JP6866248B2 - Soil purification system and soil purification method - Google Patents
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Description
本発明は、土壌浄化システム及び土壌浄化方法に関する。 The present invention relates to a soil purification system and a soil purification method.
ダイオキシン類、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル：Ｐｏｌｙ Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ Ｂｉｐｈｅｎｙｌ）のような残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ：Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ）は、環境中で分解され難い物質（難分解性物質）であり、環境、人体に悪影響を及ぼす。このため、これまでに残留性有機汚染物質が環境中に排出されることを防止する技術、さらには環境中に排出された残留性有機汚染物質を除去し、あるいは分解、無害化させる技術が多く開発されている。 Persistent organic pollutants (POPs) such as dioxins and PCBs (Polychlorinated Biphenyls) are substances that are difficult to decompose in the environment (persistent organic pollutants), and are resistant to the environment and the human body. Adversely affect. For this reason, there are many technologies to prevent persistent organic pollutants from being discharged into the environment, and to remove, decompose, and detoxify persistent organic pollutants discharged into the environment. Has been developed.
このような技術の一つとして、微生物などを利用し残留性有機汚染物質を分解する生物学的手法が知られている。例えばダイオキシン類を含む土壌（以下、汚染土壌という）を浄化する方法としては、例えば、ダイオキシン類を分解できる微生物として木材腐朽菌（以下、単に「腐朽菌」ともいう）を利用し、複数の薬剤の添加量を調整することにより、腐朽菌の培養条件を整え、腐朽菌を培養し、難分解性物質を分解する、所謂バイオレメディエーション（生物学的環境修復：Ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ）法を用いた土壌浄化方法が提案されている（例えば、特許文献１）。 As one of such techniques, a biological method for decomposing persistent organic pollutants using microorganisms is known. For example, as a method for purifying soil containing dioxins (hereinafter referred to as contaminated soil), for example, wood-destroying fungi (hereinafter, also simply referred to as “rot fungi”) are used as microorganisms capable of decomposing dioxins, and a plurality of chemicals are used. A soil purification method using the so-called bioremediation method, in which the culture conditions for rot fungi are adjusted, the rot fungi are cultivated, and persistent substances are decomposed by adjusting the amount of dioxin added. Has been proposed (for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献に記載されたものは、腐朽菌の培養条件を整えるために薬剤を添加した薬液の量を調整する等、汚染土壌の気象変動の影響を考慮して運用するためには高度なコントロールを必要としていた。 However, the ones described in the above patent documents are advanced in order to be operated in consideration of the influence of climate change of contaminated soil, such as adjusting the amount of the chemical solution to which the chemical is added in order to adjust the culture conditions of the decay fungus. Needed a lot of control.
本発明は、上記を鑑みてなされたものであって、複雑な操作を必要とせず、より簡便に汚染土壌を浄化することができる土壌浄化システム及び土壌浄化方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above, and provides a soil purification system and a soil purification method capable of purifying contaminated soil more easily without requiring complicated operations.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の土壌浄化システムは、残留性有機汚染物質を含む汚染土壌を浄化する土壌浄化システムであって、前記汚染土壌の地下浸透水を送水するポンプと、前記ポンプにより送水された前記地下浸透水を前記汚染土壌に散水する散水管と、を備え、前記汚染土壌には、前記残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、前記木材腐朽菌の共生植物が植栽されている。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the soil purification system of the present invention is a soil purification system that purifies contaminated soil containing persistent organic pollutants, and sends underground seepage water of the contaminated soil. A sprinkling pipe for sprinkling the underground seepage water sent by the pump to the contaminated soil, and the contaminated soil carries or adds wood-rotting bacteria that decompose the persistent organic pollutants. The cultivated material is mixed and the symbiotic plant of the wood-rotting fungus is planted.
本発明の望ましい態様として、前記木材腐朽菌は、前記共生植物に菌根を形成する菌根菌であり、前記共生植物は、前記菌根菌と共生関係にあるツツジ科植物である。 As a desirable aspect of the present invention, the wood-rotting fungus is a mycorrhizal fungus that forms a mycorrhiza in the symbiotic plant, and the symbiotic plant is an Ericaceae plant having a symbiotic relationship with the mycorrhizal fungus.
本発明の望ましい態様として、前記培養材は、セルロース及びリグニンを含む。 As a preferred embodiment of the present invention, the culture material contains cellulose and lignin.
本発明の望ましい態様として、前記培養材は、ピートモスである。 In a preferred embodiment of the present invention, the culture material is peat moss.
本発明の望ましい態様として、前記汚染土壌の浄化対象区域の周囲を囲む隔離板が地表面から不透水層に達するまで設けられている。 As a desirable aspect of the present invention, a separating plate surrounding the area to be purified of the contaminated soil is provided from the ground surface to the impermeable layer.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の土壌浄化方法は、汚染土壌に残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、前記木材腐朽菌の共生植物が植栽されている。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the soil purification method of the present invention is mixed with a culture material containing or added wood-rotting fungi that decompose persistent organic pollutants into the contaminated soil. Symbiotic plants of wood-rotting fungi are planted.
本発明によれば、複雑な操作を必要とせず、より簡便に汚染土壌を浄化することができる土壌浄化システム及び土壌浄化方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a soil purification system and a soil purification method capable of purifying contaminated soil more easily without requiring complicated operations.
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments for carrying out the following inventions (hereinafter referred to as embodiments). In addition, the components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, that is, those in a so-called equal range. Further, the components disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.
図１は、実施形態に係る土壌浄化システムの概略構成を示す縦断面図である。図２は、実施形態に係る土壌浄化システムの図１とは異なる概略構成を示す縦断面図である。図３は、実施形態に係る土壌浄化システムの浄化対象区域を示す上面図である。 FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration of a soil purification system according to an embodiment. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a schematic configuration different from that of FIG. 1 of the soil purification system according to the embodiment. FIG. 3 is a top view showing a purification target area of the soil purification system according to the embodiment.
土壌浄化システム１は、残留性有機汚染物質を含む汚染土壌１００に設けられ、残留性有機汚染物質を分解して汚染土壌１００を浄化する。
The soil purification system 1 is provided in the contaminated
残留性有機汚染物質は、例えば、ダイオキシン類、ＰＣＢ等が例示される。このような残留性有機汚染物質は、環境中で分解され難い難分解性物質であり、汚染土壌１００の地下浸透水に溶け込んでいる。汚染土壌１００の地下浸透水は、汚染土壌１００直下の不透水層２００の上層の不圧地下水２として滞留している。
Examples of persistent organic pollutants include dioxins and PCBs. Such a persistent organic pollutant is a persistent organic pollutant that is difficult to be decomposed in the environment, and is dissolved in the underground seepage water of the contaminated
本実施形態において、不透水層２００は、透水性の小さい難透水層（未固結の粘土やシルト層など）、透水性の極めて小さい非透水層（固結した割れ目のない岩盤など）を含む。
In the present embodiment, the
汚染土壌１００は、周囲が地表面から不透水層２００に達するまで設けられた隔離板３で囲われている。すなわち、図３に示す隔離板３で囲われた内側の区域が、本実施形態に係る土壌浄化システム１の浄化対象区域１０となる。
The contaminated
隔離板３は、例えば鋼矢板壁やソイルセメント壁等の地中に造成する遮水壁体である。これにより、汚染土壌１００の残留性有機汚染物質を含有する地下浸透水が浄化対象区域１０の外部に流出することを防いでいる。
The isolation plate 3 is an impermeable wall body formed in the ground such as a steel sheet pile wall or a soil cement wall. As a result, the underground seepage water containing the persistent organic pollutants of the contaminated
なお、図２に示すように、汚染土壌１００直下にある不透水層が難透水層２００ａである場合には、被圧帯水層３００よりもさらに深部にある非透水層２００ｂに達するまで隔離板３が設けられていることが好ましい。
As shown in FIG. 2, when the impermeable layer directly under the contaminated
汚染土壌１００には、汚染土壌１００の地下浸透水を汲み上げるポンプ４が設けられている。また、ポンプ４により汲み上げられた地下浸透水を汚染土壌１００に散水する散水管５が設けられている。
The contaminated
ポンプ４は、例えば、図１に示すように、不透水層２００まで掘り下げられた井戸６から汚染土壌１００の地下浸透水を汲み上げる電動ポンプである。ポンプ４は、井戸６の底部にポンプ本体が沈められ、配管７に地下浸透水を送水する態様であっても良いし、地上にポンプ本体を設け、井戸６の底部まで延びる配管から地下浸透水を汲み上げる態様であっても良い。
As shown in FIG. 1, the pump 4 is, for example, an electric pump that pumps underground seepage water of contaminated
また、図２に示すように、汚染土壌１００直下にある不透水層が難透水層２００ａである場合には、被圧帯水層３００よりもさらに深部にある非透水層２００ｂまで井戸６が掘り下げられていることが好ましい。
Further, as shown in FIG. 2, when the impermeable layer directly under the contaminated
散水管５は、配管７に接続され、汚染土壌１００の全域に亘り地下浸透水が散水されるように配設されている。散水管５は、所定間隔に開口された散水口８から汚染土壌１００に地下浸透水を散水する。
The watering pipe 5 is connected to the pipe 7 and is arranged so that the underground seepage water is sprinkled over the entire area of the contaminated
汚染土壌１００には、木材に含まれる難分解性のセルロースやリグニンを分解する能力を持つ木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれている。
The contaminated
木材腐朽菌は、セルロースやリグニンを分解する際、本実施形態における被処理物質である残留性有機汚染物質を分解する分解酵素を生成する。 When the wood-rotting fungus decomposes cellulose and lignin, it produces a decomposing enzyme that decomposes the persistent organic pollutants that are the substances to be treated in the present embodiment.
本実施形態では、培養材として、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素を主成分とするピートモスを用いる。 In this embodiment, peat moss containing fibrous elements such as cellulose and lignin and woody elements as main components is used as the culture material.
ピートモスは、ミズゴケ、アシ、ヨシ、スゲ、ヤナギなどの植物が堆積し、腐植化した泥炭を脱水、粉砕、選別したものである。本実施形態において使用するピートモスは、木材腐朽菌の種菌が添加されている。ピートモスは、残留性有機汚染物質の吸着材兼木材腐朽菌の培地として機能する。 Peat moss is a peat that has been humus-deposited, crushed, and sorted by depositing plants such as sphagnum moss, reeds, phragmites, sedges, and willows. The peat moss used in this embodiment is inoculated with a wood-rotting fungus. Peat moss functions as an adsorbent for persistent organic pollutants and as a medium for wood-rotting fungi.
土壌浄化システム１は、被処理物質である残留性有機汚染物質を含有する地下浸透水とピートモスとを接触させ、ピートモスにより地下浸透水中の残留性有機汚染物質を吸着分離する。 The soil purification system 1 brings the underground seepage water containing the persistent organic pollutants, which is the substance to be treated, into contact with peat moss, and adsorbs and separates the persistent organic pollutants in the underground seepage water by the peat moss.
木材腐朽菌は、湿潤かつ好気状態の環境下において繁殖する。木材腐朽菌が生成する分解酵素により残留性有機汚染物質を分解させるには、木材腐朽菌が良好に生育できる環境とすることが重要である。木材腐朽菌は、ピートモスを高湿度の気中に置くことで良好に生育することができる。具体的には、温度が２０〜４０℃、相対湿度が５０〜８０％の好気状態が好ましい。 Wood-destroying fungi propagate in a moist and aerobic environment. In order to decompose persistent organic pollutants by decomposing enzymes produced by wood-rotting fungi, it is important to create an environment in which wood-rotting fungi can grow well. Wood-destroying fungi can grow well by placing peat moss in high humidity air. Specifically, an aerobic state having a temperature of 20 to 40 ° C. and a relative humidity of 50 to 80% is preferable.
ピートモスに含まれるセルロースやリグニン等の繊維素、木質素は有限であり、これらが枯渇すれば木材腐朽菌は死滅するか胞子による休眠状態に陥る。これに伴い、残留性有機汚染物質の分解能力が著しく低下することとなる。 Fibrous elements such as cellulose and lignin and wood elements contained in peat moss are finite, and if these are depleted, wood-rotting fungi will die or fall into a dormant state due to spores. Along with this, the ability to decompose persistent organic pollutants will be significantly reduced.
本実施形態において、汚染土壌１００には、木材腐朽菌の繁殖に適した湿潤かつ好気状態の環境を保ち、且つ、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素の供給源として、木材腐朽菌の共生植物９が植栽されている。
In the present embodiment, the contaminated
共生植物９は、木材腐朽菌と共生関係にある、例えば、ブルーベリー等のツツジ科植物である。木材腐朽菌は、ツツジ科植物に菌根を形成する菌根菌である。以下、ツツジ科植物と木材腐朽菌との共生関係について説明する。
The
図４は、ツツジ科植物と木材腐朽菌との共生関係を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a symbiotic relationship between azaleas and wood-rotting fungi.
ツツジ科植物の一つであるブルーベリーは、本来、光合成によって自身の養分である糖質を生成する力が弱く、また、自身の根から土中の水分を取り入れる力も弱い性質がある。また、ブルーベリーは、秋には葉を落とす落葉低木果樹であり、図４に示すように、木材腐朽菌にセルロースやリグニン等の繊維素、木質素を供給する。 Blueberries, one of the plants of the family Ericaceae, originally have a weak ability to produce sugar, which is their own nutrient, by photosynthesis, and also have a weak ability to take in water from the soil from their roots. Blueberries are deciduous shrub fruit trees that lose their leaves in the fall, and as shown in FIG. 4, supply fibrous elements such as cellulose and lignin and woody elements to wood-rotting fungi.
一方、木材腐朽菌は、上述したように、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素を分解して糖質を生成する。木材腐朽菌は、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素を分解する際に分解熱（発酵熱）を発することで、上述したような自身の良好な生育環境を保つ。ブルーベリーは、図４に示すように、菌根から木材腐朽菌が生成した糖質を養分として吸収する。 On the other hand, as described above, wood-rotting fungi decompose fibrous elements such as cellulose and lignin and woody elements to produce sugars. Wood-destroying fungi maintain their own good growing environment as described above by generating decomposition heat (fermentation heat) when decomposing fibrous elements such as cellulose and lignin and woody elements. As shown in FIG. 4, blueberries absorb sugars produced by wood-rotting fungi from mycorrhiza as nutrients.
すなわち、ツツジ科植物と木材腐朽菌とは、互いに生育条件を相互補完する共生関係を構築している。 That is, the azalea family plant and the wood-rotting fungus have a symbiotic relationship that complements each other's growth conditions.
本実施形態では、木材腐朽菌の種菌が添加、培養されたピートモスが汚染土壌１００に混ぜ込まれていることで、ピートモスに含まれるセルロースやリグニン等の繊維素、木質素が木材腐朽菌の初期肥料となる。さらに、本実施形態では、木材腐朽菌との間に上述した共生関係を有するブルーベリー等のツツジ科植物、すなわち木材腐朽菌の共生植物９が汚染土壌１００に植栽されていることで、共生植物９の落葉によって、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素が補給される。これにより、図４に示す共生関係が良好に保たれるので、木材腐朽菌の生育環境が安定に維持され、効率的に残留性有機汚染物質を分解することができる。
In the present embodiment, the peat moss to which the inoculum of the wood-rotting fungus is added and cultivated is mixed in the contaminated
図１に戻り、ポンプ４によって汲み上げられた地下浸透水は、散水管５によって汚染土壌１００に散水される。
Returning to FIG. 1, the underground seepage water pumped by the pump 4 is sprinkled on the contaminated
散水された地下浸透水が汚染土壌１００に再浸透する際、地下浸透水に含有された残留性有機汚染物質は、ピートモス又は木材腐朽菌の共生植物９の落葉に吸着し、木材腐朽菌によってセルロースやリグニン等の繊維素、木質素と共に分解される。このように、汚染土壌１００の地下浸透水を循環させることにより、徐々に地下浸透水に含有される残留性有機汚染物質の濃度が低下していき、これに伴い、汚染土壌１００が徐々に浄化される。
When the sprinkled underground seepage water re-penetrates into the contaminated
以上説明したように、実施形態に係る土壌浄化システム１は、汚染土壌１００の地下浸透水を送水するポンプ４と、ポンプ４により送水された地下浸透水を汚染土壌１００に散水する散水管５とを備えている。汚染土壌１００には、残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、木材腐朽菌の共生植物９が植栽されている。
As described above, the soil purification system 1 according to the embodiment includes a pump 4 for sending the underground seepage water of the contaminated
また、実施形態に係る土壌浄化方法は、汚染土壌１００に残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、木材腐朽菌の共生植物９が植栽されている。
Further, in the soil purification method according to the embodiment, a culture material containing or added wood-rotting fungi that decomposes persistent organic pollutants is mixed with the contaminated
より具体的には、木材腐朽菌は、共生植物９に菌根を形成する菌根菌であり、共生植物９は、この菌根菌と共生関係にある、例えばブルーベリー等のツツジ科植物である。
More specifically, the wood-rotting fungus is a mycorrhizal fungus that forms a mycorrhiza in the
また、汚染土壌１００に混ぜ込まれる培養材として、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素を主成分とするピートモスを用いる。
Further, as a culture material to be mixed into the contaminated
上記構成により、複雑な操作を要することなく、残留性有機汚染物質を分解する環境を維持することができ、より簡便に汚染土壌１００を浄化することができる。
With the above configuration, it is possible to maintain an environment for decomposing persistent organic pollutants without requiring complicated operations, and it is possible to purify the contaminated
また、汚染土壌１００の浄化対象区域１０の周囲には、地表面から不透水層２００に達するまで設けられた隔離板３が設けられている。
Further, around the
これにより、汚染土壌１００の残留性有機汚染物質を含有する地下浸透水が浄化対象区域１０の外部に流出することを防ぐことができる。
As a result, it is possible to prevent the underground seepage water containing the persistent organic pollutants of the contaminated
１ 土壌浄化システム
２ 不圧地下水
３ 隔離板
４ ポンプ
５ 散水管
６ 井戸
７ 配管
８ 散水口
９ 共生植物（ツツジ科植物）
１０ 浄化対象区域
１００ 汚染土壌
２００ 不透水層
２００ａ 難透水層
２００ｂ 非透水層
３００ 被圧帯水層
1 Soil purification system 2 Unpressurized groundwater 3 Isolation plate 4 Pump 5 Sprinkler pipe 6 Well 7
10
Claims (2)
前記汚染土壌の地下浸透水を送水するポンプと、
前記ポンプにより送水された前記地下浸透水を、気中に露出している前記汚染土壌の地表面に散水する散水管と、
を備え、
前記汚染土壌には、
前記残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、前記木材腐朽菌の共生植物が植栽され、
前記木材腐朽菌は、前記共生植物に菌根を形成する菌根菌であり、
前記共生植物は、前記菌根菌と共生関係にあるツツジ科植物であり、
前記培養材は、セルロース及びリグニンを含み、
前記培養材は、ピートモスであり、
前記汚染土壌の浄化対象区域の周囲を囲む隔離板が地表面から不透水層に達するまで設けられている
土壌浄化システム。 A soil purification system that purifies contaminated soil containing persistent organic pollutants.
A pump that sends underground seepage water from the contaminated soil,
A sprinkler pipe that sprinkles the underground seepage water sent by the pump onto the ground surface of the contaminated soil exposed in the air.
With
In the contaminated soil,
The culture material carrying or added the wood-rotting fungus that decomposes the persistent organic pollutants is mixed, and the symbiotic plant of the wood-rotting fungus is planted .
The wood-rotting fungus is a mycorrhizal fungus that forms a mycorrhiza in the symbiotic plant.
The symbiotic plant is a plant of the family Ericaceae that has a symbiotic relationship with the mycorrhizal fungus.
The culture material contains cellulose and lignin, and contains
The culture material is peat moss and
A soil purification system in which a separating plate surrounding the area to be purified of the contaminated soil is provided from the ground surface to the impermeable layer.
前記木材腐朽菌は、前記共生植物に菌根を形成する菌根菌であり、
前記共生植物は、前記菌根菌と共生関係にあるツツジ科植物であり、
前記培養材は、セルロース及びリグニンを含み、
前記培養材は、ピートモスであり、
前記汚染土壌の浄化対象区域の周囲を囲む隔離板が地表面から不透水層に達するまで設けられ、
前記汚染土壌の地下浸透水を送水するポンプにより送水された前記地下浸透水を、気中に露出している前記汚染土壌の地表面に散水する
土壌浄化方法。 A culture material carrying or added wood-rotting fungi that decompose the persistent organic pollutants is mixed into the contaminated soil containing the persistent organic pollutants, and symbiotic plants of the wood-rotting fungi are planted in the contaminated soil. Planted,
The wood-rotting fungus is a mycorrhizal fungus that forms a mycorrhiza in the symbiotic plant.
The symbiotic plant is a plant of the family Ericaceae that has a symbiotic relationship with the mycorrhizal fungus.
The culture material contains cellulose and lignin, and contains
The culture material is peat moss and
An isolation plate surrounding the area to be purified of the contaminated soil was provided from the ground surface until it reached the impermeable layer.
A soil purification method in which the underground seepage water sent by a pump for sending the underground seepage water of the contaminated soil is sprinkled on the ground surface of the contaminated soil exposed in the air.
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