JP7171981B1 - ミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用して汚染土壌を修復する方法を提供する。【解決手段】方法は、Ｓ１、改質ミミズ糞バイオ炭の調製、Ｓ２、改質ミミズ糞バイオ炭およびプロバイオティクス細菌の初回施用、Ｓ３、プロバイオティクス細菌の二回施用および農作物栽培、Ｓ４、改質ミミズ糞バイオ炭の複数回施用、Ｓ５、ミミズ糞の再利用を含む。本発明は、ミミズ糞と２種類のプロバイオティクス細菌を複合して修復する土壌に施用し、施用過程を最適化し、土壌中重金属汚染物の含有量を低減すると同時に、土壌に栄養分を添加し、さらに土壌微生物繁殖を促進して土壌微生物生態的環境を改善し、農地土壌肥沃度と機能潜力を維持または向上させることができる。【選択図】図１
Description
本発明は、土壌汚染修復の技術分野に関し、具体的には、ミミズ糞とプロバイオティクス
細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する方法に関する。
細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する方法に関する。
化学肥料の長期間使用は、土壌微生物数の減少や酵素活性の低下を招き、土壌の質を著し
く低下させ、作物の収量や品質に影響を与えることから、土壌汚染の主な原因の１つとな
る。
現在、土壌肥沃度の増加、作物収量および品質向上におけるミミズ糞またはプロバイオテ
ィクス細菌の作用については多く研究および報告されているが、ミミズ糞とプロバイオテ
ィクス細菌の施用や両者の交互作用が土壌の重金属汚染に対する修復作用、微生物量およ
び酵素活性をさらに検討して、ミミズ糞とプロバイオティクス細菌の施用およびその交互
作用の土壌微生態的環境に対する影響を調査する必要がある。
く低下させ、作物の収量や品質に影響を与えることから、土壌汚染の主な原因の１つとな
る。
現在、土壌肥沃度の増加、作物収量および品質向上におけるミミズ糞またはプロバイオテ
ィクス細菌の作用については多く研究および報告されているが、ミミズ糞とプロバイオテ
ィクス細菌の施用や両者の交互作用が土壌の重金属汚染に対する修復作用、微生物量およ
び酵素活性をさらに検討して、ミミズ糞とプロバイオティクス細菌の施用およびその交互
作用の土壌微生態的環境に対する影響を調査する必要がある。
本発明は、ミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する方法
を提供し、この方法は、以下のステップを含み：
Ｓ１、改質ミミズ糞バイオ炭の調製
Ｓ１-１、熱分解乾燥：ミミズ糞を乾燥、粉砕して、粒子径０．１～０．２ｍｍのミミズ
糞粉末を得、ミミズ糞粉末をオーブンに入れ５５０～６００℃で２ｈ熱分解して、ミミズ
糞バイオ炭を得、
Ｓ１-２、過マンガン酸カリウム酸化処理：ステップＳ１-１で得られたミミズ糞バイオ炭
を過マンガン酸カリウム溶液と混合して改質し、過マンガン酸カリウム酸化処理されたミ
ミズ糞バイオ炭を得、
Ｓ１-３、磁化処理：ステップＳ１-２で得られた過マンガン酸カリウム酸化処理されたミ
ミズ糞バイオ炭を脱イオン水に入れ、同時にＦｅＣｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２
Ｏを加え、過マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭、脱イオン水、ＦｅＣ
ｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏの質量比が２：４０～５０：１～１．３：０．８
～１であり、磁気攪拌によって１１０～１２０℃条件下で攪拌しながら、混合溶液のｐＨ
が１０～１１になるまでモル濃度１０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を加え、１～２
ｈ磁気攪拌し、冷却し、濾過して磁化処理されたミミズ糞バイオ炭を得、磁化処理された
ミミズ糞バイオ炭を脱イオン水で連続濾過によって洗浄してから乾燥し、前記改質ミミズ
糞バイオ炭を得、
Ｓ２、改質ミミズ糞バイオ炭およびプロバイオティクス細菌の初回施用：ステップＳ１-
３で得られた改質ミミズ糞バイオ炭を６～８ｔ／ｈｍ２の施用量で修復する土壌に回して
施用し、プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して１Ｌ／ｍ２の施用量で修復する
土壌に施用し、前記プロバイオティクス細菌はバチルス・アミロリクファシエンス（Ｂａ
ｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ）であり、発酵細菌液中の生菌数含
有量が１．５～１．７×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１～２週間静置した後、修復する土
壌中の表層土壌の含水率が２５～２８％になるまで、修復する土壌を回して灌漑し、
Ｓ３、プロバイオティクス細菌の二回施用および農作物栽培：修復する土壌中の表層土壌
の含水率が適切状態になるまで、ステップＳ２中の修復する土壌を静置し自然に日光に当
て、プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して０．７～１Ｌ／ｍ２の施用量で修復
する土壌に施用し、前記プロバイオティクス細菌はバチルス・メガテリウム（Ｂａｃｉｌ
ｌｕｓ ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ）であり、発酵細菌液中の生菌数含有量が１．４～１．６
×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１～２週間静置し、修復する土壌の第１段階の修復を完了
し、その後修復する土壌に農作物を栽培し、
Ｓ４、改質ミミズ糞バイオ炭の複数回施用：農作物成長期間、１５～２０ｄごとに改質ミ
ミズ糞バイオ炭を施用し、施用量が０．１～０．２ｔ／ｈｍ２であり、同時に本ステップ
Ｓ４中の第１回改質ミミズ糞バイオ炭の施用時に化学肥料を施用し、化学肥料の施用量が
５～８ｋｇ／ｈｍ２であり、農作物が９０～１０５ｄ成長した時農作物を取り除き、修復
する土壌の第２段階の修復を完了し、
Ｓ５、ミミズ糞の再利用：第２段階修復が終了した土壌にミミズを投与して１２４～１８
７日間培養し、土壌の最終修復を完了し、得られたミミズ糞を回収し、回収されたミミズ
糞をステップＳ１-１に利用し、次回の汚染土壌の修復に使用することができる。
本発明の一側面として、前記ステップＳ１-１中のミミズ糞はエイセニアフォエティダミ
ミズ糞であり、ミミズ糞の調製方法は、エイセニアフォエティダを５０～６０ｇ／ｍ２の
密度で市町村の汚泥に接種し、市町村の汚泥が全部汚泥由来ミミズ糞に変換するまで２～
３ヶ月堆肥処理することである。選択されたミミズおよびミミズ糞は良好な土壌改良効果
を有する。
本発明の一側面として、前記ステップＳ１-２の過マンガン酸カリウム酸化処理は具体的
には、ステップＳ１-１で得られたミミズ糞バイオ炭を質量濃度５％の過マンガン酸カリ
ウム溶液に入れ、ミミズ糞バイオ炭と過マンガン酸カリウム溶液の質量比が１～１．５：
１００であり、常温条件下で４～６ｈ攪拌した後、ミミズ糞バイオ炭を濾過し、脱イオン
水で連続濾過によって洗浄し、ミミズ糞バイオ炭を乾燥して過マンガン酸カリウム酸化処
理されたミミズ糞バイオ炭を得る。
説明すると、過マンガン酸カリウム酸化処理によってミミズ糞バイオ炭の重金属汚染物の
吸着効果を高める。
本発明の一側面として、前記ステップＳ１-１、Ｓ１-２、Ｓ１-３では、乾燥温度が７５
～８５℃であり、前記ステップＳ１-２とＳ１-３で脱イオン水で連続濾過によって洗浄し
、洗浄後の脱イオン水のｐＨが変化しないと洗浄を完了する。
説明すると、改質ミミズ糞バイオ炭ｐＨを制御することで改質過程の安定性を確保する。
本発明の一側面として、前記ステップＳ２中の灌漑方法は点滴灌漑であり、灌漑速度が０
．３～０．５ｍ３／ｍ２・ｈである。
説明すると、点滴灌漑によって修復する土壌を湛水環境に変え、プロバイオティクス細菌
の代謝を促進し、土壌中の酸化物質の還元反応を促進し、土壌中の鉄元素を活性化し、そ
の後の過程で農作物の地上部への他の有害重金属元素の移行を抑制する。
さらに、前記ステップＳ３中の適切状態の含水率が１５．５～１８．５％である。
説明すると、含水率を調節して土壌を農作物成長に適する条件に調製する。
さらに、前記ステップＳ３中の農作物は、春がトマト、夏がホロまたはレタス、秋が大根
またはホウレンソウ、冬がナタネまたはキャベツである。
説明すると、修復季節によって異なる適切な農作物を選択することができる。
さらに、前記ステップＳ４中の化学肥料は尿素、リン酸二水素アンモニアまたは塩化カリ
ウムである。
さらに、前記ステップＳ５でミミズの培養方法は以下を含み、
Ｓ５-１：第２段階修復完了した後の土壌にエイセニアフォエティダ飼料を投与し、０．
５～０．７ｔ／ｈｍ２の施用量で土壌に回して施用し、エイセニアフォエティダを投与し
て培養し、エイセニアフォエティダの培養密度が２．８～３．１ｋｇ／ｍ２であり、２８
～３１日培養した後表層土壌ミミズ糞を初めて収集し、表層土壌ミミズ糞厚さが１０ｃｍ
であり、
Ｓ５-２：継続的に培養し、２４～２６日ごとに表層土壌ミミズ糞を収集し、４～６回繰
り返し、
Ｓ５-３：最後の表層土壌ミミズ糞収集が終了した後、自然日光法で成年エイセニアフォ
エティダを収集して再利用し、若ミミズとミミズ卵を土壌に保持し、修復する土壌の最終
修復を完了する。
を提供し、この方法は、以下のステップを含み：
Ｓ１、改質ミミズ糞バイオ炭の調製
Ｓ１-１、熱分解乾燥：ミミズ糞を乾燥、粉砕して、粒子径０．１～０．２ｍｍのミミズ
糞粉末を得、ミミズ糞粉末をオーブンに入れ５５０～６００℃で２ｈ熱分解して、ミミズ
糞バイオ炭を得、
Ｓ１-２、過マンガン酸カリウム酸化処理：ステップＳ１-１で得られたミミズ糞バイオ炭
を過マンガン酸カリウム溶液と混合して改質し、過マンガン酸カリウム酸化処理されたミ
ミズ糞バイオ炭を得、
Ｓ１-３、磁化処理：ステップＳ１-２で得られた過マンガン酸カリウム酸化処理されたミ
ミズ糞バイオ炭を脱イオン水に入れ、同時にＦｅＣｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２
Ｏを加え、過マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭、脱イオン水、ＦｅＣ
ｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏの質量比が２：４０～５０：１～１．３：０．８
～１であり、磁気攪拌によって１１０～１２０℃条件下で攪拌しながら、混合溶液のｐＨ
が１０～１１になるまでモル濃度１０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を加え、１～２
ｈ磁気攪拌し、冷却し、濾過して磁化処理されたミミズ糞バイオ炭を得、磁化処理された
ミミズ糞バイオ炭を脱イオン水で連続濾過によって洗浄してから乾燥し、前記改質ミミズ
糞バイオ炭を得、
Ｓ２、改質ミミズ糞バイオ炭およびプロバイオティクス細菌の初回施用：ステップＳ１-
３で得られた改質ミミズ糞バイオ炭を６～８ｔ／ｈｍ２の施用量で修復する土壌に回して
施用し、プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して１Ｌ／ｍ２の施用量で修復する
土壌に施用し、前記プロバイオティクス細菌はバチルス・アミロリクファシエンス（Ｂａ
ｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ）であり、発酵細菌液中の生菌数含
有量が１．５～１．７×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１～２週間静置した後、修復する土
壌中の表層土壌の含水率が２５～２８％になるまで、修復する土壌を回して灌漑し、
Ｓ３、プロバイオティクス細菌の二回施用および農作物栽培：修復する土壌中の表層土壌
の含水率が適切状態になるまで、ステップＳ２中の修復する土壌を静置し自然に日光に当
て、プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して０．７～１Ｌ／ｍ２の施用量で修復
する土壌に施用し、前記プロバイオティクス細菌はバチルス・メガテリウム（Ｂａｃｉｌ
ｌｕｓ ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ）であり、発酵細菌液中の生菌数含有量が１．４～１．６
×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１～２週間静置し、修復する土壌の第１段階の修復を完了
し、その後修復する土壌に農作物を栽培し、
Ｓ４、改質ミミズ糞バイオ炭の複数回施用：農作物成長期間、１５～２０ｄごとに改質ミ
ミズ糞バイオ炭を施用し、施用量が０．１～０．２ｔ／ｈｍ２であり、同時に本ステップ
Ｓ４中の第１回改質ミミズ糞バイオ炭の施用時に化学肥料を施用し、化学肥料の施用量が
５～８ｋｇ／ｈｍ２であり、農作物が９０～１０５ｄ成長した時農作物を取り除き、修復
する土壌の第２段階の修復を完了し、
Ｓ５、ミミズ糞の再利用：第２段階修復が終了した土壌にミミズを投与して１２４～１８
７日間培養し、土壌の最終修復を完了し、得られたミミズ糞を回収し、回収されたミミズ
糞をステップＳ１-１に利用し、次回の汚染土壌の修復に使用することができる。
本発明の一側面として、前記ステップＳ１-１中のミミズ糞はエイセニアフォエティダミ
ミズ糞であり、ミミズ糞の調製方法は、エイセニアフォエティダを５０～６０ｇ／ｍ２の
密度で市町村の汚泥に接種し、市町村の汚泥が全部汚泥由来ミミズ糞に変換するまで２～
３ヶ月堆肥処理することである。選択されたミミズおよびミミズ糞は良好な土壌改良効果
を有する。
本発明の一側面として、前記ステップＳ１-２の過マンガン酸カリウム酸化処理は具体的
には、ステップＳ１-１で得られたミミズ糞バイオ炭を質量濃度５％の過マンガン酸カリ
ウム溶液に入れ、ミミズ糞バイオ炭と過マンガン酸カリウム溶液の質量比が１～１．５：
１００であり、常温条件下で４～６ｈ攪拌した後、ミミズ糞バイオ炭を濾過し、脱イオン
水で連続濾過によって洗浄し、ミミズ糞バイオ炭を乾燥して過マンガン酸カリウム酸化処
理されたミミズ糞バイオ炭を得る。
説明すると、過マンガン酸カリウム酸化処理によってミミズ糞バイオ炭の重金属汚染物の
吸着効果を高める。
本発明の一側面として、前記ステップＳ１-１、Ｓ１-２、Ｓ１-３では、乾燥温度が７５
～８５℃であり、前記ステップＳ１-２とＳ１-３で脱イオン水で連続濾過によって洗浄し
、洗浄後の脱イオン水のｐＨが変化しないと洗浄を完了する。
説明すると、改質ミミズ糞バイオ炭ｐＨを制御することで改質過程の安定性を確保する。
本発明の一側面として、前記ステップＳ２中の灌漑方法は点滴灌漑であり、灌漑速度が０
．３～０．５ｍ３／ｍ２・ｈである。
説明すると、点滴灌漑によって修復する土壌を湛水環境に変え、プロバイオティクス細菌
の代謝を促進し、土壌中の酸化物質の還元反応を促進し、土壌中の鉄元素を活性化し、そ
の後の過程で農作物の地上部への他の有害重金属元素の移行を抑制する。
さらに、前記ステップＳ３中の適切状態の含水率が１５．５～１８．５％である。
説明すると、含水率を調節して土壌を農作物成長に適する条件に調製する。
さらに、前記ステップＳ３中の農作物は、春がトマト、夏がホロまたはレタス、秋が大根
またはホウレンソウ、冬がナタネまたはキャベツである。
説明すると、修復季節によって異なる適切な農作物を選択することができる。
さらに、前記ステップＳ４中の化学肥料は尿素、リン酸二水素アンモニアまたは塩化カリ
ウムである。
さらに、前記ステップＳ５でミミズの培養方法は以下を含み、
Ｓ５-１：第２段階修復完了した後の土壌にエイセニアフォエティダ飼料を投与し、０．
５～０．７ｔ／ｈｍ２の施用量で土壌に回して施用し、エイセニアフォエティダを投与し
て培養し、エイセニアフォエティダの培養密度が２．８～３．１ｋｇ／ｍ２であり、２８
～３１日培養した後表層土壌ミミズ糞を初めて収集し、表層土壌ミミズ糞厚さが１０ｃｍ
であり、
Ｓ５-２：継続的に培養し、２４～２６日ごとに表層土壌ミミズ糞を収集し、４～６回繰
り返し、
Ｓ５-３：最後の表層土壌ミミズ糞収集が終了した後、自然日光法で成年エイセニアフォ
エティダを収集して再利用し、若ミミズとミミズ卵を土壌に保持し、修復する土壌の最終
修復を完了する。
本発明は、以下の有益な効果を有する。
（１）本発明のミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する
方法は、ミミズ糞と２種類のプロバイオティクス細菌を複合して修復する土壌に施用し、
エイセニアフォエティダミミズ糞とバチルス・アミロリクファシエンス、およびバチルス
・メガテリウム、ミミズ糞と２種類のプロバイオティクス細菌の適合性が良好であり、施
用過程を最適化し、土壌中重金属汚染物の含有量を低減する同時に、土壌に栄養分を添加
し、土壌微生物の繁殖を促進し、土壌微生物生態的環境を改善し、農地土壌肥沃度と機能
潜力を維持または向上させることができる。
（２）本発明のミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する
方法は、ミミズ糞を過マンガン酸カリウム酸化処理と磁化処理を経って改質し、ミミズ糞
の土壌中重金属の吸着作用を改善し、改質後ＭｎＯ２がミミズ糞バイオ炭に担持され、Ｃ
ｄ２+とＰｂ２+の吸着効果を大幅に向上させ、磁化処理によってＦｅ３Ｏ４がミミズ糞バ
イオ炭に担持され、超常磁性を有し、外部磁場の作用下で液体から分離でき、ミミズ糞バ
イオ炭のサイクル価値を向上させることができる。
（３）本発明のミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する
方法は、点滴灌漑によって修復する土壌を湛水環境に変え、プロバイオティクス細菌の代
謝を促進し、土壌中の酸化物質の還元反応を促進し、土壌中の鉄元素を活性化させ、その
後の過程で農作物の地上部への他の有害重金属元素の移行を低減することができる。
（１）本発明のミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する
方法は、ミミズ糞と２種類のプロバイオティクス細菌を複合して修復する土壌に施用し、
エイセニアフォエティダミミズ糞とバチルス・アミロリクファシエンス、およびバチルス
・メガテリウム、ミミズ糞と２種類のプロバイオティクス細菌の適合性が良好であり、施
用過程を最適化し、土壌中重金属汚染物の含有量を低減する同時に、土壌に栄養分を添加
し、土壌微生物の繁殖を促進し、土壌微生物生態的環境を改善し、農地土壌肥沃度と機能
潜力を維持または向上させることができる。
（２）本発明のミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する
方法は、ミミズ糞を過マンガン酸カリウム酸化処理と磁化処理を経って改質し、ミミズ糞
の土壌中重金属の吸着作用を改善し、改質後ＭｎＯ２がミミズ糞バイオ炭に担持され、Ｃ
ｄ２+とＰｂ２+の吸着効果を大幅に向上させ、磁化処理によってＦｅ３Ｏ４がミミズ糞バ
イオ炭に担持され、超常磁性を有し、外部磁場の作用下で液体から分離でき、ミミズ糞バ
イオ炭のサイクル価値を向上させることができる。
（３）本発明のミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する
方法は、点滴灌漑によって修復する土壌を湛水環境に変え、プロバイオティクス細菌の代
謝を促進し、土壌中の酸化物質の還元反応を促進し、土壌中の鉄元素を活性化させ、その
後の過程で農作物の地上部への他の有害重金属元素の移行を低減することができる。
実施例１
ミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する方法は、図１に
示すように、以下のステップを含み：
Ｓ１、改質ミミズ糞バイオ炭の調製：
Ｓ１-１、熱分解乾燥：ミミズ糞はエイセニアフォエティダミミズ糞を採用し、ミミズ糞
の調製方法は、エイセニアフォエティダを５５ｇ／ｍ２の密度で市町村の汚泥に接種し、
市町村の汚泥が全部汚泥由来ミミズ糞に変換するまで、２．５ヶ月堆肥処理し、ミミズ糞
を乾燥し粉砕して、粒子径０．１５ｍｍのミミズ糞粉末を得、ミミズ糞粉末をオーブンに
入れ５８０℃で２ｈ熱分解して、ミミズ糞バイオ炭を得、
Ｓ１-２、過マンガン酸カリウム酸化処理：ステップＳ１-１で得られたミミズ糞バイオ炭
を質量濃度５％の過マンガン酸カリウム溶液に加え、ミミズ糞バイオ炭と過マンガン酸カ
リウム溶液の質量比が１．３：１００であり、常温条件下で５ｈ攪拌した後、ミミズ糞バ
イオ炭を濾過し、脱イオン水で連続濾過によって洗浄し、ミミズ糞バイオ炭を乾燥して過
マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭を得、
Ｓ１-３、磁化処理：ステップＳ１-２で得られた過マンガン酸カリウム酸化処理されたミ
ミズ糞バイオ炭を脱イオン水に入れ、同時にＦｅＣｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２
Ｏを加え、過マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭、脱イオン水、ＦｅＣ
ｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏの質量比が２：４５：１．２：０．９であり、磁
気攪拌によって１１５℃条件下で攪拌しながら、混合溶液のｐＨが１０．５になるまでモ
ル濃度１０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を加え、１．５ｈ磁気攪拌し、冷却し濾過
して磁化処理されたミミズ糞バイオ炭を得、磁化処理されたミミズ糞バイオ炭を脱イオン
水で連続濾過によって洗浄し、乾燥して改質ミミズ糞バイオ炭を得、
ステップＳ１-１、Ｓ１-２、Ｓ１-３では、乾燥温度が８０℃であり、ステップＳ１-２と
Ｓ１-３では、脱イオン水で連続濾過によって洗浄し、洗浄後の脱イオン水のｐＨが変化
しないと洗浄を完了し、
Ｓ２、改質ミミズ糞バイオ炭およびプロバイオティクス細菌の初回施用：ステップＳ１-
３で得られた改質ミミズ糞バイオ炭を７ｔ／ｈｍ２の施用量で修復する土壌に回して施用
し、プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して１Ｌ／ｍ２の施用量で修復する土壌
に施用し、前記プロバイオティクス細菌はバチルス・アミロリクファシエンス（Ｂａｃｉ
ｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ）であり、発酵細菌液中の生菌数含有量
が１．６×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１．５週間静置した後、修復する土壌中の表層土
壌の含水率が２６％になるまで、修復する土壌を回して灌漑し、灌漑方法は点滴灌漑であ
り、灌漑速度が０．４ｍ３／ｍ２・ｈであり、
Ｓ３、プロバイオティクス細菌二回施用および農作物栽培：修復する土壌中表層土壌の含
水率が適切状態になるまで、ステップＳ２中の修復する土壌を静置し自然に日光に当て、
適切状態の含水率が１６％であり、プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して０．
８Ｌ／ｍ２の施用量で修復する土壌に施用し、プロバイオティクス細菌はバチルス・メガ
テリウムであり、発酵細菌液中の生菌数含有量が１．５×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１
．５週間静置し、修復する土壌の第１段階修復を完了し、その後修復する土壌内に農作物
を栽培し、春の農作物はトマト、夏の農作物はホロ、秋の農作物は大根、冬の農作物はナ
タネであり、
Ｓ４、改質ミミズ糞バイオ炭の複数回施用：農作物の成長期間、１８ｄごとに改質ミミズ
糞バイオ炭を施用量０．１５ｔ／ｈｍ２で施用し、同時に本ステップＳ４中の第１回改質
ミミズ糞バイオ炭の施用時化学肥料を施用し、化学肥料は尿素、リン酸二水素アンモニア
または塩化カリウムであり、化学肥料の施用量が６ｋｇ／ｈｍ２であり、農作物が９７ｄ
成長した時農作物を取り除き、修復する土壌の第２段階修復を完了し、
Ｓ５、ミミズ糞の再利用：第２段階修復が終了した後の土壌にミミズを投与して培養し、
１５５日培養し、土壌の最終修復を完了し、得られたミミズ糞を回収し、回収されたミミ
ズ糞をステップＳ１-１に、次回の汚染土壌の修復に使用し、
ミミズの投与および培養方法は以下のとおりであり：
Ｓ５-１：第２段階修復が終了した後の土壌にエイセニアフォエティダ飼料を投与し、０
．６ｔ／ｈｍ２の施用量で回して土壌に施用し、エイセニアフォエティダを投与して培養
し、エイセニアフォエティダの培養密度が３ｋｇ／ｍ２であり、３０日間培養した後表層
土壌ミミズ糞を初めて収集し、表層土壌ミミズ糞厚さが１０ｃｍであり、
Ｓ５-２：継続的に培養し２５日ごとに表層土壌ミミズ糞を収集し、５回繰り返し、
Ｓ５-３：最後の表層土壌ミミズ糞の収集の後、自然日光法によって成年エイセニアフォ
エティダを収集して再利用し、若ミミズとミミズ卵を土壌に保持し、修復する土壌の最終
修復を完了する。
ミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用・施用して汚染土壌を修復する方法は、図１に
示すように、以下のステップを含み：
Ｓ１、改質ミミズ糞バイオ炭の調製：
Ｓ１-１、熱分解乾燥：ミミズ糞はエイセニアフォエティダミミズ糞を採用し、ミミズ糞
の調製方法は、エイセニアフォエティダを５５ｇ／ｍ２の密度で市町村の汚泥に接種し、
市町村の汚泥が全部汚泥由来ミミズ糞に変換するまで、２．５ヶ月堆肥処理し、ミミズ糞
を乾燥し粉砕して、粒子径０．１５ｍｍのミミズ糞粉末を得、ミミズ糞粉末をオーブンに
入れ５８０℃で２ｈ熱分解して、ミミズ糞バイオ炭を得、
Ｓ１-２、過マンガン酸カリウム酸化処理：ステップＳ１-１で得られたミミズ糞バイオ炭
を質量濃度５％の過マンガン酸カリウム溶液に加え、ミミズ糞バイオ炭と過マンガン酸カ
リウム溶液の質量比が１．３：１００であり、常温条件下で５ｈ攪拌した後、ミミズ糞バ
イオ炭を濾過し、脱イオン水で連続濾過によって洗浄し、ミミズ糞バイオ炭を乾燥して過
マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭を得、
Ｓ１-３、磁化処理：ステップＳ１-２で得られた過マンガン酸カリウム酸化処理されたミ
ミズ糞バイオ炭を脱イオン水に入れ、同時にＦｅＣｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２
Ｏを加え、過マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭、脱イオン水、ＦｅＣ
ｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏの質量比が２：４５：１．２：０．９であり、磁
気攪拌によって１１５℃条件下で攪拌しながら、混合溶液のｐＨが１０．５になるまでモ
ル濃度１０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を加え、１．５ｈ磁気攪拌し、冷却し濾過
して磁化処理されたミミズ糞バイオ炭を得、磁化処理されたミミズ糞バイオ炭を脱イオン
水で連続濾過によって洗浄し、乾燥して改質ミミズ糞バイオ炭を得、
ステップＳ１-１、Ｓ１-２、Ｓ１-３では、乾燥温度が８０℃であり、ステップＳ１-２と
Ｓ１-３では、脱イオン水で連続濾過によって洗浄し、洗浄後の脱イオン水のｐＨが変化
しないと洗浄を完了し、
Ｓ２、改質ミミズ糞バイオ炭およびプロバイオティクス細菌の初回施用：ステップＳ１-
３で得られた改質ミミズ糞バイオ炭を７ｔ／ｈｍ２の施用量で修復する土壌に回して施用
し、プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して１Ｌ／ｍ２の施用量で修復する土壌
に施用し、前記プロバイオティクス細菌はバチルス・アミロリクファシエンス（Ｂａｃｉ
ｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ）であり、発酵細菌液中の生菌数含有量
が１．６×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１．５週間静置した後、修復する土壌中の表層土
壌の含水率が２６％になるまで、修復する土壌を回して灌漑し、灌漑方法は点滴灌漑であ
り、灌漑速度が０．４ｍ３／ｍ２・ｈであり、
Ｓ３、プロバイオティクス細菌二回施用および農作物栽培：修復する土壌中表層土壌の含
水率が適切状態になるまで、ステップＳ２中の修復する土壌を静置し自然に日光に当て、
適切状態の含水率が１６％であり、プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して０．
８Ｌ／ｍ２の施用量で修復する土壌に施用し、プロバイオティクス細菌はバチルス・メガ
テリウムであり、発酵細菌液中の生菌数含有量が１．５×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１
．５週間静置し、修復する土壌の第１段階修復を完了し、その後修復する土壌内に農作物
を栽培し、春の農作物はトマト、夏の農作物はホロ、秋の農作物は大根、冬の農作物はナ
タネであり、
Ｓ４、改質ミミズ糞バイオ炭の複数回施用：農作物の成長期間、１８ｄごとに改質ミミズ
糞バイオ炭を施用量０．１５ｔ／ｈｍ２で施用し、同時に本ステップＳ４中の第１回改質
ミミズ糞バイオ炭の施用時化学肥料を施用し、化学肥料は尿素、リン酸二水素アンモニア
または塩化カリウムであり、化学肥料の施用量が６ｋｇ／ｈｍ２であり、農作物が９７ｄ
成長した時農作物を取り除き、修復する土壌の第２段階修復を完了し、
Ｓ５、ミミズ糞の再利用：第２段階修復が終了した後の土壌にミミズを投与して培養し、
１５５日培養し、土壌の最終修復を完了し、得られたミミズ糞を回収し、回収されたミミ
ズ糞をステップＳ１-１に、次回の汚染土壌の修復に使用し、
ミミズの投与および培養方法は以下のとおりであり：
Ｓ５-１：第２段階修復が終了した後の土壌にエイセニアフォエティダ飼料を投与し、０
．６ｔ／ｈｍ２の施用量で回して土壌に施用し、エイセニアフォエティダを投与して培養
し、エイセニアフォエティダの培養密度が３ｋｇ／ｍ２であり、３０日間培養した後表層
土壌ミミズ糞を初めて収集し、表層土壌ミミズ糞厚さが１０ｃｍであり、
Ｓ５-２：継続的に培養し２５日ごとに表層土壌ミミズ糞を収集し、５回繰り返し、
Ｓ５-３：最後の表層土壌ミミズ糞の収集の後、自然日光法によって成年エイセニアフォ
エティダを収集して再利用し、若ミミズとミミズ卵を土壌に保持し、修復する土壌の最終
修復を完了する。
実施例２
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ１のパラメータが異なり：
Ｓ１-１では、エイセニアフォエティダを５０ｇ／ｍ２の密度で市町村の汚泥に接種し、
２ヶ月堆肥処理し、
粒子径０．１ｍｍのミミズ糞粉末を得、ミミズ糞粉末をオーブンに５５０℃で２ｈ熱分解
し、
Ｓ１-２では、ミミズ糞バイオ炭と過マンガン酸カリウム溶液の質量比が１：１００であ
り、
常温条件下で４ｈ攪拌し、
Ｓ１-３では、過マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭、脱イオン水、Ｆ
ｅＣｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏの質量比が２：４０：１：０．８であり、
磁気攪拌によって１１０℃条件下で攪拌しながら、混合溶液のｐＨが１０になるまでモル
濃度１０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を加えた後、１ｈ磁気攪拌し、
ステップＳ１-１、Ｓ１-２、Ｓ１-３では、乾燥の温度が７５℃である。
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ１のパラメータが異なり：
Ｓ１-１では、エイセニアフォエティダを５０ｇ／ｍ２の密度で市町村の汚泥に接種し、
２ヶ月堆肥処理し、
粒子径０．１ｍｍのミミズ糞粉末を得、ミミズ糞粉末をオーブンに５５０℃で２ｈ熱分解
し、
Ｓ１-２では、ミミズ糞バイオ炭と過マンガン酸カリウム溶液の質量比が１：１００であ
り、
常温条件下で４ｈ攪拌し、
Ｓ１-３では、過マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭、脱イオン水、Ｆ
ｅＣｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏの質量比が２：４０：１：０．８であり、
磁気攪拌によって１１０℃条件下で攪拌しながら、混合溶液のｐＨが１０になるまでモル
濃度１０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を加えた後、１ｈ磁気攪拌し、
ステップＳ１-１、Ｓ１-２、Ｓ１-３では、乾燥の温度が７５℃である。
実施例３
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ１のパラメータが異なり：
Ｓ１-１では、エイセニアフォエティダを６０ｇ／ｍ２の密度で市町村の汚泥に接種し、
３ヶ月堆肥処理し、
粒子径０．２ｍｍのミミズ糞粉末を得、ミミズ糞粉末をオーブンに６００℃で２ｈ熱分解
し、
Ｓ１-２では、ミミズ糞バイオ炭と過マンガン酸カリウム溶液の質量比が１．５：１００
であり、
常温条件下で６ｈ攪拌し、
Ｓ１-３では、過マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭、脱イオン水、Ｆ
ｅＣｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏの質量比が２：５０：１．３：１であり、
磁気攪拌によって１２０℃条件下で攪拌しながら、混合溶液のｐＨが１１になるまでモル
濃度１０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を加えた後、２ｈ磁気攪拌し、
ステップＳ１-１、Ｓ１-２、Ｓ１-３では、乾燥の温度が８５℃である。
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ１のパラメータが異なり：
Ｓ１-１では、エイセニアフォエティダを６０ｇ／ｍ２の密度で市町村の汚泥に接種し、
３ヶ月堆肥処理し、
粒子径０．２ｍｍのミミズ糞粉末を得、ミミズ糞粉末をオーブンに６００℃で２ｈ熱分解
し、
Ｓ１-２では、ミミズ糞バイオ炭と過マンガン酸カリウム溶液の質量比が１．５：１００
であり、
常温条件下で６ｈ攪拌し、
Ｓ１-３では、過マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭、脱イオン水、Ｆ
ｅＣｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏの質量比が２：５０：１．３：１であり、
磁気攪拌によって１２０℃条件下で攪拌しながら、混合溶液のｐＨが１１になるまでモル
濃度１０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を加えた後、２ｈ磁気攪拌し、
ステップＳ１-１、Ｓ１-２、Ｓ１-３では、乾燥の温度が８５℃である。
実施例４
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ２のパラメータが異なり：
ステップＳ１-３で得られた改質ミミズ糞バイオ炭を６ｔ／ｈｍ２の施用量で回して修復
する土壌に施用し、
発酵細菌液中の生菌数含有量が１．５×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、
１週間静置した後、修復する土壌中表層土壌の含水率が２５％になるまで、修復する土壌
を回して灌漑し、
灌漑速度が０．３ｍ３／ｍ２・ｈである。
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ２のパラメータが異なり：
ステップＳ１-３で得られた改質ミミズ糞バイオ炭を６ｔ／ｈｍ２の施用量で回して修復
する土壌に施用し、
発酵細菌液中の生菌数含有量が１．５×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、
１週間静置した後、修復する土壌中表層土壌の含水率が２５％になるまで、修復する土壌
を回して灌漑し、
灌漑速度が０．３ｍ３／ｍ２・ｈである。
実施例５
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ２のパラメータが異なり：
ステップＳ１-３で得られた改質ミミズ糞バイオ炭を８ｔ／ｈｍ２の施用量で回して修復
する土壌に施用し、
発酵細菌液中の生菌数含有量が１．７×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、
２週間静置した後、修復する土壌中表層土壌の含水率が２８％になるまで修復する土壌を
回して灌漑し、
灌漑速度が０．５ｍ３／ｍ２・ｈである。
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ２のパラメータが異なり：
ステップＳ１-３で得られた改質ミミズ糞バイオ炭を８ｔ／ｈｍ２の施用量で回して修復
する土壌に施用し、
発酵細菌液中の生菌数含有量が１．７×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、
２週間静置した後、修復する土壌中表層土壌の含水率が２８％になるまで修復する土壌を
回して灌漑し、
灌漑速度が０．５ｍ３／ｍ２・ｈである。
実施例６
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ３のパラメータが異なり：
適切状態の含水率が１５．５％であり、
プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して０．７Ｌ／ｍ２の施用量で修復する土壌
に施用し、
発酵細菌液中の生菌数含有量が１．４×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１週間静置する。
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ３のパラメータが異なり：
適切状態の含水率が１５．５％であり、
プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して０．７Ｌ／ｍ２の施用量で修復する土壌
に施用し、
発酵細菌液中の生菌数含有量が１．４×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１週間静置する。
実施例７
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ３のパラメータが異なり：
適切状態の含水率が１８．５％であり、
プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して１Ｌ／ｍ２の施用量で修復する土壌に施
用し、
発酵細菌液中の生菌数含有量が１．６×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、２週間静置する。
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ３のパラメータが異なり：
適切状態の含水率が１８．５％であり、
プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して１Ｌ／ｍ２の施用量で修復する土壌に施
用し、
発酵細菌液中の生菌数含有量が１．６×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、２週間静置する。
実施例８
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ４のパラメータが異なり：
農作物の成長期間、１５ｄごとに改質ミミズ糞バイオ炭を施用し、施用量が０．１ｔ／ｈ
ｍ２であり、
化学肥料の施用量が５ｋｇ／ｈｍ２であり、農作物が９０ｄ成長した時農作物を取り除く
。
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ４のパラメータが異なり：
農作物の成長期間、１５ｄごとに改質ミミズ糞バイオ炭を施用し、施用量が０．１ｔ／ｈ
ｍ２であり、
化学肥料の施用量が５ｋｇ／ｈｍ２であり、農作物が９０ｄ成長した時農作物を取り除く
。
実施例９
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ４のパラメータが異なり：
農作物の成長期間、２０ｄごとに改質ミミズ糞バイオ炭を施用し、施用量が０．２ｔ／ｈ
ｍ２であり、
化学肥料の施用量が８ｋｇ／ｈｍ２であり、農作物が１０５ｄ成長した時農作物を取り除
く。
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ４のパラメータが異なり：
農作物の成長期間、２０ｄごとに改質ミミズ糞バイオ炭を施用し、施用量が０．２ｔ／ｈ
ｍ２であり、
化学肥料の施用量が８ｋｇ／ｈｍ２であり、農作物が１０５ｄ成長した時農作物を取り除
く。
実施例１０
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ５のパラメータが異なり：
第２段階修復が終了した後の土壌にミミズを投与して培養し、１２４日間培養し、
Ｓ５-１では、エイセニアフォエティダ飼料を０．５ｔ／ｈｍ２の施用量で回して土壌に
施用し、
エイセニアフォエティダの培養密度が２．８ｋｇ／ｍ２であり、
２８日間培養した後表層土壌ミミズ糞を初めて収集し、
表層土壌ミミズ糞厚さが１０ｃｍであり、
Ｓ５-２では、継続的に培養し２４日ごとに表層土壌ミミズ糞を収集し、４回繰り返す。
実施例１１
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ５のパラメータが異なり：
第２段階修復が終了した後の土壌にミミズを投与して培養し、１８７日間培養し、
Ｓ５-１では、エイセニアフォエティダ飼料を０．７ｔ／ｈｍ２の施用量で回して土壌に
施用し、
エイセニアフォエティダの培養密度が３．１ｋｇ／ｍ２であり、
３１日間培養した後表層土壌ミミズ糞を初めて収集し、
表層土壌ミミズ糞厚さが１０ｃｍであり、
Ｓ５-２では、継続的に培養し２６日ごとに表層土壌ミミズ糞を収集し、６回繰り返す。
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ５のパラメータが異なり：
第２段階修復が終了した後の土壌にミミズを投与して培養し、１２４日間培養し、
Ｓ５-１では、エイセニアフォエティダ飼料を０．５ｔ／ｈｍ２の施用量で回して土壌に
施用し、
エイセニアフォエティダの培養密度が２．８ｋｇ／ｍ２であり、
２８日間培養した後表層土壌ミミズ糞を初めて収集し、
表層土壌ミミズ糞厚さが１０ｃｍであり、
Ｓ５-２では、継続的に培養し２４日ごとに表層土壌ミミズ糞を収集し、４回繰り返す。
実施例１１
本実施例は、実施例１と以下の相違点があり、ステップＳ５のパラメータが異なり：
第２段階修復が終了した後の土壌にミミズを投与して培養し、１８７日間培養し、
Ｓ５-１では、エイセニアフォエティダ飼料を０．７ｔ／ｈｍ２の施用量で回して土壌に
施用し、
エイセニアフォエティダの培養密度が３．１ｋｇ／ｍ２であり、
３１日間培養した後表層土壌ミミズ糞を初めて収集し、
表層土壌ミミズ糞厚さが１０ｃｍであり、
Ｓ５-２では、継続的に培養し２６日ごとに表層土壌ミミズ糞を収集し、６回繰り返す。
実験例
実施例１中の方法パラメータを例にして、現場模擬実験を行い、主にＣｄ汚染土壌中のＣ
ｄ２+除去率を観察し、同時に修復後の土壌中の酵素活性を分析し、通常の化学肥料と通
常のミミズ糞を使用した土壌分析結果と比較し、比較分析結果が表１に示される。
表１ 実施例１および比較例中の土壌重金属含有量および酵素活性
実施例１中の方法パラメータを例にして、現場模擬実験を行い、主にＣｄ汚染土壌中のＣ
ｄ２+除去率を観察し、同時に修復後の土壌中の酵素活性を分析し、通常の化学肥料と通
常のミミズ糞を使用した土壌分析結果と比較し、比較分析結果が表１に示される。
表１ 実施例１および比較例中の土壌重金属含有量および酵素活性
表１のデータの比較から分かるように、化学肥料を単一に使用すると土壌中重金属Ｃｄの
除去にあまり役立たず、通常のミミズ糞を使用すると農作物根部と茎葉のＣｄ２+含有量
がある程度低下したが、国家食用標準０．２ｍｇ／ｋｇよりまだ高く、実施例１中のミミ
ズ糞とプロバイオティクス細菌を施用した後、農作物根部と茎葉のＣｄ２+含有量が大幅
低下し、茎葉のＣｄ２+含有量が国家食用標準０．２ｍｇ／ｋｇよりも低い。
３種類の方法による土壌中酵素活性の向上を比較して分かるように、実施例１中のミミズ
糞とプロバイオティクス細菌を施用した後、土壌中酵素活性を効果的に向上させ、主な理
由は、ミミズ糞とプロバイオティクス細菌を施用した後土壌中の可溶性養分、有機リンを
植物が吸収できる無機リンに変換し、土壌有効態窒素の変換能力と無機窒素の供給能力を
高めることである。化学肥料とミミズ糞の単独施用と比較すると、ミミズ糞と２種類のプ
ロバイオティクス細菌を組み合わせることで土壌スクラーゼとりん酸酵素活性を顕著に向
上させることができる。
除去にあまり役立たず、通常のミミズ糞を使用すると農作物根部と茎葉のＣｄ２+含有量
がある程度低下したが、国家食用標準０．２ｍｇ／ｋｇよりまだ高く、実施例１中のミミ
ズ糞とプロバイオティクス細菌を施用した後、農作物根部と茎葉のＣｄ２+含有量が大幅
低下し、茎葉のＣｄ２+含有量が国家食用標準０．２ｍｇ／ｋｇよりも低い。
３種類の方法による土壌中酵素活性の向上を比較して分かるように、実施例１中のミミズ
糞とプロバイオティクス細菌を施用した後、土壌中酵素活性を効果的に向上させ、主な理
由は、ミミズ糞とプロバイオティクス細菌を施用した後土壌中の可溶性養分、有機リンを
植物が吸収できる無機リンに変換し、土壌有効態窒素の変換能力と無機窒素の供給能力を
高めることである。化学肥料とミミズ糞の単独施用と比較すると、ミミズ糞と２種類のプ
ロバイオティクス細菌を組み合わせることで土壌スクラーゼとりん酸酵素活性を顕著に向
上させることができる。
Claims (9)
- ステップＳ１、改質ミミズ糞バイオ炭の調製
ステップＳ１-１、熱分解乾燥：ミミズ糞を乾燥、粉砕して、粒子径０．１～０．２ｍｍ
のミミズ糞粉末を得て、ミミズ糞粉末をオーブンに入れ５５０～６００℃で２ｈ熱分解し
て、ミミズ糞バイオ炭を得て、
ステップＳ１-２、過マンガン酸カリウム酸化処理：ステップＳ１-１で得られたミミズ糞
バイオ炭を過マンガン酸カリウム溶液と混合して改質し、過マンガン酸カリウム酸化処理
されたミミズ糞バイオ炭を得て、
ステップＳ１-３、磁化処理：ステップＳ１-２で得られた過マンガン酸カリウム酸化処理
されたミミズ糞バイオ炭を脱イオン水に入れ、同時にＦｅＣｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４
・７Ｈ２Ｏを加え、過マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭、脱イオン水
、ＦｅＣｌ３・６Ｈ２ＯとＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏの質量比が２：４０～５０：１～１．３
：０．８～１であり、磁気攪拌によって１１０～１２０℃条件下で攪拌しながら、混合溶
液のｐＨが１０～１１になるまでモル濃度１０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム溶液を加え
、１～２ｈ磁気攪拌し、冷却し、濾過して磁化処理されたミミズ糞バイオ炭を得て、磁化
処理されたミミズ糞バイオ炭を脱イオン水で連続濾過によって洗浄してから乾燥し、前記
改質ミミズ糞バイオ炭を得るステップと、
ステップＳ２、改質ミミズ糞バイオ炭およびプロバイオティクス細菌の初回施用
ステップＳ１-３で得られた改質ミミズ糞バイオ炭を６～８ｔ／ｈｍ２の施用量で修復す
る土壌に回して施用し、プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して１Ｌ／ｍ２の施
用量で修復する土壌に施用し、前記プロバイオティクス細菌はバチルス・アミロリクファ
シエンス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ）であり、発酵細菌
液中の生菌数含有量が１．５～１．７×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１～２週間静置した
後、修復する土壌中の表層土壌の含水率が２５～２８％になるまで、修復する土壌を回し
て灌漑するステップと、
ステップＳ３、プロバイオティクス細菌の二回施用および農作物栽培
修復する土壌中の表層土壌の含水率が適切状態になるまで、ステップＳ２中の修復する土
壌を静置し自然に日光に当て、プロバイオティクス細菌を発酵細菌液に調製して０．７～
１Ｌ／ｍ２の施用量で修復する土壌に施用し、前記プロバイオティクス細菌はバチルス・
メガテリウム（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ）であり、発酵細菌液中の生菌
数含有量が１．４～１．６×１０８ｃｆｕ／ｍＬであり、１～２週間静置し、修復する土
壌の第１段階の修復を完了し、その後修復する土壌に農作物を栽培するステップと、
ステップＳ４、改質ミミズ糞バイオ炭の複数回施用
農作物成長期間、１５～２０ｄごとに改質ミミズ糞バイオ炭を施用し、施用量が０．１～
０．２ｔ／ｈｍ２であり、同時に本ステップＳ４中の第１回改質ミミズ糞バイオ炭の施用
時に化学肥料を施用し、化学肥料の施用量が５～８ｋｇ／ｈｍ２であり、農作物が９０～
１０５ｄ成長した時農作物を取り除き、修復する土壌の第２段階の修復を完了させるステ
ップと、
ステップＳ５、ミミズ糞の再利用
第２段階修復が終了した土壌にミミズを投与して１２４～１８７日間培養し、土壌の最終
修復を完了し、得られたミミズ糞を回収し、回収されたミミズ糞をステップＳ１-１に利
用し、次回の汚染土壌の修復に使用するステップと、
を含む、ことを特徴とするミミズ糞とプロバイオティクス細菌を適用・施用して汚染土壌
を修復する方法。 - 前記ステップＳ１-１中のミミズ糞はエイセニアフォエティダミミズ糞であり、ミミズ糞
の調製方法は、エイセニアフォエティダを５０～６０ｇ／ｍ２の密度で市町村の汚泥に接
種し、市町村の汚泥が全部汚泥由来ミミズ糞に変換するまで２～３ヶ月堆肥処理すること
である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記ステップＳ１-２の過マンガン酸カリウム酸化処理は具体的には、ステップＳ１-１で
得られたミミズ糞バイオ炭を質量濃度５％の過マンガン酸カリウム溶液に入れ、ミミズ糞
バイオ炭と過マンガン酸カリウム溶液の質量比が１～１．５：１００であり、常温条件下
で４～６ｈ攪拌した後、ミミズ糞バイオ炭を濾過し、脱イオン水で連続濾過によって洗浄
し、ミミズ糞バイオ炭を乾燥して過マンガン酸カリウム酸化処理されたミミズ糞バイオ炭
を得る、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記ステップＳ１-１、Ｓ１-２、Ｓ１-３では、乾燥温度が７５～８５℃であり、前記ス
テップＳ１-２とＳ１-３で脱イオン水で連続濾過によって洗浄し、洗浄後の脱イオン水の
ｐＨが変化しないと洗浄を完了する、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 前記ステップＳ２中の灌漑方法は点滴灌漑であり、灌漑速度が０．３～０．５ｍ３／ｍ２
・ｈである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記ステップＳ３中の適切状態の含水率は１５．５～１８．５％である、ことを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 - 前記ステップＳ３中の農作物は、春がトマト、夏がホロまたはレタス、秋が大根またはホ
ウレンソウ、冬がナタネまたはキャベツである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法
。 - 前記ステップＳ４中の化学肥料は尿素、リン酸二水素アンモニアまたは塩化カリウムであ
る、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記ステップＳ５のミミズの培養方法は、
ステップＳ５-１：第２段階修復完了した後の土壌にエイセニアフォエティダ飼料を投与
し、０．５～０．７ｔ／ｈｍ２の施用量で土壌に回して施用し、エイセニアフォエティダ
を投与して培養し、エイセニアフォエティダの培養密度が２．８～３．１ｋｇ／ｍ２であ
り、２８～３１日培養した後表層土壌ミミズ糞を初めて収集し、表層土壌ミミズ糞厚さが
１０ｃｍであり、
ステップＳ５-２：継続的に培養し、２４～２６日ごとに表層土壌ミミズ糞を収集し、４
～６回繰り返し、
ステップＳ５-３：最後の表層土壌ミミズ糞収集が終了した後、自然日光法で成年エイセ
ニアフォエティダを収集して再利用し、若ミミズとミミズ卵を土壌に保持し、修復する土
壌の最終修復を完了するステップを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
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|---|---|---|---|
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| CN202210979333.8A CN115338242B (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 一种应用蚯蚓粪和益生菌配施修复污染土壤的方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| CN116574518A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-08-11 | 中国农业大学 | 一种调优盐碱地土壤结构的有机改良剂及其制备方法 |
| CN117280908A (zh) * | 2023-09-19 | 2023-12-26 | 山东师范大学 | 一种基于高δ13C值微生物残体物料的土壤熟化方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007176759A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Matsumoto Biseibutsu Kenkyusho:Kk | ミミズ糞を利用した微生物資材とその使用法 |
| CN102553904B (zh) * | 2012-01-17 | 2013-06-05 | 浙江博世华环保科技有限公司 | 一种重金属污染土壤的生物修复方法 |
| CN104388094B (zh) * | 2014-10-13 | 2017-04-05 | 广东省生态环境与土壤研究所（广东省土壤科学博物馆） | 一种铁基生物炭材料、其制备工艺以及其在土壤污染治理中的应用 |
| CN105149345B (zh) * | 2015-09-30 | 2017-12-26 | 西施生态科技股份有限公司 | 一种微生物、植物、生物炭协同修复土壤重金属污染的方法 |
| CN106670226A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-17 | 天长市天龙泵阀成套设备厂 | 一种土壤有机污染的生物修复方法 |
| CN107377615A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-11-24 | 郭婷 | 一种简单、易实施的土壤修复方法 |
| CN107445762A (zh) * | 2017-08-07 | 2017-12-08 | 南京农业大学 | 一种土壤调理剂及其制备方法 |
| CN109504398B (zh) * | 2018-12-30 | 2020-06-09 | 山东合泰检测技术服务有限公司 | 一种腐植酸纳米零价铁土壤Cr污染修复剂及制备方法 |
| CN109913228A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-21 | 河南大学 | 高磁性改性生物炭及其制备方法和在治理土壤重金属污染中的应用 |
| CN110590447A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-20 | 青岛九天智慧农业集团有限公司 | 一种酸性微生物菌剂、其制备方法及应用 |
| CN113695382B (zh) * | 2020-05-23 | 2023-08-15 | 中国环境科学研究院 | 一种微生物土壤层弥散混合接种方法 |
| CN111871374A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-03 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种磁性生物炭的制备方法及其应用 |
| CN112980446B (zh) * | 2021-02-05 | 2021-11-02 | 农业农村部环境保护科研监测所 | 一种同步固载镉和砷的铁改性蛋壳生物炭制备工艺及应用 |
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| CN114307955B (zh) * | 2021-11-29 | 2022-08-26 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 生物炭联合生物降解修复农田土壤有机污染物的方法 |
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- 2022-08-16 CN CN202210979333.8A patent/CN115338242B/zh active Active
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