JPH08511990A

JPH08511990A - 汚染された不均質土壌の現場矯正

Info

Publication number: JPH08511990A
Application number: JP7503536A
Authority: JP
Inventors: ブロドスキー，フイリツプ・ハイマン; ホー，サ・バン
Original assignee: モンサント・カンパニー
Priority date: 1993-07-02
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 1996-12-17
Also published as: CN1095702C; TW293056B; US5476992A; RO115942B1; WO1995001232A1; EP0706427B1; MY110922A; ES2087049T3; AU7395594A; ATE173963T1; NZ269633A; DE69415016D1; DE69415016T2; ES2087049T1; DK0706427T3; PL180768B1; EP0706427A1; GR3029540T3; CA2162385C; CN1126450A

Abstract

(57)【要約】汚染された不均質土壌領域の現場改善矯正は次の工程からなっている：（ａ）汚染された不均質土壌領域における汚染物質を処理するための材料を汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの液体浸透性領域に導入して汚染された不均質土壌領域内に少なくとも１つの処理区域を形成させ、（ｂ）汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの低浸透性土壌領域に第１電極と反対の電荷を有する第２電極との間で直流電流を流し、ここで（ｉ）第１電極を汚染された不均質土壌領域の第１端部に位置せしめると共に第２電極を汚染された不均質土壌領域の反対側端部に位置せしめ、または（ｉｉ）第１電極を低浸透性土壌領域のそれぞれの第１端部に位置せしめると共に第２電極を低浸透性土壌領域のそれぞれの反対側端部に位置せしめることにより（１）第２電極から第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめ、（２）反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、または（３）第２電極から第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめると共に反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、さらに（ｃ）汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配を加えて汚染された不均質土壌領域の高圧端部から汚染された不均質土壌領域の低圧端部まで液圧流を生ぜしめる。

Description

【発明の詳細な説明】汚染された不均質土壌の現場矯正発明の背景本発明は汚染された不均質土壌の現場矯正（ｉｎ−ｓｉｔｕｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ）に関するものである。一面において本発明は生物学的、物理化学的もしくは電気化学的手段を用いて行なわれる処理区域における汚染物質の現場処理に、電気浸透および／または電気移動（eldtromigration）、液圧流（hydraulic flow）を組合せた新規な方法に関する。他面において本発明は、毒性有機化合物および／または、たとえば金属元素および放射性核種のような毒性イオン汚染物質質で汚染された土壌を現場矯正するための新規な方法に関するものである。一般に、たとえばＣＯ₂および水のような無毒性物質まで毒性有機化合物を分解するには生物学的もしくは物理化学的に行うことができるが、ただしこの処理はたとえば温度、圧力、混合、反応体もしくは栄養源の添加など重要な操作パラメータを最適化する良好に制御された環境にて行われる。これら技術の例は焼却およびその変法、超臨界水酸化、ＵＶ／Ｈ₂Ｏ₂／オゾン／接触酸化、還元的脱ハロゲン化および最適化されたバイオリアクターにおける生物分解を包含する。しかしながら、これら技術に伴う経費は土壌の汚染物質除去としては高価となり、先ず最初に掘削し、次いで用いる特定反応器に適する形態まで加工せねばならない。反応器は、熱的手段に要する極端な条件または生物学的手段に要する極めて長い保持時間により、これら処理における全コストの主要部分を構成する。これら問題を解決するためには、掘削および取扱に伴う経費および困難性を回避するため汚染物質の破壊を現場で行う必要があり、さらにその工程は、資本および運転コストを最少化させるために、エネルギー効率が良くかつ緩和なものでなければならない。多くの現場技術が汚染土壌および汚染地下水の矯正のため提案されかつ開発されている。大抵の地表下土壌は不均質であり、すなわち低浸透性の各種の区域（たとえば粘土質土壌、シルト質土壌もしくは破砕床岩）を高浸透性の領域（たとえば砂質土壌）に含み或いはその逆であるため、それらの技術は一般に大して効果的でない。液圧流または圧力駆動型の流動（たとえばポンプによる汲水もしくは土壌フラッシング）は高浸透性の領域にて選択的な流動をもたらす。低浸透性区域から選択的流路への汚染物質の拡散は遅いので、定常的に汚染物質の放出が低レベルとなり、不充分な長い清浄時間が必要となる。これは、地下水汚染を矯正すべく用いられる主たる方法である慣用のポンプ・アンド・トリート技術に関し主たる問題となる。汚染された帯水層からポンプで汲水し、処理し、次いで廃棄するポンプ・アンド・トリート技術は、従来予想されたよりもずっと長い清浄時間をかけても、かなり非効果的である。相当量の吸収された汚染物質を含有する不動区域の場合、或いは非水相液が存在する場合、清浄時間は何百年にも達する。ポンプ・アンド・トリート技術の限界のため、ポンプ・アンド・トリート技術に関する幾つかの改善が開発されると共に評価されている。これらは処理地下水の再注入、パルス処理（pulsing）および現場での生物学的矯正を包含する。しかしながら、これら改善技術は、永久的解決策を与え或いは経費を削減するための重要な改善を示していない。処理地下水の再注入は３０％まで清浄時間を短縮することも判明しているが、経費の節減には至らない。ポンプ・アンド・トリートシステムのパルス処理は拡散作用により汚染物質が放出される場所に適用できるが、研究によれば少量の水しか処理しないので経費が低くなっても清浄時間は長くなることが判明している。汚染物質の放出が拡散作用による区域では、清浄時間は不動区域からの拡散作用に支配されているので、現場の生物学的矯正もポンプ・アンド・トリートシステムの清浄速度を増大させない。さらに、多量の汚染が低浸透性区域に存在すれば、清浄時間の改善および矯正目標の達成が殆ど得られない。低浸透性の汚染土壌を現場矯正するための方法に用いるべく、各種の技術が示唆されている。この種の技術の例は電気浸透である。しかしながら、現在実施されている電気浸透は産業的に非実用的であるという限界を有する。非イオン性の可溶性有機化合物で汚染された土壌を現場矯正すべく使用するため、動電学（特に電気浸透）が示唆されている。電気浸透は、土壌に埋めた２本の電極間に電位を加えることを包含し、それによって土壌マトリックスにおける水を、たとえば粘土質土壌の場合のように土壌が陰帯電している場合、陽極から陰極まで移動させる。しかしながら土壌が陽帯電している場合、流動方向は陰極から陽極の方向となる。水を粘土質、シルト質および微細砂質から除去すべく、この技術が１９３０年代から使用されている。困難な媒体（たとえば粘土およびシルト砂質土壌）の現場矯正法としての電気浸透の主たる利点は、極めて低いエネルギー使用にて、水を粘土およびシルト砂質に対し液圧手段で得られるよりも１００〜１，０００倍速く均一に流動させうる固有の能力である。電気浸透は、現在実施されているように実際の現場矯正には非実用的となる２つの主たる限界を有する。第１に、電気浸透により生ずる液流は極めて遅く、すなわち粘土質土壌につき１日当り約１インチであって、大規模操作には面倒かつ極めて長期にわたる操作を要する。第２に、幾つかの実験室的研究［Ｃ．Ｊ．Ｂｒｕｅｌｌｅｔａｌ、「ＥｌｅｃｔｒｏｏｓｍｏｔｉｃＲｅｍｏｖａｌｏｆＧａｓｏｌｉｎｅＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓａｎｄＴＣＥｆｒｏｍＣｌａｙ」、Ｊ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｅｎｇ．、第１１８巻、第１号、第６８〜８３頁（１９９２年１月／２月）およびＢ．Ａ．Ｓｅｇａｌｌｅｔａｌ、「ＥｌｅｃｔｒｏｏｓｍｏｔｉｃＣｏｎｔａｍｉｎａｔｅ−ＲｅｍｏｖａｌＰｒｏｃｅｓｓｅｓ」、Ｊ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｅｎｇ．、第１１８巻、第１号、第８４〜１００頁（１９９２年１月／２月］が示すところでは、土壌床の部分は電気浸透作用の下で約１か月後に乾燥状態となり、流動を減少させると共に最終的に工程を停止させる。他の実験室的研究［Ａ．Ｐ．Ｓｈａｐｉｒｏｅｔａｌ、「ＲｅｍｏｖａｌｏｆＣｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓＦｒｏｍＳａｔｕｒａｔｅｄＣｌａｙｂｙＥｌｅｃｔｒｏｏｓｍｏｓｉｓ」、Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．、第２７巻、第２号、第２８３〜２９１頁（１９９３）参照］が示すところでは、陽極で発生した酸は土壌床中を陰極の方向に移動して電気浸透による流動を減少させると共に最終的に工程を停止させる。さらに、電気浸透は一般に比較的高い浸透性の土壌（たとえば比較的緩く詰まった砂質土壌）については有効でない。典型的には、１Ｖ／ｃｍの電圧勾配につき電気浸透による浸透性は１０^-5〜１０^-4ｃｍ／秒の範囲である。これに対し、砂質土壌の液圧による浸透性は一般に＞１０^-3ｃｍ／秒である。したがって、不均質土壌につき液体が低浸透性区域から流出すると、これはもはや電気浸透力および液圧力の効果的制御下になくなり、かつ／または重力が液体の流動方向を支配する。１０^-8〜１０^-4ｃｍ／秒の範囲の液圧浸透性を有する低浸透性土壌を処理する用途につき電気浸透が限界を有すると見る主たる理由はこれである。たとえば重金属元素および放射性核種のようなイオン性汚染物質で汚染された土壌を矯正する方法に用いるべく、幾つかの技術が示唆されている。現場外での技術（たとえば分離）はイオン性汚染物質を含有する土壌を除去し、この土壌を現場外で処理して汚染物質を除去することを含む。分離技術の例は土壌洗浄および抽出を包含する。しかしながら、現場外の方法は、掘削および汚染土壌の処理を必要とすることから生ずる経済的理由に基づき産業上許容しえない。現場法は電気移動および固定化を包含する。動電学（特に電気移動）は、土壌中に埋めた２本の電極間に電位を加えて溶質（たとえば金属元素のイオン）を溶液中に印加電圧勾配に沿って移動させること（すなわち電気移動運動）を含む。土壌における帯電した金属元素物質は反対に帯電した電極の方向へ移動して電極に集まる。電気移動は現在実施されているように実際の現場矯正には非実用的となる幾つかの限界を有する。第１に、陰極近くの溶液のｐＨは電極における水の電気分解により極めてアルカリ性となる傾向を有し、これは殆どの金属元素を土壌中に沈澱させて汚染物質の除去を困難にすると共に汚染土壌領域に対する水の流動を妨げる。第２に、動電学は電極間の土壌における濃縮、ｐＨおよび浸透圧勾配がこの方法に悪影響を及ぼすため本質的に大して安定な方法でない。さらに土壌自身も経時的に変化し、たとえば土壌は乾燥および亀裂を受ける。固定化は汚染物質を土壌マトリックス内に包封する。重金属元素で汚染された土壌に関する従来の固定化法は固化／安定化（Ｓ／Ｓ）およびガラス化である。伝統的なＳ／Ｓ法は廃棄物の構造をほとんど変えることなくそのままの状態で廃棄物のモノリシック・ブロックを形成する。しかしながら、炭化水素の存在がＳ／Ｓマトリックスを阻害して、金属元素が有機相に混入する際に重金属元素の浸出性を増大させる。ガラス化は汚染土壌を加熱して化学的に不活性な物質（たとえばガラス）を形成させることを含む。ガラス化においては、大きい電極を著量のシリケートを含有する土壌に挿入する。電流を加え、発生した熱が土壌および汚染物質を溶融させて汚染物質を土壌中に徐々に下方向へ移動させる。融合した土壌における汚染物質は浸出すると思われない。しかしながら、固定化とガラス化はいずれも経済的な工業法でない。毒性有機化合物および重金属元素および／または放射性核種で汚染された土壌は、或る種の汚染の矯正方式が他の汚染にはしばしば不適当であるため、他の問題を生ずる。たとえば生物学的矯正、焼却および熱脱着のような有機化合物に関する伝統的な矯正技術は一般に重金属元素には無効である。さらに、殆どの重金属元素の存在は有機汚染物質を分解すべく用いる微生物に対し毒性作用を有する。混合廃棄物汚染の処理は典型的には各種の方法の組合せを必要とし、許容しえない高コストをもたらす。産業上実用的かつ経済的であると共に現在知られた技術に伴う上記問題を解決する不均質土壌領域に使用するための現場矯正法が極めて望ましい。今回、生物学的、物理化学的もしくは電気化学的手段を用いる処理区域における現場汚染物質分解と、動電学、圧力駆動流もしくは液圧流との組合せは上記問題を解決することが突き止められた。発明の要点本発明の目的は、汚染された不均質土壌の現場矯正法を提供することにある。さらに本発明の目的は、汚染された不均質土壌を現場矯正するための産業上実用的かつ経済的な方法を提供することにある。さらに本発明の他の目的は、動電学と液圧流と生物学的もしくは物理化学的分解との使用に伴う現在の諸問題を持たない、汚染された不均質土壌の現場矯正法を提供することにある。本発明によれば、汚染された不均質土壌領域を現場矯正する方法が提供され、この方法は前記汚染された不均質土壌領域における汚染物質を処理するための材料を汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの液体浸透性領域に導入して、前記汚染された不均質土壌領域内に少なくとも１つの処理区域を形成させ；汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの低浸透性土壌領域に第１電極と反対の電荷を有する第２電極との間で直流電流を通し、ここで（ｉ）第１電極を汚染された不均質土壌領域の第１端部に位置せしめると共に第２電極を汚染された不均質土壌領域の反対側端部に位置せしめ、または（ｉｉ）第１電極を低浸透性土壌領域のそれぞれの第１端部に位置せしめると共に第２電極を低浸透性土壌領域のそれぞれの反対側端部に位置せしめることにより、（１）第２電極から第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめ、（２）反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、または（３）第２電極から第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめると共に反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ；汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配を加えて、汚染された不均質土壌領域の高圧端部から、汚染された不均質土壌領域の低圧端部まで液圧流を生ぜしめることを特徴とする。図面の簡単な説明第１図は実施例１で使用される電気浸透セル構成を示す図であり、第２図は実施例２で使用される電気浸透セル構成を示す図である。発明の詳細な説明第１の本発明の実施態様は汚染された不均質土壌領域を現場矯正するに際し：（ａ）汚染された不均質土壌領域における汚染物質を処理するための、微生物、栄養源、電子受容体、触媒、吸着剤、表面活性剤、電子供与体、共存代謝物（ｃｏ−ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ）、キレート剤、イオン交換樹脂、緩衝剤、塩類およびその組合せ物よりなる群から選択される材料を汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの液体浸透性領域に導入して、汚染された不均質土壌領域内に少なくとも１つの処理区域を形成させ；（ｂ）汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの低浸透性土壌領域に第１電極と反対の電荷を有する第２電極との間で直流電流を流し、ここで（ｉ）第１電極を前記汚染された不均質土壌領域の第１端部に位置せしめると共に第２電極を汚染された不均質土壌領域の反対側端部に位置せしめ、または（ｉｉ）第１電極を低浸透性土壌領域のそれぞれの第１端部に位置せしめると共に第２電極を低浸透性土壌領域のそれぞれの反対側端部に位置せしめることにより、（１）第２電極から第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめ、（２）反対の電荷に帯電した電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、または（３）第２電極から第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめると共に反対の電荷に帯電した電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ；（ｃ）汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配を加えて汚染された不均質土壌領域の高圧端部から汚染された不均質土壌領域の低圧端部まで液圧流を生ぜしめることを特徴とする汚染された不均質土壌領域の現場矯正方法に関するものである。本発明による方法の第１実施態様において本発明は、（ｄ）（１）第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて処理区域に対する汚染物質の移動方向を逆転させ、（２）電気浸透圧流からの水を第１から第２電極まで再循環させ、または（３）第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて処理区域に対する汚染物質の移動方向を逆転させると共に電気浸透圧流からの水を電気浸透圧流とは反対方向に再循環させることをさらに含む。本発明による方法の第１実施態様において本発明は、汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配を定期的に逆転させて、汚染された不均質土壌領域に対する液圧流の方向を逆転させることをさらに含む。液圧勾配の逆転は単独で或いは極性の逆転もしくは電気浸透圧流の再循環と組合せて行うことができる。本発明の第２実施態様は汚染した不均質土壌領域を現場矯正するに際し：（ａ）少なくとも１つの液体浸透性領域を汚染された不均質土壌領域内に形成させ、（ｂ）微生物、栄養源、電子受容体、触媒、吸着剤、表面活性剤、電子供与体、共存代謝物、キレート剤、イオン交換樹脂、緩衝剤、塩類およびその組合せよりなる群から選択される、汚染された不均質土壌領域における汚染物質を処理するための材料を、汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの液体浸透性領域に導入して汚染された不均質土壌領域内に少なくとも１つの処理区域を形成させ、（ｃ）汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの低浸透性土壌領域に第１電極と反対の電荷を有する第２電極との間で直流電流を流し、ここで（ｉ）第１電極を汚染された不均質土壌領域の第１端部に位置せしめると共に第２電極を汚染された不均質土壌領域の反対側端部に位置せしめ、または（ｉｉ）第１電極を低浸透性土壌領域のそれぞれの第１端部に位置せしめると共に第２電極を低浸透性土壌領域のそれぞれの反対側端部に位置せしめて、（１）第２電極から第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめ、（２）反対の電荷に帯電した電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、または（３）電気浸透圧流を第２電極から第１電極まで生ぜしめると共に反対の電荷に帯電した電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、（ｄ）汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配を加えて汚染された不均質土壌領域の高圧端部から汚染された不均質土壌領域の低圧端部まで液圧流を生ぜしめることを特徴とする汚染された不均質土壌領域の現場矯正方法に関するものである。本発明による方法の第２実施態様において本発明は、（ｅ）（１）第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて処理区域に対する汚染物質の移動方向を逆転させ、（２）電気浸透圧流からの水を第１電極から第２電極まで再循環させ、または（３）第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて処理区域に対する汚染物質の移動方向を逆転させると共に電気浸透圧流からの水を電気浸透圧流とは反対方向に再循環させることをさらに含む。本発明による方法の第２実施態様において本発明は、汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配を定期的に逆転させて、汚染された不均質土壌領域に対する液圧流の方向を逆転させることをさらに含む。液圧勾配の逆転は単独でまたは極性の逆転もしくは電気浸透圧流の再循環と組合せて行うことができる。本発明による方法の他の実施態様においては、液圧流を汚染された不均質土壌領域の低圧端部から除去すると共にこれを処理して内部に含有された汚染物質を除去し、処理された液圧流を必要に応じ汚染された不均質土壌領域へ不均質土壌領域の高圧端部にて再循環させる。本発明による方法の１実施態様において、汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配は連続的に加えられる。本発明による方法の他の実施態様においては、汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配を定期的に加えてパルス状液圧流を生ぜしめる。本発明による方法のさらに他の実施態様において、液圧流と電気浸透圧流とは実質的に並流である。さらに本発明による方法の他の実施態様において液圧流と電気浸透圧流とは反対方向である。ここで用いる「反対方向」という用語は実質的に並流を除く液圧流および電気浸透圧流の全ゆる流動パターンを包含し、すなわち実質的な向流、実質的な垂直流および約０°、約９０°および約１８０°以外の反対角度を全て包含する。本発明の方法によれば、電気浸透圧流および／または電気移動運動および液圧流は順次に或いは同時に存在することができる。さらに本発明の方法によれば、汚染された不均質土壌領域内の液体浸透性領域を汚染物質を処理するための材料を導入する前に形成させるか、或いはすでに存在する液体浸透性領域を用いる。ここで用いる「汚染された不均質土壌領域」という用語は、有機化合物および／またはイオン性汚染物質、たとえば金属元素および／または放射性核種を含有する不均質土壌領域を意味し、液圧手段によっては液体を均一にポンプて汲み上げることができない低浸透性の領域を有する。この種の低浸透性領域の例は限定はしないが粘土質およびシルト質土壌を包含する。ここで用いる「動電学」という用語は、電気浸透（ｅｌｅｃｔｒｏｏｓｍｏｓｉｓ）および電気移動（ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｇｒａｔｉｏｎ）の両者を包含する。汚染された不均質土壌領域における汚染物質の種類、並びに汚染土壌領域における物理的および化学的特性（たとえばｐＨなど）は、反対の電荷に帯電した電極間における直流電流の流れが電気浸透圧流をもたらして非イオン性の可溶性有機汚染物質の移動を生ぜしめるか、イオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめるか、またはその両者を生ぜしめるかどうかを決定する。電気浸透と比較した電気移動の相対的性質は、電気移動によるイオン性汚染物質の運動が電気浸透によって生ずる流動の約３〜１０倍速いことである。電気浸透および電気移動の両者が生ずる場合、この相違を利用して有機汚染物質およびイオン性汚染物質を処理区域で処理する方法および速度に影響を及ぼすことにより、有機汚染物質およびイオン性汚染物質の処理効率を向上させることができる。電気浸透圧流の方向とは反対方向の、単独または電極極性の逆転技術と組合せた水の再循環を用いる本発明の実施態様において、水は当業者に知られた任意慣用の方法により再循環させることができる。この種の方法の例は限定はしないが、ポンプ汲水、反対の電荷に帯電した電極間における接続パイプもしくはチューブの利用を包含し、表面近くの垂直電極を用いる場合は電極間の表面の冠水を包含する。反対の極性を有する電極間に接続パイプもしくはチューブを設けて液体を再循環させることにより、特に二重の装置の使用の必要性を排除するために、電極極性の逆転との組合せで使用する場合には、電気浸透圧流とは反対方向に水を移動させることが一般に好適である。本発明の一般に好適な実施態様は、拡張した動電学操作に伴う問題を排除すべく電極の電気極性の逆転を単独で行なうか、或いは汚染された不均質土壌領域に対する液圧流の方向を逆転させるための汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配の逆転と組合せて行う。汚染された不均質土壌領域における液体浸透性領域は、当業者に知られた任意慣用の方法により形成させることができる。さらに、本発明で用いる液体浸透性領域は汚染された不均質土壌領域内の現存する液体浸透性領域を包含する。ここで用いる「液体浸透性領域」という用語は、低浸透性領域または高浸透性土壌領域のいずれか、すなわち電気浸透および／または液圧流動の際に液体に対し浸透性である、汚染された不均質土壌領域内の領域もしくは区域を意味する。液体浸透性領域は液体浸透性を有する個々の領域または連続した領域とすることができる。ここで用いる「連続液体浸透性領域」という用語は、土壌と処理材料との混合物を含有する汚染された不均質土壌領域内に形成された領域を意味し、ここで土壌もしくは処理材料は連続相とすることができる。個々の液体浸透性領域を形成する方法の例は限定はしないが液圧破壊、空気圧破壊、衝撃破壊、矢板打ち、トレンチ形成、指向性ドリリングおよびその組合せを包含する。ここで用いる「トレンチ形成」は、トレンチを汚染された不均質土壌領域における汚染物質を処理するための材料を含有するスラリーで埋めるスラリー壁技術を包含するが、ただしスラリー壁は本発明による方法の電気浸透および／または液圧流動に際し液体に対し浸透性とする。連続液体浸透性領域を形成する方法の例は土壌ドリリング／混合である。さらに、本発明で用いる液体浸透性領域は汚染された不均質土壌領域内の現存する液体浸透性領域を包含する。現存する液体浸透性領域の例は緻密土壌、すなわち低浸透性土壌領域内における砂質領域であり、一般にレンズと呼ばれる。深い汚染された不均質土壌領域に個々の液体浸透性領域を形成する一般に好適な方法は水圧破壊および矢板打ちである。浅い汚染された不均質土壌領域に液体浸透性領域を形成する一般に好適な方法はトレンチ形成である。有機および／またはイオン性汚染物質が処理領域内で分解しない場合、すなわち処理区域内に汚染物質が吸着または含有される場合、本発明による方法の他の実施態様においては、汚染物質を、限定はしないが抽出、フラッシングおよび処理材料の物理的回収、たとえば多孔質矢板打ちのような除去しうる処理材料の回収を包含する当業者に知られた任意慣用の方法により処理区域から回収する。特定の回収方法は処理材料の種類、液体浸透性領域を形成させるべく用いる方法、および存在する汚染物質の種類に依存し、当業者には明かである。本発明による方法のさらに他の実施態様において、工程は間歇的に操作される。ここで用いる「間歇操作」という用語は、（ａ）追加処理材料を現存する処理区域に添加すると共に上記したように新たな処理材料を添加する前に現存する処理材料を回収するか或いは存在する処理材料を回収しないこと、或いは（ｂ）動電学法につき駆動力を与える直流電流をオン／オフ操作で交代させて、追加汚染物質が処理区域中に移動する前にたとえば処理区域にて生物分解により汚染物質を分解する滞留時間を与えることを意味する。さらに本発明による方法の他の実施態様において、追加の液体浸透性領域およびその後の処理区域は、汚染された土壌領域の追加処理を行うよう現場矯正を開始した後の時点で形成される。現場矯正を開始した後に形成された処理区域を用いる例は、たとえば微生物などの処理材料が最初から存在すればその処理材料にとって毒性となるような汚染物質を、最初の処理区域を用いて捕獲する状況である。液圧破壊は矯正目的の地表面下の土壌に達する方法である。地表面下の構造の破壊は、構造（すなわち汚染された不均質土壌領域）に亀裂を形成させるのに充分な速度および圧力にて破壊用流体を穴中に注入もしくはポンプ注入して行われる。破壊用流体は、典型的にはゲル、たとえば水溶性の天然もしくは合成ポリマーで粘性にされる。水溶性ポリマーの例は限定はしないがグアー（ｇｕａｒ）、ヒドロキシプロピルグアー、カルボキシメチルヒドロキシプロピルグアー、メチルセルロースおよびヒドロキシセルロースを包含する。液圧破壊は、たとえば米国特許第４，９６４，４６６号、米国特許第４，３７８，８４５号および米国特許第４，０６７，３８９号に開示されたような当業者に知られた任意慣用の方法により行うことができる。たとえば水ジェットで穴の底部を削った後、そこに懸濁された粒状物質（好ましくは砂）と共にグアーマトリックスを、パンケーキ状の亀裂が形成されるまで充分な圧力下に添加する。酵素を添加してグアーマトリックスを破壊させ、次いでこれをポンプにより戻して砂質レンズを残す。これら破壊部を２０ｃｍ（８インチ）程度に近く積み上げることができる。栄養源、微生物、酸化剤、触媒、吸着剤、表面活性剤、電子供与体、共存代謝物、キレート剤、イオン交換樹脂、緩衝剤および／または塩類を砂質レンズ（すなわち破壊部）に供給して、汚染された不均質土壌領域に存在する毒性材料を本発明の方法により分解すべく処理区域を形成することができる。粒状材料は一般にプロッパント（ｐｒｏｐｐａｎｔ）と呼ばれ、水溶性ポリマーが破壊されて除去された後に破壊部が閉鎖しないよう保つのに必要である。液圧破壊の改良法は、慣用の破壊用流体の代わりに水性輸送媒体とプロッパントとしての天然有機材料とを含む破壊用流体を用いる。ここで使用する「天然有機材料」という用語は、微生物付着のための優秀な表面および微生物を成長させるための長期間の栄養補給源を与える材料を意味する。これら材料の多様な有機的構成は急速な分解につき或る種の共存代謝物の存在を必要とする塩素化有機化合物の生物学的分解をも促進しうる。天然有機材料の例は限定はしないがおが屑、木材チップ、腐葉土、堆肥などおよびその混合物を包含する。プロッパントとしての天然有機材料の使用はプロッパントとしての砂の使用よりも幾つかの利点を有する。これら利点は、（１）増粘剤（viscosifying agent ）（たとえば上記した例のような水溶性ポリマー）および必要に応じ架橋剤を使用する必要性の排除、並びに（２）酵素もしくは酸化剤（たとえば次亜塩素酸カルシウムもしくは次亜塩素酸ナトリウムおよび過硫酸ナトリウムもしくは過硫酸アンモニウム）を注入してポリマーマトリックスを攻撃することにより或いはポリマーマトリックスを破壊して破壊部内の温度に依存して熱分解することによりポリマーマトリックスを破壊して破壊部から除去する必要性の排除である。ポリマーマトリックスを破壊する際、典型的には酵素は約５０℃の温度まで有効であり、酸化剤は典型的には約８０℃の温度まで有効であり、熱は単独で典型的には約１３５℃より高い温度にて有効である。さらに天然有機材料は（ａ）破壊部内の微生物の支持材料として、（ｂ）微生物の補給栄養源もしくは代替栄養源として、および（ｃ）微生物活性と電気浸透過程との両者に有利な水分貯蔵部として作用する。改良された破壊用流体を用いる地下構造の破壊は、水性輸送媒体と天然有機材料とからなる破壊用流体を、掘削穴中へ地下構造（すなわち汚染された土壌領域）を破壊するのに充分な流速および充分な圧力下で注入もしくはポンプ注入することにより行われる。液圧破壊用流体は水性輸送媒体と、この媒体に懸濁された充分量の天然有機プロッパント粒子とで構成される。天然有機プロッパント粒子の必要量は、破壊部を形成させると共に破壊部が形成された後に閉鎖しないよう保持するのに必要な量である。破壊用流体および天然有機プロッパント粒子の必要量は、当業者に知られた任意慣用の方法を用いる液圧破壊の当業者に明かである。水性輸送媒体は、増粘剤として使用される水溶性ポリマー以外の慣用の破壊用流体に使用される任意の化学製品を含有することができる。破壊用流体に使用される特定化学製品は刊行物［ＣｈｅｍｉｃａｌｓｉｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩＩ、ＮｏｒｔｈＡｍｅｒｉｃａｎＲｅｐｏｒｔａｎｄＦｏｒｅｃａｓｔｓｔｏ１９９３、ＣｏｌｉｎＡ．ＨｏｕｓｔｏｎａｎｄＡｓｓｏｃｉａｔｅｓ、Ｉｎｃ．、Ｍａｍａｒｏｎｅｃｋ、Ｎ．Ｙ．（１９８４）］に開示された化学製品を包含する。さらに水性輸送媒体は、本発明の方法に有用な処理材料を含有することもできる。空気圧破壊は矯正目的で地表面下の土壌に達する方法である。地表面下構造の破壊は、圧縮ガス（たとえば空気）源を掘削穴中に構造（すなわち汚染された不均質土壌領域）に破壊部を形成させるのに充分な速度および圧力にて注入することにより行われる。この方法は、高圧ガスを注入装置により掘削穴中へ導入することからなっている。加圧媒体は、注入点から出発する空気流路を形成すると共に掘削穴から４０フィートまでの作用半径を有する液体浸透性領域もしくは破壊部を形成する。衝撃破壊は矯正目的で地表面下の土壌に達する他の方法である。地表面下構造の破壊は、液圧衝撃装置（HydraulicImpulse Device，ＨＩＤ）により発生する水のパルスで行われる。ＨＩＤは高圧の液圧を得る増圧機であって、１秒の数１０分の１にて０．５Ｌの流体スラグを放出する。流体は、掘削穴に挿入しうるノズルを介し放出されて周囲の構造に突入する。注入圧力は１２ミリ秒以内に８５００ｐｓｉ（５８ＭＰａ）まで急上昇し、次いで次の２７５ミリ秒間に大気圧まで低下する。衝撃の先端における流体の速度は１５０〜４５０ｍ／秒の程度である。砂が流体相に導入されて、衝撃により形成された破壊部に運搬される。単一の衝撃で形成される一般的変形は円筒穴を含み、穴の軸線に対し平行もしくは垂直に破壊する。追加衝撃が破壊部を拡大して液体浸透性領域を形成する。衝撃破壊は固化し過ぎた土壌および正常に固化した土壌の両者で行いうるのに対し、液圧破壊は固化し過ぎた土壌につき一層適している（正常に固化した土壌で形成される破壊部は一般に垂直方向に伝播して地表面を切断する）。さらに、衝撃破壊は地下ユーティリテーの近くおよび液圧破壊に伴う表面変形により悪影響を受けうる構造の近傍で形成することがある。矢板打ちは、所定長さの接続可能な矢板材料（たとえば鋼材）を地中に打込むことを含む方法である。所定長さの矢板材料は、たとえばスロット接続、ボールおよびソケット型接続または相互固定継手（interlocking joints）のような任意慣用の手段により接続することができる。矢板材料を処理に際し土壌中に残存させる場合、好適接続手段は空洞を有する相互固定継手であってキャビティには継手からの漏れを防ぐよう打込後に封止剤が満たされる。矢板打ちは、巨礫を含まない未固化堆積物に１００フィート（３０ｍ）もしくはそれ以上の深さで打込むことができる。矢板材料はパイルハンマーを用いて地中に打込まれる。パイルハンマーの種類は落下、単一作動式スチーム、復動式スチーム、ディーゼル、振動および液圧を包含する。ここに挙げた各種のハンマーにつき、打込エネルギーはパイルの頂部を打つ落下物により供給される。パイルは所望深さまで打込まれ、すなわち汚染された不均質土壌領域の下の箇所まで打込まれ、残留する地上部分は必要に応じ切除することができる。矢板打ちは多数の方法で処理区域を形成させるべく使用することができる。矢板材を用いるには２つの方法がある：（ａ）シートを地中に残存させることができ、さらに（ｂ）シートを処理区域の形成後に除去することができる。シートを残存させる場合、１つの方法は処理用材料を含有するゲートを備えた単一シートを使用してゲートを処理区域とすることを含む。単一シートを使用する他の方法は、電気浸透および／または液圧流動に際し流れに対して浸透性である処理材料で含浸された或いは処理材料を含有する多孔質シート材料を含む。２枚のシートを使用すると共にシート間の土壌を除去して処理材料で置換する場合、シートは上記したようなシートの間を流動可能とする幾つかの手段を有する。シートを処理区域の形成後に除去する場合は、これらシートを汚染された不均質土壌領域中に所望深さまで実質的に互いに平行して打込むと共に、シート間の土壌を除去して所望寸法の液体浸透性領域を形成させる。次に、この液体浸透性領域に所望の処理材料を満たして処理区域を形成させると共に、シートを土壌から除去する。トレンチ形成は、少なくとも汚染された土壌領域の深さと同程度に深い充分な深さまで土壌を掘り出すことを含む方法である。トレンチは典型的には、汚染された土壌領域の全部を網羅するのに必要な範囲まで横方向に伸びて掘られる。複数のトレンチを使用する場合、これらはそれぞれ横方向に延ばして汚染された土壌領域全体を網羅することができ、或いは汚染された土壌の全幅に汚染物質を処理するのに充分な処理区域が設けられるよう重ねることもできる。次いで、掘られたトレンチに汚染された土壌領域における汚染物質を処理するための材料を含んだ充填材を満たす。１実施態様において、トレンチには汚染された土壌領域における汚染物質を処理するための材料を含んだスラリーを満たすことができるが、ただし形成されるスラリー壁は本発明による方法の電気浸透および／または液圧流動に際し液体の流れに対して浸透性とする。指向性ドリリングは、容易に移動して垂直から水平まで孔部を形成しうる小型の全方向ドリリングシステムを使用する方法である。ウォークオーバー型のロケータシステムを使用して、ドリリングの際のドリルヘッドの深さ、ピッチおよびロールに関する情報を与える。指向性ドリリングは殆どの土壌に使用することができ、汚染された不均質土壌領域内に指向させうる相当な長さの複数チャンネル（すなわち液体浸透性領域）を形成させるべく使用することができる。さらに指向性ドリリングは、掘削穴（たとえば液圧破壊）を用いる液体浸透性領域を形成する他の方法と組合せて使用することもできる。土壌ドリリング／混合は連続処理区域を形成する方法であって、土壌を掘削すると同時に土壌を処理材料と混合して土壌処理材料の比較的均一な混合物を含む処理区域を形成させるような土壌ドリリング装置の使用を含む。土壌ドリリング／混合は、当業者に知られた任意慣用の方法で行うことができる。一般に好適である土壌ドリリング／混合の方法は、米国特許第５，１３５，０５８号（参考のため、ここに引用する）に開示されたような土壌ドリリング装置を利用する。この種の土壌ドリリング装置はＭｅｃＴｏｏｌ（登録商標）としてＲＵＳＴリメジアル・サービス社から市販されている。上記装置を用いる処理区域の形成における均一な混合は、ドリリング装置により混合機械に加えられる高トルクによって行われる。スラリー、液体もしくはガスの形態の処理材料を１５０ｐｓｉまでの圧力にて固い土壌マトリックスに直接注入し、その場で土壌と混合する。注入／混合機械の回転および垂直運動と連携したこの均一混合は、内部土壌に対する処理材料の効果的浸透および混合を可能にする。本発明の方法に有用な処理材料は微生物、栄養源、電子受容体、触媒、吸着剤、表面活性剤、電子供与体、共存代謝物、キレート剤、イオン交換樹脂、緩衝剤、塩類およびその組合せ物よりなる群から選択することができる。本発明の方法に２つ以上の液体浸透性領域を用いる場合、各液体浸透性領域に添加される処理材料は同一でも異なってもよい。１つのみの液体浸透性領域を本発明の方法に用いる場合は、土着微生物もしくは予め存在する処理材料が汚染土壌領域に存在しない限り、一般に表面活性剤の他に少なくとも１種の処理材料を使用する。処理材料の選択は、特定の汚染された不均質土壌領域および汚染された不均質土壌領域における特定の有機汚染物質に依存する。本発明の方法に有用な微生物は、生物学的矯正すべき汚染された不均質土壌領域における特定有機汚染物質に依存する。生物分解は好気性条件下で、嫌気性条件下または好気性条件と嫌気性条件との組合せ条件下で行うことができる。汚染された不均質土壌領域に存在する有機汚染物質の種類および数に応じ、単一種類の微生物または異なる微生物の混合物が必要とされる。存在する各有機汚染物質を処理するのに要する特定微生物は当業者に周知されている。本発明の方法に有用な電子受容体（すなわち酸化剤）は、処理すべき汚染された不均質土壌領域における特定汚染物質および使用微生物に依存する。適する酸化剤の例は限定はしないが空気、過酸化水素、固体酸化剤など、およびその混合物を包含する。必要とされる酸化剤の種類は、存在する特定汚染物質に応じ当業者に周知されている。本発明の方法に有用な触媒は、処理すべき汚染された不均質土壌領域に存在する特定汚染物質に依存する。適する触媒の例は限定はしないが鉄触媒、アルミナなど、およびその混合物を包含する。必要とされる触媒の種類は、存在する特定汚染物質に応じ当業者に周知されている。本発明の方法における吸着剤は、処理すべき汚染された不均質土壌領域に存在する特定汚染物質に依存する。適する吸着剤の例は限定はしないが活性炭、アルミナ、ポリマー樹脂など、およびその混合物を包含する。必要とされる吸着剤の種類は、存在する特定汚染物質に応じ当業者に周知されている。有機汚染物質が処理区域を通過する際に汚染物質を結合する他、吸着剤はさらに使用微生物の支持体としても作用することができる。バイオリアクタに多孔質支持体を使用する利点は、液状廃棄物処理の当業者に周知されている。さらに吸着剤を用いて汚染物質が処理区域を通過する際に汚染物質を捕獲することもでき、吸着剤または吸着された汚染物質は処理区域からその後に除去することができ、或いは吸着された汚染物質をその場で、たとえば追加処理材料を処理区域に導入することにより或いは分解を完了させるための追加時間を許容することにより、その後に分解することもできる。本発明の方法に有用な表面活性剤は、処理すべき特定の汚染された不均質土壌領域に依存する。本発明の表面活性剤は非イオン型もしくは陰イオン型とすることができ、好ましくは電気浸透を阻害しない非イオン型であり、さらに表面活性剤は生物により分解可能であることが好ましい。適する表面活性剤の例は限定はしないがポリエチレングリコール、ｔｅｒｔ−オクチルフェノールエトキシレート、ｔｅｒｔ−ノニルフェノールエトキシレート、１６〜２０個の炭素原子を有する第１線状アルコール、ドデシル硫酸ナトリウムおよびその混合物を包含する。本発明の方法に有用な電子供与体は、処理すべき汚染された不均質土壌領域における特定汚染物質および使用微生物に依存する。適する電子供与体の例は限定はしないが安息香酸塩水溶液、硫酸塩水溶液およびその混合物を包含する。必要とされる電子供与体の種類は、存在する特定汚染物質に応じ当業者に周知されている。安息香酸塩水溶液は、水に溶解させた安息香酸ナトリウムを用いて作ることができる。硫酸塩水溶液は、水に溶解させた硫酸ナトリウムを用いて作ることができる。電子供与体は、塩素化エテンを還元的脱ハロゲン化するため嫌気性の生物分解と組合せて使用する際に特に有用である。本発明の方法に有用な共存代謝物は、処理すべき汚染された不均質土壌領域における特定汚染物質および使用微生物に依存する。共存代謝物は、微生物（たとえばメタン趨向性細菌）が炭素源およびエネルギー源として利用しうると共に、本方法において、汚染された不均質土壌領域に存在する微生物単独では効果的に分解しえない他の汚染物質をも分解しうる化合物である。共存代謝物は塩素化された有機化合物の分解に特に有用である。適する共存代謝物の例は限定はしないがフェノール、メタンおよびその混合物を包含する。必要とされる共存代謝物の種類は、存在する特定汚染物質および使用する特定微生物に応じ当業者に周知されている。本発明の方法に有用なキレート剤は、処理すべき特定の汚染された土壌領域に依存する。キレート剤は、イオン性汚染物質が存在する場合に特に有用である。適するキレート剤の例は限定はしないがたとえばクエン酸、酒石酸およびグルコン酸のようなヒドロキシカルボン酸、たとえばエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）およびニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）のようなアミノポリカルボン酸、たとえばトリポリ燐酸ナトリウム（ＳＴＰＰ）のようなポリ燐酸塩、たとえばトリエチレンテトラミンのようなポリアミン、たとえばエチレンジアミン四（メチレンホスホン酸）（ＥＤＴＰＯ）のようなホスホン酸およびその混合物を包含する。本発明の方法に有用なイオン交換樹脂は、処理すべき特定の汚染された土壌領域に依存する。イオン交換樹脂は、処理すべき汚染物質に応じ陰イオン型もしくは陽イオン型交換樹脂とすることができる。一般に好適なイオン交換樹脂は遊離酸型もしくは遊離塩基型のものである。適するイオン交換樹脂の例は限定はしないがアンバーリスト（Ａｍｂｅｒｌｙｓｔ）Ａ−２１、アンバーリスト１５、アンバーライトＩＲＣ−５０およびアンバーライトＩＲＡ−９３（ローム・アンド・ハース社の製品）およびダウェックス（Ｄｏｗｅｘ）５０Ｗ（ダウ・ケミカル社の製品）を包含する。本発明の方法に有用な緩衝剤は、処理すべき特定汚染土壌領域に依存する。ここで用いる緩衝剤は、動電学にかける溶液のｐＨを調節するよう作用する化合物である。緩衝剤を用いて動電学にかける溶液の伝導度を上昇させることもできる。たとえば、緩衝剤は電気浸透圧流を向上させることにより或いは動電学的作用を低電圧勾配にて効果的に得られる様にすることにより汚染物質の処理に役立つ。緩衝剤の例は限定はしないが石灰、炭酸カルシウム、燐灰岩、ポリ燐酸塩など、およびその混合物を包含する。本発明の方法に有用な塩類は、処理すべき特定の汚染土壌領域に依存する。ここで用いる塩類は中性塩化合物であって、動電学にかける溶液の伝導度を上昇させるよう作用する。たとえば、塩類は電気浸透圧流を向上させることにより或いは動電学的作用を低電圧勾配で効果的に得られる様にすることにより汚染物質の処理に役立つ。塩類の例は限定はしないが硫酸カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウムなどおよびその混合物を包含する。汚染物質の電気化学的分解は、たとえば少なくとも１つの液体浸透性領域を作成し或いは導電性材料（たとえばグラファイト粒子）を含有する少なくとも１つの現存する液体浸透性領域を用いて、第１電極と第２電極との間に存在する液体浸透性領域が直接的もしくは間接的電気化学分解を生ずる双極性電極を形成するようにして達成することができる。この種の電気化学的分解の例は塩素化された化合物（たとえばジクロロエタンおよびトリクロロエチレン）の電気化学的な還元的脱塩素化であり、双極性電極処理区域の陰極にて汚染物質が電気浸透もしくは液圧流動により処理区域を流過する際に脱塩素化される。汚染された不均質土壌領域を横切って液圧勾配を加えることにより生ずる液圧流動もしくは加圧流動は、当業者に知られた任意慣用の方法により得ることができる。液圧勾配は当業者に知られた任意慣用の方法により発生させることができる。この種の方法の例は限定はしないが（１）汚染された不均質土壌領域の両端部に目穴付パイプを地中に挿入し或いは穴を掘削して不均質土壌領域の１端部のパイプまたは掘削穴にて圧力を加えることにより液圧勾配を生ぜしめて、汚染された不均質土壌領域の高圧端部から汚染された不均質土壌領域の低圧端部まで液圧流動を生ぜしめること、および（２）汚染された不均質土壌領域の両端部に目穴付パイプを地中に挿入し或いは穴を掘削すると共に汚染された不均質土壌領域の１端部のパイプもしくは掘削穴にて減圧を加えて液圧勾配を生ぜしめ、これにより汚染された不均質土壌領域の高圧端部から汚染された不均質土壌領域の低圧端部まで液圧流動をもたらすこと、並びに（３）汚染された不均質土壌領域の両端部に目穴付パイプを地中に挿入し或いは穴を掘削して汚染された不均質土壌領域の１端部のパイプもしくは掘削穴にて圧力を加えると共に汚染された不均質土壌領域の反対側端部にてパイプもしくは掘削穴に減圧を加えて液圧勾配を生ぜしめ、これにより汚染された不均質土壌領域の高圧端部から汚染された不均質土壌領域の低圧端部まで液圧流動をもたらすことを含む。汚染された不均質土壌領域の高圧端部および低圧端部は汚染された不均質土壌領域の反対側端部とすることができ、かつ各端部は１個もしくは複数のパイプもしくは掘削穴またはその均等物で構成することができ、或いは高圧端部もしくは低圧端部の一方を汚染された不均質土壌領域内に位置せしめると共に、高圧端部もしくは低圧端部の他方を汚染された不均質土壌領域を包囲するパイプ、掘削穴またはその均等物とすることができる。本発明の方法にて液圧流動につき用いる水は地下水もしくは雨水とすることができ、或いは外部の水を汚染された不均質土壌領域の高圧端部に供給することもできる。１実施態様においては、水を汚染された不均質土壌領域からこの汚染された不均質土壌領域の低圧端部にて除去すると共に外部で処理して、汚染物質を分解させるための任意慣用の方法により汚染物質を除去することができる。他の実施態様では、必要に応じ処理した水を汚染された不均質土壌領域に対してこの汚染された不均質土壌領域の高圧端部にて再循環させることもできる。閉鎖ループシステムの場合、汚染された不均質土壌領域の高圧端部で溶剤もしくは表面活性剤を土壌中へ注入することにより土壌フラッシングも行うことができ、それによって汚染物質の溶解度を増大させることができる。土壌処理の後、再循環された水は汚染された不均質土壌領域を流過し、汚染物質と溶剤と表面活性剤とを含有する水を汚染された不均質土壌領域の低圧端部で集めて処理し、次いで汚染された不均質土壌領域の高圧端部にて再注入する。本発明の方法に用いる液圧流動は連続的またはパルス状とすることができる。ここで用いる「パルス状」と言う用語は、液圧流動がオン・オフ順序で間歇的に生ずることを意味する。汚染物質の除去比率が等容積の液圧流動を有する連続液圧流動と比較して増大するため、現在ではパルス状液圧流動を使用するのが好適である。これは、液圧流の外部処理を用いる場合、特に有用である。さらに、汚染された不均質土壌領域に対する液圧流動の方向を液圧勾配の逆転により定期的に逆転させることができる。液圧流動の逆転は、処理区域が高浸透性領域に存在する場合に特に有用である。何故なら、前後流動の方式により、液体が汚染土壌中を複数回通過することとなり、その都度に汚染物質をさらに除去すると共に、これら汚染物質を処理区域に運ぶからである。動電学（たとえば電気浸透および電気移動）はたとえば刊行物［Bruell, C.J. et al.,“Electroosmotic Removal of Gasoline Hydrocarbons and TCE from C lay”,J. Environ. Eng.,Vol.118，No.1，pp.68-83，January/February 1992．S egall,B.A. el al.,“Elecloosmotic Contaminate-Removal Processes”，J. En viron. Eng., Vol.118, No,1, pp.84-100,January/February 1992 and Acar,Y.B . et al., “PhenolRemoval from Kaolinite by Electokinetics”, j.Geotech. Eng., Vol. 118,No.11, pp.1835-52, November 1992．］に開示されたような当業者に公知の任意慣用の方法で行うことができる。電気浸透、すなわち陽極から陰極への土壌マトリックスにおける水の移動は、一定の低ＤＣ電流を汚染された不均質土壌領域に位置する電極に加えた際に生ずる。第１電極を典型的には汚染された不均質土壌領域の第１端部に位置せしめると共に第２電極を典型的には不均質土壌領域の反対側端部に位置せしめ、或いは第１電極を各低浸透性土壌領域のそれぞれの第１端部に位置せしめると共に第２電極を低浸透性土壌領域のそれぞれの反対側端部に位置せしめて、一方の電極から他方の電極まで電気浸透圧流を生ぜしめる。ここで用いる「第１電極」および「第２電極」と言う用語は、汚染された不均質土壌領域を横切って汚染された不均質土壌領域におけるほぼ同じ水平もしくは垂直レベルに位置せしめた単一電極または複数の電極とすることができ、これは処理区域が垂直もしくは水平のいずれであるかに依存する。電気接続、並びに電極の寸法および材料は各特定の状況に依存して変化する。電極の選択については当業者に明かである。汚染された不均質土壌領域における汚染物質が有機化合物である場合、炭素もしくはグラファイトが動電学的全過程のｐＨ緩衝に役立つという理由で、電極が炭素もしくはグラファイト粒子を含有することが一般に好適である。さらに電極を開放電極として、液体の出入を可能にすることも一般に好適である。開放電極はさらにそれ自身では多孔質もしくは目穴付きでなく、目穴付容器内に位置せしめ或いは液体浸透性領域もしくは区域の直後に位置せしめるものとすることができる。さらに、電極は処理区域（たとえば吸着帯域）として作用することもでき、炭素もしくはグラファイト粒子は吸着剤としても作用する。処理区域がたとえば液圧破壊もしくは空気圧破壊を受けて水平である場合は、第１電極を地表面もしくはその近傍または汚染された不均質土壌領域の上方に位置せしめることができ、さらに第２電極を第１電極の下、好ましくは底部または汚染された不均質土壌領域の下に位置せしめることができる。第１電極を地表面に位置せしめる場合、これは単に地表面に位置する金属元素スクリーリンとすればよい。たとえば第１もしくは第２電極は導電性材料（たとえばグラファイト粒子またはグラファイト粒子と砂との混合物）を含有する破壊部とすることもでき、これは砂およびグラファイトを含有する破壊用流体を第２掘削穴に破壊部を形成するのに充分な速度および充分な圧力で注入することにより形成される。或いは第１電極を低浸透性土壌領域のそれぞれに或いははその上部に位置せしめ、第２電極を第１電極の下、好ましくは底部または低浸透性土壌領域のそれぞれの下に位置せしめることができる。処理区域がたとえばトレンチ形成もしくは矢板打ちによるように垂直である場合は、第１電極を汚染された不均質土壌領域の１端部に位置せしめると共に、第２電極を汚染された不均質土壌領域の反対側端部に位置せしめることができ、或いは第１電極を低浸透性領域のそれぞれの第１端部に位置せしめると共に第２電極を低浸透性土壌領域のそれぞれの反対側端部に位置せしめることができる。垂直処理区域につき使用するのに適する電極は、導電性ロッド、導電性パイプまたは、たとえば土壌の穴におけるグラファイトもしくはグラファイトと砂との混合物などの導電性粒状媒体とすることができる。電気浸透の際、処理材料（たとえば微生物および／または酸化剤）を処理区域から汚染土壌領域まで移動させて、汚染物質の分解を汚染された不均質土壌領域内および処理区域内で生ぜしめることもできる。水を汚染された不均質土壌領域に添加もしくは再循環させない本発明の方法において、電気浸透に用いる水は地下水もしくは雨水であり、すなわち汚染された不均質土壌領域に供給される水は地上供給源または処理すべき汚染された土壌領域の外部の地中源とすることができる。地下水が単独では充分でない場合、表面活性剤をも汚染された不均質土壌領域に導入して汚染物質を土壌から脱着もしくは溶解させることもできる。本発明の方法が、電極における電気極性の定期的逆転を用いて電気浸透による液流の逆転を利用する場、電気浸透圧流の再循環を利用する場、液圧流の再循環を利用する場合または処理すべき汚染土壌領域の外部に存在する地下水を利用する場合には外部の水は必要でない。しかしながら、電極における電気極性を定期的に逆転させることが一般に好ましい。何故なら、流動の定期的逆転は電気浸透圧操作の延長に伴う土壌乾燥およびｐＨ作用を最小化することが判明したからである。この単純な前後流動方式は液体を汚染された土壌領域に対し複数回通過させ、その都度に汚染物質を土壌から除去すると共にこれらを処理区域に運ぶ。この流れ逆転の技術を用いる場合、処理区域における吸着剤の存在が特に有利である。吸着の使用は反応もしくは生物学的矯正からの物質移動を効果的に解除する。液体が処理区域を通過する際、汚染物質は吸着剤表面に吸着保持され、ここで微生物がこれらをそれ自身のペースで電気浸透の際または一層効果的な処理に必要であれば電気浸透の後にも分解することができる。さらに、電気浸透圧流の再循環も電気浸透圧操作の延長に伴う土壌乾燥およびｐＨ作用を最小化することが判明した。水を含む外部の液体を汚染された不均質土壌領域に添加もしくは再循環する本発明の方法においては、液体を開放電極またはパイプもしくは掘削穴を介し汚染された不均質土壌領域の高圧端部に或いは汚染された不均質土壌領域内の他の箇所に添加することができる。開放電極は、液体（たとえば水）の流動を可能にするものである。開放電極はそれ自身で目穴付きまたは多孔質のもの、たとえば導電性ロッド、パイプまたは粒状媒体とすることができ、液体の出入りを可能にする。さらに開放電極はそれ自身では目穴付きでないが、目穴付容器内に位置せしめたものとすることもできる。外部の液体はさらに表面活性剤をも含有して土壌から汚染物質を脱着することができる。ここに説明した流動逆転技術または電気浸透圧流の再循環技術を、液体を汚染された不均質土壌領域に供給する本発明の方法に用いることもできる。汚染された不均質土壌領域はたとえばコア試料を採取することにより定期的にサンプリングし、この土壌を分析して汚染物質のレベルが許容レベルまで減少したかかどうか決定する。汚染物質のレベルが許容レベルまで或いはそれ以下まで低下したことを試料分析が示せば、本発明の方法を停止させることができる。実施例実施例１以下、電気浸透が効果的かつ均一に汚染物質を極めて不均質な土壌マトリックスから除去しうることを実施例により例示する。この試験に用いた電気浸透セルを第１図に示す。このセルは内径４インチおよび長さ８．５インチの透明プラスチックで作成された円筒チューブである。セル（５０）の２．５インチ中央部に細砂により包囲されたカオリナイト粘土片を充填して、不均質土壌マトリックスをシミュレートした。使用した粘土の液圧伝導率は１０^-8ｃｍ／秒の程度であり、砂の液圧伝導度は１０^-2ｃｍ／秒である。この粘土片を、有機汚染物質モデルとしてｐ−ニトロフェノール（ＰＮＰ）を含有する水溶液により均一に汚染させた。３００ｇの乾燥カオリナイト粘土を１０６２ｍｇのＰＮＰ／Ｌを含有する１７９．５ｇの水溶液と混合して、０．３９８ｍｇＰＮＰ／湿潤粘土ｇの充填量を有する３７．５重量％水分の粘土ペーストを得た。２２２．６ｇの粘土−ＰＮＰ混合物をセルに充填して、全ＰＮＰ充填量８８．６ｍｇＰＮＰの粘土片を得た。このＰＮＰ汚染された粘土セクションを約５００ｇ（乾燥重量）の細砂で包囲した。この砂をさらにＰＮＰ溶液により砂中の全ＰＮＰ充填量が１００．９ｍｇとなるまで均一汚染させた。砂／粘土セクションを、約２．４重量％の炭素を有する砂および炭素粒子の半インチ層、（４０）および（７０）、により各端部で囲った。使用した炭素は、ＰＮＰを吸着するのに効果的であると判明した市販の活性炭とした。かくして、砂−炭素層は液体浸透性吸着区域または処理区域を示した。未汚染のカオリナイト粘土（３０）（約３８重量％水分かつ厚さ１．５インチ）を各砂−炭素層に隣接して充填し、綺麗な土壌をシミュレートした。厚さ半インチの粒状活性炭粒子の層を綺麗な粘土セクションに隣接充填し、電極として作用させた。電極に対する接続は充填炭素層に挿入されたグラファイトロッド（８０）で行った。厚さ半インチの未汚染カオリナイト粘土の層（１０）（約３８重量％水分）を各電極の外側に充填した。電気浸透実験に際し、セルに対する水の供給と排出は電極層を介して行った。実験全体にわたり井戸水を用いて地下水をシミュレートした。実験を室温で、電極間の土壌塊を横切る一定の電圧勾配（約１ボルト／ｃｍ）にて操作した。実験を先ず最初に陽極としての電極（６０）および陰極としての電極（２０）を用いて行った。電気浸透の際の水流動方向は電極（６０）から電極（２０）の方向であった。１日の後、セクション（５０）（砂＋粘土）の約１細孔容積（pore volume）に等しい液体容積を陰極（２０）から集めた。次いで電気極性を逆転させて、水を電極（２０）から電極（６０）の方向へ流動させた。約２日間の後、１．４細孔容積の液体を電極（６０）から集めた。セルに対する電流を遮断して電気浸透を停止させた。次いで水をセクション（４０）からポンプ注入して、粘土を包囲する砂領域にまだ残留したＰＮＰをフラッシュ除去した。１．５時間にて２細孔容積の液体（セクション５０の砂に対し）を砂セクションを通してポンプ汲水して２．３４ｍｇのＰＮＰを回収したが、この量はセクション５０の砂に導入されたＰＮＰの初期量の僅か約２重量％に等しい。次いでセルを分析のため切り離した。各粘土試料を、ＰＮＰを粘土試料から０．１ＮＮａＯＨ溶液で抽出すると共に溶液におけるＰＮＰレベルをベックマンＤＵ−７型分光光度計を用いる４００ｎｍでの分光光度吸収により測定することにより分析した。１回の抽出のみで、全部のＰＮＰを粘土から除去するのに充分であった。砂試料を、粘土につき用いたと同様な方法で分析した。ＰＮＰを一層堅固に結合した炭素の試料につき、使用した抽出溶液は０．１ＮのＮａＯＨと２重量％の塩化メチレンとを含有し、反復抽出を行ってＰＮＰ回収を最大化させた。セクション５０における粘土片からのＰＮＰ除去は全く均一であり、平均して約９７重量％の除去であると判明した。セクション５０の砂にはＰＮＰが残留しなかった。セクション５０に充填した初期ＰＮＰの約９３重量％がセクション４０および７０にて炭素から回収された。綺麗な粘土セクション３０ではＰＮＰが検出されなかった。９５％というＰＮＰの全物質収支が得られた。実施例２以下の実施例は、電気浸透が孤立した低浸透性区域から汚染物質を輸送するのに効果的であり、さらに電気浸透および液圧流動の組合せが汚染した不均質土壌領域の極めて急速な清浄をもたらしうることを例示する。実験の構成は実施例１に使用した構成と同様であるが、ただし（ａ）セクション５０における大きい粘土片を互いに分離された小さい６個の片に分割すると共に細砂によって包囲し、さらに（ｂ）セクション５０における砂をＰＮＰにより汚染させなかった。セクション５０における砂は、粘土片からのＰＮＰの移動が容易に検出されるようＰＮＰで汚染させなかった。セクション５０における粘土片の初期ＰＮＰ充填量は４０．１ｍｇ、すなわち４０２μｇのＰＮＰ／湿潤粘土１ｇとした。さらに、実験を故意に極めて短時間で行って、系の短期的特性を検討した。実験を１ボルト／ｃｍの電圧勾配にて約１０時間行い、その時間内に砂 /炭素セクション（５０）の０．３７細胞容積に等しい液体容積、すなわち７２．８ｇの水を陰極（２０）から集めた。次いで電気浸透を停止させ、水をセクション５０に対し約２時間にわたりフラッシュさせて、液圧流動の方向を電気浸透圧流の方向に対し実質的に垂直とした。フラッシュさせた水の全量は４６３．８ｇであり、これはセクション５０の砂部分の３．２細孔容積に等しい。このフラッシュにより、粘土片における初期ＰＮＰ充填量の約５７重量％である２２．７ｍｇのＰＮＰを回収した。実施例１と同様に行ったその後のＰＮＰの分析は、水フラッシュの後に砂部分にＰＮＰが残らなかったことおよび粘土片につき平均して７０重量％のＰＮＰ除去が得られたことを示した。すなわちセクション５０における粘土片に１２ｍｇのＰＮＰが残留したことを示す。第２図に示すように、陽極（６０）に近い粘土片は陰極（２０）に近い粘土片の平均ＰＮＰ除去（約８０重量％）よりも低い平均ＰＮＰ除去（約６０重量％）を示したことは興味がある。特定の理論に拘束されるものでないが、これはセルに沿った不均一な電圧勾配の結果である可能性があり、これは刊行物［Segall，B．A．et al., “Electroosmotic Contaminant-Removal Processes”J. Envlron．Eng., Vol.118, No.1, pp.84-100, January／February 1992, and Acar, Y. B. et al ,, “Phenol Removalfrom kaolinite by Electrokinellcs”, J. GeotechnicalE ng., Vol.118, Nol.11, pp.1837-52(Nov.1992)］において実証されているが、この不均一な電圧勾配によって、半径方向の流動分布が極めて均一であるとしても軸線方向には不均一な水流動を生ぜしめていると思われる。この場合も綺麗な粘土セクショク（３０）ではＰＮＰが検出されず、セクション５０から除去されたＰＮＰの収支は砂／炭素セクション４０および７０において見い出されたた。セクション４０および７０にて回収されたＰＮＰのうち、４．８ｍｇ（すなわち初期ＰＮＰ充填量の１２重量％）がセクション４０で回収され、さらに０．３ｍｇ（すなわち初期ＰＮＰ充填量の０．７５重量％）がセクション７０で回収された。ＰＮＰの全物質収支は１０３％であった。実施例３この実施例は実施例２の反復であって、どのように効果的に電気浸透がＰＮＰを、不均質環境をシミュレートした砂マトリックス内に含有される小粘土片から移動させるかを試験することを意図した。この実施例には２種の相違点を導入した：（１）粘土片からのＰＮＰの顕著な除去が示されるまで操作を延長し、さらに（２）汚染された土壌セクションの長さを２．５インチから４インチまで増大させて２列の粘土片間の軸方向間隔を増加させ、電気浸透に際し列間の交差汚染を最小化させた。６片のＰＮＰ／粘土（それぞれ約１４ｇ）は、４１０μｇのＰＮＰ／湿潤粘土１ｇを含有し、ＰＮＰの全初期充填量は３６．１ｍｇであった。これら片をセル内で互いに離間させて、ＰＮＰを１個の片から流出するが他の片には流入しないようにした。これら片は１２０°の角度で互いに陽極近くでモジュールの頂部、前部および背後、並びに陰極の底部、前部および背後に配向させた。これら粘土片を連続砂マトリックスで包囲した。砂／粘土セクションの細孔容積は約３０１ｃｍ³である（砂につき２５４ｃｍ³かつ粘土片につき４７ｃｍ³）。電気浸透セルを１方向にて４日間にわたり一定電圧（１ボルト／ｃｍ、全体で１７．５Ｖ）にて操作した。電流は７ｍＡから出発して徐々に操作の終了時には１ｍＡまで低下させた。１６３ｇＨ₂Ｏの全液体流出液を陰極から集め、これは砂／粘土セクションの０．５４細孔容積に等しい。電気浸透の後、高圧液体クロマトグラフポンプを陽極に近い砂領域における下側ポートに接続した。出口は陰極近くの上側ポートに接続した。酸性化された（ｐＨ＝３．０）ミリ−Ｑ水を４ｍＬ／ｍｉｎにて１時間にわたりフラッシュさせ、次いで２ｍＬ／ｈｒまでその日の約３時間にわたり減少させ、さらに翌朝の１時間にわたり全部で７１６ｍＬ（砂の２．８細孔容積）をフラッシュさせた。集めた溶液をＰＮＰにつき分析した。次いでセルを解体して、各セクションを分離すると共にＰＮＰにつき分光光度計で分析した。４ｍＬ／ｍｉｎの初期フラッシュに際し若干の液体が陽極セクションから溢れ出たことが認められた。明かに、流出液は汚染された土壌領域と陽極との間の薄い綺麗な粘土領域の周囲に流れ、次いで活性炭陽極から流出した。したがって、活性炭陽極を操作後に捨てたので砂区域の若干のＰＮＰの理由は不問とした。粘土片からの全ＰＮＰ除去は９９％以上であり、個々の粘土片からの除去は９８．６〜９９．９％の範囲であった。陰極に近い吸着区域は１２．４ｍｇのＰＮＰ、すなわち全初期含有量の３４．３％を含有した。陽極に近い吸着区域は２．６ｍｇのＰＮＰ、すなわち全初期含有量の７．２％を含有した。電気浸透圧流は決してその方向に流動しなかったので、この区域におけるＰＮＰの存在は砂区域におけるＰＮＰの逆拡散から生じ、或いは恐らくフラッシュの際に観察されたチャンネリングから生じたと思われる。フラッシュは砂区域から約９．８ｍｇのＰＮＰ（全初期充填量の２７％）の回収をもたらした。僅か７０％のＰＮＰに関する全物質収支が得られ、これは恐らくフラッシュの際のＰＮＰ損失の結果である。しかしながら、この実施例は明かに電気浸透が不均質マトリックスにおける低浸透性土壌にて汚染を効果的に清浄しうることを示す。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年５月２９日【補正内容】場矯正すべく使用するため、動電学（特に電気浸透）が示唆されている。電気浸透は、土壌に埋めた２本の電極間に電位を加えることを包含し、それによって土壌マトリックスにおける水を、たとえば粘土質土壌の場合のように土壌が陰帯電している場合、陽極から陰極まで移動させる。しかしながら土壌が陽帯電している場合、流動方向は陰極から陽極の方向となる。水を粘土質、シルト質および微細砂質から除去すべく、この技術が１９３０年代から使用されている。困難な媒体（たとえば粘土およびシルト砂質土壌）の現場矯正法としての電気浸透の主たる利点は、極めて低いエネルギー使用にて、水を粘土およびシルト砂質に対し液圧手段で得られるよりも１００〜１，０００倍速く均一に流動させうる固有の能力である。電気浸透は、現在実施されているように実際の現場矯正には非実用的となる２つの主たる限界を有する。第１に、電気浸透により生ずる液流は極めて遅く、すなわち粘土質土壌につき１日当り約２．５ｃｍ［１インチ］であって、大規模操作には面倒かつ極めて長期にわたる操作を要する。第２に、幾つかの実験室的研究［Ｃ．Ｊ．Ｂｒｕｅｌｌｅｔａｌ、「ＥｌｅｃｔｒｏｏｓｍｏｔｉｃＲｅｍｏｖａｌｏｆＧａｓｏｌｉｎｅＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓａｎｄＴＣＥｆｒｏｍＣｌａｙ」、Ｊ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｅｎｇ．、第１１８巻、第１号、第６８〜８３頁（１９９２年１月／２月）およびＢ．Ａ．Ｓｅｇａｌｌｅｔａｌ、「ＥｌｅｃｔｒｏｏｓｍｏｔｉｃＣｏｎｔａｍｉｎａｔｅ−ＲｅｍｏＨｏｕｓｔｏｎａｎｄＡｓｓｏｃｉａｔｅｓ、Ｉｎｃ．、Ｍａｍａｒｏｎｅｃｋ、Ｎ．Ｙ．（１９８４）］に開示された化学製品を包含する。さらに水性輸送媒体は、本発明の方法に有用な処理材料を含有することもできる。空気圧破壊は矯正目的で地表面下の土壌に達する方法である。地表面下構造の破壊は、圧縮ガス（たとえば空気）源を掘削穴中に構造（すなわち汚染された不均質土壌領域）に破壊部を形成させるのに充分な速度および圧力にて注入することにより行われる。この方法は、高圧ガスを注入装置により掘削穴中へ導入することからなっている。加圧媒体は、注入点から出発する空気流路を形成すると共に掘削穴から１２ｍ［４０フィート］までの作用半径を有する液体浸透性領域もしくは破壊部を形成する。衝撃破壊は矯正目的で地表面下の土壌に達する他の方法である。地表面下構造の破壊は、液圧衝撃装置（Hydraulic Impulse Device，ＨＩＤ）により発生する水のパルスで行われる。ＨＩＤは高圧の液圧を得る増圧機であって、１秒の数１０分の１にて０．５Ｌの流体スラグを放出する。流体は、掘削穴に挿入しうるノズルを介し放出されて周囲の構造に突入する。注入圧力は１２ミリ秒以内に８５００ｐｓｉ（５８ＭＰａ）まで急上昇し、次いで次の２７５ミリ秒間に大気圧まで低下する。衝撃の先端における流体の速度は１５０〜４５０ｍ／秒の程度である。砂が流体相に導入されて、衝撃により形成された破壊部に運搬される。単一の衝撃で形成される一般的変形は円筒穴を含み、穴の軸線に対し平行もしくは垂直に破壊する。追加衝撃が破壊部を拡大して液体浸透性領域を形成する。衝撃破壊は固化し過ぎた土壌および正常に固化した土壌の両者で行いうるのに対し、液圧破壊は固化し過ぎた土壌につき一層適している（正常に固化した土壌で形成される破壊部は一般に垂直方向に伝播して地表面を切断する）。さらに、衝撃破壊は地下ユーティリテーの近くおよび液圧破壊に伴う表面変形により悪影響を受けうる構造の近傍で形成することがある。矢板打ちは、所定長さの接続可能な矢板材料（たとえば鋼材）を地中に打込むことを含む方法である。所定長さの矢板材料は、たとえばスロット接続、ボールおよびソケット型接続または相互固定継手（interlocking joints）のような任意慣用の手段により接続することができる。矢板材料を処理に際し土壌中に残存させる場合、好適接続手段は空洞を有する相互固定継手であってキャビティには継手からの漏れを防ぐよう打込後に封止剤が満たされる。矢板打ちは、巨礫を含まない未固化堆積物に［１００フィート］３０ｍもしくはそれ以上の深さで打込むことができる。矢板材料はパイルハンマーを用いて地中に打込まれる。パイルハンマーの種類は落下、単一作動式スチーム、復動式スチーム、ディーゼル、振動および液圧を包含する。ここに挙げた各種のハンマーにつき、打込エネルギーはパイルの頂部を打つ落下物により供給される。パイルは所望深さまで打込まれ、すなわち汚染された不均質土土壌処理材料の比較的均一な混合物を含む処理区域を形成させるような土壌ドリリング装置の使用を含む。土壌ドリリング／混合は、当業者に知られた任意慣用の方法で行うことができる。一般に好適である土壌ドリリング／混合の方法は、米国特許第５，１３５，０５８号（参考のため、ここに引用する）に開示されたような土壌ドリリング装置を利用する。この種の土壌ドリリング装置はＭｅｃＴｏｏｌ（登録商標）としてＲＵＳＴリメジアル・サービス社から市販されている。上記装置を用いる処理区域の形成における均一な混合は、ドリル装置により混合機械に加えられる高トルクによって行われる。スラリー、液体もしくはガスの形態の処理材料を１０３４ＫＰａ［１５０ｐｓｉ］までの圧力にて固い土壌マトリックスに直接注入し、その場で土壌と混合する。注入／混合機械の回転および垂直運動と連携したこの均一混合は、内部土壌に対する処理材料の効果的浸透および混合を可能にする。本発明の方法に有用な処理材料は微生物、栄養源、電子受容体、触媒、吸着剤、表面活性剤、電子供与体、共存代謝物、キレート剤、イオン交換樹脂、緩衝剤、塩類およびその組合せ物よりなる群から選択することができる。本発明の方法に２つ以上の液体浸透性領域を用いる場合、各液体浸透性領域に添加される処理材料は同一でも異なってもよい。１つのみの液体浸透性領域を本発明の方法に用いる場合は、土着微生物もしくは、箇所に添加することができる。開放電極は、液体（たとえば水）の流動を可能にするものである。開放電極はそれ自身で目穴付きまたは多孔質のもの、たとえば導電性ロッド、パイプまたは粒状媒体とすることができ、液体の出入りを可能にする。さらに開放電極はそれ自身では目穴付きでないが、目穴付容器内に位置せしめたものとすることもできる。外部の液体はさらに表面活性剤をも含有して土壌から汚染物質を脱着することができる。ここに説明した流動逆転技術または電気浸透圧流の再循環技術を、液体を汚染された不均質土壌領域に供給する本発明の方法に用いることもできる。汚染された不均質土壌領域はたとえばコア試料を採取することにより定期的にサンプリングし、この土壌を分析して汚染物質のレベルが許容レベルまで減少したかかどうか決定する。汚染物質レベルが許容レベルまで或いはそれ以下まで低下したことを試料分析が示せば、本発明の方法を停止させることができる。実施例実施例１以下、電気浸透が効果的かつ均一に汚染物質を極めて不均質な土壌マトリックスから除去しうることを実施例により例示する。この試験に用いた電気浸透セルを第１図に示す。このセルは内径１０ｃｍ［４インチ］および長さ２１．６ｃｍ［８．５インチ］の透明プラスチックで作成された円筒チューブである。セル（５０）の６．３ｃｍ［２．５インチ］中央部に細砂により包囲されたカオリナイト粘土片を充填して、不均質土壌マトリックスをシミュレートした。使用した粘土の液圧伝導率は１０^-8ｃｍ／秒の程度であり、砂の液圧伝導度は１０^-2ｃｍ／秒である。この粘土片を、有機汚染物質モデルとしてｐ−ニトロフェノール（ＰＮＰ）を含有する水溶液により均一に汚染させた。３００ｇの乾燥カオリナイト粘土を１０６２ｍｇのＰＮＰ／Ｌを含有する１７９．５ｇの水溶液と混合して、０．３９８ｍｇＰＮＰ／湿潤粘土ｇの充填量を有する３７．５重量％水分の粘土ペーストを得た。２２２．６ｇの粘土−ＰＮＰ混合物をセルに充填して、全ＰＮＰ充填量８８．６ｍｇＰＮＰの粘土片を得た。このＰＮＰ汚染された粘土セクションを約５００ｇ（乾燥重量）の細砂で包囲した。この砂をさらにＰＮＰ溶液により砂中の全ＰＮＰ充填量が１００．９ｍｇとなるまで均一汚染させた。砂／粘土セクションを、約２．４重量％の炭素を有する砂および炭素粒子の１．２７ｃｍ［半インチ］層、（４０）および（７０）、により各端部で囲った。使用した炭素は、ＰＮＰを吸着するのに効果的であると判明した市販の活性炭とした。かくして、砂−炭素層は液体浸透性吸着区域または処理区域を示した。未汚染のカオリナイト粘土（３０）（約３８重量％水分かつ厚さ３．８ｃｍ［１．５インチ］）を各砂−炭素層に隣接して充填し、綺麗な土壌をシミュレートした。厚さ１．２７ｃｍ［半インチ］の粒状活性炭粒子の層を綺麗な粘土セクションに隣接充填し、電極として作用させた。電極に対する接続は充填炭素層に挿入されたグラファイトロッド（８０）で行った。厚さ１．２７ｃｍ［半インチ］の未汚染カオリナイト粘土の層（１０）（約３８重量％水分）を各電極の外側に充填した。電気浸透実験に際し、セルに対する水の供給と排出は共に電極層を介して行った。実験全体にわたり井戸水を用いて地下水をシミュレートした。実験を室温で、電極間の土壌塊を横切る一定の電圧勾配（約１ボルト／ｃｍ）にて操作した。実験を先ず最初に陽極としての電極（６０）および陰極としての電極（２０）を用いて行った。電気浸透の際の水流動方向は電極（６０）から電極（２０）の方向であった。１日の後、セクション（５０）（砂＋粘土）の約１細孔容積（pore volume）に等しい液体容積を陰極（２０）から集めた。次いで電気極性を逆転させて、水を電極（２０）から電極（６０）の方向へ流動させた。約２日間の後、１．４細孔容積の液体を電極（６０）から集めた。セルに対する電流を遮断して電気浸透を停止させた。次いで水をセクション（４０）からポンプ注入して、粘土を包囲する砂領域にまだ残留したＰＮＰをフラッシュ除去した。１．５時間にて２細孔容積の液体（セクション５０の砂に対し）を砂セクションを通してポンプ汲水して２．３４ｍｇのＰＮＰを回収したが、この量はセクション５０の砂に導入されたＰＮＰの初期量の僅か約２重量％に等しい。次いでセルを分析のため切り離した。各粘土試料を、ＰＮＰを粘土試料から０．１ＮＮａＯＨ溶液で抽験することを意図した。この実施例には２種の相違点を導入した：（１）粘土片からのＰＮＰの顕著な除去が示されるまで操作を延長し、さらに（２）汚染された土壌セクションの長さを６．３ｃｍ［２．５インチ］から１０ｃｍ［４インチ］まで増大させて２列の粘土片間の軸方向間隔を増加させ、電気浸透に際し列間の交差汚染を最小化させた。６片のＰＮＰ／粘土（それぞれ約１４ｇ）は、４１０μｇのＰＮＰ／湿潤粘土１ｇを含有し、ＰＮＰの全初期充填量は３６．１ｍｇであった。これら片をセル内で互いに離間させて、ＰＮＰを１個の片から流出するが他の片には流入しないようにした。これら片は１２０°の角度で互いに陽極近くでモジュールの頂部、前部および背後、並びに陰極の底部、前部および背後に配向させた。これら粘土片を連続砂マトリックスで包囲した。砂／粘土セクションの細孔容積は約３０１ｃｍ³である（砂につき２５４ｃｍ³かつ粘土片につき４７ｃｍ³）。電気浸透セルを１方向にて４日間にわたり一定電圧（１ボルト／ｃｍ、全体で１７．５Ｖ）にて操作した。電流は７ｍＡから出発して徐々に操作の終了時には１ｍＡまで低下させた。１６３ｇＨ₂Ｏの全液体流出液を陰極から集め、これは砂／粘土セクションの０．５４細孔容積に等しい。電気浸透の後、高圧液体クロマトグラフポンプを陽極に近い砂領域における下側ポートに接続した。出口は陰極近くの上側ポートに接続した。酸性化

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ【要約の続き】（ｃ）汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配を加えて汚染された不均質土壌領域の高圧端部から汚染された不均質土壌領域の低圧端部まで液圧流を生ぜしめる。

Claims

【特許請求の範囲】１．汚染された不均質土壌領域を現場矯正するに際し：（ａ）前記汚染された不均質土壌領域における汚染物質を処理するための微生物、栄養源、電子受容体、触媒、吸着剤、表面活性剤、電子供与体、共存代謝物、キレート剤、イオン交換樹脂、緩衝剤、塩類およびその組合せ物よりなる群から選択される材料を前記汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの液体浸透性領域に導入して、前記汚染された不均質土壌領域内に少なくとも１つの処理区域を形成させ、（ｂ）前記汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの低浸透性土壌領域に第１電極と反対の電荷を有する第２電極との間で直流電流を通し、ここで（ｉ）前記第１電極を前記汚染された不均質土壌領域の第１端部に位置せしめると共に第２電極を前記汚染された不均質土壌領域の反対側端部に位置せしめ、または（ｉｉ）前記第１電極を前記低浸透性土壌領域のそれぞれの第１端部に位置せしめると共に前記第２電極を前記低浸透性土壌領域のそれぞれの反対側端部に位置せしめることにより（１）前記第２電極から前記第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめ、（２）反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、または（３）前記第２電極から前記第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめると共に反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、（ｃ）前記汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配を加えて前記汚染された不均質土壌領域の高圧端部から前記汚染された不均質土壌領域の低圧端部まで液圧流を生ぜしめることを特徴とする汚染された不均質土壌領域の現場矯正方法。２．（ｄ）（１）前記第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させ、（２）前記電気浸透圧流からの水を前記第１電極から前記第２電極まで再循環させ、または（３）前記第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させると共に前記電気浸透圧流からの水を前記電気浸透圧流とは反対方向に再循環させることをさらに含む請求の範囲第１項に記載の方法。３．（ｅ）前記汚染された不均質土壌領域を横切る前記液圧勾配を定期的に逆転させて前記汚染された不均質土壌領域に対する液圧流の方向を逆転させることをさらに含む請求の範囲第２項に記載の方法。４．（ｄ）前記汚染された不均質土壌領域を横切る前記液圧勾配を定期的に逆転させて前記汚染された不均質土壌領域に対する液圧流の方向を逆転させることをさらに含む請求の範囲第１項に記載の方法。５．前記工程（ｂ）の直流電流が前記第２電極から前記第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめる請求の範囲第１項に記載の方法。６．前記工程（ｂ）の直流電流が反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめる請求の範囲第１項に記載の方法。７．前記工程（ｂ）の直流電流が前記第２電極から前記第１電極への電気浸透圧流を生ぜしめると共に、反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動をも生ぜしめる請求の範囲第１項に記載の方法。８．前記第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて、前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させる請求の範囲第２項に記載の方法。９．前記電気浸透圧流からの水を前記第１電極から前記第２電極まで再循環させる請求の範囲第２項に記載の方法。１０．前記第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させると共に、前記電気浸透圧流からの水を前記電気浸透圧流とは反対方向に再循環させる請求の範囲第２項に記載の方法。１１．前記液圧勾配を連続的に加える請求の範囲第１項に記載の方法。１２．前記液圧勾配を定期的に加える請求の範囲第１項に記載の方法。１３．前記処理区域の少なくとも１つが低浸透性土壌領域内に存在する請求の範囲第１項に記載の方法。１４．前記液体浸透性領域の少なくとも１つが前記汚染された不均質土壌領域内に存在する請求の範囲第１項に記載の方法。１５．前記液体浸透性領域を液圧破壊、空気圧破壊、衝撃破壊、矢板打ち、トレンチ形成、指向性ドリリング、土壌ドリリング／混合およびその組合せよりなる群から選択される方法により形成させる請求の範囲第１項に記載の方法。１６．前記処理区域の少なくとも１つが導電性材料を含有する請求の範囲第１項に記載の方法。１７．前記液圧流を前記汚染された不均質土壌領域の低圧端部から除去すると共に処理して、その液圧流に含有された汚染物質を除去する請求の範囲第１項に記載の方法。１８．処理された液圧流を前記汚染された不均質土壌領域まで前記汚染された不均質土壌領域の高圧端部にて再循環させる請求の範囲第１７項に記載の方法。１９．前記液圧流と前記電気浸透圧流とが実質的に並流である請求の範囲第１項に記載の方法。２０．前記液圧流と前記電気浸透圧流とが反対方向である請求の範囲第１項に記載の方法。２１．工程（ｂ）および（ｃ）を順次に行う請求の範囲第１項に記載の方法。２２．工程（ｂ）および（ｃ）を同時に行う請求の範囲第１項に記載の方法。２３．前記処理区域の少なくとも１つが連続している請求の範囲第１項に記載の方法。２４．汚染された不均質土壌領域を現場矯正するに際し：（ａ）少なくとも１つの液体浸透性領域を前記汚染された不均質土壌領域内に形成させ、（ｂ）微生物、栄養源、電子受容体、触媒、吸着剤、表面活性剤、電子供与体、共存代謝物、キレート剤、イオン交換樹脂、緩衝剤、塩類およびその組合せ物よりなる群から選択される前記汚染された不均質土壌領域における汚染物質を処理するための材料を前記汚染された不均質土壌領域内の前記液体浸透性領域に導入して、前記汚染された不均質土壌領域内に少なくとも１つの処理区域を形成させ、（ｃ）前記汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの低浸透性土壌領域に第１電極と反対の電荷を有する第２電極との間で直流電流を通し、ここで（ｉ）前記第１電極を前記汚染された不均質土壌領域の第１端部に位置せしめると共に前記第２電極を前記汚染された不均質土壌領域の反対側端部に位置せしめ、または（ｉｉ）前記第１電極を前記低浸透性土壌領域のそれぞれの第１端部に位置せしめると共に前記第２電極を前記低浸透性土壌領域のそれぞれの反対側端部に位置せしめて、（１）前記第２電極から前記第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめ、（２）反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、または（３）電気浸透圧流を前記第２電極から前記第１電極まで生ぜしめると共に反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、（ｄ）前記汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配を加えて、前記汚染された不均質土壌領域の高圧端部から前記汚染された不均質土壌領域の低圧端部まで液圧流を生ぜしめることを特徴とする汚染された不均質土壌領域の現場矯正方法。２５．前記液体浸透性領域を液圧破壊、空気圧破壊、衝撃破壊、矢板打ち、トレンチ形成、指向性ドリリング、土壌ドリリング／混合およびその組合せよりなる群から選択される方法により形成させる請求の範囲第２４項に記載の方法。２６．前記工程（ｃ）の直流電流が前記第２電極から前記第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめる請求の範囲第２４項に記載の方法。２７．前記工程（ｃ）の直流電流が反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめる請求の範囲第２４項に記載の方法。２８．前記工程（ｃ）の直流電流が前記第２電極から前記第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめると共に、反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめる請求の範囲第２４項に記載の方法。２９．（ｅ）（１）前記第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させ、（２）前記電気浸透圧流からの水を前記第１電極から前記第２電極まで再循環させ、または（３）前記第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させると共に、前記電気浸透圧流からの水を前記電気浸透圧流とは反対方向に再循環させることをさらに含む請求の範囲第２４項に記載の方法。３０．（ｆ）前記汚染された不均質土壌領域を横切る前記液圧勾配を定期的に逆転させて、前記汚染された不均質土壌領域に対する液圧流の方向を逆転させることをさらに含む請求の範囲第２９項に記載の方法。３１．前記第１および第２電極の電極を定期的に逆転させて前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させる請求の範囲第２９項に記載の方法。３２．前記電気浸透圧流からの水を前記第１電極から前記第２電極まで再循環させる請求の範囲第２９項に記載の方法。３３．前記第１および第２電極の電極を定期的に逆転させて前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させると共に、前記電気浸透圧流からの水を前記電気浸透圧流とは反対方向に再循環させる請求の範囲第２９項に記載の方法。３４．（ｅ）前記汚染された不均質土壌領域を横切る前記液圧勾配を定期的に逆転させて、前記汚染された不均質土壌領域に対する液圧流の方向を逆転させることをさらに含む請求の範囲第２４項に記載の方法。３５．前記液圧流を前記汚染された不均質土壌領域の低圧端部から除去すると共に処理して、その液圧流に含有される汚染物質を除去する請求の範囲第２４項に記載の方法。３６．処理された液圧流を前記汚染された不均質土壌領域まで前記汚染された不均質土壌領域の高圧端部にて再循環させる請求の範囲第３２項に記載の方法。３７．前記処理区域の少なくとも１つが連続している請求の範囲第２４項に記載の方法。３８．汚染された不均質土壌領域を現場矯正するに際し：（ａ）微生物、栄養源、電子受容体、触媒、吸着剤、表面活性剤、電子供与体、共存代謝物、キレート剤、イオン交換樹脂、緩衝剤、塩類およびその組合せ物よりなる群から選択される前記汚染された不均質土壌領域における汚染物質を処置するための材料を前記汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの液体浸透性領域に導入して、前記汚染された不均質土壌領域内に少なくとも１つの処理区域を形成させ、（ｂ）前記汚染された不均質土壌領域内の少なくとも１つの低浸透性土壌領域に第１電極と反対の電荷を有する第２電極との間で直流電流を通し、ここで（ｉ）前記第１電極を前記汚染された不均質土壌領域の第１端部に位置せしめると共に前記第２電極を前記汚染された不均質土壌領域の反対側端部に位置せしめ、または（ｉｉ）前記第１電極を前記低浸透性土壌領域のそれぞれの第１端部に位置せしめると共に前記第２電極を前記低浸透性土壌領域のそれぞれの反対側端部に位置せしめることにより（１）前記第２電極から前記第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめ、（２）反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、または（３）前記第２電極から前記第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめると共に反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめ、（ｃ）（１）前記第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させ、（２）前記電気浸透圧流からの水を前記第１電極から前記第２電極まで再循環させ、または（３）前記第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させると共に、前記電気浸透圧流からの水を電気浸透圧流とは反対方向に再循環させ、（ｄ）前記汚染された不均質土壌領域を横切る液圧勾配を加えて、前記汚染された不均質土壌領域の高圧端部から前記汚染された不均質土壌領域の低圧端部まで液圧流を生ぜしめることを特徴とする汚染された不均質土壌領域の現場矯正方法。３９．（ｅ）前記液圧流を前記汚染された不均質土壌領域の低圧端部から除去すると共に前記液圧流を処理して内部に含有される汚染物質を除去することをさらに含む請求の範囲第３８項に記載の方法。４０．処理された液圧流を前記汚染された不均質土壌領域まで前記汚染された不均質土壌領域の高圧端部にて再循環させる請求の範囲第３９項に記載の方法。４１．前記工程（ｂ）の直流電流が前記第２電極から前記第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめる請求の範囲第３８項に記載の方法。４２．前記工程（ｂ）の直流電流が反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめる請求の範囲第３８項に記載の方法。４３．前記工程（ｂ）の直流電流が前記第２電極から前記第１電極まで電気浸透圧流を生ぜしめると共に、反対の電荷の電極の方向にイオン性汚染物質の電気移動運動を生ぜしめる請求の範囲第３８項に記載の方法。４４．前記第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させる請求の範囲第３８項に記載の方法。４５．前記電気浸透圧流からの水を前記第１電極から前記第２電極まで再循環させる請求の範囲第３８項に記載の方法。４６．前記第１および第２電極の極性を定期的に逆転させて前記処理区域に対する前記汚染物質の移動方向を逆転させると共に、前記電気浸透圧流からの水を前記電気浸透圧流とは反対方向に再循環させる請求の範囲第３８項に記載の方法。４７．（ｅ）前記汚染された不均質土壌領域を横切る前記液圧勾配を定期的に逆転させて前記汚染された不均質土壌領域に対する液圧流の方向を逆転させることをさらに含む請求の範囲第３８項に記載の方法。