DE69813474T2

DE69813474T2 - Verfahren zur Sanierung von kontaminierten Böden

Info

Publication number: DE69813474T2
Application number: DE69813474T
Authority: DE
Inventors: Kinya Kato; Masanori Sakuranaga
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2018-12-11
Also published as: CA2255437A1; EP0922507A3; US6121040A; DE69813474D1; EP0922507A2; CA2255437C; EP0922507B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Sanierung der Umgebung (z. B. Böden, Grundwasser usw.) verschmutzt mit kontaminierenden Verbindungen wie etwa Kohlenwasserstoffen, halogenierten Kohlenwasserstoffen usw., unter Verwendung eines Mikroorganismus.
Vor Kurzem wurde die Verschmutzung der Umwelt, wie etwa des Bodens und des Grundwassersystems, mit Petroleum, aromatischen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffen wie etwa Paraffin oder Naphten, erkannt. Ebenso wurde die Ernsthaftigkeit der Umweltverschmutzung, verursacht durch organische Chloridverbindungen wie Trichlorethylen, Tetrachlorethylen, Tetrachlorethan und polychlorierten Biphenylen hervorgehoben. In dieser Situation ist es sehr erwünscht, Technologien zu etablieren, zu verhindern, dass die Verschmutzung sich ausbreitet, und um die verschmutzte Umwelt zu sanieren.
Verschiedene Bodensanierungsverfahren wurden vorgeschlagen und durchgeführt, um den verschmutzen Boden wieder in den ursprünglichen Zustand durch Entfernung des Schadstoffs aus dem Boden zu versetzen. Diese Bodensanierungsverfahren verwenden hauptsächlich physikalische/chemische Techniken wie etwa Vakuumextraktion, Sonnentrocknung, Belüftung und Oxidation. Ebenfalls wurden Verfahren unter Verwendung von Mikroorganismen, welche die kontaminierenden Verbindungen abbauen können (Biosanierung) untersucht. Eines der typischen Biosanierungsverfahren ist das sogenannte "Verfahren zur Stimulierung ursprünglich vorhandener Mikroorganismen" (z. B. USP Nr. 4,401,569 von Groundwater Technology Systems, Inc.), welches einen kontaminierten Boden durch Verstärkung des Wachstums der den kontaminierten Boden bewohnenden Mikroorganismen welche einen Schadstoff abbauen können, behandelt, und dieses Verfahren ist bereits in der praktischen Verwendung bei der Sanierung von Petroleum-kontaminierten Böden. Ein weiteres typisches Biosanierungsverfahren ist, schadstoffabbauende Mikroorganismen in die kontaminierte Umgebung zu injizieren, mit oder ohne wenigstens einen Induktor, welcher die Expressionen der schadstoffabbauenden Aktivität des Mikroorganismus induzieren kann, und eines Nährstoffs zur Unterstützung des Wachstums der schadstoffabbauenden Mikroorganismen. Verglichen zu den herkömmlichen physikalischen/chemischen Verfahren können derartige Biosanierungsverfahren eine Sanierung mit niedrigem Energieverbrauch und einfacher Ausrüstung erzielen. Zusätzlich können diese Verfahren die Umgebung sanieren, wo die Schadstoffkonzentration zu niedrig für die Behandlung mit den physikalischen/chemischen Verfahren ist.
Bei einem derartigen Biosanierungsverfahren ist es notwendig einen Mikroorganismus, einen Induktor, Nährstoffe usw. in die Umgebung zu injizieren, und wie gleichmäßig diese Substanzen in die kontaminierte Umgebung injiziert werden können, ist eine der Erfordernisse, welche die Wirksamkeit des Biosanierungsverfahrens bestimmen.
Verschiedene Verfahren wurden zur Injektion der notwendigen Materialien in die Umgebung offenbart. Zum Beispiel beschreibt US Patent Nr. 5,133,625 das Verfahren zur Steuerung des Injektionsdrucks unter Verwendung eines ausziehbaren Einspritzrohres, während der Injektionsdruck, die Flussgeschwindigkeit und die Temperatur gemessen werden. Dieses Verfahren zielt darauf ab, die Abbauaktivität der Mikroorganismen, durch Steuerung der Konzentration der Mikroorganismen und der Nährstoffe durch Einstellen des Injektionsdrucks optimal zu erhalten. Das US Patent Nr. 4,442,895 und das US Patent Nr. 5,032,042 offenbart das Verfahren, in dem der Boden durch Einspritzen eines Gases oder einer Flüssigkeit aus einem Einspritzloch durch anlegen von Druck aufgerissen wird und es wird behauptet, dass Sauerstoff und Nährstoffe, erforderlich für die mikrobielle Reinigung, in diesem Schritt zugeführt werden können.
Als ein intensives Verfahren zur Sanierung eines hochkontaminierten Bereichs, um eine wirksame mikrobielle Sanierung innerhalb einer kurzen Zeit zu erreichen, gibt es Verfahren, die den Bereich der Injektion von Mikroorganismen und Nährstoffen bestimmen. Zum Beispiel offenbart das US Patent Nr. 5,111,883 das Verfahren zur Injektion flüssiger Chemikalien in den Boden an bestimmten horizontalen und vertikalen Stellen durch Festsetzen der relativen Position der Injektionsvertiefung und der Extraktionsvertiefung. Dieses Verfahren zielt darauf ab, ein Verfahren zur Injektion flüssiger Mittel in einen begrenzten Bereich des Bodens auf eine geometrische Art und Weise zur Verfügung zu stellen. Es wird als ein sehr nützliches Verfahren angesehen, falls es zur mikrobiellen Sanierung von Boden eingesetzt wird, da es den zu sanierenden Bodenbereich definieren kann.
Um Mikroorganismen oder Substanzen zur Erhaltung der hohen Abbauaktivität eines Mikroorganismus in einem begrenzten Bodenbereich zu injizieren, ist ein Verfahren eine undurchlässigen Schicht als eine Barriere in einem bestimmten Abstand von der Injektionsvertiefung im Boden zu bilden. Herkömmliche bekannte Verfahren zur Bildung einer undurchlässigen Schicht schließen die Verlegung von Plastikfolien oder die Bildung einer Asphaltschicht in dem Boden, und die Injektion des Bodens mit einem Behandlungsmittel wie etwa Zement, Wasserglas, Urethan, Acrylamid, Acrylat usw. ein. Die japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 2-26662 und Nr. 5-27676 offenbaren ein Verfahren zur Bildung einer undurchlässigen Schicht in einem bestimmten Bodenbereich unter Verwendung eines wasserlöslichen Polymers, welches aufgrund der Ionen im Boden unlöslich wird. Dieses Verfahren stellt eine undurchlässige Schicht als eine Barriere zur Verfügung, welche die Bewegung der Substanzen begrenzt und auf das Verfahren zur Injektion von Mikroorganismen und Nährstoffen in den begrenzten Bodenbereich anwendbar sein könnte. Eine wirkungsvolle und gleichmäßige Injektion eines flüssigen Mittels in eine spezifische Region wurde unter Verwendung derartiger bereichsdefinierender Mittel versucht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf dem vorher beschriebenen Stand der Technik erzielt. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist eine gleichmäßige Verteilung von wenigstens einen von einem Mikroorganismus, welcher den Schadstoff abbauen kann (hiernach als ein schadstoffabbauender Mikroorganismus bezeichnet), einem Induktor, zur Expression der Abbaufähigkeit durch den schadstoffabbauenden Mikroorganismus, und einem Nährstoff für einen schadstoffabbauenden Mikroorganismus in dem verschmutzen Boden, für seine Biosanierung.
Um den vorherigen Zweck zu erreichen, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bodensanierung, welches einen Schritt des Einbringens in einen Boden verschmutzt mit einem Schadstoff, wenigstens eines von einem Mikroorganismus, welcher den Schadstoff abbauen kann, einem Induktor, damit der Mikroorganismus den Schadstoff abbauen kann und die Fähigkeit zum Abbau des Schadstoffs exprimiert, und ein Nährstoff für einen Mikroorganismus, der den Schadstoff abbauen kann, und einen Schritt des Einfrierens des Bodens.
Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf den Entdeckungen der Erfinder während der Bodensanierungsexperimente unter Verwendung von Mikroorganismen gemacht, das die Schadstoffabbauende Wirkung bemerkenswert gefördert wurde, wenn der verschmutze Boden erst gefroren und dann eine Flüssigkeit, welche einen schadstoffabbauenden Mikroorganismus enthält, in den Boden in einen Behälter injiziert wurde.
Der Grund, warum die Bodensanierungswirkung gemäß dieser Ausführungsform gefördert wird, ist nicht klar, aber die mögliche Erklärung ist wie folgt: Falls der Boden als eine Vorbehandlung zuerst gefroren und dann langsam aufgetaut wird, wird die Gefrierausdehnung in den Porenräumen den feinen Porenraum des Bodens, in dem ein flüssiges Mittel diffundieren wird weiten, und die Bewegung des Bodenwassers, durch Frieren und Tauen zwischen den Bodenpartikeln gestaut, wird den Kontakt zwischen dem injizierten flüssigen Mittel und dem Bodenwasser verstärken. Wie später beschrieben, kann das im Bauwesen gut bekannte Einfrierverfahren ein Schwellen während des Einfrierens und eine Entwässerungsverfestigung beim Tauen im Boden verursachen, welcher feinen Boden enthält. Eine derartige Veränderung im Boden ist ein Problem, welches bei Bauarbeiten überwunden werden muss, aber welches über die gleichmäßige Verteilung eines Mikroorganismus in der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Mit anderen Worten durch Einführung dieses vorher beschriebenen Einfrierschritts als ein Vorbehandlungsschritt zur Sicherstellung des Raums für die einzuführenden Mikroorganismen, und um die Kontakthäufigkeit zwischen dem Mikroorganismus und dem Schadstoff zu erhöhen, kann die vorliegende Erfindung die Sanierungswirksamkeit fördern und die Bodensanierungsdauer verkürzen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Fig. 1 ist ein schematische Diagramm, welches eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
die Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, welches eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
die Fig. 3 ist eine schematische Querschnittansicht eines im Beispiel 4 verwendeten Untersuchungsgefäßes;
die Fig. 4 ist eine schematische Querschnittansicht eines im Beispiel 6 verwendeten Untersuchungsgefäßes;
die Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, welche die Änderung der Trichlorethylenkonzentration über die Zeit in dem Untersuchungsgefäß und dem Kontrollgefäß des Beispiels 4 zeigt; und
die Fig. 6 ist eine graphische Darstellung welche die Änderung der Trichlorethylenkonzentration über die Zeit in dem Untersuchungsgefäß und dem Kontrollgefäß des Beispiels 12 zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Der Bereich 7 eines zu sanierenden kontaminierten Bodens wird vorher basierend auf den Bohrdaten usw. bestimmt. Dann wird ein Behälter 1, welcher ein in dem Bereich 7 zu injizierende Flüssigkeit enthält, ein Injektionssystem 2, welches aus einer Pumpe und einem Durchflussmesser besteht, und einer Kühlmittelzufuhrquelle 4 und einem Einspeiser 3 für die Zufuhr des Kühlmittels als auch ein Frierrohr mit dem Einspeiser 3 verbunden, um den Boden einzufrieren, und ein Injektionsrohr, verbunden mit dem Injektionssystem 2 für die Injektion des flüssigen Mittels in den Boden vorbereitet. Ein Rohr 5, welches innerhalb das Einfrierrohr enthält, und das Injektionsrohr ist in eine Vertiefung 8 eingebaut, eingegraben in den zu sanierenden Bereich 7. Wie in der Fig. 1 gezeigt, wird wenn das Injektionsrohr und das Einfrierrohr beide in die gleiche Vertiefung eingebaut werden, der Einfrierbereich 6 und der mit dem flüssigen Mittel zu injizierende Bereich in geeigneter Weise überlappen. Jedoch können, solange beide Bereiche einander überlappen, diese Rohre unabhängig in verschiedene Vertiefungen eingebaut sein. Wie im Folgenden beschrieben, kann unter Verwendung eines Injektionsrohrs mit einer Injektionsöffnung, deren Position beweglich entlang der Länge ist und einem halbfixierten Einfrierrohr, der einzufrierende Bereich und jener, welcher mit dem flüssigen Mittel injiziert wird, in der Tiefe geändert werden, um den vorliegenden Sanierungsprozess durchzuführen, während die Tiefe des Bodens variiert wird.
Um den Boden einzufrieren können wie bei Bauarbeiten Salzlauge oder flüssiger Stickstoff verwendet werden.
In dem Salzlaugeneinfrierverfahren wird eine Antifrierflüssigkeit, bekannt als Salzlauge (eine Calciumchloridlösung) auf -20ºC bis -30ºC gekühlt, und dann wird die Flüssigkeit in ein Einfrierrohr durch eine Umlaufpumpe eingespeist, um den Boden zu kühlen. Dann wird die Salzlauge, deren Temperatur durch das Einfrieren des Bodens gestiegen ist, zurück in das Kühlsystem bestehend aus einem Kompressor, einem Kondensator und einem Kühler geführt, um das Einfrieren kontinuierlich durchzuführen. Falls flüssiger Stickstoff (Verdampfungstemperatur -196ºC) für das Einfrieren verwendet wird, wird ein Zylinder oder ein Tankwagen, welcher flüssigen Stickstoff enthält, vorbereitet, und der flüssige Stickstoff fließt direkt in das Einfrierrohr, um den Boden durch Entziehung der Verdunstungswärme zu kühlen.
Da beide der vorher erwähnten Einfrierverfahren bei Bauarbeiten verwendet werden, können die gleichen Maschinen und Materialen in geeigneter Weise verwendet werden.
Um den eingefrorenen Boden aufzutauen, kann der eingefrorene Boden bei Umgebungstemperatur belassen werden oder in einem Wärmeschritt schnell aufgetaut werden. Obwohl es in der Fig. 1 nicht dargestellt wird, ist es ebenfalls nützlich, ein Wärmerohr in die gleiche Vertiefung mit den Injektions- und Einfrierrohren zu bauen, um das Auftauen zu beschleunigen. Auftauen kann ebenfalls durch Injektion von warmem Wasser in das Injektionsrohr durchgeführt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, ein flüssiges Mittel, welches einen Mikroorganismus usw. enthält, zu injizieren, während der Boden weiterhin gefroren ist, und es ist ebenfalls möglich, den Boden durch die Temperatur des zu injizierenden flüssigen Mittels aufzutauen. Daher ist das Auftauen des gefrorenen Bodens kein unabdingbarer Schritt. Falls die Abbaueigenschaften eines Mikroorganismus in einem niedrigeren Temperaturbereich als üblich exprimiert werden, ist ein teilweise gefrorener Boden bevorzugt.
Obwohl in dem vorher erläuterten Aufbau eine Vertiefung in dem kontaminierten Boden gebohrt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Ausführungsform begrenzt. Es ist einfacher, den Schritt des Einfrierens und Auftauens mit der Oberfläche des Bodens durchzuführen und die gleiche Bodensanierungswirksamkeit kann erzielt werden. Ebenso ist das Bodeneinfrierverfahren nicht besonders beschränkt. Zusätzlich zu der Verwendung eines Einfrierrohrs, kann das Kühlmittel direkt zugegeben werden oder auf den Boden gesprüht werden, um den Boden einzufrieren.
Obwohl es nicht in der Fig. 1 dargestellt ist, kann ein Injektionsrohr zum Ausstoß von Wasser oder Luft in die Vertiefung gebaut werden um die Bodenschicht zu erreichen und Risse können durch Anlegen und Entspannen eines Drucks gebildet werden.
Die vorliegende Erfindung ist sehr wirksam, um einen Schadstoff, welcher zwischen den Bodenpartikeln oder in dem Bodenwasser zwischen den Bodenpartikeln vorhanden ist, abzubauen, ist aber nicht auf eine spezifische Art von Schadstoff begrenzt. Die Beispiele der Schadstoffe enthalten chlorierte organische Verbindungen wie etwa Trichlorethylen, Tetrachlorethylen, Dichlorethylen und PCB; Öl- oder Petroleumkohlenwasserstoffe; und aromatische Kohlenwasserstoffe.
Das in den Boden einzuführende flüssige Mittel umfasst wenigstens ein Mittel ausgewählt aus einem schadstoffabbauenden Mikroorganismus; einem Nährstoff einschließlich Kohlenstoff, Phosphor, Stickstoff usw., erforderlich für das Wachstum eines schadstoffabbauenden Mikroorganismus und für den Erhalt seiner Aktivität; einem Induktor für ein schadstoffabbauendes Enzym; Sauerstoff; andere Spurenelemente; einem oberflächenwirksamen Mittel und den anderen Zusatzstoffen. Gemäß der vorliegenden Erfindung spielt es keine Rolle, ob der schadstoffabbauende Mikroorganismus aerob oder anaerob, einheimisch oder fremd ist, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Art von Mikroorganismus begrenzt.
Der Mikroorganismus kann in der Ruhephase oder in der Wachstumsphase injiziert werden. Alle Mikroorganismen können verwendet werden, solange sie eine Fähigkeit zum Abbau des Schadstoffs haben. Es ist nicht auf ein isolierten oder identifizierten Mikroorganismus beschränkt, und es kann ebenfalls eine flüssige Mischkultur oder eine Anreicherungskultur in der Anwesenheit eines Schadstoffs sein.
Bekannte Beispiele von isolierten Mikroorganismen, welche TCE abbauen können sind Welchia alkenophila sero 5 (USP 4877736, ATCC 53570), Welchia alkenophila sero 33 (USP 4877736, ATCC 53571), Methylocystis sp. Stamm M (Agric. Biol. Chemi., 53, 2903 (1989), Biosci. Biotech. Biochem., 56, 486 (1992), 56, 736, (1992)), Methylosinus trichosporium OB3b (Am. Chem. Soc. Natl. Meet. Dev. Environ. Microbiol., 29, 365, (1989), Appl. Biochem. Biotechnol., 28, 877 (1991), Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 02-92274, Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 03-292970), Methylomonas sp. MM2 (Appl. Environ. Microbiol., 57, 236 (1991)), Alcaligenes denitrificans ss. xylosoxidans JE75 (Arch. Microbiol., 154, 410 (1009)), Alcaligenes eutrophus JMP134 (Appl. Environ. Microbiol., 56, 1179 (1990)), Mycobacterium vaccae JOB5 (J. Gen. Microbiol., 82, 163 (1974), Appl. Environ. Microbiol., 54, 2960 (1989), ATCC 29678), Pseudomonas putida BH (Gesuido Kyokai Shi (Zeitschrift der japanischen Gesellschaft von Abwasserbehandlungsanlagen 24, 27 (1987)), Pseudomonas sp. Stamm G4 (Appl. Environ. Microbiol., 52, 383 (1986), ibid. 53, 949 (1987), ibid. 58, 951 (1989), ibid. 56, 279 (1990), ibid. 57, 193 (1991), USP 4925802, ATCC 53617 (zuerst als Pseudomonas cepacia klassifiziert, aber geändert zu Pseudomonas sp.), Pseudomonas mendocina KR-1 (Bio/Technol., 7, 282 (1989)), Pseudomonas putida F1 (Appl. Environ. Microbiol., 54, 1703 (1988), ibid. 54, 2578 (1988)), Pseudomonas fluorescens PFL12 (Appl. Environ. Microbiol., 54, 2578 (1988)), Pseudomonas putida KWI-9 (Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 06- 70753), Pseudomonas cepacia KKO1 (Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 06-227769, Nitrosomonas europaea (Appl. Environ. Microbiol., 56, 1169 (1990)), Lactobacillus vaginalis sp. nov. (Int. J. Syst. Bacteriol. 39, 368 (1989), ATCC 49540).
Zusätzlich zu den vorher aufgelisteten Mikroorganismen gibt es einen Stamm J1 (Internationale Hinterlegungsnummer nach dem Budapester Vertrag: FERM BP- 5102) und einen Stamm JM1 (FERM BP-5352), welcher ein vom Stamm J1 abgeleiteter mutierter Stamm ist. Beide Stämme können chlorierte organische Verbindungen wie etwa Trichlorethylen abbauen; der Stamm J1 benötigt einen Induktor für den Abbau chlorierter organischer Verbindungen, JM1 aber nicht.
Mikroorganismen, die Öl- und Petroleumkohlenwasserstoffe und aromatische Kohlenwasserstoffe abbauen können schließen ein: Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes und Achromobacter; oder Gram-positive Stäbchen und Kokken, zum Beispiel Brevibacterium, Corynebacterium, Arthrobacter, Bacillus und Micrococcus. Zusätzlich sind Mycobacterium, Nocardia, Streptomyces eingeschlossen, als auch die marine Hefe Candida sp. Stamm S1EW1 (FERM P- 13871). Ebenfalls sind Mikroorganismen kommerziell erhältlich, einschließlich PETROBAC (POLYBAC CORPORATION), HYDROBAC (POLYBAC CORPORATION), MICRO PRO "TPH" (POLYBAC CORPORATION), BI-CHEM DC 2000GL (SYBRON CHEMICALS INC.), BI-CHEM DC 2001 LN (SYBRON CHEMICALS INC.), ABR (SYBRON CHEMICALS INC.), H-10 (Bio-Rem), BioGEE (BioGEE), LRC-1 (LRC Technologies), ERS Formula (Environmental Bio-Remediation International Corp.). Diese Mikroorganismen sind alle in der vorliegenden Erfindung anwendbar.
Einige Mikroorganismen assimilieren Methan. In diesem Fall ist es nützlich, Methangas in den Boden zu injizieren. Falls ein aerober Mikroorganismus verwendet wird, ist es nützlich, Luft einzuspeisen oder Sauerstoff dem Boden zuzuführen.
Falls ein flüssiges Mittel in den Boden durch eine Vertiefung injiziert wird, kann es einfach in den Boden durch Anlegen eines Drucks über ein Injektionsrohr eingespeist werden.
Die Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, welches eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt.
Wie in der Fig. 1 wird der Bereich 7 eines zu sanierenden kontaminierten Bodens vorher basierend auf den Bohrdaten usw. bestimmt, und dann wird ein Behälter 1, welcher ein in den Bereich 7 zu injizierendes flüssiges Mittel enthält, ein Injektionssystem 2, bestehend aus einer Pumpe und einem Durchflussmesser, einem Injektionsrohr 23, zur Injektion des flüssigen Mittels in den Boden, oder ein Druckinjektionsrohr zum Injizieren von Wasser oder Luft, verbunden mit dem Injektionssystem 2, einer Kühlmittelzufuhrquelle 25 und einem Einspeiser 24 für die Zufuhr des Kühlmittels, als auch ein Einfrierrohr 26, verbunden mit dem Einspeiser 24, um den Boden einzufrieren. Das Injektionsrohr 23 bzw. das Einfrierrohr 26 sind in die Vertiefungen 8, gegraben in dem Bereich 7, eingebaut. Wie im Folgenden beschrieben, kann unter Verwendung eines Injektionsrohrs mit einer Injektionsöffnung, dessen Position beweglich über die Länge ist, und einem halbfixierten Einfrierrohr, der Bereich, der einzufrieren ist und der Injektion des flüssigen Mittels unterzogen wird, in der Tiefe geändert werden, um das vorliegende Sanierungsverfahren durchzuführen, während die Tiefe im Boden variiert wird. In der Fig. 2 wird das gleiche Rohr als ein Druckinjektionsrohr zur Bildung von Rissen und als ein Injektionsrohr zur Injektion eines flüssigen Mittels für den mikrobiellen Abbau verwendet, aber sie können getrennt bereitgestellt werden.
Wie in der Fig. 2 gezeigt, ist es zweckmäßig, ein Injektionsrohr mit Dichtungsstücken 10 im Bohrgestänge zu verwenden, welche das Festsetzen der Tiefe der Injektion ermöglichen und zwischen den doppelten Dichtungsstücken eine Gummimuffe 11, welche als eine Ausstoßöffnung dient, um ein flüssiges Mittel dadurch zu injizieren, da ein derartiges Injektionsrohr die Auswahl des Ortes für die Flüssigkeitsinjektion als auch für die begleitende Rissbildung und Flüssigkeitsinjektion ermöglicht. Die Menge des zu injizierenden flüssigen Mittels und der Injektionsdruck kann gemäß der Bodenbeschaffenheit und der Größe des mit dem flüssigen Mittel zu injizierenden erwünschten Bereichs festgesetzt werden.
In den folgenden Beispielen sind verschiedene Ausführungsformen beschrieben, um die vorliegende Erfindung darzustellen. Jedoch muss verstanden werden, dass es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen zu begrenzen.

BEISPIEL 1

Einhundert Gramm feiner Sand wurde in ein 68 ml- Glasfläschchen gegeben und mit einem Glasstopfen verschlossen, dann wurde mit Trichlorethylen (TCE) gesättigtes Wasser zu einer anfänglichen TCE- Konzentration von etwa 10 ppm hinzugegeben. Das Fläschchen wurde mit einem mit Teflon beschichteten Butylgummistopfen und einem Aluminiumdeckel versiegelt. Zehn Fläschchen wurden wie vorher beschrieben hergestellt und für zwei Wochen gelagert. Aceton und Trockeneis wurden in einen Container gebracht, in dem 5 der vorherigen 10 Fläschchen eingetaucht wurden, bis der Inhalt einfror. Dann wurden die Fläschchen aus dem Aceton und Trockeneis genommen und für 10 Minuten bei Raumtemperatur stehen gelassen.
Getrennt davon wurde der Stamm JM1 (FERM BP-5352) unter Schütteln bei 15ºC in M9-Medium (6,2 g Na&sub2;HPO&sub4;, 3,0 g KH&sub2;PO&sub4;, 0,5 g NaCl und 1,0 g NH&sub4;Cl pro Liter), ergänzt mit 0,5% Natriumglutamat, wachsen gelassen.
Zehn Milliliter der Zellsuspension wurden durch Einführen einer Spritze in den befestigten Boden von jedem der zehn Fläschchen einschließlich der gefrorenen oder nicht gefrorenen injiziert. Jede zweite Stunde ab kurz nach der Injektion der Zellsuspension, wurde gasförmiges TCE im Kopfraum jedes Fläschchens mit einer gasdichten Spritze entnommen und die TCE-Konzentration durch Gaschromatografie (Schimadzu Gas Chromatograph GC-14B: FID-Detektor) gemessen (Kopfraumverfahren). Die verstrichene Zeit vom Beginn bis die restliche TCE- Konzentration 0,1 ppm oder weniger wurde, wurde für jedes Fläschchen der gefrierbehandelten und der nicht behandelten Gruppe genommen. Der Durchschnitt von 5 von jeder Gruppe war 9,2 Stunden bzw. 13,8 Stunden. Das Ergebnis zeigt, dass TCE schneller in dem einmal gefrorenen Boden als in dem nicht gefrorenen Boden abgebaut wurde.

BEISPIEL 2

Auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 1 wurden 10 Fläschchen vorbereitet, wobei jedes gestampften Boden kontaminiert mit TCE enthielt und 5 der 10 Fläschchen eingefroren wurden.
Der Stamm JNC1 (FERM BP-5960) wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 wachsen gelassen und 10 ml der Zellsuspension wurde mit einer Spritze in jedes gefrorene Fläschchen eingespritzt, während der Boden noch gefroren war. Ebenfalls wurden 10 ml der Zellsuspension in jedes nicht gefrorene Fläschchen eingespritzt.
Alle mit der Zellsuspension injizierten Fläschchen wurden in einem Behälter bei 5ºC gehalten und die TCE- Konzentration jeder Probe wurde durch das Kopfraumverfahren jede Stunde gemessen. Die verstrichene Zeit vom Beginn bis die restliche TCE-Konzentration 0,1 ppm oder weniger war, wurde für die gefrorenen und nicht gefrorenen Fläschchen genommen und die Mittelwerte von fünf jeder Gruppe waren 19,4 Stunden bzw. 24,8 Stunden. Das Ergebnis zeigt klar, dass die Wirksamkeit der Bodensanierung im gefrorenen Boden höher als im nicht gefrorenen Boden war.

BEISPIEL 3

Zu feinem Sand mit 12% Wassergehalt wurde Phenol zu einer Phenol-Konzentration von etwa 200 ppm hinzugegeben. Dann wurden 50 g des feinen Sands jeweils in zehn 100 ml- Becher gefüllt. Fünf der 10 Proben wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 eingefroren und für 10 Minuten bei Raumtemperatur stehen gelassen. Pseudomonas cepacia KK01 (FERM BP-4235), ein Stamm der Phenol abbauen kann, wurde in M9-Medium mit 0,05% Hefeextrakt wachsen gelassen und 20 ml der Zellsuspension (etwa 10&sup8; KBE/ml) zu jedem der vorher erwähnten Becher gegeben. Die Phenolkonzentration des Sands wurde jede Stunde gemäß dem JLS-Verfahren gemessen (JIS K012-1993, 28.1). Die verstrichene Zeit vom Beginn bis die restliche Phenol- Konzentration 0,5 ppm war, wurde genommen und die Mittelwerte für die einmal gefrorenen und die nicht gefrorenen Gruppen waren 21,4 Stunden bzw. 23,8 Stunden. Das Ergebnis zeigt, dass die Wirksamkeit des Abbaus ebenfalls durch Einfrieren des Bodens gefördert wurde.

BEISPIEL 4

Untersuchungsgefäß

Wie in der Fig. 3 gezeigt, wurde eine Kiesschicht 19 als eine Grundschicht (0,1 m) in einem zylindrischen Untersuchungsgefäß 13 (eine Trommel: etwa 600 mm im Durchmesser, etwa 850 mm in der Höhe) vorgesehen, und eine Mischung aus feinem Sand und Schluff mit 10 ppm Trichlorethylen (Mischverhältnis feiner Sand : Schluff = 8 : 2) wurde auf die vorher erwähnte Kiesschicht als kontaminierte Bodenschicht 14 gefüllt. Während des Füllens des kontaminierten Bodens wurde ein Einfrierrohr 15, in welchem flüssiger Stickstoff zirkulieren konnte, und ein Injektionsrohr 16, welches an seinen Seiten vier Öffnungen bedeckt mit einer Gummimuffe hat, beide in das Untersuchungsgefäß eingebaut, so dass der Einfrierbereich in der Mitte des Untersuchungsgefäßes liegen würde. Ebenfalls wurden als Gasprobenrohre zwei rostfreie Stahlrohre 17 und 18 mit 1/18-inch Innendurchmesser und bedeckt mit einem Netz aus rostfreiem Stahl an den Spitzen, innerhalb in das Untersuchungsgefäß 10 cm von der Seitenwand eingebaut. Der oberste Teil des Untersuchungsgefäßes wurde mit einer Kiesschicht 19 gefüllt und mit einem Deckel bedeckt. Der Deckel wurde mit einem Entlüftungsventil versehen, welches während des Einfrierens oder der Injektion der Zellsuspension für das Überbrücken des internen Drucks geöffnet wird. Das gleiche Gefäß wie das vorherige Untersuchungsgefäß, außer dass kein Einfrierrohr 15 eingebaut wurde, wurde als ein Kontrollgefäß hergestellt.
Flüssiger Stickstoff zirkulierte in dem Einfrierrohr des Untersuchungsgefäßes, um den Prüfboden einzufrieren und dann wurde der eingefrorene Boden stehen gelassen bis er taute.

Injektion der Zellsuspension und Messung

Der Stamm JM1 wurde unter Verwendung eines 50 Liter- Glasbioreakors (Mitsuwa Biosystem Co., Ltd.: KMJ-501MGU- FPM II) in M9-Medium ergänzt mit 0,5% Natriumglutamat bei 15ºC kultiviert. Zellen in der späten logarithmischen Wachstumsphase wurden durch Zentriffugation nach 45 Stunden Kultur geerntet und in M9 ohne eine Kohlenstoffquelle resuspendiert, um so eine zu injizierende Suspension ruhender Zellen zur Verfügung zu stellen.
Insgesamt 20 Liter der Zellsuspension wurden sowohl in das Untersuchungsgefäß als auch in das Kontrollgefäß aus einem Injektionsrohr durch eine Einspeispumpe bei einer Einspeisgeschwindigkeit von 1 bis 10 Litern/Minute injiziert. Danach wurden Proben des Gases im Boden über die Gasprobenrohre genommen und die TCE Konzentration wurde mit einem Detektor (Gastec Service, Inc.: 132L) gemessen. Die Ergebnisse werden in der Fig. 5 gezeigt. In der Figur stellen offene Kreise einen Mittelwert der Daten von zwei Probenpunkten in dem Untersuchungsgefäß und die offenen Quadrate den Mittelwert der Daten bei zwei Probenpunkten im Kontrollgefäß dar. Das Ergebnis zeigt, dass TCE in dem Untersuchungsgefäß schneller abgebaut wurde als in dem Kontrollgefäß und dass die Wirksamkeit des TCE Abbaus in dem Untersuchungsgefäß gefördert wurde.

BEISPIEL 5

In diesem Beispiel war der behandelte kontaminierte Boden ein Boden, welcher mit in den Grund, gelassenem Petroleum verschmutzt ist. Ein Einfrierrohr, in welchem flüssiger Stickstoff fließen konnte, und ein Druckinjektionsrohr, mit vier Öffnungen an seinen Seiten, bedeckt mit einer Gummimuffe, wurden beide in den kontaminierten Boden eingeführt. Dann wurde der flüssige Stickstoff in das Einfrierrohr gelassen, um den verschmutzten Boden einzufrieren, dann wurde komprimierte Luft periodisch in den Boden durch das Druckinjektionsrohr gespeist. Danach wurde der Boden zum Tauen stehen gelassen.
HYDROBAG (POLYBAC CORP.), ein mikrobielles Mittel für den Petroleumabbau wurde zu Wasser in einem Verhältnis von 100 g zu 1 Liter gegeben und eine Nährstoffquelle wurde hergestellt mit einem C : N : P-Verhältnis von 100 : 10 : 1. Achthundert Liter des vorher erwähnten flüssigen mikrobiellen Mittels wurden in den Boden aus dem Druckinjektionsrohr injiziert. Ebenfalls wurde Luft aus dem Druckinjektionsrohr für etwa 5 Stunden jeden Tag eingespeist. Nach einem Monat Lufteinspeisungsdauer wurden Bodenproben an zehn Probenpunkten in den zu untersuchenden, verschmutzten Boden genommen und die TPH (Gesamt-Petroleum-Kohlenwasserstoffkonzentrationen) wurde gemäß EPA8015M bestimmt. Der TPH des Bodens war 12200 ppm vor der Behandlung, und mit einem Sanierungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wurden 97,8-99,5%, im Durchschnitt etwa 99%, der Petroleumverschmutzung aus dem Boden entfernt.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Ein Sanierungsexperiment wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, außer dass nur ein Druckinjektionsrohr mit 4 Öffnungen an seinen Seiten, bedeckt mit einer Gummimuffe, in eine verschmutzte Bodenschicht ähnlich zu der des Beispiels 5 eingeführt wurde.
Der TPH des Bodens war 13200 ppm vor der Behandlung und nach der Behandlung 77,8-96,5%, Im Durchschnitt wurden etwa 92% der Petroleumverschmutzung aus dem Boden entfernt.
Die aus dem Beispiel 5 und dem Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass das erfindungsgemäße Bodensanierungsverfahren 99% oder mehr der Entfernung des Petroleums aus dem verschmutzten Boden ermöglicht, gekennzeichnet durch eine sehr gleichmäßige Behandlung.

BEISPIEL 6

Untersuchungsboden

Zu 100 g einer Mischung aus feinem Sand und Schluff (Mischverhältnis; feiner Sand : Schluff = 8 : 2) wurden 0,2 g n-Hexadecan als eine Verschmutzung hinzugegeben, um einen kontaminierten Modellboden herzustellen. Dann wurden 50 mg Hefeextrakt zu dem Bodenmodell gegeben und der Boden wurde bei Raumtemperatur für einen Monat stehen gelassen.
Als eine Kontrolle wurde ein kontaminierter Boden ohne Hefeextrakt hergestellt und ebenfalls bei Raumtemperatur für einen Monat stehen gelassen. Das n-Hexadecan in jedem kontaminierten Boden wurde mit n-Hexan extrahiert und der n-Hexadecan-Gehalt jedes kontaminierten Bodens wurde übereinstimmend durch TCD-Gaschromatografie gemessen. Das Ergebnis zeigt, das n-Hexadecan schneller in dem kontaminierten Boden abgebaut wurde, falls Hefeextrakt vorhanden war. Dies zeigt an, dass es dort ein oder mehrere Mikroorganismen gibt, welche n-Hexadecan in dem in diesem Experiment verwendeten Boden abbauen können.

Untersuchungsgefäß

Wie in der Fig. 4 gezeigt, wurde eine Kiesschicht 19 als eine Grundschicht (0,1 m) in ein zylindrisches Untersuchungsgefäß 13 (eine Trommel: etwa 300 mm im Durchmesser, etwa 850 mm in der Höhe) vorgesehen und der vorher hergestellte Testboden (50 mg n-Hexadecan/100 g Boden) wurde auf die vorherige Kieselschicht als eine kontaminierte Bodenschicht 14 gefüllt. Während der kontaminierte Boden eingefüllt wurde, wurde ein Einfrierrohr 15, in welchem flüssiger Stickstoff fließen konnte und ein Injektionsrohr 16, mit vier Öffnungen an seinen Seiten, bedeckt mit einer Gummimuffe, sowohl als auch in das Untersuchungsgefäß eingebaut, so dass der Einfrierbereich und der Injektionsbereich in der Mitte des Untersuchungsgefäßes liegen würden. Das gleiche Gefäß wie das vorherige Untersuchungsgefäß, außer dass ein Einfrierrohr 15 nicht eingebaut wurde, wurde als ein Kontrollgefäß hergestellt.
Der Testboden wurde durch zirkulierenden flüssigen Stickstoff in dem Einfrierrohr des Untersuchungsgefäßes eingefroren, und dann wurde der gefrorene Boden stehen gelassen bis er taute. Dann wurde komprimierte Luft periodisch in den Boden durch das Druckinjektionsrohr 16 eingespeist.

Injektion des flüssigen Mittels und Messung des Schadstoffs

Eine Nährstoffquelle wurde durch Lösung eines Hefeextrakts in Wasser in einer Konzentration von 50 mg/l hergestellt. Fünf Liter des vorherigen flüssigen Nährstoffs wurde in jedes der Untersuchungs - und Kontrollgefäße durch das Druckinjektionsrohr injiziert. Dann wurde das am Grund gesammelte Wasser durch einen Abfluss 20, vorgesehen am Grund des Gefäßes, abgelassen. Es wurde Luft durch das Druckinjektionsrohr für etwa 5 Stunden jeden Tag in den Boden eingespeist. Nach 30 Tagen Belüftung wurden Bodenproben aus dem Untersuchungsgefäß als auch dem Kontrollgefäß genommen und der im Boden verbleibende n-Hexadecangehalt wurde wie vorher erwähnt gemessen. Die Bodenproben wurden an zehn Probenpunkten an nahezu der gleichen Stelle jeweils des Untersuchungsgefäßes und des Kontrollgefäßes entnommen. Der restliche n-Hexadecangehalt in den Bodenproben wird in der folgenden Tabelle 1 gezeigt. Die gemessenen Werte sind in Äquivalenten zu 100 g des Bodens gezeigt. Tabelle 1 restliches n-Hexadecan (g)
Es ist aus dem vorherigen Ergebnis klar, dass die Wirksamkeit des Schadstoffabbaus durch die Durchführung des Einfrierschritts eines kontaminierten Bodens, dann des Durchführens des Schritts der Injektion eines Nährstoffs in den Boden nach dem Tauen des Bodens verbessert wird.

BEISPIEL 7

Eine 100 g-Probe wurde aus dem zu behandelnden, kontaminierten Untersuchungsboden genommen und 50 mg Hefeextrakt wurde zu dem Probeboden als eine Nährstoffquelle hinzugegeben, und der Boden für einen Monat stehen gelassen. Es wurde ebenfalls eine Probe hergestellt, zu der kein Hefeextrakt hinzugegeben wurde. Die TPH (Gesamt-Petroleum-Kohlenwasserstoffkonzentration) wurde für beide Proben gemäß EPA8015M bestimmt. Bei Vergleich der TPH-Werte beider Probeböden wurde bestätigt, dass die Konzentration des Petroleum- Kohlenwasserstoff-Schadstoffs im Boden mit einer Nährstoffquelle schneller reduziert wurde. Dies deutet an, dass dort ein oder mehrere Mikroorganismen existierten, welche den Petroleum-Kohlenwasserstoff- Schadstoff in dem kontaminierten Untersuchungsboden abbauen können.
Ein Einfrierrohr und ein Druckinjektionsrohr wurden sowohl als auch in den kontaminierten Boden wie im Beispiel 5 eingeführt. Dann wurde flüssiger Stickstoff in das Einfrierrohr eingelassen, um den verschmutzten Boden einzufrieren, dann wurde komprimierte Luft periodisch in den Boden durch das Druckinjektionsrohr eingespeist. Danach wurde der Boden zum Tauen stehen gelassen.
Eine Nährstoffquelle wurde durch Lösen von Hefeextrakt in Wasser mit einer Konzentration von 50 mg/l hergestellt. Achthundert Liter des vorherigen flüssigen Nährstoffs wurden in dem Boden aus dem Druckinjektionsrohr injiziert. Ebenfalls wurde Luft aus dem Druckinjektionsrohr für etwa 5 Stunden jeden Tag eingespeist. Nach einem Monat Lufteinspeisungsdauer wurden Bodenproben an 10 Probenpunkten in dem verschmutzten Untersuchungsboden genommen und der TPH (Gesamt-Petroleum-Kohlenwasserstoffkonzentration) wurde gemäß EPA8015M bestimmt.
Der TPH des Bodens war 3200 ppm vor der Behandlung und mit einem erfindungsgemäßen Sanierungsverfahren wurden 92,8-97,5%, im Durchschnitt etwa 96%, der Petroleumverunreinigung aus dem Baden entfernt.

VERGLEICHSBEISPIEL 2

Ein Sanierungsexperiment wurde auf die gleiche Art und Weise wie in Beispiel 7 durchgeführt, außer dass nur ein Druckinjektionsrohr mit vier Öffnungen an seinen Seiten, bedeckt mit einer Gummimuffe, in eine verschmutzte Bodenschicht, ähnlich zu der in Beispiel 7, eingeführt wurde.
Der TPH des Bodens war 3180 ppm vor der Behandlung und 77,6 bis 97,3%, etwa 93% im Durchschnitt der Petroleumverunreinigung wurde nach der Behandlung entfernt.
Die aus dem Beispiel 7 und dem Vergleichsbeispiel 2 erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass das erfindungsgemäße Bodensanierungsverfahren 90% oder mehr Entfernung von Petroleum aus dem verschmutzten Boden ermöglicht, gekennzeichnet durch eine sehr gleichmäßige Behandlung.

BEISPIEL 8

Eine Probe wurde aus einem zu behandelnden, mit TCE kontaminierten Boden genommen, und der Probeboden wurde in einer 2%-igen Methangasatmosphäre über einen Monat stehen gelassen. Es wurde ebenfalls zur gleichen Zeit eine Probe genommen, zu der kein Methangas hinzugegeben wurde. Einen Monat später wurde die TCE-Konzentration für beide Proben gemessen. Bei Vergleich der TCE- Konzentration beider Probeböden wurde bestätigt, dass die TCE-Konzentration in dem mit Methan behandelten Boden schneller reduziert wurde. Dieses zeigt an, dass dort ein oder mehrere Mikroorganismen existierten, welche in dem kontaminierten Untersuchungsboden Trichlorethylen abbauen können.
Ein Einfrierrohr und ein Druckinjektionsrohr wurden wie in Beispiel 5 beide in den kontaminierten Boden eingeführt. Dann wurde flüssiger Stickstoff in das Einfrierrohr eingelassen, um den verunreinigten Boden einzufrieren, dann wurde komprimierte Luft periodisch in den Boden durch das Druckinjektionsrohr eingespeist. Danach wurde der eingefrorene Boden zum Tauen stehen gelassen.
Dann wurde 2% Methangas in den aufgetauten Boden mit einer Geschwindigkeit von 50 Liter/min für etwa 5 Stunden jeden Tag eingespeist. Nach drei Monaten Methangaseinspeisung wurde Bodenwasser an zehn Probenpunkten des kontaminierten Bodens genommen. Die gesammelte Flüssigkeit wurde umgehend in einen Behälter mit 5 ml n-Hexan gegeben und die Mischung für drei Minuten, gefolgt von der Trennung der n-Hexanschicht, geschüttelt. Der TCE-Gehalt wurde durch ECD- Gaschromatografie gemessen.
Die TCE-Konzentration des Bodens war 1,2 ppm vor der Behandlung und mit einem erfindungsgemäßen Sanierungsverfahren wurde 92,8 bis 98,5%, im Durchschnitt etwa 96%, der TCE-Verschmutzung aus dem Boden entfernt.

VERGLEICHSBEISPIEL 3

Ein Sanierungsexperiment wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 8 durchgeführt, außer, dass nur ein Druckinjektionsrohr mit vier Öffnungen an seiner Seite, bedeckt von einer Gummimuffe, in eine kontaminierte Bodenschicht eingeführt wurde.
Die TCE-Konzentration des Bodens war 1,2 ppm vor der Behandlung und nach der Behandlung wurde 82,6 bis 97,3%, im Durchschnitt etwa 89%, der TCE-Verschmutzung aus dem Boden entfernt.
Die aus dem Beispiel 8 und dem Vergleichsbeispiel 3 erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass das erfindungsgemäße Sanierungsverfahren 90% oder mehr Entfernung von TCE aus dem verschmutzten Boden ermöglicht, gekennzeichnet durch eine sehr gleichmäßige Behandlung.

BEISPIEL 9

Ein Experiment wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass ein gemischter Boden aus feinem Sand und Schluff (feiner Sand : Schluff = 2 : 8) verwendet wurde. Die verstrichene Zeit vom Beginn bis die restliche TCE-Konzentration 0,1 ppm oder weniger wurde, wurde für jedes Fläschchen der Frierbehandlungsgruppe und der nicht behandelten Gruppe genommen. Der Durchschnitt von fünf jeder Gruppe war 14,3 Stunden bzw. 20,5 Stunden. Das Ergebnis zeigt, dass TCE in dem einmal eingefrorenen Boden schneller als in dem nicht gefrorenen Boden abgebaut wurde.

BEISPIEL 10

Ein Experiment wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt, außer dass ein gemischter Boden aus feinem Sand und Schluff (feiner Sand : Schluff = 2 : 8) verwendet wurde. Die verstrichene Zeit vom Beginn bis die restliche TCE-Konzentration 0,1 ppm oder weniger wurde, wurde für jedes Fläschchen der Einfrierbehandlungsgruppe und der nicht behandelten Gruppe genommen. Der Durchschnitt von fünf von jeder Gruppe war 21,4 Stunden bzw. 28,6 Stunden. Das Ergebnis zeigt, dass TCE ebenfalls in dem einmal eingefrorenen Boden schneller als in dem nicht gefrorenen Boden abgebaut wurde.

BEISPIEL 11

Ein Experiment wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, außer, dass ein gemischter Boden aus feinem Sand und Schluff (feiner Sand : Schluff = 2 : 8) verwendet wurde. Die verstrichene Zeit vom Beginn bis die restliche Phenol-Konzentration 0,5 ppm oder weniger war, wurde für jedes Fläschchen der Einfrierbehandlungsgruppe und der nicht behandelten Gruppe genommen. Der Durchschnitt von fünf von jeder Gruppe war 31,5 Stunden bzw. 38,2 Stunden. Das Ergebnis zeigt, dass Phenol in dem einmal eingefrorenen Boden schneller als in dem nicht gefrorenen Boden abgebaut wurde.

BEISPIEL 12

Ein Experiment wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, außer, dass ein gemischter Boden aus feinem Sand und Schluff (feiner Sand : Schluff = 2 : 8) verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Fig. 6 gezeigt. In der Figur zeigen offene Kreise den Durchschnitt der Daten von zwei Probepunkten des gefrorenen Bodens in dem Untersuchungsgefäß und die offenen Quadrate zeigen den Durchschnitt der Daten von zwei Probepunkten in dem Kontrollgefäß an. Es ist klar, dass selbst in dem Fall von Tonboden mit einem hohen Schluffanteil TCE wirkungsvoll abgebaut wurde durch Durchführen des Schritts des Einfrierens des Bodens vor der Injektion eines Mikroorganismus in dem Boden, um den Mikroorganismus gleichmäßig in dem Boden zu verteilen.

BEISPIEL 13

Ein Experiment wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer, dass das Mischverhältnis von feinem Sand zu Schluff 2 : 8 war. Die Ergebnisse sind im Folgenden in der Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 restliches n-Hexadecan (g)
Es ist aus den vorherigen Ergebnissen offensichtlich, dass selbst im Fall von Tonboden die Wirksamkeit beim Abbau eines Schadstoffs durch Durchführung des Schritts des Einfrierens des kontaminierten Bodens vor dem Schritt des Injizierens eines Nährstoffs in den Boden gefördert wird.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine wirksamere biologische Behandlung eines kontaminierten Bereiches des Bodens, durch Durchführen des Schritts des Einfrierens des kontaminierten Bereiches des Bodens vor dem Schritt der Injektion eines Mikroorganismus, welcher einen Schadstoff abbauen kann, und/oder eines flüssigen Mittels oder eines Gases, erforderlich zur Induktion einer Fähigkeit zum Abbau eines Schadstoffs in dem Mikroorganismus; was zu einer Verwirklichung einer wirksameren und schnelleren Sanierung führte.
Zusätzlich ist erfindungsgemäß die Wirkung eines flüssigen Mittels oder Gases, injiziert in den kontaminierten Boden, um die Abbauaktivität zu erhöhen, durch Durchführung eines Schritts des Einfrierens des kontaminierten Bodens, eines Schritts des Auftauens des gefrorenen Bodens und eines Schritts der Erzeugung von Rissen in dem Boden durch Anlegen eines Druckes daran bemerkenswert verbessert; welches Eine wirkungsvollere biologische Behandlung eines kontaminierten Bodens ermöglichte und zur Verwirklichung einer wirksameren und schnelleren Sanierungsarbeit führte.

Claims

1. Verfahren zur Sanierung von mit einem Schadstoff kontaminierten Boden mit den Schritten:

i) Einfrieren des mit dem Schadstoff kontaminierten Bodens; und

ii) Einbringen wenigstens eines Mikroorganismus, der den Schadstoff abbauen kann, eines Induktors, damit der Mikroorganismus den Schadstoff abbauen kann, und eines Nährstoffs für das Wachstum eines Mikroorganismus, der den Schadstoff abbauen kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt i) vor dem Schritt ii) ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit einem Schritt des Auftauens des gefrorenen Bodens zwischen den Schritten i) und ii).

4. Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit einem Schritt des Anlegens von Druck an den gefrorenen Boden zwischen den Schritten i) und ii).

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Boden einen dort ursprünglich vorhandenen Mikroorganismus enthält, mit der Fähigkeit des Abbaus des Schadstoffs nach Induktion, und der Schritt ii) ein Schritt der Zufuhr wenigstens eines Induktors in den Boden ist, damit der ursprünglich vorhandene Mikroorganismus die Fähigkeit exprimiert, und eines Nährstoffs ist, für das Wachstum des ursprünglich vorhandenen Mikroorganismus.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Mikroorganismus, der den Schadstoff abbauen kann, ein Mikroorganismus ist, welcher die Fähigkeit zum Abbau des Schadstoffs konstitutiv exprimiert.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schadstoff eine aromatische Verbindung oder eine chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffverbindung ist, und der Mikroorganismus der Stamm JM1 (FERM BP-5352) ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schadstoff eine aromatische Verbindung oder eine chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffverbindung ist, und der Mikroorganismus der Stamm JMC1 (FERM BP-5960) ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die aromatische Verbindung Phenol, Toluol oder Kresol ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffverbindung Dichlorethylen oder Trichlorethylen ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Nährstoff eine Kohlenstoffquelle ist, welche der Mikroorganismus assimilieren kann.

12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Nährstoff in einem gasförmigen Zustand ist.