JPH0775772A

JPH0775772A - 土壌の修復方法

Info

Publication number: JPH0775772A
Application number: JP5170907A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Yamamoto; 一郎山本; Hideaki Matsuyama; 秀明松山; Osamu Koyama; 修小山; Kenta Kosho; 健太古庄; Toyoichi Yokomaku; 豊一横幕
Original assignee: Kankyo Engineering Co Ltd
Current assignee: Kankyo Engineering Co Ltd
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】広範囲に及ぶ難分解性有機物で汚染された土壌
を低コストで、且つ確実に浄化修復する方法を提供する
こと。【構成】難分解性有機物で汚染された土壌に、過酸化
水素を注入することを特徴とする土壌の修復方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は難分解性有機物で汚染さ
れた土壌の修復方法に関し、更に詳しくは毒性の強い各
種合成有機物で汚染された土壌を経済的に修復する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】過去長い期間にわたっ
て、ポリクロロビフェニール（ＰＣＢ）等の塩素化有機
物、フェノール類、ＢＴＸ類、その誘導体等の芳香族物
質、農薬・防腐剤等、ＤＤＴ、ＢＨＣ等の農薬・防腐剤
等、石油、その留分等の石油製品等の有害な有機物が使
用されてきた。これらの有毒物質は、本来環境から隔離
されて使用及び処分さるべきであるが、実際には製造場
所及び使用場所等によって環境中にかなりの量が漏洩又
は放出され、大気中及び土壌中に混入拡散している。

【０００３】又、上記の如き毒性の強い物質は、使用後
にその廃棄処分に困り、山中等に大量に投棄され、その
後土壌中に浸透し、その拡散によって環境汚染が拡大し
ている。これらの有害有機物質は多くの場合土壌中の微
生物によっては分解困難な物質であり、長期間土壌中に
留まり、河川や海洋までそれらの有害物質の拡散が生
じ、環境破壊の一大要因となっている。以上の如き難分
解性有機物で汚染された土壌の浄化方法としては、従来
次の様な方法が提案されている。

【０００４】汚染された土壌を掘上げ、掘上げた土壌
を焼却する方法、土壌表面をゴムシート、セメント、コンクリート等で
被覆し、汚染物質が雨水によって拡散しない様にして封
じ込める方法、掘上げた土壌を加温したり、水蒸気を吹き込んだり、
或は減圧等によって揮発性の汚染物質を土壌中から分離
する方法、土層中にパイプを差し込み、このパイプに真空排気ポ
ンプをつないで汚染物質を蒸気として回収する方法、汚染された部分の地下水を汲み上げ、これを浄化した
後再び地下へ圧入し、これを繰り返して浄化する方法、汚染部分に電極を差し込み、これに電流を流し、ジュ
ール熱によって土壌を溶融し、汚染物を分解或は固定す
る方法等。

【０００５】

【発明が解決しようとしている問題点】以上の方法は、
汚染範囲が狭い場合には、それなりに有効な方法である
が、汚染範囲が広くなると費用がかかりすぎ、実用的価
値を失い、現在まで有効な浄化方法が提案されていな
い。従って本発明の目的は、広範囲に及ぶ難分解性有機
物で汚染された土壌を低コストで、且つ確実に浄化修復
することが出来る方法を提供することである。

【０００６】

【問題点を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、難分解性有機物
で汚染された土壌に、過酸化水素を注入することを特徴
とする土壌の修復方法である。

【０００７】

【作用】触媒、例えば、鉄イオンの存在下で過酸化水素
を作用させると、ＯＨラジカルを発生し、強い酸化力を
発現する。本発明ではこの反応を土壌中で行い、土壌中
に存在する難分解性有害有機物を酸化分解しようとする
ものである。本発明の方法では、これら難分解性有機物
を上記反応によって完全に酸化分解して無害化する必要
はなく、これらの難分解性有害有機物を、土壌微生物が
分解可能な範囲にまで一部分酸化分解すればよい。そう
することによって、その後は土壌中の微生物によって上
記有害有機物質が、最終的には水、炭酸ガス、硝酸等に
まで分解され、土壌の完全な浄化修復が達成される。

【０００８】例えば、有機塩素化合物あれば、これれを
過酸化水素によって部分的な脱塩素反応を行うことで、
難分解なものから土壌微生物的によって易分解性のもの
に変換することが出来る。例えば、クロロエタンで考え
ると、４個の水素が全て塩素に置換されているテトラク
ロロエタンでは微生物分解性を全く示さないが、３個所
置換されているトリクロロエタンでは分解微生物が存在
し、２個所、更に１個所置換と塩素置換数が減少するほ
ど微生物による分解性は向上する。同様に、多環芳香族
においてもハロゲン置換数の少ないほど、微生物分解性
は良好になり、又、酸化反応によって開環反応或はＯＨ
基やＣＯＯＨ基等が付加する事が期待され、これによっ
て親水性を増すことによっても微生物による分解性は向
上する。

【０００９】以上の様に、本発明の方法においても難分
解性有機物を、鉄等の触媒下での過酸化水素による酸化
のみで分解処理しようとすると、酸化分解に最低限必要
な化学量論的な過酸化水素或は鉄触媒が必要となり、必
ずしも経済的とはいえない場合がある。しかしながら、
部分的な脱塩素、低分子量化、ベンゼン環の開環、ＯＨ
基やＣＯＯＨ基の付加等の部分反応が進行することで、
微生物による分解性が飛躍的に向上し、化学酸化処理と
微生物処理の相乗効果により本発明の目的が達成され
る。

【００１０】本発明の方法によれば次の如き利点が得ら
れる。汚染土壌を搬出することなく、原位置にて浄化可能で
ある。その結果、大量の汚染土壌を搬出処分する必要がな
く、施工費用が安価になるだけでなく、汚染物の移動・
運搬にかかわるトラブルを回避することが出来る。微生物分解までを包含すると、難分解性有機物を二酸
化炭素と水まで分解出来る為、２次公害の発生がなく安
全性が極めて大である。化学酸化分解と微生物分解の相乗効果によって、酸化
剤の必要量が難分解性有機物の分解に必要な化学量論量
よりはるかに少なくてよので経済性が高い。

【００１１】

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。本発明によって処理される
土壌は、土壌中に微生物によって短期間では分解されな
い合成有機物を含有する土壌であって、例えば、工場の
敷地内、工場の敷地跡、産業廃棄物処理場、その跡、産
業廃棄物が廃棄された場所及びそれらの周辺等である。

【００１２】上記の場所には、場所によって種々異なる
が、例えば、有機塩素化合物：パークロロエチレン、トリクロロエ
チレン、テトラクロロエタン、トリクロロエタン、クロ
ロベンゼン類、クロロナフタレン類、ヘキサクロロシク
ロキサン、ポリクロロビフェニール（ＰＣＢ）等、芳香族化合物：フェノール、トルオール、カテコー
ル、ビフェニル、キノリン、ジベンゾフラン、ピレン、
フェナントレン、アントラセン、フルオレン、アセナフ
テン、カルバゾール等、農薬・防腐剤等：ジクロロジフェニルトリクロロエタ
ン（ＤＤＴ）、ベンゼンヘキサクロライド（ＢＨＣ）、
クレゾール、チウラム、シマジン、イソキサチオン、ダ
イアジノン、フェニトロチオン、クロルピリホス、トリ
クロルホン、ブタホミス、プロピザミド等石油及び留分：原油、重油、軽油、灯油、潤滑油等の有害且つ微生物難分解性有機物質で汚染されている場
合が多く、これらの場所において本発明方法は有利に適
用される。

【００１３】上記場所の土壌中に、先ず第一に、過酸化
水素の分解触媒を注入する。過酸化水素の触媒は、金属
化合物が良いが、特にコストの面からは、金属鉄又は鉄
化合物が挙げられ、これらの触媒の形態としては、粒状
又は粉末の金属鉄、酸化第１鉄、酸化第２鉄、マグネタ
イト等の鉄酸化物、水酸化第１鉄、水酸化第２鉄、オキ
シ水酸化鉄、硫酸鉄（Ｉ）及び（ＩＩ）、塩化鉄（Ｉ）
及び（ＩＩ）等の鉄塩が挙げられ、又、製鉄所の圧延工
程排水の処理過程で発生する圧延スケールやメッキ・冷
間圧延工程の酸洗排水処理過程で発生する水酸化鉄スラ
ッジ等も使用することが出来る。

【００１４】又、一般の土壌中には鉄が既に含まれてい
ることがあり、土壌中の鉄濃度が鉄原子換算で０．００
１重量％以上ある場合には特に触媒の注入は必要ない。
上記触媒を土壌中に注入する方法としては、例えば、粒状又は粉末上にしてすき込む方法、水溶液を散布する方法、水溶液又はスラリー状にして、土壌中に差し込んだパ
イプを通して圧入する方法、土壌を掘上げ、混練機等を用いて土壌中に鉄を混ぜ込
む方法等が挙げられるが、その他何れの方法でもよく、
出来る限り触媒と土壌とが均等に混ざることが好ましい
が、多少不均一であっても雨水等によって拡散されるも
ので、触媒としての目的は充分に達成される。

【００１５】触媒を注入後に過酸化水素を注入するが、
その方法としては、例えば、水溶液を散布する方法、水溶液を、土壌中に差し込んだパイプ等を通して圧入
する方法等が挙げられる又、一度に所定量を注入する方法と、所定量を何回かに
分けて注入する方法があり、汚染濃度が高い場合には分
注方法が一般によい結果が得られる。又、過酸化水素
は、土壌中に注入する際には、過酸化水素の無用の分解
を防ぐ為に、例えば、その濃度を０．５〜５重量％、最
善には１重量％又はその前後の濃度で使用することが好
ましい。

【００１６】本発明では、過酸化水素を注入した後、適
当な間隔、例えば、約３時間〜１０日間後に、土壌中
に、一部分解した難分解性有機物を分解する微生物を注
入することが出来る。尚、土壌中に充分な微生物が存在
している場合には上記微生物の注入は不要である。尚、
前記した汚染物質は、微生物による分解が不可能か又は
難分解なものが殆どである。しかし、長期間汚染物質に
よって汚染されていた土壌中には、その汚染物質に対し
て分解能を有する様になった微生物が見いだされる場合
がある。この様な微生物を取り出して別途培養及び増殖
させて、上記の微生物の注入に使用することがより効果
的である。

【００１７】又、汚染物質の分解能を有する微生物の増
殖能力が大きくなく、実用的な意味において汚染物質の
分解能を有効に利用することが出来ない場合は、遺伝子
工学的方法或は進化分子工学的方法によって微生物を改
良することが有効である。又、改良を加えた微生物或は
野生の微生物に限らず、予め培養して出来るだけ大量の
微生物を、汚染した土壌に導入することが有効である。
又、微生物を併用する本発明の方法を実施した汚染土壌
には、汚染物質を分解する微生物が生息しているので、
この浄化の完了した土壌を微生物源として新たな汚染土
壌に混合する方法も有効である。

【００１８】又、本発明におては、土壌中の微生物の数
が少ない土壌の場合には、これらの微生物の増殖に有用
な微生物の栄養分を注入して上記微生物を活性化させる
ことが出来る。又、微生物を注入する場合においても、
土壌中に微生物の栄養分が少ない場合には、該微生物の
栄養分を注入することが好ましい。

【００１９】難分解性物質を分解する微生物の栄養分と
しては、土壌中に不足しがちな窒素と燐を主として使用
することが好ましい。特に、難分解性物質の濃度が高い
場合には必ず使用する必要がある。窒素の形態として
は、アンモニア或はこの塩、硝酸塩等の無機性窒素或は
尿素や各種アミノ酸塩等が使用される。微生物によって
要求される窒素の形態が異なる場合があるので、その微
生物が利用することが出来る形態の窒素を使用する必要
がある。

【００２０】燐としては燐酸及びその塩、肥料として使
用されている過燐酸石灰、熔性燐肥、鶏糞、米ぬか等も
利用することが出来る。各種ビタミン類としては、微生
物によっては、未知の微量ビタミン成分を必要とするも
のがある。通常、微生物培養では酵母エキス、植物エキ
ス、果汁、活性汚泥エキス等を培地に添加することがあ
る。土壌浄化の現場において、この様なものを大量に用
意することは経済的に困難である為、堆肥、乾燥鶏糞、
油粕等の有機性肥料或は脱水した活性汚泥等を土壌に混
合することで良好な結果を得ることが出来る。

【００２１】栄養分としての有機物質としては、微生物
によっては、還元雰囲気において、ニトロ基やハロゲン
基等の電子吸引性の置換基の持つ難分解性物質の脱ニト
ロ反応や脱ハロゲン反応を行うものがある。この様な微
生物を利用する場合には、水素供与体となる有機物を添
加すると有効な場合がある。一般に好気性微生物によっ
て分解され易い有機物、即ちＢＯＤ基質となり得る有機
物は水素供与体となり得る。この様に水素供与体となり
得る有機物質を栄養分として利用することも出来る。以
上の如き微生物の栄養分の注入は必須ではなく、土壌の
性質を調査の上適宜土壌中の注入すればよい。

【００２２】

【実施例】次に実施例及びを挙げて本発明を更に具体的
に説明する。比較例１〜８及び実施例１〜８直径５５０ｍｍ、深さ２ｍの円筒形容器に、人為的に汚
染された土壌を１．７ｍの高さに充填し、下記表１及び
表２に示す条件で実験を行った。鉄触媒は硫酸第２鉄と
鉄粉とを共に粉体の状態で利用し、予め汚染土壌に所定
量混合しておいた。過酸化水素は２００ｍｇ／リットル
水溶液とし、これをを充填した土壌の上部から散布し、
３０日後に汚染物質の濃度を測定した。この結果、本発
明によって難分解性有機物が有効に除去されていること
がわかる。

【００２３】

【表１】濃度単位：対乾燥土壌（Ｗ／Ｗ％）

【００２４】

【表２】濃度単位：対乾燥土壌（Ｗ／Ｗ％）

【００２５】比較例９〜１３及び実施例９〜１８実施例１と同様の装置を用い、鉄触媒としては硫酸第２
鉄の０．１重量％水溶液を乾燥土壌当たり鉄原子換算で
２ｍｇ／リットルを用い、過酸化水素としては、２００
ｍｇ／リットル水溶液を有効酸素換算で２００ｍｇ／ｋ
ｇ用い、充填した土壌中に多孔質のプラスチックを１ｍ
の深さに差し込み、これを通じて鉄触媒及び過酸化水素
とも注入した。実施例の中で乾燥鶏糞を栄養分として使
用したものは、鉄触媒及び過酸化水素を添加した後、実
験槽上面の土壌上に乾燥鶏糞を２００ｇ散布した。以上
の処置後、毎日１回１リットルの水を土壌表面に散布
し、土壌を充填した円筒容器下部から浸透水が流出する
構造とし、流出した浸透水は上面から散布する水の一部
に加えて１リットルとし、土壌表面に散布した。比較例
は実施例と同様の装置に汚染土壌を同様に充填し、鉄触
媒並びに過酸化水素の注入をせず、栄養分と水の散布は
同様に行った。以上の結果を下記表３及び表４に示す。

【００２６】

【表３】濃度単位：対乾燥土壌（ｍｇ／ｋｇ）

【００２７】

【表４】濃度単位：対乾燥土壌（ｍｇ／ｋｇ）

【００２８】

【効果】以上の如き本発明によれば、広範囲に及ぶ難分
解性有機物で汚染された土壌を低コストで、且つ確実に
浄化修復することが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古庄健太東京都千代田区鍛冶町１−５−７環境エンジニアリング株式会社内 (72)発明者横幕豊一東京都千代田区鍛冶町１−５−７環境エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】難分解性有機物で汚染された土壌に、過
酸化水素を注入することを特徴とする土壌の修復方法。
【請求項２】土壌に過酸化水素を注入する前後に、過
酸化水素の触媒を注入する請求項１に記載の土壌の修復
方法。
【請求項３】過酸化水素の触媒が、金属鉄、鉄酸化
物、水酸化鉄或は鉄塩等の鉄化合物又は鉄イオンである
請求項２に記載の土壌の修復方法。
【請求項４】過酸化水素が、濃度０．５〜５重量％の
過酸化水素水である請求項１〜３に記載の土壌の修復方
法。
【請求項５】過酸化水素の注入後に、少なくとも一部
が酸化された有機物を分解する微生物を注入する請求項
１〜４に記載の土壌の修復方法。
【請求項６】微生物の注入と同時又は前後に、微生物
の活動又は増殖に必要な栄養分を注入する請求項５に記
載の土壌の修復方法。