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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024076229
(43)【公開日】2024-06-05
(54)【発明の名称】汚染水拡散抑制方法、及び汚染水拡散抑制システム
(51)【国際特許分類】
E02D 3/12 20060101AFI20240529BHJP
【ＦＩ】
E02D3/12 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022187704
(22)【出願日】2022-11-24
(71)【出願人】
【識別番号】000000549
【氏名又は名称】株式会社大林組
(74)【代理人】
【識別番号】110000176
【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】加藤 顕
(72)【発明者】
【氏名】竹崎 聡
(72)【発明者】
【氏名】柴田 健司
(72)【発明者】
【氏名】日笠山 徹巳
【テーマコード（参考）】
2D040
【Ｆターム（参考）】
2D040AA00
2D040AC05
2D040BA03
2D040CA10
(57)【要約】
【課題】長期間にわたり、汚染水の拡散を抑制できる方法の提供。
【解決手段】地盤に二酸化炭素を供給する工程と、二酸化炭素を供給している状態において、前記地盤のｐＨを測定する工程と、測定されたｐＨの値が閾値を下回っている場合、二酸化炭素の供給を停止し、測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を継続する工程と、を有する汚染水拡散抑制方法。
【選択図】図１
【解決手段】地盤に二酸化炭素を供給する工程と、二酸化炭素を供給している状態において、前記地盤のｐＨを測定する工程と、測定されたｐＨの値が閾値を下回っている場合、二酸化炭素の供給を停止し、測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を継続する工程と、を有する汚染水拡散抑制方法。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
地盤に二酸化炭素を供給する工程と、
前記二酸化炭素を供給している状態において、前記地盤のｐＨを測定する工程と、
測定された前記ｐＨの値が閾値を下回っている場合、前記二酸化炭素の供給を停止し、測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、前記二酸化炭素の供給を継続する工程と、を有することを特徴とする汚染水拡散抑制方法。
前記二酸化炭素を供給している状態において、前記地盤のｐＨを測定する工程と、
測定された前記ｐＨの値が閾値を下回っている場合、前記二酸化炭素の供給を停止し、測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、前記二酸化炭素の供給を継続する工程と、を有することを特徴とする汚染水拡散抑制方法。
【請求項2】
地盤に二酸化炭素を供給する工程と、
前記二酸化炭素の供給を停止する工程と、
前記二酸化炭素の供給を停止した後、前記地盤のｐＨを測定する工程と、
測定された前記ｐＨの値が閾値を下回っている場合、前記二酸化炭素の供給の停止を継続し、測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、前記二酸化炭素の供給を再開する工程と、を有することを特徴とする汚染水拡散抑制方法。
前記二酸化炭素の供給を停止する工程と、
前記二酸化炭素の供給を停止した後、前記地盤のｐＨを測定する工程と、
測定された前記ｐＨの値が閾値を下回っている場合、前記二酸化炭素の供給の停止を継続し、測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、前記二酸化炭素の供給を再開する工程と、を有することを特徴とする汚染水拡散抑制方法。
【請求項3】
地盤に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置と、
前記地盤のｐＨを測定するｐＨ測定装置と、
前記二酸化炭素供給装置及び前記ｐＨ測定装置を制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置が、前記二酸化炭素が供給された前記地盤のｐＨを測定するように前記ｐＨ測定装置を制御し、
測定された前記ｐＨの値が閾値を下回っている場合、前記二酸化炭素の供給を停止し、測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、前記二酸化炭素の供給を行うよう、前記二酸化炭素供給装置を制御する汚染水拡散抑制システム。
前記地盤のｐＨを測定するｐＨ測定装置と、
前記二酸化炭素供給装置及び前記ｐＨ測定装置を制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置が、前記二酸化炭素が供給された前記地盤のｐＨを測定するように前記ｐＨ測定装置を制御し、
測定された前記ｐＨの値が閾値を下回っている場合、前記二酸化炭素の供給を停止し、測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、前記二酸化炭素の供給を行うよう、前記二酸化炭素供給装置を制御する汚染水拡散抑制システム。
【請求項4】
前記制御装置が、
所定時間経過後に前記二酸化炭素の供給を停止するように前記二酸化炭素供給装置を制御し、
前記二酸化炭素の供給を停止した後、前記二酸化炭素が供給された前記地盤のｐＨを測定するよう、前記ｐＨ測定装置を制御し、
測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、前記二酸化炭素の供給を再開するよう、前記二酸化炭素測定装置を制御する請求項３に記載の汚染水拡散抑制システム。
所定時間経過後に前記二酸化炭素の供給を停止するように前記二酸化炭素供給装置を制御し、
前記二酸化炭素の供給を停止した後、前記二酸化炭素が供給された前記地盤のｐＨを測定するよう、前記ｐＨ測定装置を制御し、
測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、前記二酸化炭素の供給を再開するよう、前記二酸化炭素測定装置を制御する請求項３に記載の汚染水拡散抑制システム。
【請求項5】
地盤に二酸化炭素を供給するための第１の井戸と、
地盤のｐＨを測定するための第２の井戸と、
を有し、
前記二酸化炭素供給装置は、前記第１の井戸に対して二酸化炭素を供給し、
前記ｐＨ測定装置は、前記第２の井戸内のｐＨを測定する
ことを特徴とする請求項３または４記載の汚染水拡散抑制システム。
地盤のｐＨを測定するための第２の井戸と、
を有し、
前記二酸化炭素供給装置は、前記第１の井戸に対して二酸化炭素を供給し、
前記ｐＨ測定装置は、前記第２の井戸内のｐＨを測定する
ことを特徴とする請求項３または４記載の汚染水拡散抑制システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、汚染水拡散抑制方法、及び汚染水拡散抑制システムに関する。
【背景技術】
【0002】
汚染物質により汚染された地下水（以下、「汚染水」と称する）の拡散が問題となっている。汚染水の拡散を防止する方法として、例えば、地盤への鋼矢板打設、セメント壁の構築などが行われてきたが、大規模な工事が必要となるため、迅速に汚染水の拡散を抑制することが難しかった。
これらの方法の代わりとして、井戸を掘り、その井戸に地盤を固化させる成分を入れ、この井戸の周囲の地盤を固化させて、井戸の周囲に壁状の部分を作成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
これらの方法の代わりとして、井戸を掘り、その井戸に地盤を固化させる成分を入れ、この井戸の周囲の地盤を固化させて、井戸の周囲に壁状の部分を作成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平７－０１１６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
これまでに提案された方法は、地盤の環境が変化すると、壁状の部分が溶けて崩れる可能性がある。壁状の部分が崩れた場合、汚染水が拡散する恐れがある。すなわち、これまでに提案された方法では、環境の変化が起こる地盤では、長期間にわたり、汚染水の拡散を抑制することができない。
【0005】
本発明は、長期間にわたり、汚染水の拡散を抑制できる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】
【0006】
前記課題を解決するため、本発明の発明者らは、地盤中の成分に着目した。地盤中にカルシウム分を多く含む地盤は、アルカリ性の地盤であり、このような地盤に炭酸カルシウムを析出させることができれば、地盤の透水性が低下して、汚染水の拡散を防止できる。
しかし、本発明者らが更に検討したところ、地盤のｐＨが９以下であると、炭酸カルシウムの析出がなくなり、且つ既に析出した炭酸カルシウムの溶出が起こることがわかった。そこで、炭酸カルシウムを地盤中に析出させるにあたり、ｐＨの測定結果により炭酸カルシウムの析出方法を制御することを見出し、本発明の完成に至った。
しかし、本発明者らが更に検討したところ、地盤のｐＨが９以下であると、炭酸カルシウムの析出がなくなり、且つ既に析出した炭酸カルシウムの溶出が起こることがわかった。そこで、炭酸カルシウムを地盤中に析出させるにあたり、ｐＨの測定結果により炭酸カルシウムの析出方法を制御することを見出し、本発明の完成に至った。
【0007】
前記目的を達成するため、本発明の一態様は、
地盤に二酸化炭素を供給する工程と、
二酸化炭素を供給している状態において、地盤のｐＨを測定する工程と、
測定された前記ｐＨの値が閾値を下回っている場合、二酸化炭素の供給を停止し、測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を継続する工程と、を有する汚染水拡散抑制方法であることを特徴とする。
地盤に二酸化炭素を供給する工程と、
二酸化炭素を供給している状態において、地盤のｐＨを測定する工程と、
測定された前記ｐＨの値が閾値を下回っている場合、二酸化炭素の供給を停止し、測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を継続する工程と、を有する汚染水拡散抑制方法であることを特徴とする。
【0008】
前記目的を達成するため、本発明の別の態様は、
地盤に二酸化炭素を供給する工程と、
二酸化炭素の供給を停止する工程と、
二酸化炭素の供給を停止した後、地盤のｐＨを測定する工程と、
測定された前記ｐＨの値が閾値を下回っている場合、前記二酸化炭素の供給の停止を継続し、測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を再開する工程と、を有する汚染水拡散抑制方法であることを特徴とする。
地盤に二酸化炭素を供給する工程と、
二酸化炭素の供給を停止する工程と、
二酸化炭素の供給を停止した後、地盤のｐＨを測定する工程と、
測定された前記ｐＨの値が閾値を下回っている場合、前記二酸化炭素の供給の停止を継続し、測定された前記ｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を再開する工程と、を有する汚染水拡散抑制方法であることを特徴とする。
【0009】
前記目的を達成するため、本発明の別の態様は、
地盤に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置と、
地盤のｐＨを測定するｐＨ測定装置と、
二酸化炭素供給装置及びｐＨ測定装置を制御する制御装置と、
を有し、
制御装置が、二酸化炭素が供給された地盤のｐＨを測定するようにｐＨ測定装置を制御し、
測定されたｐＨの値が閾値を下回っている場合、二酸化炭素の供給を停止し、測定されたｐＨの値が測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を行うよう、二酸化炭素供給装置を制御する汚染水拡散抑制システムであることを特徴とする。
地盤に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置と、
地盤のｐＨを測定するｐＨ測定装置と、
二酸化炭素供給装置及びｐＨ測定装置を制御する制御装置と、
を有し、
制御装置が、二酸化炭素が供給された地盤のｐＨを測定するようにｐＨ測定装置を制御し、
測定されたｐＨの値が閾値を下回っている場合、二酸化炭素の供給を停止し、測定されたｐＨの値が測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を行うよう、二酸化炭素供給装置を制御する汚染水拡散抑制システムであることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の汚染水拡散抑制システムにおける制御装置は、
所定時間経過後に二酸化炭素の供給を停止するように二酸化炭素供給装置を制御し、
二酸化炭素の供給を停止した後、二酸化炭素が供給された地盤のｐＨを測定するよう、ｐＨ測定装置を制御し、
測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を再開するよう、二酸化炭素測定装置を制御することができる。
所定時間経過後に二酸化炭素の供給を停止するように二酸化炭素供給装置を制御し、
二酸化炭素の供給を停止した後、二酸化炭素が供給された地盤のｐＨを測定するよう、ｐＨ測定装置を制御し、
測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を再開するよう、二酸化炭素測定装置を制御することができる。
【0011】
また、本発明の汚染水拡散抑制システムは、
地盤に二酸化炭素を供給するための第１の井戸と、
地盤のｐＨを測定するための第２の井戸と、
を有し、
二酸化炭素供給装置は、第１の井戸に対して二酸化炭素を供給し、
ｐＨ測定装置は、第２の井戸内のｐＨを測定することができる。
地盤に二酸化炭素を供給するための第１の井戸と、
地盤のｐＨを測定するための第２の井戸と、
を有し、
二酸化炭素供給装置は、第１の井戸に対して二酸化炭素を供給し、
ｐＨ測定装置は、第２の井戸内のｐＨを測定することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、長期間にわたり、汚染水の拡散を抑制できる方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施形態に係る汚染水拡散抑制システムの概略図である。
【図2】実施形態に係る汚染水拡散抑制システムにおける処理のフローチャートである。
【図3】別の態様の実施形態に係る汚染水拡散抑制システムにおける処理のフローチャートである。
【図4】カラム試験の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
（汚染水拡散抑制方法）
本発明の一態様である汚染水拡散抑制方法は、地盤に二酸化炭素を供給する工程、地盤のｐＨを測定する工程、及び測定されたｐＨの値に応じて二酸化炭素の供給を制御する工程を有し、二酸化炭素の供給を再開する工程を更に有することが好ましく、必要に応じてその他の工程を有する。
本発明の一態様である汚染水拡散抑制方法は、地盤に二酸化炭素を供給する工程、地盤のｐＨを測定する工程、及び測定されたｐＨの値に応じて二酸化炭素の供給を制御する工程を有し、二酸化炭素の供給を再開する工程を更に有することが好ましく、必要に応じてその他の工程を有する。
【0015】
＜＜地盤＞＞
地盤は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、カルシウムを多く含むアルカリ性の地盤が好ましい。これは、二酸化炭素を供給することで、地盤中のカルシウムと反応し、炭酸カルシウムとなって析出するためである。
地盤は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、カルシウムを多く含むアルカリ性の地盤が好ましい。これは、二酸化炭素を供給することで、地盤中のカルシウムと反応し、炭酸カルシウムとなって析出するためである。
【0016】
＜地盤に二酸化炭素を供給する工程＞
地盤に二酸化炭素を供給する工程は、二酸化炭素供給装置１０（後述）を用い、第１の井戸４０（後述）を介して行われる。
二酸化炭素の供給は、気体の二酸化炭素（炭酸ガス）を流しても、二酸化炭素を溶かした水（炭酸水）を流してもよい。
地盤に二酸化炭素を供給する工程は、二酸化炭素供給装置１０（後述）を用い、第１の井戸４０（後述）を介して行われる。
二酸化炭素の供給は、気体の二酸化炭素（炭酸ガス）を流しても、二酸化炭素を溶かした水（炭酸水）を流してもよい。
【0017】
＜地盤のｐＨを測定する工程＞
地盤のｐＨを測定する工程は、ｐＨ測定装置２０（後述）を用い、第２の井戸５０（後述）を介して行われる。
地盤のｐＨの測定は、二酸化炭素を供給している状態において行われ、二酸化炭素を供給していない状態において行われてもよい。
地盤のｐＨを測定する工程は、ｐＨ測定装置２０（後述）を用い、第２の井戸５０（後述）を介して行われる。
地盤のｐＨの測定は、二酸化炭素を供給している状態において行われ、二酸化炭素を供給していない状態において行われてもよい。
【0018】
＜二酸化炭素の供給を制御する工程＞
二酸化炭素の供給を制御する工程は、制御装置３０（後述）により行われる。二酸化炭素を制御する工程は、具体的には、地盤のｐＨを測定する工程において測定されたｐＨの値が閾値を下回っている場合、二酸化炭素の供給を停止し、測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を継続する工程である。
二酸化炭素の供給を制御する工程は、二酸化炭素の供給を停止した後に測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を再開する工程を更に有することが好ましい。
二酸化炭素の供給を制御する工程は、制御装置３０（後述）により行われる。二酸化炭素を制御する工程は、具体的には、地盤のｐＨを測定する工程において測定されたｐＨの値が閾値を下回っている場合、二酸化炭素の供給を停止し、測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を継続する工程である。
二酸化炭素の供給を制御する工程は、二酸化炭素の供給を停止した後に測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を再開する工程を更に有することが好ましい。
【0019】
＜＜閾値＞＞
閾値は、炭酸カルシウムの析出条件にあわせて設定される。
カルシウム分の多い地盤は、一般的に、ｐＨは大きくなる（ｐＨ１２）傾向にあり、ｐＨ９未満になると、炭酸カルシウムの析出は、止まる傾向にある。このため、閾値は、ｐＨ９程度が好ましい。
閾値は、炭酸カルシウムの析出条件にあわせて設定される。
カルシウム分の多い地盤は、一般的に、ｐＨは大きくなる（ｐＨ１２）傾向にあり、ｐＨ９未満になると、炭酸カルシウムの析出は、止まる傾向にある。このため、閾値は、ｐＨ９程度が好ましい。
【0020】
（汚染水拡散抑制システム）
本発明の汚染水拡散抑制システムは、二酸化炭素供給装置、ｐＨ測定装置、及び制御装置を有し、更に必要に応じてその他の装置を有する。
本発明の汚染水拡散抑制システムは、二酸化炭素供給装置、ｐＨ測定装置、及び制御装置を有し、更に必要に応じてその他の装置を有する。
【0021】
図１に、汚染水拡散制御システム１の一実施形態の概略図を示す。汚染水拡散防止システム１は、二酸化炭素供給装置１０、ｐＨ測定装置２０、制御装置３０、第１の井戸４０、及び第２の井戸５０を有する。
【0022】
二酸化炭素供給装置１０は、地盤に二酸化炭素を供給するための装置である。二酸化炭素供給装置１０は、供給管６０を介して、第１の井戸４０に二酸化炭素を供給する。二酸化炭素供給装置１０は、制御装置３０と通信可能に接続されている。
【0023】
二酸化炭素供給装置１０の数や種類は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。図１では、２台の二酸化炭素供給装置１０を示している。一方、２つの第１の井戸４０に対して１つの二酸化炭素供給装置１０を設けてもよい。なお、供給管６０には、炭酸ガスの供給を調整するためのコンプレッサーやバルブ、炭酸ガスの流量を測定するための流量計（いずれも図示無し）などの部材が設けられている。二酸化炭素供給装置１０は、制御装置３０からの信号に基づいて、これらの部材を駆動させることで、二酸化炭素の供給量を調整することができる。
【0024】
ｐＨ測定装置２０は、地盤のｐＨを測定するための装置である。ｐＨ測定装置２０は、地盤に直接配置してもよいし、図１のように第２の井戸５０内に配置してもよい。図１では、ｐＨ測定装置２０は、第２の井戸５０内の地盤（地盤から流出した地下水）のｐＨを測定する。ｐＨ測定装置２０は、制御装置３０と通信可能に接続されている。ｐＨ測定装置２０は、測定したｐＨの値を制御装置３０に送信する。
【0025】
制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０による二酸化炭素の供給を制御し、ｐＨ測定装置２０によるｐＨ測定を制御するための装置である。制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０及びｐＨ測定装置２０と通信可能に接続されている。制御装置３０は、二酸化炭素を供給している間、ｐＨ測定装置２０を制御して、ｐＨ測定を制御する。このｐＨ測定は、任意の時間ごとに行ってもよい。また、制御装置３０は、ｐＨ測定装置２０から受信したｐＨの値に基づき、第１の井戸４０近傍のｐＨの値を予測する。制御装置３０は、予測したｐＨの値に基づいて、二酸化炭素供給装置１０による炭酸ガスの供給量を制御する。
【0026】
第１の井戸４０は、地盤に対して二酸化炭素を供給するための井戸である。
第１の井戸４０の形状は、二酸化炭素を供給することができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。第１の井戸４０の数及び配置は、特に制限はなく目的に応じて適宜選択できる。第１の井戸４０は、汚染水の拡散を抑制したい地盤の範囲等に応じて、１つまたは２以上設けることができる。例えば、図１に示すように、第１の井戸４０は、第２の井戸５０を挟むように２つ配置できる。
第１の井戸４０の形状は、二酸化炭素を供給することができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。第１の井戸４０の数及び配置は、特に制限はなく目的に応じて適宜選択できる。第１の井戸４０は、汚染水の拡散を抑制したい地盤の範囲等に応じて、１つまたは２以上設けることができる。例えば、図１に示すように、第１の井戸４０は、第２の井戸５０を挟むように２つ配置できる。
【0027】
第２の井戸５０は、地盤のｐＨを測定するための井戸である。
第２の井戸５０の形状は、第２の井戸５０の内部の地盤（地盤から流出した地下水）のｐＨを測定することができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。第２の井戸５０は、例えば、第１の井戸４０と同じ形状とすることができる。第２の井戸５０の数及び配置は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。第２の井戸５０は、汚染水の拡散を抑制したい地盤の範囲や第１の井戸４０の数等に応じて、１つまたは２つ以上設けることができる。例えば、図１に示すような２つの第１の井戸４０中のｐＨを予測するために、第２の井戸５０は、２つの第１の井戸４０の間且つ、それぞれの近傍に配置することが好ましい。
第２の井戸５０の形状は、第２の井戸５０の内部の地盤（地盤から流出した地下水）のｐＨを測定することができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。第２の井戸５０は、例えば、第１の井戸４０と同じ形状とすることができる。第２の井戸５０の数及び配置は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。第２の井戸５０は、汚染水の拡散を抑制したい地盤の範囲や第１の井戸４０の数等に応じて、１つまたは２つ以上設けることができる。例えば、図１に示すような２つの第１の井戸４０中のｐＨを予測するために、第２の井戸５０は、２つの第１の井戸４０の間且つ、それぞれの近傍に配置することが好ましい。
【0028】
本発明の別の態様である汚染水拡散抑制方法は、地盤に二酸化炭素を供給する工程、二酸化炭素の供給を停止する工程、地盤のｐＨを測定する工程、及び測定されたｐＨの値に応じて二酸化炭素の供給を制御する工程を有し、必要に応じてその他の工程を有する。
【0029】
地盤に二酸化炭素を供給する工程、及び地盤のｐＨを測定する工程は、上記と同じ工程である。
【0030】
＜二酸化炭素の供給を停止する工程＞
二酸化炭素の供給を停止する工程は、前述の制御装置３０により行われる。二酸化炭素の供給を停止する工程は、具体的には、二酸化炭素供給装置１０により地盤に二酸化炭素が供給された後、一定時間経過後に、制御装置３０から二酸化炭素の供給を停止するよう二酸化炭素供給装置１０に信号が送られ、二酸化炭素供給装置１０からの二酸化炭素の供給を停止する。
二酸化炭素の供給を停止する工程は、前述の制御装置３０により行われる。二酸化炭素の供給を停止する工程は、具体的には、二酸化炭素供給装置１０により地盤に二酸化炭素が供給された後、一定時間経過後に、制御装置３０から二酸化炭素の供給を停止するよう二酸化炭素供給装置１０に信号が送られ、二酸化炭素供給装置１０からの二酸化炭素の供給を停止する。
【0031】
一定時間とは、二酸化炭素を供給する場所、即ち、二酸化炭素を供給する装置の近傍において、局所的に滞留した二酸化炭素が消失するまでのことを指す。地盤の性質によっては、二酸化炭素を供給すると、二酸化炭素が地盤中に拡散する量より地盤中の水に溶ける量の方が多いことがある。この際に、二酸化炭素が滞留することを防ぐために、二酸化炭素の供給を停止する。地盤中に滞留している二酸化炭素が拡散した後、二酸化炭素の供給を再開する。
二酸化炭素を停止する時間については、地盤の性質によって調節する。
二酸化炭素を停止する時間については、地盤の性質によって調節する。
【0032】
＜二酸化炭素の供給を制御する工程＞
二酸化炭素の供給を制御する工程は、前述の制御装置３０により行われる。二酸化炭素を制御する工程は、具体的には、地盤のｐＨを測定する工程において測定されたｐＨの値が閾値を下回っている場合、二酸化炭素の供給の停止を継続し、測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を再開する工程である。
二酸化炭素の供給を制御する工程は、前述の制御装置３０により行われる。二酸化炭素を制御する工程は、具体的には、地盤のｐＨを測定する工程において測定されたｐＨの値が閾値を下回っている場合、二酸化炭素の供給の停止を継続し、測定されたｐＨの値が閾値を上回っている場合、二酸化炭素の供給を再開する工程である。
【0033】
（汚染水拡散抑制システムの動作）
ここで、図２を用いて、汚染水拡散制御システム１の第一の態様の具体的な動作について説明する。
汚染水の拡散を抑制する場合、制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０に対し、二酸化炭素の供給を開始させる信号を送信する。二酸化炭素供給装置１０は、当該信号に基づいて、供給管６０に設置されているバルブを開放させ、コンプレッサーを駆動させることで炭素ガスの供給を開始する（Ｓ１０）。二酸化炭素供給装置１０からの炭酸ガスは、供給管６０を介して第１の井戸４０内に送られ、第１の井戸４０の壁から地盤に供給される。
ここで、図２を用いて、汚染水拡散制御システム１の第一の態様の具体的な動作について説明する。
汚染水の拡散を抑制する場合、制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０に対し、二酸化炭素の供給を開始させる信号を送信する。二酸化炭素供給装置１０は、当該信号に基づいて、供給管６０に設置されているバルブを開放させ、コンプレッサーを駆動させることで炭素ガスの供給を開始する（Ｓ１０）。二酸化炭素供給装置１０からの炭酸ガスは、供給管６０を介して第１の井戸４０内に送られ、第１の井戸４０の壁から地盤に供給される。
【0034】
その後、二酸化炭素を供給している状態において、ｐＨ測定装置２０は、所定間隔（例えば、１日毎）で第２の井戸５０内の地下水（汚染水）のｐＨ測定を行う（Ｓ１１）。ｐＨ測定装置２０は、測定したｐＨの値を制御装置３０に送信する。
【0035】
制御装置３０は、ｐＨ測定装置２０から受信したｐＨの値を、閾値と比較し、閾値より高いか低いかを判断する（Ｓ１２）。閾値より高いと判断した場合（Ｓ１２でＮの場合）、制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０に対し、炭酸ガスの供給を継続させる信号を送信する。二酸化炭素供給装置１０は、当該信号に基づいて、バルブやコンプレッサーの状態を維持することで、炭酸ガスの供給を継続する（Ｓ１３）。一方、閾値より低いと判断した場合（Ｓ１２でＹの場合）、制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０に対し、炭酸ガスの供給を停止させる信号を送信する。二酸化炭素供給装置１０は、当該信号に基づいて、バルブを閉じ、且つコンプレッサーの駆動を停止させることにより炭酸ガスの供給を停止する（Ｓ１４）。
【0036】
炭酸ガス供給を停止した後、ｐＨ測定装置２０は、第２の井戸５０内の地下水（汚染水）のｐＨ測定を行う（Ｓ１５）。制御装置３０は、ｐＨ測定装置２０から受信したｐＨの値を閾値と比較し、閾値より高いか低いかを判断する（Ｓ１６）。閾値より高いと判断した場合（Ｓ１６でＮの場合）、制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０に対し、炭酸ガスの供給を再開する信号を送信する。二酸化炭素供給装置１０は、当該信号に基づいて、供給管６０に設置されているバルブを開放させ、コンプレッサーを駆動させることで炭素ガスの供給を再開する（Ｓ１７）。一方、閾値より低いと判断した場合（Ｓ１６でＹの場合）、制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０に対し、炭酸ガスの供給を停止させる信号を送信する。二酸化炭素供給装置１０は、当該信号に基づいて、炭酸ガスの供給を停止した状態を維持する。汚染水拡散制御システム１は、ｐＨ測定装置２０からｐＨの値を受信する都度、Ｓ１２からＳ１７の処理を繰り返し行う。
【0037】
上記処理を行うことにより、汚染水拡散抑制システム１は、地盤中に炭酸カルシウムを析出させ、壁状の部分を形成できる。また、汚染水拡散防止システム１は、測定したｐＨの値に応じて地盤に供給する炭酸ガスの供給量を調節することにより、形成した壁状の部分を長期にわたって維持することができる。すなわち、本実施形態に係る汚染水拡散抑制システムによれば、長期間にわたり、汚染物質の拡散を抑制することができる。
【0038】
ここで、図３を用いて、汚染水拡散抑制システム１の第二の態様の具体的な動作について説明する。
汚染水の拡散を抑制する場合、制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０に対し、二酸化炭素の供給を開始させる信号を送信する。二酸化炭素供給装置１０は、当該信号に基づいて、供給管６０に設置されているバルブを開放させ、コンプレッサーを駆動させることで炭素ガスの供給を開始する（Ｓ２０）。二酸化炭素供給装置１０からの炭酸ガスは、供給管６０を介して第１の井戸４０内に送られ、第１の井戸４０の壁から地盤に供給される。
汚染水の拡散を抑制する場合、制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０に対し、二酸化炭素の供給を開始させる信号を送信する。二酸化炭素供給装置１０は、当該信号に基づいて、供給管６０に設置されているバルブを開放させ、コンプレッサーを駆動させることで炭素ガスの供給を開始する（Ｓ２０）。二酸化炭素供給装置１０からの炭酸ガスは、供給管６０を介して第１の井戸４０内に送られ、第１の井戸４０の壁から地盤に供給される。
【0039】
その後、制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０に対し、炭酸ガスの供給を停止させる信号を送信する。二酸化炭素供給装置１０は、当該信号に基づいて、バルブを閉じ、且つコンプレッサーの駆動を停止させることにより炭酸ガスの供給を停止する（Ｓ２１）。
その後、ｐＨ測定装置２０は、第２の井戸５０内の地下水（汚染水）のｐＨ測定を行う（Ｓ２２）。ｐＨ測定装置２０は、測定したｐＨの値を制御装置３０に送信する。
その後、ｐＨ測定装置２０は、第２の井戸５０内の地下水（汚染水）のｐＨ測定を行う（Ｓ２２）。ｐＨ測定装置２０は、測定したｐＨの値を制御装置３０に送信する。
【0040】
制御装置３０は、ｐＨ測定装置２０から受信したｐＨの値を、閾値と比較し、閾値より高いか低いかを判断する（Ｓ２３）。閾値より高いと判断した場合（Ｓ２３でＮの場合）、制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０に対し、炭酸ガスの供給を再開させる信号を送信する。二酸化炭素供給装置１０は、当該信号に基づいて、バルブやコンプレッサーを開け、炭酸ガスの供給を再開する（Ｓ２４）。一方、閾値より低いと判断した場合（Ｓ２３でＹの場合）、制御装置３０は、二酸化炭素供給装置１０に対し、炭酸ガスの供給を停止させる信号を送信する。二酸化炭素供給装置１０は、当該信号に基づいて、炭酸ガスの供給の停止を継続する（Ｓ２５）。汚染水拡散制御システム１は、ｐＨ測定装置２０からｐＨの値を受信する都度、Ｓ２２からＳ２５の処理を繰り返し行う。
【0041】
上記処理を行うことにより、汚染水拡散抑制システム１は、地盤中に炭酸カルシウムを析出させ、壁状の部分を形成できる。また、汚染水拡散防止システム１は、測定したｐＨの値に応じて地盤に供給する炭酸ガスの供給量を調節することにより、形成した壁状の部分を長期にわたって維持することができる。すなわち、本実施形態に係る汚染水拡散抑制システムによれば、長期間にわたり、汚染物質の拡散を抑制することができる。
【実施例0042】
以下、開示の技術の実施例を説明するが、開示の技術は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【0043】
＜炭酸カルシウム析出試験＞
モデルとして、地下水に、二酸化炭素としての炭酸ガスを吹き込み、炭酸カルシウムが析出するかどうかを試験した。
地下水をくみ上げ、デカンテーションして地下水中の比較的大きな粒子を沈殿させた。その後、上澄みを採取し、モデルの地下水とした。なお、モデルの地下水は異なる２か所の地盤にて採取したものを用いた。
モデルとして、地下水に、二酸化炭素としての炭酸ガスを吹き込み、炭酸カルシウムが析出するかどうかを試験した。
地下水をくみ上げ、デカンテーションして地下水中の比較的大きな粒子を沈殿させた。その後、上澄みを採取し、モデルの地下水とした。なお、モデルの地下水は異なる２か所の地盤にて採取したものを用いた。
【0044】
モデルの地下水に対し、表１に記載のｐＨとなるまで炭酸ガスを吹き込んだ。炭酸カルシウムが析出すると地下水が白濁する。このため、炭酸カルシウムの析出は、目視にて確認し、評価した。評価結果を表１に併記した。
【0045】
【表1】
【0046】
２種類の地下水とも、炭酸ガスを吹き込むことで、地下水が白濁した。これは、炭酸カルシウムが析出したことによる。このため、地下水に炭酸ガスを吹き込むことで、炭酸カルシウムが析出することが明らかになった。
また、実施例１－１、１－２、１－３を比較すると、実施例１－２が最も濃い白色を呈し、実施例１－３が、最も薄い白色を呈した。実施例１－１、実施例１－２の白色の違いは、ごくわずかなものだった。
したがって、ｐＨが９以下になると、炭酸カルシウムの析出量が低下するため、炭酸ガスの吹き込みはｐＨ９以上において行う必要がある。また、ｐＨ１０．４７（約１０．５）まで炭酸ガスを吹き込む場合と、ｐＨ９．８４（約１０）まで炭酸ガスを吹き込む場合とでは、析出する炭酸カルシウムの量に大きな差はないと考えられる。
なお、炭酸ガス吹き込み後に水酸化ナトリウム溶液を用いて、元のｐＨまでｐＨを上昇させたが、各サンプルともに、白濁の度合いに差はなく、炭酸ガスの吹き込みにより析出した炭酸カルシウムは、ｐＨが再び上昇しても変化がないことが明らかになった。
また、実施例１－１、１－２、１－３を比較すると、実施例１－２が最も濃い白色を呈し、実施例１－３が、最も薄い白色を呈した。実施例１－１、実施例１－２の白色の違いは、ごくわずかなものだった。
したがって、ｐＨが９以下になると、炭酸カルシウムの析出量が低下するため、炭酸ガスの吹き込みはｐＨ９以上において行う必要がある。また、ｐＨ１０．４７（約１０．５）まで炭酸ガスを吹き込む場合と、ｐＨ９．８４（約１０）まで炭酸ガスを吹き込む場合とでは、析出する炭酸カルシウムの量に大きな差はないと考えられる。
なお、炭酸ガス吹き込み後に水酸化ナトリウム溶液を用いて、元のｐＨまでｐＨを上昇させたが、各サンプルともに、白濁の度合いに差はなく、炭酸ガスの吹き込みにより析出した炭酸カルシウムは、ｐＨが再び上昇しても変化がないことが明らかになった。
【0047】
＜炭酸カルシウムの析出と透水性との関係＞
地盤に炭酸カルシウムが析出することで、地盤の透水性がどのように変化するかについて実験を行った。
珪砂５号（ρｔ：１．７４３ｇ／ｃｍ３、ρｄ：１．５８５ｇ／ｃｍ３、ｗ：１０．０％）をカラム（直径：２．６００ｃｍ、断面積：５．３１ｃｍ３、長さ：１０．０００ｃｍ、体積：５３．０９ｃｍ３）に充填し、試供体を作成した。作成した試供体に炭酸カルシウム懸濁液（Ｃａ濃度：２００ｍｇ／Ｌ）を（流量：４７ｍＬ／ｍｉｎ～５７ｍＬ／ｍｉｎ）の条件において、１７９５５．６ｍＬ通した（通水した）。
その後、ＪＩＳ Ａ １２１８の規定に基づき、透水試験を行った。測定結果を表２に示した。
地盤に炭酸カルシウムが析出することで、地盤の透水性がどのように変化するかについて実験を行った。
珪砂５号（ρｔ：１．７４３ｇ／ｃｍ３、ρｄ：１．５８５ｇ／ｃｍ３、ｗ：１０．０％）をカラム（直径：２．６００ｃｍ、断面積：５．３１ｃｍ３、長さ：１０．０００ｃｍ、体積：５３．０９ｃｍ３）に充填し、試供体を作成した。作成した試供体に炭酸カルシウム懸濁液（Ｃａ濃度：２００ｍｇ／Ｌ）を（流量：４７ｍＬ／ｍｉｎ～５７ｍＬ／ｍｉｎ）の条件において、１７９５５．６ｍＬ通した（通水した）。
その後、ＪＩＳ Ａ １２１８の規定に基づき、透水試験を行った。測定結果を表２に示した。
【0048】
【表2】
【0049】
透水係数の測定結果から、通水時間が２６時間を経過した段階で、透水係数が約１／１０になったことが明らかになった。
すなわち、地盤中に炭酸カルシウム懸濁液を通すと、透水係数が低下することが明らかになった。この結果は、試料（地盤を構成する粒子）の間隙に炭酸カルシウムが析出することで、この間隙が部分的に閉塞したために起こったことと考えられる。
すなわち、地盤中に炭酸カルシウム懸濁液を通すと、透水係数が低下することが明らかになった。この結果は、試料（地盤を構成する粒子）の間隙に炭酸カルシウムが析出することで、この間隙が部分的に閉塞したために起こったことと考えられる。
【0050】
＜地盤モデルを用いた炭酸カルシウムの生成試験＞
地盤モデルとして、図４に示す装置を用い、炭酸カルシウムの生成試験を行った。カラム１００（内径５ｃｍ、長さ２０ｃｍ）内に、試料（スラグ混入土壌）１０２を１５ｃｍ入れた。カラムの上下は、ガラスビーズ１０３により封をしている。次に、図中の矢印方向（下から上）にＣａ溶液（Ｃａ濃度：１００ｍｇ／Ｌ）を、Ｃａ溶液供給タンク（図示せず）から、流出した溶液のｐＨが１２に達するまで通水した。その後、炭酸ガスを図中の矢印に沿って、カラム内の溶液のｐＨが１０になるまで通した。このＣａ溶液の通水と炭酸ガスの通気とを３６回繰り返した。
試料の透水性の変化（透水係数の変化）は、Ｃａ溶液供給タンクの水位低下速度（５０ｍＬ流出するまでの時間を計測して求める）から見積り、カラム内の溶液のｐＨは、カラム上部からオーバーフローした水を回収し、計測した。
地盤モデルとして、図４に示す装置を用い、炭酸カルシウムの生成試験を行った。カラム１００（内径５ｃｍ、長さ２０ｃｍ）内に、試料（スラグ混入土壌）１０２を１５ｃｍ入れた。カラムの上下は、ガラスビーズ１０３により封をしている。次に、図中の矢印方向（下から上）にＣａ溶液（Ｃａ濃度：１００ｍｇ／Ｌ）を、Ｃａ溶液供給タンク（図示せず）から、流出した溶液のｐＨが１２に達するまで通水した。その後、炭酸ガスを図中の矢印に沿って、カラム内の溶液のｐＨが１０になるまで通した。このＣａ溶液の通水と炭酸ガスの通気とを３６回繰り返した。
試料の透水性の変化（透水係数の変化）は、Ｃａ溶液供給タンクの水位低下速度（５０ｍＬ流出するまでの時間を計測して求める）から見積り、カラム内の溶液のｐＨは、カラム上部からオーバーフローした水を回収し、計測した。
【0051】
Ｃａ溶液の通水と炭酸ガスの通気とを１２回繰り返すまでは、透水性はほぼ変化がなかった。しかし、１２回～３２回の間は、透水性が低下した（５０ｍＬ流出するまでの時間が長くなった）。そして、３２回～３６回の間は、透水性には変化がなかった。
これらの結果から、地盤に二酸化炭素を供給することで、炭酸カルシウムを析出させることができることが明らかになった。
これらの結果から、地盤に二酸化炭素を供給することで、炭酸カルシウムを析出させることができることが明らかになった。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】