(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水中の揮発性物質を前記地下水に供給されたガスとともに回収する際における地下水へのガス供給方法であって、
ガスを地下水中に供給するガス注入井戸と、ガスを回収する抽出井戸とを別個に設け、
前記ガス注入井戸からのガスの供給を間欠的に行うことで地下水面の変動が繰り返し行われるようにしたことを特徴とする地下水へのガス供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下水中の揮発性物質を地下水に供給されたガスとともに回収する際における地下水へのガス供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
帯水層を有する土壌から揮発性汚染物質を除去する方法として、「帯水層スパージング」と呼称される方法がある。この方法は、帯水層中の地下水にガスを連続的に供給することにより、地下水（液層）中の揮発性物質をガス（気層）へと移動させ、ガスとともに地下水中の揮発性汚染物質を回収、除去するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、帯水層スパージングでは、気層と液層との接触率が汚染物質の除去効率を規定している。また、ガスの供給開始により地下水面は一時的に上昇するが、上昇に起因する局所的な地下水の流れにより、やがて元の水準に戻る。一方、ガスの供給停止により、地下水面は一時的に下降するが、やがて元の水準に戻る。
【０００４】
しかしながら、地下水にガスを連続的に供給すると、供給されたガスは帯水層中をほぼ一定の流路に沿って流れ、かつ地下水面の高さも、供給開始時における一時的上昇の後では安定してしまう。従って、帯水層スパージングでは、地下水とガスとの接触面が固定され、その結果、地下水とガスとの接触率が低下して汚染物質を効率よく除去できなくなるという問題が生じていた。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、帯水層スパージングを基本とした土壌からの揮発性汚染物質の除去方法において、地下水とガスとの接触率を高め、汚染物質を効率よく除去可能とすることをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、地下水中の揮発性物質を前記地下水に供給されたガスとともに回収する際における地下水へのガス供給方法であって、ガスを地下水中に供給するガス注入井戸と、ガスを回収する抽出井戸とを別個に設け、ガス注入井戸からのガスの供給を間欠的に行うことで地下水面の変動が繰り返し行われるようにしたことをその特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。
本発明の方法に用いられる装置は、通常の帯水層スパージングに用いられる装置と同様である。符号１はガス注入井戸で、ガス注入井戸１は、その下端が土壌２中の不飽和層（図中矢印Ａで示す範囲）を貫通して帯水層（図中矢印Ｂで示す範囲）に開口するよう土壌２中に立設されている。また、ガス注入井戸１の上端は管路３を介してガス供給装置４に連結されている。
【０００８】
符号５は抽出井戸で、抽出井戸５は、ガス注入井戸１より上方の不飽和層Ａ内にて、土壌２中に立設されている。また、抽出井戸５の上端は管路６を介して真空吸引装置７及びガス処理装置８に連結されている。
【０００９】
汚染物質の除去に際しては、ガス供給装置４を作動させてガス注入井戸１の下端から帯水層Ｂへとガス（この場合には空気）を供給するとともに、真空吸引装置７を作動させて抽出井戸５の周囲に存在するガスを回収する。ガス注入井戸１から帯水層Ｂに供給されたガスは、矢印Ｃで示すように、帯水層Ｂ中の地下水と接触しながら上昇し、不飽和層Ａにて、矢印Ｄで示すように抽出井戸５に回収される。回収されたガスは、ガス処理装置８にて無害化された後、大気中に排出される。
【００１０】
特に、本発明においては、ガス注入井戸１からのガスの供給を、間欠的に行うことをその特徴としている。ガスの供給を間欠的に行うことにより、ガスの供給開始時及び供給停止時における一時的な地下水面Ｌの変動が繰り返し引き起こされる。その結果、帯水層Ｂ中の地下水が上下に揺動して地下水とガスとの接触率が高められ、汚染物質の除去効率が向上する。
【００１１】
なお、ガス注入井戸１から供給されるガスには、空気の他、あらゆる公知のガスが適用可能である。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示し、本発明の効果について説明する。
本発明の実施例に用いた装置を図２に示す。この装置では、有機塩素系及び石油系化合物で汚染された中砂〜細砂の帯水層Ｂを有する土壌２に対し、ガス注入井戸１を、その下端が帯水層Ｂの地下水面Ｌの下方５．５ｍに開口するよう立設し、かつガス注入井戸１から６ｍの位置に、抽出井戸５を立設した。更に、地下水採取のためのサンプリング井戸９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを、ガス注入井戸１から１ｍまたは４ｍの位置にそれぞれ立設した。なお、図２では、便宜的に井戸９ａと９ｂ、井戸９ｃと９ｄとをそれぞれ左右にずらして記載したが、実際には、ガス注入井戸１から井戸９ａ，９ｂまでの距離はいずれも１ｍ、井戸９ｃ、９ｄまでの距離はいずれも４ｍである。
【００１３】
そして、ガス注入井戸１から空気を１２０リットル／分の流量で帯水層Ｂに供給する操作を２０時間連続して行い、約６時間の休止後、間欠的に２０時間行った。後者の場合、空気の供給／供給停止時間は１時間おきとした。また、供給された空気は、抽出井戸５から回収した。
【００１４】
一方、サンプリング井戸９ａ，９ｃにおいて、地下水面Ｌの下方０．５ｍの位置（図２中Ｅ，Ｇで示す位置）にてそれぞれ地下水の採取を行うとともに、サンプリング井戸９ｂ，９ｄにおいて、地下水面Ｌの下方５．５ｍの位置（図２中Ｆ，Ｈで示す位置）にてそれぞれ地下水の採取を行った。地下水の採取は、一部を除き、空気の供給前、連続供給中、連続供給と間欠供給との間、間欠供給中にそれぞれ１回ずつ行い、かつ間欠供給後に２回行った。採取した地下水は直ちにヘッドスペース／ＧＣ−ＰＩＤ法による汚染物質濃度測定に供した。
【００１５】
個々の採取点における汚染物質（ジクロルメタン及びトルエン）の濃度測定結果を図３ないし図６に示す。
【００１６】
図３に、採取点Ｅ（ガス注入井戸１からの距離１ｍ、地下水面Ｌの下方０．５ｍ）における濃度測定結果を示す。採取点Ｅでは、ジクロルメタン及びトルエンとも、連続供給及び間欠供給の双方で濃度低下が観測されたが、濃度低下の比率は間欠供給の方が高かった。これは、採取点Ｅでは、地下水中における空気密度が低いため、連続供給では低い除去効率しか得られなかったが、間欠供給に起因する地下水面の揺動により地下水と空気との接触率が向上した結果、汚染物質の除去効率が向上したことを示すと考えられる。
【００１７】
図４に、採取点Ｆ（ガス注入井戸１からの距離１ｍ、地下水面Ｌの下方５．５ｍ）における濃度測定結果を示す。採取点Ｆでは、ジクロルメタン及びトルエンとも、連続供給及び間欠供給の双方で同程度の濃度低下が観測された。これは、採取点Ｆがガス注入井戸１の開口部（空気供給部）に近く、地下水中における空気密度が高いため、連続供給でも地下水と空気との接触率が高かったことが原因と考えられる。
【００１８】
図５及び図６に、採取点Ｇ（ガス注入井戸１からの距離４．５ｍ、地下水面Ｌの下方０．５ｍ）及び採取点Ｈ（ガス注入井戸１からの距離４．５ｍ、地下水面Ｌの下方５．５ｍ）における濃度測定結果をそれぞれ示す。これらの採取点では、ジクロルメタン及びトルエンとも、間欠供給の場合のみ濃度低下が観測され、特に採取点Ｇでは、間欠供給により著しい濃度低下が観測された。これは、採取点Ｅの場合と同様に地下水中における空気密度が低いため、連続供給では除去効果が得られなかったが、間欠供給により地下水面が揺動した結果、地下水と空気との接触率が向上し、汚染物質の除去が可能となったことを示すと考えられる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明においては、地下水中の揮発性物質を地下水に供給されたガスとともに回収する際における地下水へのガス供給方法であって、ガスを地下水中に供給するガス注入井戸と、ガスを回収する抽出井戸とを別個に設け、ガス注入井戸からのガスの供給を間欠的に行うことで地下水面の変動が繰り返し行われるようにしたから、ガスの供給開始時及び供給停止時における一時的な地下水面の変動が繰り返し引き起こされる。その結果、帯水層中の地下水が上下に揺動して地下水とガスとの接触効率が高められ、汚染物質の除去効率が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る帯水層スパージングのための装置の例を示す図である。
【図２】  本発明の実施例に使用された帯水層スパージングのための装置を示す図である。
【図３】  本発明の実施例における土壌からの汚染物質の除去状況を示すグラフである。
【図４】  本発明の実施例における土壌からの汚染物質の除去状況を示すグラフである。
【図５】  本発明の実施例における土壌からの汚染物質の除去状況を示すグラフである。
【図６】  本発明の実施例における土壌からの汚染物質の除去状況を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ガス注入井戸
２  土壌
３，６  管路
４  ガス供給装置
５  抽出井戸
７  真空吸引装置
８  ガス処理装置
９ａ，９ｂ  サンプリング井戸
Ａ  不飽和層
Ｂ  帯水層
Ｌ  地下水面
【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】
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