特許 6286260 土壌浄化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6286260

(24)【登録日】2018年2月9日

(45)【発行日】2018年2月28日

(54)【発明の名称】土壌浄化方法

(51)【国際特許分類】

   B09C 1/08 20060101AFI20180215BHJP

   B09C 1/10 20060101ALI20180215BHJP

【ＦＩ】

   B09C1/08ZAB

   B09C1/10

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-75813(P2014-75813)

(22)【出願日】2014年4月1日

(65)【公開番号】特開2015-196135(P2015-196135A)

(43)【公開日】2015年11月9日

【審査請求日】2016年11月29日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２５年度、経済産業省、産業技術実用化開発事業（土壌汚染対策のための技術開発（原位置処理重金属等土壌汚染対策技術開発））、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】新日鉄住金エンジニアリング株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000000284

【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000236610

【氏名又は名称】株式会社不動テトラ

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】今安 英一郎

(72)【発明者】

【氏名】野口 和宏

(72)【発明者】

【氏名】福永 和久

(72)【発明者】

【氏名】山下 信彦

(72)【発明者】

【氏名】新村 知也

(72)【発明者】

【氏名】萩野 芳章

【審査官】 大島 彰公

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２６３８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６８４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７９３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／１２２５３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−０６６１９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０９Ｃ

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油、揮発性有機化合物、重金属、及びシアン化合物のうちの少なくともシアン化合物を汚染物質として含有する土壌であるシアン汚染土壌に観測井戸を形成する観測井戸形成工程と、
前記観測井戸の外周側で前記土壌に注入井戸を形成する注入井戸形成工程と、
前記観測井戸で前記土壌の酸化還元電位、及び、ｐＨを計測する計測工程と、
計測された前記酸化還元電位が前記土壌中の微生物の活性に適した予め定めた所定範囲内の値となるように、前記注入井戸から前記土壌に注入液として高濃度酸素水を注入する注入工程と、
前記汚染物質を前記微生物によって分解して浄化する浄化工程と、
を含み、
前記注入工程では、前記酸化還元電位が−３００〔ｍＶ〕以上となるように、かつ、前記ｐＨが７より高い値となるように、前記注入液として高濃度酸素水、及び、ｐＨ調整剤を前記シアン汚染土壌に注入することを特徴とする土壌浄化方法。

【請求項2】

請求項１の土壌浄化方法において、
前記観測井戸及び前記注入井戸に隣接して前記土壌に揚水井戸を形成する揚水井戸形成工程と、
前記注入井戸から前記土壌に注入された前記注入液の液量と同量の水分を前記土壌から揚水する揚水工程と、
をさらに含むことを特徴とする土壌浄化方法。

【請求項3】

請求項１または２の土壌浄化方法において、
前記注入工程では、前記酸化還元電位が０〔ｍＶ〕以上となるように、前記高濃度酸素水を前記シアン汚染土壌に注入することを特徴とする土壌浄化方法。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項の土壌浄化方法において、
前記注入井戸形成工程では、前記観測井戸の周方向に異なる位置で観測井戸を外周側から取り囲むように前記注入井戸を複数形成することを特徴とする土壌浄化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、汚染土壌の浄化を行う土壌浄化方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば工場の跡地等では、油や重金属等が水や大気によって地中にもたらされ、土壌汚染が生じてしまうことがある。そしてこのような土壌汚染は、環境上好ましくなく、地下水の汚染といった問題も生じる。そしてこのような土壌汚染に対して何も手立てを講じなければ、汚染物質を除去し、土壌の浄化を行うことは困難である。

【0003】

ここで、例えば特許文献１には、汚染土壌を採取してスラリーの状態とし、このスラリーの水素イオン濃度指数（ｐＨ）、及び、酸化還元電位（ＯＲＰ）を所定範囲内に収まるように制御することで微生物の活性を向上させ、採取した土壌からの汚染物質を除去する方法が開示されている。

【0004】

また、特許文献２には、シアン汚染土壌を採取してスラリーの状態とし、このスラリーの水素イオン濃度指数、及び、温度を所定範囲内に収まるように制御するとともに次亜塩素酸塩を添加することで、採取した土壌から汚染物質であるシアンを除去する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−６６１９３号公報

【特許文献2】特開２００４−５８０１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された方法では、汚染土壌を掘削した後に、地上で汚染土壌を運搬しスラリー化する処理が必要となるため、このような処理を行う設備が必要であり、プラント等の設備コストが掛かってしまう。さらに、汚染土壌の上に建屋等の地上設備があるような場合には、そもそも汚染土壌を掘削することが難しいといった問題がある。

【0007】

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、コストを抑えつつ、地上設備の有無によらず、容易に汚染土壌の浄化を行うことが可能な土壌浄化方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の一態様に係る土壌浄化方法は、油、揮発性有機化合物、重金属、及びシアン化合物のうちの少なくともシアン化合物を汚染物質として含有する土壌であるシアン汚染土壌に観測井戸を形成する観測井戸形成工程と、前記観測井戸の外周側で前記土壌に注入井戸を形成する注入井戸形成工程と、前記観測井戸で前記土壌の酸化還元電位、及び、ｐＨを計測する計測工程と、計測された前記酸化還元電位が前記土壌中の微生物の活性に適した予め定めた所定範囲内の値となるように、前記注入井戸から前記土壌に注入液として高濃度酸素水を注入する注入工程と、前記汚染物質を前記微生物によって分解して浄化する浄化工程と、を含み、前記注入工程では、前記酸化還元電位が−３００〔ｍＶ〕以上となるように、かつ、前記ｐＨが７より高い値となるように、前記注入液として高濃度酸素水、及び、ｐＨ調整剤を前記シアン汚染土壌に注入することを特徴とする。

【0009】

このような土壌浄化方法によれば、観測井戸で酸化還元電位を計測し、この計測値が所定範囲内の値となるように高濃度酸素水を注入井戸から注入する。即ち、土壌中の微生物が活性化して汚染物質の分解に適した条件（例えば通性嫌気性や好気性の条件）となるように、高濃度酸素水を自動で注入し、酸化還元電位を自動で調整することが可能となる。よって、土壌を採取して浄化を行う必要がなく、原位置で効果的に土壌の汚染物質を浄化することができる。
シアン化合物が土壌に含有されている場合、ｐＨが７以下であると土壌中に含まれる鉄イオンとシアンとが結合し、不溶性シアンが形成されることが確認されている。そしてこの場合、微生物によるシアン化合物の分解能力が低下してしまう。よって、酸化還元電位を−３００〔ｍＶ〕以上としてシアン汚染土壌を通性嫌気性の条件としつつ、ｐＨが７よりも高い条件に維持することで微生物によるシアン化合物の分解を促進することができる。

【0010】

また、本発明の参考例の一態様に係る土壌浄化方法は、油、揮発性有機化合物、重金属、及びシアン化合物のうちの少なくとも一種の汚染物質を含有する土壌に観測井戸を形成する観測井戸形成工程と、前記観測井戸の外周側で前記土壌に注入井戸を形成する注入井戸形成工程と、前記観測井戸で前記土壌のｐＨを計測する計測工程と、計測された前記ｐＨが前記土壌中の微生物の生育に適した予め定めた所定範囲内の値となるように、前記注入井戸から前記土壌に注入液としてｐＨ調整剤（炭酸水素ナトリウム、重炭酸水素ナトリウム、クエン酸又はリン酸塩等）を注入する注入工程と、前記汚染物質を前記微生物によって分解して浄化する浄化工程と、を含むことを特徴とする。

【0011】

このような土壌浄化方法によれば、観測井戸で酸化還元電位を計測し、この計測値が所定範囲内の値となるようにｐＨ調整剤（炭酸水素ナトリウム、重炭酸水素ナトリウム、クエン酸又はリン酸塩等）を注入井戸から注入する。即ち、土壌中の微生物が生育し易い条件となるように、ｐＨ調整剤を自動で注入し、ｐＨを自動で調整することが可能となる。よって、土壌を採取して浄化を行う必要がなく、原位置で効果的に土壌の汚染物質を浄化することができる。

【0012】

さらに、上記の土壌浄化方法は、前記観測井戸及び前記注入井戸に隣接して前記土壌に揚水井戸を形成する揚水井戸形成工程と、前記注入井戸から前記土壌に注入された前記注入液の液量と同量の水分を前記土壌から揚水する揚水工程と、をさらに含んでいてもよい。

【0013】

このように、揚水井戸を設けて注入液の液量と同量の水分を揚水することで、注入液を効果的に土壌の内部へ浸透させることができる。

【0016】

さらに、前記注入工程では、前記酸化還元電位が０〔ｍＶ〕以上となるように、前記高濃度酸素水を前記シアン汚染土壌に注入してもよい。

【0017】

このように酸化還元電位を０〔ｍＶ〕以上とすることで、シアン汚染土壌を好気性の条件とすることができ、微生物によるシアン化合物の分解をさらに促進することが可能となる。

【0018】

また、前記注入井戸形成工程では、前記観測井戸の周方向に異なる位置で観測井戸を外周側から取り囲むように前記注入井戸を複数形成してもよい。

【0019】

このように観測井戸を取り囲むように複数の注入井戸を形成することで、観測位置となる観測井戸の周囲の土壌に均一に注入液を注入することができる。

【発明の効果】

【0020】

請求項１に係る発明の土壌浄化方法によれば、汚染土壌に対して原位置で高濃度酸素水を注入することで、コストを抑えつつ地上設備の有無によらずに容易に汚染土壌の浄化を行うことができる。
また土壌を、シアン化合物を分解するのに適切な条件とすることで、土壌の浄化を効果的に行うことが可能となる。

【0021】

本発明の参考例に係る発明の土壌浄化方法によれば、汚染土壌に対して原位置で炭酸水素ナトリウム、重炭酸水素ナトリウム、クエン酸又はリン酸塩等のｐＨ調整剤を注入することで、コストを抑えつつ地上設備の有無によらずに容易に汚染土壌の浄化を行うことができる。

【0022】

請求項２に係る発明の土壌浄化方法によれば、揚水井戸によって、さらに効果的に微生物による汚染物質の分解を行い、土壌の浄化が可能となる。

【0024】

請求項３に係る発明の土壌浄化方法によれば、土壌を、シアン化合物を分解するのにさらに適切な条件とすることで、土壌の浄化を効果的に行うことが可能となる。

【0025】

請求項４に係る発明の土壌浄化方法によれば、複数の注入井戸によって、さらに効果的に土壌の浄化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態に係る土壌浄化方法を実行する浄化装置の全体上面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る土壌浄化方法を実行する浄化装置における注入部、揚水部、制御部、及び表示部を示す概略図である。

【図3】本発明の実施形態に係る土壌浄化方法を実行する浄化装置における注入井戸のマンシェットチューブを拡大して示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係る土壌浄化方法を実行する浄化装置における注入部の注入パイプを拡大して示す図である。

【図5】本発明の実施形態に係る土壌浄化方法の手順を示すフロー図である。

【図6】本発明の土壌浄化方法に関して試験（実施例１）を行った結果を示すグラフであって、土壌に含まれるシアン化合物の含有量の経時変化を示す。

【図7】本発明の土壌浄化方法に関して試験（実施例１）を行った結果を示すグラフであって、ＯＲＰの経時変化を示す。

【図8】本発明の土壌浄化方法に関して試験（実施例１）を行った結果を示すグラフであって、ｐＨの経時変化を示す。

【図9】本発明の土壌浄化方法に関して試験（実施例２）を行った結果を示すグラフであって、土壌に含まれるシアン化合物の含有量の経時変化を示す。

【図10】本発明の土壌浄化方法に関して試験（実施例２）を行った結果を示すグラフであって、ＯＲＰの経時変化を示す。

【図11】本発明の土壌浄化方法に関して試験（実施例２）を行った結果を示すグラフであって、ｐＨの経時変化を示す。

【図12】本発明の土壌浄化方法に関して試験（実施例３）を行った結果を示すグラフであって、土壌に含まれるシアン化合物の含有量の経時変化を示す。

【図13】本発明の土壌浄化方法に関して試験（実施例３）を行った結果を示すグラフであって、ＯＲＰの経時変化を示す。

【図14】本発明の土壌浄化方法に関して試験（実施例３）を行った結果を示すグラフであって、ｐＨの経時変化を示す。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の実施形態における土壌浄化方法について、まず、土壌浄化方法を実行するために用いる浄化装置１について説明する。
図１に示すように、浄化装置１は、互いに離間して配置された観測井戸１０、注入井戸１１、及び揚水井戸１２とを備えている。
またこの浄化装置１は、注入井戸１１から注入液Ｌを土壌Ｓ内に注入する注入部１３、及び、揚水井戸１２から土壌Ｓ内の地下水Ｗを揚水する揚水部１４と、注入部１３からの注入液Ｌの液量を調整するとともに揚水井戸１２からの揚水量を調整する制御部１５と、観測井戸１０での観測値から土壌Ｓ内の状態をモニタリングする表示部１６とを備えている。

【0028】

ここで、本実施形態での土壌Ｓは、汚染物質としてのシアン化合物を含有するシアン汚染土壌となっている。

【0029】

観測井戸１０は、地面Ｇから下方に向かって土壌Ｓ中に対象とする深度まで掘削された縦孔内に設けられたスチール製またはポリ塩化ビニル製の無孔管部分と有孔管部分とから構成された管５１を有している。管５１と孔壁との間には、深度に応じてセメントミルク、シール材、砂利等の充填材５２が充填されて構成される。

【0030】

管５１の有孔管部分には、土壌Ｓの帯水層に対応する高さ方向位置で、揚水井戸１２の内面に向かって開口して、土壌Ｓ中の地下水Ｗを管５１の内部に取り込むスクリーン５１ａが形成されている。

【0031】

また、この観測井戸１０には、土壌Ｓの酸化還元電位（以下、ＯＲＰとする）を計測するＯＲＰ計６１と、ｐＨ（水素イオン濃度指数）を計測するｐＨ計６２とが設けられている。ＯＲＰ計６１及びｐＨ計６２は、観測井戸１０の上部から例えばケーブルによって観測井戸１０の内部に吊り下げられて設けられて、井戸内の水質がリアルタイムに測定されるようになっている。これらＯＲＰ計６１及びｐＨ計６２には、公知のものを用いることができる。

【0032】

注入井戸１１は、地面Ｇから下方に向かって土壌Ｓ中に延びる縦孔に挿入されたマンシェットチューブ２０と、縦孔内に充填されたセメントやベントナイト等からなるグラウト２１とを有している。
また、図２に示すように注入井戸１１は、観測井戸１０の外周側の周方向に異なる位置で、観測井戸１０を取り囲むように複数（本実施形態では４つ）が形成されている。

【0033】

マンシェットチューブ２０は、下端部が閉塞された有底筒状をなしている。
また図３に示すように、マンシェットチューブ２０には、高さ方向に間隔をあけて（例えば３３センチメートル間隔）に周方向に沿って延びるスリット状の開口部２０ａが形成されている。そしてマンシェットチューブ２０には、この開口部２０ａを外周側から覆うように設けられた樹脂等のリング２２が設けられている。リング２２は、各開口部２０ａに対応するように、高さ方向に互いに離間して複数が設けられている。

【0034】

揚水井戸１２は、地面Ｇから下方に向かって土壌Ｓ中に対象とする深度まで掘削された縦孔内に設けられたスチール製またはポリ塩化ビニル製の無孔管部分と有孔管部分とから構成された管４２を有しており、管４２と孔壁との間は深度に応じてセメントミルク、シール材、砂利等の充填材４０が充填されて構成される。
また、本実施形態では揚水井戸１２は、観測井戸１０の周方向に隣接する注入井戸１１同士の間に一つずつ設けられることで、注入井戸１１の同数（４つ）が設けられている。

【0035】

管４２の有孔管部分には、土壌Ｓの帯水層に対応する高さ方向位置で、揚水井戸１２の内面に向かって開口して、土壌Ｓ中の地下水Ｗを管４２の内部に取り込むスクリーン４２ａが形成されている。

【0036】

図２に示すように注入部１３は、各々の注入井戸１１の内部に注入液Ｌを送り込むポンプ３１と、ポンプ３１と注入井戸１１との間に設けられて注入液Ｌが流通する注入パイプ３３とを有している。

【0037】

ポンプ３１は、本実施形態では各々の注入井戸１１に対応するように各注入井戸１１に一つずつ設けられており、不図示の注入液供給部に接続されて注入液Ｌを注入井戸１１の内部に向けて圧送する。

【0038】

図４に示すように、注入パイプ３３は、各々のポンプ３１に接続されるとともにマンシェットチューブ２０内に挿入されて、不図示の駆動装置によって注入井戸１１内を高さ方向に上下移動可能に設けられている。また、注入パイプ３３の先端部には、注入井戸１１の内面に向かって、注入パイプ３３の径方向外側に向かって開口して注入液Ｌが噴出される噴出口３３ａが形成されている。
さらに、注入パイプ３３には、噴出口３３ａを挟んで上下の位置で外周面に設けられた一対の環状をなす密閉部材３４が設けられている。この密閉部材３４は不図示の空気源に接続されて膨張収縮が可能となっている。そして、膨張によってマンシェットチューブ２０の内周面に密着し、一対の密閉部材３４同士の間に密閉空間Ａが形成されるようになっている。

【0039】

揚水部１４は、各々の揚水井戸１２の内部から土壌Ｓ中の地下水Ｗを吸い出すポンプ４１と、ポンプ４１と揚水井戸１２との間に設けられて管４２の内部の地下水Ｗが流通する揚水パイプ４３とを有している。
なお、この揚水部１４は、揚水パイプ４３とポンプ４１とを用いたものに限定されず、例えば、揚水井戸１２の内部に水中ポンプを設けた構成であってもよい。

【0040】

制御部１５は、各々の注入井戸１１に接続されたポンプ３１に対して、観測井戸１０で計測されるＯＲＰが−３００〔ｍＶ〕以上となるように、好ましくは０〔ｍＶ〕以上となるように、ポンプ３１の電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替えや、出力の調整を行う。そして注入液Ｌとしての高濃度酸素水の、土壌Ｓへの供給量を調整する。

【0041】

また制御部１５は、各々の注入井戸１１に接続されたポンプ３１に対して、観測井戸１０で計測されるｐＨが７より高い値となるように、ポンプ３１の電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替えや、出力の調整を行う。そして、注入液ＬとしてのｐＨ調整剤（炭酸水素ナトリウム、重炭酸水素ナトリウム、クエン酸又はリン酸塩等）の、土壌Ｓへの供給量を調整する。

【0042】

さらに制御部１５は、各々の揚水井戸１２に接続されたポンプ４１の電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替えや、出力の調整を行って、揚水井戸１２からの揚水量を調整する。

【0043】

ここで、注入液Ｌとしての高濃度酸素水、及び、ｐＨ調整剤（炭酸水素ナトリウム、重炭酸水素ナトリウム、クエン酸又はリン酸塩等）は上記注入液供給部（不図示）に貯留されており、例えば制御部１５では、これら高濃度酸素水か、ｐＨ調整剤のいずれか一方を選択して、注入パイプ３３を介して注入井戸１１に供給することが可能である。

【0044】

表示部１６は、制御部１５からの信号を受けて、観測井戸１０での計測値から土壌ＳのＯＲＰ、ｐＨの数値を連続的にモニタリングする。

【0045】

次に、図５に沿って浄化装置１を用いた土壌浄化方法について説明する。
土壌浄化方法は、観測井戸１０を形成する観測井戸形成工程Ｓ１と、注入井戸１１を形成する注入井戸形成工程Ｓ２と、観測井戸１０でＯＲＰ及びｐＨの値を計測する計測工程Ｓ４と、注入井戸１１に注入液Ｌを供給し、注入井戸１１から土壌Ｓに注入する注入工程Ｓ５と、土壌Ｓ中の微生物によって土壌Ｓに含有されたシアン化合物を分解して浄化する浄化工程Ｓ７とを含んでいる。

【0046】

まず、観測井戸形成工程Ｓ１を実行する。即ち、地面Ｇから下方に向かって削孔を行うことで縦孔を形成し、この縦孔の内部に地下水Ｗの水質を観測する観測井戸１０を設置する。即ち、無孔管部分と有孔管部分とからなる管５１を挿入して縦孔の孔壁を覆う。この際、管５１のスクリーン５１ａが対象とする汚染土壌Ｓの深度に対応するように管５１を設置する。さらに、この観測井戸１０の上部にＯＲＰ計６１及びｐＨ計６２を固定するとともに、観測井戸１０内の地下水ＷのＯＲＰ値及びｐＨ値を計測可能となるように、これらＯＲＰ計６１、ｐＨ計６２のセンサ部分を観測井戸の上部からケーブルによって吊り下げる。

【0047】

次に、注入井戸形成工程Ｓ２を実行する。即ち、観測井戸形成工程Ｓ１と同様に地面Ｇから下方に向かって削孔を行うことで縦孔を形成する。この縦孔の内部にグラウト２１を充填し、さらに、マンシェットチューブ２０を挿入する。

【0048】

その後、揚水井戸形成工程Ｓ３を実行する。即ち、注入井戸形成工程Ｓ２及び観測井戸形成工程Ｓ１と同様に地面Ｇから下方に向かって削孔を行うことで縦孔を形成する。この縦孔の内部に無孔管部分と有孔管部分とからなる管４２を挿入して縦孔の孔壁を覆う。この際、管４２のスクリーン４２ａが対象とする汚染土壌Ｓの帯水層に対応するように管４２を設置する。

【0049】

ここで、観測井戸形成工程Ｓ１、注入井戸形成工程Ｓ２、及び揚水井戸形成工程Ｓ３の実行の順序は上述した場合に限定されず、いずれの工程を最初に実行してもよい。

【0050】

次に、計測工程Ｓ４を実行する。即ち、観測井戸１０に設置したＯＲＰ計６１及びｐＨ計６２によって、観測井戸１０で土壌ＳのＯＲＰ及びｐＨを計測する。

【0051】

そして、注入工程Ｓ５を実行する。即ち、計測工程Ｓ４で計測した土壌ＳのＯＲＰを制御部１５が取得するとともに、計測されたＯＲＰが予め定めた所定範囲内の値である−３００〔ｍＶ〕以上、（好ましくは０〔ｍＶ〕以上）となるように、ポンプ３１の動作を制御する。そして、ポンプ３１によって注入井戸１１内に注入液Ｌである高濃度酸素水を送り込み、注入井戸１１の内部から土壌Ｓの内部に高濃度酸素水を注入する。

【0052】

またこの注入工程Ｓ５では、土壌ＳのｐＨを制御部１５が取得するとともに、計測されたｐＨが予め定めた所定範囲内の値である７よりも高い値となるように、ポンプ３１の動作を制御する。そして、ポンプ３１によって注入井戸１１内にｐＨ調整剤（炭酸水素ナトリウム、重炭酸水素ナトリウム、クエン酸又はリン酸塩等）を送り込み、注入井戸１１の内部から土壌Ｓの内部にｐＨ調整剤を注入する。

【0053】

注入工程Ｓ５では、これらＯＲＰに基づく制御と、ｐＨに基づく制御とが各々独立に実行される。そしてこの注入工程Ｓ５は、いわゆるダブルパッカー注入工法が用いられる。

【0054】

具体的にはまず、下方に位置するマンシェットチューブ２０における開口部２０ａと注入パイプ３３の噴出口３３ａとが同じ高さ位置に配されるように注入パイプ３３を動作させる。そして、注入パイプ３３における密閉部材３４に空気を送り込み、膨張させてマンシェットチューブ２０の内周面に密着させ、噴出口３３ａが配された位置に密閉空間Ａを形成する（図２参照）。この状態で注入液Ｌを噴出口３３ａから噴出させる。注入液Ｌが噴出されると、マンシェットチューブ２０に設けられたリング２２とマンシェットチューブ２０との間に、注入液Ｌの噴出圧力によって隙間が形成される。そして、この隙間を介してリング２２の上下から注入液Ｌを噴き出させる。そして注入液Ｌをグラウト２１を介して土壌Ｓまで浸透させる。即ち、一次注入によって注入液Ｌの流路を形成するクラッキングを行う。

【0055】

そして、注入パイプ３３の噴出口３３ａが、一次注入が完了した開口部２０ａよりも上方に形成された開口部２０ａと同じ高さ位置に配されるように、注入パイプ３３を順次上方に移動させ、各開口部２０ａの位置で一次注入によるクラッキングを順次行っていく。

【0056】

全ての開口部２０ａに対応する位置での一次注入が完了した後、再び注入パイプ３３を下方に移動させる。そして、最も下方に位置する開口部２０ａの位置で、再び注入液Ｌを噴出口３３ａから噴出させることで、一次注入によって形成された注入液Ｌの流路を通じて、より土壌Ｓの内部まで注入液Ｌを浸透させる二次注入を行う。

【0057】

そして、一次注入と同様に、全ての開口部２０ａに対して二次注入を実行し、注入井戸１１が形成された高さ方向の領域の全域にわたって、注入液Ｌを土壌Ｓに浸透させる。

【0058】

次に、揚水工程Ｓ６を実行する。即ち、注入工程Ｓ５で土壌Ｓに注入された高濃度酸素水、ｐＨ調整剤（炭酸水素ナトリウム、重炭酸水素ナトリウム、クエン酸又はリン酸塩等）の液量と同量の地下水Ｗを揚水パイプ４３を通じてポンプ４１によって揚水する。

【0059】

最後に、浄化工程Ｓ７を実行する。即ち、上記の注入液Ｌを土壌Ｓに注入することで、ＯＲＰ及びｐＨの値が所定の条件となった土壌Ｓ内で、微生物によるシアン化合物の分解を行って土壌Ｓの浄化を行う。

【0060】

このような土壌浄化方法によると、観測井戸１０でＯＲＰを計測し、この計測値が所定範囲内の値となるように高濃度酸素水を注入井戸１１から注入するような制御が制御部１５によって行われる。即ち、土壌Ｓ中の微生物が活性化して汚染物質の分解に適した条件となるように制御され、高濃度酸素水を自動で注入し、ＯＲＰを自動で調整することが可能となる。よって、土壌Ｓ中の微生物によるシアン化合物の分解を促し、土壌Ｓを採取して浄化を行う必要がなく、原位置で効果的に土壌Ｓの汚染物質を浄化することができる。

【0061】

そして本実施形態では、後述する実施例に示すように、微生物を活性化させる条件として、上述したＯＲＰの「所定範囲内の値」が−３００〔ｍＶ〕以上（通性嫌気性）となるように、好ましくは０〔ｍＶ〕以上（好気性）となるようにＯＲＰが制御される。

【0062】

また、同様に観測井戸１０でｐＨを計測し、この計測値が所定範囲内の値となるようにｐＨ調整剤（炭酸水素ナトリウム、重炭酸水素ナトリウム、クエン酸又はリン酸塩等）を注入井戸１１から注入する。即ち、土壌Ｓ中の微生物が生育し易い条件となるように、ｐＨ調整剤を自動で注入し、水素イオン濃度指数を自動で調整することが可能となる。よって、原位置で効果的に土壌Ｓの汚染物質を浄化することができる。

【0063】

また、本実施形態では、後述する実施例に示すように、微生物が生育し易い条件として、上述したｐＨの「所定範囲内の値」が７より高い値となるように制御される。

【0064】

ここで、表１に示すように、ｐＨが７以下である場合、土壌Ｓ中に含まれる鉄イオンとシアン化合物とが結合し、不溶性シアンが形成されてしまうことが確認されている。そしてこの場合、微生物によるシアン化合物の分解能力が低下することが確認されている。

【表1】

【0065】

即ち表１には、ｐＨが４、７、９、１２で、鉄シアノ錯体であるフェロシアン（又はフェリシアン）２５〔ｍｇ／Ｌ〕濃度の溶液５０〔ｍＬ〕に、鉄イオンであるＦｅ^２＋イオン（又はＦｅ^３＋イオン）が２５〔ｍｇ/L〕濃度となるように添加する試験を行った際のシアンの回収率〔％〕の結果を示している。この結果によると、ｐＨが７の場合、ｐＨが９の場合に比べて回収率が極端に低くなっていることがわかる。これは、ｐＨが７以下である場合には鉄シアノ錯体と鉄イオンとが結合し、不溶性のシアン化合物が形成されたことによるものである。なお、実際の試験では、ｐＨが７以下で紺青が形成されており、ｐＨが７以下で不溶性のシアン化合物が形成されたことが確認された。
なお、土壌中の環境は通常、嫌気条件（還元雰囲気）であり、「フェリシアン」はその形態で存在しにくく、フェロシアンの形態で存在することが多いため、「フェリシアン」の不溶化は本実施形態の土壌浄化方法に関しては影響しないと考えられる。

【0066】

よって、ＯＲＰを−３００〔ｍＶ〕以上として通性嫌気性の条件としつつ、又は０〔ｍＶ〕以上として好気性の条件としつつ、かつ、ｐＨが７よりも高い条件に維持することで、微生物がシアン化合物を分解するのに適切な条件とし、シアン化合物の分解を促進することができる。

【0067】

また、本実施形態では、ＯＲＰを制御するために、注入液Ｌとして高濃度酸素水を用いている。この高濃度酸素水は、生物への影響がないばかりか、むしろ生物活性に寄与する。また、液体であるため土壌Ｓの内部へ浸透し易く、広範囲にわたって汚染物質の浄化が可能となる。

【0068】

また、本実施形態では、注入液Ｌを、ダブルパッカー注入工法を用いて土壌Ｓに注入している。このため、注入液Ｌを深度毎に注入することができ、透水性の低い層が形成されている場合であっても、十分に注入液Ｌを浸透させることができる。

【0069】

また、本実施形態では、揚水工程Ｓ６を実行することで、揚水井戸１２を設けて注入液Ｌの液量と同量の地下水Ｗを揚水することで、注入液Ｌを効果的に土壌Ｓの内部へ浸透させることができる。よって、さらに効果的に微生物による汚染物質の分解を行い、土壌Ｓの浄化が可能となる。

【0070】

また、本実施形態では、注入井戸形成工程Ｓ２で、観測井戸１０を取り囲むように複数の注入井戸１１を形成することで、観測位置となる観測井戸１０の周囲の土壌Ｓに均一に注入液Ｌを注入することができ、観測位置周辺での汚染物質の分解の効果を高めることができる。

【0071】

本実施形態の土壌浄化方法では、原位置で高濃度酸素水、及び、ｐＨ調整剤（炭酸水素ナトリウム、重炭酸水素ナトリウム、クエン酸又はリン酸塩等）を注入することで、コストを抑えつつ、地上設備の有無によらずに、容易に汚染された土壌Ｓの浄化を行うことができる。

【0072】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態で示した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができる。
例えば、上述したように、汚染物質がシアン化合物ではなく、他の物質（例えば油、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、重金属等）である場合には、上述した実施形態のように、必ずしもＯＲＰ、及びｐＨの両者を予め定めた所定範囲内の値となるように制御する必要はない。即ち、汚染物質によっては、ＯＲＰ及びｐＨのうちのいずれか一方のみを制御すればよい。

【0073】

また、ＯＲＰの数値−３００〔ｍＶ〕及び０〔ｍＶ〕や、ｐＨの数値７については、汚染物質がシアン化合物である場合に最適な数値を示すものであり、他の汚染物質については、他の数値に制御する方が好ましい場合がある。

【0074】

また、観測井戸１０、注入井戸１１、及び揚水井戸１２の相対位置関係は、上述した場合に限定されない。また、注入井戸１１、及び揚水井戸１２の数量も１対１となる必要はない。また、揚水井戸１２は必ずしも設けなくともよく、即ち揚水工程Ｓ６を必ずしも実行する必要はない。

【0075】

〔実施例１〕
ここで、図６に示すように、ｐＨを７より高い値に保ちつつ、ＯＲＰを管理した場合の土壌Ｓ内のシアン化合物の含有量の変化を確認する試験を行った。
図６の横軸は土壌Ｓの養生期間（経過時間）を示し、縦軸は土壌Ｓにおけるシアン化合物の含有量〔ｍｇ／ｋｇ〕を示す。

【0076】

（試験手順）
手順１：汚染土壌としてシアン汚染土壌１５〔ｋｇ〕に、グルコース等の食品添加物を主成分とする栄養剤ＮＳバイオアクティＣＮ３（新日鉄住金エンジニアリング株式会社製）を１〔ｋｇ／ｍ^３〕添加した。
手順２：手順１で土壌に栄養剤ＮＳバイオアクティＣＮ３を添加したものに対して体積比１０％で加水し、ソイルミキサで２０分間混錬した。
手順３：手順２で混錬した土壌をカラムに設置した。
手順４：手順３でカラムにセットされた土壌に模擬の注入井戸を形成した。
手順５：注入井戸から土壌に純水を添加して浸漬した。
手順６：注入井戸の水のＯＲＰを測定し、ＯＲＰが試験条件の管理値となるようバブラー（気泡計）で気泡を送り込んだ。
手順７：ＯＲＰ及びｐＨを朝夕の２回／日でモニタリングし、養生６０日間の土壌のシアン化合物の含有量の経時変化を計測した。また、グルコース等の食品添加物を主成分とする栄養剤ＮＳバイオアクティＣＮ１及びＣＮ２（新日鉄住金エンジニアリング株式会社製）を１５日目、３０日目に土壌に投入し、栄養剤ＮＳバイオアクティＣＮ２を５０日目に投入した。

【0077】

（試験条件）
条件１（管理なし）：ＯＲＰの管理を行わない。
条件２（Ｒｕｎ１、通性嫌気条件）：ＯＲＰが−２００〔ｍＶ〕以下で曝気を行うとともに、−１００〔ｍＶ〕以上で曝気を停止する。
条件３（Ｒｕｎ２、好気条件）：ＯＲＰが−１００〔ｍＶ〕以下で曝気を行うとともに、０〔ｍＶ〕以上で曝気を停止する。

【0078】

試験の結果、図６に示すように、「Ｒｕｎ２」でシアン化合物の含有量の低下が最も大きいことが確認され、「管理なし」で低下が最も小さいことが確認された。

【0079】

なお、図７及び図８は、試験を行った際のＯＲＰとｐＨの変化を示している。「Ｒｕｎ２」でＯＲＰの数値が最も高く、「管理なし」でＯＲＰの数値が最も低く維持されている。またｐＨは、いずれの条件でも７よりも高い値に維持されている。

【0080】

〔実施例２〕
図９に示すように、実施例１で用いた土壌とは異なる土壌に対して、ｐＨを７より高い値に保ちつつＯＲＰを管理した場合の、土壌内のシアン化合物の含有量の変化を確認する試験を行った。
図６同様に、図９の横軸は土壌の養生期間（経過時間）を示し、縦軸は土壌におけるシアン化合物の含有量〔ｍｇ／ｋｇ〕を示す。

【0081】

（試験手順）
手順１：５００〔ｍＬ〕の三角フラスコにシアン汚染土壌として石炭ガス工場跡地の土壌５０ｇに純水２００〔ｍＬ〕を加えてスラリー状にした。
手順２：手順１で作成したスラリーに、土壌中の微生物を活性化させるグルコース等の食品添加物を主成分とする栄養剤ＮＳバイオアクティＣＮ３を１〔ｋｇ/ｍ^３〕添加した。
手順３：手順２で作成したスラリーに、ＯＲＰが試験条件の管理値となるように振とう機で振とう、または、間欠曝気を行った。
手順４：ＯＲＰ及びｐＨを随時測定し、グルコース等の食品添加物を主成分とする栄養剤ＮＳバイオアクティＣＮ１及びＣＮ２を３０日目と６０日目に投入した。

【0082】

（試験条件）
条件１（管理なし）：ＯＲＰの管理を行わない。
条件２（Ｒｕｎ１、通性嫌気条件）：ＯＲＰが−５０〔ｍＶ〕〜＋５０〔ｍＶ〕となるよう間欠曝気。
条件３（Ｒｕｎ２、好気条件）：ＯＲＰが２００〔ｍＶ〕以上を目指し、９０〔ｒｐｍ〕の振とう。

【0083】

試験の結果、図９に示すように、「Ｒｕｎ２」でシアン化合物の含有量に最も低下が大きいことが確認され、「管理なし」で最も低下が小さいことが確認された。

【0084】

なお、図１０及び図１１は、試験を行った際のＯＲＰとｐＨの変化を示している。「Ｒｕｎ２」でＯＲＰの数値が最も高く、「管理なし」でＯＲＰの数値が最も低く維持されている。またｐＨは、いずれの条件でも７よりも高い値に維持されている。

【0085】

〔実施例３〕
図１２に示すように、実施例１、２で用いた土壌とは異なる土壌に対して、ｐＨを７より高い値に保ちつつＯＲＰを管理した場合の、土壌内のシアン化合物の含有量の変化を確認する試験を行った。
図６、図９同様に、図１２の横軸は土壌の養生期間（経過時間）を示し、縦軸は土壌におけるシアン化合物の含有量〔ｍｇ／ｋｇ〕を示す。

【0086】

（試験手順）
シアン汚染土壌としてメッキ工場での土壌を用い、他の手順は実施例２と同様である。

【0087】

（試験条件）
条件１（Ｒｕｎ１、好気条件）：ＯＲＰが２００〔ｍＶ〕以上を目指し、９０〔ｒｐｍ〕の振とう。
条件２（Ｒｕｎ２、通性嫌気条件）：ＯＲＰが−５０〔ｍＶ〕〜＋５０〔ｍＶ〕となるよう間欠曝気。

【0088】

試験の結果、図１２に示すように、「Ｒｕｎ１」でシアン化合物の含有量の低下が大きいことが確認され、「Ｒｕｎ２」で低下が小さいことが確認された。

【0089】

なお、図１３及び図１４は、試験を行った際のＯＲＰとｐＨの変化を示している。「Ｒｕｎ１」でＯＲＰの数値が概ね高く、「Ｒｕｎ２」でＯＲＰの数値が低く維持されている。またｐＨは、いずれの条件でも７よりも概ね高い値に維持されている。

【0090】

〔実施例４〕
汚染土壌として模擬ベンゼン汚染土壌を用いて、ベンゼンの分解試験を行った。

【0091】

（試験手順）
手順１：砂質土から模擬ベンゼン汚染土壌を作成した。
手順２：５００〔ｍＬ〕の三角フラスコに模擬ベンゼン汚染土壌２００〔ｇ〕と、純水３００〔ｍＬ〕を加えてスラリー状にした。
手順３：土壌中の微生物を活性化させる栄養剤ＤＡＰ（リン酸二アンモニウム）を溶液ベースで０．５％となるように添加した。
手順４：養生期間１か月間について液相中及び土壌中のベンゼンの濃度をモニタリングした。

【0092】

（試験条件）
条件１（Ｒｕｎ１、好気条件）：ＯＲＰが０〔ｍＶ〕以上とした。
条件２（Ｒｕｎ２、嫌気条件）：ＯＲＰが−５０〔ｍＶ〕以下とした。

【0093】

試験の結果、表２に示すように、好気条件である「Ｒｕｎ１」では、液相ベンゼン濃度が０．５か月後に０．７〔ｍｇ／Ｌ〕であったものが、１か月後には０．００１〔ｍｇ／Ｌ〕よりも低くなった。よって地下水の基準未満に浄化できたことが確認された。
一方で、嫌気条件である「Ｒｕｎ２」では、液相ベンゼン濃度が０．５か月後に０．６〔ｍｇ／Ｌ〕であったものが、１か月後には０．０１〔ｍｇ／Ｌ〕となっており、養生期間１か月では十分な浄化が難しいことが確認できた。
なお、土壌へのベンゼンの溶出量は好気条件、嫌気条件ともに養生期間が１か月ではいずれも０．００１〔ｍｇ／Ｌ〕よりも低くなった。

【表2】

【0094】

よって、ＯＲＰの数値は、好気条件となるように制御することで、効果的にベンゼンの分解が可能であることがわかった。

【0095】

〔実施例５〕
汚染土壌として模擬軽油汚染土壌を用いて、軽油の分解試験を行った。
試験手順、試験条件等は実施例３と同様である。

【0096】

試験の結果、表３に示すように、好気条件である「Ｒｕｎ１」では、土壌の軽油含有量が１か月後に１８０〔ｍｇ／Ｌ〕となった。一方で、嫌気条件である「Ｒｕｎ２」では、土壌の軽油含有量が１か月後に４１０〔ｍｇ／Ｌ〕となった。従って、ＯＲＰの数値は、好気条件となるように制御することで、効果的に軽油の分解が可能であることがわかった。
なお、液相中の軽油濃度は好気条件、嫌気条件ともに養生期間が１か月では大きな差が見られなかった。

【表3】

【符号の説明】

【0097】

１…浄化装置 １０…観測井戸 １１…注入井戸 １２…揚水井戸 １３…注入部 １４…揚水部 １５…制御部 １６…表示部 Ｓ…土壌 Ｇ…地面 ２０…マンシェットチューブ ２０ａ…開口部 ２１…グラウト ２２…リング ３１…ポンプ ３３…注入パイプ ３３ａ…噴出口 ３４…密閉部材 Ｌ…注入液 ４１…ポンプ ４２…管 ４２ａ…スクリーン ４３…揚水パイプ ５１…管 ５１ａ…スクリーン ５２…充填材 ６１…ＯＲＰ計 ６２…ｐＨ計 Ｓ１…観測井戸形成工程 Ｓ２…注入井戸形成工程 Ｓ３…揚水井戸形成工程 Ｓ４…計測工程 Ｓ５…注入工程 Ｓ６…揚水工程 Ｓ７…浄化工程 Ａ…密閉空間 Ｗ…地下水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】