CN105940098B - 微生物用组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微生物用组合物。具有甘油、硬脂酸、碳酸钙的微生物用组合物具有触变性，因此在被注入到地下时变成凝胶状而不扩散到地下水等中。因此，是能够期待高缓释性的物质。然而，预计为效果经年持续数年的物质出现效果不足1年就消失的现象。能够提供通过包含甘油和碳酸钙、不包含脂肪酸而在实用上具有充分的缓释性的、能够净化土壤、地下水中的有机氯化合物的微生物用组合物。

Description

微生物用组合物

技术领域

本发明涉及为了利用微生物分解土壤和地下水中的有机氯化合物来净化土壤和地下水而注入到土壤和地下水中的微生物用组合物。

背景技术

因被化学物质污染的土壤和地下水的问题在于，不仅破坏人类还会破坏生物界整体的平衡，从环境保护的观点出发，需要某种对策。另外，对被污染的土壤和地下水置之不理，关系着人类活动范围受到限制，从经济观点出发也需要对策。

以往，为了净化被化学物质污染的土壤和地下水，提出了石灰法、铁粉法、土壤开挖换填法、土壤湿土式清洗法、生物降解法等各种方法。土壤和地下水的污染大多数为大范围扩散的情况，换填土壤本身的方法的规模和费用变得巨大。

公认作为不需要大规模的工程而在原地经济地净化土壤和地下水的方法之一的生物降解法是适宜的。其为使土壤和地下水中的需氧性或厌氧性的微生物分解作为污染物质的化学物质的方法。

例如，梭菌属的微生物在厌氧气氛中分解有机物而分解为乙酸等。该工序中释放氢。该氢能够取代氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烯这样的有机氯系化合物的氯，从而能够净化这些化学物质。即，利用在厌氧气氛下产生的氢引起的还原反应能够对有机氯系化合物进行脱氯来净化化学物质。

提出了将如上那样产生氢并提供氢的物质群称为供氢体，而将使微生物活化的同时成为供氢体的物质群(以下称为“营养源”)注入到土壤和地下水中的方法。这样的营养源存在过量注入时扩散到污染地以外的部分所导致的二次污染的担心。因此，例如专利文献1中公开了使直链脂肪酸混入制成粒状的直链脂肪酸、甘油中从而使其不容易从注入地点移动出来的组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-370085号公报(日本特许第3746726号)

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1中，组成为甘油100重量份、平均粒径105毫微米的硬脂酸10重量份、平均粒径12毫微米的碳酸钙20重量份的营养源(微生物用组合物)具有触变性，因此在被注入到地下时变成凝胶状而不扩散到地下水等中。因此，是能够期待高缓释性的物质。

然而，预计为效果经年持续数年的物质出现效果不足1年就消失的现象。

用于解决问题的方案

本发明是鉴于上述课题而想到的，查明上述现象的原因在于，被注入到地下的营养源的凝胶化加剧，成为既不能释放甘油也不能释放脂肪酸的状态，结果而想到的。

更具体而言，本发明的微生物用组合物的特征在于，包含甘油和碳酸钙，不包含脂肪酸。

发明的效果

本发明的微生物用组合物能够提供在被注入到地下之后成为凝胶状态而停留在此处，能够长期持续释放营养源的微生物用组合物(营养源)。

附图说明

图1是示出用于预备实验的装置的构成的图。

图2是示出从预备实验的装置中的容器内的土壤的上方加入水并采集落入配置于底板的下方的托盘中的水的情形的图。

图3是表示预备实验的结果的图。

具体实施方式

下面对本发明的微生物用组合物进行说明。以下说明例示了本发明的实施方式和实施例的一部分，本发明不限于以下说明。只要不脱离本发明的主旨，就可以对下述实施方式进行变更。

本发明的微生物用组合物的目的在于，包含用于活化土壤和地下水中的微生物的材料，不会从注入地点过度地扩散而停留在此处，从而长时间释放营养成分。因此，在被注入时在地下发生凝胶化，处于不因地下水、浸透而发生扩散的状态。

即，在被注入的地点形成包含有营养成分的凝胶，从此处释放营养成分。另一方面，凝胶自身是不扩散的。换言之，微生物用组合物(营养源)是指，在地下形成状态为凝胶骨架中包含有营养成分的凝胶的组合物。

作为微生物的营养成分，可以利用作为多元醇的糖醇、甘油。这是因为这些物质也容易溶解于水、容易扩散。尤其考虑到保湿性，优选甘油。

另外，作为营养成分，还可以利用脂肪酸。碳数多的脂肪酸由于不溶于水，因此不会一次性地扩散。能够一点点地被微生物分解，长时间起到供氢体的作用。然而，本发明的微生物用组合物不使用脂肪酸。

为了使液态的组合物成为凝胶，赋予触变性。对此可以通过包含填料成分来实现。填料成分成为用于交联被混合的溶剂彼此的媒介，在溶剂整体中构建网络。即，在静止状态下具有高粘度。然而，由于最初并非化学地键合，因此若施加剪切力，则会溃散，成为低粘度。

作为填料成分，优选为包含环境负荷小的元素的填料成分。例如，钙不会成为大的环境负荷，而且难溶于水，因此可以适宜地使用。其中，碳酸钙从成本考虑也是可以廉价地获得的，是适宜的。

另外，填料成分的大小优选为20μm以上且200μm以下。填料过小时，作为触变性赋予剂的效果变低，不会成为作为微生物用组合物的触变体。另外，若填料小，则扩散到地下。另外过大时，同样地作为触变性赋予剂的效果变低。另外，粒径过大时，也成为堵塞通往地下的供给口。

专利文献1中公开的微生物用组合物被注入时，在地下形成凝胶状体。然而，如后述实施例所示可知，一边混合并搅拌用于形成凝胶骨架的钙化合物和脂肪酸一边注入到地下时，会成为非常强的触变性赋予剂。

因此，作为营养成分的糖醇等释放时，凝胶化加剧，导致成为不释放营养成分的程度的凝胶。即，经过一定期间时，氢的供给量极端地减少，导致无法进行净化。

为了避免该情况，最有效的是，最终不添加脂肪酸，制成仅为营养成分和填料成分的混合组合物。另外，也可以添加表面活性剂、pH调节剂这样的添加剂。

实施例

下面示出本发明的微生物用组合物的实施例。作为预备实验，制备组成不同的微生物用组合物，确认在土壤中的行为。图1示出实验中使用的装置。容器10使用内径130mm、壁厚10mm、长度500mm的丙烯酸管。将一侧的端部用形成有多个通孔的底板11闭合。将从地下7m的透水层挖出的土壤12填充大致3升的量直至距底板11 400mm的高度为止。

使用注射泵14将100cc的微生物用组合物的试样30注入到距容器10内的土壤的表面100mm的深度的地点。其后，放置1天。

接着，参照图2，从容器10内的土壤12的上方加入水20，采集落入配置于底板11下方的托盘16中的水25。将该水用GC(气相色谱仪)进行测定，并定期地测定营养成分的溶出量。需要说明的是，图2中，符号18是使出口朝下的水20的筒，水20的液面常位于同一位置。另外，符号30是处于凝胶化的试样。以下示出各试样的组成。

<试样1>

试样1的组成为：甘油为76.9质量％，平均粒径100μm的碳酸钙为7.7质量％，平均粒径12μm的硬脂酸为15.4质量％。将组成示于表1。

<试样2>

试样2的组成为：甘油为91质量％，平均粒径100μm的碳酸钙为3质量％，平均粒径12μm的硬脂酸为6质量％。试样2是将碳酸钙与硬脂酸的量以相同比率减少后的组成。将组成示于表1。

<试样3>

试样3的组成为：甘油为91质量％，平均粒径100μm的碳酸钙为6质量％，平均粒径12μm的硬脂酸为3质量％。试样3是相对于试样2将碳酸钙的量和硬脂酸的量颠倒后的组成。将组成示于表1。

<试样4>

试样4的组成为：甘油为91质量％，平均粒径100μm的碳酸钙为9质量％。试样4的组成不包含硬脂酸。将组成示于表1。

<试样5>

试样5的组成为：甘油为100质量％。试样5是作为对照而添加的。将组成示于表1。

[表1]

各数值表示质量％。

注入到土壤表面的水被一次性地注入到距容器10的土壤5cm左右的高度，之后由筒18进行补给以保持该水位。注入水后几乎在相同的时间从被注入各试样的容器10向托盘16开始渗出水25。将向托盘16开始渗出水25的时刻设为测定开始时刻，从测定开始时刻起每30分钟对积存于托盘16的水25进行取样，并用GC测定甘油量。甘油量的测定值是以积存于托盘16的水的重量为基准，换算成用30分钟滴下的甘油的总量。

图3示出结果。参照图3，横轴为时间，纵轴为滴下的甘油总量。需要说明的是，为了对试样之间进行对比，纵轴是将试样5的最初的测定值设为100而进行了标准化。观察图3的结果时，甘油单体(试样5：白圈)的试样滴得最多。然而，24小时后基本变成检测限以下。

对于甘油中混有碳酸钙和硬脂酸的试样1(黑圈)、2(白三角)、3(白倒三角)，从测定开始时刻起仅滴下试样5(仅为甘油)的一半左右。其后虽然持续地滴下，但8小时后突然减少了。

与此相对，对于未包含硬脂酸的试样4(白方形)，甘油比无添加物的试样5缓慢地滴下。而且，18小时后，比试样5的流出量变多。

实验结束后，试着将试样1～4沿容器10每个竖着切断，结果，试样1～3几乎同样地在被注入的部分成为凝胶状态。另一方面，试样4虽然为凝胶状体，但确认到凝胶状态的部分比试样1～3宽。

由以上结果可以认为，若使碳酸钙和硬脂酸共存，则在本次进行实验的范围内起到强有力的凝胶促进剂的作用而与含量无关，甘油量流出一定以上时，以不容许流出其以上的程度成为牢固的凝胶。

接着，在实际的现场进行了确认。实施例1的组成与表1的试样4相同，甘油为91质量％，平均粒径100μm的碳酸钙为9质量％。实施例2的组成与试样4相近，甘油为95质量％，平均粒径100μm的碳酸钙为5质量％。比较例1的组成与试样1相同。具体而言，甘油为76.9质量％，平均粒径100μm的碳酸钙为7.7质量％，平均粒径12μm的硬脂酸为15.4质量％。

一边搅拌这些组成的微生物用组合物45kg，一边在挖成12m的井中注入总量。需要说明的是，查出该土壤中含有1.0mg/L的三氯乙烯。

实施例1、2和比较例1的各井设置在相隔50m以上的地点，使其互不影响。在距各个井5m的地点挖出观测井，测量三氯乙烯的量。将各试样的组成和三氯乙烯的去除率示于表2。需要说明的是，表2中将三氯乙烯的去除率表示为“VOC去除率(％)”。另外，去除率是将测定值除以作为初始值的1.0mg/L，从1减去该值，再乘以100的值。更具体而言，用(1)式表示。

去除率＝(1-测定值/1.0)×100…(1)

[表2]

各数值表示质量％。

参照表2，在设置井经过1个月后，观测地点处的三氯乙烯的去除率在各个井的程度大致相同。另一方面，经过10个月后，在实施例1和实施例2的井的观测点能够将三氯乙烯去除得大致相同，但在比较例1的井的观测点，去除率变为零。另外，测定观测点的甘油时，结果在实施例1和2的观测点能够观测到甘油，但在比较例1的井的观测点没能够检测到甘油。

如上可知，在使碳酸钙和脂肪酸共存时起到强有力的触变性促进剂的作用，因此得到阻止甘油的流出的结论。另外，通过包含至少5质量％以上且9质量％以下的碳酸钙，能够长时间、广范地持续供给营养源。

产业上的可利用性

本发明的微生物用组合物作为利用土壤和地下水中的微生物将土壤和地下水中的有机氯化合物分解、净化时的营养源而适宜使用。

附图标记说明

10 容器

11 底板

12 土壤

14 注射泵

16 托盘

18 (水的)筒

Claims (1)

1.一种微生物用组合物，其特征在于，所述微生物能够净化土壤、地下水中的有机氯化合物，所述微生物用组合物仅包含甘油和碳酸钙，

所述碳酸钙相对于所述微生物用组合物总量为5质量％以上且9质量％以下。