置する油汚染部２の油を地下水とともに吸引することによって、地下水が吸引装置４により吸引され、油が油吸着材１５に吸着されることになる。
【００１９】
有孔管１２を目標設置位置に設置する方法について説明する。地表から帯水層６１までの距離を測定し、図外の自由曲線掘削機を用いて目標設置位置を通過する横孔２１を形成する。自由曲線掘削機は、曲がり可能な鋼製中空ロッドと、ロッドの先端に設けられた掘削ビットと、ロッドの先端部に設けられた位置検出センサと、鋼製中空ロッドを前後動させたり回転させたりするための駆動装置とを備える。掘削ビットは、先端に、円柱体の一端が斜めに切り落とされたような楕円形面を備える。直線状に掘削する場合には、ロッドを回転させて掘削ビットで土砂を切削しながら進行する。曲線状に掘削する場合は、ロッドの回転を止めて、掘削ビットを土砂に押し当てることによって、掘削ビットが地山からの反力を受けて曲線状に推進する。掘削始点から自由曲線掘削機を用いて目標設置位置を通過して地上に突き抜ける横孔２１を形成した後に、地上に出た掘削ビットをリーマビットに付け替える。有孔管１２を備えた長さＸ以上の連結管６の他端をリーマビットの後部に取付け、リーマビットを横孔２１の終端口から横孔２１内に挿入して横孔２１の内壁を有孔管１２の径に合うようにリーマビットで切削しながらリーマビットを横孔２１の始端口３０まで戻す。以上により、横孔２１内の目標設置位置に有孔管１２が設置され、連結管６の他端が横孔２１の始端口３０より地上に引き出される。
【００２０】
油吸着処理装置７０による油吸着作業を説明する。自由曲線掘削機により目標設置位置を通過する横孔２１が形成される。横孔２１内に挿入された有孔管１２が目標設置位置に設置される。油吸着部３が油吸着体１７側から連結管６の他端より有孔管１２内に挿入されて目標設置位置に設置される。油吸着体押し込み用棒状パイプ９が取り除かれた後、横孔２１の始端口３０より地上に引き出された連結管６の他端と吸引装置４の吸引口２３とが互いに繋がれる。そして、吸引装置４が駆動して吸引すると、油吸着体１７の外側に位置する油汚染部２の油が地下水とともに有孔管１２の孔１１の方向に吸引されて、地下水が孔１１、油吸着体１７、連結管６を通過して吸引装置４に吸引され、油が孔１１、油吸着体１７の円筒状袋１６を通過して油吸着材１５に吸着される。吸引作業が終了した後、回収ワイヤー２０を引っ張って、油吸着体１７を有孔管１２の内側から地上に引き出して、有孔管１２の内側から取り除く。
【００２１】
尚、油吸着処理装置７０による油吸着作業と最良の形態１の微生物供給装置５０による微生物供給作業とを併用して行えばよく、油吸着作業と微生物供給作業とのうちどちらかの作業を先にやってもかまわないし、この２つの作業を同時期に行ってよい。
【００２２】
最良の形態２では、油の汚染経路５６を辿るように微生物を供給するとともに、管の内周面と外周面とに跨って貫通する孔１１を有した有孔管１２と有孔管１２の孔１１を覆うように有孔管１２に設けられた油吸着材１５とを備えた油吸着部３を上記油の汚染経路５６とは別の経路を経由させて地中８の帯水層６１に形成された油汚染部２又はその油汚染部２の近傍である目標設置位置に設置して油汚染部２の油を有孔管１２内経由で吸引することによって油吸着材１５に油を吸着させ、油を吸着した油吸着材１５を地上に取り出した。
【００２３】
最良の形態２によれば、最良の形態１の微生物供給装置５０による微生物供給作業と油吸着処理装置７０による油吸着作業とを併用したことによって、油汚染部２が地中８の不飽和帯６２と帯水層６１とに跨って形成されていて、帯水層６１に位置する油汚染部２が最良の形態１の微生物供給装置５０からの微生物供給だけでは浄化しきれなかった場合でも、浄化しきれなかった帯水層６１に位置する油汚染部２の油を油吸着処理装置７０による油吸着作業によって効率的に除去できるので、地中の不飽和帯６２と帯水層６１とに跨って形成された油汚染部２の全体を効率的に浄化できる。即ち、従来技術では、地中の油汚染部の全体を効率的に浄化するために、微生物供給作業の他に、揚水作業、曝気作業が必要となり、コスト、作業管理などの負担が大きいという課題があったが、最良の形態２では、微生物供給作業と油吸着作業とによる簡単な作業により、地中の油汚染部の全体を効率的に浄化できる。
【００２４】
また、最良の形態２の吸引作業によれば、油汚染部２の油が拡散しているような場合でも、吸引装置４による吸引作業によって、油汚染部２の油を有孔管１２の内側に設けた油吸着材１５に集中的に吸着させることができるので、油汚染部２の油を効率的に除去できて、地中油汚染土壌を効率的に浄化できる。また、油吸着材１５が被覆材としての円筒状袋１６で覆われたので、油吸着材１５の損傷を防止できる。
【００２５】
最良の形態３
油吸着体１７を有孔管１２内から地上に引き出した後、連結管６の他端と微生物注入ポンプ５３の注入口５９とを互いに繋ぎ、微生物注入ポンプ５３を駆動して微生物混合液を有孔管１２内に供給することにより、微生物が有孔管１２の孔１１を経由して有孔管１２の周囲に残存する油に付着して油を分解する。尚、微生物注入ポンプ５３は、最良の形態１で説明した微生物供給装置５０の微生物注入ポンプ５３を利用してもよいし、微生物供給装置５０の微生物注入ポンプ５３とは別の微生物注入ポンプ５３を用いてもよい。
最良の形態３によれば、油吸着材１５で吸着しきれなかった油が有孔管１２の周囲に残存しているような場合でも、この油が微生物により分解されるので、油汚染部２の油をより多く除去できる。
【００２６】
最良の形態４
最良の形態１で説明した方法によって油を吸着した油吸着材１５を有孔管１２内より地上に取り出した後、有孔管１２内に微生物を供給する際において、図４に示すように、管の内周面と外周面とに跨って貫通する孔３９を備えた内側有孔管４１を有孔管１２の内側に有孔管１２の軸に沿った方向に移動可能に設け、内側有孔管４１の両端部の外周面にパッカー４２を設け、内側有孔管４１を有孔管１２内の任意の位置に止めた状態でパッカー４２を膨らませて内側有孔管４１の外周面と外側の有孔管１２の内周面との間をパッカー４２により塞いでから内側有孔管４１内経由で有孔管１２内に微生物を供給する。尚、内側有孔管４１の一端４４は塞がれ、内側有孔管４１と微生物培養装置５とが微生物供給管４５により連結される。パッカー４２は、ゴムのような弾性体により浮輪のようなリング袋状に形成されたものであり、水のような流体を袋内に取り込んで膨らむ。図示しないが、最良の形態４の浄化方法では、パッカー４２に流体を供給する流体供給管と、この流体供給管に流体を供給する流体供給装置とを用いる。
【００２７】
即ち、有孔管１２の内側に微生物を供給する際に、有孔管１２内の特定の位置に微生物を集中的に供給可能な微生物供給管装置７５を用いる。微生物供給管装置７５は、図３に示すように、微生物供給管４５と、微生物供給管４５の先端に設けられた微生物供給ヘッド７７とを備える。この微生物供給ヘッド７７が、微生物供給管４５の先端開口と連通するように微生物供給管４５の先端開口に取り付けられた内側有孔管４１と、内側有孔管４１の両端部の外周面に設けられたパッカー４２とを備える。
【００２８】
最良の形態４では、最良の形態１で説明した方法によって油を吸着した油吸着材１５を有孔管１２内より地上に取り出した後、微生物供給管装置７５を用いて有孔管１２の内側に微生物を供給する。即ち、有孔管１２の内側に内側有孔管４１を挿入して、内側有孔管４１が有孔管１２の内側の任意の位置に止められる。この状態で図外の流体供給装置及び流体供給管がパッカー４２内に水を供給してパッカー４２が膨らむことによってパッカー４２が内側有孔管３３の外周面と有孔管１２の内周面との間を塞ぐ。そして、微生物供給管４５の他端と微生物注入ポンプ５３の注入口２９とが互いに繋がれ、微生物混合液が内側有孔管４１内に供給され、これにより、微生物が内側有孔管４１の孔３９及び有孔管１２の孔１１を経由して有孔管１２の周囲に残存する油に付着して油を分解する。
【００２９】
最良の形態４によれば、有孔管１２の内側に内側有孔管４１を用いたので、有孔管１２内への微生物供給箇所を任意に決めることができる。従って、有孔管１２内のどの位置にも同じように微生物を供給できるので、有孔管１２の周囲の油汚染部２の油を偏りなく除去できるし、また、有孔管１２内への微生物供給箇所を特定することによって、有孔管１２の周囲において油汚染の激しい油汚染部２の油を集中的に除去することも可能となる。
【００３０】
最良の形態５
油汚染部の油を吸着する場合に、有孔管１２の孔１１を覆うように有孔管１２の外周面に設けられた油吸着材１５を備えた構成の油吸着部を用いてもよい。油吸着材１５は円筒状袋１６で覆われた構成のものを用いればよい。この油吸着部３を用いる場合、図５の状態において有孔管１２内経由で地下水を吸引することによって油汚染部２の油が油吸着材１５に吸着される。その後、有孔管１２内に微生物を供給すれば、微生物が油吸着材１５に吸着されている油を分解する。この際、有孔管１２内に最良の形態４で説明した微生物供給管装置７５を挿入して微生物を供給すれば最良の形態４の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
なお、微生物注入ポンプ５３を用いずに、微生物培養装置５１と汚染源５５とを微生物注入管５４で繋いで微生物培養装置５１から汚染源５５に微生物混合液を供給してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】油汚染部の浄化方法を示す概略構成図（最良の形態１）。
【図２】油汚染部の浄化方法を示す概略構成図（最良の形態２）。
【図３】油吸着処理管の断面図（最良の形態２，３）。
【図４】油吸着処理管の断面図（最良の形態４）。
【図５】油吸着処理管の断面図（最良の形態５）。
【符号の説明】
【００３３】
２  油汚染部、３  油吸着部、１１  孔、１２  有孔管、１５  油吸着材、
５５  油汚染源、５６  汚染経路、６１  帯水層。
【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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