JP2013173108A

JP2013173108A - 油汚染土浄化工法

Info

Publication number: JP2013173108A
Application number: JP2012039491A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Matsuura; 進一松浦; Takashi Kamito; 孝神土
Original assignee: Hokushin Industry Co Ltd
Current assignee: Hokushin Industry Co Ltd
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2013-09-05

Abstract

【課題】自然環境を破壊することなく、短期間で油汚染土を浄化する。
【解決手段】肥料・木酢液混入工程（Ｓ１１）において、油で汚染された油汚染土壌に燻炭黒土と木酢液を混入する。その後、養生工程（Ｓ１２）において、油汚染土が良質土壌に変化するのを待つ。燻炭黒土は、豚糞と木酢液と粉炭とを原料として生産される。燻炭黒土は、弱アルカリ性であって、肥料の三大要素である窒素、リンおよびカリウムをバランスよく含有し、さらに木炭から溶出するミネラルや微量要素を含有する。木酢液は、炭を焼くときに排出される煙を冷却液化して得られる液体である。燻炭黒土と木酢液を油汚染土壌に混入すると、多種・多様な微生物の棲息に適した環境下で特殊な病原菌の異常増殖を抑制する能力（免疫力）が高まり、油等の有害汚染物質の錯体化反応（無害化反応）の進行に伴って油汚染土壌を微生物活性の高い土壌に改善することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、油によって汚染されている場所で油汚染土を浄化する油汚染土浄化工法に関する。

汚染地域に元々生息している微生物を刺激して、汚染物質の分解を促進させる手法はバイオスティミュレーションと呼ばれる（例えば、非特許文献１参照）。バイオスティミュレーションでは、例えば、石油分解菌を活性化させる窒素やリンを含んだ緩効性栄養塩（農業用肥料など）を石油で汚染された土壌に混入し、微生物による汚染物質の分解を促進させる。

http://www.bio.nite.go.jp/nbdc/bioreme2009/index.html、独立行政法人製品評価技術基盤機構、石油汚染とバイオレメディエーションＨＯＭＥ．

バイオスティミュレーションを行う際に、例えば、化学的に合成された成分を含む肥料を土壌に混入すると、土壌に含まれる微生物や植物が死滅し、その土地の自然環境が破壊されるおそれがある。
また、肥料を混入するだけでは、微生物が油成分を分解するのに長期間を要する場合がある。

本発明の目的は、自然環境を破壊するおそれがなく、短期間で油汚染土を浄化することができる油汚染土浄化工法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の油汚染土浄化工法は、
油で汚染された油汚染土壌に、木酢液と粉炭とを含む原料から製造された肥料および木酢液を混入する肥料・木酢液混入工程と、
油汚染土が、良質土壌に変化するのを待つ養生工程と、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、本発明の油汚染土浄化工法は、
前記肥料が、豚糞を含む原料から製造されることを特徴とする。

好ましくは、本発明の油汚染土浄化工法は、
前記肥料・木酢液混入工程が、
前記油汚染土壌に１本以上の穴を空け、当該穴に前記肥料と木酢液を投入する肥料・木酢液投入工程と、
前記燻炭黒土と前記木酢液が投入された前記油汚染土を所定の間隔をあけて複数回攪拌する土壌攪拌工程と、
を含み、
前記養生工程において、前記油汚染土を整地し、前記油汚染土の地表に養生シートを被せて、前記油汚染土が前記良質土壌に変化するのを待つ、
ことを特徴とする。

好ましくは、本発明の油汚染土浄化工法は、
前記養生工程において、電熱線を前記油汚染土壌に埋めて前記油汚染土壌を温めることを特徴とする。

本発明によれば、自然環境を破壊するおそれがなく、短期間で油汚染土を浄化することができる。

本発明の実施形態に係る油汚染土浄化工法の流れの一例を示す図である。燻炭黒土の製造方法の流れの一例を示す図である。土壌の油汚染が深度に達している場合、あるいは地下水までもが汚染されている場合における油汚染土浄化工法の流れの一例を示す図である。肥料・木酢液投入工程の一例を示す図である。土壌攪拌工程の一例を示す図である。養生工程の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る油汚染土浄化工法について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る油汚染土浄化工法の流れの一例を示す。
本発明の実施形態に係る油汚染土浄化工法は、油で汚染された油汚染土壌に燻炭黒土と木酢液を混入する肥料・木酢液混入工程（Ｓ１１）と、油汚染土が良質土壌に変化するのを待つ養生工程（Ｓ１２）とを備える。
ステップＳ１１で混入する燻炭黒土と木酢液の容積割合は、例えば、燻炭黒土１に対して木酢液１．２５である。
燻炭黒土は、出願人によって生産される特殊肥料である。燻炭黒土は、後述するように、豚糞と木酢液と粉炭とを原料として生産される。燻炭黒土は、弱アルカリ性であって、肥料の三大要素である窒素、リンおよびカリウムをバランスよく含有し、さらに木炭から溶出するミネラルや微量要素を含有する。これらの成分は、燻炭黒土の多孔質内に安定な錯体として吸着・固定されている。

木酢液は、炭を焼くときに排出される煙を冷却液化して得られる液体である。ステップＳ１１の肥料・木酢液混入工程では、例えば針葉樹から炭を焼くときに得られる木酢液を使用する。
木酢液は、水を除く主成分である酢酸の他に、タンニン、還元鉄、蛋白質を基本骨格とするポリフェノール有機錯体（キレート化合物）を含む。錯体の中心金属は還元鉄であり、配位子は酢酸酸性のカルボキシル基および蛋白質由来のアミノ基によると考えられる。木酢液中の還元性有機錯体は土壌の微生物を増殖し、微生物の棲息バランスを良好にする。
木酢液は、弱酸性を示し、強い殺菌作用を有する。この殺菌作用は、酢酸酸性条件下で酸化還元電位が低下し、微生物の有する一定の還元電位が崩れるためであると考えられる。しかし、燻炭黒土と木酢液を混合すると、燻炭黒土中の木炭に木酢が吸着されて吸着後の時間の経過とともに還元電位が安定し、木酢液の殺菌効果は無くなり、微生物の棲息に適した土壌環境に改善する効果が大きくなると考えられる。
このため、燻炭黒土と木酢液を油汚染土壌に混入すると、多種・多様な微生物の棲息に適した環境下で特殊な病原菌の異常増殖を抑制する能力（免疫力）が高まり、油等の有害汚染物質の錯体化反応（無害化反応）の進行に伴って油汚染土壌を微生物活性の高い土壌に改善することができる。

燻炭黒土を生産するときは、図２に示すように、まず、豚糞に木酢液を加えて攪拌し、２４時間放置する（Ｓ２１）。ステップＳ２１では、ステップＳ１１の肥料・木酢液混入工程と同様に、例えば針葉樹から炭を焼くときに得られる木酢液を使用する。
次に、粉炭を加えて再度攪拌する（Ｓ２２）。なお、粉炭は針葉樹によるものが好ましい。針葉樹は、炭にした場合に広葉樹に比べて気泡面積が大きいため微生物が繁殖し易いからである。
その後、７日間自然発酵させる（Ｓ２３）。
ステップＳ２１〜Ｓ２３により生産される燻炭黒土は、天然の原料から作られた有機質肥料である。

燻炭黒土の一般理化学性および可吸態または有効態窒素、リン酸、カリウム含量を表１に示す。なお、表１のデータは、ｐＨ、電気伝導率、水分、強熱減量、アンモニア態窒素、硝酸態窒素および有効態リン酸については「土壌および作物栄養の診断基準−分析法−改定版」に記載の方法、最大容水量については「ビルガード式」、置換性カリウムについては「土壌養分分析法（養賢堂）」に記載の方法により燻炭黒土を分析して得られたものである。

表１に示されるように、燻炭黒土は肥料の三大要素である窒素、リンおよびカリウムをバランスよく含有する。また、ｐＨ（Ｈ_２Ｏ）は７．３９、ｐＨ（ＫＣｌ）は７，３４、強熱減量は７０．９％である。このように、燻炭黒土は木炭由来の有機物を多量に含む弱アルカリ性肥料である。最大容水量が単位重量当たり約２倍以上の水分保持能を示すことから、燻炭黒土は土壌流出防止ならびに土壌中の水分や栄養分の保持効果が大きいものと考えられる。硝酸態窒素がアンモニア窒素の２倍以上含まれていることから、燻炭黒土は速効性で微生物活性能の高い肥料であると考えられる。

本発明の実施形態に係る油汚染土浄化工法では、地表近くのみ油に汚染されている場合、ステップＳ１１の肥料・木酢液混入工程において、例えば木酢液が混合された燻炭黒土を地表に散布する。その後、ステップＳ１２の養生工程において、油汚染土が良質土壌に変化するのを待つ。なお、本明細書と特許請求の範囲において、「汚染土壌に燻炭黒土と木酢液を混入する」ことは、「木酢液が混合された燻炭黒土を地表に散布する」ことを含むものとする。
また、土壌の油汚染が深度に達している場合、あるいは地下水までもが汚染されている場合、木酢液が混合された燻炭黒土を地表に散布しても地中深くの油汚染土や地下水を浄化することはできない。このような場合には、例えば、図３に示すように、ステップＳ１１の肥料・木酢液混入工程を肥料・木酢液投入工程（Ｓ３１）と土壌攪拌工程（Ｓ３２）との２つに分け、その後養生工程（Ｓ３３）を行うことにより、地中深くの油汚染土や地下水を浄化することができる。

ステップＳ３１の燻炭黒土・木酢液投入工程では、まず、図４に示すように、掘削機材１０１等を用いて、油で汚染された油汚染土壌１０２に例えば２ｍ^２毎に１本以上の穴を空ける。そして、トンパック等に入った燻炭黒土１０３およびポリ容器等に入った木酢液１０４をその穴に投入する。
次に、ステップＳ３２の土壌攪拌工程では、図５に示すように、掘削機材１０１等を用いて、燻炭黒土１０３と木酢液１０４が投入された油汚染土１０２を数回攪拌する。攪拌は例えば３日毎に行う（１回／３日）。
ステップＳ３３の養生工程では、油汚染土１０２を整地し、図６に示すように、雨水等の浸入を防ぐために油汚染土１０２の地表に養生シート１０５を被せ、油汚染土１０２が良質土壌１０６に変化するのを待つ。
ステップＳ３３の養生工程において、外気温が例えば１０℃以下の場合は、電熱線を油汚染土１０２に埋めて油汚染土１０２を温めてもよい。油汚染土１０２を温かく保つことにより、微生物による油の浄化作用をさらに促進することができる。

＜実施例＞
以下、本発明の実施例について説明する。
一般土壌４０リットル、４種混合油１０リットル、燻炭黒土８リットル、木酢液１０リットルを混合した後に攪拌することによって試料を作成した。そして、試料を作成した直後の油汚染土、および試料を作成してから１１日経過した後の浄化処理土についてＧＣ−ＦＩＤ法によりＴＰＨ試験を行った。ＧＣ−ＦＩＤ法は、土壌試料を無水硫酸ナトリウムで脱水後、二硫化炭素で振とう抽出し、これを水素炎イオン化検出器付きガスクロマトグラフに導入する方法である。
ＴＰＨ試験の結果を表２に示す。

表２に示すように、ｐＨは油汚染土と浄化処理土でほとんど差がなかった。一方、電気伝導率は浄化処理土が著しく上昇した。電気伝導率の上昇により、浄化処理土は肥沃土に改善されていることが分かる。油分は、ガソリンで５５．６％、軽油で２７，９％減少し、油分全体で２９％減少した。残油は油汚染土よりも浄化処理土の方が増加しているが、残油成分は微量であり、ＧＣ−ＦＩＤ法の分析誤差であると考えられる。
なお、減少した油分は、微生物によって分解除去されたものが大部分であり、一部は有機錯体と反応して異なった化学物質に変化したと考えられる。
本実施例では、燻炭黒土と木酢液を混入してから１１日経過した後の浄化処理土についての分析結果を示したが、その後時間が経過するにつれて浄化処理土に含まれる油分は更に分解されると予想される。

なお、上述した実施形態では、油汚染土壌に混入する肥料として、豚糞と木酢液と粉炭とを原料として製造された燻炭黒土を用いる例を示したが、本発明の油汚染土浄化工法では、栄養分を含んだ天然の原料であれば、豚糞に限らず生ゴミ等他の原料を用いて製造された肥料を使用することができる。すなわち、豚糞とともに、または豚糞の代わりに栄養分を含んだ他の天然の原料を用いて製造された肥料を油汚染土壌に混入してもよい。

以上説明したように、本発明によれば、天然由来の原料から生産された肥料と木酢液を用いるため、自然環境を破壊するおそれがない。また、肥料に加えて木酢液を混入するため、短期間で油汚染土を浄化することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、設計上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、請求項に記載されている発明や発明の実施形態に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれる。

１０１…掘削機材、１０２…油汚染土、１０３…燻炭黒土、１０４…木酢液、１０５…養生シート、１０６…良質土壌

Claims

油で汚染された油汚染土壌に、木酢液と粉炭とを含む原料から製造された肥料および木酢液を混入する肥料・木酢液混入工程と、
油汚染土が、良質土壌に変化するのを待つ養生工程と、
を備えることを特徴とする油汚染土浄化工法。
前記肥料が、豚糞を含む原料から製造されることを特徴とする請求項１に記載の油汚染土浄化工法。
前記肥料・木酢液混入工程が、
前記油汚染土壌に１本以上の穴を空け、当該穴に前記肥料と木酢液を投入する肥料・木酢液投入工程と、
前記燻炭黒土と前記木酢液が投入された前記油汚染土を所定の間隔をあけて複数回攪拌する土壌攪拌工程と、
を含み、
前記養生工程において、前記油汚染土を整地し、前記油汚染土の地表に養生シートを被せて、前記油汚染土が前記良質土壌に変化するのを待つ、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の油汚染土浄化工法。
前記養生工程において、電熱線を前記油汚染土壌に埋めて前記油汚染土壌を温めることを特徴とする請求項３に記載の油汚染土浄化工法。