JPH09276834A

JPH09276834A - 汚染土壌浄化方法

Info

Publication number: JPH09276834A
Application number: JP8091488A
Authority: JP
Inventors: Etsuko Sugawa; 悦子須川; Akira Kuriyama; 朗栗山; Yoshiyuki Azumaya; 良行東家; Masahiro Kawaguchi; 正浩川口; Akira Watanabe; 彰渡辺; Masatoshi Iio; 正俊飯尾; Yuri Chiaki; 由里千秋
Original assignee: Canon Inc; Raito Kogyo Co Ltd
Current assignee: Canon Inc; Raito Kogyo Co Ltd
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】真空抽出法と微生物浄化法の利点を生かし、
より簡便で、かつ修復処理費用を増大させることのない
揮発性汚染物質で汚染された土壌の浄化方法を提供する
こと。【解決手段】土壌中に配置されたリアクタ内の揮発性
汚染物質を分解し得る微生物を保持する反応領域に、土
壌中の汚染領域から揮発性汚染物質を吸引により誘導し
て分解する汚染土壌の浄化方法において、リアクタ近傍
に吸水性ポリマー層を設けて該リアクタ近傍の含水率を
調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は汚染土壌の浄化方法
及びそれに用いる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だしている。これらの多くは環境
中に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、環境水が循環していることを考えると、
陸圏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、トリクロロエチレン（TCE）やテトラク
ロロエチレン（PCE）、ダイオキシンなどの有機塩素化
合物、あるいはトルエン、キシレン、ベンゼンなどの芳
香族化合物、ガソリンなどの燃料などが挙げられる。な
かでもトリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなど
の有機塩素化合物は精密部品の洗浄やドライクリーニン
グなどにおいてかって大量に使用され、その漏洩により
土壌や地下水の大規模な汚染実体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、すでに汚染
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】有機塩素化合物で汚染された土壌の浄化方
法としては、汚染土壌を掘り起こして加熱処理する方
法、汚染土壌から真空抽出する方法、あるいは汚染物質
を分解する能力を有する微生物を注入する方法などが挙
げられる。

【０００４】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
土壌の浄化にも適用困難である。さらに、土壌中から加
熱蒸発させた有機塩素化合物は大気汚染の原因になるの
で、活性炭等に吸着して回収する必要があるが、この使
用済みの活性炭をさらに処理する必要が生じる。

【０００５】これに対して、真空抽出法や微生物利用法
は汚染土壌を掘削する必要がないため安価で簡便である
上、建造物等で地表を使用中の土壌でも地表を使用した
まま修復作業を行うことができる利点がある。しかし、
真空抽出法は数ppm以下の低濃度の有機塩素化合物の除
去効率が低い上に、加熱処理用と同様に回収した有機塩
素化合物を改めて処理をする必要がある。そこで、公開
公報平７−１８５２５２では、吸引した被処理ガスを活
性炭で吸着し、その活性炭を再処理する為に流動床を用
いることによりコンパクトな地上設備を提案している
が、処理用地上設備が必要なことには変わりない。一
方、微生物浄化方法は、土壌に元来生息する土壌の分解
微生物を利用する方法と土壌に元来生息しない外来の分
解微生物を利用する方法に分けられる。前者の場合は、
分解活性を高めるための栄養素、インデューサ、酸素、
増殖刺激剤などの菌活性化物質を土壌に注入して浄化を
行う。具体的に、有機塩素化合物分解能を有する微生
物、例えば、TCE分解菌として単離された報告として
は、Welchia alkenophila sero 5 (USP 4877736, ATCC
53570)、 Welchia alkenophila sero 33 (USP 4877736,
ATCC 53571)、Methylocystis sp. strain M (Agric. B
iol. Chem., 53, 2903 (1989)、Biosci. Biotech. Bioc
hem., 56, 486 (1992)、同56, 736 (1992))、Methylosi
nus trichosprium OB3b (Am. Chem. Soc. Natl. Meet.
Dev. Environ. Microbiol., 29, 365 (1989)、Appl. En
viron. Microbiol., 55, 3155 (1989)、Appl. Biochem.
Biotechnol.,28, 877 (1991)、特開平02-92274号公
報、特開平03-292970号公報)、Methylomonas sp. MM2
（Appl. Environ. Microbiol., 57, 236 (1991)）、Alc
aligenes denitrificans ssp. xylosoxidans JE75（Arc
h. microbiol., 154, 410 (1990)）、Alcaligenes eutr
ophus JMP134（Appl. Environ. Microbiol., 56, 1179
(1990)）Mycobacterium vaccae JOB5（J. Gen. Microbi
ol., 82, 163 (1974)、Appl. Environ. Microbiol., 5
4, 2960 (1989)、ATCC 29678）、Pseudomonas putida B
H(下水道協会誌, 24, 27 (1987))、Acinetobactor sp.
strain G4 (Appl. Environ. Microbiol., 52, 383 (198
6)、同53, 949 (1987)、同54, 951 (1989)、同56, 279
(1990)、同57, 193 (1991)、USP 4925802, ATCC 5361
7、この菌は初めPseudomonas cepaciaと分類されていた
が、Acinetobactor sp.に変更された)、Pseudomonas me
ndocina KR-1 (Bio/Technol., 7, 282 (1989))、Pseudo
monas putidaF1 (Appl. Environ. Microbiol.,54, 1703
(1988)、同54, 2578 (1988))、Pseudomonas fluoresce
ns PFL12（Appl. Environ. Microbiol.,54, 2578 (198
8)）、Pseudomonas putida KWI-9（特開平06-70753号公
報）、Pseudomonas cepacia KK01（特開平06-227769号
公報）、Nitrosomonas europaea（Appl. Environ. Micr
obiol.,56, 1169 (1990)）、Lactobacillus vaginalis
sp.nov（Int. J. Syst. Bacteriol., 39, 368 (1989)、
ATCC 49540）等が知られている。これらの分解菌は、す
べて、TCEを分解するために、その分解誘導物質として
芳香族化合物やメタン等の化学物質を必要とする。また
後者の場合は、外来微生物を土壌に注入するとともに、
分解活性を高めるための菌活性化物質の注入を行う。こ
のとき、できる限り少量の微生物あるいは化学物質など
を目的としている修復領域に広く注入し、これにより汚
染物質を分解して土壌浄化を行うことが経済的に望まれ
る。このため、微生物浄化処理は修復領域の土壌空隙を
満たすほどの薬液量を土壌に注入して行っており、広範
な修復領域に対しては膨大な薬液量が必要となる、とい
う欠点がある。

【０００６】いずれの微生物利用法においても、この注
入した微生物や菌活性化物質を一定地域に封じ込めるこ
とや、処理作業終了後に土中で増殖した分解菌や土壌中
に残留した菌活性物質の回収が困難であるため、これら
による土壌の二次汚染の問題がある。

【０００７】このように、真空抽出法と微生物浄化法に
は加熱処理法を上回る利点はあるのだが、より効率的な
処理を行うには、改善すべき点をなお有するものとなっ
ている。

【０００８】そこで、特開平６−２５４５３７号公報お
よび特開平７−１１２１７６号公報では、真空抽出法と
微生物浄化法を組み合わせ、汚染土壌中の有機塩素化合
物で汚染された空気や地下水を真空吸引して地上のバイ
オリアクタに導き、その中で分解処理する方法が提案さ
れている。これは、有機塩素化合物を微生物分解するこ
とによって真空抽出法の欠点である回収した有機塩素化
合物の再処理を不要にすることと、微生物分解リアクタ
を設置することによって微生物浄化方法の欠点である薬
液注入の問題や二次汚染の問題を解決することを目的と
している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記の真空抽
出法と微生物浄化法を組み合わせた方法では、微生物分
解リアクタを含む地上設備が必要であり、この点におい
て真空抽出法と同じ問題点を抱えていることに変りはな
い。また、微生物の分解活性は温度によって変化するた
め、一定の分解効率を得るためには微生物リアクタを一
定温度に維持する装置や外気温から保護するための設備
が必要になり、真空抽出法単独の場合より地上設備が大
がかりになるという問題もある。

【００１０】すなわち、これらの方法では、大がかりな
設備を必要とするため、地上設備の建設、運転、保守の
為の費用がかかり、総じて修復処理費用を増大させ、ま
た、地上設備が巨大な物になると真空抽出法と微生物浄
化法の加熱処理法に対する利点である土壌の形状や地表
を活用しながら修復を行うという利点さえ失いかねな
い。

【００１１】本発明の目的は、真空抽出法と微生物浄化
法の利点を生かし、より簡便で、かつ修復処理費用を増
大させることのない揮発性汚染物質で汚染された土壌の
浄化方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得る本
発明の汚染土壌の浄化方法は、土壌中の汚染領域内にあ
る揮発性汚染物質を、土壌中に配置されたリアクタ内の
揮発性汚染物質を分解し得る微生物を保持する反応領域
に吸引誘導して分解する汚染土壌の浄化方法において、
前記リアクタ近傍に吸水性ポリマー層を設けて該リアク
タ近傍の含水率を調整することを特徴とする。

【００１３】本発明によれば、地上にリアクタを別途設
ける必要はなく、地上空間の有効スペースを損なうこと
がない。すなわち、汚染土壌表面には杭状体の排気口が
出ているだけなので、地上が大がかりな処理装置で占拠
されることはない。例えば、建物の床下に管状体を打ち
込めば、地上の様子を変えることなくかつ建物を使用し
ながら処理作業を行う事が可能となる。

【００１４】また、土壌内部の温度は気温に比べて変化
が少なく、かつ、土壌微生物の至適温度である１５乃至
２５℃の範囲であるので、特別な加温、冷却、保温設備
を用いることなく一年を通して一定の温度の微生物環境
を容易に提供することができる。すなわち、土壌中の温
度条件等はほぼ一定しているので、リアクタの温度管理
に要する設備や運転のためのコストを低減できる。

【００１５】更に、杭状内に形成した反応領域内に、所
望とする分解活性の強力な微生物を安定して維持するこ
とが可能であり、より効果的な浄化処理が達成できる。
しかも、杭状体は土壌中の気相を吸引して、その排気は
地上方向に排出されるので、杭状体内の薬液や増殖した
汚染分解微生物が外部に漏れて二次汚染を引き起す心配
が無く、かつ処理作業の後処理は杭状体を撤去だけで済
む。

【００１６】更に、浄化装置内の反応領域は、着脱自在
なカセット中に形成されるので、反応領域の交換、反応
領域のみの撤去などを適宜可能となる。更に、カセット
を複数用いて、各カセット内に保持する微生物による分
解対象物を異ならせることで、複数種の汚染物質の分解
が可能となる。

【００１７】更に、本発明では、リアクタの近傍に吸水
性ポリマー層を形成し、吸収性ポリマーに土壌内水分を
補足させることで土壌粒子間隙を満たしていた水分が奪
われ、土中に連続した空気層が形成される。これにより
揮発性汚染物質は連続した空気層を通し、より効率よい
揮発性汚染物質の抽出処理が可能となる。

【００１８】また、これまで真空抽出の効果が期待でき
なかった高密度土壌やシルトを含む土壌でも、水分を除
去することで連続空気層を形成することができ、揮発性
汚染物質除去効果を上げることができる。更に、含水率
を低下させるとその領域内では結果的に微生物の増殖を
抑制する効果があり、例えば汚染物質による微生物の増
加や、リアクタに導入し増殖させた外来菌や土着菌の漏
洩を防止し、なおかつ活性化物質として導入した化学物
質の広範囲な流出をも防止する効果がある。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明における土壌中へのリアク
タの配置と浄化処理は、例えば以下のような方法によっ
て行うことができる。

【００２０】まず、汚染分解微生物を、必要に応じて、
担体（例えば土壌粒子など）に付着または固定させ、更
にその微生物の分解活性を高める物質を添加したものを
管状体に充填し、これを処理対象となる汚染土壌表面に
１〜複数本打ち込む。あるいは管状体を打ち込んだ後担
体、汚染分解微生物、汚染分解微生物活性剤を導入して
も良い。

【００２１】この時、担体としては土壌粒子に限らずい
かなるものでも利用可能であるが、微生物の保持能力に
優れ、通気性を損なわないものがより望ましい。例え
ば、微生物の棲息空間を与えるような材料として、従来
より医薬品工業、食品工業、廃水処理システムで利用さ
れているバイオリアクタで汎用されている様々な微生物
担体が利用できる。より具体的には、多孔質ガラス、セ
ラミクス、金属酸化物、活性炭、カオリナイト、ゼオラ
イト、ベントナイト、シリカゲル、アルミナ、アンスラ
サイト等の無機粒子状担体、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、ゼラチン等
のゲル状担体、イオン交換性セルロース、イオン交換樹
脂、セルロース誘導体、グルタルアルデヒド、ポリアク
リル酸、ポリウレタン、ポリエステル等の高分子担体、
面、麻、紙類、木粉等の天然物担体が挙げられる。

【００２２】汚染分解微生物の分解活性を高める物質と
しては、クエン酸等の栄養素、分解活性を発現させるイ
ンデューサー、微生物の増殖に必要な酸素や、増殖をを
刺激するベントナイト等の微粒子からなる増殖刺激剤等
が挙げられ、これらの１種以上を用いることができ、気
体、液体、固体等の使用形態は問わない。

【００２３】本発明に用い得る微生物は浄化対象土壌の
土着、外来のいずれでもよく、細菌、微細藻類、カビ、
放線菌、原生動物を含み、特に細菌が好適である。この
ような微生物としては、先に従来技術の項で挙げた各種
の有機塩素化合物分解能を有する微生物が利用でき、更
には、Ｊ１株及びＪＭ１株を好適な微生物として挙げる
ことがきる。特に、Ｊ１株及びＪＭ１株は土壌から単離
されたもので、土壌への適用性も高く本発明に好適であ
る。

【００２４】Ｊ１株及びＪＭ１株は、通商産業省、工業
技術院、生命工学工業技術研究所（茨城県つくば市東１
丁目１番３号）にブダペスト条約下での国際寄託として
寄託されている。これらの寄託番号及び寄託日は以下の
とおりである。Ｊ１；ＦＥＲＭＢＰ−５１０２；寄託日：平成６年
５月２５日（ＦＥＲＭＰ−１４３３２から平成７年５月
１７日に国際寄託へ移管）ＪＭ１；ＦＥＲＭＢＰ−５３５２；寄託日：平成７
年１月１０日（ＦＥＲＭＰ−１４７２７から平成７年１
２月２２日に国際寄託へ移管）なお、ＪＭ１株は、芳香族化合物及び有機塩素化合物を
オキシゲナーゼで酸化するＪ１株を変異させて得たもの
で、誘導物質なしでオキシゲナーゼを構成的に発現する
変異株であり、Ｊ１株及びＪＭ１株の菌学的性質は以下
のとおりである。Ｊ１株及びＪＭ１株の菌学的特性；グラム染色性及び形態：グラム陰性桿菌各培地における生育ＢＨＩＡ：生育良好ＭａｃＣｏｎｋｅｙ：生育可能コロニーの色：クリーム色至適温度：２５℃＞３０℃＞３５℃ 運動性：陰性（半流動培地）ＴＳＩ（ｓｌａｎｔ／ｂｕｔｔ）：アルカリ／アルカ
リ、Ｈ₂Ｓ（−）オキシダーゼ：陽性（弱）カタラーゼ：陽性糖の発酵グルコース：陰性シュクロース：陰性ラフィノース：陰性ガラクトース：陰性マルトース：陰性ウレアーゼ：陽性エスクリン加水分解（β−グルコシダーゼ）：陽性硝酸還元：陰性インドール産生：陰性グルコース酸性化：陰性アルギニンジヒドロラーゼ：陰性ゼラチン加水分解（プロテアーゼ）：陰性 β−ガラクトシダーゼ：陰性各化合物の同化：グルコース：陰性Ｌ−アラビノース：陰性Ｄ−マンノース：陰性Ｄ−マンニトール：陰性Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン：陰性マルトース：陰性グルコン酸カリウム：陰性ｎ−カプリン酸：陽性アジピン酸：陰性ｄｌ−リンゴ酸：陽性クエン酸ナトリウム：陽性酢酸フェニル：陰性従って、寄託時にはこれらはコリネバクテリウム・スピ
ーシズ（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍｓｐ．）に
仮分類されたが、その後、寄託菌株の識別表示をＪ１及
びＪＭ１株に変更した。

【００２５】担体、汚染分解微生物、微生物分解活性物
質の管状体への導入は、これらをあらかじめ混合した後
管状体へ充填するか、あるいは担体を管状体へ充填した
後それ以外のものを液状注入するなど、導入材料の性状
により適宜選択すればよい。

【００２６】本発明の方法に用いられる吸水性ポリマー
層は土壌内に設置されたリアクタ近傍に設けられるもの
で、掘削、ボーリング、注入等その形成方法はいずれで
も良く、横溝、縦溝等形状も問わない。すなわち、土壌
中にすでにある溝、空洞、亀裂等の空間や人工的にあら
たに形成した空間に吸水性ポリマーを入れることにより
形成することができる。吸水性ポリマー層とリアクタと
の間隔、吸水性ポリマー層の径、容積、深さ、あるいは
数は、リアクタ設置状況、汚染土壌の含水率、土性、地
下水の状況、汚染状況により適宜決定すればよいが、層
の径は50cmできれば30cm以下が好ましく、効果を更に上
げるためにはリアクタ近傍に複数の吸水性ポリマー層を
形成するのがよい。

【００２７】吸水性ポリマー層内に注入される吸水性ポ
リマーは、水に溶けることなく自重の数十倍〜数百倍も
の水を吸収し、保持する能力を有する高分子である。水
と親和性の高いイオン性基を持ち、ポリマー分子鎖が水
中に拡散、溶解してしまわないよう架橋、不溶化した構
造を有している。

【００２８】本発明の方法における吸水性ポリマー層を
形成できる吸水性ポリマーとしては、土壌に投入して用
いるという使用状況を考慮して、ゲル強度が高く耐塩性
に優れたものが望ましく、例えば農園芸分野で用いられ
ているものを利用することができる。具体的には、デン
プンーアクリロニトリルグラフト重合体加水分解物、デ
ンプンーアクリル酸グラフト重合体、デンプンースチレ
ンスルホン酸グラフト重合体、デンプンービニルスルホ
ン酸グラフト重合体、デンプンーアクリルアミドグラフ
ト重合体、セルロースーアクリロニトリルグラフト重合
体、セルロースースチレンスルホン酸グラフト重合体、
カルボキシメチルセルロース架橋体、ヒアルロン酸、ア
ガロース、ポリビニルアルコール架橋重合体、ポリアク
リル酸ナトリウム架橋体、アクリル酸ナトリウムービニ
ルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル系重合体
ケン化物等を挙げることができ、これらの１種を／また
は２種以上を組み合わせて用いることができる。

【００２９】吸水性ポリマーの形状は粉末状、パウダー
状、微粉末状、ビーズ状、フレーク状、ブロック状、ゲ
ル状、等の各種形態のものが利用できる。

【００３０】吸水性ポリマーは、親水性モノマー（疎水
性モノマーを親水化したものでもよい）を重合し、得ら
れたポリマーを架橋する方法や、重合によって得られた
ポリマーを架橋し、それを親水化する方法等によって製
造することができる。ポリマーの親水化処理としては、
親水基含有モノマーの重合によるポリマーのグラフト
化、親水基含有ポリマーによるポリマーのグラフト化、
ポリマーのケン化あるいは加水分解処理等の方法が利用
できる。また、親水性モノマーの重合により得られたポ
リマーの架橋・不溶化処理としては、架橋剤による網状
化、自己架橋による網状化、光・放射線照射による網状
化、疎水性モノマーの共重合による不溶化、結晶ポリマ
ーブロックの導入による不溶化、多価金属イオンによる
架橋等の方法がある。

【００３１】リアクタを設置し、吸水性ポリマー層を形
成後、必要なら一定期間おいて汚染分解微生物を増殖さ
せ、土壌の含水率を低下させ、管状体上部から地上大気
が管状体内に流入しないようにした後、管状体上部に真
空ポンプを取り付け、管状体下部の地中空気を吸引す
る。この際、管状体の中を流れる空気の移動速度は真空
ポンプの吸引力、土壌の空隙率によって決まる。この空
隙率は圧密度と含水比に左右される。砂質が主体の場
合、湿潤圧密度１.９g/cm³、含水比１５％の平均的な土
壌なら、ポンプさえ強力ならば移動速度は１０ｃｍ／ｍ
ｉｎも可能である。しかし、あまり移動速度を大きくし
すぎると汚染物質と汚染分解微生物との接触時間が短す
ぎて排気口から排出される空気に分解しきれなかった汚
染物質が残留してしまうので、排出空気中の汚染物質濃
度が常に基準値以下になるように真空ポンプの吸引量を
制御する必要がある。また、吸引開始後、数日間は汚染
分解微生物の分解活性が低い場合もあり、やはり吸引量
を低下させて排出空気中の汚染物質濃度を基準値以下に
制御しなければならない。

【００３２】このようにして浄化作業を行った後、雨水
などの浸入によって管状体内から汚染分解微生物、イン
デューサ等が浸出することによる二次汚染が問題になる
場合は、管状体を撤去すればよい。また、二次汚染の問
題が無い場合は、管状体上部の真空ポンプのみ回収し
て、管状体本体は地中に放置することも可能である。

【００３３】

【実施例】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。

【００３４】実施例１内径30mm×長さ1000mmで両端をネジ口に加工したガラス
カラム1本、及びネジ蓋3個を用意した。ねじ蓋2個の内
側にはテフロンコートゴムパッキンをいれ、ふた中央及
びパッキンには針穴を開け0.7mm径のシリコンチューブ
を通した。残り１個は仮蓋とした。

【００３５】カラムに充填する担体には細砂を用いた。
2×YT寒天培地でこの土の初期菌数を測定したところ、
4.5×10⁴個／ｇ（乾燥土壌基準）であった。2×YT培地
の組成は以下の通りである。 2×YT培地組成：・ポリペプトン 16 ｇ/ｌ・酵母エキス 10 ｇ/ｌ・NaCl 5 ｇ/ｌこの土約1500gに以下に示す分解菌/栄養素液を200ml加
え、よくかき混ぜた。この土の最終含水比は、16.3％で
あった。分解菌/栄養素液の組成：・2倍濃度最少培地（2×M9）・Na₂HPO₄ 12.4 ｇ/ｌ・KH₂PO₄ 6.0 ｇ/ｌ・NaCl 1.0 ｇ/ｌ・NH₄Cl 2.0 ｇ/ｌ・クエン酸ナトリウム 10.0 ｇ/ｌ・フェノール 0.3 ｇ/ｌ・分解菌（Ｊ１株）の菌数：2×10⁹個/ｌカラムへの充填はカラム下側に仮蓋をし、粒径5〜10mm
程度の礫を100mmいれた後、上記の湿土1280ｇを礫層上
面から800mmのところまで圧密し、さらに、礫をカラム
上端まで詰め、テフロンチューブを通した蓋をした。そ
の後、カラム下端の仮蓋をテフロンチューブを通した蓋
に変えた。このようにして浄化カラムを作製した。浄化
カラムは立てた状態で三脚に固定し、ポンプ（FURUE SC
IENCE Co.Ltd ローラーポンプRP-MRF1)に接続した。
尚、外部からの菌の混入、及び、土の乾燥を避けるため
に清浄水入りタンクを空気採り入れ口に接続した。装置
を、図１に示す。この状態で、空気を２ml/min送りなが
ら48時間、室温で放置した。（分解菌の増殖期間）次に、容器底部及び蓋にテフロン
チューブをとりつけ、更に蓋内部にテフロンコートゴム
パッキンを使用した30mm×150mmの円筒形容器を用意し
た。この容器の底部20mmの深さまで礫を詰め、その上に
250ｇの細砂を圧密1.9ｇ／cm³となるように詰め、更に
土層の中央に10mm×100mmのガラス棒を土表面より10mm
突き出した状態となるよう挿入し、300ppmのトリクロロ
エチレン（TCE）水溶液50mlをまんべんなく土に振りか
けた後すばやく蓋をし2時間放置し、これを汚染カラム
とした。放置後、ガラス棒を引き抜きここへ顆粒状のポ
リアクリル酸架橋体吸水性ポリマー（三洋化成工業社製
サンウエットＩＭ−5000Ｄ）10ｇを詰めすばやく蓋を締
めた。浄化カラム、図２で示した汚染カラム、ポンプ、
酸素供給用リザーバータンクをテフロンチューブで図３
のように接続し、空気を30ml/minで24時間送りTCEを分
解させた。24時間後汚染カラムを取り外しテフロンチュ
ーブからTCEが漏れないよう絞り、素早くn-ヘキサン100
mlを入れ蓋をし、3分間激しく攪拌し残留したＴＣＥを
抽出し、ＥＣＤ−ガスクロマトグラフにて測定したとこ
ろ残留ＴＣＥは検出されなかった。

【００３６】尚、TCE分解実験終了後、2×YT寒天培地に
よりカラム内の菌数を測定したところ、2.3×10⁸個/g
（乾燥土壌基準）であった。

【００３７】比較例１実施例１と同様に浄化カラムと汚染カラムを用意した。
汚染カラムは汚染後２時間放置した後、ガラス棒を抜き
取り再び土中に戻し素早く蓋をし、実施例１と同様に浄
化カラム、汚染カラム、ポンプ、酸素リザーバータンク
を接続し、30ml/minの送気量で24時間ＴＣＥ分解実験を
行った。24時間経過後、汚染カラムを取り外しテフロン
チューブからＴＣＥが漏れないように絞り、素早くn-ヘ
キサン100mlを入れ蓋をし３分間激しく攪拌した。この
ようにして残留したＴＣＥを抽出しＥＣＤ−ガスクロマ
トグラフにて測定したところ、残留した全TCE量は8.4mg
で、投入した総TCEの約40％が残存していたことが確認
された。

【００３８】実施例２図５に示す実験槽（内寸：幅3m×奥行き3m×深さ3m、ビ
ニルエステルで内面コーティング済み）に実験用人工土
壌を作製した。

【００３９】具体的には、まず、実験槽最下部に礫層
（平均粒径：3cm）を約30cmの厚さに敷き詰めた。次
に、細砂層（平均含水比：18％）として、約60cmの厚さ
に展圧層（平均湿潤圧密度：2.0g/cm³）を４層作製し
た。さらに、最上部に最下部同様に礫層を約30cmの厚さ
に作製し、実験用人工土壌とした。上記人工土壌作製の
際、下部礫層に届くよう、内径50mmのステンレスパイプ
を設置しておいた。

【００４０】次に、上記、人工土壌内に、内径100mm、
長さ3ｍのステンレス製浄化杭を3本設置（人工土壌より
2.4ｍ打ち込み）した。浄化杭内部は図４に示すように
浄化用充填剤を事前にセットした。浄化杭１本あたりの
充填剤の組成は以下の通り。

【００４１】充填剤容積：16リットル１）培地＋インデューサー：4.2リットル組成：・Na₂HPO₄ 12.4 ｇ/ｌ・KH₂PO₄ 6.0 ｇ/ｌ・NaCl 1.0 ｇ/ｌ・NH₄Cl 2.0 ｇ/ｌ・クエン酸ナトリウム 10.0 ｇ/ｌ・フェノール 0.3 ｇ/ｌ２）分解菌の分散液（Ｊ１株、菌数2×10⁸個/ml）：50m
l ３）・活性炭（粒径：約5mm）：6.5 ｋｇ更に、上記浄化装置から等間隔の距離に径200mm深さ3m
の穴を7本あけ、ポリアクリル酸架橋体吸水性ポリマー
（三洋化成工業社製サンウエットＩＭ−5000Ｄ）を各1k
gずつ投入し、これを吸水性ポリマー層とした。

【００４２】浄化装置、吸水性ポリマー層を以上のよう
に設置後、実験層最上部にコンクリートで蓋を作成し
た．これは、実験層密閉のためで、コンクリート製蓋の
上層に更にウレタン樹脂を塗布し、完全に密閉状態にし
た。

【００４３】この蓋を作成する際、空気採り入れ口とし
て、ステンレスパイプ（上端部にバルブを設置、流量調
整、密閉が可能。内径：50mm）を2本、上部礫層に届く
ように設置した。次に、設置した3本の浄化装置と真空
ポンプを繋ぎ、実験準備を行った。

【００４４】浄化杭設置後、24時間放置（土壌温度16
℃）した後、土壌作成時に設置したステンレスパイプを
用いて、実験土壌の下部礫層に、汚染物質として濃度70
0ppmのトリクロロエチレン（TCE）水溶液50リットルを
注入した。（ＴＣＥ量：35ｇ）5時間放置後、真空ポン
プを作動させ（空気採り入れ口開放）、以後、定期的に
真空ポンプ排気口、実験層下部礫層の各気中TCE濃度、
及び、真空ポンプ排気口排出空気量を記録した。測定結
果を図６に示す。TCE濃度の測定は、検知管を用いて行
った。

【００４５】実験終了後、浄化装置を実験層から撤去
し、浄化装置底部周辺の土壌を採取した。採取土壌中の
菌数を希釈平板法（2×YT寒天培地使用）を用いて測定
した結果、浄化装置内に導入した分解菌（J1株）は、検
出されなかった。また、フェノール、クエン酸ナトリウ
ム等も検出されず、浄化操作による環境の二次汚染はな
いことが確認された。また、浄化杭内のJ1株の菌数を測
定したところ7.2×10⁸個／ｇ（乾燥土壌基準）であっ
た。 2×YT寒天培地組成は以下の通り。 2×YT寒天培地組成：・ポリペプトン 16.0g/ｌ・酵母エキス 10.0g/ｌ・NaCl 5.0g/ｌ・アガロース 11.0g/ｌまた、浄化杭及び吸水性ポリマー層内の充填剤を回収
し、活性炭に吸着されているTCEをパージトラップ法を
用いガスクロマトグラフにより、また、吸水性ポリマー
についてはn-hexaneによる抽出法でTCE量を測定した結
果、TCEは検出されなかった。

【００４６】以上、本実施例から明らかなように、本発
明によって効率よく汚染物質の浄化がなされることが確
認された。

【００４７】比較例２実施例２と同様に実験槽を用意し、浄化装置を設置し
た．吸水性ポリマー層は設けず、その他の地上設備は全
く実施例２と同様に準備した。

【００４８】浄化槽設置後24時間放置した後（土壌温度
16℃）、土壌作成時に設置したステンレスパイプを用い
て、実験土壌の下部礫層に、汚染物質として濃度700ppm
のトリクロロエチレン（TCE）水溶液50ｌを注入した。

【００４９】５時間放置後、真空ポンプを作動させ（空
気採り入れ口解放）、以後、定期的に真空ポンプ排気
口、実験槽下部礫層の各気中TCE濃度、及び、真空ポン
プ排気口排出空気量を記録した。測定結果を図７に示
す。実施例２と同様TCE濃度の測定は、検知管を用いて
行った。

【００５０】実験終了後、装置を実験槽から撤去し、装
置底部周辺の土壌を採取した。採取土壌中の菌数を実施
例２同様に希釈平板法を用いて測定した結果、J1株は検
出されなかった。また、フェノール、クエン酸ナトリウ
ムなども検出されなかった。また、浄化杭内のＪ１株の
菌数を測定したところ5.6×10⁸／ｇ（乾燥土壌基準）で
あった。充填剤の活性炭に吸着したTCE量を実施例２と
同様にパージトラップ法により測定したところ、TCEは
検出下限以下であった。

【００５１】図６、図７より本発明の効果が吸水性ポリ
マーによる土壌中通気性向上の効果であることが確認さ
れた。

【００５２】実施例３実施例１と同様に浄化カラム（ただし分解菌はＪＭ１株
とし、またインデューサー用のフェノールは入れない）
と汚染カラムを用意した。汚染カラムは汚染後２時間放
置した後、ガラス棒を抜き取り再び土中に戻し、素早く
蓋をし、実施例１と同様に浄化カラム、汚染カラム、ポ
ンプ、酸素リザーバータンクを接続し、３０ｍｌ／ｍｉ
ｎの送気量で２４時間ＴＣＥ分解実験を行った。２４時
間経過後、汚染カラムを取り外し、テフロンチューブか
らＴＣＥが漏れないように絞り、素早くｎ−ヘキサン１
００ｍｌを入れ蓋をし３分間激しく攪拌し、残留したＴ
ＣＥがあればそれを抽出し、ＥＣＤ−ガスクロマトグラ
フィーで測定したところ残留ＴＣＥは検出されなかっ
た。

【００５３】

【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明によ
り、非常に効率よく、また、浄化作業による二次汚染も
なく、土壌の揮発性汚染物質の分解、浄化が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１での浄化カラム及びそれを用いた操作
を説明するための図である。

【図２】実施例１での汚染カラムの構成を説明するため
の図である。

【図３】実施例１での浄化カラム及び汚染カラムを用い
た操作を説明するための図である。

【図４】実施例２で用いた浄化杭の構成及び機能を示す
図である。

【図５】実施例２で用いた実験槽の構成の概要を示す図
である。

【図６】実施例２でのＴＣＥの変化を示す図である。

【図７】比較例２でのＴＣＥの変化を示す図である。

【符号の説明】

１ガラスカラム２テフロンチューブ３ポンプ４清浄水瓶５汚染カラム６礫層７汚染土８ガラス棒９テフロンコートゴムパッキン１０ねじ蓋１１空気（酸素）タンク１２排気口１３真空ポンプ１４フィルター１５充填剤（内部）１６空気流入口１７汚染領域１８汚染を含む空気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者東家良行東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者川口正浩東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者渡辺彰東京都千代田区九段北４丁目２番35号ライト工業株式会社内 (72)発明者飯尾正俊東京都千代田区九段北４丁目２番35号ライト工業株式会社内 (72)発明者千秋由里東京都千代田区九段北４丁目２番35号ライト工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】土壌中の汚染領域内にある揮発性汚染物
質を、土壌中に配置されたリアクタ内の揮発性汚染物質
を分解し得る微生物を保持する反応領域に吸引誘導して
分解する汚染土壌の浄化方法において、前記リアクタ近
傍に吸水性ポリマー層を設けて該リアクタ近傍の含水率
を調整することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項２】前記リアクタが、吸気口及び排気口を設
けた管状体内部に、前記微生物を保持した構成を有する
請求項１に記載の浄化方法。
【請求項３】前記微生物が、土着微生物及び外来微生
物の少なくとも１種である請求項１または２に記載の浄
化方法。
【請求項４】前記微生物が担体に保持されている請求
項１〜３のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項５】前記反応領域に前記微生物を活性化する
活性化剤が添加されている請求項１〜４のいずれかに記
載の浄化方法。
【請求項６】前記吸水性ポリマー層が、土壌内の空間
に吸水性ポリマーを充填もしくは直接土壌に吸水性ポリ
マーを圧力注入することで形成されたものである請求項
１〜５のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項７】前記揮発性汚染物質が、炭化水素である
請求項１〜６のいずれかに記載の浄化方法。
【請求項８】前記炭化水素が、有機塩素化合物、また
は、芳香族化合物である請求項７記載の浄化方法。
【請求項９】前記炭化水素が、燃料である請求項７に
記載の浄化方法。
【請求項１０】前記有機塩素化合物が、トリクロロエ
チレンまたはテトラクロロエチレンである請求項８に記
載の浄化方法。
【請求項１１】前記活性化剤が、薬液及び気体の少な
くとも一方である請求項５に記載の浄化方法。
【請求項１２】前記薬液が栄養素、インデューサ及び
増殖刺激剤の少なくとも一つを含む請求項１１に記載の
浄化方法。
【請求項１３】前記気体が酸素、栄養素、インデュー
サ及び増殖刺激剤の少なくとも一つを含む請求項１１に
記載の浄化方法。