土壌の浄化方法及びそれに使用する二重電極筒、一重電極筒及び電極棒及び電極筒設置装置並びに可搬式土壌汚染物質除去装置
【課題】 土壌中の汚染物質の含有量を低減すると共に、汚染土壌の量を縮減することのできる、効果的で安価な土壌中の汚染物質の除去方法およびそれに使用する二重電極筒、一重電極筒及び電極棒及び電極筒設置装置並びに可搬式土壌汚染物質除去装置を提供する。
【解決手段】 汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、予め陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を設定し、この穴に電極を設置し通電して土壌の浄化を行い、その後浄化水準の進行に伴って、前記予め設置した陰極電極と陽極電極を他の位置に移設することを特徴とする土壌の浄化方法及びこの方法に使用する二重電極筒、一重電極筒及び電極棒及び電極筒設置装置並びに可搬式土壌汚染物質除去装置。
【解決手段】 汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、予め陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を設定し、この穴に電極を設置し通電して土壌の浄化を行い、その後浄化水準の進行に伴って、前記予め設置した陰極電極と陽極電極を他の位置に移設することを特徴とする土壌の浄化方法及びこの方法に使用する二重電極筒、一重電極筒及び電極棒及び電極筒設置装置並びに可搬式土壌汚染物質除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌の電気修復法による電極の設置方法及びそれに使用する二重電極筒、一重電極筒及び電極棒及び電極筒の設置装置並びに可搬式土壌汚染物質除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土壌浄化の方法は、原位置浄化法と掘削後浄化法とがある。原位置浄化法には、電気修復法と汚染物質の地中封じ込め法、不溶化法、掘削除去法等がある。このうち電気修復法は、微細粒土の浄化に対して有力であり、計画的に汚染物質濃度を減少させることができ、また粘土等の透水困難な土壌にも適用できるため広く用いられている。
また、掘削後浄化法では洗浄法、化学的処理法等が行われているが、掘削後浄化法においては、粘土等の細粒土壌に対して有効に適用し難いこと、細粒土壌を洗い出すために大量の水を要すること等の問題がある。また、化学的処理法は汚染土壌に対して薬剤を投入して汚染物質を不溶化する等の方法による方法だが、汚染物質が放射性物質である場合は不溶化によって無害化することはできないため、汚染物質を土壌から脱着分離してのち薬剤を投入する必要があり、薬剤投入に先立って土壌から汚染物質を脱着分離する方法が求められている。
【０００３】
しかし、電気修復法には、次の点で技術的課題が指摘されていた。
１．長い除去期間を要する
電気修復法において、浄化を十分に進めるためには土壌に吸着された重金属あるいは放射性物質（以下、「重金属あるいは放射性物質」を「重金属等」という）を土壌間隙水中に脱着させる必要があるが、このとき重金属等が容易に脱着せず、浄化期間が長期にわたっていた。このために、土壌の酸性化を促進して重金属等の脱着を進める技術、重金属等の土壌への吸着が進まない段階における取り出し、あるいは重金属等を吸着した土壌粒子を土壌から取り出す技術の開発が要請されている。
２．重金属水酸化物等の濃度の低減について
土壌に通電した場合に、電気泳動および電気浸透によって電極方向に移動した重金属イオンは、陰陽両極間において陰極から生じた水酸イオンと結合して水酸化物になり土壌粒子間に沈殿するため、溶液として回収除去することが困難になる。
３．多量の電気エネルギーを必要とする
電気修復法に要する単位浄化面積当たりの電気消費量は小さいものの、浄化期間が長期にわたるために、その間に消費する電力が多大になる。
４．土壌の電位勾配が不均一になり電気エネルギー効率が低下する
通電の後に生ずる電位勾配は、通電直後は陽極から陰極に向かって一直線に近いなだらかな勾配であるが、通電期間の経過とともに、陽極との電位差が少なく電位勾配の小さい地域と、陽極との電位差が大きく電位勾配の小さい地域とが形成される結果、電位勾配の段差（以下「電位ギャップ」という）を生ずる不均一な勾配になり、投入する電気エネルギーの効率が低下する。
５．電極棒の消耗が激しい
電極材は、強酸・強アルカリ的環境下にあるため特に陽極棒の消耗が激しく、また陰極棒についても素材によっては、かなりの速度で消耗するので、陰陽両極ともその補充が欠かせない。
６．浄化後の土壌の土性を調整する必要がある
浄化は土壌を強酸性化して行うために浄化後の土壌は酸性である。したがって、土壌中の重金属が再度溶出することを防ぐ目的で、あるいは事後の土地の使用法によっては土壌酸度を中和する必要がある。
７．セシウムなどの水溶性の高い放射性物質で汚染され集積された土壌のうち、一定の水準以上に汚染された土壌の減量化が大きな課題であり、こうした汚染土壌は局地的、かつ広域的に分布していることから、除染装置をもって簡便に汚染土壌を減量化する方法が求められている。
【０００４】
上記のような課題を解決するために、すでに多数の特許出願がなされていて、例えば特許文献１に記載する発明が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５４３５０号公報
【０００６】
この発明は、水分を含む汚染土壌に電極を用いて直流電圧を印加した後、いったん通電を停止し、アルカリ化した陰極近傍の土壌に酸性溶液を供給して酸性化し、不溶化した汚染物質を溶解して、陰極側から汚染物質を水と共に揚水して除去し、さらに再び土壌に汚染物質を含まない水を給水して、通電するといった操作を繰り返すことにより、その目的を達成するものである。
【０００７】
本発明によれば、重金属等によって汚染された土壌から重金属等を除去する技術として、特開平９−４７７４８号公報記載の発明と、特開２０００−１４０８１９号公報記載の発明の問題点を解決したものであり、土壌中の汚染物質の含有量を低減すると共に、効果的で安価な土壌中の汚染物質の除去方法およびそれを実施する装置を提供するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記の特許文献１記載の発明による土壌浄化方法及び土壌浄化装置は操作が複雑であり、装置も大掛かりとなる、土壌深部まで酸性溶液を浸透させることに困難がある、などの問題点があり、前記した課題を解決するものではなかった。
【０００９】
本発明は、簡単な装置を使用し電極を移設することによって、浄化期間を短縮し、浄化水準を観測しつつ、ばらつきの無い効率的な土壌浄化を行い、また効率的で長寿命の電極、二重電極筒、一重電極筒及び多数電極筒を連続的に設置する装置並びに可搬型の電気修復装置によって前記課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、予め陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を設定し、この穴に電極を設置し通電して土壌の浄化を行い、その後浄化水準の進行に伴って、前記予め設置した陰極電極と陽極電極を他の位置に移設することを特徴とする土壌の浄化方法である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記土壌の浄化方法において、前記予め陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を、重金属イオン、放射性物質イオン等（以下「重金属イオン、放射性物質イオン等」を「重金属イオン等」という）を含む溶質の濃度の躍層を越えて電気の陽極から陰極方向に至る間の、または陰極から陽極方向に至る間の一定の位置に定めることを特徴とする土壌の浄化方法である。
前記土壌の浄化方法において用いる電極材は、請求項７記載の黒鉛系の電極棒を使用するが、この電極棒に限定されず他の電極棒も使用できる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記土壌の浄化方法において、前記陰極電極と陽極電極内に、汚染物質を吸着して除去する物質を収納したことを特徴とする土壌の浄化方法である。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記土壌の浄化方法において、イオン濃度躍層の分布型と進行速度を観測して浄化の進行水準を判定し、浄化の進行速度が遅れた地点について、当該地点を挟む位置に相当する穴に陰極電極と陽極電極を設置し、その後これらの電極に通電して土壌全体の浄化水準のばらつきを均一化する土壌の浄化方法である。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記土壌の浄化方法において、土壌浄化作業の終了後、陰極電極と陽極電極の位置を入れ替えて設置して通電し、あるいは電極を設置する電極筒にアルカリ性物質あるいは溶脱した土壌成分の補充を目的とする物質を挿入して、浄化後の土壌の性状を修復する土壌の浄化方法である。
【００１５】
請求項６記載の発明は、前記土壌の浄化方法において、浄化対象地域の上部空間に太陽光発電装置を配置し、この発電装置によって発電された電気によって浄化作業を行う土壌の浄化方法である。
【００１６】
請求項７記載の発明は、黒鉛に結合材を加えて混練して棒状に成型した黒鉛ペーストを構成し、この黒鉛ペーストの上端と下端の周縁に補強具を固定するとともに、周面には固定具を網状に構成した電極棒である。
【００１７】
請求項８記載の発明は、周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部には、電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒である。
【００１８】
請求項９記載の発明は、周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部には電極棒を有する一重電極筒である。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、装置の両端に立設した柱体と、この柱体の上部を連結する架構部と、前記架構部に設置した穿孔駆動機構と、前記穿孔駆動機構を昇降させる昇降機構と、前記昇降機構を作動させる動力機構からなり、前記穿孔駆動機構を、電極筒挿入部と、この電極筒挿入部を回転させて穿孔圧入あるいは引き抜きする穿孔駆動部と、圧入圧力と高さを調節する圧入調節部によって構成し、前記昇降機構を、架構部に取り付けた滑車とワイヤによって構成し、前記動力機構を、動力伝達部と、昇降動力伝達部、動力伝達軸によって構成した電極筒設置装置である。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、汚染土壌を収容した移動可能な土壌容器内に、周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒と、周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒を有する一重電極筒とを一定間隔に配置し、前記電極棒に直流電気を通電して土壌容器内の土壌の電気修復を行なう可搬式土壌汚染物質除去装置である。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、汚染土壌を移動可能な土壌容器内に収容し、前記汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を設け、この穴に、周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒と、周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒を有する一重電極筒とを一定間隔に配置し、次いで前記電極棒に直流電気を通電して土壌の浄化を行い、その後浄化水準の進行に伴って、前記予め設置した各電極を他の電極筒に移設することを特徴とする土壌の浄化方法。
【００２２】
請求項１３記載の発明は、汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、請求項２に記載するところの電極を移設する予定である穴の全てに一重電極筒を設置し、全部あるいは一部の一重電極筒内に電極棒を予め設置しておき、請求項１に記載する、予め設置した陰極電極と陽極電極を他の位置に移設する方法に換えて、穴の全てあるいは一部に予め設置した電極棒について、これを一連の制御された電気系統として構成し、請求項４記載のイオン濃度躍層の分布型と進行速度を観測して浄化の進行水準を判定した結果から得られる情報によって電気の開閉ならびに電極棒の通電を制御する方法を併用することの出来る土壌浄化の方法である。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１記載の土壌の浄化方法によれば、土壌汚染除去に要する期間を縮減し、また、浄化の進行水準を観測しつつ浄化を継続し、効率的、効果的に土壌を浄化することができる。
【００２４】
請求項２記載の土壌の浄化方法によれば、前記予め電極を設置する位置を、一定期間後に生成すると想定するイオン濃度の躍層を越えて一定の位置に定めて通電し、この位置を定めて通電する方法を繰り返すことにより、浄化対象地域全体をむらなく浄化することができる。但し、この土壌の浄化方法において用いる電極材は請求項７記載の黒鉛系の電極棒のみに限定しないものとする。
【００２５】
請求項３記載の土壌の浄化方法によれば、電極筒にゼオライトや活性炭等の汚染物質を吸着して除去する物質を収納することで、また、ゼオライトの保湿能の高さを利用して、揚水による水位低下に伴って生じやすい電極の導電性の低下を防いで、汚染物質の除去速度を落とすことなく、重金属その他の化合物を効率よく短期間に除去をすることができる。
【００２６】
請求項４記載の土壌の浄化方法によれば、浄化の進行速度が遅れた地点について、電極を移動する位置、期間を適切に設定し、あるいは繰り返し通電することによって、土壌浄化のばらつきを均一にし、計画的に汚染物質濃度を減少させることができる。
【００２７】
請求項５記載の土壌の浄化方法によれば、土壌浄化作業の終了後、電極移動後の中空になった電極筒を利用して陰極電極と陽極電極を入れ替えて通電し、浄化後の土壌の性状を修復することができるとともに、この中空の電極筒にアルカリ性物質あるいは溶脱した土壌成分の補充を目的とする物質を挿入して様々な汚染物質浄化を行うことができる。このアルカリ性物質あるいは溶脱した土壌成分の補充の操作は、浄化しようとする地域の両端または適所に位置する中空の電極筒に陰極電極と陽極電極を入れて通電して行う方法により、土壌中に行き渡らせる効果を持つ。
【００２８】
請求項６記載の土壌の浄化方法明によれば、土壌の浄化作業に必要な電力を太陽光発電によって得るため、省エネルギーであると共に、太陽光発電装置の配置を浄化対象地域の上部空間を利用して行うため土地の有効活用も行える。
【００２９】
請求項７記載の電極棒によれば、土壌の浄化方法に使用する電極を構成する黒鉛系の電極棒を使いやすく長寿命の電極とすることができる。
【００３０】
請求項８記載の二重電極筒によれば、土壌の浄化方法に使用する電極筒を、外筒と内筒の二重の筒より構成し、排水機構を内筒に収めることによって排水機構の位置を変えずに頻繁な汚染物質吸着材の出し入れを可能にする構成で効率的に重金属化合物あるいは放射性物質を土壌系外に取り出すことができる。
【００３１】
請求項９記載の一重電極筒によれば、土壌の浄化方法に使用する一重電極筒のフィルターの材質を、生分解性のものと難分解性のものを選択的に使用することによって、生分解性の物を使用した場合は、土壌中の一定深さまで有機物を供給することができ、微生物による有機汚染物質の除去に資することができる。
【００３２】
請求項１０記載の電極筒設置装置によれば、土壌の浄化方法に使用する電極筒を設置する場合に、多数の電極筒を一斉に設置できるため、電極の土中挿入を効率的に行うことができる。
【００３３】
請求項１１記載の可搬式土壌汚染物質除去装置によれば、移動可能な土壌容器内に汚染土壌を投入し、汚染物質を分離脱着して土壌容器内の土壌から汚染物質を減量する装置であり、土壌容器内の汚染土壌の汚染物質濃度を引き下げることができ、一定以上の水準に汚染された土壌の量を縮減することが出来る。また、装置が可搬式で機構が簡素なことから、浄化対象土壌の所在や量の如何にかかわらず適用が容易であって、操作性の高い土壌汚染物質除去装置である。
【００３４】
請求項１２記載の土壌の浄化方法によれば、移動可能な土壌容器内に汚染土壌を投入し、重金属イオン等の汚染物質を分離脱着して土壌容器中の土壌から重金属イオン等の汚染物質を減量する方法により、汚染土壌の重金属イオン等汚染物質濃度を引き下げることができ、一定以上の水準に汚染された土壌の量を縮減することが出来る。また、土壌容器内の一定量の汚染された土壌を迅速に効率よく浄化できるため、浄化対象土壌の所在や量の如何にかかわらず適用が容易であるという効果も奏する。
【００３５】
請求項１３記載の電気的制御による電極移動の方法によれば、電極棒を移設する事なくイオン濃度躍層に対応した位置に電極棒から通電させることが可能であり、省力的な効果のある土壌浄化の方法であって、請求項１に記載する電極を移動する方法と合せて用いることで、むらのない土壌浄化を省力的に行なうことが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の土壌浄化方法を表わす模式図であり、通電初期のイオンの濃度分布を表わした図
【図２】本発明の土壌浄化方法を表わす模式図であり、通電一定期間経過後のイオン濃度躍層分布を表わした図
【図３】本発明によるイオン濃度躍層の進行速度を表わす図
【図４】本発明の電極を移動する方法を表わす概念図
【図５】本発明の陽極棒の部分斜視図と一部切欠全体図
【図６】本発明の二重電極筒の一部切欠断面側面図
【図７】本発明の二重電極筒の平面断面図
【図８】本発明の一重電極筒の断面側面図
【図９】本発明の一重電極筒の平面図
【図１０】本発明の電極筒設置装置の正面図
【図１１】図１０のＸ―Ｘ線断面図
【図１２】電極筒挿入部と穿孔駆動部の拡大断面正面図
【図１３】本発明の電極筒設置装置による電極筒の設置方法の説明図
【図１４】本発明の可搬式土壌汚染物質除去装置の基本単位の平面図
【図１５】土壌容器の上部枠と陽極橋部あるいは陰極橋部との関係を示す模式図
【図１６】図１４のＹ−Ｙ線断面図
【図１７】図１４のＺ−Ｚ線断面図
【図１８】本発明の可搬式土壌汚染物質除去装置の一部拡大模式図
【図１９】本発明の可搬式土壌汚染物質除去装置の使用態様を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
（実施形態１）
本発明の実施形態１は、電気修復法を用いて土壌から汚染物質である重金属イオン等その他水溶性の物質を除去する過程において、電極移動法を用いて行う土壌の浄化方法であり、土壌汚染除去に要する期間を縮減し、また浄化の進行水準を観測しつつ行い、効率的、効果的に土壌を浄化するものである。
【００３８】
本実施形態の電気修復法を行う場合、図１、図２に示すように、通電開始時のイオン濃度分布状態から一定期間経過するとイオン濃度躍層Ｋが形成される。図１はイオン濃度躍層が未だ現れていない状態で、図２はイオン濃度躍層が形成されている状態を示す。
この躍層の位置は陽極から陰極に向かって進行するが、その進行速度は通電期間の経過にともない次第に低下する。
【００３９】
この場合、浄化対象である物質の集積を図る目的の電極は、陽イオンである場合は陰極、陰イオンである場合は陽極（以下これを電極ｂという）で、この対極に当たる電極を電極ａという。この各々の電極に相応する電極筒を、それぞれ電極筒Ｂ、電極筒Ａという。
【００４０】
図１、図２において、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２〜ＰＮは、移動する電極aを挿入して設置するための電極筒Ａを持つ穴であり、いずれの穴も電極筒Ａを持つ。穴の間隔は、土性や計画する除去期間に応じて、模型に基づいて計画する値で、例えば約50cm間隔で設置されている。この設置間隔は任意に決定できる。
電極aは図１の通電初期では穴Ｐ０内の電極筒Ａに設置されていて、浄化の進行に従って図２および４に示すように、Ｐ１、Ｐ２〜ＰＮと移動していく。電極ｂは穴ＰＸに設けられた二重電極筒Ｂに挿入して除去対象を集めるために設置されている。
図１、図２共に、図の上方が重金属イオン等低濃度地域であり、低pHの地域を示し、図の下方が重金属イオン等高濃度地域であり、高pHの地域を示している。
図２中のＫ線はイオン濃度躍層を示す。
【００４１】
以下に示す、本発明の各実施形態においては、前記イオンの集積を図る目的の電極である電極ｂを陰極とし、電極筒Ｂに挿入して穴ＰＸに設置している。そして、電極ａを陽極とし、電極筒Ａに挿入して穴Ｐ０に設置している。
このように、除去対象が陽イオン化する物質であれば電極ｂを陰極にするが、除去対象が陰イオン化する物質であれば電極ｂを陽極にする。
【００４２】
本件発明者は、浄化が容易でないとされる腐植まじり関東ローム表土について土壌の浄化方法の実験を行った。この実験の内容の詳細については後記する。
従来の方法では、当初電極からの重金属イオン濃度躍層の進行速度は、通電２週間後に経過日数平均１日当たり0.4cm/日であったが６週間後には経過日数平均１日当たり0.11cm/日であって、６週間後には当該週間の日平均当たり速度は0.04cm/日になる低下を示した（図３参照）。
【００４３】
一方、この通電開始から経過期間４２日後に電極位置を9cm前方に（重金属イオン濃度躍層から4cm前方）に電極を移動すると、移設後１週間後に重金属イオン濃度躍層の進行速度は、当該移設した週間の一日平均当たり速度は0.2cm/日に回復し、４週間後に重金属イオン濃度躍層の位置は当初の電極位置から13cm前方に生じて、当該週間の一日平均当たり速度は0.07cm/日となった。
従って重金属イオン濃度躍層の進行速度は、通電開始から経過６３日間に13cmの移動なので、平均0.2cm/経過日数となり、電極移動による場合は、電極移動を行わない場合の0.11cm/日に倍する早い進行速度が得られた。
【００４４】
この実験結果より、電極移動を行わない従来の方法では、重金属イオン濃度躍層の進行速度が0.04cm/日と、ほぼ停滞するのに比べて、本発明の電極移動を行う場合は、平均0.2cm/経過日数の速度を維持することができ、電極移動を行わない場合を格段に上回る進行速度を得ることができることが証明された。
なお、ここに言う前方とは、陽極から陰極に向かう方向を前方とし、後方はその逆方向をいう。
【００４５】
また、本実験では電極移動後の電極から後方3cmにおける重金属イオン濃度は25ppm未満であって、電極を適切に移動すれば後方に高イオン濃度地域を残すこともなく、浄化の対象とする地域全体を短期間に浄化することができることが証明された。本実験による土壌浄化の結果は当初マンガンイオン濃度400ppmの腐植まじりローム質土壌を全体的に25ppm以下にまで引き下げることができ、この除去率は95％以上である。
【００４６】
（実施形態２）
本発明の実施形態２は、前記電極を移動して土壌の浄化を行う方法において、イオン濃度躍層を越えて電気の陽極から陰極方向へ、または陰極から陽極方向にある一定の地点をもって予め移設するべき地点を定めておき、必要な時点において前記電極を前記予め移設する地点に何度でも移動して浄化するものである。
【００４７】
この場合、予め移設するべき地点及び時期の決定および必要な移設の時期の決定は、電位ギャップの進行速度と分布とを観測し、電位ギャップの観測データを基本にして、重金属イオン濃度躍層の分布、土壌酸度躍層分布の観測データ等を合わせて総合し、および土壌質や土壌含水比、その他条件からもたらされる情報を総合して行う。
そして、浄化の進行に伴って観測された結果を踏まえて、電極を移設すべき最適の位置と時期とを設定し、必要に応じて陰陽極間の電位差を調節するものである。
【００４８】
土壌の電気修復法においては、電位ギャップの生ずることが知られていて、本実験においても同様の電位ギャップの形成が見られたが、この電位ギャップの陽極との電位差の小さい範囲が重金属イオン濃度の低い地域（以下、「低濃度地域」という）に一致し、電位ギャップの陽極との電位差の大きい地域は重金属イオン濃度の高い地域（以下、「高濃度地域」という）に一致し、また、電位ギャップの生起している位置は重金属イオン濃度躍層の生起している位置に一致していることが観測された。
【００４９】
すなわち、本実験において、電気修復の進行に伴って重金属イオン濃度の分布に躍層を生じ、躍層よりも低重金属イオン濃度地域は土壌に対して25ppm以下で陽極近くは5ppm以下であり、躍層よりも高重金属イオン濃度地域は土壌に対して400ppm〜500ppmとなっているが、この陽極との電位差の小さい地域は低重金属イオン濃度地域に、陽極との電位差の大きい地域は高重金属イオン濃度地域に相当している。
さらに、土壌酸度分布にも躍層を生じ、本実験の場合は低pHの地域でpH2〜3であって、pH5以上の高pHの地域では陰極付近ではpH12〜13になっていて、低pHの地域は低重金属イオン濃度地域に、pH5以上の高pHの地域は高重金属イオン濃度地域に一致している。
【００５０】
この一致は、電気修復法における重金属の着脱過程が土壌酸度に大きく依存し、強酸性領域で重金属はイオン化するが、中性からアルカリ性領域では溶解せず、弱酸性では溶解する程度が少ないとする理論、あるいはイオン移動速度が土壌溶液中の導電性溶質の濃度に大きく依存するが電気分解により発生した水酸イオンが重金属イオンと結合して水酸化物となり導電性溶質濃度が低下して電気抵抗が高まり電位勾配が急になる理論などの関連理論とも一致していることが本実験でも観測された。
【００５１】
また、本実験において、移動後の電極の後方においても重金属イオン濃度の低下が見られ、電極移動２週間後の電極から後方3cmにおける重金属イオン濃度は25ppm未満になり、この後方の地点の重金属イオン濃度は移設直前には400ppmであった点に鑑みて、電極を適切に移動すれば後方に高イオン濃度地域を残すこともなく電極を移動することができる。
【００５２】
この電極は、図４に示すように、イオン濃度躍層Ｋを越えて高濃度地域内に設置される。この電極を移動すべき最適地点を設定する手段は、イオン濃度躍層Ｋは電極ａを移動した後も当該位置に残る一方、移設後の電極aを中心にして新たにイオン濃度躍層が形成されるので、新旧イオン濃度躍層の間隔（距離）は移設後の電極ａからの、移設前のイオン濃度躍層までの距離と移設後に形成されたイオン濃度躍層までの距離との和になる距離（これをＤとする）を、移設時点から新たなイオン濃度躍層Ｋの形成に要した時間（これをｔとする）で除して得たＤ/ｔを、一回の移動操作によるイオン濃度躍層Ｋの進行速度として、これを土壌質、含水比その他条件を合わせ補正した値をもって計画するＫの進行速度として、電極ａから電極ｂに向かって間隔Ｄとして設置する方法である。
これにより図４（１）から（５）に示すように、電極ａを移動すべき地点Ｐ１〜ＰＮを推定して、予め電極筒Ａを当初の電極設置地点Ｐ０およびＰ１〜ＰＮに設置しておき、適時、電極ａを前記の予め設定された地点Ｐ１〜ＰＮに移動する方法である。図中ＰＸは電極筒Ｂを設置する地点である。
なお、重金属イオン濃度躍層の分布を知る方法は、イオン濃度の直接的な測定に代えて、電位ギャップの測定をもって代表することができる。
【００５３】
本発明の電極移動法は、浄化の対象とする重金属イオン等が陽イオンであるか陰イオンであるかのイオン種を問わず有効に適用できる。
すなわち、重金属イオン等が陰イオンである場合、そのイオンは陰極に発する水酸イオンと結合して沈殿することはないが、陽極周辺に酸性領域が形成され、この酸性領域においてイオン化された陰イオン性の物質、例えば六価クロムイオンが陽極周辺に集積することから、イオン濃度躍層よりも陰極に近い範囲をもって六価クロムイオン濃度が低い地域と見込むことができる。
【００５４】
（実施形態３）
本発明の実施形態３を説明する。本実施形態は、前記実施形態１、２において使用する電極筒Ａおよび電極筒Ｂに、ゼオライトや活性炭等を充填した袋からなる汚染物質吸着手段を収納したものである。この場合、浄化の対象となるイオン種が陽イオンであるか陰イオンであるかを問わない。
【００５５】
前記汚染物質吸着手段は図６、図７に示されている。
すなわち汚染物質吸着手段２６は、二重電極筒である電極筒Ｂの外筒２２と内筒２４との間隙に配置されるもので、透水性合成樹脂製不織布によって作られた一定の直径と長さを有する袋内にゼオライトまたは活性炭等を充填してなるものである。
【００５６】
前記汚染物質吸着手段２６は、内筒２４類似のものにゼオライトや活性炭等を充填したカートリッジとすることもできる。本実施形態では、前記汚染物質吸着手段２６として、商品名「のびねっこ」（株式会社トーミック製造販売）を用いた。
【００５７】
前記汚染物質吸着手段２６を、溶着もしくは紐状のもので連結して連続して成形することもできる。なおここに使用するゼオライトは天然ゼオライトでも人工ゼオライトでもよく、この汚染物質吸着手段２６の大きさあるいはゼオライトや活性炭の粒径などは任意に決定できる。
【００５８】
このような汚染物質吸着手段２６は、特に減圧排水機能の設置を計画する地点に多く用いられ、その揚水機能によって、電極筒の重金属、揮発性有機塩素化合物、揮発性炭素化合物、全シアン等無機化合物その他化合物（以下、「重金属その他化合物」という）等の物質を連続した袋またはカートリッジである形態を利用して任意の時点で効率的に取り出すことができる。
【００５９】
電極移設に際して電極棒を電極筒内に挿入するにあたり、この電極筒内に挿入された汚染物質吸着手段２６を電極筒から取り出して電極棒と入れ替える場合、汚染物質の種類によっては、ゼオライト・活性炭等の組成あるいは袋ないしはカートリッジの形状を電極移動計画に基づき適切に設定する。
【００６０】
移動を予定する電極筒Ａは、その全てに汚染物質吸着手段２６を収納する必要はなく、また必要な時点において挿入したり除去したりする方法でもよい。
【００６１】
電極筒に汚染物質吸着手段２６を挿入する効果は、汚染物質がイオンである場合および物質がイオン化している以外のものであっても、それが水中に溶解している物質である場合は、電気浸透効果によってその汚染物質が水とともに引き寄せられ、ゼオライトや活性炭等に吸着され、あるいは排水によって除去されるのである。
【００６２】
（実施形態４）
本発明の実施形態４は、土壌浄化の進行速度が遅れた地点について、当該地点を挟むように陰陽電極の対を設けて通電して土壌浄化水準のばらつきを均一化する方法である。
この場合の電極の配置は、既に移動がなされて電極棒のない空の電極筒を利用して行うことができる。この場合、電極の電気方式は、従来のプラス電源とマイナス電源とを切り替える方法等によることができる。
【００６３】
本実施形態によれば、電極筒配置計画にしたがって設置された電極位置が、土壌質等の関係で必ずしも適切でない結果を生じた場合にあっても、再度電極を移動して通電することによって浄化効果を回復することができる。
【００６４】
浄化のばらつきを修正する目的で電極を移動する場合は、陰極筒に排水機構を設けることが必要であって、水とともに移動してきた物質を、筒に収納された前記汚染物質吸着手段に付着させ、排水と合わせて、土壌系から取り出すことができるのである。
【００６５】
（実施形態５）
本発明の実施形態５は、電極移動によって間隙が出来た電極筒内に生石灰等のアルカリ性物質を投入して行う土壌の性状を修復する方法である。
配置された電極筒の空間的配置密度が高い点を利用して、電気浸透効果による水の移動に伴って、投入された物質あるいは発生する熱を土壌中に比較的短期間に行き渡らせることができる点を利用して行うものである。
【００６６】
この電極筒内に投入する物質は、生石灰等のアルカリ性物質に限らず、溶脱した土壌成分の補充を目的とする物質、例えば、カルシウム、カリウム、マグネシウム、窒素、鉄等を選択できる。
【００６７】
前記方法において、投入する物質を収納した袋を複数個接着し、もしくは紐状のもので連結して挿入する、あるいは固体または溶液として投入する場合を含めて、投入量、投入速度などの条件をコントロールしながら投入する。
【００６８】
（実施形態６）
本発明の実施形態６は、土壌の浄化作業に必要な電力を太陽光発電によって得るものである。
土壌汚染除去に必要な電力は、土壌質や含水比等の条件により異なるが、対象とする土壌汚染除去面積の１ないし数倍程度の太陽光受光面積があれば太陽光発電を利用した電気修復法による土壌汚染除去が可能である。
また、砂質土等のように、ローム質土よりも浄化の容易な土壌にあっては、より小面積の太陽電池をもってすることが可能であることから、土壌質等の条件によって浄化対象地の上部空間を利用することが可能である。したがって土地の有効利用を図り、浄化に関する管理作業を容易にすることができる。
【００６９】
本実験では、ローム質土壌の検体であって、装置の対象面積800cm2、電極間距離22cm、陽極３極、陰極１極の装置に直流24.3ボルト、0.5アンペア×３極（36ワット）の電気を通電して、１０週間で重金属イオン濃度を400ppmから25ppm以下に低減することを得た。
【００７０】
実際の装置において本実験の電力水準で通電したとすると、電極間の距離50cm（距離１mにつき陰極一個として）、陽極間隔25cmとすれば、電気浸透と電気泳動によるイオンの移動度は電位勾配に比例するので、飽和状態の土壌では電圧を直流60ボルト、陽極一個当たり0.5アンペアの電力をもってすればよく、１m２当たりの所要電力は240ワットとなり、太陽光発電能力を１m２当たり１４０ワットの電力とすると、ローム質土壌での所要太陽電池パネル面積は浄化土壌面積の1.7倍を要する。
【００７１】
しかして、土質が砂質土等の場合は浄化速度がロームよりも相当早いので所要太陽光電池パネル面積は浄化面積の1.7倍より小さくても効果を上げることができる。よって土壌の性状その他の条件によって、浄化面積に近い面積の太陽電池パネルを用いて浄化することも可能になる。すなわち、浄化対象地域の上部空間を利用して土壌浄化を可能にするものである。
【００７２】
この上部空間を利用して行う太陽電池パネルの設置は、土壌浄化に用いる電極筒の間隙および上部に設置する仮設工作物の延長として構築することが可能であり、もって太陽電池パネルを浄化対象空間利用とすることが土地利用上からも、関連装置の有効利用の面からも有利になるものである。
【００７３】
（実施形態７）
本発明の実施形態７は、本発明において電極ａに使用する黒鉛系の電極棒についてであり、図５（１）、図５（２）に示すものである。
電極棒１０は黒鉛を基材として、これに粘土、ガラス繊維、ゴム、天然あるいは合成樹脂等を結合材として加えて混練りしたペースト状物質よりなる黒鉛ペースト１１を合成樹脂製の網状筒である黒鉛充填筒に充填成形した物品である。
この場合、一般的には黒鉛ペースト１１の黒鉛混入率は人造黒鉛60％以上が望ましく、この黒鉛混入率は目的とする導電率を得られるものとし、粘土およびガラス繊維等の混入率は、必要とする力学的な強度により電極棒の形状寸法に応じて定める。
ただし、電極材の素材として、天然黒鉛、高導電ゴム、黒鉛製品その他の電極、あるいは銅その他導電性のよい物質の使用を排除するものではない。
【００７４】
前記電極棒１０は、一定の単位長さ、例えば0.5m、１mの二種類あり、その一は、黒鉛充填筒の一端に電極基材（図示せず）を取り付けたものであって、電極基材は密実に防水処置がなされる。その二は端部に電極を持たないものである。
電極棒１０の長さは、土壌浄化計画により設定するなど、任意に設定することもできる。
【００７５】
前記電極棒１０は、黒鉛ペースト１１の上端と下端の周縁に補強具１３，１３を固定し、また周面には網状に固定具１２，１２・・が構成されている。
この電極棒１０を連接する場合は、電極棒１０の端部に黒鉛ペースト１１を塗布し、１ないし数本の単位長さの電極棒１０を、前記補強具１３を互いに長軸方向に連接することで必要な電極棒長を得ることができる（図５（２）参照）。
【００７６】
（実施形態８）
本発明の実施形態８は、本発明に使用する二重電極筒についてであり、図６、図７に示すものである。この二重電極筒は本実施形態では、電極筒Ｂに使用されている。
二重電極筒２０は、内筒と外筒の二重の筒から成り、外筒２２は周囲に透水性の高い不織布製フィルター２１を巻いた合成樹脂製の網状目を有する筒あるいは有孔筒であって、内筒２４は排水機能を収めるものである。
外筒２２の中央には高電導性物質からなる陰極電極棒２３を配置する。陰極電極棒２３は横断面形を方形とすることによって内筒２４の位置を安定させるに便利な形状とすることができるが、円形でもよい。
また、前記二重電極筒２０の横断面形状は円形である必要はなく、方形その他形状でもよく、あるいは全体を１個の楕円形等の形状として、その一電極筒内に複数電極棒を収納する構成でも良い。
【００７７】
前記内筒２４の本数は単数でも複数でもよい。外筒および内筒は各々接続器具を用いて二重電極筒２０を長軸方向に接続できる構造とする。
内筒２４は合成樹脂製の網状目を有する筒あるいは有孔筒であって、浸透水を汲み上げて土壌系外に取り出す機能をもつ排水チューブ２５およびサクションヘッドを設ける。二重電極筒２０の上部あるいは内部に給水点滴用チューブを配置してもよい。
不織布製フィルター２１は、計画する除去期間によって生分解性のものと難分解性のものとを使い分ける。除去期間が短い場合は生分解性のものが望ましい。
【００７８】
前記外筒２２と内筒２４との間隙には、透水性合成樹脂製不織布の一定の直径と長さを有する袋内にゼオライトまたは活性炭等を充填した袋状製品あるいはカートリッジからなる汚染物質吸着手段１６を挿入充填する。
【００７９】
二重電極筒２０の設置にあたっては、前記外筒２２と内筒２４の強度、寸法、等は汚染除去計画によって設定する。なお、ここに述べる二重電極筒２０の構造のうち、砂質土である等浄化の容易な土壌質等の条件によっては、前記汚染物質吸着手段２６を用いない方法によることもできるが、汚染物質吸着手段２６を用いない場合でも内筒２４を設けておくことにより、浄化後の物質投入などの際に物質の投入を的確にすることができる。
【００８０】
（実施形態９）
本発明の実施形態９は、本発明に使用する一重電極筒に関するものであり、図８、図９に示すものである。この一重電極筒３０は本実施形態では、電極筒Ａに使用されている。
前記電極棒１０である陽極電極棒１０を内部に収容した一重電極筒３０は、合成樹脂製の網状目を有する筒あるいは有孔筒３２を構成し、この有孔筒３２の周囲に透水性の高い不織布製フィルター３１を巻き、土壌浄化計画に従って必要な形状寸法強度に構成する。
この不織布製フィルター３１の材質は、計画する除去期間によって生分解性のものと合成樹脂製等の難分解性のものを使い分ける。除去期間が短い場合は生分解性のものが望ましい。
また、陰イオンの場合は、陽極から取り出す必要があるため、有孔筒３２の内部には前記排水チューブ２５を備えた内筒２４を設けている。
【００８１】
電極移設を予定する一重電極筒３０について、移設する以前に電極ａを挿入していた電極に対して電極ｂを移設しようとする場合に、一重電極筒３０に前記汚染物質吸着手段２６を挿入して、また排水チューブその他の排水機構２５を加えることによって、前記二重電極筒２０のように改造して、電極ｂに向かって電気泳動している、あるいは電気浸透しているイオンその他化合物を土壌系外に取り出すことを効率的に行えるようにすることが出来る。
【００８２】
（実施形態１０）
本発明の実施形態１０は、本発明に使用する複数の電極筒を連続的に打設して地面に設置する電極筒設置装置であり、図１０、図１１、図１２、図１３に示すものである。
本装置は、底部７４の両端に柱体７６，７６を立設し、この柱体７６，７６の上部を連結する架構部７５を構成してなる。
【００８３】
前記架構部７５には、４個の穿孔駆動機構４０が設置されている。この穿孔駆動機構４０は、アースドリル４９を保持した電極筒挿入部４１と、この電極筒挿入部４１を加重回転させて穿孔圧入あるいは引き抜きする穿孔駆動部４２と、圧入圧力と高さを調節する圧入調節部４３からなる。前記穿孔駆動機構４０は、４個に限らず任意の個数設置できる。
符号５５はアースドリルなどの誘導部であり、アースドリル４９の貫入に際して、位置を正しく保つための誘導装置であり、誘導部５５の端部は装置の柱体７６，７６に固定される。
【００８４】
前記電極筒挿入部４１は、アースドリル４９より径大同長のケーシング４４からなり地中に貫入挿入されるもので、ケーシング４４はアースドリル４９と逆方向に回転しながらドリルの掘進に追随して土壌中に挿入される。
電極筒挿入部４１のドリルとケーシングは必要により長軸方向に連結して所定深度まで貫入可能にする。
穿孔駆動部４２には、モーターなどの駆動部４７とアースドリル４９の軸とケーシング４４を掴んで回転させる回転装置４８を内蔵して、上部の圧入調節部４３からの鉛直荷重を受けつつ駆動する。前記穿孔駆動部４２の下方部分には排土機構を備える。
【００８５】
前記柱体７６，７６の上部を連結する間隔調整レール５１と、この間隔調整レール５１の両端に設けた逆転止ギア、上下ギアなどの機能を持つ逆転止装置５２及び柱体７６，７６の下端に設けた上下動装置５３などによって配置調節部５０を構成している。
【００８６】
昇降機構６０は、架構部７５に取り付けた滑車６１と、前記穿孔駆動機構４０を昇降させるワイヤ６２と、ワイヤ調節器６３からなる。この昇降機構はワイヤを使用せずに油圧シリンダ等を用いた機構も採用できる。
【００８７】
動力機構７０は、装置の下部に配置され、ワイヤ巻き取りドラム部等の動力伝達機能を有する動力伝達部７１と、昇降動力伝達部７２、動力伝達軸７３によって構成されている。符号７９は動力部であり、これは電動機、発動機等が用いられる。
【００８８】
装置の下部には、高さ調節部８１、移動・架構固定部８２、移動板８３、移動方向変換機構８０などの各部が構成されていて、装置を安定して設置すると共に、高さ調節や移動を行う。
【００８９】
前記電極筒設置装置の作用を説明する。
【００９０】
本実施形態の電極筒の連続設置方法は、電極筒の設置に先立って土壌を穿孔し、穿孔と同時に電極筒あるいは電極筒とケーシングとの組み合わせを土中に挿入して、ケーシングをもってする時はケーシングによって作られた空間に電極筒を挿入する方法であって、この場合の穿孔と電極筒とケーシングとの挿入にあたり複数の穿孔と電極筒、ケーシング挿入とを、電極筒を連続設置するための一定の装置を用いて一斉に行うことよって、設置作業を効率的にするものである。
【００９１】
電極筒の打設作業は、装置の電極筒列の成す線と垂直の方向に、既に打設のなされた地域と反対方向に装置を移動しつつ（後退しつつ）打設地域を拡大する方法で行う。ケーシングの引き抜き作業は、これと反対方向に前進する方法で行う。
【００９２】
まず電極筒設置装置を、高さ調節部８１、移動・架構固定部８２、移動板８３等によって所定位置に正しく固定し、移動方向変換機構８０装置全体を回転させ、装置の位置を調整する。
【００９３】
次に、動力部７９を起動して、動力伝達部７１によって操作を調整し、昇降動力伝達部７２、動力伝達軸７３を介して、滑車６１を用いてワイヤ６２を牽引し、地上に置かれてある圧入調節部４３、穿孔駆動部４２と、電極筒挿入部４１を引き上げる。
この場合、ターンバックル、可変軸滑車等の伸縮機能を組み込んだワイヤ調節器６３によりワイヤ６２の緩みをとるなどの調整を加える。
昇降動力伝達部７２は、この場合、動力伝達部７１からの動力を昇降動力伝達部７２の各々に配分するものである。
また圧入調節部４３は、バネ機構を内蔵したもので、間隔調整レール５１との反発により鉛直負荷を調節するものである。
【００９４】
電極筒挿入部４１の各々を、電極筒設置を予定する穴の位置の上部に設定する。
このとき、圧入調節部４３、穿孔駆動部４２、電極筒挿入部４１は、吊り下げながら設置することにより、正しく所定位置に鉛直に配置することができる。
この場合、電極筒挿入部４１は、滑車６１等の移動により、その間隔を任意に設定できる。
【００９５】
上下動装置５３を起動して連結機構（ワイヤ、ベルト等）を介して逆転止装置５２の高さ調節装置により間隔調整レール５１の高さを規定しつつ、穿孔駆動機構４０以下の掘進速度に合わせて押し下げる運動をおこなう。なお、アースドリル４９を引き抜く場合は、間隔調整レール５１は上方に引き上げられる。
【００９６】
間隔調整レール５１は、電極筒挿入部４１のアースドリル４９の貫入速度に追随して逆転止装置５２を上下可動に操作する。
この間隔調整レール５１は、電極筒挿入部４１のドリルの貫入に際して圧入調節部４３に反発して、圧入調節部４３以下の装置の下方移動を均等にする機能を持つ。
【００９７】
所定高さと所定地点に設定された圧入調節部４３、穿孔駆動部４２、電極筒挿入部４１は、重錘の役目をもつ圧入調節部４３によって加重しつつ、穿孔駆動部４２を回転して電極筒挿入部４１のアースドリル４９とケーシング４４を地中に貫入させる。
【００９８】
このステップを図１３に基づいて、詳しく説明する。
ステップ１： 電極筒挿入部４１のアースドリル４９とケーシング４４を、挿入地点の上部に配置する（図１３（１））。
ステップ２： アースドリル４９とケーシング４４を、穿孔駆動部４２によって互いに逆回転させながら地中に打設していく（図１３（２））。この場合、アースドリル４９とケーシング４４は逆方向に回転している。
ステップ３： ケーシング４４を所定深さまで貫入打設した後、穿孔駆動部４２を逆回転させて、ケーシング４４を残してアースドリル４９を引き抜き、これを移動する。所定位置にケーシング４４のみが残される。（図１３（３））。
ステップ４： 地中に埋設されたケーシング４４の中に、電極筒Ａを挿入する。（図１３（４））。
ステップ５： ケーシング４４の上部に穿孔駆動部４２を取り付け、ケーシング４４を地中から引き抜く（図１３（５））。
ステップ６： 地中に埋設された電極筒Ａの中に、電極１０を挿入する。（図１３（６））。
【００９９】
ついで、装置下部に設けたキャタピラ、車輪等（図示せず）により装置全体を移動する。この場合、移動板８３のレールを設ける方法によって、移動方向を正しくし、地盤の状況に対応し、または作業の効率化をすることができる。
【０１００】
前記の一連の操作を、対応する方向に移動させた後繰り返し、結果として浄化対象地に多数の電極筒が打設された状況を作り出すことができる。
【０１０１】
また、アースドリル４９によって穿孔した土孔と電極筒との間に生ずる間隙、あるいは電極筒を引き抜いた跡の空隙には砂質土を充填する。
【０１０２】
移動板８３のレールはその一部または全部を、電極筒打設終了後も残置しておくことによって、以後の装置の管理に利用することができる。
また、装置全体の移動手段については、装置を含む全体を移動するには、下部に車輪やキャタピラを設けた自走装置とするか、自動車で牽引する方法などを使用できる。
【０１０３】
前記電極筒設置装置に組み合わせて、土壌酸度測定機能、土壌成分採取機能、土壌成分測定機能等を具備することもできる。
【０１０４】
電極筒の設置方法は前記の電極筒設置装置を用いてすることに限定するものではなく、穿孔、ケーシング・電極筒設置を一地点ごとに行う等、その他の方法で行うことを妨げるものではない。
【０１０５】
（実施形態１１）
本発明の実施形態１１は、図１４乃至図１９に示すものであり、可搬式土壌汚染物質除去装置に関するものである。この装置は、人力で可搬の重量寸法の部材で構成するものである。
【０１０６】
汚染土壌を収容した移動可能な土壌容器１００の上端に上部枠１１１を固定し、この上部枠１１１に適当な間隔を有して溝部１１１ａを設ける。この溝部１１１ａに断面略Ｕ字状の樋形状の陽極橋部１１２、あるいは陰極橋部１１３を嵌合して着脱自在に取り付ける。
そして、この陽極橋部１１２の内部に、ポール１２１、リード線１２２、吊り具１２３、排水横パイプ１２４を収容し、陰極橋部１１３の内部に、ポール１３１、リード線１３２、吊り具１３３、排水横パイプ１３４を収容するのである。この陽極橋部１１２、あるいは陰極橋部１１３の形状は上記のものに限定されず任意に決定できる。このうち、土壌から分離する目的であるイオンが陰イオンである場合は排水横パイプ１３４を省略でき、目的が陽イオンである場合は排水横パイプ１２４を省略できる。
【０１０７】
土壌容器１００内に前記二重電極筒２０と一重電極筒３０を一定間隔に配置した後、対象土壌２００を土壌容器１００に入れる。その後、二重電極筒２０内に前記陽極電極棒１０を電気の陽極に設置するが、このとき前記陽極橋部１１２の内部に収容したポール１２１、リード線１２２、吊り具１２３、排水横パイプ１２４を利用して、陽極電極１０を電極筒３０内に配置する。
同様にして、陰極橋部１１３の内部に収容したポール１３１、リード線１３２、吊り具１３３、排水横パイプ１３４を利用して一重電極筒３０に前記陰極電極棒２３を設置する。
【０１０８】
そして、両極間に直流電気を通電できる電気系統及び電気制御機構（図示せず）を設けたものである。さらに陰極の二重電極筒２０内には土壌間隙から分離脱着した物質溶液を取り出す排水機構２４、２５を組み込むものである。また、陽極の一重電極筒３０内にも必要に応じて排水機構２４、２５を組み込むことができるが、本実施形態ではそれらを組み込んだものを示している（図８、図９参照）。
【０１０９】
前記土壌容器１００の寸法は、土壌質等の条件あるいは計画する浄化所要期間を考慮して設定するが、標準的には基本の単位装置１０１で、０．５m2で深さ４０cm、容量２００Ｌ内外とし、材質は耐酸、耐アルカリ性を考慮した合成樹脂等の材質による。
【０１１０】
上述の可搬式土壌汚染物質除去装置の作用は、前述の如く電極を移動して土壌の浄化を行うものであり、前記各電極筒の一定の配置は、前記実施形態２で述べた電極を移動して土壌の浄化を行う方法に対応する電極間隔で陽極電極筒３０を配置するものである。
その電極筒配置間隔は土壌質等の条件あるいは計画する浄化所要期間を考慮しつつ、実験に基づいて陰陽電極筒２０間隔を決定し、更に陽極電極筒３０間隔を決定するもので土壌によって適切な距離を設定するが、標準的には陰極２０陽極３０相互の間隔（図１のＰＰＯとＢとの間隔）を２４〜３５cm、陽極電極筒３０同士の間隔を７〜１２cmとするものである。
【０１１１】
また実施形態８で述べたように、陰極電極筒２０の横断面形状は円形である必要はなく、方形その他形状でもよく、あるいは全体を１個の楕円形等の形状として、その一電極筒内に複数電極棒を収納する構成でも良い。
【０１１２】
前記直流電気の強度は、土壌質等の条件あるいは計画する浄化所要期間を考慮して実験を踏まえて設定するが、標準的には電圧１２〜４８V、電流0.1〜４Aとするものである。
【０１１３】
前記排水機構２４、２５は、溶液中のイオンが電極に電気泳動し、あるいは電気浸透する速度を考慮した排水性能のものとし、土壌質等の条件あるいは計画する浄化所要期間を考慮して実験を踏まえて設定する。
【０１１４】
（実施形態１２）
本発明の実施形態１２は、前記実施形態１１の装置を用いて、多量の汚染土壌を効率的に浄化することを可能にする方法である。
【０１１５】
前記装置の組み合わせは、前記一定容量の可搬式装置（以下これを単位装置１０１という）、例えば容量２００Ｌの単位装置１０１を一定数組み合わせて、例えば４単位装置を組み合わせて８００Ｌ容量の装置とする（以下装置セット１０２という）もので、この装置セット１０２を更に複合して多量の土壌修復に対応できるものである（図１８参照）。
【０１１６】
この装置セット１０２は、単位装置１０１の土壌容器を結合して、単位装置１０１の電気系統および排水系統を統合することにより、電気的および排水的操作性を向上させ、例えば、電気の操作盤を１台にまとめる、排水ポンプを高価なマイクロポンプから安価なミニポンプに替えるなどの経費的な割安さをもたらすことが出来る。
【０１１７】
（実験例）
本発明について、次の実験を行った。
【０１１８】
（実験装置）
実験は土壌に直流電流を通電する方法で行った。
土壌質は、腐植まじり関東ロームで、飽和含水比状態での透水係数1×10−5cm/sec、土壌は、常時飽和含水状態を保った。土壌面積は24cm×34cm×深さ20cm。
電気的構成は、直流24ボルト×0.5アンペア×3陽極と１陰極の対とし、陰極に向かって90°の範囲に扇状に陽極を等間隔に配置。電極間隔22cmとし、電極筒に合成樹脂製網状筒を用いた。
電極材は、黒煙粘土混練り棒状材（径7mm×長さ120mm）を使用した。
汚染物質吸着手段として「のびねっこ」を陰極筒内に設置した。
重金属材は、硫酸マンガンをもって、土壌に対して400ppmの濃度とした。
初期段階の穴の設置間隔は、約9cm＋13cm=22cmとした。
【０１１９】
（マンガンイオン濃度の動向）
装置稼働後に生起した低イオン濃度領域のマンガンイオン濃度は土壌に対して25ppmないし5ppm以下と極めて明瞭な低下がみられた。一方、高イオン濃度領域ではマンガンイオン濃度は400ppm〜部分的には400ppmを超える濃度になり、イオン濃度躍層の明瞭な形成が見られた。
【０１２０】
（イオン濃度躍層の移動速度）
イオン濃度躍層は、一陽極に対して一陰極を持つ試験の場合、通電開始１週間後に、陰極側に発生し、その後陽極側にも発生がみられ、１５日後には陽極から５cmの地点で明瞭な低イオン濃度側のイオン濃度躍層と電位ギャップの形成がみられた。
低イオン濃度側のイオン濃度躍層の位置と電位ギャップの位置とが一致しているので、この期間と陽極〜電位ギャップ間の距離をもってイオン濃度躍層の進行速度としてみると、進行速度は5cm/経過１５日＝0.4cm/経過日とすることができる。
【０１２１】
次に１陰極に対して３陽極を設けて実験した場合、同じローム質土における実験において、通電開始から３日目に陽極へのイオン濃度躍層生成が観察され陽極から陰極に向けての電位ギャップの進行速度は4.5cm/経過２１日であった。
他方、陰極との逆方向あるいはこれと直角方向にも低イオン濃度領域が形成され、この逆方向へのイオン濃度躍層の移動速度は、２cm/経過２１日であって、陽極３カ所ともに当初の段階は経過日数１日について、0.4cm/日〜0.2cm/日の速度でイオン濃度境界地帯が陰極方向に進行した。
【０１２２】
また、重力による排水を継続したが、この重力排水の透水係数は1×10-5cm/sec＝0.9cm/日であった。
なお、陰極と90°方向には経過日数１日について、0.2cm/日〜0.1cm/日の速度で進行した。
イオン濃度躍層の移動速度は期間の経過につれて小さくなって、経過２４〜３０日には、進行を観測し難い程度に小さな速度になった。
【０１２３】
（電極移動法の効果の実験）
イオン濃度躍層の移動を促進する目的で、電極移動の方法として陽極の移動を行った。この移動は実験開始後４３日経過時点で、生起した電位ギャップを越えて4cmの地点（陽極から9cmの地点）に一回目の陽極を移動したところ、移動直後には移動した地点付近から陰極に至る全域に電位ギャップがみられなかったが、通電３日目には、電位ギャップが発生し、陽極から陰極に向かって電位ギャップが進行した。
その速度は一回目移動後３週目に電位ギャップが4cm移動したのでこの移動速度は二回目の通電開始からの速度は、移動後経過１日当たり0.2cm/日、当初からの陽極移動距離を含めれば、移動距離は13cm、この間の期間６３日であり、通算速度は0.2cm/日であった。
【０１２４】
このようにして、陽極を移動するならば、電位ギャップの進行速度は、当初の陽極位置に対して、電極移動による移動距離と電気的効果による移動距離との和を経過時間で除した価までイオン濃度躍層の進行速度を早めることができる。
すなわち、 本実験の条件の場合、電位ギャップ進行速度は６週間に１回の水準で、１回の移動につき9cmの電極移動を行えば、通電開始からの経過１日当たり0.2cm/日〜0.17cm/日の速度で電位ギャップが進行するので、この速度は、電極移動を行わない場合の速度0.11cm/日に比べて遥かに早く、さらに、終末期に近づいた場合は電位ギャップ進行速度が初期の水準程度まで早くなり、電極移動によって、時間の経過に伴う浄化効率の低下を防いで、浄化期間を短縮できた。
さらに、電極移動の頻度を高めればイオン濃度躍層の進行速度を速めることが可能であることも確認できた。
【０１２５】
（除去後のマンガンイオン濃度）
移動後の電極後方のマンガンイオン濃度は、陽極筒を設けた地点周辺はマンガンイオン濃度が土壌に対して5ppm以下となり、また、全般的に50ppm以下であって、除去率は（400ppm〜50ppm以下）／400ppm＝87.5％以上と高い除去効果がみられた。
なお、移動以前のイオン濃度躍層の位置と移動後の陽極との間のマンガンイオン濃度は低イオン濃度領域の濃度とほぼ同水準であって、移動後の各陽極の陰極と逆方向について弱いイオン濃度躍層が発生したが、陰極に向かうもののような明瞭なイオン濃度躍層はみられない。
【０１２６】
（電極移動法による浄化後の地域の重金属イオン濃度のばらつきを平準化する効果）
電極移動法を用いて浄化した地域であっても部分的に浄化の進行程度が相違している場合があり、これに対して電極移動法をもってイオン濃度のばらつきを平準化することができる。この方法の効果は、当実験において、マンガンイオン濃度が350ppmmの地域と同15ppm以下の地域とが生じていたが、電極移動を行ったのち４週間でこれが平準化して、 平均濃度25ppmになった。
この場合、新しい陰極は『「のびねっこ」充填筒』として、減圧揚水（圧力を間欠的にマイナス20pa）をしたものである。
【０１２７】
（電極棒の崩壊の程度）
電極棒は、本実験の初期に径10mm×厚さ1mmのアルミ管を用いたが、陽極は１週間で腐食崩壊し、陰極も２週間で腐食崩壊した。これを径７mmの黒鉛ペースト電極にしたところ１５週間後においても崩壊することなく十分に稼働している。
【０１２８】
（実際の場所で電極移動法を実施したと仮定した場合の電極移動法の効果の試算）
電極移動法をもってする浄化期間を試算すると次のようである。
ここに、対象とする土地の浄化距離を100cm（陰極筒設置を100cm間隔、陰陽極間距離50cm）、二重電極筒半径5cmとして、陰陽極区間距離47.5cmとすると、電極移動法を行わない場合の所要期間は、電位ギャップ進行速度を実験の経過６週間の速度が維持されるとして、所要期間A＝47.5cm÷0.1cm/日＝480日
一方、電極移動を行う場合は、電位ギャップ移動速度を0.17cm/日として、電極移動期間を４４日間隔、移動距離を18cm/回（実験と実際との電位差の比率を実験の移動距離に乗じた値）とすると、必要移動回数は45cm/18cm-1回＝2回、この移動に伴う第一回目移動までの日数70日とすると、所要日数B＝70日＋2回×44＋（45cm-（18cm×2回））/0.17cm/日＝211日である。
すなわち、所要日数B/所要期間A＝211/450×100＝47％であって、大幅な期間短縮になる。
【０１２９】
なお、この計算において陰陽極間の電位勾配は実験におけるのと同水準であることを前提としていて、この試算では陰陽極間距離が実験よりも大きくなるため、試算で考える電位勾配は実験におけるよりも小さくなるので、電位ギャップ進行速度は上の計算よりも小さくなることが懸念されるが、実際においては印加電圧を相当分高くして（例えば実験と実際との縮尺比を22：48＝1：2.18とすれば電位差を24ボルト×2.18<55ボルトとするなど）当実験の電位勾配と同水準にすることが可能であり、この試算は有効に成立する。
【符号の説明】
【０１３０】
ａ 電極 ｂ 電極
Ａ 電極筒 Ｂ 電極筒
Ｋ イオン濃度躍層 Ｐ０ 穴
Ｐ１ 穴 Ｐ２ 穴
ＰＮ 穴 ＰＸ 穴
１０ 陽極電極棒 １１ 黒鉛ペースト
１２ 固定具 １３ 補強具
２０ 二重電極筒 ２２ 外筒
２３ 陰極電極棒 ２４ 内筒
２５ 排水機構 ２６ 汚染物質吸着手段
３０ 一重電極筒 ３１ 不織布製フィルター
３２ 有孔筒 ４０ 穿孔駆動機構
４１ 電極筒挿入部 ４２ 穿孔駆動部
４３ 圧入調節部 ４４ ケーシング
４７ 穿孔駆動動力部 ４８ 電極筒挿入部保持装置
４９ アースドリル ５０ 配置調節部
５１ 間隔調整レール ５２ 逆転止装置
５３ 上下動装置 ５５ 誘導部
６０ 昇降機構 ６１ 滑車
６２ ワイヤ ６３ ワイヤ調節器
７０ 動力機構 ７１ 動力伝達部
７２ 昇降動力伝達部 ７３ 動力伝達軸
７４ 底部 ７５ 架構部
７６ 柱体 ７９ 動力部
８０ 移動方向変換機構 ８１ 高さ調節部
８２ 移動・架構固定部 ８３ 移動板
１００ 土壌容器 １０１ 単位装置
１０２ 装置セット １１１ 上部枠
１１２ 陽極橋部 １１３ 陰極橋部
１２１ ポール（陽極側） １２２ リード線（陽極側）
１２３ 吊り具（陽極側） １２４ 排水横パイプ（陽極側）
１３１ ポール（陰極側） １３２ リード線（陰極側）
１３３ 吊り具（陰極側） １３４ 排水横パイプ（陰極側）
２００ 対象土壌
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌の電気修復法による電極の設置方法及びそれに使用する二重電極筒、一重電極筒及び電極棒及び電極筒の設置装置並びに可搬式土壌汚染物質除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土壌浄化の方法は、原位置浄化法と掘削後浄化法とがある。原位置浄化法には、電気修復法と汚染物質の地中封じ込め法、不溶化法、掘削除去法等がある。このうち電気修復法は、微細粒土の浄化に対して有力であり、計画的に汚染物質濃度を減少させることができ、また粘土等の透水困難な土壌にも適用できるため広く用いられている。
また、掘削後浄化法では洗浄法、化学的処理法等が行われているが、掘削後浄化法においては、粘土等の細粒土壌に対して有効に適用し難いこと、細粒土壌を洗い出すために大量の水を要すること等の問題がある。また、化学的処理法は汚染土壌に対して薬剤を投入して汚染物質を不溶化する等の方法による方法だが、汚染物質が放射性物質である場合は不溶化によって無害化することはできないため、汚染物質を土壌から脱着分離してのち薬剤を投入する必要があり、薬剤投入に先立って土壌から汚染物質を脱着分離する方法が求められている。
【０００３】
しかし、電気修復法には、次の点で技術的課題が指摘されていた。
１．長い除去期間を要する
電気修復法において、浄化を十分に進めるためには土壌に吸着された重金属あるいは放射性物質（以下、「重金属あるいは放射性物質」を「重金属等」という）を土壌間隙水中に脱着させる必要があるが、このとき重金属等が容易に脱着せず、浄化期間が長期にわたっていた。このために、土壌の酸性化を促進して重金属等の脱着を進める技術、重金属等の土壌への吸着が進まない段階における取り出し、あるいは重金属等を吸着した土壌粒子を土壌から取り出す技術の開発が要請されている。
２．重金属水酸化物等の濃度の低減について
土壌に通電した場合に、電気泳動および電気浸透によって電極方向に移動した重金属イオンは、陰陽両極間において陰極から生じた水酸イオンと結合して水酸化物になり土壌粒子間に沈殿するため、溶液として回収除去することが困難になる。
３．多量の電気エネルギーを必要とする
電気修復法に要する単位浄化面積当たりの電気消費量は小さいものの、浄化期間が長期にわたるために、その間に消費する電力が多大になる。
４．土壌の電位勾配が不均一になり電気エネルギー効率が低下する
通電の後に生ずる電位勾配は、通電直後は陽極から陰極に向かって一直線に近いなだらかな勾配であるが、通電期間の経過とともに、陽極との電位差が少なく電位勾配の小さい地域と、陽極との電位差が大きく電位勾配の小さい地域とが形成される結果、電位勾配の段差（以下「電位ギャップ」という）を生ずる不均一な勾配になり、投入する電気エネルギーの効率が低下する。
５．電極棒の消耗が激しい
電極材は、強酸・強アルカリ的環境下にあるため特に陽極棒の消耗が激しく、また陰極棒についても素材によっては、かなりの速度で消耗するので、陰陽両極ともその補充が欠かせない。
６．浄化後の土壌の土性を調整する必要がある
浄化は土壌を強酸性化して行うために浄化後の土壌は酸性である。したがって、土壌中の重金属が再度溶出することを防ぐ目的で、あるいは事後の土地の使用法によっては土壌酸度を中和する必要がある。
７．セシウムなどの水溶性の高い放射性物質で汚染され集積された土壌のうち、一定の水準以上に汚染された土壌の減量化が大きな課題であり、こうした汚染土壌は局地的、かつ広域的に分布していることから、除染装置をもって簡便に汚染土壌を減量化する方法が求められている。
【０００４】
上記のような課題を解決するために、すでに多数の特許出願がなされていて、例えば特許文献１に記載する発明が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５４３５０号公報
【０００６】
この発明は、水分を含む汚染土壌に電極を用いて直流電圧を印加した後、いったん通電を停止し、アルカリ化した陰極近傍の土壌に酸性溶液を供給して酸性化し、不溶化した汚染物質を溶解して、陰極側から汚染物質を水と共に揚水して除去し、さらに再び土壌に汚染物質を含まない水を給水して、通電するといった操作を繰り返すことにより、その目的を達成するものである。
【０００７】
本発明によれば、重金属等によって汚染された土壌から重金属等を除去する技術として、特開平９−４７７４８号公報記載の発明と、特開２０００−１４０８１９号公報記載の発明の問題点を解決したものであり、土壌中の汚染物質の含有量を低減すると共に、効果的で安価な土壌中の汚染物質の除去方法およびそれを実施する装置を提供するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記の特許文献１記載の発明による土壌浄化方法及び土壌浄化装置は操作が複雑であり、装置も大掛かりとなる、土壌深部まで酸性溶液を浸透させることに困難がある、などの問題点があり、前記した課題を解決するものではなかった。
【０００９】
本発明は、簡単な装置を使用し電極を移設することによって、浄化期間を短縮し、浄化水準を観測しつつ、ばらつきの無い効率的な土壌浄化を行い、また効率的で長寿命の電極、二重電極筒、一重電極筒及び多数電極筒を連続的に設置する装置並びに可搬型の電気修復装置によって前記課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、予め陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を設定し、この穴に電極を設置し通電して土壌の浄化を行い、その後浄化水準の進行に伴って、前記予め設置した陰極電極と陽極電極を他の位置に移設することを特徴とする土壌の浄化方法である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記土壌の浄化方法において、前記予め陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を、重金属イオン、放射性物質イオン等（以下「重金属イオン、放射性物質イオン等」を「重金属イオン等」という）を含む溶質の濃度の躍層を越えて電気の陽極から陰極方向に至る間の、または陰極から陽極方向に至る間の一定の位置に定めることを特徴とする土壌の浄化方法である。
前記土壌の浄化方法において用いる電極材は、請求項７記載の黒鉛系の電極棒を使用するが、この電極棒に限定されず他の電極棒も使用できる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記土壌の浄化方法において、前記陰極電極と陽極電極内に、汚染物質を吸着して除去する物質を収納したことを特徴とする土壌の浄化方法である。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記土壌の浄化方法において、イオン濃度躍層の分布型と進行速度を観測して浄化の進行水準を判定し、浄化の進行速度が遅れた地点について、当該地点を挟む位置に相当する穴に陰極電極と陽極電極を設置し、その後これらの電極に通電して土壌全体の浄化水準のばらつきを均一化する土壌の浄化方法である。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記土壌の浄化方法において、土壌浄化作業の終了後、陰極電極と陽極電極の位置を入れ替えて設置して通電し、あるいは電極を設置する電極筒にアルカリ性物質あるいは溶脱した土壌成分の補充を目的とする物質を挿入して、浄化後の土壌の性状を修復する土壌の浄化方法である。
【００１５】
請求項６記載の発明は、前記土壌の浄化方法において、浄化対象地域の上部空間に太陽光発電装置を配置し、この発電装置によって発電された電気によって浄化作業を行う土壌の浄化方法である。
【００１６】
請求項７記載の発明は、黒鉛に結合材を加えて混練して棒状に成型した黒鉛ペーストを構成し、この黒鉛ペーストの上端と下端の周縁に補強具を固定するとともに、周面には固定具を網状に構成した電極棒である。
【００１７】
請求項８記載の発明は、周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部には、電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒である。
【００１８】
請求項９記載の発明は、周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部には電極棒を有する一重電極筒である。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、装置の両端に立設した柱体と、この柱体の上部を連結する架構部と、前記架構部に設置した穿孔駆動機構と、前記穿孔駆動機構を昇降させる昇降機構と、前記昇降機構を作動させる動力機構からなり、前記穿孔駆動機構を、電極筒挿入部と、この電極筒挿入部を回転させて穿孔圧入あるいは引き抜きする穿孔駆動部と、圧入圧力と高さを調節する圧入調節部によって構成し、前記昇降機構を、架構部に取り付けた滑車とワイヤによって構成し、前記動力機構を、動力伝達部と、昇降動力伝達部、動力伝達軸によって構成した電極筒設置装置である。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、汚染土壌を収容した移動可能な土壌容器内に、周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒と、周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒を有する一重電極筒とを一定間隔に配置し、前記電極棒に直流電気を通電して土壌容器内の土壌の電気修復を行なう可搬式土壌汚染物質除去装置である。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、汚染土壌を移動可能な土壌容器内に収容し、前記汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を設け、この穴に、周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒と、周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒を有する一重電極筒とを一定間隔に配置し、次いで前記電極棒に直流電気を通電して土壌の浄化を行い、その後浄化水準の進行に伴って、前記予め設置した各電極を他の電極筒に移設することを特徴とする土壌の浄化方法。
【００２２】
請求項１３記載の発明は、汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、請求項２に記載するところの電極を移設する予定である穴の全てに一重電極筒を設置し、全部あるいは一部の一重電極筒内に電極棒を予め設置しておき、請求項１に記載する、予め設置した陰極電極と陽極電極を他の位置に移設する方法に換えて、穴の全てあるいは一部に予め設置した電極棒について、これを一連の制御された電気系統として構成し、請求項４記載のイオン濃度躍層の分布型と進行速度を観測して浄化の進行水準を判定した結果から得られる情報によって電気の開閉ならびに電極棒の通電を制御する方法を併用することの出来る土壌浄化の方法である。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１記載の土壌の浄化方法によれば、土壌汚染除去に要する期間を縮減し、また、浄化の進行水準を観測しつつ浄化を継続し、効率的、効果的に土壌を浄化することができる。
【００２４】
請求項２記載の土壌の浄化方法によれば、前記予め電極を設置する位置を、一定期間後に生成すると想定するイオン濃度の躍層を越えて一定の位置に定めて通電し、この位置を定めて通電する方法を繰り返すことにより、浄化対象地域全体をむらなく浄化することができる。但し、この土壌の浄化方法において用いる電極材は請求項７記載の黒鉛系の電極棒のみに限定しないものとする。
【００２５】
請求項３記載の土壌の浄化方法によれば、電極筒にゼオライトや活性炭等の汚染物質を吸着して除去する物質を収納することで、また、ゼオライトの保湿能の高さを利用して、揚水による水位低下に伴って生じやすい電極の導電性の低下を防いで、汚染物質の除去速度を落とすことなく、重金属その他の化合物を効率よく短期間に除去をすることができる。
【００２６】
請求項４記載の土壌の浄化方法によれば、浄化の進行速度が遅れた地点について、電極を移動する位置、期間を適切に設定し、あるいは繰り返し通電することによって、土壌浄化のばらつきを均一にし、計画的に汚染物質濃度を減少させることができる。
【００２７】
請求項５記載の土壌の浄化方法によれば、土壌浄化作業の終了後、電極移動後の中空になった電極筒を利用して陰極電極と陽極電極を入れ替えて通電し、浄化後の土壌の性状を修復することができるとともに、この中空の電極筒にアルカリ性物質あるいは溶脱した土壌成分の補充を目的とする物質を挿入して様々な汚染物質浄化を行うことができる。このアルカリ性物質あるいは溶脱した土壌成分の補充の操作は、浄化しようとする地域の両端または適所に位置する中空の電極筒に陰極電極と陽極電極を入れて通電して行う方法により、土壌中に行き渡らせる効果を持つ。
【００２８】
請求項６記載の土壌の浄化方法明によれば、土壌の浄化作業に必要な電力を太陽光発電によって得るため、省エネルギーであると共に、太陽光発電装置の配置を浄化対象地域の上部空間を利用して行うため土地の有効活用も行える。
【００２９】
請求項７記載の電極棒によれば、土壌の浄化方法に使用する電極を構成する黒鉛系の電極棒を使いやすく長寿命の電極とすることができる。
【００３０】
請求項８記載の二重電極筒によれば、土壌の浄化方法に使用する電極筒を、外筒と内筒の二重の筒より構成し、排水機構を内筒に収めることによって排水機構の位置を変えずに頻繁な汚染物質吸着材の出し入れを可能にする構成で効率的に重金属化合物あるいは放射性物質を土壌系外に取り出すことができる。
【００３１】
請求項９記載の一重電極筒によれば、土壌の浄化方法に使用する一重電極筒のフィルターの材質を、生分解性のものと難分解性のものを選択的に使用することによって、生分解性の物を使用した場合は、土壌中の一定深さまで有機物を供給することができ、微生物による有機汚染物質の除去に資することができる。
【００３２】
請求項１０記載の電極筒設置装置によれば、土壌の浄化方法に使用する電極筒を設置する場合に、多数の電極筒を一斉に設置できるため、電極の土中挿入を効率的に行うことができる。
【００３３】
請求項１１記載の可搬式土壌汚染物質除去装置によれば、移動可能な土壌容器内に汚染土壌を投入し、汚染物質を分離脱着して土壌容器内の土壌から汚染物質を減量する装置であり、土壌容器内の汚染土壌の汚染物質濃度を引き下げることができ、一定以上の水準に汚染された土壌の量を縮減することが出来る。また、装置が可搬式で機構が簡素なことから、浄化対象土壌の所在や量の如何にかかわらず適用が容易であって、操作性の高い土壌汚染物質除去装置である。
【００３４】
請求項１２記載の土壌の浄化方法によれば、移動可能な土壌容器内に汚染土壌を投入し、重金属イオン等の汚染物質を分離脱着して土壌容器中の土壌から重金属イオン等の汚染物質を減量する方法により、汚染土壌の重金属イオン等汚染物質濃度を引き下げることができ、一定以上の水準に汚染された土壌の量を縮減することが出来る。また、土壌容器内の一定量の汚染された土壌を迅速に効率よく浄化できるため、浄化対象土壌の所在や量の如何にかかわらず適用が容易であるという効果も奏する。
【００３５】
請求項１３記載の電気的制御による電極移動の方法によれば、電極棒を移設する事なくイオン濃度躍層に対応した位置に電極棒から通電させることが可能であり、省力的な効果のある土壌浄化の方法であって、請求項１に記載する電極を移動する方法と合せて用いることで、むらのない土壌浄化を省力的に行なうことが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の土壌浄化方法を表わす模式図であり、通電初期のイオンの濃度分布を表わした図
【図２】本発明の土壌浄化方法を表わす模式図であり、通電一定期間経過後のイオン濃度躍層分布を表わした図
【図３】本発明によるイオン濃度躍層の進行速度を表わす図
【図４】本発明の電極を移動する方法を表わす概念図
【図５】本発明の陽極棒の部分斜視図と一部切欠全体図
【図６】本発明の二重電極筒の一部切欠断面側面図
【図７】本発明の二重電極筒の平面断面図
【図８】本発明の一重電極筒の断面側面図
【図９】本発明の一重電極筒の平面図
【図１０】本発明の電極筒設置装置の正面図
【図１１】図１０のＸ―Ｘ線断面図
【図１２】電極筒挿入部と穿孔駆動部の拡大断面正面図
【図１３】本発明の電極筒設置装置による電極筒の設置方法の説明図
【図１４】本発明の可搬式土壌汚染物質除去装置の基本単位の平面図
【図１５】土壌容器の上部枠と陽極橋部あるいは陰極橋部との関係を示す模式図
【図１６】図１４のＹ−Ｙ線断面図
【図１７】図１４のＺ−Ｚ線断面図
【図１８】本発明の可搬式土壌汚染物質除去装置の一部拡大模式図
【図１９】本発明の可搬式土壌汚染物質除去装置の使用態様を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
（実施形態１）
本発明の実施形態１は、電気修復法を用いて土壌から汚染物質である重金属イオン等その他水溶性の物質を除去する過程において、電極移動法を用いて行う土壌の浄化方法であり、土壌汚染除去に要する期間を縮減し、また浄化の進行水準を観測しつつ行い、効率的、効果的に土壌を浄化するものである。
【００３８】
本実施形態の電気修復法を行う場合、図１、図２に示すように、通電開始時のイオン濃度分布状態から一定期間経過するとイオン濃度躍層Ｋが形成される。図１はイオン濃度躍層が未だ現れていない状態で、図２はイオン濃度躍層が形成されている状態を示す。
この躍層の位置は陽極から陰極に向かって進行するが、その進行速度は通電期間の経過にともない次第に低下する。
【００３９】
この場合、浄化対象である物質の集積を図る目的の電極は、陽イオンである場合は陰極、陰イオンである場合は陽極（以下これを電極ｂという）で、この対極に当たる電極を電極ａという。この各々の電極に相応する電極筒を、それぞれ電極筒Ｂ、電極筒Ａという。
【００４０】
図１、図２において、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２〜ＰＮは、移動する電極aを挿入して設置するための電極筒Ａを持つ穴であり、いずれの穴も電極筒Ａを持つ。穴の間隔は、土性や計画する除去期間に応じて、模型に基づいて計画する値で、例えば約50cm間隔で設置されている。この設置間隔は任意に決定できる。
電極aは図１の通電初期では穴Ｐ０内の電極筒Ａに設置されていて、浄化の進行に従って図２および４に示すように、Ｐ１、Ｐ２〜ＰＮと移動していく。電極ｂは穴ＰＸに設けられた二重電極筒Ｂに挿入して除去対象を集めるために設置されている。
図１、図２共に、図の上方が重金属イオン等低濃度地域であり、低pHの地域を示し、図の下方が重金属イオン等高濃度地域であり、高pHの地域を示している。
図２中のＫ線はイオン濃度躍層を示す。
【００４１】
以下に示す、本発明の各実施形態においては、前記イオンの集積を図る目的の電極である電極ｂを陰極とし、電極筒Ｂに挿入して穴ＰＸに設置している。そして、電極ａを陽極とし、電極筒Ａに挿入して穴Ｐ０に設置している。
このように、除去対象が陽イオン化する物質であれば電極ｂを陰極にするが、除去対象が陰イオン化する物質であれば電極ｂを陽極にする。
【００４２】
本件発明者は、浄化が容易でないとされる腐植まじり関東ローム表土について土壌の浄化方法の実験を行った。この実験の内容の詳細については後記する。
従来の方法では、当初電極からの重金属イオン濃度躍層の進行速度は、通電２週間後に経過日数平均１日当たり0.4cm/日であったが６週間後には経過日数平均１日当たり0.11cm/日であって、６週間後には当該週間の日平均当たり速度は0.04cm/日になる低下を示した（図３参照）。
【００４３】
一方、この通電開始から経過期間４２日後に電極位置を9cm前方に（重金属イオン濃度躍層から4cm前方）に電極を移動すると、移設後１週間後に重金属イオン濃度躍層の進行速度は、当該移設した週間の一日平均当たり速度は0.2cm/日に回復し、４週間後に重金属イオン濃度躍層の位置は当初の電極位置から13cm前方に生じて、当該週間の一日平均当たり速度は0.07cm/日となった。
従って重金属イオン濃度躍層の進行速度は、通電開始から経過６３日間に13cmの移動なので、平均0.2cm/経過日数となり、電極移動による場合は、電極移動を行わない場合の0.11cm/日に倍する早い進行速度が得られた。
【００４４】
この実験結果より、電極移動を行わない従来の方法では、重金属イオン濃度躍層の進行速度が0.04cm/日と、ほぼ停滞するのに比べて、本発明の電極移動を行う場合は、平均0.2cm/経過日数の速度を維持することができ、電極移動を行わない場合を格段に上回る進行速度を得ることができることが証明された。
なお、ここに言う前方とは、陽極から陰極に向かう方向を前方とし、後方はその逆方向をいう。
【００４５】
また、本実験では電極移動後の電極から後方3cmにおける重金属イオン濃度は25ppm未満であって、電極を適切に移動すれば後方に高イオン濃度地域を残すこともなく、浄化の対象とする地域全体を短期間に浄化することができることが証明された。本実験による土壌浄化の結果は当初マンガンイオン濃度400ppmの腐植まじりローム質土壌を全体的に25ppm以下にまで引き下げることができ、この除去率は95％以上である。
【００４６】
（実施形態２）
本発明の実施形態２は、前記電極を移動して土壌の浄化を行う方法において、イオン濃度躍層を越えて電気の陽極から陰極方向へ、または陰極から陽極方向にある一定の地点をもって予め移設するべき地点を定めておき、必要な時点において前記電極を前記予め移設する地点に何度でも移動して浄化するものである。
【００４７】
この場合、予め移設するべき地点及び時期の決定および必要な移設の時期の決定は、電位ギャップの進行速度と分布とを観測し、電位ギャップの観測データを基本にして、重金属イオン濃度躍層の分布、土壌酸度躍層分布の観測データ等を合わせて総合し、および土壌質や土壌含水比、その他条件からもたらされる情報を総合して行う。
そして、浄化の進行に伴って観測された結果を踏まえて、電極を移設すべき最適の位置と時期とを設定し、必要に応じて陰陽極間の電位差を調節するものである。
【００４８】
土壌の電気修復法においては、電位ギャップの生ずることが知られていて、本実験においても同様の電位ギャップの形成が見られたが、この電位ギャップの陽極との電位差の小さい範囲が重金属イオン濃度の低い地域（以下、「低濃度地域」という）に一致し、電位ギャップの陽極との電位差の大きい地域は重金属イオン濃度の高い地域（以下、「高濃度地域」という）に一致し、また、電位ギャップの生起している位置は重金属イオン濃度躍層の生起している位置に一致していることが観測された。
【００４９】
すなわち、本実験において、電気修復の進行に伴って重金属イオン濃度の分布に躍層を生じ、躍層よりも低重金属イオン濃度地域は土壌に対して25ppm以下で陽極近くは5ppm以下であり、躍層よりも高重金属イオン濃度地域は土壌に対して400ppm〜500ppmとなっているが、この陽極との電位差の小さい地域は低重金属イオン濃度地域に、陽極との電位差の大きい地域は高重金属イオン濃度地域に相当している。
さらに、土壌酸度分布にも躍層を生じ、本実験の場合は低pHの地域でpH2〜3であって、pH5以上の高pHの地域では陰極付近ではpH12〜13になっていて、低pHの地域は低重金属イオン濃度地域に、pH5以上の高pHの地域は高重金属イオン濃度地域に一致している。
【００５０】
この一致は、電気修復法における重金属の着脱過程が土壌酸度に大きく依存し、強酸性領域で重金属はイオン化するが、中性からアルカリ性領域では溶解せず、弱酸性では溶解する程度が少ないとする理論、あるいはイオン移動速度が土壌溶液中の導電性溶質の濃度に大きく依存するが電気分解により発生した水酸イオンが重金属イオンと結合して水酸化物となり導電性溶質濃度が低下して電気抵抗が高まり電位勾配が急になる理論などの関連理論とも一致していることが本実験でも観測された。
【００５１】
また、本実験において、移動後の電極の後方においても重金属イオン濃度の低下が見られ、電極移動２週間後の電極から後方3cmにおける重金属イオン濃度は25ppm未満になり、この後方の地点の重金属イオン濃度は移設直前には400ppmであった点に鑑みて、電極を適切に移動すれば後方に高イオン濃度地域を残すこともなく電極を移動することができる。
【００５２】
この電極は、図４に示すように、イオン濃度躍層Ｋを越えて高濃度地域内に設置される。この電極を移動すべき最適地点を設定する手段は、イオン濃度躍層Ｋは電極ａを移動した後も当該位置に残る一方、移設後の電極aを中心にして新たにイオン濃度躍層が形成されるので、新旧イオン濃度躍層の間隔（距離）は移設後の電極ａからの、移設前のイオン濃度躍層までの距離と移設後に形成されたイオン濃度躍層までの距離との和になる距離（これをＤとする）を、移設時点から新たなイオン濃度躍層Ｋの形成に要した時間（これをｔとする）で除して得たＤ/ｔを、一回の移動操作によるイオン濃度躍層Ｋの進行速度として、これを土壌質、含水比その他条件を合わせ補正した値をもって計画するＫの進行速度として、電極ａから電極ｂに向かって間隔Ｄとして設置する方法である。
これにより図４（１）から（５）に示すように、電極ａを移動すべき地点Ｐ１〜ＰＮを推定して、予め電極筒Ａを当初の電極設置地点Ｐ０およびＰ１〜ＰＮに設置しておき、適時、電極ａを前記の予め設定された地点Ｐ１〜ＰＮに移動する方法である。図中ＰＸは電極筒Ｂを設置する地点である。
なお、重金属イオン濃度躍層の分布を知る方法は、イオン濃度の直接的な測定に代えて、電位ギャップの測定をもって代表することができる。
【００５３】
本発明の電極移動法は、浄化の対象とする重金属イオン等が陽イオンであるか陰イオンであるかのイオン種を問わず有効に適用できる。
すなわち、重金属イオン等が陰イオンである場合、そのイオンは陰極に発する水酸イオンと結合して沈殿することはないが、陽極周辺に酸性領域が形成され、この酸性領域においてイオン化された陰イオン性の物質、例えば六価クロムイオンが陽極周辺に集積することから、イオン濃度躍層よりも陰極に近い範囲をもって六価クロムイオン濃度が低い地域と見込むことができる。
【００５４】
（実施形態３）
本発明の実施形態３を説明する。本実施形態は、前記実施形態１、２において使用する電極筒Ａおよび電極筒Ｂに、ゼオライトや活性炭等を充填した袋からなる汚染物質吸着手段を収納したものである。この場合、浄化の対象となるイオン種が陽イオンであるか陰イオンであるかを問わない。
【００５５】
前記汚染物質吸着手段は図６、図７に示されている。
すなわち汚染物質吸着手段２６は、二重電極筒である電極筒Ｂの外筒２２と内筒２４との間隙に配置されるもので、透水性合成樹脂製不織布によって作られた一定の直径と長さを有する袋内にゼオライトまたは活性炭等を充填してなるものである。
【００５６】
前記汚染物質吸着手段２６は、内筒２４類似のものにゼオライトや活性炭等を充填したカートリッジとすることもできる。本実施形態では、前記汚染物質吸着手段２６として、商品名「のびねっこ」（株式会社トーミック製造販売）を用いた。
【００５７】
前記汚染物質吸着手段２６を、溶着もしくは紐状のもので連結して連続して成形することもできる。なおここに使用するゼオライトは天然ゼオライトでも人工ゼオライトでもよく、この汚染物質吸着手段２６の大きさあるいはゼオライトや活性炭の粒径などは任意に決定できる。
【００５８】
このような汚染物質吸着手段２６は、特に減圧排水機能の設置を計画する地点に多く用いられ、その揚水機能によって、電極筒の重金属、揮発性有機塩素化合物、揮発性炭素化合物、全シアン等無機化合物その他化合物（以下、「重金属その他化合物」という）等の物質を連続した袋またはカートリッジである形態を利用して任意の時点で効率的に取り出すことができる。
【００５９】
電極移設に際して電極棒を電極筒内に挿入するにあたり、この電極筒内に挿入された汚染物質吸着手段２６を電極筒から取り出して電極棒と入れ替える場合、汚染物質の種類によっては、ゼオライト・活性炭等の組成あるいは袋ないしはカートリッジの形状を電極移動計画に基づき適切に設定する。
【００６０】
移動を予定する電極筒Ａは、その全てに汚染物質吸着手段２６を収納する必要はなく、また必要な時点において挿入したり除去したりする方法でもよい。
【００６１】
電極筒に汚染物質吸着手段２６を挿入する効果は、汚染物質がイオンである場合および物質がイオン化している以外のものであっても、それが水中に溶解している物質である場合は、電気浸透効果によってその汚染物質が水とともに引き寄せられ、ゼオライトや活性炭等に吸着され、あるいは排水によって除去されるのである。
【００６２】
（実施形態４）
本発明の実施形態４は、土壌浄化の進行速度が遅れた地点について、当該地点を挟むように陰陽電極の対を設けて通電して土壌浄化水準のばらつきを均一化する方法である。
この場合の電極の配置は、既に移動がなされて電極棒のない空の電極筒を利用して行うことができる。この場合、電極の電気方式は、従来のプラス電源とマイナス電源とを切り替える方法等によることができる。
【００６３】
本実施形態によれば、電極筒配置計画にしたがって設置された電極位置が、土壌質等の関係で必ずしも適切でない結果を生じた場合にあっても、再度電極を移動して通電することによって浄化効果を回復することができる。
【００６４】
浄化のばらつきを修正する目的で電極を移動する場合は、陰極筒に排水機構を設けることが必要であって、水とともに移動してきた物質を、筒に収納された前記汚染物質吸着手段に付着させ、排水と合わせて、土壌系から取り出すことができるのである。
【００６５】
（実施形態５）
本発明の実施形態５は、電極移動によって間隙が出来た電極筒内に生石灰等のアルカリ性物質を投入して行う土壌の性状を修復する方法である。
配置された電極筒の空間的配置密度が高い点を利用して、電気浸透効果による水の移動に伴って、投入された物質あるいは発生する熱を土壌中に比較的短期間に行き渡らせることができる点を利用して行うものである。
【００６６】
この電極筒内に投入する物質は、生石灰等のアルカリ性物質に限らず、溶脱した土壌成分の補充を目的とする物質、例えば、カルシウム、カリウム、マグネシウム、窒素、鉄等を選択できる。
【００６７】
前記方法において、投入する物質を収納した袋を複数個接着し、もしくは紐状のもので連結して挿入する、あるいは固体または溶液として投入する場合を含めて、投入量、投入速度などの条件をコントロールしながら投入する。
【００６８】
（実施形態６）
本発明の実施形態６は、土壌の浄化作業に必要な電力を太陽光発電によって得るものである。
土壌汚染除去に必要な電力は、土壌質や含水比等の条件により異なるが、対象とする土壌汚染除去面積の１ないし数倍程度の太陽光受光面積があれば太陽光発電を利用した電気修復法による土壌汚染除去が可能である。
また、砂質土等のように、ローム質土よりも浄化の容易な土壌にあっては、より小面積の太陽電池をもってすることが可能であることから、土壌質等の条件によって浄化対象地の上部空間を利用することが可能である。したがって土地の有効利用を図り、浄化に関する管理作業を容易にすることができる。
【００６９】
本実験では、ローム質土壌の検体であって、装置の対象面積800cm2、電極間距離22cm、陽極３極、陰極１極の装置に直流24.3ボルト、0.5アンペア×３極（36ワット）の電気を通電して、１０週間で重金属イオン濃度を400ppmから25ppm以下に低減することを得た。
【００７０】
実際の装置において本実験の電力水準で通電したとすると、電極間の距離50cm（距離１mにつき陰極一個として）、陽極間隔25cmとすれば、電気浸透と電気泳動によるイオンの移動度は電位勾配に比例するので、飽和状態の土壌では電圧を直流60ボルト、陽極一個当たり0.5アンペアの電力をもってすればよく、１m２当たりの所要電力は240ワットとなり、太陽光発電能力を１m２当たり１４０ワットの電力とすると、ローム質土壌での所要太陽電池パネル面積は浄化土壌面積の1.7倍を要する。
【００７１】
しかして、土質が砂質土等の場合は浄化速度がロームよりも相当早いので所要太陽光電池パネル面積は浄化面積の1.7倍より小さくても効果を上げることができる。よって土壌の性状その他の条件によって、浄化面積に近い面積の太陽電池パネルを用いて浄化することも可能になる。すなわち、浄化対象地域の上部空間を利用して土壌浄化を可能にするものである。
【００７２】
この上部空間を利用して行う太陽電池パネルの設置は、土壌浄化に用いる電極筒の間隙および上部に設置する仮設工作物の延長として構築することが可能であり、もって太陽電池パネルを浄化対象空間利用とすることが土地利用上からも、関連装置の有効利用の面からも有利になるものである。
【００７３】
（実施形態７）
本発明の実施形態７は、本発明において電極ａに使用する黒鉛系の電極棒についてであり、図５（１）、図５（２）に示すものである。
電極棒１０は黒鉛を基材として、これに粘土、ガラス繊維、ゴム、天然あるいは合成樹脂等を結合材として加えて混練りしたペースト状物質よりなる黒鉛ペースト１１を合成樹脂製の網状筒である黒鉛充填筒に充填成形した物品である。
この場合、一般的には黒鉛ペースト１１の黒鉛混入率は人造黒鉛60％以上が望ましく、この黒鉛混入率は目的とする導電率を得られるものとし、粘土およびガラス繊維等の混入率は、必要とする力学的な強度により電極棒の形状寸法に応じて定める。
ただし、電極材の素材として、天然黒鉛、高導電ゴム、黒鉛製品その他の電極、あるいは銅その他導電性のよい物質の使用を排除するものではない。
【００７４】
前記電極棒１０は、一定の単位長さ、例えば0.5m、１mの二種類あり、その一は、黒鉛充填筒の一端に電極基材（図示せず）を取り付けたものであって、電極基材は密実に防水処置がなされる。その二は端部に電極を持たないものである。
電極棒１０の長さは、土壌浄化計画により設定するなど、任意に設定することもできる。
【００７５】
前記電極棒１０は、黒鉛ペースト１１の上端と下端の周縁に補強具１３，１３を固定し、また周面には網状に固定具１２，１２・・が構成されている。
この電極棒１０を連接する場合は、電極棒１０の端部に黒鉛ペースト１１を塗布し、１ないし数本の単位長さの電極棒１０を、前記補強具１３を互いに長軸方向に連接することで必要な電極棒長を得ることができる（図５（２）参照）。
【００７６】
（実施形態８）
本発明の実施形態８は、本発明に使用する二重電極筒についてであり、図６、図７に示すものである。この二重電極筒は本実施形態では、電極筒Ｂに使用されている。
二重電極筒２０は、内筒と外筒の二重の筒から成り、外筒２２は周囲に透水性の高い不織布製フィルター２１を巻いた合成樹脂製の網状目を有する筒あるいは有孔筒であって、内筒２４は排水機能を収めるものである。
外筒２２の中央には高電導性物質からなる陰極電極棒２３を配置する。陰極電極棒２３は横断面形を方形とすることによって内筒２４の位置を安定させるに便利な形状とすることができるが、円形でもよい。
また、前記二重電極筒２０の横断面形状は円形である必要はなく、方形その他形状でもよく、あるいは全体を１個の楕円形等の形状として、その一電極筒内に複数電極棒を収納する構成でも良い。
【００７７】
前記内筒２４の本数は単数でも複数でもよい。外筒および内筒は各々接続器具を用いて二重電極筒２０を長軸方向に接続できる構造とする。
内筒２４は合成樹脂製の網状目を有する筒あるいは有孔筒であって、浸透水を汲み上げて土壌系外に取り出す機能をもつ排水チューブ２５およびサクションヘッドを設ける。二重電極筒２０の上部あるいは内部に給水点滴用チューブを配置してもよい。
不織布製フィルター２１は、計画する除去期間によって生分解性のものと難分解性のものとを使い分ける。除去期間が短い場合は生分解性のものが望ましい。
【００７８】
前記外筒２２と内筒２４との間隙には、透水性合成樹脂製不織布の一定の直径と長さを有する袋内にゼオライトまたは活性炭等を充填した袋状製品あるいはカートリッジからなる汚染物質吸着手段１６を挿入充填する。
【００７９】
二重電極筒２０の設置にあたっては、前記外筒２２と内筒２４の強度、寸法、等は汚染除去計画によって設定する。なお、ここに述べる二重電極筒２０の構造のうち、砂質土である等浄化の容易な土壌質等の条件によっては、前記汚染物質吸着手段２６を用いない方法によることもできるが、汚染物質吸着手段２６を用いない場合でも内筒２４を設けておくことにより、浄化後の物質投入などの際に物質の投入を的確にすることができる。
【００８０】
（実施形態９）
本発明の実施形態９は、本発明に使用する一重電極筒に関するものであり、図８、図９に示すものである。この一重電極筒３０は本実施形態では、電極筒Ａに使用されている。
前記電極棒１０である陽極電極棒１０を内部に収容した一重電極筒３０は、合成樹脂製の網状目を有する筒あるいは有孔筒３２を構成し、この有孔筒３２の周囲に透水性の高い不織布製フィルター３１を巻き、土壌浄化計画に従って必要な形状寸法強度に構成する。
この不織布製フィルター３１の材質は、計画する除去期間によって生分解性のものと合成樹脂製等の難分解性のものを使い分ける。除去期間が短い場合は生分解性のものが望ましい。
また、陰イオンの場合は、陽極から取り出す必要があるため、有孔筒３２の内部には前記排水チューブ２５を備えた内筒２４を設けている。
【００８１】
電極移設を予定する一重電極筒３０について、移設する以前に電極ａを挿入していた電極に対して電極ｂを移設しようとする場合に、一重電極筒３０に前記汚染物質吸着手段２６を挿入して、また排水チューブその他の排水機構２５を加えることによって、前記二重電極筒２０のように改造して、電極ｂに向かって電気泳動している、あるいは電気浸透しているイオンその他化合物を土壌系外に取り出すことを効率的に行えるようにすることが出来る。
【００８２】
（実施形態１０）
本発明の実施形態１０は、本発明に使用する複数の電極筒を連続的に打設して地面に設置する電極筒設置装置であり、図１０、図１１、図１２、図１３に示すものである。
本装置は、底部７４の両端に柱体７６，７６を立設し、この柱体７６，７６の上部を連結する架構部７５を構成してなる。
【００８３】
前記架構部７５には、４個の穿孔駆動機構４０が設置されている。この穿孔駆動機構４０は、アースドリル４９を保持した電極筒挿入部４１と、この電極筒挿入部４１を加重回転させて穿孔圧入あるいは引き抜きする穿孔駆動部４２と、圧入圧力と高さを調節する圧入調節部４３からなる。前記穿孔駆動機構４０は、４個に限らず任意の個数設置できる。
符号５５はアースドリルなどの誘導部であり、アースドリル４９の貫入に際して、位置を正しく保つための誘導装置であり、誘導部５５の端部は装置の柱体７６，７６に固定される。
【００８４】
前記電極筒挿入部４１は、アースドリル４９より径大同長のケーシング４４からなり地中に貫入挿入されるもので、ケーシング４４はアースドリル４９と逆方向に回転しながらドリルの掘進に追随して土壌中に挿入される。
電極筒挿入部４１のドリルとケーシングは必要により長軸方向に連結して所定深度まで貫入可能にする。
穿孔駆動部４２には、モーターなどの駆動部４７とアースドリル４９の軸とケーシング４４を掴んで回転させる回転装置４８を内蔵して、上部の圧入調節部４３からの鉛直荷重を受けつつ駆動する。前記穿孔駆動部４２の下方部分には排土機構を備える。
【００８５】
前記柱体７６，７６の上部を連結する間隔調整レール５１と、この間隔調整レール５１の両端に設けた逆転止ギア、上下ギアなどの機能を持つ逆転止装置５２及び柱体７６，７６の下端に設けた上下動装置５３などによって配置調節部５０を構成している。
【００８６】
昇降機構６０は、架構部７５に取り付けた滑車６１と、前記穿孔駆動機構４０を昇降させるワイヤ６２と、ワイヤ調節器６３からなる。この昇降機構はワイヤを使用せずに油圧シリンダ等を用いた機構も採用できる。
【００８７】
動力機構７０は、装置の下部に配置され、ワイヤ巻き取りドラム部等の動力伝達機能を有する動力伝達部７１と、昇降動力伝達部７２、動力伝達軸７３によって構成されている。符号７９は動力部であり、これは電動機、発動機等が用いられる。
【００８８】
装置の下部には、高さ調節部８１、移動・架構固定部８２、移動板８３、移動方向変換機構８０などの各部が構成されていて、装置を安定して設置すると共に、高さ調節や移動を行う。
【００８９】
前記電極筒設置装置の作用を説明する。
【００９０】
本実施形態の電極筒の連続設置方法は、電極筒の設置に先立って土壌を穿孔し、穿孔と同時に電極筒あるいは電極筒とケーシングとの組み合わせを土中に挿入して、ケーシングをもってする時はケーシングによって作られた空間に電極筒を挿入する方法であって、この場合の穿孔と電極筒とケーシングとの挿入にあたり複数の穿孔と電極筒、ケーシング挿入とを、電極筒を連続設置するための一定の装置を用いて一斉に行うことよって、設置作業を効率的にするものである。
【００９１】
電極筒の打設作業は、装置の電極筒列の成す線と垂直の方向に、既に打設のなされた地域と反対方向に装置を移動しつつ（後退しつつ）打設地域を拡大する方法で行う。ケーシングの引き抜き作業は、これと反対方向に前進する方法で行う。
【００９２】
まず電極筒設置装置を、高さ調節部８１、移動・架構固定部８２、移動板８３等によって所定位置に正しく固定し、移動方向変換機構８０装置全体を回転させ、装置の位置を調整する。
【００９３】
次に、動力部７９を起動して、動力伝達部７１によって操作を調整し、昇降動力伝達部７２、動力伝達軸７３を介して、滑車６１を用いてワイヤ６２を牽引し、地上に置かれてある圧入調節部４３、穿孔駆動部４２と、電極筒挿入部４１を引き上げる。
この場合、ターンバックル、可変軸滑車等の伸縮機能を組み込んだワイヤ調節器６３によりワイヤ６２の緩みをとるなどの調整を加える。
昇降動力伝達部７２は、この場合、動力伝達部７１からの動力を昇降動力伝達部７２の各々に配分するものである。
また圧入調節部４３は、バネ機構を内蔵したもので、間隔調整レール５１との反発により鉛直負荷を調節するものである。
【００９４】
電極筒挿入部４１の各々を、電極筒設置を予定する穴の位置の上部に設定する。
このとき、圧入調節部４３、穿孔駆動部４２、電極筒挿入部４１は、吊り下げながら設置することにより、正しく所定位置に鉛直に配置することができる。
この場合、電極筒挿入部４１は、滑車６１等の移動により、その間隔を任意に設定できる。
【００９５】
上下動装置５３を起動して連結機構（ワイヤ、ベルト等）を介して逆転止装置５２の高さ調節装置により間隔調整レール５１の高さを規定しつつ、穿孔駆動機構４０以下の掘進速度に合わせて押し下げる運動をおこなう。なお、アースドリル４９を引き抜く場合は、間隔調整レール５１は上方に引き上げられる。
【００９６】
間隔調整レール５１は、電極筒挿入部４１のアースドリル４９の貫入速度に追随して逆転止装置５２を上下可動に操作する。
この間隔調整レール５１は、電極筒挿入部４１のドリルの貫入に際して圧入調節部４３に反発して、圧入調節部４３以下の装置の下方移動を均等にする機能を持つ。
【００９７】
所定高さと所定地点に設定された圧入調節部４３、穿孔駆動部４２、電極筒挿入部４１は、重錘の役目をもつ圧入調節部４３によって加重しつつ、穿孔駆動部４２を回転して電極筒挿入部４１のアースドリル４９とケーシング４４を地中に貫入させる。
【００９８】
このステップを図１３に基づいて、詳しく説明する。
ステップ１： 電極筒挿入部４１のアースドリル４９とケーシング４４を、挿入地点の上部に配置する（図１３（１））。
ステップ２： アースドリル４９とケーシング４４を、穿孔駆動部４２によって互いに逆回転させながら地中に打設していく（図１３（２））。この場合、アースドリル４９とケーシング４４は逆方向に回転している。
ステップ３： ケーシング４４を所定深さまで貫入打設した後、穿孔駆動部４２を逆回転させて、ケーシング４４を残してアースドリル４９を引き抜き、これを移動する。所定位置にケーシング４４のみが残される。（図１３（３））。
ステップ４： 地中に埋設されたケーシング４４の中に、電極筒Ａを挿入する。（図１３（４））。
ステップ５： ケーシング４４の上部に穿孔駆動部４２を取り付け、ケーシング４４を地中から引き抜く（図１３（５））。
ステップ６： 地中に埋設された電極筒Ａの中に、電極１０を挿入する。（図１３（６））。
【００９９】
ついで、装置下部に設けたキャタピラ、車輪等（図示せず）により装置全体を移動する。この場合、移動板８３のレールを設ける方法によって、移動方向を正しくし、地盤の状況に対応し、または作業の効率化をすることができる。
【０１００】
前記の一連の操作を、対応する方向に移動させた後繰り返し、結果として浄化対象地に多数の電極筒が打設された状況を作り出すことができる。
【０１０１】
また、アースドリル４９によって穿孔した土孔と電極筒との間に生ずる間隙、あるいは電極筒を引き抜いた跡の空隙には砂質土を充填する。
【０１０２】
移動板８３のレールはその一部または全部を、電極筒打設終了後も残置しておくことによって、以後の装置の管理に利用することができる。
また、装置全体の移動手段については、装置を含む全体を移動するには、下部に車輪やキャタピラを設けた自走装置とするか、自動車で牽引する方法などを使用できる。
【０１０３】
前記電極筒設置装置に組み合わせて、土壌酸度測定機能、土壌成分採取機能、土壌成分測定機能等を具備することもできる。
【０１０４】
電極筒の設置方法は前記の電極筒設置装置を用いてすることに限定するものではなく、穿孔、ケーシング・電極筒設置を一地点ごとに行う等、その他の方法で行うことを妨げるものではない。
【０１０５】
（実施形態１１）
本発明の実施形態１１は、図１４乃至図１９に示すものであり、可搬式土壌汚染物質除去装置に関するものである。この装置は、人力で可搬の重量寸法の部材で構成するものである。
【０１０６】
汚染土壌を収容した移動可能な土壌容器１００の上端に上部枠１１１を固定し、この上部枠１１１に適当な間隔を有して溝部１１１ａを設ける。この溝部１１１ａに断面略Ｕ字状の樋形状の陽極橋部１１２、あるいは陰極橋部１１３を嵌合して着脱自在に取り付ける。
そして、この陽極橋部１１２の内部に、ポール１２１、リード線１２２、吊り具１２３、排水横パイプ１２４を収容し、陰極橋部１１３の内部に、ポール１３１、リード線１３２、吊り具１３３、排水横パイプ１３４を収容するのである。この陽極橋部１１２、あるいは陰極橋部１１３の形状は上記のものに限定されず任意に決定できる。このうち、土壌から分離する目的であるイオンが陰イオンである場合は排水横パイプ１３４を省略でき、目的が陽イオンである場合は排水横パイプ１２４を省略できる。
【０１０７】
土壌容器１００内に前記二重電極筒２０と一重電極筒３０を一定間隔に配置した後、対象土壌２００を土壌容器１００に入れる。その後、二重電極筒２０内に前記陽極電極棒１０を電気の陽極に設置するが、このとき前記陽極橋部１１２の内部に収容したポール１２１、リード線１２２、吊り具１２３、排水横パイプ１２４を利用して、陽極電極１０を電極筒３０内に配置する。
同様にして、陰極橋部１１３の内部に収容したポール１３１、リード線１３２、吊り具１３３、排水横パイプ１３４を利用して一重電極筒３０に前記陰極電極棒２３を設置する。
【０１０８】
そして、両極間に直流電気を通電できる電気系統及び電気制御機構（図示せず）を設けたものである。さらに陰極の二重電極筒２０内には土壌間隙から分離脱着した物質溶液を取り出す排水機構２４、２５を組み込むものである。また、陽極の一重電極筒３０内にも必要に応じて排水機構２４、２５を組み込むことができるが、本実施形態ではそれらを組み込んだものを示している（図８、図９参照）。
【０１０９】
前記土壌容器１００の寸法は、土壌質等の条件あるいは計画する浄化所要期間を考慮して設定するが、標準的には基本の単位装置１０１で、０．５m2で深さ４０cm、容量２００Ｌ内外とし、材質は耐酸、耐アルカリ性を考慮した合成樹脂等の材質による。
【０１１０】
上述の可搬式土壌汚染物質除去装置の作用は、前述の如く電極を移動して土壌の浄化を行うものであり、前記各電極筒の一定の配置は、前記実施形態２で述べた電極を移動して土壌の浄化を行う方法に対応する電極間隔で陽極電極筒３０を配置するものである。
その電極筒配置間隔は土壌質等の条件あるいは計画する浄化所要期間を考慮しつつ、実験に基づいて陰陽電極筒２０間隔を決定し、更に陽極電極筒３０間隔を決定するもので土壌によって適切な距離を設定するが、標準的には陰極２０陽極３０相互の間隔（図１のＰＰＯとＢとの間隔）を２４〜３５cm、陽極電極筒３０同士の間隔を７〜１２cmとするものである。
【０１１１】
また実施形態８で述べたように、陰極電極筒２０の横断面形状は円形である必要はなく、方形その他形状でもよく、あるいは全体を１個の楕円形等の形状として、その一電極筒内に複数電極棒を収納する構成でも良い。
【０１１２】
前記直流電気の強度は、土壌質等の条件あるいは計画する浄化所要期間を考慮して実験を踏まえて設定するが、標準的には電圧１２〜４８V、電流0.1〜４Aとするものである。
【０１１３】
前記排水機構２４、２５は、溶液中のイオンが電極に電気泳動し、あるいは電気浸透する速度を考慮した排水性能のものとし、土壌質等の条件あるいは計画する浄化所要期間を考慮して実験を踏まえて設定する。
【０１１４】
（実施形態１２）
本発明の実施形態１２は、前記実施形態１１の装置を用いて、多量の汚染土壌を効率的に浄化することを可能にする方法である。
【０１１５】
前記装置の組み合わせは、前記一定容量の可搬式装置（以下これを単位装置１０１という）、例えば容量２００Ｌの単位装置１０１を一定数組み合わせて、例えば４単位装置を組み合わせて８００Ｌ容量の装置とする（以下装置セット１０２という）もので、この装置セット１０２を更に複合して多量の土壌修復に対応できるものである（図１８参照）。
【０１１６】
この装置セット１０２は、単位装置１０１の土壌容器を結合して、単位装置１０１の電気系統および排水系統を統合することにより、電気的および排水的操作性を向上させ、例えば、電気の操作盤を１台にまとめる、排水ポンプを高価なマイクロポンプから安価なミニポンプに替えるなどの経費的な割安さをもたらすことが出来る。
【０１１７】
（実験例）
本発明について、次の実験を行った。
【０１１８】
（実験装置）
実験は土壌に直流電流を通電する方法で行った。
土壌質は、腐植まじり関東ロームで、飽和含水比状態での透水係数1×10−5cm/sec、土壌は、常時飽和含水状態を保った。土壌面積は24cm×34cm×深さ20cm。
電気的構成は、直流24ボルト×0.5アンペア×3陽極と１陰極の対とし、陰極に向かって90°の範囲に扇状に陽極を等間隔に配置。電極間隔22cmとし、電極筒に合成樹脂製網状筒を用いた。
電極材は、黒煙粘土混練り棒状材（径7mm×長さ120mm）を使用した。
汚染物質吸着手段として「のびねっこ」を陰極筒内に設置した。
重金属材は、硫酸マンガンをもって、土壌に対して400ppmの濃度とした。
初期段階の穴の設置間隔は、約9cm＋13cm=22cmとした。
【０１１９】
（マンガンイオン濃度の動向）
装置稼働後に生起した低イオン濃度領域のマンガンイオン濃度は土壌に対して25ppmないし5ppm以下と極めて明瞭な低下がみられた。一方、高イオン濃度領域ではマンガンイオン濃度は400ppm〜部分的には400ppmを超える濃度になり、イオン濃度躍層の明瞭な形成が見られた。
【０１２０】
（イオン濃度躍層の移動速度）
イオン濃度躍層は、一陽極に対して一陰極を持つ試験の場合、通電開始１週間後に、陰極側に発生し、その後陽極側にも発生がみられ、１５日後には陽極から５cmの地点で明瞭な低イオン濃度側のイオン濃度躍層と電位ギャップの形成がみられた。
低イオン濃度側のイオン濃度躍層の位置と電位ギャップの位置とが一致しているので、この期間と陽極〜電位ギャップ間の距離をもってイオン濃度躍層の進行速度としてみると、進行速度は5cm/経過１５日＝0.4cm/経過日とすることができる。
【０１２１】
次に１陰極に対して３陽極を設けて実験した場合、同じローム質土における実験において、通電開始から３日目に陽極へのイオン濃度躍層生成が観察され陽極から陰極に向けての電位ギャップの進行速度は4.5cm/経過２１日であった。
他方、陰極との逆方向あるいはこれと直角方向にも低イオン濃度領域が形成され、この逆方向へのイオン濃度躍層の移動速度は、２cm/経過２１日であって、陽極３カ所ともに当初の段階は経過日数１日について、0.4cm/日〜0.2cm/日の速度でイオン濃度境界地帯が陰極方向に進行した。
【０１２２】
また、重力による排水を継続したが、この重力排水の透水係数は1×10-5cm/sec＝0.9cm/日であった。
なお、陰極と90°方向には経過日数１日について、0.2cm/日〜0.1cm/日の速度で進行した。
イオン濃度躍層の移動速度は期間の経過につれて小さくなって、経過２４〜３０日には、進行を観測し難い程度に小さな速度になった。
【０１２３】
（電極移動法の効果の実験）
イオン濃度躍層の移動を促進する目的で、電極移動の方法として陽極の移動を行った。この移動は実験開始後４３日経過時点で、生起した電位ギャップを越えて4cmの地点（陽極から9cmの地点）に一回目の陽極を移動したところ、移動直後には移動した地点付近から陰極に至る全域に電位ギャップがみられなかったが、通電３日目には、電位ギャップが発生し、陽極から陰極に向かって電位ギャップが進行した。
その速度は一回目移動後３週目に電位ギャップが4cm移動したのでこの移動速度は二回目の通電開始からの速度は、移動後経過１日当たり0.2cm/日、当初からの陽極移動距離を含めれば、移動距離は13cm、この間の期間６３日であり、通算速度は0.2cm/日であった。
【０１２４】
このようにして、陽極を移動するならば、電位ギャップの進行速度は、当初の陽極位置に対して、電極移動による移動距離と電気的効果による移動距離との和を経過時間で除した価までイオン濃度躍層の進行速度を早めることができる。
すなわち、 本実験の条件の場合、電位ギャップ進行速度は６週間に１回の水準で、１回の移動につき9cmの電極移動を行えば、通電開始からの経過１日当たり0.2cm/日〜0.17cm/日の速度で電位ギャップが進行するので、この速度は、電極移動を行わない場合の速度0.11cm/日に比べて遥かに早く、さらに、終末期に近づいた場合は電位ギャップ進行速度が初期の水準程度まで早くなり、電極移動によって、時間の経過に伴う浄化効率の低下を防いで、浄化期間を短縮できた。
さらに、電極移動の頻度を高めればイオン濃度躍層の進行速度を速めることが可能であることも確認できた。
【０１２５】
（除去後のマンガンイオン濃度）
移動後の電極後方のマンガンイオン濃度は、陽極筒を設けた地点周辺はマンガンイオン濃度が土壌に対して5ppm以下となり、また、全般的に50ppm以下であって、除去率は（400ppm〜50ppm以下）／400ppm＝87.5％以上と高い除去効果がみられた。
なお、移動以前のイオン濃度躍層の位置と移動後の陽極との間のマンガンイオン濃度は低イオン濃度領域の濃度とほぼ同水準であって、移動後の各陽極の陰極と逆方向について弱いイオン濃度躍層が発生したが、陰極に向かうもののような明瞭なイオン濃度躍層はみられない。
【０１２６】
（電極移動法による浄化後の地域の重金属イオン濃度のばらつきを平準化する効果）
電極移動法を用いて浄化した地域であっても部分的に浄化の進行程度が相違している場合があり、これに対して電極移動法をもってイオン濃度のばらつきを平準化することができる。この方法の効果は、当実験において、マンガンイオン濃度が350ppmmの地域と同15ppm以下の地域とが生じていたが、電極移動を行ったのち４週間でこれが平準化して、 平均濃度25ppmになった。
この場合、新しい陰極は『「のびねっこ」充填筒』として、減圧揚水（圧力を間欠的にマイナス20pa）をしたものである。
【０１２７】
（電極棒の崩壊の程度）
電極棒は、本実験の初期に径10mm×厚さ1mmのアルミ管を用いたが、陽極は１週間で腐食崩壊し、陰極も２週間で腐食崩壊した。これを径７mmの黒鉛ペースト電極にしたところ１５週間後においても崩壊することなく十分に稼働している。
【０１２８】
（実際の場所で電極移動法を実施したと仮定した場合の電極移動法の効果の試算）
電極移動法をもってする浄化期間を試算すると次のようである。
ここに、対象とする土地の浄化距離を100cm（陰極筒設置を100cm間隔、陰陽極間距離50cm）、二重電極筒半径5cmとして、陰陽極区間距離47.5cmとすると、電極移動法を行わない場合の所要期間は、電位ギャップ進行速度を実験の経過６週間の速度が維持されるとして、所要期間A＝47.5cm÷0.1cm/日＝480日
一方、電極移動を行う場合は、電位ギャップ移動速度を0.17cm/日として、電極移動期間を４４日間隔、移動距離を18cm/回（実験と実際との電位差の比率を実験の移動距離に乗じた値）とすると、必要移動回数は45cm/18cm-1回＝2回、この移動に伴う第一回目移動までの日数70日とすると、所要日数B＝70日＋2回×44＋（45cm-（18cm×2回））/0.17cm/日＝211日である。
すなわち、所要日数B/所要期間A＝211/450×100＝47％であって、大幅な期間短縮になる。
【０１２９】
なお、この計算において陰陽極間の電位勾配は実験におけるのと同水準であることを前提としていて、この試算では陰陽極間距離が実験よりも大きくなるため、試算で考える電位勾配は実験におけるよりも小さくなるので、電位ギャップ進行速度は上の計算よりも小さくなることが懸念されるが、実際においては印加電圧を相当分高くして（例えば実験と実際との縮尺比を22：48＝1：2.18とすれば電位差を24ボルト×2.18<55ボルトとするなど）当実験の電位勾配と同水準にすることが可能であり、この試算は有効に成立する。
【符号の説明】
【０１３０】
ａ 電極 ｂ 電極
Ａ 電極筒 Ｂ 電極筒
Ｋ イオン濃度躍層 Ｐ０ 穴
Ｐ１ 穴 Ｐ２ 穴
ＰＮ 穴 ＰＸ 穴
１０ 陽極電極棒 １１ 黒鉛ペースト
１２ 固定具 １３ 補強具
２０ 二重電極筒 ２２ 外筒
２３ 陰極電極棒 ２４ 内筒
２５ 排水機構 ２６ 汚染物質吸着手段
３０ 一重電極筒 ３１ 不織布製フィルター
３２ 有孔筒 ４０ 穿孔駆動機構
４１ 電極筒挿入部 ４２ 穿孔駆動部
４３ 圧入調節部 ４４ ケーシング
４７ 穿孔駆動動力部 ４８ 電極筒挿入部保持装置
４９ アースドリル ５０ 配置調節部
５１ 間隔調整レール ５２ 逆転止装置
５３ 上下動装置 ５５ 誘導部
６０ 昇降機構 ６１ 滑車
６２ ワイヤ ６３ ワイヤ調節器
７０ 動力機構 ７１ 動力伝達部
７２ 昇降動力伝達部 ７３ 動力伝達軸
７４ 底部 ７５ 架構部
７６ 柱体 ７９ 動力部
８０ 移動方向変換機構 ８１ 高さ調節部
８２ 移動・架構固定部 ８３ 移動板
１００ 土壌容器 １０１ 単位装置
１０２ 装置セット １１１ 上部枠
１１２ 陽極橋部 １１３ 陰極橋部
１２１ ポール（陽極側） １２２ リード線（陽極側）
１２３ 吊り具（陽極側） １２４ 排水横パイプ（陽極側）
１３１ ポール（陰極側） １３２ リード線（陰極側）
１３３ 吊り具（陰極側） １３４ 排水横パイプ（陰極側）
２００ 対象土壌
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、予め陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を設定し、この穴に電極を設置し通電して土壌の浄化を行い、その後浄化水準の進行に伴って、前記予め設置した陰極電極と陽極電極を他の位置に移設することを特徴とする土壌の浄化方法。
【請求項２】
請求項１記載の土壌の浄化方法において、前記予め陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を、重金属イオンを含む溶質の濃度の躍層を越えて電気の陽極から陰極方向に至る間の、または陰極から陽極方向に至る間の一定の位置に定めることを特徴とする土壌の浄化方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の土壌の浄化方法において、前記陰極電極と陽極電極内に、汚染物質を吸着して除去する物質を収納したことを特徴とする土壌の浄化方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の土壌の浄化方法において、イオン濃度躍層の分布型と進行速度を観測して浄化の進行水準を判定し、浄化の進行速度が遅れた地点について、当該地点を挟む位置に相当する穴に陰極電極と陽極電極を設置し、その後これらの電極に通電して土壌全体の浄化水準のばらつきを均一化する土壌の浄化方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項２記載の土壌の浄化方法において、土壌浄化作業の終了後、陰極電極と陽極電極の位置を入れ替えて設置して通電し、あるいは電極を設置する電極筒にアルカリ性物質あるいは溶脱した土壌成分の補充を目的とする物質を挿入して、浄化後の土壌の性状を修復する土壌の浄化方法。
【請求項６】
請求項１又は請求項２記載の土壌の浄化方法において、浄化対象地域の上部空間に太陽光発電装置を配置し、この発電装置によって発電された電気によって浄化作業を行う土壌の浄化方法。
【請求項７】
黒鉛に結合材を加えて混練して棒状に成型した黒鉛ペーストを構成し、この黒鉛ペーストの上端と下端の周縁に補強具を固定するとともに、周面には固定具を網状に構成した電極棒。
【請求項８】
周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部には、電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒。
【請求項９】
周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部には電極棒を有する一重電極筒。
【請求項１０】
装置の両端に立設した柱体と、この柱体の上部を連結する架構部と、
前記架構部に設置した穿孔駆動機構と、前記穿孔駆動機構を昇降させる昇降機構と、前記昇降機構を作動させる動力機構からなり、
前記穿孔駆動機構を、電極筒挿入部と、この電極筒挿入部を回転させて穿孔圧入あるいは引き抜きする穿孔駆動部と、圧入圧力と高さを調節する圧入調節部によって構成し、
前記昇降機構を、架構部に取り付けた滑車とワイヤによって構成し、
前記動力機構を、動力伝達部と、昇降動力伝達部、動力伝達軸によって構成した電極筒設置装置。
【請求項１１】
汚染土壌を収容した移動可能な土壌容器内に、周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒と、
周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒を有する一重電極筒とを一定間隔に配置し、
前記電極棒に直流電気を通電して土壌容器内の土壌の電気修復を行なう可搬式土壌汚染物質除去装置。
【請求項１２】
汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、
汚染土壌を移動可能な土壌容器内に収容し、前記汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を設け、
この穴に周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒と、
周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒を有する一重電極筒とを一定間隔に配置し、
次いで前記電極棒に直流電気を通電して土壌の浄化を行い、その後浄化水準の進行に伴って、前記予め設置した各電極を他の電極筒に移設することを特徴とする土壌の浄化方法。
【請求項１３】
予め設置した電極を他の電極筒に移設することを特徴とする土壌の浄化方法において、電極の移動を予定する一重電極筒の全部または一部にたいして、予め複数電極棒を設置して電極棒列となし、この電極棒列を一定の電気系統に構成してこれに電気の開閉等制御機構を設けて電極棒列に通電の開閉機能を付与する方法を併用する土壌浄化の方法。
【請求項１】
汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、予め陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を設定し、この穴に電極を設置し通電して土壌の浄化を行い、その後浄化水準の進行に伴って、前記予め設置した陰極電極と陽極電極を他の位置に移設することを特徴とする土壌の浄化方法。
【請求項２】
請求項１記載の土壌の浄化方法において、前記予め陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を、重金属イオンを含む溶質の濃度の躍層を越えて電気の陽極から陰極方向に至る間の、または陰極から陽極方向に至る間の一定の位置に定めることを特徴とする土壌の浄化方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の土壌の浄化方法において、前記陰極電極と陽極電極内に、汚染物質を吸着して除去する物質を収納したことを特徴とする土壌の浄化方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の土壌の浄化方法において、イオン濃度躍層の分布型と進行速度を観測して浄化の進行水準を判定し、浄化の進行速度が遅れた地点について、当該地点を挟む位置に相当する穴に陰極電極と陽極電極を設置し、その後これらの電極に通電して土壌全体の浄化水準のばらつきを均一化する土壌の浄化方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項２記載の土壌の浄化方法において、土壌浄化作業の終了後、陰極電極と陽極電極の位置を入れ替えて設置して通電し、あるいは電極を設置する電極筒にアルカリ性物質あるいは溶脱した土壌成分の補充を目的とする物質を挿入して、浄化後の土壌の性状を修復する土壌の浄化方法。
【請求項６】
請求項１又は請求項２記載の土壌の浄化方法において、浄化対象地域の上部空間に太陽光発電装置を配置し、この発電装置によって発電された電気によって浄化作業を行う土壌の浄化方法。
【請求項７】
黒鉛に結合材を加えて混練して棒状に成型した黒鉛ペーストを構成し、この黒鉛ペーストの上端と下端の周縁に補強具を固定するとともに、周面には固定具を網状に構成した電極棒。
【請求項８】
周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部には、電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒。
【請求項９】
周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部には電極棒を有する一重電極筒。
【請求項１０】
装置の両端に立設した柱体と、この柱体の上部を連結する架構部と、
前記架構部に設置した穿孔駆動機構と、前記穿孔駆動機構を昇降させる昇降機構と、前記昇降機構を作動させる動力機構からなり、
前記穿孔駆動機構を、電極筒挿入部と、この電極筒挿入部を回転させて穿孔圧入あるいは引き抜きする穿孔駆動部と、圧入圧力と高さを調節する圧入調節部によって構成し、
前記昇降機構を、架構部に取り付けた滑車とワイヤによって構成し、
前記動力機構を、動力伝達部と、昇降動力伝達部、動力伝達軸によって構成した電極筒設置装置。
【請求項１１】
汚染土壌を収容した移動可能な土壌容器内に、周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒と、
周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒を有する一重電極筒とを一定間隔に配置し、
前記電極棒に直流電気を通電して土壌容器内の土壌の電気修復を行なう可搬式土壌汚染物質除去装置。
【請求項１２】
汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置し、これらの電極に通電することで土壌を浄化する方法において、
汚染土壌を移動可能な土壌容器内に収容し、前記汚染土壌に陰極電極と陽極電極を設置する複数の穴を設け、
この穴に周囲に透水性の高いフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒と排水機能を有する内筒とを備えた二重電極筒と、
周囲に透水性のフィルターを巻いた筒状の外筒と、前記外筒の内部に電極棒を有する一重電極筒とを一定間隔に配置し、
次いで前記電極棒に直流電気を通電して土壌の浄化を行い、その後浄化水準の進行に伴って、前記予め設置した各電極を他の電極筒に移設することを特徴とする土壌の浄化方法。
【請求項１３】
予め設置した電極を他の電極筒に移設することを特徴とする土壌の浄化方法において、電極の移動を予定する一重電極筒の全部または一部にたいして、予め複数電極棒を設置して電極棒列となし、この電極棒列を一定の電気系統に構成してこれに電気の開閉等制御機構を設けて電極棒列に通電の開閉機能を付与する方法を併用する土壌浄化の方法。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【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】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−１１１５３４（Ｐ２０１３−１１１５３４Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０４０９（Ｐ２０１１−２６０４０９）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（３０８０１７１６８）株式会社総合設計研究所 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（３０８０１７１６８）株式会社総合設計研究所 (4)
【Ｆターム（参考）】
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