(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機塩素系化合物に汚染された粘性土層の周囲に配置した複数の井戸により粘性土層上層の帯水層に温水を循環させて粘性土表面を効率よく加熱し、汚染物質の粘性土層からの脱着を促進させる工程と、
全ての前記井戸で揚水することにより揮発性有機塩素系化合物に汚染された粘性土層上層を不飽和とし、揮発性有機塩素系化合物に汚染された粘性土層に配置した浄化井戸で真空ガス吸引を行い粘性土層を浄化する工程
とを有することを特徴とする揮発性有機塩素系化合物に汚染された難透水性地盤の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、揮発性有機塩素系化合物に汚染された難透水性地盤の浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
揮発性有機塩素系化合物（汚染物質）による難透水（透気）性の粘性土の汚染形態は、図７に示すように、地表面から漏洩した汚染物質（揮発性有機塩素系化合物）７が帯水層８中を降下し、粘性土層９に達したところで、粘性土層９上を側方へ移動するものが多い。
【０００３】
この場合、粘性土層９上部付近には汚染物質７が浸透しており（粘性土汚染部分１０）、吸引、揚水による除去が困難かつ非常に長時間を要する。
従来、揮発性有機塩素系化合物に汚染された粘性土層の浄化は、地下水揚水法、真空ガス吸引法等の吸引除去工法と空気圧入工法、加熱工法等の補助工法との併用、もしくは掘削除去であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
掘削除去は、粘性土層上層の帯水層も含めて掘削しなければならず、汚染土量の何倍もの土量を除去するため、非常に大規模な工事となる。
地下水揚水法、真空ガス吸引法等の吸引除去工法は、単独使用では、粘性土層に吸着した汚染物質が脱着し難く、汚染濃度を環境基準値以下にするのに非常に長時間を要する。
【０００５】
空気圧入工法の併用は、粘性土層の透気性が非常に悪いため、効果が少ない。加熱工法の併用は、注入井戸を設け、温風、温水蒸気を注入するか、加熱器を地盤中に設置し、電気的に加熱する工法があるが、前者は、注入する空気、水蒸気の熱容量が小さいため、加熱効率が悪く、後者は、影響範囲が小さく、コストも高くなる。
【０００６】
本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、揮発性有機塩素系化合物に汚染された難透水性（透気性）の粘性土層上層の帯水層に温水を循環させ、地盤の熱伝導により粘性土を加熱、蓄熱し、揮発性有機塩素系化合物の粘性土からの脱着を促進させるとともに吸引除去工法を併用し、効率的に汚染粘性土を浄化する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、揮発性有機塩素系化合物に汚染された粘性土層の周囲に配置した複数の複数の井戸により粘性土層上層の帯水層に温水を循環させて粘性土表面を効率よく加熱し、汚染物質の粘性土層からの脱着を促進させる工程と、全ての井戸で揚水することにより揮発性有機塩素系化合物に汚染された粘性土層上層を不飽和とし、揮発性有機塩素系化合物に汚染された粘性土層に配置した浄化井戸で真空ガス吸引を行い粘性土層を浄化する工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明において、揮発性有機塩素系化合物とは、主に、土壌環境基準の溶出基準項目および地下水環境基準項目に挙げられている物質をいう。具体的には、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロメタン、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1−ジクロロエチレン、シス−1,2−ジクロロエチレン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、ベンゼン、1,3−ジクロロプロペン等がある。
【０００９】
また、帯水層とは、砂層や砂礫層のような透水性が高い地層（透水層）のうち地下水が耐水した部分をいう。井戸で揚水可能であることが条件の一つで、例えば飽和粘性土層は該当しない。帯水状態により、地下水面をもつ不圧帯水層と上下を加圧層で挟まれた被圧帯水層に分類される。
また、地下水とは、地面の下にあって、通常井戸で揚水可能な水をさす。被圧地下水は、上下に加圧層（不透水性土層）があり、地下水面をもたず大気圧以上の圧力を有する地下水である。すなわち、被圧帯水層に井戸を掘ると、その水位は帯水層の上端（被加圧層の下端）より高い位置を示す。不圧地下水は自由地下水ともいい、概して被圧地下水より浅い位置にあり、地下水面（地下水で飽和されている最上面）をもつ。
【００１０】
また、地下水位とは、地下水のさまざまなポテンシャルを水の高さで表したもので、実用上は帯水層に達する観測孔内の水面位置をいう。不圧地下水の場合は、単に水位とも呼ぶが、被圧地下水では被圧水頭あるいは水頭と呼ぶこともある。水位は、標高で表すこともあるが、現場の排水計画などではＧＬ−（ｍ）と表示する場合が多い。
【００１１】
本発明は、熱を持たせた流体を地盤の間隙に浸透させることにより地盤を加熱する方法である。この場合、熱容量が大きい流体は水であることから温風や熱水蒸気を用いるよりも効率よく地盤を加熱できる。この意味において、本発明では、熱容量の大きい温水と記載した。また、地盤中の熱移動は、地盤中の熱伝導で移動するよりも、地下水によって輸送される熱量の方が断然大きいため、熱を持たせた流体を地盤の間隙に浸透させることにより地盤を加熱する方法が有効的である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１，図２は、本実施形態に係る揮発性有機塩素系化合物に汚染された難透水性地盤の浄化方法の概要を示す。
粘性土汚染部分（汚染箇所）１０の周囲に、井戸１，２，３，４を配置する。これら井戸１，２，３，４は、温水の循環と汚染箇所を不飽和にするための注水井戸および揚水井戸として使用する。
【００１３】
また、粘性土汚染部分（汚染箇所）１０に、揚水兼真空ガス吸引の浄化井戸５を設置する。
次に、本実施形態による浄化手順▲１▼〜▲６▼を以下に示す。
浄化手順▲１▼：
図３に示すように、浄化井戸５を使用して汚染濃度の濃い部分から地下水を揚水する。
【００１４】
ここで、汚染濃度の濃い部分とは、基本的には、環境基準値以上の濃度を示す。そこで、吸引するには、汚染範囲の中でも相対的に濃度が高い部分から揚水することが好ましいため、環境基準値以上かつ相対的な濃度が高い部分から吸引する。
浄化手順▲２▼：
図４に示すように、粘性土汚染部分（汚染箇所）１０の周囲の井戸１，２から温水を注入し、井戸３，４から揚水し、粘性土層９上層の帯水層８中に温水を循環させ、粘性土層９を加熱する。
【００１５】
なお、浄化手順▲１▼から浄化手順▲２▼へ移行するための目安としては、浄化井戸５から揚水される地下水の汚染濃度が低下してほぼ定常状態になれば浄化手順▲２▼へ移行する。
また、浄化手順▲２▼における温水の温度は、汚染物質(揮発性有機塩素系化合物)７の沸点によるが、５０℃〜９０℃程度である。
【００１６】
浄化手順▲３▼：
図４に示すように、一定期間加熱することにより、粘性土層９内に熱量を蓄熱する。
浄化手順▲３▼における加熱に要する期間は、地盤の熱物性によって異なるが、数週間から数ヶ月である。また、加熱とは、粘性土層９は、間隙流体の移動が少ないため、その直上層の間隙流体が移動しやすい帯水層８に温水を循環させ、粘性土層９表面を広範囲な面で加熱することを意味する。この場合、粘性土層９に加えられた熱は周辺へ逸散し難く、熱量が次第に蓄えられていく。
【００１７】
仮に、粘性土層９へ直接加熱棒や温水注入井戸を設置しても、熱伝導率や間隙水の移動で熱が広がる範囲が非常に狭いため、多数の加熱棒や温水注入井戸が必要となる。
浄化手順▲４▼：
図５に示すように、井戸１，２，３，４で揚水することにより、粘性土汚染部分（汚染箇所）１０を不飽和にする。
【００１８】
浄化手順▲４▼の粘性土汚染部分（汚染箇所）１０の不飽和の判断は、浄化手順▲４▼の際に浄化井戸５の孔内水位を観測し、孔内水位が低下しきれば不飽和と判断する。
浄化手順▲５▼：
図６に示すように、浄化井戸５で真空ガス吸引を行い、粘性土層９の汚染を浄化する。
【００１９】
浄化手順▲５▼では、浄化井戸５の吸引側において、従来法に基づいて活性炭処理や微生物分解を行う。
浄化手順▲６▼：
図６に示すように、粘性土層９に吸着していた汚染物質７が、蓄熱され粘性土層９の温度場が高くなるため、脱着が促進され、効率的に粘性土層９を浄化できる。また、空気の比熱は、５０℃で０．２４８ｋｃａ１／ｋｇ℃であり、熱容量は、水の約０．０３％となるため、真空ガス吸引期間中も粘性土層９の温度は高い状態で保たれる。
【００２０】
浄化手順▲６▼において、粘性土層９に吸着していた汚染物質７が、粘性土層９の温度場が高くなることにより汚染物質７の粘性土層９からの脱着が促進されるとともに、粘性土層９の含水率が低下することにより透気性が増加し、粘性土層９間隙中の汚染物質７を吸引回収し易くなる。
ここで、汚染物質７の粘性土からの脱着とは、以下のような意味である。
【００２１】
汚染物質７の粘性土層９への吸着メカニズムは、吸着水(間隙水のうち土粒子の表面に貼りついて移動しないもの。分子間力、水の表面張力、間隙の大きさに依存する。一般的に粘性土層９は吸着水の比率が大きい。)に溶け込むものと、土粒子自体に吸着するものがある。
そこで、温度を高くし真空ガス吸引を併用することで、吸着水が揮発していき、その際に吸着水に捕らわれていた汚染物質７を回収することができる。また、温度を高くすると、土粒子自体に吸着していた汚染物質７も脱離し易くなる。
【００２２】
これらを総称して汚染物質７の粘性土からの脱着と表現している。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来その浄化が非常に困難かつ長期間を要するとされてきた揮発性有機塩素系化合物に汚染された粘性土層を効率的に浄化できるとともに、蓄熱期間中に粘性土層上部の帯水層についても並行して浄化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による浄化方法概念図（断面）である。
【図２】本発明の実施形態による浄化方法概念図（平面）である。
【図３】本発明の実施形態による浄化方法の手順▲１▼を示す概念図（断面）である。
【図４】本発明の実施形態による浄化方法の手順▲２▼▲３▼を示す概念図（断面）である。
【図５】本発明の実施形態による浄化方法の手順▲４▼を示す概念図（断面）である。
【図６】本発明の実施形態による浄化方法の手順▲５▼▲６▼を示す概念図（断面）である。
【図７】揮発性有機塩素系化合物による難透水（透気）性の粘性土の汚染形態を示す概念図である。
【符号の説明】
１，２，３，４  井戸
５  浄化井戸
６  高温領域
７  汚染物質（揮発性有機塩素系化合物）
８  帯水層
９  粘性土層
１０  粘性土汚染部分（汚染箇所）
【図１】
0003764304.tif 000002
【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】
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【図７】
0003764304.tif 000008