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土壌・地下水汚染―原位置浄化技術の開発と実用化―

(2004年『土壌・地下水汚染の原位置浄化技術』普及版)

商品コード: B0887

  • 監修: 平田健正・前川統一郎
  • 発行日: 2009年9月
  • 価格(税込): 5,400 円
  • 体裁: A5判,359ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0124-2

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刊行にあたって

 企業活動に伴う環境への排出負荷削減やステイクホルダーとのリスクコミュニケーションなど、環境への配慮を世界戦略に位置づける企業が増えている。ISO14000シリーズの認定を始めとして、企業の環境格付けの気運も高まっており、こうした環境マインドの向上が土壌や地下水といった地下環境問題に対する企業意識に革新的な変化をもたらしている。土壌の調査・対策事例数の2/3が、所有する土地の状況を自主的に調査する現況把握型であることがその証左であろう。
 こうした調査によって汚染が判明すると、多くの場合、汚染原因者や土地所有者は社会的責任の重さと対策に要する経費に直面し、真に惹起した環境問題の重大さを感じるに違いない。汚染された土壌地下水空間を環境基準値までに改善するには、長い時間と多大な経費がかかるからである。こうした汚染問題解決のため、土地利用や地下水利用に即した現実的でより実効のあがる施策として2003年2月に土壌汚染対策法が施行された。この新しい法律は、汚染土壌の直接暴露と地下水摂取の経路を遮断し、地下環境中の汚染物質を管理することによって、人への健康リスクを低減するところに最大の特徴がある。
 翻って土壌地下水汚染は蓄積性の汚染であり、原位置で汚染物質を無害化するか除去しない限り、汚染状態は長く続くことになる。さまざまな修復技術の中で土壌掘削は、汚染土壌や土壌水に溶解した汚染物質、さらには土壌ガス中に気化した揮発性物資を一気に除去する修復技術ではあるが、環境基準を満たさない限り掘削土壌は元に戻せないし、簡易な汚染土壌処理では最終処分場に埋め立てる以外に適切な方法はない。しかも最終処分場の受容量には限りがあり、やはり土壌地下水汚染の修復は原位置で汚染物質を無害化するか除去する原位置浄化が基本と言わざるを得ない。
 こうした状況にあって汚染された土壌地下水の修復は、欧米では既にビジネスとして成立していることが、修復技術開発に拍車をかけることになろう。わが国でもこれまでの調査結果や修復実績をもとに、修復ビジネスの市場規模が試算されており、潜在的に大規模なビジネスになるとの期待も孕む。土壌汚染対策は停滞した経済活動を活性化する一つに挙げられているが、それには誰もが納得する公平で透明性の高い市場を形成する必要がある。その一助として、どのような現場に、どのような技術を用いるのか、わが国の土壌地下水汚染の原位置浄化技術の開発・実用化の現状をつまびらかにすることが第一であり、そのような要望に応えるために著述されたのが本書である。
 著者にはわが国の第一線で活躍する技術者や実務担当者をそろえ、最も得意とする分野で最新の研究結果や実証試験結果などを著した自信作と自負している。どの部分からでも読み解けるよう配慮されており、是非に一読をお勧めする。
 
(「発刊にあたって」より)
 
2004年4月  和歌山大学システム工学部 平田健正

<普及版の刊行にあたって>
 本書は2004年に『土壌・地下水汚染の原位置浄化技術』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

2009年9月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

平田健正   (現)和歌山大学 システム工学部 教授
前川統一郎   (現)国際環境ソリューションズ(株) 代表取締役社長
村田正敏   アジア航測(株) 関東支社 関東環境部 技術部長
         (現)日鉄環境エンジニアリング(株) 環境テクノ事業本部 環境コンサル部 専任部長
手塚裕樹   (現)アジア航測(株) 土壌・水環境事業部 事業部長
奥村興平   (現)応用地質(株) 技術参与
伊藤 豊   応用地質(株) 技術本部 環境技術センター
江種伸之   (現)和歌山大学 システム工学部 環境システム学科 准教授
熊本進誠   (株)環境建設エンジニアリング 環境事業部 事業部長
和田信一郎   (現)九州大学大学院 農学研究院 教授
関 廣ニ   (現)アタカ大機(株) 環境研究所 専門部長
竹井 登   (現)オルガノ(株) 開発センター企画管理部 課長代理
近藤敏仁   (株)フジタ 技術センター 環境研究部 主任研究員/土壌環境グループ長
         (現)(株)フジタ 都市再生推進本部 土壌環境部長
鈴木義彦   (現)栗田工業(株) プラント第一営業本部 水処理部門 土壌技術部技術二課
伊藤裕行   同和鉱業(株) 環境技術研究所 技術主任
白鳥寿一   (現)DOWAエコシステム(株) 環境ソリューション室 室長;東北大学大学院 環境科学研究科 教授
矢木修身   (現)日本大学 生産工学部 教授
中島 誠   (現)国際環境ソリューションズ(株) 中島研究室 室長
駒井 武   (現)(独)産業技術総合研究所 地圏資源環境研究部門 副研究部門長
川辺能成   (現)(独)産業技術総合研究所 地圏資源環境研究部門 研究員
川端淳一   (現)鹿島建設(株) 技術研究所 上席研究員・チーフ
福浦 清   前澤工業(株) 産業環境事業部 土壌環境部 技術課長
笠水上光博   国際航業(株) 地盤環境エンジニアリング事業部
         (現)(株)アースアプレイザル 環境コンサルティング事業部 事業部長
谷口 紳   (株)荏原製作所 環境修復事業センター 技術部 部長
氏家正人   (現)大成建設(株) エコロジー本部 土壌環境事業部 プロジェクトグループ2 グループリーダー
野原勝明   (現)(株)間組 技術・環境本部 環境事業部 環境事業課 主任
中川哲夫   三井金属鉱業(株) 環境事業推進部 事業推進室 室長補佐
黒川博司   三井金属鉱業(株) 環境事業推進部 事業推進室 主査
勝田 力   (現)(株)キャプティ テクノセンター 所長
松久裕之   (現)(株)鴻池組 大阪本店 土木技術部 課長
笹本 譲   (株)鴻池組 大阪本店 土木技術部 課長
         (現)(株)東京カンテイ アセット事業本部 土壌環境部 部長
江口正浩   (現)オルガノ(株) 開発センター 課長
友口 勝   (現)DOWAエコシステム(株) ジオテック事業部 担当課長
榎本幹司   (現)栗田工業(株) プラント事業本部 土壌技術部 技術三課 主任研究員
奥田信康   (現)(株)竹中工務店 技術研究所 先端技術研究部 エコエンジニアリング部門 主任研究員
川原恵一郎   東和科学(株) 土壌環境エンジニアリング部 部長
         (現)(株)アースソリューション 代表取締役
上野俊洋   (現)栗田工業(株) プラント事業本部 土壌技術部 課長
河合達司   (現)鹿島建設(株) 技術研究所 上席研究員
二見達也   スミコンセルテック(株) 技術開発部 取締役 技術開発部長
三宅酉作   オルガノ(株) 地球環境室 部長;環境テクノ(株) 常務取締役 研究本部長
松谷 浩   (現)栗田工業(株) プラント第一営業本部 水処理部門 土壌技術部
徳島幹治   (現)(株)クボタ 膜ソリューション技術部 大阪技術グループ長
牛尾亮三   スミコンセルテック(株) 技術開発部 次長
中平 淳   (現)大成建設(株) エコロジー本部 土壌・環境事業部 シニア・エンジニア
本間憲之   三井造船(株) 環境・プラント事業本部 プロジェクト部 土壌環境担当部長
合田雷太   (現)三井造船(株) 環境・プラント事業本部 設計部 土建グループ 課補
石川洋二   (株)大林組 土木技術本部 環境技術第ニ部 技術部長
荒井 正   (株)日さく 地盤環境本部 本部長
鞍谷保之   高槻市環境部 環境政策室長
津留靖尚   熊本市環境総合研究所 技術主幹
吉岡昌徳   兵庫県立健康環境科学研究センター 安全科学部長
橘 敏明   (株)鴻池組 大阪本店 土木技術部 環境Eng.グループ 主任

 執筆者の所属表記は、注記以外は2004年当時のものを使用しております。

目次

【第1編 総論】
第1章 原位置浄化技術について
1. 土壌汚染問題の新たな展開
2. 土壌汚染対策法の意義
3. 原位置浄化技術の開発状況と適用実績
3.1 原位置浄化技術の重要性
3.2 浄化技術と適用事例
4. 土壌地下水汚染対策の将来展望

第2章 原位置浄化の進め方
1. 土壌汚染対策の基本的考え方
1.1 土壌汚染判明の契機
1.2 土壌汚染対策目標
1.3 土壌汚染対策技術
2. 原位置浄化実施の手順
3. サイト特性の把握
3.1 地質/水文地質特性
3.2 汚染物質の分布
3.3 詳細調査の手法
4. 原位置浄化技術のスクリーニング
5. 原位置浄化の基本設計
5.1 基本計画の立案
5.2 周辺環境への影響評価
5.3 予備試験
5.4 対策仕様の検討と概略コストの積算
6. 浄化施設の実施設計
6.1 詳細設計
6.2 管理計画
6.3 対策計画書の作成
7. 対策完了の確認方法
7.1 土壌汚染対策法に基づく措置の完了確認
7.2 土壌汚染対策目標に応じた完了確認

【第2編 基礎編―原理、適用事例、注意点―】
第1章 原位置抽出法
1. 地下水揚水処理
1.1 はじめに
1.2 地下水汚染現場での地盤環境調査・汚染機構解明
1.2.1 周辺調査、汚染源調査、土壌ガス調査、ボーリング調査
1.2.2 観測井戸仕上げ、地下水流動調査、汚染機構解明
1.3 浄化設計に係わる帯水層試験、地下水流動解析・物質収支予測評価
1.4 対策井戸の設置と予測評価の検証及び留意点
1.5 対策事例3
1.6 地下水揚水処理対策の課題と新たな対策動向

2. 土壌ガス吸引
2.1 技術の概要
2.2 土壌ガス吸引の実施
2.2.1 基本情報の検討
2.2.2 吸引条件の検討
2.2.3 土壌ガス吸引対策の設計
2.2.4 運転中の管理
2.2.5 土壌ガス吸引の終了判断
2.2.6 土壌ガス吸引の効果確認
2.3 対策事例

3. エアースパージング
3.1 エアースパージングとは?
3.2 注入空気の移動形態
3.3 注入空気の影響範囲
3.4 バイオスパージング

4. 原位置土壌洗浄
4.1 はじめに
4.2 処理プロセス
4.3 促進化薬剤
4.4 適用可能な土質
4.5 適用可能な対象物質
4.6 回収フラッシング水の処理設備
4.7 システムで検討しなければならない要素
4.7.1 トリータビリティ試験
4.7.2 対象土壌を含む地下構造
4.7.3 システム運転時の障害
4.7.4 処理完了の確認モニタリング

5. 動電学的除去技術
5.1 動電現象の基盤
5.2 動電学的土壌浄化の基本
5.3 実用技術開発のためのいくつかのポイント
5.3.1 溶存していない物質は移動しない
5.3.2 電気泳動、電気浸透に選択性はない
5.3.3 陰極のアルカリ性化により重金属は沈殿する
5.3.4 土内の電位勾配は放置すれば不均一化する
5.3.5 電極の消耗は無視できない
5.3.6 浄化後の土には不溶化(安定化)処理を施す必要がある

6. 水処理技術
6.1 はじめに
6.2 地下水汚染の現状
6.3 汚染地下水処理技術
6.3.1 揮発性有機化合物の水処理技術
6.3.2 重金属等の水処理技術
6.3.3 農薬等の水処理技術

7. 排ガス処理技術
7.1 はじめに
7.2 活性炭吸着法
(1) 活性炭の選定
(2) 吸着データの取り扱い
(3) 水分の影響
(4) 活性炭の交換・再生
7.3 触媒燃焼法
7.4 紫外線分解法
7.5 おわりに

8. ファイトレメディエーション
8.1 はじめに
8.2 ファイトレメディエーションの分類
8.3 重金属汚染土壌の植物による原位置抽出(ファイトエキストラクション)
8.3.1 ファイトエキストラクションの手法
8.3.2 ファイトエキストラクションを適用するまでの手順
8.4 鉛汚染土壌を対象としたファイトエキストラクションの実施例
8.4.1 浄化サイトの概要
8.4.2 実験方法
8.4.3 実験結果
8.5 おわりに

第2章 原位置分解法
1. 酸化分解
1.1 酸化剤の適用方法
(1) 汚染土壌に酸化剤を混合する方法
(2) 汚染地下水に酸化剤を注入する方法
1.2 揮発性有機化合物の分解機構
(1) 過マンガン酸塩
(2) 過硫酸鉛
(3) 過酸化水素と第一鉄イオンの併用
1.3 酸化剤を適用する場合の注意点

2. 金属鉄粉による有機塩素化合物の還元分解
2.1 はじめに
2.2 金属鉄粉によるTCE脱塩素反応
2.2.1 脱塩素速度について
2.2.2 pHの影響
2.2.3 温度の影響
2.2.4 DCE異性体の脱塩素速度の比較
2.3 適用にあたっての注意点
2.4 適用事例

3. バイオレメディエーション
3.1 はじめに
3.2 バイオレメディエーション技術の現状
3.3 バイオレメディエーション技術の種類
3.3.1 固体処理
3.3.2 スラリー処理
3.3.3 バイオベンティング
3.3.4 バイオスパージング
3.3.5 直接注入方式
3.3.6 地下水循環方式
3.3.7 微生物壁方式
3.3.8 ファイトレメディエーション
3.3.9 ナチュラルアテニュエーション
3.4 米国におけるバイオレメディエーション
3.4.1 地下水循環方式によるエドワード空軍基地の浄化
3.4.2 バイオスパージングによるスーパーファンドサイトの浄化
3.4.3 バイオオーグメンテーションによるドーバー空軍基地の浄化
3.5 今後の課題

4. 酸素・水素徐放剤注入
4.1 酸素徐放剤
4.2 水素徐放剤
4.3 水素徐放剤の適用事例

5. MNA(Monitored Natural Attenuation)
5.1 MNAとは
5.2 米国におけるMNA普及の動向と背景
5.3 MNA対象物質
5.4 MNAの特徴
5.5 MNAのプロセス
5.6 我が国におけるMNA適用の可能性

【第3編 応用編】
第1章 浄化技術
1. 揮発性有機化合物の原位置浄化技術
1.1 抽出と化学分解による土壌・地下水原位置浄化技術
1.1.1 エンバイロジェット工法(ウォータージェットを用いた土壌汚染浄化技術)
(1) エンバイロジェット工法とは
(2) ジェットリプレイス工法
(3) ジェットブレンド工法
(4) おわりに
1.1.2 スパーテック(エアースパージング)工法
(1) はじめに
(2) 原理
(3) 特徴~揚水法との比較
(4) 制約条件
(5) 設計上の留意事項
(6) 現場予備試験の実施例
(7) 長期運転経過
(8) まとめ
1.1.3 エアースパージング・揚水システム
(1) システムの概要
(2) 適用
(3) 事例
1.1.4 DUS(原位置蒸気抽出法Dynamic Underground Stripping)工法
(1) 技術概要
(2) 実施例1…高沸点有機化合物処理
(3) 実施例2…揮発性有機塩素化合物処理
(4) 評価
1.1.5 LAIM(石灰混合抽出)工法
(1) 技術の概要
(2) 浄化原理
(3) 施工方法
(4) 浄化効果を高めるために
1.1.6 CAT(炭酸水処理)工法―炭酸水によるVOC汚染土壌の処理―
(1) 工法の概要
(2) 室内試験
(3) 適用事例
1.1.7 加圧注水法
(1) 加圧注水法の概要
(2) 加圧注水法の適用事例
(3) おわりに
1.1.8 水平井戸を用いた土壌・地下水汚染の浄化方法
(1) はじめに
(2) 水平ボーリング技術
(3) 水平井戸での浄化技術
(4) 新しい誘導式ボーリング技術
(5) おわりに
1.1.9 二重管真空抽出法
(1) はじめに
(2) 二重管真空抽出法とは
(3) 二重管真空抽出法の施工事例
(4) おわりに
1.2 分解による土壌・地下水原位置浄化技術
1.2.1 過マンガン酸カリウム分解法
(1) 本法の概要
(2) 適用手順
(3) 適用事例(現場パイロット試験)
1.2.2 過酸化水素注入による分解促進工法
(1) はじめに
(2) 過酸化水素注入による分解促進工法とは
(3) 酸化分解による効果
(4) バイオレメディエーションによる効果
(5) 実工事への適用
1.2.3 触媒酸化法
(1) はじめに
(2) 触媒酸化による汚染土壌の浄化
(3) 過硫酸塩による汚染地下水の浄化
(4) 今後の展望
1.2.4 DIM工法による有機塩素化合物汚染土壌の浄化
(1) はじめに
(2) DIM工法の原理
(3) DIM工法による浄化事例
(4) DIM工法の適用にあたって
1.2.5 DOG(コロイド鉄粉混合)工法―コロイド鉄粉によるVOC汚染土壌の処理―
(1) 工法の概要
(2) 浄化の原理
(3) CI剤の概要
(4) 注入DOG工法
(5) 攪拌DOG工法
1.2.6 透過反応壁法
(1) はじめに
(2) 透過反応壁の原理
(3) 透過反応壁の施工
(4) 今後の展望
1.2.7 土壌還元法
(1) 応急処理の長期化
(2) 技術概要
(3) トリータビリティテスト(適用性評価試験)
(4) 施工
(5) モニタリング結果
(6) 評価
1.2.8 地盤加熱併用バイオレメディエーション
(1) 技術の概要
(2) 地盤加熱の方法と効果
(3) 加温による微生物活性の向上の効果
(4) 現地浄化試験
(5) おわりに
1.2.9 サイクリック・バイオレメディエーション―地下水循環法による原位置バイオスティミュレーション―
(1) 原位置バイオスティミレーションの開発
(2) サイクリック・バイオレメディエーション
(3) 原位置浄化のための評価技術
(4) 原位置バイオスティミュレーションの普及に向けて
1.2.10 嫌気性バイオ法
(1) はじめに
(2) 嫌気性バイオ法の概要
(3) 嫌気性バイオ法の適用事例
(4) おわりに
1.2.11 水平井を用いたバイオスパージング工法
(1) はじめに
(2) 本工法の概要
(3) 実サイトへの適用
(4) おわりに
1.3 土壌ガス・汚染地下水の処理技術
1.3.1 促進酸化処理による汚染地下水の浄化
(1) はじめに
(2) 促進酸化法の原理
(3) 汚染地下水の促進酸化処理システム
(4) 促進酸化妨害物質
(5) AOプラスシステムの適用事例
1.3.2 VAAPシステム(液中オゾンUV分解+曝気併用処理による汚染地下水の浄化)
(1) はじめに
(2) 実験方法
(3) 結果および考察
(4) おわりに
1.3.3 繊維活性炭による土壌ガス浄化
(1) はじめに
(2) 土壌ガス吸引法の基本構成
(3) 繊維活性炭の特性
(4) 繊維活性炭土壌ガス処理装置
(5) クリーニング工場における繊維活性炭による土壌ガス処理
(6) おわりに
1.3.4 紫外線分解処理による土壌ガスの浄化
(1) はじめに
(2) TCEの紫外線分解挙動と実装置化
(3) 今後の展望

2. 重金属等の原位置浄化技術
2.1 原位置フラッシング法
2.1.1 概要
2.1.2 特徴
2.1.3 処理対象物質
2.1.4 適用条件
2.1.5 原位置フラッシング法の浄化運転
2.2 原位置土着微生物の活性化によるシアン汚染修復
2.2.1 シアン分解能のある土着微生物の活性化
2.2.2 バイオ修復成否の鍵を握る事前評価の信頼性
2.2.3 おわりに
2.3 モエジマシダによるヒ素汚染土壌のファイトレメディエーション
2.3.1 はじめに
2.3.2 モエジマシダによるファイトエキストラクション
2.3.3 実験方法
2.3.4 結果
2.3.5 考察
2.4 マルチバリア工法による地下水汚染の浄化
2.4.1 マルチバリア工法の概要
2.4.2 マルチバリア工法における対象物資と浄化材料
2.4.3 マルチバリア工法の耐久性
2.4.4 マルチバリア工法の施行方法
2.4.5 マルチバリアの実施例

3. 油類の原位置浄化技術
3.1 バイオベンティング・バイオスラーピング工法
3.1.1 バイオベンティング工法
(1) 原理と仕組み
(2) 物理的要因
(3) 微生物的要因
(4) 設計
3.1.2 バイオスラーピング工法
(1) 原理と仕組み
3.2 間欠・高圧土中酸素注入(バイオプスター)工法
3.2.1 概要
3.2.2 原理
3.2.3 特徴
3.2.4 構成及び配置
3.2.5 浄化事例
3.3 ORCTM(徐放性酸性供給剤)注入工法
3.3.1 はじめに
3.3.2 ORCの概要
3.3.3 浄化設計
3.3.4 施行事例
3.3.5 おわりに

第2章 実際事例
1. 高槻市における原位置浄化
1.1 はじめに
1.2 地域の特性
1.3 土壌・地下水の浄化事例
1.3.1 生石灰攪拌混合抽出法による浄化
1.3.2 エアースパージング抽出法による浄化
1.3.3 鉄粉混合法による浄化
1.4 土壌・地下水浄化事例のまとめ

2. 熊本市の事例
2.1 地下水汚染の概要
2.2 各種調査と浄化対策
2.2.1 ボーリング調査と地下水位調査
2.2.2 地下水質調査
2.2.3 汚染源調査
2.2.4 浄化対策
2.2.5 汚染機構の推定
2.3 新たな汚染対策に向けて

3. 土壌・地下水汚染対策実施事例(兵庫県)
3.1 はじめに
3.2 詳細調査
3.2.1 土壌ガス調査
3.2.2 ボーリング調査
3.2.3 観測井戸または対策井戸の設置
3.2.4 地下水濃度
3.3 浄化対策
3.3.1 浄化方法
3.3.2 浄化経過
3.4 おわりに

4. ダイオキシン類汚染土壌の現地無害化処理―和歌山県橋本市における事例―
4.1 はじめに
4.2 高濃度ダイオキシン類汚染土壌の無害化処理に至るまでの経緯
4.3 技術選定経緯と情報公開
4.3.1 汚染状況
4.3.2 処理方針
4.3.3 環境保全協定
4.4 ジオメルト工法による現地無害化処理
4.4.1 ジオメルト工法の概要
4.4.2 汚染土壌の掘削および分級
4.4.3 設備の配置と溶融サイクル
4.4.4 分析データと情報公開
4.5 おわりに
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