JP3428840B2 - 環境の修復方法、汚染土壌の修復方法、環境修復装置、環境への液体の注入、拡散方法及び環境への液体注入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は環境の修復方法、汚
染土壌の修復方法、環境修復装置、環境への液体の注
入、拡散方法及び環境への液体注入装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年の急速な科学技術の進歩は大量の化
学物質や化成品を生み出している。これらの多くは元来
天然に存在しないためほとんど自然に分解することはな
く、環境中の徐々に蓄積しながら自然を汚染している。
なかでも、人類の生活の場である陸圏は人為的汚染の影
響を最も受けやすく、環境水が陸気水圏で循環している
ことを考えると、陸権の環境汚染は地球レベルへと拡大
していく深刻な問題である。これまでによく知られた土
壌（陸圏）の汚染物質としては、ガソリンなどの有機化
合物、ＰＣＢなどの有機塩素化合物、ダイオキシンなど
の催奇性を有する農薬、あるいは放射性化合物などが挙
げられる。なかでもガソリンなどの燃料はガソリンスタ
ンドの地下タンクなどに広く大量に貯蔵され、タンクの
老朽化あるいはタンクの破損による土壌への燃料漏洩が
大きな社会問題となっている。また有機塩素化合物、例
えばトリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなどの
塩素化脂肪族炭化水素化合物は精密部品の洗浄やドライ
クリーニングにおいてかつて大量に使用され、その漏洩
により土壌や地下水の大規模な汚染実態が明らかになり
つつある。さらに、これら有機塩素化合物の催奇性や発
がん性が指摘され、生物界へも極めて重大な影響を及ぼ
すことがわかったため、汚染源の遮断はもちろん、既に
汚染が拡大した土壌や地下水の浄化は早急に解決すべき
課題となっている。

【０００３】これら汚染物質で汚染された土壌の浄化方
法としては、汚染土壌を掘り起して加熱処理する方法、
汚染土壌から汚染物質を真空抽出する方法、あるいは汚
染物質を分解する能力を有する微生物を利用する方法な
どが挙げられる。加熱処理法ではほとんど完全に土壌か
ら汚染物質を取り除くことが可能であるが、土壌掘削が
必要であるから建造物下の浄化処理は困難であり、また
掘削・加熱処理に要する費用が膨大となるため広範囲な
汚染土壌の浄化には適用困難である。真空抽出法は揮発
性化合物に対する安価で簡便な浄化方法であるが、数ｐ
ｐｍ以下の有機塩素化合物の除去効率が低く、その浄化
処理に年単位の時間が必要である。一方、微生物による
浄化方法は汚染土壌を掘削する必要がないため建造物下
の浄化が可能である。また分解活性の高い微生物を利用
することにより汚染物質を短時間で分解浄化できるの
で、経済的で効率的な土壌浄化方法として注目されてい
る。米国特許第５，１３３，６２５号では伸長可能な注
入パイプを用いて注入圧力、流速及び温度を測定し、こ
れにより注入圧力を制御し、それによって土壌中の微生
物濃度や栄養素濃度を制御して、効率的に土壌浄化を行
う方法が述べられている。また米国特許第４，４４２，
８９５号や米国特許第５，０３２，０４２号には、注入
井から土壌中に気体や液体を加圧注入して土壌にクラッ
クを生じさせることで、例えば微生物を用いた汚染土壌
の、その場的な修復を効率的に行う方法が開示されてい
る。米国特許第５，１１１，８８３号では、注入井と抽
出井の相対位置により土壌水平方向及び垂直方向におい
て所定の領域に薬液を注入する方法が述べられている。

【０００４】ところで、汚染物質の分解能を有する微生
物により汚染土壌を修復するには、微生物を土壌に注入
し、あるいは微生物に対する栄養素、インデューサ、酸
素、その他の化学物質を土壌に注入することが不可欠で
あると考えられている。

【０００５】しかし、従来の注入技術は土壌空隙をほぼ
充填する薬液量を注入要素から圧入する方法であり、広
範囲の修復処理においては膨大な薬液量が必要となる。

【０００６】この多量の薬液注入は注入作業に要する時
間、労力、及び薬液コストを引き上げ、総じて修復処理
費用を増大させる。さらに、土壌空隙のほとんどを薬液
で満たす方法は、土壌が流動化して軟弱地盤となる可能
性が高いため、重量構造物下の浄化処理へは適用困難で
ある。

【０００７】また、土壌空隙を満たした薬液は自重によ
って時間と共に地下深層部へ落下し、さらに地下水流に
のって拡散する。

【０００８】したがって、移動性が高い微生物や栄養素
などは目的とする修復領域に留まらずに流失し、浄化処
理のための再注入が必要になるため、経済的な修復処理
は困難である。

【０００９】さらに微生物や栄養素の流失は環境への２
次汚染の原因ともなりかねない。

【００１０】したがって、微生物による土壌浄化におい
ては薬液で土壌空隙を全て満たすことなく、少量の薬液
を広い土壌範囲に注入する薬液注入技術が望まれてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
技術の問題点に鑑みなされたものであり、薬液の注入量
を抑えつつ、この薬液を土壌中へ広く分布させることに
よって効率よく汚染土壌の修復を行う方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施態様にか
かる環境の修復方法は、微生物を用いた汚染物質を含む
環境の修復方法であって、該汚染物質を分解可能な微生
物を含む液体を修復すべき環境の所定の位置に注入する
工程を有し、該液体は土壌に注入されたときに該液体か
ら気体を発生するものであることを特徴とする。

【００１３】本発明の他の実施態様にかかる環境の修復
方法は、微生物を用いた汚染物質を含む土壌環境の修復
方法であって、該汚染物資を分解する微生物を含む液体
を該環境の所定の位置に注入する工程を有し、該液体
は、該所定の位置の圧力よりも高い圧力を印加すること
によって気体を該液体中に溶解せしめたものであって、
該所定の位置に注入されたときに気体を発生するもので
あることを特徴とする。本発明の他の実施態様にかかる
環境の修復方法は、微生物を用いた汚染物質を含む土壌
環境の修復方法であって、該汚染物資を分解する微生物
を含む液体を該環境の所定の位置に注入する工程を有
し、該液体は、該所定の位置の圧力よりも高い圧力を印
加することによって気体を該液体中に混合せしめたもの
であって、該所定の位置に注入されたときに気体を発生
するものであることを特徴とする。本発明にかかる環境
修復装置は、汚染物質を含む環境の所定の位置に、該汚
染物質を分解可能な微生物を含む液体を注入することに
よって該環境を修復する方法に用いる装置であって、該
液体に第１の圧力を印加して該液体に所定の気体を溶
解、混合もしくは溶解及び混合させる手段、該気体が溶
解、混合もしくは溶解及び混合した該液体を貯蔵するタ
ンク、該タンクから該薬液を環境中の所定の位置に導く
ためのパイプ、及び該パイプ中の該液体を環境中に注入
するために該パイプ中の該液体に第２の圧力を印加する
ポンプを備え、該第１の圧力は該環境の所定の位置の圧
力以上であり、また該第２の圧力は該第１の圧力以上で
あることを特徴とする。

【００１４】本発明にかかる環境への液体の注入、拡散
方法は、環境への液体の注入、拡散方法であって、液体
を該環境の所定の位置に注入する工程を有し、該液体は
該所定の位置に注入されたときに気体を発生するもので
あることを特徴とする環境への液体の注入、拡散方法で
ある。

【００１５】本発明にかかる環境への液体注入装置は、
環境の所定の位置に液体を注入する方法に用いる装置で
あって、該液体に第１の圧力を印加して該液体に所定の
気体を溶解、混合もしくは溶解及び混合させる手段、該
気体が溶解、混合もしくは溶解及び混合した該液体を貯
蔵するタンク、該タンクから該薬液を環境中の所定の位
置に導くためのパイプ、及び該パイプ中の該液体を環境
中に注入するために該パイプ中の該液体に第２の圧力を
印加するポンプを備え、該第１の圧力は該環境の所定の
位置の圧力以上であり、また該第２の圧力は該第１の圧
力以上であることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】微生物や栄養素などを含む薬液を
土壌中へ圧入する場合、その注入範囲は概ね土壌の透水
係数と注入量によって決まる。

【００１７】例えば、透水係数が大きな砂層では薬液は
土壌空隙を充填しながら注入口を中心にほぼ球状に広が
り、最終的には注入量と土壌空隙率で決まる球体を形成
しつつ、その一部は自重により自然落下していく。

【００１８】また、透水係数が小さなローム層では注入
薬液は構造的に弱い土壌部分を脈状に広がっていく。

【００１９】どちらの場合も、薬液の移動速度は注入口
から離れるにつれて急激に低下する。例えば、土壌空隙
率が３７％の砂層において注入流量４０リットル／ｍｉ
ｎで薬液を注入しても、注入口から１ｍの距離における
薬液の線速度は３ｃｍ／ｍｉｎにも及ばない。

【００２０】注入薬液の注入口からの到達距離を伸ばす
ためには土壌中での注入薬液の移動速度の低下を防ぐこ
とが好ましい。そしてそのためには例えば、土壌中の薬
液に対して移動のための推進力を付与すればよく、例え
ば土壌環境の所定の位置に注入した薬液自身から気体を
発生させることによって薬液に推進力を付与することが
可能である。そしてこの方法は薬液の注入工程のみで薬
液の注入と薬液への推進力の付与が可能なため、土壌修
復を効率的に行う上で極めて有効である。

【００２１】ところで土壌環境の所定の位置に注入した
薬液から気体を発生させる方法としては、例えば該薬液
として、発生させようとする気体を該薬液に、該土壌環
境の所定の位置の圧力よりも高い圧力（第１の圧力）を
印加することによって溶解、混合あるいは溶解及び混合
せしめたものを用いる方法が挙げられる。このような薬
液が土壌環境に注入されると該薬液に加わる圧力の減少
に伴って該薬液に溶解、あるいは混合していた気体が該
薬液から発生し、そして膨張することによって該薬液に
推進力が付与される。その結果該薬液は加速され、移動
し注入口から離れた位置にまで到達する。

【００２２】薬液に加圧することによって溶解、混合せ
しめる気体としては特に制限はなく、例えば空気、酸
素、二酸化炭素、窒素、水素、ヘリウム、ネオン、アル
ゴン、一酸化炭素、二酸化窒素、二酸化イオウなどが挙
げられる。そして薬液への推進力の付与という観点から
は薬液の溶解度が高い気体は土壌環境注入時の気体発生
量を比較的容易に増加させられるため好ましいものであ
る。そしてそのような気体としては例えば二酸化炭素な
どが挙げられる。ここで例えば薬液を注入すべき土壌環
境の所定の位置として地下１０ｍの静水圧２ｋｇ／ｃｍ
² の位置の土壌領域（温度２０℃）を想定し、ここに二
酸化炭素を圧力２５ｋｇ／ｃｍ² で１００リットルの水
に溶解させた二酸化炭素溶解水を注入した場合、注入後
には８００リットルの二酸化炭素を該土壌領域にて発生
させることができる。そして単に１００リットルの水を
上記土壌領域に充填した直後に形成される注入口を中心
とする直径５０ｃｍの水充填土壌領域の球体を直径１０
０ｃｍ程度にまで拡大させることができる。

【００２３】また該微生物による汚染物質の分解が好気
的条件下で行われる場合には気体として酸素や空気を用
いることは、該気体が薬液推進のためと共に汚染物質の
生分解にも有効に利用されるため好ましいものである。
そして上記と同様に薬液を注入すべき土壌環境の所定の
位置として地下１０ｍの静水圧２ｋｇ／ｃｍ² の位置の
土壌領域（温度２０℃）を想定し、空気を圧力５０ｋｇ
／ｃｍ² で１００リットルの水に溶解させた空気溶解水
を上記土壌領域に注入すると、該土壌領域にて約４０リ
ットルの空気を発生させることができる。そしてこの場
合空気を溶解させない１００リットルの水を注入した場
合に形成される注入口を中心とする直径５０ｃｍの土壌
中の水充填領域の球体を直径５３ｃｍにまで拡大するこ
とができる。また上記空気を酸素に変えた場合該土壌領
域での酸素発生量は約６０リットルとなり、また水充填
領域の球体の直径は５７ｃｍにまで拡大できる。

【００２４】薬液への推進力の付与は、また薬液に発泡
剤を含有させておき土壌注入時に該発泡剤を発泡させる
ことで気体を発生させることによっても達成可能であ
る。発泡剤としては比較的低温で発泡する材料が好適に
用いられ、例えば炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウ
ム、亜硝酸アンモニウムなどの無機系発泡剤や、ジアゾ
アミノベンゼンなどの有機系発泡剤が挙げられる。また
発泡を促進させるために土壌投入時に、発泡剤を含む薬
液と反応促進剤、例えば酸などを接触させてもよい。

【００２５】薬液に含まれる注入材料としては、例えば
化学物質を分解できる微生物材料、この微生物の増殖に
必要な増殖機能材料、微生物による分解活性を発現させ
る活性維持機能材料、微生物が土壌内で安定に生息でき
る生存機能材料、以上の材料を土壌中へ容易に浸透させ
るための浸透機能材料、土壌への浸透機能を高めるチャ
ンネル形成材料、さらにこれら材料の土壌中への浸透が
容易に確認できる指標機能材料などが挙げられる。注入
薬液は上記した材料の何れか１つから構成されていても
よく、または複数の材料から構成されていてもよい。

【００２６】上記の、化学物質を分解する微生物材料と
しては、例えば分解活性が確認されているSaccharomyce
s, Hansenula, Candida, Micrococcus, Staphylococcu
s,Streptococcus, Leuconostoc, Lactobacillus, Coryn
ebacterium, Arthrobacter, Bacillus, Clostridium, N
eisseria, Escherichia, Enterobacter, Serratia, Ach
romobacter, Alcaligenes, Flavobacterium, Acetobact
er, Nitrosomonas, Nitrobacter, Thiobacillus, Gluco
nobacter, Pseudomonas, Xanthomonas, Vibrioの属の微
生物が用いられる。

【００２７】増殖機能材料とは微生物の栄養素であり、
これにより微生物は増殖生残し、土壌中の化学物質を分
解する。例えば、ブイヨン培地、Ｍ９培地、Ｌ培地、Ma
lt Extract, ＭＹ培地、硝化菌選択培地などが有用であ
る。微生物から産生される分解酵素が構成的に発現され
る場合は、活性維持機能材料を特に必要としないが、酸
素活性が特定の誘導物質（インデューサー）により発現
される場合は誘導物質が活性維持機能材料として必要で
ある。誘導物質としてメタン資化菌ではメタン、芳香族
資化菌ではトルエンやフェノール、クレゾールなど、ま
た硝化菌ではアンモニウム塩などである。もちろん、土
壌修復処理においては微生物のみならず、この分解酵素
を直接利用することもできる。この場合、酵素活性を発
現維持させるためのエネルギー源やミネラルなどが活性
維持機能材料として要求される。生残機能材料は有用微
生物を快適な棲息空間を与え、これにより他の微生物や
微小生物による捕食を妨害したり、あるいは有用微生物
の地下水への拡散消失を防ぐ目的を有している。生残機
能材料としては、これまで医薬品工業や食品工業あるい
は廃水処理システムなどのバイオリアクターで利用され
ている多くの微生物担体を用いることができる。例え
ば、多孔質ガラス、セラミックス、金属酸化物、活性
炭、カオリナイト、ベントナイト、ゼオライト、シリカ
ゲル、アルミナ、アンスラサイトなどの微粒子状担体、
デンプン、寒天、キチン、キトサン、ポリビニルアルコ
ール、アルギン酸、ポリアクリルアミド、カラギーナ
ン、アガロース、ゼラチンなどのゲル状担体、セルロー
ス、グルタルアルデヒド、ポリアクリル酸、ウレタンポ
リマーなどの高分子樹脂やイオン交換樹脂などである。
さらに、天然あるいは合成の高分子化合物、例えば、セ
ルロースを主成分とする綿、麻、パルプ材よりなる紙
類、あるいは天然物を変性した高分子セテート、ポリエ
ステル、ポリウレタンなどからなる布類も有効である。
その他、増殖機能と生残機能を兼ね備えた材料としては
堆肥材料が有用であり、一例として麦わらなど穀物類の
藁やおがくず、米糠、おから、砂糖黍の絞りかす、カニ
やエビの殻などが挙げられる。

【００２８】チャネル形成材としては、ドデシル硫酸ナ
トリウムやトリトン−Ｘのような界面活性剤、あるいは
炭酸水素ナトリウムや炭酸アンモニウムなどの発泡剤が
挙げられる。指標機能材料は薬液に容易に溶解あるいは
分散し、これが注入薬液と共に移動して移動地点で容易
に検出されるものが選ばれる。指標機能材料の例として
は、土壌の色調を変化させる水溶性の色素あるいは電気
伝導度を変化させる有機酸や塩などを用いることができ
る。

【００２９】本発明に使用する薬液注入装置の一例及び
それを用いた土壌処理方法を図１を用いて説明する。注
入装置は、加圧によって薬液中に溶解あるいは混合する
気体を貯留するガスタンク１、気体を加圧するための加
圧ポンプ２、薬液を貯留する薬液タンク３、薬液を圧送
するポンプ４、薬液中に気体を加圧溶解あるいは混合
し、その薬液を貯留するタンク５、タンク５の薬液を圧
送するポンプ６、及びタンク５から注入箇所に薬液の流
れをガイドする注入管７からなっている。薬液に加圧溶
解させる気体量は加圧ポンプ２の圧力で調整でき、また
加圧混合する気体と薬液の体積比は加圧ポンプ２とポン
プ４の流量比で調整できる。さらに、加圧ポンプ２の吐
出気体とポンプ４の吐出薬液を直接混合してタンク５及
びポンプ６を介さずに注入管７から圧入することもでき
る。発泡剤を用いる場合はタンク５において薬液に発泡
剤を溶解あるいは分散させ、ポンプ６により注入管７か
ら圧入する。注入管には先端あるいは側方に圧入のため
の開口部１２をもつ単管が利用できる。また、注入深さ
を変えて繰り返し注入作業を行いたい場合、図１に示し
たようなゴムスリーブ８をもつマンシェット管９とパッ
カー１０をもつスリーブパイプ１１を組み合わせる方法
が有用である。つまり、スリーブパイプ１１を上下方向
に移動させて所定の位置で上下のパッカー１０を膨張さ
せる。上下のパッカー１０で挟まれた部分にスリーブパ
イプ１１を通して薬液を圧送し、ゴムスリーブ８を通し
て土壌中に圧入する。土壌への該薬液の注入圧力（第２
の圧力）は、気体の該薬液の溶解あるいは混合に用いた
圧力と同じかもしくはそれよりも高い圧力とすることが
好ましい。それによって環境中に注入前に薬液から気体
が発生するのを抑えられる。

【００３０】以上本発明について環境修復という観点か
ら説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、環
境中に所望の物質、例えば植物の肥料などを注入、拡散
させる場合にも適用可能である。

【００３１】このように加圧溶解あるいは加圧混合した
気体の発生あるいは膨張、または発泡剤による気体の発
生膨張を利用して注入薬液の推進力を得る方法は、土壌
空隙の殆どを薬液で満たすことはなく、土壌中に気体空
隙を残しながら広範な土壌領域に薬液を注入分布するこ
とができる。つまり、注入後の土壌の含水率を飽和含水
率まで上昇させることなく注入処理が行えるので、自重
による薬液の自然落下が起こりにくく、微生物や栄養素
などの流失やこれらによる２次汚染の影響も小さい。さ
らに、加圧溶解あるいは圧縮混合する気体に微生物の生
育あるいは増殖に必要な成分を含む気体、例えば空気、
酸素やメタンなどを用いれば、微生物の注入分散と微生
物へのガス供給も同時に行える。

【００３２】以下に、実施例をもって本発明を説明する
が、これらは本発明の範囲をなんら限定するものではな
い。

【００３３】実施例１ 空気を加圧溶解した均一溶液の注入 （１）５ｍ四方のコンクリート容器内にモデル試験土壌
として細砂を満たした。細砂の空隙率及び含水率を求め
たところ、それぞれ３０％及び１０％であった。この容
器の表面中央に掘削孔を設け、ゴムスリーブ８をもつ外
径５０ｍｍのマンシェット管９を、その注入口が表土か
ら２．５ｍの深さになるように挿入し、これを注入管と
した。次に、切削孔と注入管の間を細砂と水ガラスを混
合した粘結性材料でシールした。なお、注入管の反対側
は地上部分でバルブ１２を介してポンプ６に接続されて
おり、タンク５内の注入溶液は気体を加圧溶解後このポ
ンプ６により注入口へ圧送できるようになっている。注
入溶液には、０．０１Ｍのフルオレセイン蛍光色素の水
溶液を用いた。

【００３４】なお、含水率は次のようにして求めた。土
壌試料を正確に１００ｃｍ³ 採取し、その重量Ｗ１
（ｇ）を精密に測定した。これを乾燥器に入れ１１０℃
で一定重量になるまで乾燥した後、デシケータ内で冷却
し、その重量Ｗ２（ｇ）を測定した。含水率は（（Ｗ１
−Ｗ２）／Ｗ１）×１００により算出した。

【００３５】また、空隙率は次のようにして求めた。ま
ず、土壌の真密度をピクノメーターを用いて測定した
（２．７０ｇ／ｃｍ³ ）。次に、（Ｗ１−Ｗ２）により
土壌に含まれる水分の体積を求め、Ｗ２／２．７０より
土壌の真体積を求めた。最後に（１００−（Ｗ１−Ｗ
２）−（Ｗ２／２．７０））／１００により空隙率を算
出した。

【００３６】（２）注入溶液２００リットルをタンク５
に入れ、加圧ポンプ２で５０ｋｇ／ｃｍ² に加圧した空
気をタンク５へ導入し、空気を注入溶液に加圧溶解し
た。この注入溶液全量を加圧圧力で注入口より圧送した
後、モデル試験土壌を掘り起し、注入口から相対する水
平四方向の注入距離をフルオレセインの蛍光の有無によ
り測定して、それらの平均値から注入距離を求めた、さ
らに、注入距離の半分の位置における土壌の含水率を乾
燥重量法により求めた。

【００３７】（３）得られた注入距離と含水率、及びそ
れらの平均値を表１に示す。これより、空気を加圧溶解
した均一溶液の注入距離及び含水率の平均値はそれぞれ
８５ｃｍ及び１４％となった。

【００３８】実施例２ 二酸化炭素を加圧溶解した均一溶液の注入 （１）実施例１と同様の実験装置において、注入溶液
（０．０１Ｍのフルオレセイン蛍光色素の水溶液）２０
０リットルをタンク５に入れ、加圧ポンプ２で２５ｋｇ
／ｃｍ² に加圧した二酸化炭素をタンク５へ導入し、二
酸化炭素を注入溶液に加圧溶解した。この注入溶液全量
を加圧圧力で注入口より圧送した後、モデル試験土壌を
掘り起し、注入口から相対する水平四方向の注入距離を
フルオレセインの蛍光の有無により測定して、それらの
平均値から注入距離を求めた。さらに、注入距離の半分
の位置における土壌の含水率を乾燥重量法により求め
た。

【００３９】（２）得られた注入距離と含水率及びそれ
らの平均値も表１に併せて示す。これより、二酸化炭素
を加圧溶解した均一溶液の注入距離及び含水率はそれぞ
れ１８７ｃｍ及び１０％となった。

【００４０】比較例１ 空気を加圧溶解しない均一溶液の注入 （１）実施例１と同様の実験装置において、注入溶液
（０．０１Ｍのフルオレセイン蛍光色素の水溶液）２０
０リットルをタンク５に入れ、この注入溶液全量を１０
リットル／ｍｉｎで注入口より圧送した後、モデル試験
土壌を掘り起した。注入口から相対する水平四方向の注
入距離をフルオレセインの蛍光の有無により測定して、
それらの平均値から注入距離を求めた。さらに、注入距
離の半分の位置における土壌の含水率を乾燥重量法によ
り求めた。

【００４１】（２）得られた注入距離と含水率及びそれ
らの平均値も表１に併せて示す。これより、空気を加圧
溶解しない均一溶液の注入距離及び含水率はそれぞれ６
８ｃｍ及び１７％となり、空気や二酸化炭素などの気体
を加圧溶解することにより土壌の含水率を大きく増加さ
せることなく均一溶液を広く注入できることがわかっ
た。

【００４２】

【表１】 実施例３ 空気を加圧溶解した微生物溶液の注入 （１）Ｊ１株（生命工学工業技術研究所受託番号：ＦＥ
ＲＭ ＢＰ−５１０２号）を培養して１０⁹ 個／ｍｌと
なるまで増殖させた。これを水で１００倍に希釈（１０
⁷ 個／ｍｌ）して注入溶液とした。

【００４３】（２）実施例１と同様の実験装置におい
て、注入溶液２００リットルをタンク５に入れ、加圧ポ
ンプ２で５０ｋｇ／ｃｍ² に加圧した空気をタンク５へ
導入し、空気を注入溶液に加圧溶解した。この注入溶液
全量を加圧圧力で注入口より圧送した後、モデル試験土
壌を掘り起し、注入位置から相対する水平四方向の土壌
をサンプリングした。土壌内に存在するＪ１株をフルオ
レセインで標識したＪ１抗体と反応させ、その菌数をフ
ローサイトメトリー法により測定した。菌数が１０³ 個
／ｇ乾燥土壌となる位置の注入口から距離を測定し、そ
れらの平均値からの菌の注入距離を求めた。

【００４４】（３）得られた注入距離とその平均値を表
２に示す。これより、空気を加圧溶解した微生物溶液の
注入距離は６８ｃｍとなった。

【００４５】比較例２ 空気を加圧溶解しない微生物溶液の注入 （１）実施例３と同様の実験装置において、注入溶液
（Ｊ１株、１０⁷ 個／ｍｌ）２００リットルをタンク５
に入れ、この注入溶液を３０リットル／ｍｉｎで６分間
注入口より圧送した。モデル試験土壌を掘り起し、注入
口から相対する水平四方向の土壌をサンプリングした。
土壌内に存在するＪ１株を蛍光色素フルオレセインで標
識したＪ１抗体と反応させ、その菌数をフローサイトメ
トリー法により測定した。菌数が１０³ 個／ｇ乾燥土壌
となる位置の注入口からの距離を測定し、それらの平均
値から菌の注入距離を求めた。

【００４６】（２）得られた注入距離とその平均値を表
２に併せて示す。これより、空気を加圧溶解しない微生
物溶液の注入距離は５５ｃｍとなり、空気などの気体を
加圧溶解することにより微生物溶液を広く注入できるこ
とがわかった。

【００４７】

【表２】 実施例４ 発泡剤を用いた均一溶液の注入 （１）実施例１と同様の実験装置において、０．０１Ｍ
のフルオレセイン蛍光色素と１．０ｗｔ％炭酸水素ナト
リウムを溶解した水溶液１００リットルを薬液タンク３
に入れ、これを注入液１とした。また、同様なタンクに
０．１２Ｍの塩酸水溶液１００リットルを入れ、これを
注入液２とした。ポンプ４を２台用意して、注入液１と
２を二重管ロッドを用いて２ショット方式により土壌内
に注入し、土壌内で混合して二酸化炭素ガスを発生させ
た。次に、モデル試験土壌を掘り起し、注入口から相対
する水平四方向の注入距離をフルオレセインの蛍光の有
無により測定して、それらの平均値から注入距離を求め
た。さらに、注入距離の半分の位置における土壌の含水
率を乾燥重量法により求めた。

【００４８】（２）得られた注入距離と含水率及びそれ
らの平均値を表３に示す。これより、注入距離及び含水
率はそれぞれ７９ｃｍ及び１５％となり、発泡剤を用い
ることにより土壌の含水率を大きく増加させることなく
均一溶液を広く注入できることがわかった。

【００４９】実施例５ 空気を加圧混合した均一溶液の注入 （１）実施例１と同様の実験装置において、注入溶液
（０．０１Ｍフルオレセイン蛍光色素の水溶液）２００
リットルをタンク５に入れ、加圧ポンプ２で５ｋｇ／ｃ
ｍ² に加圧した空気をタンク５へ導入し、溶液と空気を
混合しながら圧縮した気泡を含む注入溶液を作製した。
加圧下における注入液の水と空気の体積比はおよそ１
０：１であった。この注入液全量を加圧圧力で注入口よ
り圧送した後、モデル試験土壌を掘り起し、注入口から
相対する水平四方向の注入距離をフルオレセインの蛍光
の有無により測定して、それらの平均値から注入距離を
求めた。さらに、注入距離の半分の位置における土壌の
含水率を乾燥重量法により求めた。

【００５０】（２）得られた注入距離とその平均値も表
３に併せて示す。これより、注入距離は７８ｃｍとな
り、空気を加圧混合することにより土壌の含水率を大き
く増加させることなく均一溶液を広く注入できることが
わかった。

【００５１】実施例６ 空気を加圧混合した微生物溶液の注入 （１）実施例３と同様の実験装置において、注入溶液
（Ｊ１菌、１０⁷ 個／ｍｌ）２００リットルをタンク５
に入れ、加圧ポンプ２で５ｋｇ／ｃｍ² に加圧した空気
をタンク５へ導入し、溶液と空気を混合しながら圧縮し
た気泡を含む注入溶液を作製した。加圧下における注入
溶液の水と空気の体積比はおよそ１０：１であった。こ
の注入溶液全量を加圧圧力で注入口より圧送した後、モ
デル試験土壌を掘り起し、注入口から相対する水平四方
向の土壌をサンプリングした。土壌内に存在するＪ１菌
を蛍光色素フルオレセインで標識したＪ１抗体と反応さ
せ、その菌数をフローサイトメトリー法により測定し
た。菌数が１０³ 個／ｇ乾燥土壌となる位置に注入口か
らの距離を測定し、それらの平均値から菌の注入距離を
求めた。

【００５２】（２）得られた注入距離とその平均値も表
３に併せて示す。これより、注入距離は６４ｃｍとな
り、空気を加圧混合することにより微生物溶液を広く注
入できることがわかった。

【００５３】

【表３】 実施例７ 微生物による広範な土壌領域における効率的な土壌修復 （１）実施例１と同様にコンクリート容器内にモデル試
験土壌を満たした。その上部からトリクロロエチレン水
溶液を散布して、トリクロロエチレンの濃度が１０ｐｐ
ｍ／ｇ土壌となるような汚染土壌を作製した。次に、再
び実施例１と同様に注入管及び送液ポンプを設けた。

【００５４】（２）Ｊ１菌を培養して１０⁹ 個／ｍｌと
なるまで増殖させ、これを０．１％酵母エキス、０．２
％乳酸ナトリウム、及び１００ｐｐｍフェノールを含む
水溶液で１００倍に希釈（１０⁷ 個／ｍｌ）して注入溶
液とした。

【００５５】（３）注入溶液２００リットルをタンク５
に入れ、加圧ポンプ２で５０ｋｇ／ｃｍ² に加圧した空
気をタンク５へ導入し、空気を注入溶液に加圧溶解し
た。この注入溶液全量を加圧圧力で注入口より圧送し、
修復実験を行った。５日後にモデル試験土壌を掘り起
し、注入位置から相対する水平四方向の土壌をサンプリ
ングしてガスクロマトグラフ法により土壌内のトリクロ
ロエチレン濃度を測定した。その結果、注入管から約７
０ｃｍ以内における土壌中のトリクロロエチレン濃度は
約１ｐｐｍまで減少した。したがって、空気を注入溶液
に加圧溶解することにより微生物溶液を広く注入できる
と共に、広い土壌領域の効率的な修復を行えることがわ
かった。

【００５６】

【発明の効果】本発明によって環境中特に汚染土壌など
に効率的に液体を注入することが可能になり、従って汚
染地下水の効率的な浄化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様にかかる土壌処理装置の概
略図。

【符号の説明】

１ ガスタンク ２ 加圧ポンプ ３ 薬液タンク ４ ポンプ ５ タンク ６ ポンプ ７ 注入管 ８ ゴムスリーブ ９ マンシェット管 １０ パッカー １１ スリーブパイプ １２ 開口部

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微生物を用いて、汚染物質を含む土壌環
   境を修復する方法であって、修復すべき前記土壌環境の位置を想定する工程と、 微生物を含む液体に、前記想定した位置の圧力よりも高
   い圧力を印加することにより気体を前記液体中に溶解ま
   たは混合する工程と、 前記気体を溶解または混合した前記液体を前記位置に注
   入する工程とを有し、 前記 液体が前記位置に注入されたときに前記液体中から
   発生する前記気体が、前記土壌中において前記液体の移
   動に推進力を与え、前記液体を前記注入した位置から広
   く分布させることを特徴とする、汚染物質を含む土壌環
   境の修復方法。
2. 【請求項２】 該気体が空気、酸素、二酸化炭素、窒
   素、水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、一酸化炭素、
   メタン、一酸化窒素、二酸化窒素、二酸化イオウから選
   ばれる少なくとも１つの気体である請求項１の汚染物質
   を含む土壌環境の修復方法。
3. 【請求項３】 該気体が空気または酸素である請求項２
   の汚染物質を含む土壌環境の修復方法。
4. 【請求項４】 該液体が発泡剤を含有するものである請
   求項１の汚染物質を含む土壌環境の修復方法。
5. 【請求項５】 該発泡剤が無機系発泡剤である請求項４
   の汚染物質を含む土壌環境の修復方法。
6. 【請求項６】 該無機系発泡剤が炭酸水素ナトリウム、
   炭酸アンモニウム、及び亜硝酸アンモニウムから選ばれ
   る少なくとも一つの発泡剤である請求項５の汚染物質を
   含む土壌環境の修復方法。
7. 【請求項７】 該発泡剤が有機系発泡剤である請求項１
   の汚染物質を含む土壌環境の修復方法。
8. 【請求項８】 該有機系発泡剤がジアゾアミノベンゼン
   である請求項７の汚染物質を含む土壌環境の修復方法。
9. 【請求項９】 該発泡剤が酸との反応によって気体を発
   生する請求項４〜８の何れか一項の汚染物質を含む土壌
   環境の修復方法。
10. 【請求項１０】 該酸が該所定の位置に供給される請求
    項９の汚染物質を含む土壌環境の修復方法。
11. 【請求項１１】 該環境が土壌環境である請求項１の環
    境の修復方法。
12. 【請求項１２】 予め想定された汚染物質を含む土壌環
    境の位置を修復するための装置であって、微生物を含む 液体に第１の圧力を印加して前記液体に気
    体を溶解または混合させる手段と、前記 気体が溶解または混合した前記液体を貯蔵するため
    のタンクと、前記 タンクから前記液体を前記位置に導くためのパイプ
    と、前記 パイプ中の前記液体に第２の圧力を印加する手段と
    を備え、前記 第１の圧力は、前記位置の圧力より大きく、前記第
    ２の圧力は、前記第１の圧力以上であり、 前記液体が前記位置に注入されたときに前記液体中から
    発生する前記気体が、前記土壌中において前記液体の移
    動に推進力を与え、前記液体を前記注入した位置から広
    く分布させること を特徴とする、汚染物質を含む土壌環
    境の修復装置。
13. 【請求項１３】 予め想定された土壌環境の位置に、液
    体を注入するための装置であって、前記 液体に第１の圧力を印加して前記液体に気体を溶解
    または混合させる手段と、前記 気体が溶解または混合した前記液体を貯蔵するため
    のタンクと、前記 タンクから前記液体を前記位置に導くためのパイプ
    と、前記 パイプ中の前記液体に第２の圧力を印加する手段と
    を備え、前記 第１の圧力は、前記位置の圧力より大きく、前記第
    ２の圧力は、前記第１の圧力以上であり、前記液体が前記位置に注入されたときに前記液体中から
    発生する前記気体が、前記土壌中において前記液体の移
    動に推進力を与え、前記液体を前記注入した位置から広
    く分布させること を特徴とする、液体の注入装置。