原位置浄化（In-Situ Remediation）とは
原位置浄化とは、汚染された土壌や地下水を掘削・搬出せず、その場（原位置：In-Situ）で浄化する技術の総称です。土壌を掘り出す必要がないため、施設の操業を継続しながら対策できるというメリットがあります。
掘削除去に比べて、環境負荷の低減、コスト削減（条件による）、大深度汚染への対応などが可能です。ただし、浄化に数年かかる場合があり、対象物質や土質により適用可否が決まります。
原位置浄化の主な技術
1. バイオレメディエーション（Bioremediation）
微生物の分解能力を活用して、有機汚染物質を分解・無害化する技術です。
バイオスティミュレーション（Biostimulation）
土着微生物を活性化させる方法です。
- 手法：栄養剤（窒素、リン）、酸素供給剤を注入
- 対象物質：石油系炭化水素（TPH）、ベンゼン、トリクロロエチレン
- 期間：6か月～3年
- 費用相場：1,000万円～5,000万円（1,000㎥の場合）
バイオオーグメンテーション（Bioaugmentation）
特定の分解能力を持つ微生物を外部から導入する方法です。
- 手法：汚染物質を分解する特殊微生物を培養・注入
- 対象物質：難分解性有機物、高濃度汚染
- 期間：1年～3年
- 費用相場：1,500万円～7,000万円（1,000㎥の場合）
成功事例：ガソリンスタンド跡地のベンゼン汚染
- 汚染物質：ベンゼン（地下水濃度：基準の50倍）
- 浄化手法：バイオスティミュレーション
- 実施内容：酸素供給剤と栄養剤を注入、月1回のモニタリング
- 期間：1.5年
- 結果：基準値以下に低減
- 費用：約800万円
2. 化学酸化法（Chemical Oxidation）
酸化剤を注入し、汚染物質を化学的に酸化分解する技術です。
使用される酸化剤
| 酸化剤 | 特徴 | 適用対象 |
|---|---|---|
| 過マンガン酸カリウム | 持続性が高い | トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン |
| 過酸化水素+鉄触媒（フェントン法） | 強力な酸化力 | 石油系炭化水素、ベンゼン |
| 過硫酸塩 | 広範囲に適用可能 | 有機塩素系化合物、石油系汚染 |
| オゾン | 残留性なし | 揮発性有機化合物 |
化学酸化法の特徴
- 浄化速度：バイオより速い（数か月～1年）
- 対象物質：有機塩素系化合物、石油系汚染
- 費用相場：2,000万円～8,000万円（1,000㎥の場合）
- 注意点：土壌の有機物や鉄分が多いと酸化剤が消費される
3. 土壌ガス吸引法（SVE: Soil Vapor Extraction）
揮発性有機化合物（VOC）を真空ポンプで吸引・回収する技術です。
システム構成
- 吸引井戸：地中に設置し、土壌ガスを吸引
- 真空ポンプ：負圧を発生させて吸引
- ガス処理装置：活性炭吸着または燃焼処理
適用条件
- 対象物質：ベンゼン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン
- 土質：透気性が高い土壌（砂質土）
- 不適な土質：粘土質、飽和帯（地下水位以下）
費用と期間
- 初期設置費用：500万円～2,000万円
- 運転費用：月10万円～30万円
- 期間：6か月～2年
- 総費用：1,000万円～5,000万円
4. 地下水揚水処理（Pump and Treat）
汚染地下水を揚水し、地上で処理する技術です。
処理方法
- 活性炭吸着：有機物を活性炭に吸着除去
- エアストリッピング：揮発性物質を空気に曝露して除去
- 膜処理：重金属や高濃度汚染に適用
費用と期間
| 項目 | 費用相場 |
|---|---|
| 設備設置費用 | 500万円～3,000万円 |
| 運転費用（電気代、メンテナンス） | 月20万円～50万円 |
| 活性炭交換費用 | 年100万円～300万円 |
| 実施期間 | 2年～10年 |
5. 原位置不溶化（In-Situ Solidification/Stabilization）
重金属汚染に対し、薬剤を注入して不溶化し、溶出を防止する技術です。
使用される薬剤
- セメント系固化材：土壌をセメントで固める
- リン酸カルシウム：鉛を不溶性の化合物に変換
- 硫化剤：重金属を硫化物として固定
適用例
- 対象物質：鉛、カドミウム、砒素、水銀
- 期間：3か月～6か月
- 費用相場：1,500万円～6,000万円（1,000㎥の場合）
- 注意点：恒久的な浄化ではなく、長期的なモニタリングが必要
6. 透過性反応壁（PRB: Permeable Reactive Barrier）
地下水の流れを利用し、反応材料を充填した壁を通過させて浄化します。
反応材料
- ゼロ価鉄：有機塩素系化合物を還元分解
- 活性炭：有機物の吸着
- 炭酸カルシウム：pHの調整、重金属の沈殿
費用
- 設置費用：3,000万円～1億円
- 維持費用：年50万円～200万円（モニタリング費用）
- 有効期間：10年～30年
原位置浄化のメリット
1. 施設の操業を継続できる
工場やビルを稼働させながら対策が可能です。掘削除去では操業停止が必要ですが、原位置浄化では地下で浄化が進むため、地上の活動に影響しません。
2. 大深度汚染に対応できる
- 掘削が困難な深度（10m以上）の汚染にも適用可能
- 地下水汚染の浄化に有効
3. 環境負荷が小さい
- 汚染土壌の運搬によるCO2排出がない
- 掘削による騒音・振動が少ない
- 周辺への影響を最小化
4. コスト削減（条件による）
- 汚染範囲が広く深い場合、掘削除去より安価
- 処理施設への搬出費用が不要
原位置浄化のデメリットと注意点
1. 浄化期間が長い
数か月～数年かかることが一般的です。掘削除去なら数週間～数か月で完了しますが、原位置浄化は時間がかかります。
2. 浄化の確実性が低い
- 土壌の不均質性により、薬剤や微生物が届かない部分が残る可能性
- 浄化完了の判定が難しい
3. 適用できる条件が限られる
| 汚染物質 | 適用可能性 |
|---|---|
| 石油系炭化水素 | ◎（バイオレメディエーション） |
| ベンゼン、トリクロロエチレン | ◎（バイオ、化学酸化、SVE） |
| 重金属（鉛、六価クロム） | △（不溶化、効果は限定的） |
| ダイオキシン類 | ×（困難） |
4. 維持管理が必要
- 定期的なモニタリングが必須
- 機器の保守・点検が必要
- 長期的なコストが発生
原位置浄化と掘削除去の比較
| 比較項目 | 原位置浄化 | 掘削除去 |
|---|---|---|
| 浄化期間 | 長い（数か月～数年） | 短い（数週間～数か月） |
| 浄化の確実性 | 中～低 | 高 |
| 施設の操業 | 継続可能 | 停止が必要 |
| 大深度汚染 | 対応可能 | 困難 |
| 費用（狭い範囲） | 高い場合も | 比較的安価 |
| 費用（広い範囲） | 安価な場合も | 高額 |
| 環境負荷 | 小さい | 大きい（運搬によるCO2） |
原位置浄化の選定基準
原位置浄化が適している場合
- 汚染範囲が広く、深い（掘削除去が高額になる）
- 施設の操業を継続する必要がある
- 地下水汚染が主体
- 対象物質が有機物（バイオ・化学酸化が適用可能）
- 浄化に時間をかけられる
掘削除去が適している場合
- 汚染範囲が狭く、浅い
- 短期間で確実に浄化したい
- 重金属汚染（特に高濃度）
- 建物解体・再開発が予定されている
まとめ
原位置浄化は、掘削せずに汚染を浄化できる有効な技術です。特に、広範囲・大深度の汚染、施設の操業継続が必要な場合に適しています。
原位置浄化を成功させるポイント
- 汚染物質と土質に応じた適切な工法の選定
- 詳細な汚染範囲の把握
- 継続的なモニタリング体制の構築
- 長期的な視点での計画策定
専門家のサポートを受けながら、最適な浄化技術を選択しましょう。
関連ガイド
よくある質問
Q原位置浄化はどんな汚染にも使えますか？
いいえ。汚染物質の種類、土質、汚染濃度により適用可否が決まります。重金属汚染には適用が難しく、有機塩素系化合物や石油系汚染に有効です。
Q原位置浄化と掘削除去、どちらが安いですか？
汚染範囲が広く深い場合は原位置浄化が安くなる傾向があります。逆に、狭い範囲・浅い深度なら掘削除去が効率的な場合もあります。