JP4721569B2

JP4721569B2 - 汚染土壌拡散防止方法

Info

Publication number: JP4721569B2
Application number: JP2001226049A
Authority: JP
Inventors: 泰文井関; 敏郎薦田; 康市須藤
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: JP2003033757A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、汚染土壌を一般環境から隔離して汚染土壌の拡散を防止する汚染土壌拡散防止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
汚染土壌浄化対策に関する出願としては、例えば特開平９−２６７０８２号公報、特開平１０−２５８２６６号公報、特開平１０−２７７５３１号公報記載のもの等が挙げられる。
【０００３】
特開平９−２６７０８２号公報記載の発明は、揮発性有機化合物で汚染された土壌の浄化方法に関するものであり、汚染領域に対し、微生物を用いた浄化領域を形成し、汚染領域と浄化領域を循環する気体流により浄化を図るものである。
【０００４】
特開平１０−２５８２６６号公報記載の発明は、油等の有機廃棄物により汚染された土壌を原位置で浄化する方法に関するもので、汚染地区を下方の不透水層と周囲を取り囲む止水壁とで仕切り、不透水層上に洗浄水を加圧供給し、洗浄水に汚染物質を取り込ませながら、地表に流出させて回収するものである。
【０００５】
また、特開平１０−２７７５３１号公報記載の発明は、各種の汚染状況に幅広く対応でき、かつコスト低減が可能な地下水循環による浄化方法に関するものであり、汚染地区を囲むように注水井戸を設けるとともに、注入水が汚染域を経由するように揚水井戸を設け、揚水井戸から汲み上げた地下水を、地上の汚染処理装置で処理して、再び注水井戸から地盤中に戻すというものである。
【０００６】
一方、平成１１年２月に出された環境庁の指針によれば、原位置における汚染物質の封じ込め方策の基本方針は以下の通りである。
【０００７】
▲１▼地下に層厚５ｍ以上、透水係数１．０×１０^-5ｃｍ／秒以下の不透水層がある。
【０００８】
▲２▼汚染地域周囲を止水機能のある工作物で取り囲み閉塞する。具体的には、鋼矢板、ＳＭＷ地中連続壁（ソイルミキシングウォール）の構築による遮水構造が考えられるが、ＳＭＷ地中連続壁は幅が５０ｃｍ以上で、透水係数が１．０×１０^-6ｃｍ／秒以下であること。また、地下の不透水層まで設置すること。
【０００９】
▲３▼汚染地域内の地下水を処理する場合には、処理施設により汚染物質を環境基準値以下に除去し、外部に放出する。
【００１０】
▲４▼雨水などの侵入を防止するため、表面には遮水機能の高い材料を敷設する。具体的には、遮水シート材と改良混合土層の組合せの二重遮水構造となる。なお、この構造を適用する場合には、▲３▼の処理施設による処理は必ずしも必要ない。
【００１１】
▲５▼汚染物質の計画地外への流出・拡散を防止するために、ＳＭＷ内外の地下水位は周辺の水位以下に設定することが望ましい。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記の基本方針は、廃棄物処分場の遮水構造と同レベルの機能構築を目的としたものであり、民間開発の中において、初期投資、維持管理費の発生に対する事業計画上の調整が必要となる。
【００１３】
その他の問題点としては、
▲１▼ＳＭＷの設置深度如何では、時間的、経済的な制約を及ぼす可能性が大であること。
【００１４】
▲２▼ＳＭＷの不透水機能が施工条件に左右され、実験室レベルの不透水機能の確保が難しいこと。
【００１５】
▲３▼汚染地域内の地下水位を一律定常水位に設定することが難しく、また、周辺地盤の地下水位に連動させることも困難であること。
などが挙げられる。
【００１６】
また、上述した特開平９−２６７０８２号公報や特開平１０−２５８２６６号公報記載の発明は、特定の汚染物質を対象としたものであり、種々の汚染物質に対応させることができない。
【００１７】
特開平１０−２７７５３１号公報記載の発明の場合、地上の汚染処理装置の性能に応じて種々の汚染に対応可能であるが、注水井戸と揚水井戸との配置において、地下水の循環経路の確保が難しく、汚染物質が周辺に拡散する恐れがある。
【００１８】
また、上記各公報記載の発明は、上記の原位置における汚染物質の封じ込め方策の基本方針を満足するものではなく、代替の方法としても不十分である。
【００１９】
本願発明は、上記の基本方針、特に▲５▼の汚染物質の計画地外への流出・拡散を防止を図るにあたり、比較的簡易に、かつ低コストで地中遮水壁内の地下水位を調整し、汚染物質の流出・拡散を防止することができる実用的な汚染土壌拡散防止方法を提供することを目的としたものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る汚染土壌拡散防止方法は、汚染地区を取り囲むように地中遮水壁を構築し、前記地中遮水壁の内側近傍に沿い、地盤内所定深さに配置される暗渠型の集水施設を環状に連続させて敷設し、前記集水施設より集水または揚水することにより、前記地中遮水壁近傍の地下水位を局所的に低下させ、地中遮水壁外側の水位より低い水位となるように調整し、前記集水施設より集水または揚水した汚染地下水を、浄化処理した後、再び汚染地区に浸透させ、集水または揚水が行われる前記暗渠型の集水施設部分の水位が最も低く、浄化処理した処理水を再び地盤に戻す注水位置での水位が最も高くなるようにすることを特徴とするものである。
【００２１】
本願発明では、集水施設より集水または揚水することで、集水施設の近傍で地下水位が低下するが、この集水施設を地中遮水壁近傍に配置することで、局所的にみた場合、地中遮水壁の内側、すなわち汚染地区側の水位を、地中遮水壁の外側、すなわち汚染地区外の水位より低くすることができ、それにより実質的には前述した環境庁指針における原位置における汚染物質の封じ込め方策の基本方針▲５▼を満たすことになり、汚染物質の計画地外への流出・拡散を防止することができる。
【００２２】
すなわち汚染地区全体の水位を下げるためには、必要とする揚水量も多くなり、地下水位の調整やメンテナンスに多大のコストがかかるのに対し、本願発明では、局所的に水位を下げれば良いため、トータルとしてみた場合に大幅なコスト低減が可能となる。
【００２３】
地中遮水壁としては、ＳＭＷ地中連続壁、鋼矢板壁、その他の遮水性の期待できる任意の地中連続壁を用いることができ、不透水層まで達するように構築した場合には、上記基本方針の▲２▼も満たすことになるが、条件が許せば、不透水層より上までとし、地中遮水壁の構築コストを低減することもあり得る。
【００２５】
集水施設より集水または揚水した汚染地下水は、浄化処理した後、再び汚染地区に浸透させる。
【００２６】
この場合、集水施設から揚水された汚染地下水が浄化された後、再び汚染地区の地盤に戻され、水位の高い浸透施設位置から水位の低下した集水施設へ向けて地下水が流れることで、汚染地下水の循環経路が形成され、汚染土壌の汚染物質を取り込みながら、徐々に汚染土壌を浄化して行くことができる。
【００２７】
揚水された汚染地下水の浄化処理は、例えば集水施設の近くに設けた処理プラント等により、従来から知られている種々の浄化処理を、汚染物質の種類に応じて１段階または多段階に行うことができる。
【００２８】
浄化処理した汚染水を、汚染地区に浸透させる手段としては、注水井戸、浸透トレンチ、あるいは地盤内に敷設した暗渠型の浸透施設等が考えられるが、浸透トレンチあるいは暗渠型の浸透施設の場合、汚染地区全体に浸透できるよう、環状あるいは網状に構築することが考えられる。なお、その場合も、基本的には地中遮水壁近傍の水位を低下させることを目的とする集水施設の内側に構築することになる。
【００２９】
本願発明の集水施設は特に、地盤内所定深さに配置される暗渠型の集水施設であり、前記地中遮水壁の内側近傍に沿い、環状に連続して敷設される。
【００３０】
集水施設としては、従来からの集水井戸あるいはトレンチ等を利用することも可能であるが、地中遮水壁に沿って一様に水位を低下させるためには、多数の集水井戸が必要となり、またトレンチの場合も掘削深度が深くなるのに対し、暗渠型の集水施設の場合は、目標とする水位に応じて比較的任意の深さに構築することができ、環状に連続させることで地中遮水壁に沿ってほぼ一様な水位低下が可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、本願発明の一実施形態を概略的に示したものであり、汚染地区Ｉを取り囲むように地中遮水壁４を構築している。この地中遮水壁４は不透水層Ｕに達しており、基本的には地中遮水壁４と不透水層Ｕとで閉鎖空間を形成し、汚染土壌を原位置に封じ込める構造となっている。
【００３２】
地中遮水壁４の内側近傍には、所定深さに暗渠型集水施設１が環状に敷設され、暗渠型集水施設１から汚染地区Ｉ内の汚染地下水が集水され、必要に応じて地上に揚水することで暗渠型集水施設１に向けて地下水位が曲線的あるいは曲面的に低下する。従って、集水量あるいは揚水量に応じて暗渠型集水施設１に近接する地中遮水壁４の内側の水位を、汚染地区外Ｏの地下水位より低くなるように調整することができる。
【００３３】
例えば、透水係数が１．０×１０^-6ｃｍ／秒以下といったＳＭＷ地中連続壁を地中遮水壁４と用いた場合でも、実際には品質にバラつきが生じることと、わずかでも透水性があるため、汚染地区Ｉ側の水位が汚染地区外Ｏ側の水位より高い場合には、汚染地下水が汚染地区外Ｏに拡散するおそれがあるのに対し、汚染地区Ｉ側の水位が汚染地区外Ｏ側の水位より低いことで、汚染地下水の拡散防止効果がより確実なものとなる。このことは、鋼矢板壁等を地中遮水壁４に用いた場合にも、完全な遮水性が期待できない場合には、同様である。
【００３４】
なお、暗渠型集水施設１から揚水を行う場合には、例えば連続方向の任意の位置に人孔あるいは集水升などを設け、そこから揚水を行うことができる。また、その部分を水質のモニタリングに利用することもできる。
【００３５】
揚水された汚染地下水は処理プラント２で処理された後、暗渠型集水施設１の内側の所定位置に設置された集水施設から地盤内に浸透させる。図では、汚染地区Ｉの中央部に単一の注水井戸３を示しているが、注水井戸３を複数箇所に設けてもよいし、注水用のトレンチや、上述した暗渠型集水施設１と同様あるいは類似した構成の暗渠型の注水施設を用いることもできる。ただし、原則的には注水施設による注水位置が集水施設による集水位置より上方に位置するようにする。
【００３６】
この場合、地下水位についてみると、集水または揚水が行われる暗渠型集水施設１部分の水位が最も低く、処理水を再び地盤に戻す注水井戸３部分で水位が最も高くなっている。
【００３７】
従って、暗渠型集水施設１の深さおよび集水量あるいは揚水量、注水井戸３の深さ、処理水の浸透量等を調整することにより、地中遮水壁４近傍において汚染地区Ｉ内の地下水位を汚染地区外Ｏの地下水位以下とすることができ、それにより汚染の拡散を防止することができる。
【００３８】
一方、暗渠型集水施設１と処理プラント２、注水井戸３との間では汚染地下水の循環経路が形成され、この循環を繰り返すことで、土壌中の汚染物質を徐々に除去し、汚染地下水を浄化して行くことができる。また、処理プラント２で処理されて出てくる汚染レベルの低い余剰処理水や除去された汚染物質は、条件によっては域外に搬出して処分することができる。
【００３９】
また、この汚染地区Ｉの地表面には、必要に応じて雨水等の地盤への浸透を阻止するための表面遮水工５を設置するものとする。この表面遮水工については、指針等によって示されているものを利用することができる。
【００４０】
図２(a) 〜(d) は、暗渠型集水施設３の具体例を示したものである。図２(a) の集水施設３は、透水孔を形成した硬質塩化ビニル管等の有孔パイプ１１を芯材として、その回りに透水域を確保するための単粒度砕石１２を敷設し、さらにその周囲に不織布等からなる吸込み防止材１３を巻いて、土粒子の侵入による目詰まり等を防止するようにしたものである。この形式は地盤から集水するための透水性が良好である反面、敷設費用が大きくなる傾向がある。
【００４１】
図２(b) の集水施設３は、図２(a) の砕石１２の代わりに、繊維製排水材１４を有孔パイプ１１の周囲に巻き、その回りに吸込み防止材１３を巻いた構造となっている。透水性は図２(a) のものに劣るが、コスト低減が可能である。市販の繊維製排水材１４としては、例えば繊條の相互節点を溶着成形して一体化したポーラス材（商品名：ヘチマロン）などがある。
【００４２】
図２(c) の集水施設３は、有孔パイプを用いずに、単粒度砕石１２の周囲に吸込み防止材１３を巻いて、連続する暗渠を形成したものである。コストは最も低いが透水性の面では、図２(a) 、(b) のものに比べて劣る。
【００４３】
図２(d) の集水施設３は、図２(c) の砕石１２の代わりに、繊維製排水材１４を用い、その回りに吸込み防止材１３を巻いたものである。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、汚染地下水を集水または揚水する集水施設を、汚染地区を取り巻く形で構築した地中遮水壁近傍に配置することで、局所的にみた場合、地中遮水壁の内側、すなわち汚染地区側の水位を、地中遮水壁の外側、すなわち汚染地区外の水位より低くすることができ、それにより汚染物質の汚染地区外への流出・拡散を防止することができる。
【００４５】
局所的に水位を下げれば良いため、必要とする集水量あるいは揚水量も少なく、メンテナンスに要するコストも低減することかできる。
【００４６】
必要とする集水量、揚水量が少ないため、地下水位低下に伴う地盤沈下を予防することが可能である。
【００４７】
暗渠型集水施設を環状に連続させることで、偏りの少ない地下水流を形成することができ、地中遮水壁近傍での水位の均一化が図れ、汚染地区外への汚染物質の拡散を防止するともに、浄化処理施設等を介して注水施設との間で汚水地下水の循環経路を形成すれば、汚染土壌の浄化効果も得ることができる。
【００４８】
また、浄化した水を再び地中に浸透させることで、地下水位低下に伴う地盤沈下を予防することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態を概略的に示す断面図である。
【図２】 (a) 〜(d) はそれぞれ請求項３に用いる暗渠型集水施設の形態例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｉ…汚染地区、Ｏ…汚染地区外、Ｕ…不透水層、Ｗ…地下水位、
１…暗渠型集水施設、２…処理プラント、３…注水井戸、４…地中遮水壁、５…表面遮水工、
１１…有孔パイプ、１２…砕石、１３…吸込み防止材、１４…繊維製排水材

Claims

汚染地区を取り囲むように地中遮水壁を構築し、前記地中遮水壁の内側近傍に沿い、地盤内所定深さに配置される暗渠型の集水施設を環状に連続させて敷設し、前記集水施設より集水または揚水することにより、前記地中遮水壁近傍の地下水位を局所的に低下させ、地中遮水壁外側の水位より低い水位となるように調整し、前記集水施設より集水または揚水した汚染地下水を、浄化処理した後、再び汚染地区に浸透させ、集水または揚水が行われる前記暗渠型の集水施設部分の水位が最も低く、浄化処理した処理水を再び地盤に戻す注水位置での水位が最も高くなるようにすることを特徴とする汚染土壌拡散防止方法。