(57)【要約】【課題】  微生物を用いて汚染物質を分解する地下水汚染修復方法において、微生物の増殖を促す酸素や栄養物質等の注入物質を、注入井戸内の注入地点から遠距離へ拡散させる方法を提供する。【解決手段】  オゾン溶存水と微生物用栄養組成物を含む栄養水とを、別々の注入管１４、２４で１つの注入井戸２内に送り、互いに深さ方向に離間している排出口１４ａ、２４ａから、帯水層の汚染地下水に注入する。両者の排出口１４ａ、２４ａの深さ方向の距離は約１〜３ｍであることが好ましい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾン溶存水と微生物用栄養組成物を含む栄養水とを１つの注入井戸より汚染地下水帯に注入し、微生物により汚染物質を分解する地下水汚染修復方法において、オゾン溶存水と栄養水とが別々の注入管で注入井戸内に送られ、互いに深さ方向に離間している排出口から注入井戸内に注入されることを特徴とする地下水汚染修復方法。
【請求項２】
前記オゾン溶存水注入管と栄養水注入管の排出口が深さ方向に離間している距離が１〜３ｍであることを特徴とする、請求項１に記載の地下水汚染修復方法。
【請求項３】
前記オゾン溶存水と前記栄養水の単位時間当たりの注入量が略等しいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の地下水汚染修復方法。
【請求項４】
オゾン溶存水と栄養組成物を含む栄養水とを１つの注入井戸より汚染地下水帯に注入し、微生物により汚染物質を分解する地下水汚染修復装置であって、オゾン溶存水製造装置によって製造されたオゾン溶存水を注入管により注入井戸内に供給するオゾン溶存水注入機構と、栄養水を注入管により注入井戸内に供給する栄養水注入機構とを備え、該オゾン溶存水注入管と該栄養水注入管とは互いに独立して構成されており、且つ該オゾン溶存水注入管の排出口の位置と該栄養水注入管の排出口の位置とが前記注入井戸内で深さ方向に離間していることを特徴とする地下水汚染修復装置。
【請求項５】
前記オゾン溶存水注入管の排出口の位置及び前記栄養水注入管の排出口の位置の内の少なくとも一方が、前記注入井戸内で深さ方向に変更できることを特徴とする、請求項４に記載の地下水汚染修復装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物の浸透により汚染された地下水を、好気性微生物もしくは通性嫌気性微生物の好気的微生物活動による汚染物質の分解除去によって修復する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物による地下水汚染の修復方法としては、揚水曝気と活性炭吸着との組合せ法、簡易的な揚水処理法、又はエアースパージング法等の物理的修復方法が一般的に用いられている。しかし、揚水曝気と活性炭吸着との組合せ法は、汚染が低濃度域になるまでは効率良く修復が進むものの、それ以降では修復スピードが低下する。また、エアースパージング法は、システムが複雑であるうえ、修復可能な領域が狭いという問題がある。
【０００３】
また最近では、微生物による汚染物質の分解を利用する生物学的修復方法、即ちバイオレメディエーション法が検討されている。特に、汚染地下水を地上まで揚水せずに地下の帯水層で処理するバイオレメディエーションでは、地下水中の汚染物質を原位置においてほぼ完全に分解除去することを目指している。そのためには、汚染箇所である地下領域（以下、修復対象領域と称する）において汚染物質の分解能力を持つ微生物を増殖させる必要があることから、微生物が必要とする栄養組成物や酸素等を含む注入水を、地上から注入井戸を通して地下の帯水層に補給することが行われている。
【０００４】
ところが、このようにして注入水を地中に注入した場合、注入水に含まれる栄養物質や酸素等の注入物質は地下水を媒体として一般的には三次元的に拡散し、また地下水流がある場合には、その流れに乗って周囲に広がりながら拡散していく。従って、注入物質の濃度は、注入地点で最も高いが、注入地点から離れるほど低くなり、距離の３乗に比例して濃度は低下する。
【０００５】
更に、このような拡散による注入物質の濃度低下に加えて、地中に広く分布する既存の微生物によって注入物質が摂取されるため、注入地点から一定の距離を隔てた地点の注入物質の濃度減少率は、上記した拡散のみならず、この微生物摂取が加わって一層大きなものとなる。その結果、注入物質濃度の高い注入地点近くでは微生物の活発な増殖により汚染物質が分解されるが、注入地点から離れるほど微生物による汚染物質の分解能力は急激に低下するという欠点があった。
【０００６】
このような注入位置から離れた地点で汚染物質分解能力が低下する問題に対しては、注入地点から遠方まで注入物質を到達させ、所定の修復対象領域内において注入物質が所定の濃度以上を保って行き渡るようにすることで対処できると考えられる。そのための方法としては、次に挙げる方法が考えられる。
【０００７】
即ち、注入水中の注入物質の濃度を高くするか、又は単位時間当たりの注入水量を大きくすることにより、注入物質量を増やす対処法がある。しかし、この方法は、上記の分解能力の低下に対する抜本的な解決策とはいえず、依然として注入物質の濃度分布は注入地点を頂点として距離的に離れるほど急減していくことが容易に推測される。更に、この方法では注入地点の近くほど微生物の増殖が著しくなるため、この注入地点近傍では、増殖した微生物による土壌の目詰まり、いわゆるバイオファウリングが発生し、注入水の拡散が阻害されるという弊害を生じやすい。
【０００８】
バイオファウリングにまでは至らなくとも、注入地点の近くで微生物が先行して増殖し、例えば半径２ｍ以内の地下帯水層内において好気性従属栄養細菌数で１ミリリットル当たり１０の９乗個以上の微生物濃度に達した場合には、仮にどのように多くの栄養組成物あるいは栄養水を注入したとしても、注入地点から数メートルも離れていない範囲内で、その殆どが増殖した微生物により消費し尽くされてしまう。これは、地下水中では一般的に物質移動速度が極めて低速であることに起因している。即ち、注入された栄養物質が注入地点から離れた周辺域まで拡散するのに時間がかかるため、拡散していく途中の段階で、例えば上記の２ｍ以内の比較的注入地点に近い領域において、栄養物質はその領域内で増殖した微生物により殆ど補足吸収されてしまう。
【０００９】
そこで、注入井戸の数を増やすことによって、分解能力の低下に対処することが次に考えられる。多数の注入井戸から分散して注入すれば、理論的には修復対象領域のほぼ全体で、均等な注入物質濃度を実現することが可能である。しかし、注入井戸を増やすことはそのままコストアップにつながり、また修復対象領域の立地条件によっては必ずしもこの方法を採用できるとは限らない。特に日本の都市部のように、建築物が密集して建て込んでいるような場所では、注入物質の入り口である注入井戸の設置場所を確保することが困難となる場合が多い。
【００１０】
このような従来の技術の問題点を克服する方法として、特開平１１−２０７３７５号公報には、注入物質が注入地点から遠距離にまで拡散することを可能とし、修復対象領域のほぼ全体で微生物の増殖活動に必要な注入物質濃度を維持して、汚染物質の効率的な分解を起こすことのできる地下水汚染の修復方法が記載されている。この修復方法では、１つの注入井戸内にオゾン溶存水を栄養水と同時又は交互に注入することにより、微生物の増殖をコントロールすると共に、地中に溶存オゾン由来の酸素を供給するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−２０７３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、オゾン溶存水と栄養水を同時に注入した場合、栄養水に含まれる栄養組成物の種類によってはオゾンの酸化作用で分解されてしまい、栄養組成物が遠距離まで拡散しないという問題があった。一方、オゾンによる栄養組成物の分解を回避するためにオゾン溶存水と栄養水を交互に注入しても、同じ注入位置から同心円状に層を成して地下水内を拡がっていくため、結果的に注入位置付近で栄養水とオゾン水の接触が生じ、栄養組成物がオゾンにより分解され、栄養組成物が遠距離まで拡散しないという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、微生物を用いて汚染物質を分解する地下水汚染修復方法において、地中における栄養組成物濃度や酸素・オゾン濃度を特にコントロールすることなく、微生物の増殖を促す酸素や栄養組成物等の注入物質を、注入井戸内の注入地点から遠距離にまで拡散させる方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明が提供する地下水汚染修復方法は、オゾン溶存水と微生物用栄養組成物を含む栄養水とを１つの注入井戸より汚染地下水帯に注入し、微生物により汚染物質を分解する地下水汚染修復方法において、オゾン溶存水と栄養水とが別々の注入管で注入井戸内に送られ、互いに深さ方向に離間している排出口から注入井戸内に注入されることを特徴とする。
【００１４】
上記本発明の地下水汚染修復方法においては、前記オゾン溶存水注入管と栄養水注入管の排出口が深さ方向に離間している距離が１〜３ｍであることが好ましい。
【００１５】
上記本発明の地下水汚染修復方法においては、前記オゾン溶存水と前記栄養水の単位時間当たりの注入量が略等しいことが好ましい。
【００１６】
上記地下水汚染の修復方法を実施するための地下水汚染修復装置においては、オゾン溶存水と栄養組成物を含む栄養水とを１つの注入井戸より汚染地下水帯に注入し、微生物により汚染物質を分解する地下水汚染修復装置であって、オゾン溶存水製造装置によって製造されたオゾン溶存水を注入管により注入井戸内に供給するオゾン溶存水注入機構と、栄養水を注入管により注入井戸内に供給する栄養水注入機構とを備え、該オゾン溶存水注入管と該栄養水注入管とは互いに独立して構成されており、且つ該オゾン溶存水注入管の排出口の位置と該栄養水注入管の排出口の位置とが前記注入井戸内で深さ方向に離間していることを特徴としている。
【００１７】
上記本発明の地下水汚染修復装置においては、前記オゾン溶存水注入管の排出口の位置及び前記栄養水注入管の排出口の位置の内の少なくとも一方が、前記注入井戸内で深さ方向に変更できても良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、オゾン溶存水の注入位置と栄養水の注入位置とが１つの注入井戸において深さ方向に離間しているので、オゾンと栄養組成物が互いに接触するまでの時間をかせぐことが可能となる。よって、オゾンにより栄養組成物が早い段階で分解される事態が回避され、栄養組成物と酸素の遠距離到達性を大幅に改善することができる。その結果、より広い修復対象領域において、修復期間の短縮化を図ることが可能となるとともに、地上障害物等に制約されることなく、１つの注入井戸で広い修復対象領域を容易に修復することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明が修復対象とする有機系汚染物質（以下、修復対象汚染物質と称する）としては、特に限定するものではないが、例えばガソリン、軽油、灯油、重油、原油、機械油、潤滑油、有機塩素系洗浄剤等の石油化学製品がある。また、それらの成分としては、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、ケトン類などの非塩素系有機化合物、あるいはトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロエチレン、ダイオキシン、ＰＣＢ、ＰＣＰ（ペンタクロロフェノール）等の塩素系有機化合物が含まれる。
【００２０】
また、微生物用の栄養組成物としては、従来から汚染地下水の微生物学的修復法に利用されている一般的な栄養組成物が使用でき、例えば、窒素源やリン源となる無機化合物を含む塩類、ｐＨ調節剤等が含まれる。尚、修復対象汚染物質を微生物による共代謝作用で分解する場合には、上記の窒素源やリン源等の他に、その微生物が主に代謝する炭化水素類も上記栄養組成物に含まれる。また、地下水中で微生物が増殖するためには、上記の栄養組成物以外に酸素が必要である。従って上記栄養組成物を含む栄養水には酸素を溶存させることが望ましい。
【００２１】
本発明では、上記の栄養組成物等を含む栄養水とは別に、オゾン溶存水を同じ注入井戸から汚染地下水帯に注入する。栄養水に酸素を溶存させた場合であっても、一般的に該栄養水中の溶存酸素濃度は、地中での拡散により注入地点から離れるに従って減少する。しかしながら、溶存酸素を含む栄養水とは別に、オゾン溶存水を汚染地下水帯に注入した場合、拡散に伴って当該オゾンが徐々に酸素に分解するので、拡散により減少する溶存酸素を相殺するように酸素が生成される。このため、注入地点から離れた周辺部であっても、溶存オゾン水を注入しない従来の溶存酸素分布と比較して、溶存酸素濃度の低下が抑制された分布状況を作り出すことができる。
【００２２】
更に、所定濃度のオゾンが存在する範囲では、地中の微生物はオゾンの強い酸化作用の影響を受けて増殖活動が抑制される結果、窒素やリン等の栄養成分の摂取も抑えられる。この傾向は溶存オゾンの拡散が少ないほど、即ちオゾン溶存水の注入地点に近いほど大きいため、注入地点の近くほど酸素及び栄養組成物の消費が抑制される。このように微生物の増殖活動を意図的に抑制することは、バイオレメディエーションの原理から考えると一見逆説的かもしれないが、広い範囲にわたって均一にバクテリアを増殖するには有効な方法である。即ち、この方法を利用することによって、オゾン溶存水に由来する酸素及び栄養水に含まれる栄養組成物の遠距離到達性を高め、広い修復対象領域で微生物による汚染物質の分解を促進させることができる。
【００２３】
修復対象汚染物質の種類によっては、汚染物質自体がオゾンにより直接化学作用を受け、易分解性物質に変化することが期待できる。例えば、エチレン結合を持つ不飽和炭化水素類が修復対象汚染物質である場合は、その二重結合部分にオゾンが付加した後、この箇所が水との作用により切れてケトン又はアルデヒドが生成する。但し、例えば多環芳香族系化合物の一部の種類では、オゾンの化学作用により更に毒性の高い水溶性中間生成物が副次的に発生する場合がある。従って、オゾン溶存水の注入は慎重に行うべきであるが、中間生成物が化学反応的に速やかに次の段階に変化していくような場合はこの限りではない。
【００２４】
本発明においては、溶存オゾン水と栄養水とを別々の注入管を通して、同一の注入井戸から汚染地下水帯に注入する。その際、オゾン溶存水の注入管の排出口と栄養水の注入管の排出口とを、注入井戸内で深さ方向（上下方向）に離間させている。即ち、オゾン溶存水と栄養水は、別個に独立且つ異なる深さで汚染地下水帯に注入される。尚、オゾン溶存水と栄養水は、連続的又は間欠的に同時に注入してもよいし、時間的に交互に注入してもよい。
【００２５】
これによって、掘削する注入井戸の数が少なくて済むうえ、注入井戸内に異なる注入位置で注入されたオゾン溶存水と栄養水は、互いに実質的に混合することなく汚染地下水帯に注入される。その結果、オゾン溶存水と栄養水は、互いの混合や接触を避けながら汚染地下水帯に拡散するので、栄養水に含まれる栄養組成物の栄養成分がオゾンにより早い段階で酸化分解されることが回避される。よって、オゾン溶存水と栄養水を注入地点から遠く離れた地点にまで到達させることが可能となる。ここで、オゾン溶存水と栄養水は互いに実質的に混合することがないとは、互いに全く混ざらない状態のみを想定しているのではなく、各々の境界面近傍において、ある程度拡散が生じるような状態も含んでいる。
【００２６】
オゾン溶存水の注入位置（排出口の位置）と栄養水の注入位置（排出口の位置）は、深さ方向に１〜３ｍ離間していることが望ましい。その理由は、両者の深さ方向の間隔が１ｍ未満では、注入量などによって異なるが、オゾン溶存水と栄養水が、汚染地下水帯に注入されてから約４８時間以内に接触する可能性が高いからである。即ち、通常、オゾン溶存水を冷暗所に放置した場合、自然分解により約４８時間後に、オゾン濃度は初期オゾン濃度の２０％程度にまで低下する。従って、これ以降では酸化分解力も低下して栄養組成物が分解されにくくなることが推定されるため、互いに接触するのに少なくとも４８時間を要する間隔である１ｍを最小距離と定めた。一方、両者の深さ方向の間隔が３ｍを超えると、オゾン溶存水と栄養水が拡散して接触するのに約1週間以上を要し、これ以降ではオゾン濃度はほぼゼロになり、オゾン溶存水の効果を発揮させることができない。そのため、汚染地下水帯に注入されてから１週間経過するまでに互いに接触し得る距離である３ｍを最大距離と定めた。尚、ここで示した１ｍ及び３ｍの値は、プラス・マイナス２０％程度の誤差を含むものである。
【００２７】
オゾン溶存水と栄養水の各々の単位時間当たりの注入量は、修復対象汚染物質の種類や修復対象領域の広さ等に応じて適宜定められる。一般的には、オゾン溶存水と栄養水の注入量は、略等しいことが望ましい。これにより、オゾン溶存水と栄養水の拡散速度を揃えることが可能となる。尚、ここで示した単位時間当たりの注入量の値は、プラス・マイナス２０％程度の誤差を含むものである。また、単位時間当たりの注入量は、後述する各送水ポンプにおいて測定した値である。
【００２８】
注入時のオゾン溶存水における溶存オゾン濃度には特に制限はないが、修復対象領域の周辺環境や修復対象領域の規模に応じて適宜調整を行うことが好ましい。本発明においては、オゾン溶存水の注入深さと栄養水の注入深さが異なっているため、溶存オゾン濃度がある程度高くても注入井戸付近の微生物が完全に死滅することは無く、およそ半数の微生物は栄養組成物とともに地下水中を拡がっていくことが可能であると考えられる。従って、オゾンは徐々に分解して酸素になることを考えると、注入時の溶存オゾン濃度は高いことが好ましい。但し、注入時の溶存オゾン濃度を高めると、オゾン溶存水製造装置など関連する設備コストは高くなる点に留意すべきである。
【００２９】
尚、年間を通じて１５℃程度の水温に保たれている地下水中では、オゾンが酸素に変わる半減期は温度変化の大きい地表環境と比べて安定しているが、注入水や溶存オゾン水のｐＨを中性域中でも可能な限り低く調整することにより、溶存オゾンの半減期を更に延ばし、酸素や栄養組成物の遠距離到達性を一層高めることが可能である。逆に、注入井戸近傍でのオゾン分解を促進させたい場合には、注入水やオゾン溶存水を可能な限りアルカリ性側にｐＨ調整すると良い。これらいずれの場合でも、ｐＨは微生物の生理条件に適合する範囲内で調整されていることが必要である。
【００３０】
地下水に注入されたオゾン溶存水中のオゾンは、地中でやがて完全に酸素に変化するので、それ以降の流域の微生物活動や修復対象領域の外の地下環境に影響を及ぼすことはない。また、オゾンの酸素への分解反応は、他の種類の酸化剤での反応に見られるような大きなｐＨ変化を誘発することもない。
【００３１】
本発明では、オゾンを水に溶けた状態のオゾン溶存水として地下環境中に作用させるため、オゾンがガスとして地上に放出されることはない。また、大気中でのオゾンガスと比較して、水に溶けた溶存オゾンは周囲に水が介在する分だけ大気中よりも速く分解反応が進むため、地下水中の溶存オゾンが再びオゾンガスとして地表に上昇して悪影響を及ぼすことはない。従って、汚染現場付近の地表空気中のオゾン濃度を、日本での作業安全基準で設定されている０.１質量ｐｐｍ、あるいはＷＨＯでの基準の０.０５質量ｐｐｍ以下に保つことは容易である。
【００３２】
尚、オゾン溶存水や栄養水の排出口（注入位置）の地面からの深さ、それぞれの注入量、オゾン溶存水と栄養水を交互に注入する場合はその間隔など、種々の運転条件は、汚染修復対象領域内の地下帯水層中で個々の注入物質が最適な挙動や拡散・混合状態を実現できるように、地下データの解析やシミュレーション等を利用して予め決定しておくのが好ましい。
【００３３】
上記の如く、本発明では、栄養水とオゾン溶存水を異なる注入深さで汚染地下水帯に注入することにより、両者の早い段階での混合や接触を回避して栄養成分の分解を抑制し、よって注入地点から離れたところに栄養組成物を届けることができる。また、早い段階でオゾンが栄養成分の分解に消費されることがないので、注入地点から離れたところに高い濃度のままオゾンを届けることができる。これにより、微生物の活動を広範囲に亘って適度に抑制することが可能となるため、微生物による栄養成分の摂取が適度に抑えられる範囲も広くなり、栄養組成物の遠距離到達性を高めることが可能となる。
【００３４】
次に、本発明の修復装置を、その一具体例を示す図１を参照して説明する。図１には、オゾン溶存水と栄養組成物を含む栄養水とを注入井戸に注入する地下水汚染修復装置１が、１つの注入井戸２及びその周りの不飽和帯水層Ａ、及び飽和帯水層Ｂと共に示されている。また、注入井戸２は、不飽和帯水層Ａの下層に位置する飽和帯水層Ｂに達するように設けられている。
【００３５】
地下水汚染修復装置１は、オゾン溶存水注入機構１０と栄養水注入機構２０とから構成されている。オゾン溶存水注入機構１０は、オゾン溶存水を製造するオゾン溶存水製造装置１２と、オゾン溶存水製造装置１２に供給する水を貯める貯水槽１１と、オゾン溶存水製造装置１２で製造されたオゾン溶存水を昇圧する送水ポンプ１３と、先端部に排出口１４ａを有するオゾン溶存水注入管１４とから構成されている。
【００３６】
オゾン溶存水製造機構１０は、溶存オゾンが外気に逃げないように、全体的に気密構造になっている。オゾン溶存水製造装置１０のオゾン発生方式には、紫外線式、放電式、水電解式等の方式があり、設備の規模、コスト等を考慮して適宜選択される。一般的には、設備コストを抑えるときには紫外線式が採用され、大規模な設備になるときは放電式のオゾナイザーが採用される。また、オゾン溶存水に接液するオゾン溶存水注入管１４、オゾン溶存水用送水ポンプ１３等の材質は、オゾン溶存水に耐える耐薬品性が必要であり、例えば、テフロン（登録商標）や塩化ビニル等を用いるのが望ましい。
【００３７】
一方、栄養水注入機構２０は、栄養組成物等を溶解した栄養水を調整し且つ蓄える栄養水貯溜槽２１と、栄養水貯溜槽２１内の栄養水を昇圧する送水ポンプ２３と、先端部に排出口２４ａを有する栄養水注入管２４とから構成される。
【００３８】
注入井戸２に挿入されているオゾン溶存水注入管１４及び栄養水注入管２４は、各々の排出口１４ａ及び２４ａが注入井戸２内で深さ方向に離間して設けてある。また、この深さ方向に離間する両排出口１４ａ、２４ａ間の距離は、約１〜３ｍの範囲内であることが望ましい。上記排出口１４ａ及び／又は２４ａの深さ方向の位置は、固定されていても良いし、変更可能であっても良い。尚、排出口の深さを変更する場合にも、オゾン溶存水注入管の排出口と栄養水注入管の排出口の互いの位置は、深さ方向に常に約１〜３ｍ離間していることが望ましい。
【００３９】
更に、排出口の深さを変更しながら連続して注入する場合は、一方の排出口の任意の時点における位置が、当該時点前４８時間から当該時点後４８時間までの間に移動する他方の排出口のいずれの位置に対しても、常に１ｍ以上離間していることが望ましい。また、排出口の深さを変更しながら交互に注入する場合は、一方の排出口の任意の注入時点における注入位置が、当該注入時点前４８時間前から当該注入時点後４８時間までの間に他方の排出口から注入が行われるとき、その注入位置に対しても常に、１ｍ以上離間していることが望ましい。なぜなら、この距離が１ｍより短ければ、前述した理由により栄養成分がオゾンにより分解されてしまうからである。
【００４０】
オゾン溶存水注入管１４の排出口１４ａ及び栄養水注入管２４の排出口２４ａの深さ方向の位置の変更は、オゾン溶存水注入管１４及び栄養水注入管２４の注入井戸２への挿入深さを変えることで可能となる。このとき、図１に示されるように、各注入管１４、２４と各送水ポンプ１３、２３の間にベローズやフッ素樹脂ホース等のフレキシブル管１４ｂ、２４ｂを設けることによって、容易に排出口１４ａ、２４ａの位置を変更することが可能となる。また、オゾン溶存水注入機構１０及び／又は栄養水注入機構２０ごとに、注入井戸２内に排出口の深さ方向の位置が異なる注入管を複数本設け、切替バルブや前述したフレキシブル管等の切替手段を用いて適宜切り替えることで、排出口の深さを変更することもできる。
【００４１】
上記の構造により、オゾン溶存水及び栄養水は、各々独立した注入管によって、１つの注入井戸内で互いに異なる深さに位置している排出口まで供給され、そこから帯水層の汚染地下水帯に注入される。これによって、注入井戸及びその近くでのオゾン溶存水と栄養水の混合を妨げることが可能となり、微生物の増殖を促す酸素や栄養物質等の注入物質を、注入地点から遠距離の地中へ拡散させることが可能となる。
【００４２】
尚、図１に示すように、注入井戸２の開口部に、テフロン（登録商標）パッキン等のシール部材３を設けて、オゾン溶存水から抜け出たオゾンガスが注入井戸２の開口部分を経て大気に漏れないようにしても良い。また、両排出口１４ａ、２４ａの間に、注入井戸２の内径と略一致する円形の邪魔板等のセパレータ（図示せず）を設けて、オゾン溶存水と栄養水とが互いに確実に分離した状態で汚染地下水帯に注入されるようにしても良い。
【実施例】
【００４３】
全深さで帯水層を形成するライシメータ実験設備を用い、地下４ｍの帯水層部分が飽和炭化水素系化合物によって汚染されているサイトを模して、以下のような実験を行った。即ち、微生物用栄養組成物として窒素及びリンを含む無機塩類を所定濃度で添加した栄養水、及びオゾンを溶存させたオゾン溶存水をそれぞれ調整し、これら栄養水及びオゾン溶存水を汚染源の中心部に設置した１つの注入井戸より連続的に注入して、地下水汚染の微生物学的修復実験を行った。
【００４４】
その際、オゾン溶存水は、オゾンの初期濃度が９.１ｍｇ／リットルとなるように調整した。一方、栄養水は、硝酸カリウムの濃度が３.０ｍｇ／リットル、リン酸水素二カリウムの濃度が３５ｍｇ／リットルとなるように調整した。このオゾン溶存水と栄養水を別々に同一の注入井戸内に注入したが、その際、オゾン溶存水の注入位置は地下３ｍ、栄養水の注入位置は地下５ｍとし、それぞれの注入量は毎時３０リットルとした。
【００４５】
注入井戸周辺に複数の観測井戸を設置して定期的に採水を行い、各注入成分の拡散の程度を調査した。尚、注入前の地下水中の溶存酸素濃度は平均で１.６ｍｇ／リットルであった。また、観測井戸内における好気性従属栄養細菌数については、それぞれの井戸からサンプル水を採取して、別途行った標準寒天培地による平板希釈培地法により計測した。
【００４６】
実験開始前の各観測井戸での地下４ｍにおける総好気性従属栄養細菌数は、注入井戸から水平距離でそれぞれ１ｍ、４ｍ、８ｍ離れた地点の３つの観測井戸内では、いずれも１ミリリットル当たり１０の６乗個台で一致していた。
【００４７】
実験の結果、注入開始から８週間後の時点での各観測井戸での総好気性従属栄養細菌数は、注入井戸から水平距離でそれぞれ１ｍ、４ｍ、８ｍ離れた地点の３つの観測井戸内で、それぞれ１ミリリットル当たり、１０の６乗個台、１０の８乗個台、１０の８乗個台となっていた。また、溶存酸素濃度は、同様にそれぞれ、５.０ｍｇ／リットル、６.１ｍｇ／リットル、５.７ｍｇ／リットルとほぼ均等であった。この結果から、微生物による汚染物質の分解は、修復対象地下領域である注入井戸から半径８ｍ以内においてほぼ均等に進行していることが解った。
【００４８】
比較例として、上記実施例と同じ濃度の栄養組成物を含む栄養水に初期濃度３.５ｍｇ／リットルとなるようにオゾンを溶存させて、この栄養水を毎時６０リットルの注入量で１つの注入井戸地下４ｍの注入位置で帯水層部分に連続注入し、実施例と同じ条件で微生物学的修復実験を行った。尚、注入前の地下４ｍ部分での地下水の溶存酸素濃度は平均１.８ｍｇ／リットルであった。
【００４９】
実験の結果、注入開始から８週間後の時点での各観測井戸の地下４ｍ部分での総好気性従属栄養細菌数は、注入井戸から水平距離で１ｍ、４ｍ、８ｍの各地点で、それぞれ１ミリリットル当たり、１０の７乗個台、１０の８乗個台、１０の６乗台となっており、水平距離で４ｍの地点では微生物の分解活性が高まっていたが、８ｍ離れた地点では微生物分解活性が高まっていなかった。また、酸素濃度は、同様にそれぞれ４.２ｍｇ／リットル、４.８ｍｇ／リットル、３.５ｍｇ／リットルと距離が離れるほど上記実施例に比べて低い値であった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の地下水汚染修復装置の一具体例を示す概略の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１      地下水汚染修復装置
２      注入井戸
１０    オゾン溶存水注入機構
１１    貯水槽
１２    オゾン溶存水製造装置
１３    オゾン溶存水用送水ポンプ
１４    オゾン溶存水注入管
１４ａ  排出口
２０    栄養水注入機構
２１    栄養水貯溜槽
２３    栄養水用送水ポンプ
２４    栄養水注入管
２４ａ  排出口
Ａ      不飽和帯水層
Ｂ      飽和帯水層
【図１】
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