原位置浄化工法
【課題】主剤と助剤とを地上側で混合する必要が無く、且つ、浄化するべき領域にて主剤と助剤とを確実に混合して反応せしめることが出来るような原位置浄化工法の提供。
【解決手段】ボーリング孔（５）にモニタ（６）を設けた噴射用ロッド（７）を挿入し、モニタ（６）から、助剤を噴射（Ｊ１）すると共に過酸化水素を含む主剤を噴射（Ｊ２）し、且つ、当該ロッド（７）を回転しつつ地上側へ引き上げ以って浄化するべき領域の土壌を助剤の噴流（Ｊ１）によって切削し細断すると共に助剤及び主剤と均一に混合し、助剤及び主剤を噴射する際に助剤の噴流が主剤の噴流よりも垂直方向上方に位置しており、土壌を切削し混合した助剤が存在する領域に主剤が噴射される。
【解決手段】ボーリング孔（５）にモニタ（６）を設けた噴射用ロッド（７）を挿入し、モニタ（６）から、助剤を噴射（Ｊ１）すると共に過酸化水素を含む主剤を噴射（Ｊ２）し、且つ、当該ロッド（７）を回転しつつ地上側へ引き上げ以って浄化するべき領域の土壌を助剤の噴流（Ｊ１）によって切削し細断すると共に助剤及び主剤と均一に混合し、助剤及び主剤を噴射する際に助剤の噴流が主剤の噴流よりも垂直方向上方に位置しており、土壌を切削し混合した助剤が存在する領域に主剤が噴射される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染された土壌や地下水を地上側に搬送することなく、現位置で浄化する原位置浄化工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
係る原位置浄化工法として、フェントン法と呼ばれる手法が存在する。
鉄塩等の触媒から成る助剤を揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、油等で汚染された土壌中に供給して（主剤と助剤とを）反応せしめ、生成されたヒドロキシルラジカルがＶＯＣ等を酸化分解し、以って、汚染土壌を浄化する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、従来のフェントン法では、酸性条件下で実施する必要があった。
しかし、土壌を酸性にすると環境に負荷を与えると共に、環境汚染物質である重金属の溶出を促進する、という問題を有している。
係る問題に対処するべく、助剤に特殊な添加剤を加え、且つ、土壌中に存在する鉄（或いは鉄イオン）を用いて、過酸化水素と反応させる事によってヒドロキシルラジカルを生成し、以って、中性条件下でも効率良くＶＯＣ等を酸化分解する反応を進行させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、係る従来技術（特許文献２）では、主剤と助剤との反応が非常に早い。そのため、土壌中に注入する以前の段階で、地上側で主剤と助剤とを混合した場合には、処理すべき土壌中に存在するＶＯＣ等と反応する以前に主剤と助剤との反応が進行し、土壌中のＶＯＣ等と実際に反応する主剤及び助剤の量が、混合された主剤及び助剤の量に比較して非常に少なくなり、非効率的である。
【０００５】
従来技術において、浄化するべき土壌中の領域に井戸（注入井）を掘削し、当該井戸から助剤及び主剤を供給すれば、予め地上側で主剤と助剤とを混合しなくても、主剤及び助剤を確実に処理するべき地盤へ供給することが出来る。
しかし、井戸を経由して主剤及び助剤を土壌中へ供給する場合には、浄化するべき地盤において、主剤と助剤とが確実に混合することが困難であり、主剤と助剤とが反応することを確実に保証することは不可能である。
【特許文献１】特許第３７９３０８４号公報
【特許文献２】ＷＯ２００６／１２３５７４号国際公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、主剤と助剤とを地上側で混合する必要が無く、且つ、浄化するべき領域にて主剤と助剤とを確実に混合して反応せしめることが出来るような原位置浄化工法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の原位置浄化工法は、施工領域である汚染土壌を含む領域（Ｇｐ）にボーリングロッド（４）でボーリング孔（５）を掘削する工程と、ボーリングロッド（４）を引き抜いた後に先端にモニタ（６）を設けた噴射用ロッド（７）を前記ボーリング孔（５）の下端まで挿入し、前記モニタ（６）から、以下の一般式で示すビス（カルボキシメチル）アミン系生分解性キレート剤
（ここでＲは、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）Ｃ２Ｈ４ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）ＣＨ２ＣＯＯＸ、または、−Ｃ２Ｈ４ＳＯ３Ｘ、ＸはＨまたはアルカリ金属）を含む助剤を噴射（Ｊ１）すると共に過酸化水素を含む主剤を噴射（Ｊ２）し、且つ、当該ロッド（７）を回転しつつ地上側へ引き上げ以って浄化するべき領域の土壌を助剤の噴流（Ｊ１）によって切削し細断すると共に助剤及び主剤と均一に混合する工程を有しており、助剤及び主剤を噴射する工程では（例えば、助剤噴射用のノズルＮ１を主剤噴射用のノズルＮ２よりも垂直方向上方に配置することによって）助剤の噴流が主剤の噴流よりも垂直方向上方に位置しており、土壌を切削し混合した助剤が存在する領域に主剤が噴射されることを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
ここで、前記ロッド（７Ｂ）は三重管で構成されており、助剤及び主剤を噴射する際に助剤の噴流（Ｊ１）及び主剤の噴流（Ｊ２）の周囲を圧縮空気の噴流で包囲するのが好ましい（請求項２）。
【０００９】
本発明において、助剤を作成するに際して、助剤は鉄塩とキレート剤とｐＨ調整剤とを含有していても良い（請求項３）。
そして本発明において、助剤の作成時において、助剤のｐＨが８よりも高くすることが出来る（請求項４）。
【００１０】
助剤が鉄を包含する場合、当該助剤には、浄化処理すべき領域における鉄イオンの０．５〜４．０倍のモル比となる量の生分解性キレート剤が添加されることが好ましい。
そして、土中における鉄イオン（及び／又は重金属イオン）の量が汚染物質の分解反応に必要な量に比較して少ない場合には、助剤中に、二価鉄或いは三価鉄を添加することも可能である。そして、二価鉄或いは三価鉄の添加量は、Ｈ２Ｏ２と反応して発生するヒドロキシルラジカルが汚染物質の分解反応に必要な量となるのに必要な量よりも多く設定されるのが好ましい。
これらの量は、事前のトリータビリティー試験によって把握される。
【００１１】
なお、前記主剤は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と共に、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムの中から選択される少なくとも１種類のｐＨ緩衝剤を添加することが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
上述する構成を具備する本発明によれば、土壌と助剤との混合物が充填した領域に主剤が噴射されることによりヒドロキシルラジカルが発生し、当該領域内に存在する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等と反応して、分解、無害化する。
また、上述したような助剤及び主剤を使用することにより、重金属の溶出を防止しながら、ＶＯＣ等を分解することが出来る。
【００１３】
さらに本発明によれば、主剤と助剤とは、主剤が土壌中の浄化すべき領域（Ｇｐ）に噴射された際に初めて助剤と混合されるので、浄化すべき領域（Ｇｐ）に主剤が噴射される前の段階で主剤と助剤とを混合させる必要がない。
そして本発明によれば、主剤が土壌中に噴射される段階では、処理すべき土壌（Ｇｐ）は助剤噴流（Ｊ１）により細かく切削され、且つ、助剤と充分に混合されているので、助剤、主剤、土壌中の汚染物質は、確実に混合して、反応することが出来る。
【００１４】
それに加えて、本発明によれば、助剤中に鉄塩等を添加しなくても、土中の鉄イオン（及び／又は重金属イオン）を用いてＶＯＣ等を分解することが出来る。その結果、施工領域における環境における負荷が小さくなる。
【００１５】
本発明において、主剤と助剤とを同時に噴射しているので、助剤を噴射してから主剤を噴射する工程を行う場合に比較して、施工期間を短縮化することが可能である。
本発明では、（例えば、助剤噴射用のノズルＮ１を主剤噴射用のノズルＮ２よりも垂直方向上方に配置することによって）助剤の噴流（Ｊ１）が主剤の噴流（Ｊ２）よりも垂直方向上方に位置しているので、主剤が噴射される領域では、すでに助剤により土壌が切削され、土壌と助剤とが混合されている。
【００１６】
また本発明において、助剤の噴流（Ｊ１）の周囲を圧縮空気の噴流で包囲する様に噴射すれば（請求項２）、浄化するべき土壌（Ｇｐ）を掘削する距離が増加するので、広い領域に亘って原位置浄化が可能となる。
そして本発明において、主剤の噴流（Ｊ２）の周囲を圧縮空気の噴流で包囲する様に噴射すれば（請求項２）、助剤と汚染された土壌との混合物が存在する領域の半径方向最外方部まで主剤の噴流が確実に到達するので、助剤で掘削された領域において確実に主剤と助剤とが混合し、汚染物質を分解することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の参考例における一工程を説明する工程図。
【図２】参考例の図１で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図３】参考例の図２で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図４】参考例の図３で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図５】参考例の図４で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図６】参考例の図５で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図７】参考例の図６で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図８】参考例の図７で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図９】本発明の実施形態における一工程を説明する工程図。
【図１０】実施形態の図９で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図１１】実施形態の図１０で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図１２】図１１で示す工程を詳細に示す説明図。
【図１３】実施形態の図１２で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態の理解を容易にするため、最初に図１〜図８を参照して、本発明の参考例を説明する。
【００１９】
先ず、図１で示す様に、地上に設置したボーリングマシーン１を用いて、施工領域である汚染土壌を含む領域Ｇｐに、ボーリングロッド４でボーリング孔５を掘削する。浄化するべき領域Ｇｐの下端までボーリング孔５を掘削したならば、ボーリングロッド４を地上側（図１では上方）へ引き抜く。
【００２０】
次に、図２で示す工程では、ボーリングロッド４を引き抜いた後に、先端に噴射機構（モニタ）６を設けた噴射用ロッド７を、ボーリング孔５の下端まで挿入する。
そして、モニタ６のノズルＮ１から助剤（及び圧縮空気）を噴射して、浄化するべき地盤の領域Ｇｐの切削を開始する。図２における符号Ｊ１は、ノズルＮ１から噴射される助剤のジェットを示している。
【００２１】
ここで、主剤を噴射する工程（図６、図７で後述する工程）を施工する以前の段階で助剤を噴射するのは、以下の理由に基づいている。
助剤を噴射するよりも先の段階で主剤を噴射すると、主剤中のＨ２Ｏ２（過酸化水素）が自然分解し、或いは土中の物質と反応し、無駄に分解してしまう。
一方、助剤存在下であれば、主剤は鉄キレートと反応して、ヒドロキシルラジカルを生じる。そして、ヒドロキシルラジカルが汚染物質であるＶＯＣ等と反応して分解することにより、汚染土壌の浄化が行われる。
参考例では、主剤中のＨ２Ｏ２が無駄に分解してしまうことを防止するため、図２、図３で示す工程において、主剤の噴射以前の段階で助剤を噴射（Ｊ１）し、処理すべき土壌Ｇｐを切削し、助剤と土壌とを混合しているのである。
【００２２】
図２で示す工程において、詳細には、浄化するべき地盤Ｇｐ中で、助剤を所定の圧力（２〜５０ＭＰａ）で噴射して、浄化するべき土壌Ｇｐを切削し、且つ、切削された土壌と噴射された助剤とが混合する。ここで、助剤の噴射圧が２ＭＰａ未満では、土壌の切削が不十分となる。一方、噴射圧が５０ＭＰａを超えてしまうと、助剤の噴射に必要な動力が大きくなり過ぎて、不経済である。
切削・混合するに際しては、噴射用ロッド７を回転（矢印Ｒの動作）させて、浄化するべき土壌Ｇｐを円盤状に切削しながら、引き上げる（矢印Ｙの動作）。
図２における符号８は、土壌Ｇｐを助剤で切削・混合する際に発生したスライムを示している。
助剤を土壌と混合することにより、汚染領域Ｇｐを泥土状とせしめ、主剤を噴射する際に、噴射圧力を非常に高い圧力とすることなく、主剤が確実に汚染領域Ｇｐ中の全域に到達することを可能にしている。このことは、使用エネルギーの削減と、施工コストの低減に寄与している。
【００２３】
ここで、本発明において使用される生分解性キレート剤は、下記一般式で示されるビス（カルボキシメチル）アミン系生分解性キレート剤である。
【００２４】
上記（一般式）において、「Ｒ」は、例えば、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）Ｃ２Ｈ４ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）ＣＨ２ＣＯＯＸ、または、−Ｃ２Ｈ４ＳＯ３Ｘ（ＸはＨまたはアルカリ金属）である。
【００２５】
また助剤の添加量は、浄化処理すべき領域における鉄イオンの０．５〜４．０倍のモル比となる様に設定される。
【００２６】
ここで、土中における鉄イオン（及び／又は重金属イオン）の量が汚染物質の分解反応に必要な量に比較して少ない場合には、助剤中に、二価鉄或いは三価鉄を添加することも可能である。そして、二価鉄或いは三価鉄の添加量は、Ｈ２Ｏ２と反応して発生するヒドロキシルラジカルが汚染物質の分解反応に必要な量となるのに必要な量よりも多く設定される。
鉄イオンの量は、事前に調査ボーリング等を行うことにより、正確に把握することが可能である。
ここで、助剤には、必ずしも鉄などの触媒を含める必要はない。助剤に鉄などの触媒を含めない場合は、コスト削減に繋がる。
そして、地盤中に添加する薬剤は、自然分解するものを選択し、環境負荷が小さい様に設定されているのが好適である。
【００２７】
助剤については、助剤と切削された土壌との混合物のｐＨが５〜１０の範囲、より好ましくはｐＨが６〜９の範囲となる様に設定するのが好ましい。そのため、例えば、助剤のｐＨが「ｐＨ＞８」となる様に調整するのが好適である。有機物で汚染されている土地は、微生物による分解の過程で発生する有機酸や脱塩素によって副生した塩化水素によって酸性となっているため、助剤は塩基性でなければならないからである。
係るｐＨの調整は、例えば、助剤を製造する最終的な段階で、ｐＨ調整剤を添加することにより行われる。
【００２８】
助剤は浄化処理すべき領域Ｇｐに存在する鉄イオンと錯体を生成する。そして、係る錯体は、浄化処理すべき土壌Ｇｐが酸性でなくても沈殿せずに、処理するべき領域中を均一に存在する。
従って、領域Ｇｐを酸性にして環境に多大な負荷を与えない様に、領域Ｇｐを中性に保持したままで汚染物質を浄化することができるのである。
【００２９】
図２において、噴射用ロッド７は（例えば、４５Φの）二重管から成り、助剤は圧縮空気と共に噴射されるように構成されている。
助剤の噴流Ｊ１の周囲を、複数の圧縮空気の噴流（Ｊａ：図示を省略）で包囲して、噴流が土中で（半径方向外方へ）到達する距離を延ばすためである。
その場合には、二重管の内管を助剤が流れ、外管を圧縮空気が流れるように構成されている。
【００３０】
助剤及び圧縮空気を噴射することにより、スライム８が地中から湧き上がってくる。係るスライム８は、図示しない処理施設（例えば、曝気槽）へ送られる。ここで、スライム８の処理は、外気に触れることのない、いわゆる「クローズドシステム」で行われるので、スライム８中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等が、参考例を施工した現場から大気中に拡散してしまうことは防止される。
【００３１】
図３の工程では、円柱状の泥土柱９を造成する。係る泥土柱９は、助剤と切削された土壌とによる混合物から構成されている。
泥土柱９は、図２を参照して説明した様に、噴射用ロッド７を回転させながら引き上げることにより、円柱状に造成される。
【００３２】
図３において、ピット２には、掘削によって生じたスライム８が貯溜している。スライム８は、図２において述べたように、図示しない処理施設に搬送されて処理される。そして、スライム８の処理は、全て閉鎖系にて行われる。
【００３３】
図示はされていないが、助剤の噴射が終了し、地盤Ｇｐ中に円柱状の泥土柱９が造成された段階で、円柱状の泥土柱９におけるｐＨを計測し、ｐＨが５〜１０の範囲を保持していることを確認する。
係るｐＨ範囲を逸脱すると、施工領域Ｇｐ及びその周辺における環境に対して与える影響（負荷）が大きいからである。
【００３４】
図４は、助剤噴射が完了し、円柱状の泥土柱９が造成された状態が示されている。浄化するべき領域Ｇｐに円柱状の泥土柱９を造成したならば、噴射用ロッド７を地上側に引き上げて、その内部を洗浄する。
ここで、汚染物質の拡散を防止するため、噴射用ロッド７の洗浄で使用された洗浄水は、図示しない施設で処理される。ＶＯＣ等の拡散防止のため、係る処理もスライムの場合と同様に、全て閉鎖系で行われる。
【００３５】
汚染土壌のＶＯＣ等濃度が高く、主剤におけるＨ２Ｏ２濃度を高くしなければならない場合には、発生するＯ２の量も多くなる。多量に発生するＯ２を土中から除去するため、図５で示す様なガス抜き孔１０を穿孔し、発生するＯ２を地上側及び大気中により逃がしてやっても良い。多量に発生するＯ２によって、地盤Ｇが隆起してしまう事態を防止するためである。
汚染土壌のＶＯＣ等濃度については、施工に先立って、事前調査をすることにより決定することが出来る。
【００３６】
例えば、主剤におけるＨ２Ｏ２濃度が５％以上である場合には、図５で示すガス抜き孔１０を穿孔する工程を実行する。
但し、Ｈ２Ｏ２濃度が５％を超えている場合において、施工現場における各種条件等に基づいて、図５の工程を省略することは可能である。
また、Ｈ２Ｏ２濃度が５％未満であっても、条件次第によっては、図５のガス抜き孔１０を穿孔する工程を実行する。
【００３７】
図５の工程では、ガス抜き孔１０を穿孔する。詳細には、浄化するべき領域Ｇｐに造成された円柱状泥土柱９の上方の領域に、ガス抜き孔１０をボーリングロッド４によって削孔する。
図６、図７で後述する工程で主剤を円柱状泥土柱９内に噴射するが、その際に主剤と助剤とが接触することにより発生する酸素を地上側に抜くために、ガス抜き孔１０が必要となる。
【００３８】
図６の工程では、主剤を噴射する。
図６における符号Ｊ２は、噴射される主剤のジェットを、符号Ｎ２は主剤を噴射するノズルを示している。
主剤の噴射に際しては、円柱状の泥土柱９の最下方まで、主剤噴射用のロッド（φ４５二重管とは別のロッド）７Ａを挿入する。主剤噴射用ロッド７Ａは、二重管で構成され、主剤に加えて、図示しない圧縮空気用のノズルを介して圧縮空気も噴射する。
【００３９】
ロッド７Ａは二重管として構成され、二重管の内管を主剤が流れ、外管を圧縮空気が流れる。
主剤は所定圧力（２〜５０ＭＰａ）でノズルＮ２から噴射される。主剤は、その噴流Ｊ２の周囲を圧縮空気の噴流（Ｊａ：図示を省略）で包囲された状態で、円柱状の泥土柱９内に且つ半径方向外方へ噴射される。
ここで、主剤の噴射圧が２ＭＰａ未満であると、円柱状の泥土柱９内を進行して混合を行うのには不十分である。一方、噴射圧が５０ＭＰａを超えてしまうと、噴射に必要な動力が大きくなり過ぎて、不経済である。
【００４０】
主剤としては、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を包含している。
ここで、主剤は過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と共に、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムの中から選択される少なくとも１種類のｐＨ調整剤を添加することが可能である。
【００４１】
円柱状の泥土柱９内はすでに助剤で切削されているが、主剤の噴流Ｊ２が泥状の（助剤と地盤との）混合物９内部を進行する際に、かなりの抵抗がある。
円柱状の半径方向外方縁部まで到達しなければ、円柱状の泥土柱９における全ての領域で主剤と助剤とが反応することが出来ない。その様な事態を防止するため、円柱状の泥土柱９内部で、主剤が円柱状の半径方向外方縁部まで確実に到達する必要がある。
係る理由により、主剤の噴流Ｊ２の周囲を圧縮空気の噴流で包囲した状態で、噴射するのである。
【００４２】
図６、図７の工程では、主剤を噴射しつつ、ロッド７Ａを回転（矢印Ｒの動き）させて、ロッド７Ａを矢印Ｙ方向へ移動させる（地上側へ引き上げる）。
【００４３】
主剤が噴射されれば、主剤と、円柱状の泥土柱９内に存在する鉄キレートとが接触し、土壌中でヒドロキシルラジカルが生成される。生成したヒドロキシルラジカルが円柱状の泥土柱９内に存在する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の汚染物質を酸化分解して無害化する。
円柱状の泥土柱９内に存在する汚染物質（ＶＯＣ等）が分解される結果、当該泥土柱９内が浄化される。
【００４４】
図６、図７において、助剤と主剤とが混合している領域が、符号９ｘで示されている。
上述したような助剤及び主剤を使用することにより、重金属の溶出を防止しながら、ＶＯＣ等を分解することが出来る。
【００４５】
また、主剤と助剤とは、主剤が土壌中の浄化すべき領域Ｇｐに噴射された際に初めて混合されるので、浄化すべき領域Ｇｐに主剤が噴射される前の段階で主剤と助剤とを混合させる必要がない。
【００４６】
また、主剤が土壌中に噴射される段階では、処理すべき土壌Ｇｐは助剤噴流Ｊ１により細かく切削され、且つ、助剤と充分に混合されているので、助剤、主剤、土壌中の汚染物質は、確実に混合し接触して、反応することが出来る。
【００４７】
さらに、助剤中に鉄塩を添加しなくても、地盤中の鉄イオンを用いてＶＯＣ等を分解することが出来る。すなわち、施工に際に、鉄塩の添加は必須ではない。
また、領域Ｇｐ及びその周辺の環境に対する負荷を、小さくすることが出来る。
【００４８】
主剤と助剤とが反応する際に生じる酸素は、ボーリング孔５を介して地上側へ抜ける。図５で示す工程を実行した場合には、ボーリング孔５に加えて、図５で掘削されたガス抜き孔１０をも介して、発生した酸素が地上側に抜ける。
これにより、発生した酸素による地盤の隆起を防止できる。
【００４９】
図６及び図７で示す工程においても、図２、図３で示す工程と同様に、スライム８は発生する。発生したスライム８は、前述のように、地上側の図示しない処理施設に搬送される。
【００５０】
発生したスライム８を全て閉鎖系にて処理することにより、スライム８から大気中にＶＯＣ等が拡散してしまうことは防止される。そのため、いわゆる二次汚染が防止される。
【００５１】
図７で示す工程では、主剤（過酸化水素水）を所定の圧力（２〜５０ＭＰａ）で噴射（Ｊ２）しつつ、噴射装置（モニタ）を有するロッド７Ａを回転して、引き上げている。
上述した様に、主剤の噴射圧が２ＭＰａ未満では、円柱状の泥土柱９内を進行して混合を行うのには不十分である。一方、噴射圧が５０ＭＰａを超えてしまうと、噴射に必要な動力が大きくなり過ぎて、不経済である。
【００５２】
図７で示す工程でも、スライム８は発生する。
発生したスライム８は、前述のように、閉鎖系を介して地上側の図示しない処理施設に搬送され、処理される。
【００５３】
図８で示す工程では、主剤噴射を完了して、主剤噴射用のロッド７Ａを引き上げている。引き上げられたロッド７Ａは、その内部を洗浄される。
汚染物質の拡散を防止するため、ロッド７Ａの洗浄で使用された洗浄水も、閉鎖系を介して、図示しない施設で処理される。
【００５４】
図８で示す様に、汚染物質を浄化するべき領域Ｇｐには、助剤と主剤と土壌とが混合した円柱状の泥土柱（改良体）９Ｘが造成される。
泥土柱９Ｘの内部では、主剤と助剤とＶＯＣ等とが反応して上述した様な反応が進行し、ＶＯＣ等を分解する。
主剤と助剤とＶＯＣ等との反応が終了し、酸素が生成しなくなれば、ボーリング孔５やガス抜き孔１０を埋め立てる。
そして、必要に応じて、別の作業現場にて、図１〜図８の工程を実行する。
【００５５】
次に、図９〜図１３を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図８の参考例では、助剤を噴射する工程（図２、図３）を行った後に、主剤を噴射する工程（図６、図７）を実行している。それに対して、図９〜図１３で示す本発明の実施形態では、三重管３０で構成された噴射ロッド７Ｂにより、主剤と助剤を一工程で噴射している。
【００５６】
実施形態では、先ず、図９で示す様に、ボーリングマシーン１Ａを用いて、ボーリングロッド４Ｂにより、ボーリング孔５Ａを削抗する。
図９の例では、ボーリングロッド４Ｂの上端に、削孔水の給水金具４０が取り付けられ、地中側の先端には、スタビライザ４２を介して、切削歯であるメタルクラウン４４が取り付けられている。
図９で示す工程は、図１で示す工程と同様である。ただし、後述する様に、図９で削抗されたボーリング孔５Ａには三重管からなるロッド（噴射ロッド：以下、三重管ロッドと言う）７Ｂを挿入するので、図１で示す工程で削孔される二重管を挿入するべきボーリング孔５よりも、図９で削孔するべきボーリング孔５Ａの方が、その内径が大きくなる。
図９において符号２０は、発生したスライムを貯留しておくスライムピットを示している。
【００５７】
図１０の工程では、図９で削抗されたボーリング孔５Ａに、三重管ロッド７Ｂを挿入する。三重管ロッド７Ｂの挿入に際しては、三重管ロッド７Ｂをクレーン５０で吊り下げて行われる。
【００５８】
図示は省略するが、三重管ロッド７Ｂには同心円状に３つの流路が形成されており、半径方向最内方の流路には助剤が流れ、半径方向中央の流路には主剤が流れ、半径方向最外方の流路には圧縮空気が流れている。
但し、半径方向中央の流路に圧縮空気を流過し、半径方向最外方の流路に主剤を流過させることも可能である。
なお、主剤及び助剤の組成については、図１〜図８の第１実施形態と同様である。
【００５９】
図１１で示す様に、三重管ロッド７Ｂの地上側端部に設けた三重管スイベルジョイント３０を介して、半径方向最内方の流路と地上側の助剤の供給系統Ｌ１とを接続し、半径方向中央の流路と地上側の主剤の供給系統Ｌ２とを接続し、半径方向最外方の流路と地上側の圧縮空気供給系統Ｌａとを接続する。
なお、図示は省略するが、半径方向中央の流路に圧縮空気を流過し、半径方向最外方の流路に主剤を流過する場合には、半径方向中央の流路と地上側の圧縮空気供給系統とを接続し、半径方向最外方の流路と地上側の主剤の供給系統とを接続する。
【００６０】
明確には図示はされていないが、三重管ロッド７Ｂの外周面には、助剤噴射用のノズルＮ１と、主剤噴射用のノズルＮ２とが形成されている。そして、助剤噴射用のノズルＮ１の周辺と、主剤噴射用のノズルＮ２の周辺には、助剤噴射用のノズルＮ１と主剤噴射用のノズルＮ２の各々を包囲する様に、複数の圧縮空気噴射用のノズルが設けられている。
【００６１】
図１１で示す工程では、噴射用三重管ロッド７Ｂから、主剤及び助剤が噴射（Ｊ２、Ｊ１）されている。それと共に、各ノズルＮ１、Ｎ２の周囲から、圧縮空気の噴流が、主剤の噴流Ｊ２及び助剤の噴流Ｊ１を包囲する様に噴射される。
そして図１１の工程では、主剤及び助剤を噴射しつつ、三重管ロッド７Ｂを回転（矢印Ｒ）し、且つ、地上側へ引き上げている（矢印Ｙ）。
【００６２】
図１〜図８の参考例において説明した様に、助剤が存在しない環境下で主剤を地盤中に噴射すると、主剤中のＨ２Ｏ２が無駄に分解してしまう。
係る事態を防止するため、助剤が存在する領域に主剤が噴射される様に、図１１で示す様に、助剤噴射用ノズルＮ１は主剤噴射用ノズルＮ２に比較して、垂直方向上方（地上側）に配置されている。
【００６３】
上述した様に、噴射用三重管ロッド７Ｂは、助剤及び主剤を噴射しつつ地上側へ引き上げられるので、主剤噴射用ノズルＮ２から噴射される主剤は、上方に配置された助剤用噴射ノズルＮ１から噴射された助剤により土壌が掘削され、土砂と助剤とが混合された領域中に噴射される。すなわち、主剤が噴射される領域には、土壌を切削し混合した助剤が存在する。
【００６４】
図１１で示す助剤及び主剤の噴射工程をより詳細に示すのが、図１２である。
上述した様に、助剤噴射用ノズルＮ１及び主剤噴射用ノズルＮ２は、その周囲に複数の圧縮空気噴射用ノズルＮａが配置されており、助剤の噴流Ｊ１及び主剤の噴流Ｊ２の各々が、複数の圧縮空気の噴流Ｊａで包囲されている。
図１２において、主剤の噴流Ｊ２を包囲する圧縮空気の噴流と、主剤噴射用のノズルＮ２周辺に設けられた圧縮空気のノズルとは、図示を省略されている。
【００６５】
図１２の工程では、助剤及び主剤を圧縮空気と共に噴射して土壌を切削し、土壌と混合するので、大量のスライム８が発生する。係るスライム８は、三重管外周面７０とボーリング孔５Ａの内周面との間の概略円環状の空間を介して、地上側に上昇する。
このスライム８はＶＯＣ等を含有しているので、そのまま地上側に流出したのでは、ＶＯＣ等が大気中に拡散されてしまう。
【００６６】
そのため、図１２で示す様に、例えばスライムピット２０からサンドポンプやバキューム車６０等により、地上から湧き上がって来たスライム８を、閉鎖系を介して、図示しない処理施設まで搬送する。
図１２では、図示の簡略化のため、スライムピット２０まで上昇したスライム８が大気に露出している様に表示されているが、実際のシステムでは、上述した通り、スライム８が大気に露出すること無く、閉鎖系（図示せず）を介して、図示しない処理施設に搬送される。そのため、ＶＯＣ等が作業現場の大気中に拡散してしまうことが防止される。
【００６７】
図１３で示す様に、所定の汚染範囲を、助剤及び主剤を噴射して当該汚染範囲の土壌を切削して、混合して、ＶＯＣ等を除去したならば、三重管ロッド７Ｂをクレーン５０等の機械により引き上げる。
引き上げられた三重管ロッド７Ｂは、図示しない洗浄施設で洗浄される。ＶＯＣ等の拡散防止のため、洗浄施設で使用された洗浄水も、閉鎖系によって、図示しない処理施設に送られる。
【００６８】
図９〜図１３で示す本発明の実施形態によれば、助剤と主剤とが同時に噴射されるので、図１〜図８の参考例に比較して施工期間を短縮することが出来る。そして、施工期間が短縮した分だけ、施工コストを低減することが出来る。
【００６９】
図９〜図１３で示す実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図８で説明した参考例と同様である。
【００７０】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【符号の説明】
【００７１】
１・・・ボーリングマシーン
２・・・コア抜きされた空間
３・・・ガイドパイプ
４・・・ボーリングロッド
５・・・ボーリング孔
６・・・噴射機構／モニタ
７、７Ａ、７Ｂ・・・噴射用ロッド
８・・・スライム
９・・・円柱状の泥土柱
１０・・・ガス抜き孔
２０・・・スライムピット
３０・・・三重管スイベルジョイント
５０・・・クレーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染された土壌や地下水を地上側に搬送することなく、現位置で浄化する原位置浄化工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
係る原位置浄化工法として、フェントン法と呼ばれる手法が存在する。
鉄塩等の触媒から成る助剤を揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、油等で汚染された土壌中に供給して（主剤と助剤とを）反応せしめ、生成されたヒドロキシルラジカルがＶＯＣ等を酸化分解し、以って、汚染土壌を浄化する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、従来のフェントン法では、酸性条件下で実施する必要があった。
しかし、土壌を酸性にすると環境に負荷を与えると共に、環境汚染物質である重金属の溶出を促進する、という問題を有している。
係る問題に対処するべく、助剤に特殊な添加剤を加え、且つ、土壌中に存在する鉄（或いは鉄イオン）を用いて、過酸化水素と反応させる事によってヒドロキシルラジカルを生成し、以って、中性条件下でも効率良くＶＯＣ等を酸化分解する反応を進行させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、係る従来技術（特許文献２）では、主剤と助剤との反応が非常に早い。そのため、土壌中に注入する以前の段階で、地上側で主剤と助剤とを混合した場合には、処理すべき土壌中に存在するＶＯＣ等と反応する以前に主剤と助剤との反応が進行し、土壌中のＶＯＣ等と実際に反応する主剤及び助剤の量が、混合された主剤及び助剤の量に比較して非常に少なくなり、非効率的である。
【０００５】
従来技術において、浄化するべき土壌中の領域に井戸（注入井）を掘削し、当該井戸から助剤及び主剤を供給すれば、予め地上側で主剤と助剤とを混合しなくても、主剤及び助剤を確実に処理するべき地盤へ供給することが出来る。
しかし、井戸を経由して主剤及び助剤を土壌中へ供給する場合には、浄化するべき地盤において、主剤と助剤とが確実に混合することが困難であり、主剤と助剤とが反応することを確実に保証することは不可能である。
【特許文献１】特許第３７９３０８４号公報
【特許文献２】ＷＯ２００６／１２３５７４号国際公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、主剤と助剤とを地上側で混合する必要が無く、且つ、浄化するべき領域にて主剤と助剤とを確実に混合して反応せしめることが出来るような原位置浄化工法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の原位置浄化工法は、施工領域である汚染土壌を含む領域（Ｇｐ）にボーリングロッド（４）でボーリング孔（５）を掘削する工程と、ボーリングロッド（４）を引き抜いた後に先端にモニタ（６）を設けた噴射用ロッド（７）を前記ボーリング孔（５）の下端まで挿入し、前記モニタ（６）から、以下の一般式で示すビス（カルボキシメチル）アミン系生分解性キレート剤
（ここでＲは、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）Ｃ２Ｈ４ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）ＣＨ２ＣＯＯＸ、または、−Ｃ２Ｈ４ＳＯ３Ｘ、ＸはＨまたはアルカリ金属）を含む助剤を噴射（Ｊ１）すると共に過酸化水素を含む主剤を噴射（Ｊ２）し、且つ、当該ロッド（７）を回転しつつ地上側へ引き上げ以って浄化するべき領域の土壌を助剤の噴流（Ｊ１）によって切削し細断すると共に助剤及び主剤と均一に混合する工程を有しており、助剤及び主剤を噴射する工程では（例えば、助剤噴射用のノズルＮ１を主剤噴射用のノズルＮ２よりも垂直方向上方に配置することによって）助剤の噴流が主剤の噴流よりも垂直方向上方に位置しており、土壌を切削し混合した助剤が存在する領域に主剤が噴射されることを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
ここで、前記ロッド（７Ｂ）は三重管で構成されており、助剤及び主剤を噴射する際に助剤の噴流（Ｊ１）及び主剤の噴流（Ｊ２）の周囲を圧縮空気の噴流で包囲するのが好ましい（請求項２）。
【０００９】
本発明において、助剤を作成するに際して、助剤は鉄塩とキレート剤とｐＨ調整剤とを含有していても良い（請求項３）。
そして本発明において、助剤の作成時において、助剤のｐＨが８よりも高くすることが出来る（請求項４）。
【００１０】
助剤が鉄を包含する場合、当該助剤には、浄化処理すべき領域における鉄イオンの０．５〜４．０倍のモル比となる量の生分解性キレート剤が添加されることが好ましい。
そして、土中における鉄イオン（及び／又は重金属イオン）の量が汚染物質の分解反応に必要な量に比較して少ない場合には、助剤中に、二価鉄或いは三価鉄を添加することも可能である。そして、二価鉄或いは三価鉄の添加量は、Ｈ２Ｏ２と反応して発生するヒドロキシルラジカルが汚染物質の分解反応に必要な量となるのに必要な量よりも多く設定されるのが好ましい。
これらの量は、事前のトリータビリティー試験によって把握される。
【００１１】
なお、前記主剤は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と共に、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムの中から選択される少なくとも１種類のｐＨ緩衝剤を添加することが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
上述する構成を具備する本発明によれば、土壌と助剤との混合物が充填した領域に主剤が噴射されることによりヒドロキシルラジカルが発生し、当該領域内に存在する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等と反応して、分解、無害化する。
また、上述したような助剤及び主剤を使用することにより、重金属の溶出を防止しながら、ＶＯＣ等を分解することが出来る。
【００１３】
さらに本発明によれば、主剤と助剤とは、主剤が土壌中の浄化すべき領域（Ｇｐ）に噴射された際に初めて助剤と混合されるので、浄化すべき領域（Ｇｐ）に主剤が噴射される前の段階で主剤と助剤とを混合させる必要がない。
そして本発明によれば、主剤が土壌中に噴射される段階では、処理すべき土壌（Ｇｐ）は助剤噴流（Ｊ１）により細かく切削され、且つ、助剤と充分に混合されているので、助剤、主剤、土壌中の汚染物質は、確実に混合して、反応することが出来る。
【００１４】
それに加えて、本発明によれば、助剤中に鉄塩等を添加しなくても、土中の鉄イオン（及び／又は重金属イオン）を用いてＶＯＣ等を分解することが出来る。その結果、施工領域における環境における負荷が小さくなる。
【００１５】
本発明において、主剤と助剤とを同時に噴射しているので、助剤を噴射してから主剤を噴射する工程を行う場合に比較して、施工期間を短縮化することが可能である。
本発明では、（例えば、助剤噴射用のノズルＮ１を主剤噴射用のノズルＮ２よりも垂直方向上方に配置することによって）助剤の噴流（Ｊ１）が主剤の噴流（Ｊ２）よりも垂直方向上方に位置しているので、主剤が噴射される領域では、すでに助剤により土壌が切削され、土壌と助剤とが混合されている。
【００１６】
また本発明において、助剤の噴流（Ｊ１）の周囲を圧縮空気の噴流で包囲する様に噴射すれば（請求項２）、浄化するべき土壌（Ｇｐ）を掘削する距離が増加するので、広い領域に亘って原位置浄化が可能となる。
そして本発明において、主剤の噴流（Ｊ２）の周囲を圧縮空気の噴流で包囲する様に噴射すれば（請求項２）、助剤と汚染された土壌との混合物が存在する領域の半径方向最外方部まで主剤の噴流が確実に到達するので、助剤で掘削された領域において確実に主剤と助剤とが混合し、汚染物質を分解することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の参考例における一工程を説明する工程図。
【図２】参考例の図１で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図３】参考例の図２で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図４】参考例の図３で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図５】参考例の図４で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図６】参考例の図５で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図７】参考例の図６で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図８】参考例の図７で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図９】本発明の実施形態における一工程を説明する工程図。
【図１０】実施形態の図９で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図１１】実施形態の図１０で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【図１２】図１１で示す工程を詳細に示す説明図。
【図１３】実施形態の図１２で示す工程に続く工程を説明する工程図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態の理解を容易にするため、最初に図１〜図８を参照して、本発明の参考例を説明する。
【００１９】
先ず、図１で示す様に、地上に設置したボーリングマシーン１を用いて、施工領域である汚染土壌を含む領域Ｇｐに、ボーリングロッド４でボーリング孔５を掘削する。浄化するべき領域Ｇｐの下端までボーリング孔５を掘削したならば、ボーリングロッド４を地上側（図１では上方）へ引き抜く。
【００２０】
次に、図２で示す工程では、ボーリングロッド４を引き抜いた後に、先端に噴射機構（モニタ）６を設けた噴射用ロッド７を、ボーリング孔５の下端まで挿入する。
そして、モニタ６のノズルＮ１から助剤（及び圧縮空気）を噴射して、浄化するべき地盤の領域Ｇｐの切削を開始する。図２における符号Ｊ１は、ノズルＮ１から噴射される助剤のジェットを示している。
【００２１】
ここで、主剤を噴射する工程（図６、図７で後述する工程）を施工する以前の段階で助剤を噴射するのは、以下の理由に基づいている。
助剤を噴射するよりも先の段階で主剤を噴射すると、主剤中のＨ２Ｏ２（過酸化水素）が自然分解し、或いは土中の物質と反応し、無駄に分解してしまう。
一方、助剤存在下であれば、主剤は鉄キレートと反応して、ヒドロキシルラジカルを生じる。そして、ヒドロキシルラジカルが汚染物質であるＶＯＣ等と反応して分解することにより、汚染土壌の浄化が行われる。
参考例では、主剤中のＨ２Ｏ２が無駄に分解してしまうことを防止するため、図２、図３で示す工程において、主剤の噴射以前の段階で助剤を噴射（Ｊ１）し、処理すべき土壌Ｇｐを切削し、助剤と土壌とを混合しているのである。
【００２２】
図２で示す工程において、詳細には、浄化するべき地盤Ｇｐ中で、助剤を所定の圧力（２〜５０ＭＰａ）で噴射して、浄化するべき土壌Ｇｐを切削し、且つ、切削された土壌と噴射された助剤とが混合する。ここで、助剤の噴射圧が２ＭＰａ未満では、土壌の切削が不十分となる。一方、噴射圧が５０ＭＰａを超えてしまうと、助剤の噴射に必要な動力が大きくなり過ぎて、不経済である。
切削・混合するに際しては、噴射用ロッド７を回転（矢印Ｒの動作）させて、浄化するべき土壌Ｇｐを円盤状に切削しながら、引き上げる（矢印Ｙの動作）。
図２における符号８は、土壌Ｇｐを助剤で切削・混合する際に発生したスライムを示している。
助剤を土壌と混合することにより、汚染領域Ｇｐを泥土状とせしめ、主剤を噴射する際に、噴射圧力を非常に高い圧力とすることなく、主剤が確実に汚染領域Ｇｐ中の全域に到達することを可能にしている。このことは、使用エネルギーの削減と、施工コストの低減に寄与している。
【００２３】
ここで、本発明において使用される生分解性キレート剤は、下記一般式で示されるビス（カルボキシメチル）アミン系生分解性キレート剤である。
【００２４】
上記（一般式）において、「Ｒ」は、例えば、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）Ｃ２Ｈ４ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）ＣＨ２ＣＯＯＸ、または、−Ｃ２Ｈ４ＳＯ３Ｘ（ＸはＨまたはアルカリ金属）である。
【００２５】
また助剤の添加量は、浄化処理すべき領域における鉄イオンの０．５〜４．０倍のモル比となる様に設定される。
【００２６】
ここで、土中における鉄イオン（及び／又は重金属イオン）の量が汚染物質の分解反応に必要な量に比較して少ない場合には、助剤中に、二価鉄或いは三価鉄を添加することも可能である。そして、二価鉄或いは三価鉄の添加量は、Ｈ２Ｏ２と反応して発生するヒドロキシルラジカルが汚染物質の分解反応に必要な量となるのに必要な量よりも多く設定される。
鉄イオンの量は、事前に調査ボーリング等を行うことにより、正確に把握することが可能である。
ここで、助剤には、必ずしも鉄などの触媒を含める必要はない。助剤に鉄などの触媒を含めない場合は、コスト削減に繋がる。
そして、地盤中に添加する薬剤は、自然分解するものを選択し、環境負荷が小さい様に設定されているのが好適である。
【００２７】
助剤については、助剤と切削された土壌との混合物のｐＨが５〜１０の範囲、より好ましくはｐＨが６〜９の範囲となる様に設定するのが好ましい。そのため、例えば、助剤のｐＨが「ｐＨ＞８」となる様に調整するのが好適である。有機物で汚染されている土地は、微生物による分解の過程で発生する有機酸や脱塩素によって副生した塩化水素によって酸性となっているため、助剤は塩基性でなければならないからである。
係るｐＨの調整は、例えば、助剤を製造する最終的な段階で、ｐＨ調整剤を添加することにより行われる。
【００２８】
助剤は浄化処理すべき領域Ｇｐに存在する鉄イオンと錯体を生成する。そして、係る錯体は、浄化処理すべき土壌Ｇｐが酸性でなくても沈殿せずに、処理するべき領域中を均一に存在する。
従って、領域Ｇｐを酸性にして環境に多大な負荷を与えない様に、領域Ｇｐを中性に保持したままで汚染物質を浄化することができるのである。
【００２９】
図２において、噴射用ロッド７は（例えば、４５Φの）二重管から成り、助剤は圧縮空気と共に噴射されるように構成されている。
助剤の噴流Ｊ１の周囲を、複数の圧縮空気の噴流（Ｊａ：図示を省略）で包囲して、噴流が土中で（半径方向外方へ）到達する距離を延ばすためである。
その場合には、二重管の内管を助剤が流れ、外管を圧縮空気が流れるように構成されている。
【００３０】
助剤及び圧縮空気を噴射することにより、スライム８が地中から湧き上がってくる。係るスライム８は、図示しない処理施設（例えば、曝気槽）へ送られる。ここで、スライム８の処理は、外気に触れることのない、いわゆる「クローズドシステム」で行われるので、スライム８中の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等が、参考例を施工した現場から大気中に拡散してしまうことは防止される。
【００３１】
図３の工程では、円柱状の泥土柱９を造成する。係る泥土柱９は、助剤と切削された土壌とによる混合物から構成されている。
泥土柱９は、図２を参照して説明した様に、噴射用ロッド７を回転させながら引き上げることにより、円柱状に造成される。
【００３２】
図３において、ピット２には、掘削によって生じたスライム８が貯溜している。スライム８は、図２において述べたように、図示しない処理施設に搬送されて処理される。そして、スライム８の処理は、全て閉鎖系にて行われる。
【００３３】
図示はされていないが、助剤の噴射が終了し、地盤Ｇｐ中に円柱状の泥土柱９が造成された段階で、円柱状の泥土柱９におけるｐＨを計測し、ｐＨが５〜１０の範囲を保持していることを確認する。
係るｐＨ範囲を逸脱すると、施工領域Ｇｐ及びその周辺における環境に対して与える影響（負荷）が大きいからである。
【００３４】
図４は、助剤噴射が完了し、円柱状の泥土柱９が造成された状態が示されている。浄化するべき領域Ｇｐに円柱状の泥土柱９を造成したならば、噴射用ロッド７を地上側に引き上げて、その内部を洗浄する。
ここで、汚染物質の拡散を防止するため、噴射用ロッド７の洗浄で使用された洗浄水は、図示しない施設で処理される。ＶＯＣ等の拡散防止のため、係る処理もスライムの場合と同様に、全て閉鎖系で行われる。
【００３５】
汚染土壌のＶＯＣ等濃度が高く、主剤におけるＨ２Ｏ２濃度を高くしなければならない場合には、発生するＯ２の量も多くなる。多量に発生するＯ２を土中から除去するため、図５で示す様なガス抜き孔１０を穿孔し、発生するＯ２を地上側及び大気中により逃がしてやっても良い。多量に発生するＯ２によって、地盤Ｇが隆起してしまう事態を防止するためである。
汚染土壌のＶＯＣ等濃度については、施工に先立って、事前調査をすることにより決定することが出来る。
【００３６】
例えば、主剤におけるＨ２Ｏ２濃度が５％以上である場合には、図５で示すガス抜き孔１０を穿孔する工程を実行する。
但し、Ｈ２Ｏ２濃度が５％を超えている場合において、施工現場における各種条件等に基づいて、図５の工程を省略することは可能である。
また、Ｈ２Ｏ２濃度が５％未満であっても、条件次第によっては、図５のガス抜き孔１０を穿孔する工程を実行する。
【００３７】
図５の工程では、ガス抜き孔１０を穿孔する。詳細には、浄化するべき領域Ｇｐに造成された円柱状泥土柱９の上方の領域に、ガス抜き孔１０をボーリングロッド４によって削孔する。
図６、図７で後述する工程で主剤を円柱状泥土柱９内に噴射するが、その際に主剤と助剤とが接触することにより発生する酸素を地上側に抜くために、ガス抜き孔１０が必要となる。
【００３８】
図６の工程では、主剤を噴射する。
図６における符号Ｊ２は、噴射される主剤のジェットを、符号Ｎ２は主剤を噴射するノズルを示している。
主剤の噴射に際しては、円柱状の泥土柱９の最下方まで、主剤噴射用のロッド（φ４５二重管とは別のロッド）７Ａを挿入する。主剤噴射用ロッド７Ａは、二重管で構成され、主剤に加えて、図示しない圧縮空気用のノズルを介して圧縮空気も噴射する。
【００３９】
ロッド７Ａは二重管として構成され、二重管の内管を主剤が流れ、外管を圧縮空気が流れる。
主剤は所定圧力（２〜５０ＭＰａ）でノズルＮ２から噴射される。主剤は、その噴流Ｊ２の周囲を圧縮空気の噴流（Ｊａ：図示を省略）で包囲された状態で、円柱状の泥土柱９内に且つ半径方向外方へ噴射される。
ここで、主剤の噴射圧が２ＭＰａ未満であると、円柱状の泥土柱９内を進行して混合を行うのには不十分である。一方、噴射圧が５０ＭＰａを超えてしまうと、噴射に必要な動力が大きくなり過ぎて、不経済である。
【００４０】
主剤としては、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を包含している。
ここで、主剤は過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と共に、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムの中から選択される少なくとも１種類のｐＨ調整剤を添加することが可能である。
【００４１】
円柱状の泥土柱９内はすでに助剤で切削されているが、主剤の噴流Ｊ２が泥状の（助剤と地盤との）混合物９内部を進行する際に、かなりの抵抗がある。
円柱状の半径方向外方縁部まで到達しなければ、円柱状の泥土柱９における全ての領域で主剤と助剤とが反応することが出来ない。その様な事態を防止するため、円柱状の泥土柱９内部で、主剤が円柱状の半径方向外方縁部まで確実に到達する必要がある。
係る理由により、主剤の噴流Ｊ２の周囲を圧縮空気の噴流で包囲した状態で、噴射するのである。
【００４２】
図６、図７の工程では、主剤を噴射しつつ、ロッド７Ａを回転（矢印Ｒの動き）させて、ロッド７Ａを矢印Ｙ方向へ移動させる（地上側へ引き上げる）。
【００４３】
主剤が噴射されれば、主剤と、円柱状の泥土柱９内に存在する鉄キレートとが接触し、土壌中でヒドロキシルラジカルが生成される。生成したヒドロキシルラジカルが円柱状の泥土柱９内に存在する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の汚染物質を酸化分解して無害化する。
円柱状の泥土柱９内に存在する汚染物質（ＶＯＣ等）が分解される結果、当該泥土柱９内が浄化される。
【００４４】
図６、図７において、助剤と主剤とが混合している領域が、符号９ｘで示されている。
上述したような助剤及び主剤を使用することにより、重金属の溶出を防止しながら、ＶＯＣ等を分解することが出来る。
【００４５】
また、主剤と助剤とは、主剤が土壌中の浄化すべき領域Ｇｐに噴射された際に初めて混合されるので、浄化すべき領域Ｇｐに主剤が噴射される前の段階で主剤と助剤とを混合させる必要がない。
【００４６】
また、主剤が土壌中に噴射される段階では、処理すべき土壌Ｇｐは助剤噴流Ｊ１により細かく切削され、且つ、助剤と充分に混合されているので、助剤、主剤、土壌中の汚染物質は、確実に混合し接触して、反応することが出来る。
【００４７】
さらに、助剤中に鉄塩を添加しなくても、地盤中の鉄イオンを用いてＶＯＣ等を分解することが出来る。すなわち、施工に際に、鉄塩の添加は必須ではない。
また、領域Ｇｐ及びその周辺の環境に対する負荷を、小さくすることが出来る。
【００４８】
主剤と助剤とが反応する際に生じる酸素は、ボーリング孔５を介して地上側へ抜ける。図５で示す工程を実行した場合には、ボーリング孔５に加えて、図５で掘削されたガス抜き孔１０をも介して、発生した酸素が地上側に抜ける。
これにより、発生した酸素による地盤の隆起を防止できる。
【００４９】
図６及び図７で示す工程においても、図２、図３で示す工程と同様に、スライム８は発生する。発生したスライム８は、前述のように、地上側の図示しない処理施設に搬送される。
【００５０】
発生したスライム８を全て閉鎖系にて処理することにより、スライム８から大気中にＶＯＣ等が拡散してしまうことは防止される。そのため、いわゆる二次汚染が防止される。
【００５１】
図７で示す工程では、主剤（過酸化水素水）を所定の圧力（２〜５０ＭＰａ）で噴射（Ｊ２）しつつ、噴射装置（モニタ）を有するロッド７Ａを回転して、引き上げている。
上述した様に、主剤の噴射圧が２ＭＰａ未満では、円柱状の泥土柱９内を進行して混合を行うのには不十分である。一方、噴射圧が５０ＭＰａを超えてしまうと、噴射に必要な動力が大きくなり過ぎて、不経済である。
【００５２】
図７で示す工程でも、スライム８は発生する。
発生したスライム８は、前述のように、閉鎖系を介して地上側の図示しない処理施設に搬送され、処理される。
【００５３】
図８で示す工程では、主剤噴射を完了して、主剤噴射用のロッド７Ａを引き上げている。引き上げられたロッド７Ａは、その内部を洗浄される。
汚染物質の拡散を防止するため、ロッド７Ａの洗浄で使用された洗浄水も、閉鎖系を介して、図示しない施設で処理される。
【００５４】
図８で示す様に、汚染物質を浄化するべき領域Ｇｐには、助剤と主剤と土壌とが混合した円柱状の泥土柱（改良体）９Ｘが造成される。
泥土柱９Ｘの内部では、主剤と助剤とＶＯＣ等とが反応して上述した様な反応が進行し、ＶＯＣ等を分解する。
主剤と助剤とＶＯＣ等との反応が終了し、酸素が生成しなくなれば、ボーリング孔５やガス抜き孔１０を埋め立てる。
そして、必要に応じて、別の作業現場にて、図１〜図８の工程を実行する。
【００５５】
次に、図９〜図１３を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図８の参考例では、助剤を噴射する工程（図２、図３）を行った後に、主剤を噴射する工程（図６、図７）を実行している。それに対して、図９〜図１３で示す本発明の実施形態では、三重管３０で構成された噴射ロッド７Ｂにより、主剤と助剤を一工程で噴射している。
【００５６】
実施形態では、先ず、図９で示す様に、ボーリングマシーン１Ａを用いて、ボーリングロッド４Ｂにより、ボーリング孔５Ａを削抗する。
図９の例では、ボーリングロッド４Ｂの上端に、削孔水の給水金具４０が取り付けられ、地中側の先端には、スタビライザ４２を介して、切削歯であるメタルクラウン４４が取り付けられている。
図９で示す工程は、図１で示す工程と同様である。ただし、後述する様に、図９で削抗されたボーリング孔５Ａには三重管からなるロッド（噴射ロッド：以下、三重管ロッドと言う）７Ｂを挿入するので、図１で示す工程で削孔される二重管を挿入するべきボーリング孔５よりも、図９で削孔するべきボーリング孔５Ａの方が、その内径が大きくなる。
図９において符号２０は、発生したスライムを貯留しておくスライムピットを示している。
【００５７】
図１０の工程では、図９で削抗されたボーリング孔５Ａに、三重管ロッド７Ｂを挿入する。三重管ロッド７Ｂの挿入に際しては、三重管ロッド７Ｂをクレーン５０で吊り下げて行われる。
【００５８】
図示は省略するが、三重管ロッド７Ｂには同心円状に３つの流路が形成されており、半径方向最内方の流路には助剤が流れ、半径方向中央の流路には主剤が流れ、半径方向最外方の流路には圧縮空気が流れている。
但し、半径方向中央の流路に圧縮空気を流過し、半径方向最外方の流路に主剤を流過させることも可能である。
なお、主剤及び助剤の組成については、図１〜図８の第１実施形態と同様である。
【００５９】
図１１で示す様に、三重管ロッド７Ｂの地上側端部に設けた三重管スイベルジョイント３０を介して、半径方向最内方の流路と地上側の助剤の供給系統Ｌ１とを接続し、半径方向中央の流路と地上側の主剤の供給系統Ｌ２とを接続し、半径方向最外方の流路と地上側の圧縮空気供給系統Ｌａとを接続する。
なお、図示は省略するが、半径方向中央の流路に圧縮空気を流過し、半径方向最外方の流路に主剤を流過する場合には、半径方向中央の流路と地上側の圧縮空気供給系統とを接続し、半径方向最外方の流路と地上側の主剤の供給系統とを接続する。
【００６０】
明確には図示はされていないが、三重管ロッド７Ｂの外周面には、助剤噴射用のノズルＮ１と、主剤噴射用のノズルＮ２とが形成されている。そして、助剤噴射用のノズルＮ１の周辺と、主剤噴射用のノズルＮ２の周辺には、助剤噴射用のノズルＮ１と主剤噴射用のノズルＮ２の各々を包囲する様に、複数の圧縮空気噴射用のノズルが設けられている。
【００６１】
図１１で示す工程では、噴射用三重管ロッド７Ｂから、主剤及び助剤が噴射（Ｊ２、Ｊ１）されている。それと共に、各ノズルＮ１、Ｎ２の周囲から、圧縮空気の噴流が、主剤の噴流Ｊ２及び助剤の噴流Ｊ１を包囲する様に噴射される。
そして図１１の工程では、主剤及び助剤を噴射しつつ、三重管ロッド７Ｂを回転（矢印Ｒ）し、且つ、地上側へ引き上げている（矢印Ｙ）。
【００６２】
図１〜図８の参考例において説明した様に、助剤が存在しない環境下で主剤を地盤中に噴射すると、主剤中のＨ２Ｏ２が無駄に分解してしまう。
係る事態を防止するため、助剤が存在する領域に主剤が噴射される様に、図１１で示す様に、助剤噴射用ノズルＮ１は主剤噴射用ノズルＮ２に比較して、垂直方向上方（地上側）に配置されている。
【００６３】
上述した様に、噴射用三重管ロッド７Ｂは、助剤及び主剤を噴射しつつ地上側へ引き上げられるので、主剤噴射用ノズルＮ２から噴射される主剤は、上方に配置された助剤用噴射ノズルＮ１から噴射された助剤により土壌が掘削され、土砂と助剤とが混合された領域中に噴射される。すなわち、主剤が噴射される領域には、土壌を切削し混合した助剤が存在する。
【００６４】
図１１で示す助剤及び主剤の噴射工程をより詳細に示すのが、図１２である。
上述した様に、助剤噴射用ノズルＮ１及び主剤噴射用ノズルＮ２は、その周囲に複数の圧縮空気噴射用ノズルＮａが配置されており、助剤の噴流Ｊ１及び主剤の噴流Ｊ２の各々が、複数の圧縮空気の噴流Ｊａで包囲されている。
図１２において、主剤の噴流Ｊ２を包囲する圧縮空気の噴流と、主剤噴射用のノズルＮ２周辺に設けられた圧縮空気のノズルとは、図示を省略されている。
【００６５】
図１２の工程では、助剤及び主剤を圧縮空気と共に噴射して土壌を切削し、土壌と混合するので、大量のスライム８が発生する。係るスライム８は、三重管外周面７０とボーリング孔５Ａの内周面との間の概略円環状の空間を介して、地上側に上昇する。
このスライム８はＶＯＣ等を含有しているので、そのまま地上側に流出したのでは、ＶＯＣ等が大気中に拡散されてしまう。
【００６６】
そのため、図１２で示す様に、例えばスライムピット２０からサンドポンプやバキューム車６０等により、地上から湧き上がって来たスライム８を、閉鎖系を介して、図示しない処理施設まで搬送する。
図１２では、図示の簡略化のため、スライムピット２０まで上昇したスライム８が大気に露出している様に表示されているが、実際のシステムでは、上述した通り、スライム８が大気に露出すること無く、閉鎖系（図示せず）を介して、図示しない処理施設に搬送される。そのため、ＶＯＣ等が作業現場の大気中に拡散してしまうことが防止される。
【００６７】
図１３で示す様に、所定の汚染範囲を、助剤及び主剤を噴射して当該汚染範囲の土壌を切削して、混合して、ＶＯＣ等を除去したならば、三重管ロッド７Ｂをクレーン５０等の機械により引き上げる。
引き上げられた三重管ロッド７Ｂは、図示しない洗浄施設で洗浄される。ＶＯＣ等の拡散防止のため、洗浄施設で使用された洗浄水も、閉鎖系によって、図示しない処理施設に送られる。
【００６８】
図９〜図１３で示す本発明の実施形態によれば、助剤と主剤とが同時に噴射されるので、図１〜図８の参考例に比較して施工期間を短縮することが出来る。そして、施工期間が短縮した分だけ、施工コストを低減することが出来る。
【００６９】
図９〜図１３で示す実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図８で説明した参考例と同様である。
【００７０】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【符号の説明】
【００７１】
１・・・ボーリングマシーン
２・・・コア抜きされた空間
３・・・ガイドパイプ
４・・・ボーリングロッド
５・・・ボーリング孔
６・・・噴射機構／モニタ
７、７Ａ、７Ｂ・・・噴射用ロッド
８・・・スライム
９・・・円柱状の泥土柱
１０・・・ガス抜き孔
２０・・・スライムピット
３０・・・三重管スイベルジョイント
５０・・・クレーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
施工領域である汚染土壌を含む領域（Ｇｐ）にボーリングロッド（４）でボーリング孔（５）を掘削する工程と、ボーリングロッド（４）を引き抜いた後に先端にモニタ（６）を設けた噴射用ロッド（７）を前記ボーリング孔（５）の下端まで挿入し、前記モニタ（６）から、以下の一般式で示すビス（カルボキシメチル）アミン系生分解性キレート剤
（ここでＲは、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）Ｃ２Ｈ４ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）ＣＨ２ＣＯＯＸ、または、−Ｃ２Ｈ４ＳＯ３Ｘ、ＸはＨまたはアルカリ金属）を含む助剤を噴射（Ｊ１）すると共に過酸化水素を含む主剤を噴射（Ｊ２）し、且つ、当該ロッド（７）を回転しつつ地上側へ引き上げ以って浄化するべき領域の土壌を助剤の噴流（Ｊ１）によって切削し細断すると共に助剤及び主剤と均一に混合する工程を有しており、助剤及び主剤を噴射する工程では助剤の噴流が主剤の噴流よりも垂直方向上方に位置しており、土壌を切削し混合した助剤が存在する領域に主剤が噴射されることを特徴とする原位置浄化工法。
【請求項２】
前記ロッドは三重管で構成されており、助剤及び主剤を噴射する際に助剤の噴流及び主剤の噴流の周囲を圧縮空気の噴流で包囲する請求項１の原位置浄化工法。
【請求項３】
助剤は鉄塩とキレート剤とｐＨ調整剤とを含有している請求項１、２の何れかの原位置浄化工法。
【請求項４】
助剤のｐＨが８よりも高い請求項１〜３の何れか１項の原位置浄化工法。
【請求項１】
施工領域である汚染土壌を含む領域（Ｇｐ）にボーリングロッド（４）でボーリング孔（５）を掘削する工程と、ボーリングロッド（４）を引き抜いた後に先端にモニタ（６）を設けた噴射用ロッド（７）を前記ボーリング孔（５）の下端まで挿入し、前記モニタ（６）から、以下の一般式で示すビス（カルボキシメチル）アミン系生分解性キレート剤
（ここでＲは、−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）Ｃ２Ｈ４ＣＯＯＸ、−ＣＨ（ＣＯＯＸ）ＣＨ２ＣＯＯＸ、または、−Ｃ２Ｈ４ＳＯ３Ｘ、ＸはＨまたはアルカリ金属）を含む助剤を噴射（Ｊ１）すると共に過酸化水素を含む主剤を噴射（Ｊ２）し、且つ、当該ロッド（７）を回転しつつ地上側へ引き上げ以って浄化するべき領域の土壌を助剤の噴流（Ｊ１）によって切削し細断すると共に助剤及び主剤と均一に混合する工程を有しており、助剤及び主剤を噴射する工程では助剤の噴流が主剤の噴流よりも垂直方向上方に位置しており、土壌を切削し混合した助剤が存在する領域に主剤が噴射されることを特徴とする原位置浄化工法。
【請求項２】
前記ロッドは三重管で構成されており、助剤及び主剤を噴射する際に助剤の噴流及び主剤の噴流の周囲を圧縮空気の噴流で包囲する請求項１の原位置浄化工法。
【請求項３】
助剤は鉄塩とキレート剤とｐＨ調整剤とを含有している請求項１、２の何れかの原位置浄化工法。
【請求項４】
助剤のｐＨが８よりも高い請求項１〜３の何れか１項の原位置浄化工法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１８３３９７（Ｐ２０１１−１８３３９７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４９３２（Ｐ２０１１−１３４９３２）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【分割の表示】特願２００７−２０７７８５（Ｐ２００７−２０７７８５）の分割
【原出願日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（０００００４４６６）三菱瓦斯化学株式会社 (1,281)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【分割の表示】特願２００７−２０７７８５（Ｐ２００７−２０７７８５）の分割
【原出願日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（０００００４４６６）三菱瓦斯化学株式会社 (1,281)
【Ｆターム（参考）】
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