JPH11169839A - 土壌浄化方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚染土壌に浄化液体を効率的に注入し、土壌
構造に依存しない浄化方法および装置を提供すること。 【解決手段】 汚染物質が含まれている土壌領域内の所
定の位置から、該汚染物質の分解活性を備えた微生物を
含む液体を該土壌領域に注入し、注入箇所およびその近
傍の該汚染物質を分解させる工程を有する土壌浄化方法
において、該工程を、該所定の位置から該土壌領域に該
土壌の硬化剤を注入し、該硬化剤を注入箇所において硬
化させる工程を狭んで複数回行なうことを特徴とする土
壌浄化方法およびそのための装置。

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
および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】産業活動の中で生み出された化学物質や
化成品の多くは元来天然に存在しないため、自然に分解
することは少なく、その最終的処理方法が大きな社会問
題となっている。現在、主に埋め立て処理や焼却処理が
行われているが、これら難分解性の化学物質あるいはそ
の焼却成分の中に強い生物毒性をもつものが近年いくつ
も見つかっており、これらは地球規模での環境汚染源と
なっている。

【０００３】これまでによく知られている環境汚染物質
としては、ガソリンなどの有機化合物、ＰＣＢやダイオ
キシンなどの催奇性を有する有機塩素化合物あるいは放
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
と地下水への燃料漏洩が大きな社会問題となっている。
また、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）やテトラクロロエ
チレンなどの塩素化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過去に大量に使用され、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、これら塩素化炭化水素化合物
の催奇性や発がん性が指摘され、人類へも極めて重大な
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。

【０００４】これら汚染物質で汚染された土壌や地下水
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、汚染土壌から真空抽出する方法、汚染物質を分
解する浄化化合物を用いる方法、あるいは汚染物質を分
解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る。また広範囲な汚染土壌の浄化
に対しては、掘削・加熱処理に要する費用が膨大となる
ため適用は困難である。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ｐｐｍ以下の塩
素化炭化水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な場合もある。汚染物質を分解する
浄化化合物を用いる方法は、例えば過酸化水素やオゾン
などの反応性が高い化合物を汚染土壌へ直接注入して複
合汚染さえも酸化処理する短期の効率的な浄化方法であ
る。しかし、汚染濃度が高い場合や汚染領域が広範な場
合は多量の浄化化合物を必要とし、また、土壌での浄化
能力を維持するには連続的に浄化化合物を投入しなけれ
ばならない。

【０００５】一方、汚染物質を分解する微生物を用いた
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
の浄化が可能であり、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、効果的な土壌浄化方法として注目されている。さら
に、反応性の低く環境に優しい栄養素や酸素などを微生
物に添加することで、汚染物質の分解活性を強くあるい
は長く発現させることができるので、他の物理化学的浄
化方法と比較しても経済的である。

【０００６】微生物による汚染土壌や汚染地下水の浄化
は、土壌に元来生息する土着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、微生物を増殖生存さ
せ分解活性を高めるための栄養素、インデューサー、酸
素、あるいはその他の化学物質を土壌に注入して浄化を
行う。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、微生物を増殖生残させ分解活性を高めるため
の注入を行う。このとき、微生物の分解活性を最大限に
増大させるとともに、汚染物質と分解微生物を接触させ
ることにより効率的な浄化が達成できる。この注入工程
において、砂のように透水係数が大きい土壌では、土壌
粒子間を液体が充填していくように、例えば図１に示す
ように粒子間浸透注入される。また、粘性土のような透
水係数がが小さな土壌では機械的強度の弱い部分に図１
に示すように脈状浸透注入される。実際の汚染土壌では
土壌構造が不均一であり、このような注入工程では透水
係数が大きい部分あるいは全体として透水係数が小さい
場合は構造的に弱い部分へ優先して浸透注入される。し
たがって、堅固な土壌構造をもつ汚染領域へは浄化液体
が浸透せず、十分な浄化を行うことができない。

【０００７】ＵＳＰ４４４２８９５およびＵＳＰ５０３
２０４２は、注入井より汚染土壌中へ気体や液体を加圧
注入して土壌のクラッキング（土壌破砕）を行うもので
あり、微生物浄化に必要な微生物や酸素、栄養素なども
破砕した土壌間を通して供給できることが述べられてい
る。この方法はできる限り広い土壌範囲をクラッキング
し、破砕した土壌内での物理化学的な浄化効果を向上さ
せたり、分解微生物や栄養素などを広く注入することを
目的としている。しかし、圧縮空気や加圧注入された液
体は土壌構造の弱い部分を脈状に破壊するため、土壌破
壊を行わない場合と比較すると汚染除去効率は増大する
が、機械的強度が高くあるいは透水係数が小さな土壌部
分の汚染は依然として残ったままである。ＵＳＰ５１１
１８８３では、複数の井戸の注入口と抽出口の相対位置
により水平方向および垂直方向において任意の土壌領域
に薬液を注入する方法が述べられている。これは、土壌
の決められた位置へ薬液などを注入することを目的とし
ているが、透水係数が高い土壌部分あるいは機械的に弱
い土壌部分へ優先的にに注入されることは解決できてい
ない。

【０００８】またＵＳＰ５０６１１１９や特開平０８−
１９２１３７では汚染土壌を高圧水で破砕しながら汚染
物質を微生物や分解試薬で分解する方法が述べられてい
る。この方法は土壌の不均一構造を高圧水の剪断力で破
壊しスラリー状とすることで均一にするものであるが、
多量のスラリーが地表より噴出するため、この処理が問
題となる。また、スラリー状となった土壌は軟弱地盤と
なるため、十分な機械的強度をもつ土壌硬化剤を浄化処
理後に充填する必要もある。さらに、ソビエト特許１２
０３１９４Ａでは、土壌を硬化する薬液と圧縮ガスを交
互に注入する土壌の固化方法が述べられている。この方
法では、圧縮ガスにより注入口周りの土壌中に空隙をつ
くるとともにガス圧力により薬液を土壌中に浸透させて
土壌を圧縮固化する。圧縮ガスにより生じた空隙が満た
されるまで多量の薬液を注入することができるので、よ
り頑強な土壌固化が達成できる。この場合、圧縮ガスは
薬液を充填するための空隙確保と土壌の圧縮のために用
いられており、汚染土壌の均一な浄化を意図したもので
はない。さらに、ＵＳＰ５１３３６２５では伸長可能な
注入パイプを用いて注入圧力、流速および温度を測定
し、これにより注入圧力を制御する方法が述べられてい
る。この方法は、注入圧力により微生物濃度や栄養素濃
度などを制御して最適な分解活性を維持するものであ
り、構造的に不均一な汚染土壌と分解微生物や分解のた
めの化合物を均一に接触させることは意図されていな
い。

【０００９】上記の従来技術からも理解されるように、
汚染土壌の高度かつ経済的な微生物浄化を達成するに
は、原位置においてヘテロな構造をもつ汚染土壌と分解
微生物あるいは微生物分解のための化合物をできるだけ
均一に混合するとともに、浄化処理に伴って排出される
廃棄物の量を最小限にとどめる必要がある。したがっ
て、分解微生物の浸透注入により透水係数が大きな汚染
土壌領域あるいは機械的強度の低い汚染土壌領域を微生
物により浄化し、引き続いて透水係数が小さな汚染土壌
領域あるいは機械的強度の高い汚染土壌領域の微生物浄
化を行う方法は浄化効率が極めて高く、また経済的であ
る。さらに浄化領域の機械的強度を補強しながら上記の
処理を行えれば土壌地盤の再利用を含めて優れた土壌浄
化方法となり得る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】汚染された土壌や地下
水を原位置において微生物的に浄化するには、分解微生
物を活性化するとともに構造的に不均一な自然土壌にお
いて微生物などを含む浄化液体と汚染物質とを十分に接
触させることが必要である。しかし、極めて高濃度の分
解微生物を大量に汚染土壌へ浸透注入するだけでは、汚
染物質をほぼ完全に分解除去することは困難である（A.
G. Duba et. al., Environ. Sci. Technol., 1996, 30,
1982-1989参照）。このような場合、微生物の分解活性
は極めて高いので、浄化液体が汚染土壌内で不均一に分
布し、結果として汚染物質と微生物が十分に接触できな
いことが原因と考えられる。したがって、浄化液体を汚
染土壌に注入して効率的な汚染浄化を行うには、土壌構
造に依存しない浄化工法が必要である。また、浄化処理
によって排出される産業廃棄物を極力減らし、かつ浄化
処理後の土地利用に備えて地盤強度を高めるような工夫
も必要となる。

【００１１】上記の課題を解決する方法の一つとして、
本発明者らは次のような可能性を見出した。すなわち、
汚染土壌に分解微生物などを含む浄化液体を浸透注入さ
せ、注入領域の浄化を行う。注入領域の浄化処理が終了
した後に、浄化液体と同様にして土壌の硬化剤を浸透注
入することにより、硬化剤は先に浸透注入した浄化液体
とほぼ同様に分布し浄化領域の土壌を硬化する。この方
法により、透水係数が大きな土壌部分あるいは構造的に
弱い土壌部分にはじめに浄化液体を注入して汚染物質を
分解し、続いて硬化剤を浸透注入してこの部分を硬化剤
で満たして透水係数を低下させ機械的強度を増大させ
る。再度、浄化液体を土壌へ浸透注入すると、さきに浄
化液体が浸透注入された土壌部分よりも透水係数が低い
あるいは構造的に強い部分へ浄化液体を浸透注入するこ
とができる。さらにこの土壌領域の浄化が終了した後に
土壌硬化剤を浸透注入し、硬化後に浄化液体の浸透注入
を繰り返すことにより、構造的に不均一な汚染土壌領域
を浄化しながら硬化させることができる。また、一カ所
からの注入操作では浄化領域が限られるので、広い汚染
土壌については複数の注入点において浄化液体と硬化剤
の繰り返し注入を行うとよい。浄化液体により汚染物質
が完全に分解されることが望ましいが、汚染物質が若干
残存していても硬化剤によって土壌とともに固められる
ので汚染物質の溶出・拡散を防ぐことができる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記のよう
に、汚染された土壌や地下水の汚染物質の微生物浄化に
おいて、微生物などを含む浄化液体を汚染土壌へ浸透注
入し、微生物浄化が終了した後に土壌の硬化剤を浸透注
入し、さらに硬化剤が硬化した後に浄化液体を浸透注入
して、浄化液体と硬化剤とを繰り返し浸透注入すること
により、構造的に不均一な汚染土壌を高度に浄化処理す
ることが可能となり、このときの土壌硬化により残存す
る汚染物質の拡散を防止するとともに、浄化地盤の機械
的強度を向上できることを見出したことに基づくもので
ある。

【００１３】すなわち、本発明は、汚染物質が含まれて
いる土壌領域内の所定の位置から、該汚染物質の分解活
性を備えた微生物を含む液体を該土壌領域に注入し、注
入箇所およびその近傍の該汚染物質を分解させる工程を
有する土壌汚染化方法において、該工程を、該所定の位
置から該土壌領域に該土壌の硬化剤を注入し、該硬化剤
を注入箇所において硬化させる工程を狭んで複数回行な
うことを特徴とする土壌浄化方法である。

【００１４】上記した本発明の土壌浄化方法において、
該浄化液体の浸透注入と該硬化剤の浸透注入とを繰り返
すことが好ましい。該汚染物質が、炭化水素化化合物で
あり該炭化水素化合物がフェノールである場合、塩素化
炭化水素化合物であり該塩素化炭化水素化合物がトリク
ロロエチレンである場合において特に有効である。

【００１５】また、該微生物が野生株であり該野生株が
Ｊ１株（ＦＥＲＭ ＢＰ−５１０２）であること、該微
生物が野生株を変異させた変異株であり該変異株がＪＭ
１株（ＦＥＲＭ ＢＰ−５３５２）であることが好まし
い。

【００１６】また、該硬化剤がポルトランドセメントま
たは水ガラスを含むことが好ましい。

【００１７】本発明は、さらに、汚染物質を含む土壌を
微生物を用いて浄化せしめる方法において、該微生物を
含む浄化液体を浄化されるべき土壌領域内の所定の箇所
に浸透注入する手段と、該浄化液体による浄化処理が終
了した後に該浄化液体が浸透注入された箇所に土壌の硬
化剤を浸透注入を行う手段と、該硬化剤が硬化した後に
再び浄化液体の浸透注入を行う手段を有することを特徴
とする土壌浄化装置をも提供するものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。

【００１９】まず、汚染物質は雨水などにより徐々に地
表から地下へと浸透していくため、非帯水層の汚染物質
は時間をかけてゆっくりと土壌内を拡散する。次いで帯
水層まで到達した汚染物質は地下水流れの響を直接受
け、特に可溶性の汚染物質では地下水とともに移動す
る。地下水の移動速度は数ｃｍ／ｄａｙ〜数ｍ／ｄａｙ
と幅広いが、非帯水層の汚染物質と異なり帯水層の汚染
物質は経時的に確実に拡散する。

【００２０】上記のようにして汚染された土壌や地下水
に分解微生物や分解活性増大のための栄養素などを注入
することにより浄化処理は行われる。分解微生物を含む
浄化液体を汚染土壌に浸透注入させる場合、砂のような
透水係数が大きな土壌では図１に示すような土壌の骨格
構造を壊すことなく浄化液体を土壌の粒子間に浸透さ
せ、土壌の間隙水を置き換える粒子間浸透注入が起こ
る。一方、透水係数が小さな粘性土ではこのような粒子
間浸透は困難であり、浄化液体は図１に示すような多数
の脈枝状となって注入される。粒子間浸透と脈状浸透は
土壌の透水係数のみならず、間隙率、浄化液体の粘度や
浄化液体に含まれる微生物担体などの微粒子径などによ
りどちらか一方、あるいは両方が同時に起こる。自然土
壌は極めて不均一な構造を有しているため、浄化液体注
入により一部で粒子間浸透が起こっても、それ以外の領
域は土壌粒により土壌気相あるいは土壌液相の連続性が
遮断されるため、この領域では微生物浄化が進行しな
い。また脈状浸透の場合は粒子間浸透よりもヘテロな注
入状況であるから、さらに未浄化処理の汚染土壌が増え
ることになる。

【００２１】本発明においては上記のような状態におい
て、粒子間注入あるいは脈状注入された既浄化領域に土
壌の硬化剤を注入し、この領域の透水係数を低下させる
とともに機械的強度を増加させる。再度浄化液体を注入
すると、既に最も透水係数が高いあるいは機械的強度が
低い土壌領域は硬化剤で充填されているので、次に透水
係数が高いあるいは機械的強度が低い土壌領域に浄化液
体を浸透注入することができる。この処理工程を繰り返
すことにより極めて不均一な構造をもつ自然土壌に一カ
所の注入点から均一に浄化液体を注入し、かつ浄化処理
後の土壌の機械的強度を増大することができる。汚染さ
れた土壌領域がより垂直方向や水平方向に伸びている場
合は、注入点を垂直あるいは水平方向に増やして同様な
浄化処理を行えばよい。

【００２２】まず、汚染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Saccharomyces,
Hansenula, Candida, Micrococcus, Staphylococcus,
Streptococcus, Leuconostoa, Lactobacillus, Coryneb
acterium, Arthrobacter, Bacillus, Clostridium, Nei
sseria, Escherichia, Enterobacter, Serratia, Achro
mobacter, Alcaligenes, Flavobacterium, Acetobacte
r, Moraxella, Nitrosomonas, Nitrobacter, Thiobacil
lus, Gluconobacter, Pseudomonas, Xanthomonas, Vibr
io, Comamonas, の属の微生物が用いられる。これらの
分解微生物は汚染土壌に元来生息する土着の微生物でも
よいし、分解能力をもつ外来の微生物でもかまわない。
また、人為的な変異を施した微生物や遺伝子組み換えを
行った微生物も利用できる。

【００２３】なお、実施例で用いたＪ１株およびＪＭ１
株の属名については以下のように変更があった。Ｊ１株
は誘導物質を用いることで芳香族化合物や有機塩素化合
物を分解できる微生物であり、これを親株として変異原
を用いて変異させ、誘導物質を用いることなくこれらの
化合物を分解することができる変異株ＪＭ１株を取得し
た。特許手続き上の微生物の寄託の国際的承認に関する
ブタペスト条約に基づいて、これら微生物をコリネバク
テリウム・スピーシズＪ１株（Corynebacterium sp. J
1) およびコリネバクテリウム・スピーシズスＪＭ１株
（Corynebcteriumu sp. JM1)として寄託したが、後の検
討によりこれらの株が“コリネバクテリウム属に属さな
い”と認められたため、識別の表示を「Ｊ１株」、「Ｊ
Ｍ１株」と変更した。

【００２４】浄化液体の媒体としては単に水を用いるだ
けでもよいが、望ましくは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安定に発現させる活性
維持機能材料などを含んでいると効果的である。浄化液
体はそれぞれ単独の材料から構成されることもあるが、
多くは複数の材料、あるいは複数の機能をもつ材料を溶
解あるいは混合したものが用いられる。

【００２５】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土壌や地下水中で増殖生残し、土壌
や地下水中の有害物質を分解する。例えば、ブイヨン培
地、Ｍ９培地、Ｌ培地、Malt 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、酵素活性が特定のインデューサ
ーにより発現される場合はインデューサーが活性維持機
能材料として必要である。メタン資化菌ではメタン、芳
香属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がインデューサ
ーとなる。また、分解酵素の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も活性維持機能材料とし
て要求される。

【００２６】微生物を粒状担体に固定することにより微
生物の快適な棲息空間を与えるとともに、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
微生物の地下水への拡散消失を防ぐことができる。粒状
担体としては、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、あるいは天然物を変性
した高分子アセテート、ポリエステル、ポリウレタンな
ども有効である。

【００２７】土壌の硬化剤としてはセメント系や水ガラ
ス系、あるいはこれらの混合物などから選ばれ、モンモ
リロナイトなどの混合材や界面活性剤などの混和剤を混
合してもよい。セメント系などそれ自身が硬化する１液
系の硬化剤でもよいし、硬化時間を選択するために２液
が混合して硬化するタイプのものでもよい。浄化処理を
全て終了した後に土壌地盤をどのように利用するか、に
よって硬化強度の異なる硬化剤を選択できる。さらに、
浄化液体が注入される領域の広狭によっては粘度や硬化
時間が異なる硬化剤も選択される。また、土壌の種類に
よっては微生物分解が十分に起こるような化学的性状
（例えばｐＨなど）をもつ硬化剤を注入する必要があ
る。

【００２８】土壌や地下水内の汚染物質をさらに効率よ
く分解するには、浸透注入した浄化液体による浄化処理
が終了した後に土壌の硬化剤を注入する。また、浄化液
体の再注入は土壌の硬化剤が十分に硬化した後に行うと
よい。このような注入工程を繰り返すことにより、浄化
剤の土壌は完全に硬化され、新しい浄化液体は確実に異
なる汚染土壌領域に浸透注入される。

【００２９】浄化処理の終了は、汚染土壌を実験室に持
ち帰って分解微生物を添加し、汚染物質の減少から判定
してもよいし、また微生物の分解活性が予め有限の時間
であることがわかっていればその時間内で処理の終了を
決めてもよい。さらに、土壌の硬化剤の硬化時間は硬化
剤の種類によりおおよそわかっているが、土壌性状に大
きく支配されるような場合は、予め実験室で検討してお
くとよい。浄化液体や土壌硬化剤の注入量は浸透注入が
粒子間で起きるか、脈状に起きるかによって大きく異な
る。汚染土壌の性状と浄化液体や硬化剤の性状からどの
ような浸透注入が起こるか実験的あるいは経験的に導
き、浄化すべき土壌領域の構造と大きさから注入量を理
論的に決定する。また汚染土壌の構造が極めて複雑で注
入量を求めることが困難な場合は、浄化したい土壌領域
にサンプリングの井戸やセンサーを設置し、これら計測
点における浄化液体や硬化剤のモニタリングにより注入
量を制御してもよい。

【００３０】本発明による浄化装置の一例を図２に示
す。土壌は非帯水層１、不透水層２、および汚染領域３
からなっており、不透水層２の上部に地下水層があって
もかまわない。まず、分解微生物や分解活性を増大させ
る化合物を含む浄化液体を貯留しているタンク４からポ
ンプ５により注入管６を通して汚染領域７に浄化液体を
浸透注入する。この浄化処理が終了した後にタンク８に
貯留している土壌の硬化剤をポンプ９により再び注入管
６を通して浸透注入する。このとき、注入管は単管でも
よいが、複数の注入口をもつ注入管であれば浄化液体と
硬化剤との混合を避けたり、２液系の硬化剤を使用する
ことができる。硬化剤により浄化土壌領域７を硬化させ
た後、再び浄化液体を注入し未浄化領域１０に浸透注入
する。この操作を繰り返すことにより注入点から確実に
浄化処理を行い、また処理後の機械的強度を付与するこ
とができる。汚染領域が垂直方向に広がっている場合
は、注入深さを変えて繰り返し注入作業を行う。このと
き、ゴムスリーブ１１をもつマンシェット管１２とパッ
カー１３をもつスリーブパイプ１４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１４を上下方向
に移動させて所定の位置で上下のパッカー１３を膨張さ
せる。上下のパッカーで挟まれた部分にスリーブパイプ
１４を通して浄化液体や硬化剤を圧送し、ゴムスリーブ
１１を通して土壌中に圧入する。

【００３１】

【実施例】以下に、参考例および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何ら限定するも
のではない。

【００３２】参考例１ 浄化液体の浸透注入によるフェノール汚染土壌の微生物
浄化 含水比１２％の細砂にフェノールを加え、その濃度が２
０ｐｐｍ程度になるように調製した。内径３２ｃｍ、深
さ３０ｃｍのステンレスポットの深さ１５ｃｍまでこの
フェノール汚染砂を充填し、その間隙率が４２％となる
ように調整した。さらにこの砂層の上に厚さ１５ｃｍ、
間隙率４４％の汚染砂層を作製した。次にステンレスポ
ットの中央、深さ１５ｃｍの位置に注入口をもつステン
レス管を埋め込んだ。フェノール分解微生物にはＪ１株
を用い、Ｍ９培地に０．１％酵母エキスを加えた培養液
で終夜培養したものを用いた。培養後の微生物濃度は寒
天平板培地上のコロニー数より３×１０⁸ ＣＦＵ／ｍｌ
であった。微生物溶液の浸透注入にはペリスタポンプを
用い、注入の際にポンプ流量は１００ｍｌ／ｍｉｎ、注
入時間は３分間とした。

【００３３】１日後にポット内の砂層を注入管に沿って
垂直に切り、注入管の周囲を縦横２ｃｍの間隔で格子状
に細砂をサンプリングした。サンプリングした砂につい
てそのフェノール濃度をＪＩＳ法（ＪＩＳ Ｋ０１２−
１９９３、２８．１）にしたがって求めた。その結果、
注入口より水平方向から上部の間隙率が大きな領域にお
いておおよそ半径８ｃｍで分解微生物が浸透注入され、
この領域のフェノール濃度は０．５ｐｐｍ以下となっ
た。一方、分解微生物が注入されていない領域のフェノ
ール濃度はほぼ２０ｐｐｍと変化しなかった。この結果
から、分解微生物が注入された土壌領域では土壌内のフ
ェノールを効率よく分解できることがわかった。

【００３４】参考例２ 浄化液体の浸透注入と浄化処理後の硬化剤注入によるフ
ェノール汚染土壌の微生物浄化 参考例１と同様にステンレスポットにフェノール汚染土
壌と注入管を作製し、フェノール分解微生物Ｊ１株を注
入した。次に、ポルトランドセメント（第一セメント
（株）社製）を１ｋｇ、流動剤（商品名ロジエイト−Ｐ
日東化学（株）製）を１０ｇ、水１ｋｇを混合し、硬化
剤を調製した。分解微生物を注入した後、１日間放置
し、この硬化剤をポンプ流量１００ｍｌ／ｍｉｎ、注入
時間３分間で浸透注入した。

【００３５】さらに１日間放置し、硬化剤が十分硬化し
てからポット内の砂層を注入管に沿って垂直に切り、注
入管の周囲を縦横２ｃｍの間隔で格子状に細砂をサンプ
リングした。また、サンプリングした砂についてそのフ
ェノール濃度をＪＩＳ法にしたがって求めた。その結
果、参考例１でフェノール分解が確認された領域とほぼ
同様な土壌領域は硬化剤によって固められ、土壌のサン
プリングはできなかった。また、硬化した土壌領域以外
の土壌領域ではフェノール濃度はほぼ２０ｐｐｍと変化
しなかった。これらの結果から、分解微生物を注入した
後に土壌硬化剤を注入することにより浄化した土壌領域
を硬化できることがわかった。

【００３６】実施例１ 浄化液体の浸透注入と浄化処理後の硬化剤注入、および
浄化液体の再注入によるフェノール汚染土壌の微生物浄
化 参考例１と同様にステンレスポットにフェノール汚染土
壌と注入管を作製し、フェノール分解微生物Ｊ１株を注
入した。また、１日間放置後に参考例２と同様に硬化剤
を注入した。硬化剤の硬化のためにさらに１日間放置
後、参考例２の分解微生物の浸透注入操作を繰り返し
た。

【００３７】再注入した微生物による分解のためさらに
１日間放置し、ポット内の砂層を注入管に沿って垂直に
切り、注入管の周囲を縦横２ｃｍの間隔で格子状に細砂
をサンプリングした。また、サンプリングした砂につい
てそのフェノール濃度をＪＩＳ法にしたがって求めた。
その結果、参考例２でフェノール分解が確認された領域
とほぼ同様な土壌領域は硬化剤によって固められ、土壌
のサンプリングはできなかった。また、硬化した土壌領
域の下部（注入口より水平方向から下部の間隙率が小さ
な領域）におよそ半径１０ｃｍの分解微生物の再注入領
域がみられ、この領域のフェノール濃度は０．５ｐｐｍ
以下であった。さらに、この再注入領域以外の土壌領域
ではフェノール濃度はほぼ２０ｐｐｍと変化しなかっ
た。これらの結果から、分解微生物を注入した後に土壌
硬化剤を注入することにより浄化した土壌領域を硬化で
きること、硬化後に分解微生物を再注入することにより
硬化部分以外の土壌領域を浄化処理できることがわかっ
た。

【００３８】比較例１ 浄化液体の浸透注入と浄化処理後の浄化液体の再注入に
よるフェノール汚染土壌の微生物浄化 参考例１と同様にステンレスポットにフェノール汚染土
壌と注入管を作製し、フェノール分解微生物Ｊ１株を注
入した。また、１日間放置後に再度参考例１と同様に分
解微生物を注入した。さらに１日間放置し、ポット内の
砂層を注入管に沿って垂直に切り、注入管の周囲を縦横
２ｃｍの間隔で格子状に細砂をサンプリングした。ま
た、サンプリングした砂についてそのフェノール濃度を
ＪＩＳ法にしたがって求めた。その結果、参考例１でフ
ェノール分解が確認された領域と（注入口より水平方向
から上部）とさらにその上部領域およそ半径１０ｃｍの
分解微生物の注入領域がみられ、この領域のフェノール
濃度は０．５ｐｐｍ以下であった。しかしこの注入領域
以外の土壌領域ではフェノール濃度は２０ｐｐｍと変化
しなかった。これらの結果から、分解微生物を注入した
後に再度分解微生物を注入しても透水係数が小さい土壌
領域へ優先的に注入され、注入口周囲の均一な浄化は困
難であることがわかった。

【００３９】実施例２ 浄化液体の浸透注入と浄化処理後の硬化剤注入、および
浄化液体の再注入によるＴＦＣ汚染土壌の微生物浄化 含水比１２％の細砂にＴＣＥを加え、その濃度が５ｐｐ
ｍ程度になるように調製した。内径３２ｃｍ、深さ３０
ｃｍのステンレスポットの深さ１５ｃｍまでこのＴＣＥ
汚染砂を充填し、その間隙率が４２％となるように調整
した。さらにこの砂層の上に厚さ１５ｃｍ、間隙率４４
％の汚染砂層を作製した。次にステンレスポットの中
央、深さ１５ｃｍの位置に注入口をもつステンレス管を
埋め込んだ。ＴＣＥ分解微生物にはＪＭ１株を用い、Ｍ
９培地に０．１％酵母エキスを加えた培養液で終夜培養
したものを用いた。培養後の微生物濃度は寒天平板培地
上のコロニー数より２×１０⁸ ＣＦＵ／ｍｌであった。
微生物溶液の浸透注入にはペリスタポンプを用い、注入
の際のポンプ流量は１００ｍｌ／ｍｉｎ、注入時間は３
分間とした。次に、硬化速度が速いセメント１ｋｇ、ロ
ジエイト−Ｐ（流動剤）を１０ｇ、水１ｋｇを混合し、
硬化剤を調製した。分解微生物を注入した後、１日間放
置し、この硬化剤をポンプ流量１００ｍｌ／ｍｉｎ、注
入時間３分間で浸透注入した、さらに１日間放置後、再
度分解微生物ＪＭ１株の浸透注入操作を繰り返した。

【００４０】再注入した微生物による分解のためにさら
に１日間放置し、ポット内の砂層を注入管に沿って垂直
に切り、注入管の周囲を縦横２ｃｍの間隔で格子状に細
砂をサンプリングした。またサンプリングした砂につい
てそのＴＣＥ濃度をヘキサン抽出−ガスクロマトフラフ
ィーにより求めた。その結果、実施例１でフェノール分
解が確認された領域とほぼ同様な土壌領域は硬化剤によ
って固められ、土壌のサンプリングができなかった。ま
た、硬化した土壌領域の下部（注入口より水平方向から
下部の間隙率が小さな領域）におよそ半径１０ｃｍの分
解微生物の再注入領域がみられ、この領域のＴＣＥ濃度
は０．１ｐｐｍ以下であった。さらに、この再注入領域
以外の土壌領域ではＴＣＥ濃度はほぼ５ｐｐｍと変化し
なかった。これらの結果から、分解微生物を注入した後
に土壌硬化剤を注入することにより浄化した土壌領域を
硬化できること、硬化後に分解微生物を再注入すること
により硬化部分以外の土壌領域を浄化処理できることが
わかった。

【００４１】

【発明の効果】本発明によって、汚染された土壌の効率
的な微生物浄化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】微生物溶液の土壌中への注入状態を示す模式図
の一例を示す。

【図２】本発明による浄化装置の一例を示す。

【符号の説明】

１ 非帯水層 ２ 不透水層 ３ 汚染領域 ４ タンク ５ ポンプ ６ 注入管 ７ 浄化土壌領域 ８ タンク ９ ポンプ １０ 未浄化領域 １１ ゴムスリーブ １２ マンシェット管 １３ パッカー １４ スリーブパイプ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚染物質が含まれている土壌領域内の所
   定の位置から、該汚染物質の分解活性を備えた微生物を
   含む液体を該土壌領域に注入し、注入箇所およびその近
   傍の該汚染物質を分解させる工程を有する土壌浄化方法
   において、該工程を、該所定の位置から該土壌領域に該
   土壌の硬化剤を注入し、該硬化剤を注入箇所において硬
   化させる工程を狭んで複数回行なうことを特徴とする土
   壌浄化方法。
2. 【請求項２】 該汚染物質が炭化水素化合物であること
   を特徴とする請求項１記載の土壌浄化方法。
3. 【請求項３】 該炭化水素化合物がフェノールであるこ
   とを特徴とする請求項２記載の土壌浄化方法。
4. 【請求項４】 該汚染物質が塩素化炭化水素化合物であ
   ることを特徴とする請求項１記載の土壌浄化方法。
5. 【請求項５】 該塩素化炭化水素化合物がトリクロロエ
   チレンであることを特徴とする請求項４記載の土壌浄化
   方法。
6. 【請求項６】 該微生物が野生株であることを特徴とす
   る請求項１記載の土壌浄化方法。
7. 【請求項７】 該野生株がＪ１株（ＦＥＲＭ ＢＰ−５
   １０２）であることを特徴とする請求項６記載の土壌浄
   化方法。
8. 【請求項８】 該微生物が野生株を変異させた変異株で
   あることを特徴とした請求項１記載の土壌浄化方法。
9. 【請求項９】 該変異株がＪＭ１株（ＦＥＲＭ ＢＰ−
   ５３５２）であることを特徴とする請求項８記載の土壌
   浄化方法。
10. 【請求項１０】 該硬化剤がポルトランドセメントを含
    むことを特徴とする請求項１記載の土壌浄化方法。
11. 【請求項１１】 該硬化剤が水ガラスを含むことを特徴
    とする請求項１記載の土壌浄化方法。
12. 【請求項１２】 汚染物質を含む土壌を微生物を用いて
    浄化せしめる方法において、 該微生物を含む浄化液体を浄化されるべき土壌領域内の
    所定の箇所に浸透注入する手段と、 該浄化液体による浄化処理が終了した後に該浄化液体が
    浸透注入された箇所に土壌の硬化剤を浸透注入を行う手
    段と、 該硬化剤が硬化した後に再び浄化液体の浸透注入を行う
    手段を有することを特徴とする土壌浄化装置。