JP2002192187A - 汚染環境の処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境に負荷をかけない汚水・汚泥処理材を提
供する。 【解決手段】 アルギン酸ナトリウムと、適用環境の土
着微生物とを含む処理材とする。この処理材には、塩化
カルシウム水溶液などで処理して表面に被膜を形成する
ことが好ましい。これにより、水中で微生物が拡散しに
くく、確実に水中に沈めることができる処理材が得られ
る。さらに木炭などの多孔質を含有しても良い。土着微
生物及びその補助には光合成細菌が好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、環境へ負荷をかけ
ることなく汚水や汚泥を浄化することができる微生物を
利用した汚染環境の処理剤に関するものである。特に、
処理剤自体の構成物が自然界で分解可能で、汚染環境改
善後に残存しない処理剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】産業排水や生活排水などから生じる汚水
や汚泥を、微生物を利用して浄化する方法が提案されて
いる。例えば、汚染された水系または土壌に有機物、栄
養物や酸素などと共に汚染物質を分解する微生物を供給
して、汚染物質を生物学的に分解することが考えられて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような浄
化技術には次のような問題があった。

【０００４】自然界にない人工材料や微生物が利用さ
れると生態系に影響が生じる。微生物と共に供給される
有機物、栄養物あるいは微生物を汚染環境下に固定する
ための担体などに自然界に存在しないものや、自然界で
分解されないものを用いると、環境に対して負荷を与え
ることになる。

【０００５】また、用いる微生物として、汚染環境に本
来存在しない微生物を用いた場合、生態系にどのような
影響を与えるかは予測することが難しく、悪影響が生じ
てからでは元の環境に復元することが難しい。特に、近
年、遺伝子操作により創り出された微生物も多数存在
し、これらを自然界に適用した場合の影響が懸念され
る。

【０００６】微生物を確実に浄化したい個所に到達・
保持させることが難しい。川などの流水系では単に微生
物を水中に投入しただけでは直ちに離散してしまい、水
底などの所定個所に到達させることが難しい。また、水
底に到達したとしても、微生物の生残性を高くした状態
を保持できなければならず、さらに原生動物などによる
捕食から微生物が保護されなければならない。

【０００７】従って、本発明の主目的は、環境へ負荷を
かけることなく効果的に汚水・汚泥などの汚染環境を浄
化できる処理剤を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明処理剤は、アルギ
ン酸ナトリウムと適用環境の土着微生物とを含むことを
特徴とする。

【０００９】アルギン酸ナトリウムは、食品添加物とし
て食品衛生法で認められた材料であり、その使用量に制
限も設けられていない。また、飼料にも利用できる材料
であり、微生物にとっても生育上好ましい材料である。
さらにアルギン酸ナトリウムは海藻の主成分として自然
界に存在すると共に自然界で分解される成分である。従
って、非常に安全性の高い材料であり、自然環境中に適
用しても何ら問題とならない。このアルギン酸ナトリウ
ムの水溶液の比重は約1.03〜1.10で確実に水中に沈むた
め、土着微生物を水底にまで到達させることが容易にで
きる。より好ましいアルギン酸ナトリウム水溶液の比重
は約1.07である。そして、20mPa・s〜500mPa・s程度と言
う適度な粘度を有することで、所定の形態を水中で保持
しやすく、微生物を固定して水中に拡散することを抑制
できる。より好ましいアルギン酸ナトリウム水溶液の粘
度は300mPa・ｓ程度である。用いるアルギン酸ナトリウ
ム水溶液の濃度は0.1〜15重量％程度が好適である。

【００１０】土着微生物は、汚染物質を分解する土着の
微生物であれば特に限定されない。土着微生物であれ
ば、処理剤の適用環境に元々生育していた微生物であ
り、その環境下の生態系に影響を及ぼすことを最小限に
抑えることができる。

【００１１】中でも光合成細菌が好ましい。光合成細菌
は大きく分けると紅色非硫黄細菌、紅色硫黄細菌、緑色
硫黄細菌、滑走性糸状緑色硫黄細菌の４種類がある。い
ずれの光合成細菌を用いることも可能であるが、特に紅
色非硫黄細菌や紅色硫黄細菌が好ましい。

【００１２】紅色非硫黄細菌は自然界において湖沼・下
水・水田など有機物を多く含む嫌気的水層に広く生育し
ている。通常、汚染環境は有機物の流入によって溶存酸
素がほとんどなく、BOD（Biochemical oxygen deman
d：生化学的酸素要求量）が高くなって嫌気的分解が進
行する。それに伴い、水底の堆積物と共に硫化水素を含
む嫌気的停滞層が形成されている。紅色非硫黄細菌は、
低級脂肪酸、アルコール類、炭水化物、アミノ酸などを
炭素源として光合成的に生育し、嫌気層で発酵細菌など
が生成した低分子有機化合物を光エネルギーを用いて菌
体の高分子有機化合物に再合成する。

【００１３】一方、紅色硫黄細菌は嫌気層の下部から生
成される二酸化炭素を炭素源として利用し、硫化水素を
光合成反応の電子供与体として活動するため、硫化水素
の分解に好適である。

【００１４】光合成細菌は、脂肪酸、アルコール類、炭
水化物はもちろん、芳香族化合物などの広範囲にわたる
物質を光同化することができるため、汚染環境の処理剤
には最適な細菌である。

【００１５】他の土着の微生物としては乳酸菌、硫化水
素分解菌、リグニン分解菌が挙げられる。これらは、特
定の物質の分解に有効であるため、分解したい物質を限
定して浄化したい場合に有効である。乳酸菌は畑などに
おける余剰窒素を低減させたい場合に有効である。硫化
水素分解菌は、夏場など硫化窒素による悪臭の激しい個
所において、硫化窒素の低減に有効である。リグニン分
解菌は、ダイオキシンや農薬などによる汚染土壌の改良
に最適である。

【００１６】土着微生物は公知の手法によって培養し、
培養液を遠心分離やろ過などにより濃縮あるいは集菌し
て濃縮液としたものをアルギン酸ナトリウム水溶液に混
合すれば良い。通常は、適用環境から採取した土壌中の
土着微生物を培養し、さらに光合成細菌を追加混合した
濃縮液を用いることが好ましい。濃縮液の菌量は、土着
微生物の種類や適用環境にもよるが、光合成細菌の場
合、10⁷〜10¹¹CFU/ml程度が好ましい。菌体数が少なす
ぎると浄化作用が十分期待できず、多すぎても死滅を誘
起して生残数が低減するからである。この濃縮液とアル
ギン酸ナトリウム水溶液の混合比率は、１：20〜２：９
程度と考えられる。

【００１７】さらに、アルギン酸ナトリウムと土着微生
物の混合体には、アルギン酸の金属塩からなる不溶性の
被膜を形成することが好ましい。水に不溶性の被膜を形
成することで、取扱いを容易にすると共に水中でも所定
形状に保形することができ、土着微生物の水中での分散
を抑制し、希望する汚染環境下に処理剤を確実に到達さ
せることができる。

【００１８】例えば、アルギン酸ナトリウムと土着微生
物の混合体を塩化カルシウム水溶液、硫酸カルシウム水
溶液、クエン酸カルシウム水溶液または炭酸カルシウム
水溶液等で処理することでナトリウムイオンをカルシウ
ムイオンに置換し、アルギン酸分子中に格子状のイオン
架橋が形成されゲル状の被膜が構成される。この被膜に
より、混合体は所定の形状に保形することが容易にで
き、かつイオン架橋の格子に土着微生物を包括固定化す
ることができる。特に、炭酸カルシウムは食品添加物と
して食品衛生法で認められた材料であり、自然環境下に
適用しても何ら問題がない。用いる塩化カルシウム水溶
液の濃度、硫酸カルシウム水溶液の濃度、クエン酸カル
シウム水溶液の濃度または炭酸カルシウム水溶液等の濃
度は0.5〜20重量％程度が好ましい。被膜の厚さはカル
シウム量に比例し、カルシウム濃度により容易に制御す
ることができる。

【００１９】さらに、アルギン酸ナトリウムと土着微生
物の混合体には栄養物質を含有することが好ましい。こ
れにより土着微生物を活性化し、生残性を向上すること
ができる。栄養物質は、微生物の種類にもよるが、一般
的には微生物の生育に必要な炭素源、窒素源、リン源、
無機塩類などを含有していれば良い。例えば、尿素およ
び大豆タンパクなどを添加することが挙げられる。その
他、M9培地やMSB培地などの基礎塩培地を利用しても良
い。M9培地の組成は、水1リットル中で次の通りであ
る。 Na₂HPO₄…6.2g、KH₂PO₄…3.0g、NaCl…0.5g、NH₄Cl…1.
0g

【００２０】さらに、アルギン酸ナトリウムと土着微生
物の混合体には多孔質を含むことが好ましい。多孔質
は、微生物のマイクロハビタットの形成に寄与する。マ
イクロハビタットとは、微生物の住処となる微小（通常
数μm程度）な空隙のことである。マイクロハビタット
により微生物が生育しやすい環境を整えて効率的に定着
させることで、微生物の持つ分解機能をより効果的に利
用することができる。また、他の原生動物による捕食か
らも微生物を効果的に保護することができる。

【００２１】多孔質材料には、微生物のマイクロハビタ
ットを形成できるものであれば種々のものを利用するこ
とができる。セラミックス、カルシウム、シリカなどの
無機材料や、活性炭、セルロース、キチン、キトサン、
生分解性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、フッ素樹脂、イオン交換樹脂などの有機材料も
多孔質材料として利用することができる。ただし、本来
的に自然界に存在するか、自然界で分解されやすい材料
の方が環境に及ぼす負荷が少なく好ましい。例えば、木
炭、ゼオライト、バーミキュライト、シリカ、セルロー
スなどが挙げられる。特に、セルロースは自然界におい
て分解される点で非常に好ましい。なお、セラミックス
の具体例としては素焼きの陶器や粉砕された陶磁器など
が好ましい。

【００２２】多孔質体の形状も特に限定されない。粒
状、層状、膜状など任意の形状で利用することができ
る。特に、粒状の多孔質は他の材料との混合が容易で好
ましい。粒状多孔質とした場合の平均粒径は数μm〜数
十μm程度の小径のものから十数mm程度の大径のものま
で利用可能であると考えられる。

【００２３】景観上の規制が厳しい場所では、多孔質材
料としてSiとCaの少なくとも一方を主成分とする鉱物が
好ましい。国立公園内の池などでは、水を通して見える
池の底面も景観のうちであると考えられている場所があ
る。このような場所で炭などの黒色の多孔質が水底に多
数存在すると、景観が損なわれることになる。上記鉱物
系多孔質は池の底面に散布しても外観上問題とならない
ため、景観上の規制が厳しい場所にも利用することがで
きる。

【００２４】本発明処理剤の形状は特に限定されない。
取り扱いの容易性から、アルギン酸金属塩の被膜を形成
して、球状やマット状とすることが好ましい。球状とし
た場合、その直径は数mm〜数百mm程度まで自由に選択で
きるが、魚類に捕食されない程度の大きさとすることが
好適である。たとえば、5mm〜100mm程度が望ましい。

【００２５】球状やマット状にする場合、多重構造にし
ても良い。例えば、アルギン酸ナトリウムと土着微生物
を含む第１混合体にアルギン酸金属塩の第１被膜を形成
した小球を構成する。さらにその外周に、アルギン酸ナ
トリウムと土着微生物を含む第２混合体を、続いてアル
ギン酸金属塩の第２被膜を形成して大球を構成する。

【００２６】このような多重構造の処理剤は、特に流れ
の強い個所において、まず硫化水素を低減させることに
有効である。例えば、第１被膜を３日程度で破裂するよ
うに構成し、第２被膜は６時間程度で破裂するように構
成しておく。外周の第２被膜は第２混合物中の微生物の
活動に伴う発生ガスの圧力により先に破裂する。それに
より、第２混合物が自然環境中に供給され、微生物の活
動によりまず硫化水素を低減する。その間、水流によ
り、第２混合物が若干流れても構わない。その後、第１
被膜が微生物の活動に伴う発生ガスの圧力により破裂
し、第１混合体が自然環境中に供給されるため、環境中
に定着するための微生物数を確保し易くすることができ
る。

【００２７】第１・第２被膜が破裂するまでの時間は、
膜厚、微生物の菌体量、アルギン酸ナトリウム水溶液の
濃度、塩化カルシウムなどのカルシウム溶液濃度を変化
させることで調整できる。例えば、光合成細菌を含む土
着微生物の生菌数を10¹¹CFU/mlとした濃縮液と5％アル
ギン酸ナトリウムの水溶液の重量混合比を２：９とし、
5％塩化カルシウム水溶液を用いた場合、常温では約6時
間後にゲル状被膜が破裂することが確認できた。

【００２８】特に、先に自然環境中に放出される第２混
合体に用いるアルギン酸ナトリウムの粘度は第１混合体
の粘度よりも高くしておくことが好ましい。第１混合体
が流出しても、周囲の岩などにへばりつくことで、自然
環境中に処理剤を残存させることができるからである。

【００２９】なお、上記の一例は二重構造の処理剤につ
いて説明したが、三重以上の構造としても構わない。

【００３０】本発明処理剤の製造は、次の方法により行
うことが好ましい。

【００３１】小さな球状（直径数mm程度）にする場合：
アルギン酸ナトリウム水溶液と土着微生物を混合し、こ
の混合体を炭酸カルシウムまたは塩化カルシウム溶液に
滴下する。混合体の表面に直ちにアルギン酸カルシウム
の被膜が形成されてビーズ状になる。

【００３２】大きな球状（直径数十mm程度）にする場
合：円筒部材の内周面に炭酸カルシウムまたは塩化カル
シウム溶液を塗布しておき、この円筒部材にアルギン酸
ナトリウム水溶液と土着微生物の混合体を通過させる。
これにより、混合体の表面に直ちにアルギン酸カルシウ
ムの被膜が形成されて球状になる。

【００３３】マット状に形成する場合：矩形の凹部を有
する型の内面に炭酸カルシウムまたは塩化カルシウム溶
液を塗布しておき、その型内にアルギン酸ナトリウム水
溶液と土着微生物の混合体を注入する。

【００３４】本発明処理剤の適用場所は、河川・水路な
どの流水系、池・湖沼・海・貯水池などの止水系、水田
などの農地系、人工池、汚水処理施設、水棲動物飼育水
槽などの人工系が考えられる。要するに、水が存在する
環境下であれば、水のみであっても、土壌が混在する環
境であっても、いずれも適用場所となり得る。

【００３５】また、本発明処理剤は、淡水・海水・汽水
のいずれにおいても効果があると考えられる。

【００３６】本発明処理剤の利用は、次の方法により行
うことが好適である。

【００３７】球形にして水中に投入する。アルギン酸
ナトリウムと土着微生物を含む混合体をアルギン酸カル
シウムなどで被覆して球形に形成し、これを浄化したい
水中に適量投入して水中に配置する。

【００３８】マット状に形成して水底に沈める。上記
の球形の代わりに矩形などのマット状に形成し、これを
水底に多数配列する。この方法では、広範囲にわたって
水底を覆うことができる。

【００３９】処理剤を水底に直接注入する。アルギン
酸ナトリウムと土着微生物を含む混合体を直接水中に流
し込み、その上から炭酸カルシウムなど、アルギン酸と
金属塩を構成する物質を供給して凝固させる。この方法
でも広範囲にわたって水底を覆うことができる。この場
合、アルギン酸カルシウムのゲル状被膜下に魚などの生
物を閉じ込めてしまう恐れがあるため、ゲル状被膜の厚
さは魚などの生物が突破できる程度とすることが好まし
い。

【００４０】海水中にアルギン酸ナトリウムと土着微
生物の混合体を投入する。海水中には種々のイオンが含
まれており、上記の混合体を海水中に投入すると、海水
中のカルシウムイオンにより混合体の周囲にアルギン酸
カルシウムの被覆が形成され、一定の形態を保持した状
態で海底中にまで到達させることができる。

【００４１】本発明処理剤の分解対象となる汚染物質に
は、例えばテトラクロロエチレン、トリクロロエチレ
ン、cis-1,2-ジクロロエチレン、trans-1,2-ジクロロエ
チレン、1,1-ジクロロエチレン、塩化メチル、ジクロロ
メタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,1-ジクロロエタ
ン、1,2-クロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,
2-トリクロロエタン、1,3-ジクロロプロペン、1,2-ジク
ロロプロパン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、Ｐ
ＣＢ、ダイオキシン類等の有機塩素化合物、ベンゼン、
エチルベンゼン、トルエン、キシレン、多環芳香族化合
物などが挙げられる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００４３】（実施例１）光合成細菌として紅色非硫黄
細菌であるRhodopseudomonas capsulatusを用い、この
細菌と適用場所の土着微生物、アルギン酸ナトリウム、
多孔質および栄養物質の混合体を作製した。

【００４４】光合成細菌及び適用場所の土着微生物はM9
培地（水１リットル中の組成：Na₂HPO₄…6.2g、KH₂PO₄
…3.0g、NaCl…0.5g、NH₄Cl…1.0g）を用いて培養を行
い、この培養液を濃縮して生菌数を10¹¹CFU/mlとした液
を用いた。また、栄養物質には、尿素(重量比で1％含
有)を用いた。多孔質にはセルロースを用いた。前記の
細菌濃縮液、多孔質、栄養物質および5％アルギン酸ナ
トリウム水溶液(300mPa・s)とを十分に混ぜて混合体を得
た。細菌濃縮液、多孔質、栄養物質およびアルギン酸ナ
トリウム水溶液の混合比率は重量％で10：19：1：7であ
る。

【００４５】この混合体を、図1に示すように、内径10m
mの細管1から5％塩化カルシウム水溶液2中に滴下する。
すると、滴下された混合体3は塩化カルシウム溶液2中に
浸漬されることで、直ちに表面にアルギン酸カルシウム
のゲル状被膜4が形成され、直径約8mmの球状ビーズが得
られた。

【００４６】(実施例２)上記実施例１と同様の条件で、
細菌濃縮液、多孔質、栄養物質および5％アルギン酸ナ
トリウム水溶液(300mPa・s)とを十分に混ぜて混合体を得
た。細菌濃縮液、多孔質、栄養物質およびアルギン酸ナ
トリウム水溶液の混合比率は重量％で10：19：1：7であ
る。

【００４７】この混合体30を、図2に示すように、内径4
3mmで上部が開口した有底の円筒容器31に充填する。円
筒容器31の内側にはあらかじめ5％塩化カルシウム水溶
液を塗布しておく。混合体30は、表面張力により球形を
保持し、直ちにその外周面にアルギン酸カルシウムのゲ
ル状被膜が形成され、直径約40mmの球状スライムが得ら
れた。

【００４８】（実施例３）光合成細菌として紅色非硫黄
細菌であるRhodospirillum rubrumを用い、この細菌と
適用場所の土着微生物、アルギン酸ナトリウムおよび栄
養物質の混合体を作製した。

【００４９】光合成細菌および土着微生物はM9培地（水
１リットル中の組成：Na₂HPO₄…6.2g、KH₂PO₄…3.0g、N
aCl…0.5g、NH₄Cl…1.0g）を用いて培養を行い、この培
養液を濃縮して生菌数を10¹¹CFU/mlとした液を用いた。
また、栄養物質には、大豆タンパク(重量比で1％含有)
を用いた。多孔質には約3mm程度に粉砕した木炭粒を用
いた。前記の細菌濃縮液、多孔質、栄養物質および5％
アルギン酸ナトリウム水溶液とを十分に混ぜて混合体を
得た。細菌濃縮液、多孔質、栄養物質およびアルギン酸
ナトリウム水溶液(250mPa・s)の混合比率は重量％で10：
15：1：74である。

【００５０】この混合体を、図３に示すように、内径5m
mの円筒管10内に供給する。円筒管内面には、予め5％炭
酸カルシウム溶液11が塗布されている。混合体12が円筒
管通過する際、混合体表面にはアルギン酸カルシウムの
ゲル状被膜13が形成され、直径約4mmの球状ビーズが得
られた。

【００５１】（実施例４）光合成細菌として紅色硫黄細
菌であるEctothiorhodospira halophilaを用い、この
細菌と適用場所の土着微生物、アルギン酸ナトリウムお
よび栄養物質の混合体を作製した。

【００５２】光合成細菌と土着微生物はM9培地（水１リ
ットル中の組成：Na₂HPO₄…6.2g、KH₂PO₄…3.0g、NaCl
…0.5g、NH₄Cl…1.0g）を用いて培養を行い、この培養
液を濃縮して生菌数を10¹¹CFU/mlとした液を用いた。ま
た、栄養物質には、大豆タンパク(重量比で3％含有)を
用いた。前記の細菌濃縮液、栄養物質および5％アルギ
ン酸ナトリウム水溶液とを十分に混ぜて混合体を得た。
細菌濃縮液、栄養物質およびアルギン酸ナトリウム水溶
液(350mPa・s)の混合比率は重量部で20：３：77である。

【００５３】この混合体を、図４に示すように、内寸35
0×300×70mmの矩形凹部を有する型20内に供給する。型
内面には、予め5％炭酸カルシウム溶液21が塗布されて
いる。混合体22を型に充填後、さらに混合体表面にも炭
酸カルシウム溶液を適用し、混合体表面にはアルギン酸
カルシウムのゲル状被膜23を形成した。そして、上面を
重量のあるふた24で覆った。これにより、297×297×67
mmのマット状スライムが得られた。

【００５４】（実施例５）光合成細菌として紅色硫黄細
菌であるEctothiorhodospira halophilaを用い、この
細菌と適用場所の土着微生物、アルギン酸ナトリウムお
よび栄養物質の混合体を作製した。

【００５５】光合成細菌と土着微生物はM9培地（水１リ
ットル中の組成：Na₂HPO₄…6.2g、KH₂PO₄…3.0g、NaCl
…0.5g、NH₄Cl…1.0g）を用いて培養を行い、この培養
液を濃縮して生菌数を10¹¹CFU/mlとした液を用いた。ま
た、栄養物質には、尿素(重量比で1.5％含有)と大豆タ
ンパク（重量比で1.5％含有）を用いた。前記の細菌濃
縮液、栄養物質および5％アルギン酸ナトリウム水溶液
とを十分に混ぜて混合体を得た。細菌濃縮液、栄養物質
およびアルギン酸ナトリウム水溶液(400mPa・s)の混合比
率は重量％で20：３：77である。

【００５６】この混合体を、図5に示すように、水底40
の窪みを模擬した長径402mm、短径270mmの楕円状凹部41
にホース42を介して混合体43を供給する。混合体43がほ
ぼ楕円状凹部41に充填されたら、直ちに8％塩化カルシ
ウム水溶液を供給して混合体表面にアルギン酸カルシウ
ムのゲル状被膜44を形成した。本実施例の塩化カルシウ
ム水溶液濃度を他の実施例に比べて高くしたのは、周囲
にある大量の河川水で、濃度が低下することを考慮した
為である。

【００５７】（試験例1）実施例2の球状スライムを用
い、水槽内で汚染環境を模擬して、水中の汚泥の浄化試
験を行った。

【００５８】水槽は幅・奥・高さがそれぞれ425mm、275
mm、335mmのものを用い、その中に姫路市手柄山公園の
池の複数箇所から採取した汚泥を投入した。汚泥は濃い
緑かかった黒色のヘドロ状であり、悪臭を放っていた。
この汚泥の投入時の水位は300mmで、水中で約71mmの厚
さに沈殿させ、本発明処理剤を150g×6投入して温度測
定と共に汚泥層の変化を観察した（試験区）。観察中、
水中にはエアレーションを行った。比較のため、処理剤
を投入しない同様の水槽（対照区）についても観察を行
った。試験結果を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】この表に示すように、本発明浄化材を投入
した水槽では、実験開始から6日程度で汚泥層の上面か
ら2cm程度下回った個所に微生物による活動層が形成さ
れ始めた。この活動層は当初よりもより濃い黒色であ
り、嫌気性微生物の活動層であると考えられる。同じに
水の透明度がアップし悪臭も少なくなってきた。

【００６１】その後、13日目で黒色の活動層は2cm程度
の厚みにまで到達した。それとほぼ同じに茶褐色の微生
物活動層が汚泥層表面に形成され始めた。この茶褐色の
活動層は好気性微生物の分解層と考えられる。汚泥中に
は微生物の活動による気泡が発生している。水の透明度
はさらにアップした。

【００６２】さらに20日目には汚泥層の上面から5cm程
度の個所に2層目の嫌気性微生物の活動層が確認され
た。微生物の活動による気泡は一層増加した。

【００６３】27日目には、好気性微生物分解層が下方に
進行して厚みを増し、1層目の嫌気性微生物の活動層は
消失した。その後、さらに好気性微生物分解層が下方に
進行しつづけた。

【００６４】41日目には、イトミミズの発生が汚泥層の
一部で確認され、十分環境の改善が進行していることが
わかった。

【００６５】48日目には、好気性微生物活動層の下部へ
の進行がストップした。

【００６６】55日目には汚泥層表面部のほぼ全面にイト
ミミズの発生が確認され、悪臭もなくなり、格段に環境
が改善されたことがわかった。イトミミズの生育が可能
な環境であれば、これを餌とする小動物、魚類などの生
育が可能と考えられ、生態系の復帰が期待できる。

【００６７】一方、本発明処理剤を用いない対照区は、
微生物活動層が見られず、悪臭もしたままで、汚染環境
が改善されていないことが確認された。

【００６８】上記観察結果で用いたヘドロ内の窒素の変
化を分析した。

【００６９】分析は全窒素、有機性窒素、アンモニア性
窒素、硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素を対象とする。各分
析対象の計量方法は含水率が加熱乾燥法(測定条件:温度
150℃、時間2時間)、全窒素が底質調査方法II18.2(昭和
50年環水管第120号、昭和63年環水管第127号改定によ
る。ただし、乾燥試料に対する値)、有機性窒素がJISK
0102 44.2(乾燥試料に対する値)、アンモニア性窒素
がJIS K 0102 42.2(乾燥試料に対する値)、硝酸性窒
素及び亜硝酸性窒素がJIS K 0102 43.2.1(乾燥試料
に対する値)とした。測定は観察開始時の元ヘドロと観
察完了後の対照区および試験区について行った。その結
果を表２に示す。

【００７０】

【表２】

【００７１】観察の結果、アンモニア性窒素、硝酸性窒
素及び亜硝酸性窒素の数値が大幅に減少し、浄化が促進
されていることが確認できた。

【００７２】上記試験における水圏生態系内での窒素の
挙動を図6に基づいて説明する。有機性窒素は生物の異
化作用により、アンモニア窒素に分解される。アンモニ
ア性窒素は硝化菌の働きにより、亜硝酸塩を経て硝酸塩
に酸化される。硝酸塩は植物、一部の微生物により、窒
素源として摂取され、再び有機性窒素となる。硝酸性窒
素、亜硝酸性窒素は嫌気状態におかれると、脱窒菌の作
用により、窒素ガスとして大気中に放出される。

【００７３】（試験例２）実施例１の本発明処理剤を水
槽中に沈め、処理剤を鯉の餌として飼育し、鯉の生存状
態に影響がないかどうかも観察した。水槽の水は200リ
ットルであり、投入した処理剤は62ｇである。その結
果、3ヶ月経過しても何ら鯉には支障がなかった。

【００７４】(試験例３)試験例１と同様の条件で鯉の飼
育を行った。汚泥層の厚みは57mmである。その結果、4
ヶ月経過しても鯉には支障がなく、生存していた。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明処理剤によ
れば、人体に対して安全性が高く、自然環境への影響も
問題とならないアルギン酸ナトリウムと、生態系に影響
の少ない土着微生物とを用いることで、環境に対する負
荷を最小限として汚水・汚泥などの汚染環境を浄化する
ことができる。

【００７６】アルギン酸ナトリウムと土着微生物の混合
体にアルギン酸金属塩の被膜を形成することで、処理剤
を任意の形状に保持し、取り扱いを容易にすると共に微
生物の拡散を抑制して、汚染環境に確実に微生物到達・
保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】小さな球状の本発明処理剤の製造方法の説明図
である。

【図２】大きな球状の本発明処理剤の製造方法の説明図
である。

【図３】小さな球状の本発明処理剤の製造方法の説明図
である。

【図４】マット状の本発明処理剤の製造方法の説明図で
ある。

【図５】水底に直接供給した本発明処理剤の利用状態を
示す説明図である。

【図６】水圏生態系内での窒素の挙動を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

1 細管 2 塩化カルシウム水溶液 3 混合体 4 ゲル状被膜 10 円筒管 11 炭酸カルシウム溶液 12 混合体 13 ゲル状被膜 20 型 21 炭酸カルシウム溶液 22 混合体 23 ゲル状被膜 24 ふた 30 混合体 31 円筒容器 40 水底 41 楕円状凹部 42 ホース 43 混合体 44 ゲル状被膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｆ 11/10 11/10 11/12 11/12 11/14 11/14 //(Ｃ１２Ｎ 1/20 (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｄ Ｃ１２Ｒ 1:01） Ｃ１２Ｒ 1:01） (Ｃ１２Ｎ 11/10 (Ｃ１２Ｎ 11/10 Ｃ１２Ｒ 1:01） Ｃ１２Ｒ 1:01） (Ｃ１２Ｎ 11/12 (Ｃ１２Ｎ 11/12 Ｃ１２Ｒ 1:01） Ｃ１２Ｒ 1:01） (Ｃ１２Ｎ 11/14 (Ｃ１２Ｎ 11/14 Ｃ１２Ｒ 1:01） Ｃ１２Ｒ 1:01） (72)発明者 江刺 智昭 大阪府大阪市淀川区宮原１丁目18番11− 802号 Ｆターム(参考） 4B033 NA12 NB15 NB24 NB27 NB45 NB48 NB62 NB68 NC06 NC16 ND04 NF06 4B065 AA01X AC20 BA22 BB02 BB27 BC42 BC47 CA56 4D027 BA02 BA04 CA00 4D040 DD03 DD04 4D059 AA09 BA01 BA11 BA22 DA63 DA70 DB16 DB31

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルギン酸ナトリウムと、適用環境の土
   着微生物とを含むことを特徴とする汚染環境の処理剤。
2. 【請求項２】 さらにアルギン酸の金属塩からなる不溶
   性の被膜を有することを特徴とする請求項１に記載の汚
   染環境の処理剤。
3. 【請求項３】 アルギン酸の金属塩がアルギン酸カルシ
   ウムであることを特徴とする請求項２に記載の汚染環境
   の処理剤。
4. 【請求項４】 アルギン酸の金属塩からなる不溶性の被
   膜の外周に、アルギン酸ナトリウムと適用環境の土着微
   生物とを含む第２混合体層と、アルギン酸の金属塩から
   なる不溶性の第２被膜とを順次有する多重構造であるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の汚染環境の処理剤。
5. 【請求項５】 さらに多孔質を含有することを特徴とす
   る請求項１に記載の汚染環境の処理剤。
6. 【請求項６】 多孔質が炭またはセラミックスであるこ
   とを特徴とする請求項５に記載の汚染環境の処理剤。
7. 【請求項７】 多孔質がSiとCaの少なくとも一方を主成
   分とする鉱物であることを特徴とする請求項５に記載の
   汚染環境の処理剤。
8. 【請求項８】 多孔質がセルロースであることを特徴と
   する請求項５に記載の汚染環境の処理剤。
9. 【請求項９】 さらに栄養物質を含有することを特徴と
   する請求項１に記載の汚染環境の処理剤。
10. 【請求項１０】 栄養物質は尿素および大豆タンパクの
    少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項９に記載
    の汚染環境の処理剤。
11. 【請求項１１】 土着の微生物が光合成細菌であること
    を特徴とする請求項１に記載の汚染環境の処理剤。
12. 【請求項１２】 土着の微生物が乳酸菌、硫化水素分解
    菌およびリグニン分解菌よりなる群から選択される少な
    くとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の汚
    染環境の処理剤。