JPH09164381A - 汚染土壌から汚染物を抽出する抽出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一つの抽出井戸で広い汚染領域から汚染物を抽
出することのできる土壌汚染抽出方法を提供する。 【解決手段】ストレーナ１２の周囲の土壌２２を加熱す
ることにより土壌中の水分が低減し土壌がひび割れして
ポーラス状になる。これにより、土壌２２中にガス状又
は液体状で存在する土壌汚染物は負圧状態のストレーナ
１２に引き寄せられ易くなる。また、土壌２２がポーラ
スになることで、負圧の到達距離が長くなるので、スト
レーナ１２の周囲から遠距離にある土壌汚染物も抽出す
ることができる。また、ガス状態で存在する土壌汚染物
の場合には、加熱して土壌中のガス圧を高めることによ
りガス圧の抜け口であるパイプ内に移動し易くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は汚染土壌から汚染物
を抽出する抽出方法に係り、特に工場廃棄物等により汚
染された汚染土壌中にガス状又は液体状で存在する汚染
物を抽出して除去するための汚染土壌から汚染物を抽出
する抽出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】工場等から廃棄された土壌汚染物、例え
ばトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１、
１、１トリクロロエタン等の揮発性有機塩素系化合物
は、土壌中に浸透してガス状態又は液体状態で土壌中に
存在する。そこで、土壌中に浸透した汚染物を浄化する
には、従来、以下に説明する方法で行っていた。

【０００３】即ち、先ず、汚染領域に地表から地中に縦
穴（以下、抽出井戸という）を掘る。次に、この抽出井
戸内に多数の吸引孔を有する汚染物抽出用のパイプを気
密性を有して嵌入する。次に、パイプの地表面側の端部
に連結した連結管を介して真空ポンプでパイプ内を負圧
にすることにより土壌中に存在している汚染物をパイプ
内に吸い込ませる。吸引された汚染物はポンプの後段に
設けられた処理槽で活性炭等に吸着されたり、或いは熱
分解等により無害物の形に処理されてから放出される。

【０００４】このように、従来の汚染土壌から汚染物を
抽出する抽出方法は、パイプ内を負圧にして土壌中にガ
ス状態或いは液体状態にある汚染物を吸引することによ
り抽出するようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
汚染土壌から汚染物を抽出する抽出方法は、土壌がガス
や液体の透過性に乏しい土質の場合、負圧が遠方まで到
達しにくいので、パイプ近傍の汚染物しか抽出できない
という欠点がある。この為、一つの抽出井戸で広い汚染
領域をカバーすることができないため、多数の抽出井戸
を掘削しなくてはならないという問題があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、一つの抽出井戸で広い汚染領域から汚染物を
抽出することのできる土壌汚染抽出方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
る為に、土壌中にガス状又は液体状で存在する土壌汚染
物を抽出する汚染土壌から汚染物を抽出する抽出方法に
於いて、地表から地中の土壌汚染領域まで穿設した長穴
状の抽出井戸に、先端部にストレーナを有する汚染物抽
出用のパイプを嵌入し、前記パイプ内を負圧にして前記
ストレーナ周囲の土壌中から土壌汚染物を吸い寄せて前
記ストレーナからパイプ内に抽出する際に、前記ストレ
ーナ周囲の土壌を加熱することを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、ストレーナ周囲の土壌を
加熱することにより土壌中の水分が低減し土壌がひび割
れしてポーラスになる。これにより、土壌中にガス状又
は液体状で存在する土壌汚染物は負圧状態のストレーナ
に引き寄せられ易くなる。また、土壌がポーラスになる
ことで、負圧の到達距離が長くなるので、ストレーナ周
囲から遠距離にある土壌汚染物も抽出することができ
る。また、ガス状態で存在する土壌汚染物の場合には、
加熱して土壌中のガス圧を高めることによりガス圧の抜
け口であるパイプ内に移動し易くなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る汚染土壌から汚染物の抽出方法の好ましい実施の形態
について詳説する。図１は、本発明の汚染土壌から汚染
物の抽出方法を適用するための抽出装置を説明する図で
あり、抽出装置を用いて土壌中の土壌汚染物を抽出して
いる状態を示している。

【００１０】図１に示すように、抽出装置１０は、先端
部にストレーナ１２を備えた汚染物抽出用のパイプ１
４、トラップ用タンク１６、真空ポンプ１８が順に各導
管２０Ａ、２０Ｂで連通して接続された抽出手段と、土
壌を加熱する加熱手段と、抽出した汚染物を無害化する
処理手段とで構成される。前記抽出手段は、真空ポンプ
１８を作動させた時にパイプ１４内が減圧されてストレ
ーナ１２の周囲の土壌２２中に負圧が及ぶようになって
いる。また、真空ポンプ１８の作動によりストレーナ１
２からはガスや液体は吸引されるが、土壌２２はストレ
ーナ１２でカットされてパイプ１４内には吸引されない
ようになっている。

【００１１】前記加熱手段は加熱部２４と加熱源２６と
で構成され、図２は、加熱手段の一態様を示す図であ
る。図２に示すように、ストレーナ１２の外周にヒータ
２４Ａがストレーナ１２の編み目（メッシュ）が閉塞し
ないように螺旋状に巻回され、ヒータ２４Ａの両端はコ
ード線２８を介して地表上に設けた加熱源２６である電
源装置に接続される。これにより、電源装置を作動させ
ると、ヒータ２４Ａが加熱されてストレーナ１２の周囲
の土壌２２を加熱する。

【００１２】図３は、加熱手段の別の態様を示す図であ
る。図３に示すように、パイプ１４及びストレーナ１２
を外筒１２Ａ、１４Ａと内筒１２Ｂ、１４Ｂで２重管構
造に形成し、外筒１２Ａ、１４Ａと内筒１２Ｂ、１４Ｂ
とで断面Ｕ字管状の蒸気通路２９を形成する。この場
合、ストレーナ１２を形成する材質としては多孔質セラ
ミックス等の多孔質材料を２重管構造に加工しても良
く、或いはステンレス等の金属で２重管構造のストレー
ナ１２を形成して、この外筒１２Ａと内筒１２Ｂ、にス
トレーナ１２として機能するように多数の孔を穿設して
も良い。そして、加熱源２６である蒸気供給装置から前
記蒸気通路２９に蒸気を供給することによりストレーナ
１２の周囲の土壌２２を加熱する。

【００１３】前記処理手段は、図１に示すように、処理
槽３０と排気管３２で構成され、前記真空ポンプ１８で
抽出された汚染物が連結管３３を介して処理槽３０に送
られる。処理槽３０では、例えば、汚染物を活性炭等に
吸着したり、熱分解等により分解することにより汚染物
を無害化し、排気管３２を介して系外に放出する。次
に、上記の如く構成された抽出装置１０の作用について
説明する。

【００１４】抽出装置１０を使用する場合には、従来技
術で説明したと同様に、汚染領域に地表から地中にパイ
プ１４と略同径の抽出井戸を掘って、その抽出井戸内に
パイプ１４を気密性を有して嵌入する。そして、真空ポ
ンプ１８を作動してパイプ１４内を減圧することにより
ストレーナ内を負圧にする。これと並行して加熱手段を
作動してストレーナ１２の周囲の土壌を加熱する。これ
により、図１に示すように、ストレーナ１２の周囲から
熱が土壌２２中に伝達していき、ストレーナ１２から遠
方にいくに従って、高温領域３４、中温領域３６、低温
領域３８が形成される。

【００１５】土壌２２には水分が含まれているので、真
空ポンプ１８による負圧と、加熱手段による加熱で土壌
中の水分は蒸発し、蒸気としてストレーナ１２を介して
パイプ１４内に抽出され、これによりストレーナ１２近
傍の土壌２２から順に乾燥が進む。この時、土壌２２中
の汚染物のうち、水分に溶解しているものは水分と一緒
にパイプ１４内に抽出される。この土壌２２の乾燥によ
りストレーナ１２の周囲の高温領域３４から低温領域３
８にかけて順に土壌２２がひび割れしてポーラス状にな
る。これにより、土壌２２中にガス状又は液体状で存在
する土壌汚染物は負圧状態のストレーナ１２に引き寄せ
られ易くなる。また、土壌２２がポーラスになること
で、負圧の到達距離が長くなるので、ストレーナ１２の
周囲から遠距離にある土壌汚染物も抽出することができ
る。また、ガス状態で存在する土壌汚染物の場合には、
加熱してガス圧を高めることによりガス圧の抜け口であ
るパイプ１４内に移動する。

【００１６】次に、抽出された土壌汚染物は、処理槽３
０で無害化され排出される。このように、本発明の汚染
土壌から汚染物の抽出方法によれば、従来の方法に比べ
て以下の効果がある。 土壌中の水分が負圧と加熱の相乗効果で抽出され易く
なるので、この水分の抽出に伴って汚染物も迅速に抽出
される。

【００１７】土壌中の水分を抽出することにより土壌
が乾燥してポーラスになり汚染物が土壌中を透過し易く
なるので、抽出効率が良くなると共に、ポーラスになる
ことにより負圧の到達距離が延長されるので、一つの抽
出井戸で広い汚染領域をカバーすることができる。これ
により、抽出の作業効率が大幅に改良される。 尚、本実施の形態では、土壌を加熱する加熱手段とし
て、ストレーナ１２をヒータにより加熱又は蒸気を蒸気
通路２９に通して加熱する例で説明したが、ストレーナ
１２を回転できるようにして、ストレーナ１２と土壌と
の摩擦熱でストレーナ１２の周囲を加熱するようにして
もよい。

【００１８】

【実施例】図４は、本発明の汚染土壌から汚染物の抽出
方法における加熱の効果を実験的に確認するための実験
装置の構成である。図４に示すように、１本の長さが６
０ｍｍのカラムＡ、Ｂ、Ｃを３本直列に連通した状態で
連結させた。連結したカラムＡ、Ｂ、Ｃの一方端と真空
ポンプ１８をパイプ状の導管４０で連結すると共に、他
方端にはエアが通過できるようにメッシュ皿（図示せ
ず）を配置した。以下、導管４０側のカラムをカラム
Ａ、真ん中のカラムをカラムＢ、メッシュ皿を配置した
カラムをカラムＣとする。

【００１９】また、導管４０の途中に真空計４２及び真
空度を調整するバルブ４４を設け、土壌から汚染物を抽
出する際の真空度を設定した。実験に使用した汚染土壌
として、土壌１ｋｇに対してトリクロロエチレンを０．
２５ｍｇ含有させると共に、水分３０．４％の土壌を前
記連結したカラムＡ、Ｂ、Ｃ内に高密度に充填した。こ
の構成においては、カラムＡの右端が抽出井戸に嵌入さ
れた前述のパイプ１４の先端に設けられたストレーナ１
２部と想定することができるので、カラムＡをヒータ２
４Ａで巻回し図示しない電源を作動させることによりヒ
ータ２４Ａを加熱できるようにした。また、実験は、ヒ
ータ２４Ａで加熱しながら、真空条件が真空度１０Ｔｏ
ｒｒで９０分間になるように真空ポンプ１８で吸引し
た。

【００２０】図５は、９０分後の各カラムＡ、Ｂ、Ｃに
おけるトリクロロエチレンの残存率とその時の土壌中の
含水率についての結果である。土壌中のトリクロロエチ
レンの残存率は棒グラフで示し、土壌中の含水率は折れ
線グラフで示した。図５から分かるように、熱を加えた
部分からトリクロロエチレンの残存率が短時間で低下し
た。即ち、真空が到達し易いカラムＡに充填された土壌
中のトリクロロエチレンの残存量が大幅に低減しただけ
でなく、真空が到達しにくいカラムＣの土壌中のトリク
ロロエチレンについても大幅に低減した。また、ヒータ
２４Ａでの熱が伝わり易いカラムＡ＞カラムＢ＞カラム
Ｃの順で土壌のひび割れが大きくなり、ポーラスな状態
になることが観察された。

【００２１】これに対し、図５には示さなかったが、ヒ
ータ２４Ａで加熱しなかった場合には、真空が到達し易
いカラムＡの土壌中のトリクロロエチレンの残存率は本
実施例と同等まで低減されたものの、真空が到達しにく
いカラムＢ及びカラムＣの土壌中のトリクロロエチレン
については残存率が本実施例に比べて２倍近かった。ま
た、土壌中の含水率の低減度合いも本実施例に比べて小
さく、その結果、土壌もほとんどひび割れが発生せず、
ポーラスな状態にはならなかった。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の汚染土壌
から汚染物を抽出する抽出方法によれば、土壌を加熱す
ることにより土壌をポーラスな状態にしてから真空抽出
するので、真空の到達する範囲が広がり、一つの抽出井
戸で広い汚染領域から汚染物を抽出することができる。

【００２３】従って、たくさんの抽出井戸を穿設する必
要がないので、土壌中の汚染物を効率的に抽出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の汚染土壌から汚染物を抽出する抽出方
法を適用する抽出装置の説明図

【図２】土壌を加熱する加熱手段としてヒータを用いた
場合の説明図

【図３】土壌を加熱する加熱手段として蒸気を用いた場
合の説明図

【図４】本発明の汚染土壌から汚染物を抽出する抽出方
法の実験装置の構成図

【図５】本発明の汚染土壌から汚染物を抽出する抽出方
法の実験結果を示した図

【符号の説明】

１０…抽出装置 １２…ストレーナ １４…パイプ １６…トラップ用タンク １８…真空ポンプ ２２…土壌 ２４…加熱部 ２６…加熱源 ３０…処理槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】土壌中にガス状又は液体状で存在する土壌
   汚染物を抽出する汚染土壌から汚染物を抽出する抽出方
   法に於いて、 地表から地中の土壌汚染領域まで穿設した長穴状の抽出
   井戸に、先端部にストレーナを有する汚染物抽出用のパ
   イプを嵌入し、 前記パイプ内を負圧にして前記ストレーナ周囲の土壌中
   から土壌汚染物を吸い寄せて前記ストレーナからパイプ
   内に抽出する際に、前記ストレーナ周囲の土壌を加熱す
   ることを特徴とする汚染土壌から汚染物を抽出する抽出
   方法。