KR100586916B1 - 미생물에 의한 오염토의 정화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환경에 영향을 미치거나 그것을 방지하기 위한 pH 조정 등의 후처리를 행하는 일 없이, 또한 점성이 높은 오염토만으로도 효율적으로 오염물질을 정화하는 것이다.

본 발명에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법에 있어서는, 먼저 점토 또는 실트를 주체로 하여 오염물질로서의 트리클로로에틸렌을 함유하는 오염토를 굴삭하고, 이것을 지표에 임시로 놓아 둔다(단계 101). 다음에 토양개량자재인 무기질 토양개량자재의 하나인 진주암 페라이트(2) 및 트리클로로에틸렌을 분해하는 분해균(3)을 오염토(1)에 첨가한다(단계 102). 다음에 이와 같은 오염토를 교반혼합함으로써 점토 또는 실트에 함유되는 간극수를 진주암 페라이트(2)에 흡수시킨다(단계 103). 다음에 오염토(1) 내에 공기를 보내 주는 통기작업을 행하여 트리클로로에틸렌을 미생물 분해한다(단계 104).

Description

미생물에 의한 오염토의 정화방법{METHOD OF PURIFYING CONTAMINATED SOIL USING MICROORGANISM}

본 발명은, 오염토에 함유되어 있는 유기염소계 화합물 등의 오염물질을 정화하는 오염토의 정화방법에 관한 것이다.

토양 내에는 트리클로로에틸렌 등의 유기염소계 화합물이나, 중유나 가솔린 등의 석유계 탄화수소가 함유되어 있는 것이 있고, 이러한 토양을 그대로 방치하면 상기한 유기염소계 화합물 등의 오염물질이 지하수 등을 거쳐 환경으로 확산될 염려가 있다. 그 때문에 이와 같은 오염토양에 대해서는 소정의 정화처리를 행하지 않으면 안된다.

한편, 미생물의 활성을 이용하여 환경 중의 오염물질을 분해 무해화하는 기술, 즉 미생물이용처리(bioremediation)의 연구가 진행되어 오고 있으며, 종래부터 원유에 의한 해양오염 등의 정화에 적용되어 왔으나, 최근에는 오염토양에도 적용되게 되었다.

미생물이용처리를 사용하여 오염토양 중의 오염물질을 정화함에 있어서는 먼저 오염토양을 굴삭하여 굴삭 오염토를 가용지로 이동하고, 이어서 가용지에서 굴삭 오염토 내의 오염물질을 미생물로 분해한다. 그리고 오염물질이 분해처리된 후 는 처리토를 원래의 위치에 되메운다는 순서가 일반적이다.

그러나 오염토에 실트(silt)나 점토 등의 세립분이 많이 함유되어 있으면 토양의 공극이 적은 것에 더하여 간극수가 많기 때문에 기상의 비율이 적고, 약간 존재하는 공극도 연속성을 가지지 않기 때문에 오염토의 통기성은 매우 나쁘다.

그 때문에 아무리 강제적으로 통기를 행하여도 호기성 분해균의 활성을 높일수 없어, 그 오염토 내의 오염물질을 분해하는 데 장시간을 필요로 하거나, 경우에 따라서는 미생물 분해 자체가 실질적으로 불가능하게 된다는 문제를 일으키고 있었다.

또, 오염토에 생석회를 혼합 교반함으로써, 오염토 내에 함유되어 있는 수분과 생석회와의 화학반응에 따르는 수화열을 발생시키고, 이와 같은 수화열을 이용하여 오염물질을 기화처리하는 방법도 검토 개발되어 있으나(일본국 특개평7-275837호공보 참조), 이와 같은 방법에서는 오염토가 생석회에 의하여 강알칼리성이 되어 되메운후에 알칼리성분이 지하수 등으로 확산되거나 생태계에 악영향을 미친다는 사태가 염려된다.

본 발명은 상기한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 환경에 영향을 미치거나 그것을 방지하기 위한 pH 조정 등의 후처리를 행하는 일 없이, 또한 점성이 높은 오염토이어도 효율적으로 오염물질을 정화하는 것이 가능한 미생물에 의한 오염토의 정화방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화 방법은 특허청구범위 제1항에 기재된 바와 같이, 점토 또는 실트를 함유하는 오염토에 흡수성을 가지고 또한 흡수 후에 비팽윤성 및 비점성을 유지 가능한 토양개량자재를 첨가하여 교반혼합함으로써 그 토양개량자재에 상기 점토 또는 실트에 함유되는 간극수를 흡수시키는 한편, 상기 오염토에 함유되는 오염물질을 분해하는 분해균을 상기 오염토에 첨가하여 또는 상기 오염토 내에서 생식하고 있는 분해균을 이용하여 상기 오염물질을 미생물 분해하는 것이다.

또, 본 발명에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법은, 상기 분해균을 상기오염토에 첨가할 때, 상기 토양개량자재에 비담지의 상태에서 행하는 것이다.

또, 본 발명에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법은, 상기 오염물질을 미생물 분해할 때, 상기 오염토에 통기를 행하는 것이다.

또, 본 발명에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법은, 상기 토양개량자재를 무기질 토양개량자재로 하는 것이다.

또, 본 발명에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법은, 상기 무기질 토양개량자재를 진주암 페라이트로 하는 것이다.

본 발명에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법에 있어서는, 먼저 점토 또는 실트를 함유하는 오염토에 토양개량자재를 첨가하고, 이어서 이것을 교반혼합함으로써 그 토양개량자재에 상기 점토 또는 실트에 함유되는 간극수를 흡수시킨다.

점토 또는 실트를 함유하는 오염토, 특히 점토 또는 실트를 주체와 하고 또는 이들만으로 이루어지는 오염토는, 공극이 적고 또한 그 공극에 간극수가 함유되어 있는 것이 많기 때문에, 일반적으로는 함수비가 높으나, 이와 같은 점토나 실트 라는 세립토의 함수비를 슬러리상의 것으로부터 점차로 저하시켜 가면, 그것에 따라 흙의 변형에 대한 강도(콘시스턴시)가 변화되어, 액체, 소성체, 반고체, 고체로서의 성상으로 순차 변화하여 간다. 즉 세립토는 액성한계에서 액성으로부터 소성을 나타내는 상태로 변화되고, 소성한계에서 소성으로부터 반고체를 나타내는 상태로 변화된다. 소성한계 이하의 함수비가 되면, 흙은 높은 전단강도를 나타내나, 비소성적이 된다. 또한 소성이란, 흙에 작용하는 외력이 제거되어도 그 흙에 변형이 남는 특성을 말한다.

그 때문에 흡수성을 가지고 또한 흡수후에 비팽윤성 및 비점성을 유지 가능한 토양개량자재를 점토 또는 실트를 함유하는 오염토에 첨가하여 이것을 교반혼합함으로써 그 토양개량자재에 점토 또는 실트에 함유되는 간극수를 흡수시키면, 오염토 전체의 함수비는 변화되지 않으나, 점토 또는 실트에 함유되어 있는 간극수가 토양개량자재로 이동하기 때문에, 오염토 중의 점토 또는 실트 자체의 함수비는 저하되어 그것들이 소성체로부터 비소성적인 반고체의 성상으로 변화됨과 동시에, 이와 같은 상황하에서 교반혼합됨으로써, 점토 또는 실트의 흙덩어리는 뿔뿔이 해교되어 그때까지의 작은 단립구조로부터 보다 큰 단알맹이구조로 구조가 변화됨과 동시에, 그것에 수반하여 보다 큰 간극이 형성되게 되어 상기한 간극수가 흡수되는 것에 의한 공극확보와 아울러, 점토 또는 실트 내의 기상률은 대폭으로 향상된다.

한편, 상기 오염토에 함유되는 오염물질을 분해하는 분해균을 상기 오염토에 첨가하여, 또는 상기 오염토 내에서 생식하고 있는 분해균을 이용하여 상기 오염물질을 미생물 분해한다.

이와 같이 하면 점토 또는 실트 내의 기상률이 향상되고 있기 때문에, 오염토 내에서는 호기성 환경이 형성되게 되고, 분해균은 그 활성을 높여 또는 미리 축적되어 있던 분해효소에 의하여 오염토에 함유되어 있던 오염물질은 신속하게 분해된다. 또한 오염토에 분해균을 첨가하는 경우에는 그 분해균을 오염토 내에 균일하게 분산시킴과 동시에, 오염물질과의 접촉성을 높이도록 분해균 첨가후에도 교반혼합을 행하는 것이 바람직하다.

토양개량자재와 분해균을 오염토에 첨가하는 타이밍은 임의이며, 동시에 첨가하여도 좋고, 어느 하나를 선행 첨가하도록 하여도 좋으며, 토양개량자재를 첨가하여 교반혼합함으로써 우선은 호기성 환경을 형성하고, 그런 다음에 분해균을 첨가하여 다시 교반혼합하는 것을 생각할 수 있다.

단, 기상률은 교반혼합 개시로부터 높아지기 시작하나, 함수비 등의 조건에 따라서는 어느 시점에서 피크가 되고, 그 후는 다시 저하되는 것이 실험으로 확인되었다. 그 때문에 상황에 따라서는 토양개량자재와 분해균을 동시에 오염토에 첨가하고, 그런 다음 그 오염토를 교반혼합하여 기상률이 최대치가 된 시점에서 교반혼합을 종료하는 것이 바람직하다.

토양개량자재는, 상기한 바와 같이 흡수성을 가지고 또한 흡수후에 비팽윤성및 비점성을 유지 가능한 것이면 어떠한 자재이어도 좋으나, 예를 들면 진주암 페라이트, 송지암 페라이트, 경질 유문암 발포물 등의 페라이트계 자재, 규조토 소성립, 점토광물 소성물, 목탄·재생목질탄 등의 세라믹계 자재, 바미큐라이트, 록울 등의 암석 소성계 자재 등을 생각할 수 있다.

또한 비팽윤성을 요건으로 한 것은, 흡수에 의해 확보된 공극이 토양개량자재의 팽윤에 의한 체적증가로 상쇄되어 버리기 때문이며, 팽윤에 의한 체적증가가 흡수에 의해 확보되는 공극보다도 작은 자재를 선택할 필요가 있다. 이러한 비팽윤성의 요건을 만족하지 않는 것으로서 구체적으로는 벤트나이트가 해당한다.

또, 흡수후에 비점성을 요건으로 한 것은, 흡수에 의해 토양개량자재 자체가 점성을 가지게 되고, 그것에 의하여 오염토 전체가 소성체로서의 성상을 나타낼 염려가 있기 때문이며, 토양개량자재 자체가 점성을 가지는 것에 의한 소성한계의 저하가, 흡수에 의해 오염토가 소성성상으로부터 비소성적인 반고체의 성상으로 변화되는 것을 방해하지 않는 자재를 선택할 필요가 있다. 이와 같은 비점성의 요건을 만족하지 않는 것으로서 구체적으로는 폴리머가 해당한다.

또한 본 발명에 관한 토양개량자재는, 상기한 바와 같이 출원시점에서 시판 내지는 공지의 것이나, 그것들은 토양의 보수성을 개량하는 것을 목적으로 한 것으로 서 그 대부분이 보수성이 부족한 사질토를 대상으로 하고 있어, 본 발명과는 목적이나 용도를 전혀 달리하는 것이다.

대상이 되는 오염물질로서는 호기성 환경하에서 미생물 분해 가능한 것을 모두 포함하는 것으로 하고, 분해균에 대해서는 이와 같은 오염물질에 따라 최적의 것을 선택하면 좋다.

예를 들면 오염물질이 자연계에 존재하는 원유 등이면, 흙속에 생식하는 빈도가 높은 미생물, 예를 들면 슈도모나스속의 균체를 그대로 이용할 수 있다. 또한 오염물질을 분해할 수 있는 미생물의 균체수가 오염토 내에 그다지 존재하지 않 는 경우에는 다른 자연환경에서 생식하고 있는 미생물로부터 대상이 되는 오염물질을 분해할 수 있는 미생물을 스크리닝에 의해 단리하여 육종하도록 하여도 좋다.

한편, 오염물질이 트리클로로에틸렌 등의 인위적으로 합성된 유기용제이고, 이것을 유일한 탄소원으로서 직접 분해할 수 있는 미생물의 입수가 곤란한 경우에는 공대사 즉 다른 물질을 분해할 때에 부가적으로 분해를 행하게 하는 작용을 이용하면좋다. 예를 들면 통기시, 공기와 함께 메탄을 급기하여 흙속에 존재하는 또는 흙속에 따로 공급된 메탄자화성 세균을 활성화시켜, 그 세균이 가지는 산화효소로 상기한 유기용제를 분해하는 방법이나, 페놀, 톨루엔 등의 방향족화합물을 따로 오염토에 첨가하여 그 오염토속에 존재하는 또는 흙속에 따로 공급된 방향족 자화성 세균(슈도모나스속 세균 중에 다수 존재한다)에 방향족 화합물을 분해시키고, 그 때의 공대사에 의하여 유기용제를 분해하는 등의 방법을 생각할 수 있다. 또한 본 명세서에서는 상기한 메탄이나 방향족 화합물을 공대사물질이라 부르기로 한다.

그외, 상기한 내용과 일부 중복되나, 트리클로로에틸렌을 미생물 분해 가능한 분해균으로서는, 메탄자화성 균인 메틸로시누스 트리코스포륨(Methylosinus tricosporium) OB3 (일본국 특표평4-501667, 특개평5-212371)이나 메틸로시누스 트리코스포륨(Methylosinus tricosporium) TUKUBA (일본국 특개평2-92274, 특개평3-292970), 슈도모나스속인 슈도모나스 푸티다(Pseudomonus putida) F1 (일본국 특개 소64-34499), 슈도모나스 푸티다(Pseudomonus putida) BH (후지타 등 ; 케미컬엔지니어링, 39,6, p494-498, 1994), 슈도모나스 푸티다(Pseudomonus putida) UC-R5, UC-P2 (일본국 특개소62-84780), 슈도모나스 푸티다(Pseudomonus putida) KWI-9 ( 일본국 특개평6-70753), 슈도모나스 멘도시나(Pseudomonus mendocina) KR1 (일본국 특개평2-503866, 5-502593), 슈도모나스 세파시아(Pseudomonus cepacia) G4 (일본국 특개평4-502277), 슈도모나스 세파시아(Pseudomonus cepacia) KK01 (일본국 특개평6-296711), 알칼리지너스 유트로푸스(Alcaligenes eutropus) JMPl34 (A.R. Harker App1. Environ. Microbio1., 56, 4, 1179-1181, 1990), 알칼리지너스 유트로푸스(Alcaligenes eutropus) KSO1 (일본국 특개평7-123976), 암모니아산화세균인 니트로소모나스 유로파에아( Nitrosomonus europaea) (D.Arciero et al. Biochem. Biophys. Res. Commun., 159, 2, 640-643, 1989), 코리네박테리움속 세균(Corynebacterium) J1 (일본국 특개평8 - 66182) 등이 알려져 있다.

또한 MO7주(국제출원번호 PCT/JP97/02872, 국제공개번호 WO98/07831, FERM BP-5624)를 사용하면, 상기한 세균보다도 높은 효율로 또한 직접적으로 트리클로로에틸렌을 분해할 수 있다.

여기서, 오염물질을 분해하는 분해균에 대해서는 상기한 바와 같이 별도로 스크리닝된 것을 오염토에 첨가하도록 하여도 좋고, 오염토 내에서 원래 생식하고 있는 흙속 균을 분해균으로서 이용하도록 하여도 좋다.

또, 오염토에 분해균을 첨가하는 경우, 토양개량자재에 담지된 상태에서 그 토양개량자재와 함께 오염토에 첨가하도록 하여도 좋으나, 이것 대신에 그 분해균이 토양개량자재에 비담지의 상태, 즉 토양개량자재를 오염토에 첨가하는 공정과는 다른 공정으로서 분해균을 오염토에 개별로 첨가하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하면, 분해균이 토양개량자재에 담지된 상태에서 그 분 해균을 오염토에게 첨가한 경우와는 달리, 토양개량자재에 흡수된 물에 의해 분해균이 비호기성 환경하에 놓여지는 것을 미연에 방지하는 것이 가능하게 된다.

또, 상기 오염물질을 미생물 분해할 때, 상기 오염토에 통기를 행할지의 여부는 임의이나, 통기를 행한 경우에는 상기한 호기성 환경이 더욱 확실하게 형성되게 되어 오염물질의 분해효율을 더욱 높이는 것이 가능하게 된다.

또, 상기 토양개량자재를 무기질 토양개량자재로 하였으면, 토양개량자재가 경년적으로 분해되어 지반침하 등의 원인이 되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.

또한 상기 무기질 토양개량자재를 진주암 페라이트로 하였으면, 호기성 환경을 확실하게 형성할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법의 실시순서를 나타낸 플로우차트,

도 2는 본 실시형태에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법의 각 실시단계에서의 작업도.

도 3은 변형예에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법의 실시순서를 나타낸 플로우차트,

도 4는 본 발명에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법을 실증한 그래프,

도 5는 마찬가지로 본 발명에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법을 실증한 그래프이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 오염토

2 : 진주암 페라이트(토양개량자재, 무기질 토양개량자재)

3 : 분해균

이하, 본 발명에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법의 실시형태에 대하여 첨부도면을 참조하여 설명한다. 또한 종래기술과 실질적으로 동일한 부품 등에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도 1은 본 실시형태에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법의 실시순서를 나타낸 플로우차트, 도 2는 각 단계에 있어서의 작업도이다. 이들 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법에 있어서는, 먼저 점토 또는 실트를 주체로 하여 오염물질로서의 트리클로로에틸렌을 함유하는 오염토(1)를 도 2(a)에 나타내는 바와 같이 굴삭하고, 이것을 지표에 임시로 놓아둔다(단계 101).

다음에 토양개량자재인 무기질 토양개량자재의 하나인 진주암 퍼라이트(2) 및 트리클로로에틸렌을 분해하는 분해균(3)을 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 오염토(1)에 첨가한다(단계 102).

분해균(3)을 오염토(1)에 첨가함에 있어서는 분해균(3)을 진주암 페라이트(2)에 비담지의 상태, 즉 진주암 페라이트(2)를 오염토(1)에 첨가하는 공정과는 다른 공정으로서 오염토(1)에 개별로 첨가한다.

다음에 이와 같은 오염토를 상기 도 2(c)에 나타내는 바와 같이 경운기(4)로 교반혼합함으로써 점토 또는 실트에 함유되는 간극수를 진주암 페라이트(2)에 흡수시킨다(단계 103).

이와 같이 하면 오염토(1) 전체의 함수비는 변화하지 않으나, 점토 또는 실트에 함유되어 있던 간극수가 토양개량자재인 진주암 페라이트(2)로 이동하기 때문에, 오염토(1) 중의 점토 또는 실트 자체의 함수비는 저하되어 그것들이 소성체로부터 비소성적인 반고체의 성상으로 변화됨과 동시에, 이러한 상황하에서 교반혼합됨으로써 점토 또는 실트의 흙덩어리는 뿔뿔이 해교되어 그때까지의 작은 단립구조로부터 보다 큰 단립구조로 구조가 변화됨과 동시에, 그것에 수반하여 보다 큰 간극이 형성되게 되어 상기한 간극수가 흡수됨에 의한 공극확보와 아울러, 점토 또는 실트 중의 기상률이 대폭으로 향상함과 동시에, 분해균(3)이 오염토(1) 내에 균일하게 분산되어 트리클로로에틸렌과의 접촉성이 높아진다.

분해균(3)은, 예를 들면 MO7주(국제출원번호 PCT/JP97/02872, 국제공개번호 WO98/07831, FERM BP-5624)를 균체 현탁액 탱크에 수용하여 두고, 이것을 오염토(1)에 첨가하면 좋다. 또한 분해균(3)의 활성이 높아지도록 필요에 따라 영양염이나 공대사물질 등을 아울러 공급하도록 하여도 좋다.

다음에 도 2(d)에 나타내는 바와 같이 오염토(1) 내에 매설된 급기관(5) 및 배기관(6)을 거쳐 그 오염토(1)에 공기를 보내는 통기작업을 행하여, 트리클로로에틸렌을 미생물 분해한다(단계 104). 이와 같은 통기 중(양생 중)에 있어서는 트리클로로에틸렌과 분해균과의 접촉성을 확보하기 위하여 필요에 따라 수시, 오염토 (1)를 경전하여 교반혼합하도록 하여도 좋다.

이와 같이 오염토(1) 내에 공기를 보내주면, 상기한 바와 같이 점토 또는 실트 내의 기상률이 향상하고 있기 때문에, 오염토(1) 내에서는 통기가 원활하게 행하여져 호기성 환경이 보다 확실하게 형성되게 되고, 분해균이 내는 분해효소에 의하여 오염토(1)에 함유되어 있는 트리클로로에틸렌이 신속하게 분해된다.

통기를 행한다, 바꿔 말하면 공기를 보내줌에 있어서는 필요에 따라 트리클로로에틸렌분해균의 생육에 최적의 조건을 고려하여 산소농도나 기체온도 등을 적절하게 설정함과 동시에, 필요에 따라 메탄 등의 공대사물질을 아울러 공급한다.

또한 트리클로로에틸렌은 휘발성 물질이기 때문에, 분해균에 의한 분해작용을 받는 일 없이 그대로 배기되는 일도 있을 수 있으나, 이와 같은 경우에는 오염토(1) 내에 매설된 배기관(6)을 포집장치(도시 생략)에 접속하여 두고, 그 포집장치에 내장된 활성탄으로 배기된 공기 내의 트리클로로에틸렌을 흡착 포집하도록 하면 된다.

또, 통기 중(양생 중)에서의 트리클로로에틸렌의 휘발을 방지하도록 임시로 놓여진 오염토(1)의 위에서 비닐시트 등의 휘발방지시트를 씌우도록 하여도 좋다.

미생물 분해에 의한 트리클로로에틸렌의 분해제거가 종료되었으면, 처리된 흙을 적절하게 원래의 위치로 되메우거나, 또는 성토재, 매립재라는 재료로 적절하게 운용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법에 의하면, 토양개량자재인 진주암 페라이트(2)와 트리클로로에틸렌을 분해하는 분해균(3)을 점토 또는 실트를 함유하는 오염토(1)에 첨가하여 교반혼합함으로써 그 진주암 페라이트에 점토 또는 실트에 함유되는 간극수를 흡수시키도록 하였기 때문에, 오염토(1) 전체의 함수비는 변화되지 않으나, 점토 또는 실트에 함유되어 있는 간극수가 진주암 페라이트(2)로 이동하기 때문에, 점토 또는 실트 자체의 함수비는 저하되고, 그것들이 소성체로부터 비소성적인 반고체의 성상으로 변화됨과 동시에, 이와 같은 상황하에서 교반혼합됨으로써 점토 또는 실트의 흙덩어리가 뿔뿔이 해교되어 그때까지의 작은 단립구조로부터 보다 큰 단립구조로 구조가 변화됨과 동시에, 그것에 수반하여 보다 큰 간극이 형성되게 된다.

그리고 상기한 간극수가 흡수되는 것에 의한 공극확보와 아울러 점토 또는 실트 내의 기상률이 대폭으로 향상하게 되고, 이와 같이 하여 오염토(1) 내에서는 호기성 환경이 형성되고, 분해균(3)이 내는 분해효소에 의하여 오염토(1)에 함유되어 있는 트리클로로에틸렌을 신속하게 분해하는 것이 가능하게 된다.

또 본 실시형태에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법에 의하면, 분해균(3)을 진주암 페라이트(2)에 비담지의 상태, 즉 진주암 페아이트(2)를 오염토(1)에 첨가하는 공정과는 다른 공정으로서 오염토(1)에 개별로 첨가하도록 하였기 때문에, 분해균(3)이 진주암 페라이트(2)에 담지된 상태에서 그 분해균을 오염토(1)에 첨가한 경우와는 달리, 진주암 페라이트(2)에 흡수된 물에 의하여 분해균(3)이 비호기성 환경하에 놓여지는 것을 미연에 방지하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 실시형태에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법에 의하면, 오염토(1)에 통기를 행하도록 하였기 때문에, 상기한 호기성 환경이 더욱 확실하게 형성 되게 되어 오염물질인 트리클로로에틸렌의 분해효율을 더욱 높이는 것이 가능하게 된다.

또, 본 실시형태에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법에 의하면, 토양개량자재로서 무기질 토양개량자재를 사용하였기 때문에, 경년적으로 분해되어 지반침하가 생길 염려가 없어진다.

또, 본 실시형태에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법에 의하면 무기질 토양개량자재를 진주암 페라이트(2)로 하였기 때문에, 호기성 환경을 확실하게 형성할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법에 의하면, 트리클로로에틸렌의 정화에 있어서, 종래와 같이 물이나 생석회를 사용하지 않기 때문에 슬러리를 처리하거나 pH 조정하거나 한 후처리가 불필요하게 되어 되메움 등의 작업으로 신속하게 이행할 수 있다. 그 때문에 환경에 대한 영향을 염려하지 않고 토양정화를 짧은 공사기간에 행하는 것이 가능하게 된다.

본 실시형태에서는 오염물질을 트리클로로에틸렌으로 하였으나, 대상이 되는 오염물질이 이와 같은 트리클로로에틸렌에 한정되는 것은 아니고, 호기성 환경하에서 미생물 분해 가능한 것이면 모두 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 또한 분해균에 대해서는 이와 같은 오염물질에 따라 최적의 것을 선택하면 좋다.

또, 본 실시형태에서는 분해균(3)을 오염토(1)에 첨가할 때, 토양개량자재인 진주암 페라이트(2)에 비담지의 상태에서 행하도록 하였으나, 진주암 페라이트(2)에 담지된 분해균(3)이 물에 의해 비호기성 환경하에 놓여질 염려가 없는 것이면 분해균(3)이 진주암 페라이트(2)에 담지된 상태에서 오염토(1)에의 첨가를 행하도록 하여도 상관없다.

또 본 실시형태에서는 오염물질인 트리클로로에틸렌을 미생물 분해할 때, 오염토(1)에 통기를 행하도록 하였으나, 토양개량자재인 진주암 페라이트(2)의 상기한 작용에 의해 오염토(1)의 기상률이 대폭으로 향상되어 있기 때문에, 이 단계에서 이미 소정의 호기성 환경이 형성되어 있다.

따라서 상황에 따라서는 오염토(1)에 대한 통기작업을 생략하고, 도 3에 나타내는 바와 같이 오염토(1)를 자연방치한 상태에서 트리클로로에틸렌을 미생물 분해하 도록 하여도 상관없다(단계 114). 또한 이와 같은 변형예에 있어서 단계 114에 이르기까지의 단계 101 내지 단계 103에 대해서는 상기한 실시형태와 동일하기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

또, 본 실시형태에서는 오염토(1)를 일단 굴삭하여 이것을 임시로 놓아 두도록 하였으나, 이것 대신에 굴삭된 오염토(1)를 용기에 넣어 상기한 것과 동일한 처리를 행하도록 하여도 좋다. 이와 같은 경우에는 트리클로로에틸렌의 휘발을 미연에 방지할 수 있다.

구체예로서는 콘크리트재료를 혼련할 때에 사용하는 것과 동일한 믹서를 사용하여 그 믹서 내에 오염토를 투입하고, 계속해서 그 믹서 내에 분해균 및 토양개량자재를 첨가하여 교반혼합하고, 이것을 지표에 적당한 두께로 깔아 고르게 한 후, 자연방치한 상태에서 또는 강제 통기하면서 미생물 분해하도록 하여도 좋다.

한편, 트리클로로에틸렌이 오염토양의 지표면에 치우쳐 있는 경우에는, 그 지표에 토양개량자재 및 분해균을 첨가하여 경운기로 교반혼합하고, 그런 다음 그 위로부터 비닐시트 등의 휘발방지시트를 씌워 휘발을 방지하면서 필요에 따라 통기작업을 행하여 미생물 분해시키도록 하여도 상관없다.

또, 본 실시형태에서는 분해균(3)을 오염토(1)에 따로 첨가하도록 하였으나, 오염토(1)에 생식하고 있는 흙속 균을 이와 같은 분해균으로서 이용할 수 있는 것이면 분해균(3)을 새로이 첨가할 필요는 없다.

[실시예]

다음에, 본 발명의 작용효과를 실증하도록 실험을 행하였기 때문에, 이하에 그 개요를 설명한다.

먼저, 트리클로로에틸렌을 오염물질로 하고, 함수비 70%의 세립토를 주체로 한 오염토를 제작하였다. 다음에 제작한 오염토에 트리클로로에틸렌 분해균으로서 MO7주를, 토양개량자재로 하여 진주암 페라이트를 각각 첨가하고, 호바트믹서로 15초간 교반혼합하였다.

도 4는 교반혼합이 종료하고 나서의 경과시간(양생시간)을 가로축에, 트리클로로에틸렌 농도를 세로축에 취하여, 트리클로로에틸렌의 농도저하를 조사한 결과를 나타낸 그래프이다. 또한 본 실험에서는 오염토에 공기를 보내 주는 통기작업은 행하고 있지 않다.

상기 도면에는 분해균이나 토양개량자재를 첨가하지 않은 경우도 아울러 나타내고 있고, 상기 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 분해균도 토양개량자재도 첨가하지 않은 경우는 트리클로로에틸렌농도는 거의 변화되어 있지 않다. 또 분해균만 을 첨가한 경우도 트리클로로에틸렌 농도에 거의 변화는 보이지 않았다. 이것은 토양개량자재없이는 분해균의 활성을 높일 수 없었던 것이 원인이라고 생각된다.

다음에 토양개량자재만을 첨가한 경우에는 트리클로로에틸렌을 어느 정도 정화할 수 있었다. 이것은 트리클로로에틸렌 분해균을 첨가하지 않아도 토양개량자재 에 의한 흡수에 의하여 오염토(1) 중의 기상률이 향상하여 통기성이 좋아져 트리클로로에틸렌이 그것에 의하여 휘발되었기 때문이라고 생각된다. 토양개량자재 및 트리클로로에틸렌 분해균의 양쪽을 첨가한 경우, 트리클로로에틸렌은 신속하게 분해되어, 30시간 경과후에는 환경 기준치를 밑돌았다.

도 5는 교반혼합시간을 가로축에, 세로축에 기상율을 취한 그래프이고, 토양개량자재를 첨가하지 않은 경우에는 교반혼합함에 따라 기상률이 내려 가는 데 대하여, 첨가한 경우에는 30%에 지나지 않았던 기상률이 60%로 까지 높아져 있는 것을 알 수 있다. 이것은 토양개량자재의 흡수작용에 의해 점토 또는 실트의 함수비가 저하하고 그것들이 소성체로부터 비소성적인 반고체의 성상으로 변화됨과 동시에, 이와 같은 상황하에서 교반혼합됨으로써, 점토 또는 실트의 흙덩어리가 뿔뿔이 해교되어 그때까지의 작은 단립구조로부터 보다 큰 단립구조로 구조가 변화됨과 동시에, 그것에 수반하여 보다 큰 간극이 형성되게 되고, 상기한 간극수가 흡수되는 것에 의한 공극확보와 아울러 점토 또는 실트 내의 기상률이 대폭으로 향상된 것이라 생각된다.

또한 기상률은 교반혼합 개시후, 10초 정도에서 최대치가 되고, 그 후는 다시 저하되는 것을 알 수 있었다. 이것은 교반혼합에 의하여 커진 단립구조가 다시 작은 단립구조로 변화되어 공극이 적어졌기 때문이라고 생각된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 미생물에 의한 오염토의 정화방법에 의하면, 토양개량자재에 점토 또는 실트 내의 간극수를 흡수시킴으로써, 오염토 전체의 함수비는 변화되지 않으나, 점토 또는 실트 자체의 함수비가 저하되어 그것들이 소성체로부터 비소성적인 반고체의 성상으로 변화됨과 동시에, 이러한 상황하에서 교반혼합됨으로써 점토 또는 실트의 흙덩어리가 뿔뿔이 해교되어 그때까지의 작은 단립구조로부터 보다 큰 단립구조로 구조가 변화됨과 동시에, 그것에 수반하여 보다 큰 간극이 형성되게 된다.

그리고 상기한 간극수가 흡수되는 것에 의한 공극확보와 아울러, 점토 또는 실트 내의 기상률이 대폭으로 향상하게 되고, 이와 같이 하여 오염토 내에서는 호기성 환경이 형성되어 분해균이 가지는 분해효소에 의해 오염토에 함유되어 있는 오염물질을 신속하게 분해하는 것이 가능하게 된다.

Claims (10)

1. 점토 또는 실트를 포함하는 오염토에 흡수성을 가지고, 또한 흡수후에 비팽윤성 및 비점성을 유지 가능한 토양개량자재를 첨가하여 교반혼합함으로써 상기 토양개량자재에 상기 점토 또는 실트에 함유되는 간극수를 흡수시키는 한편, 상기 오염토에 함유되는 오염물질을 분해하는 분해균을 상기 오염토에 첨가하여 또는 상기 오염토 내에서 생식하고 있는 분해균을 이용하여 상기 오염물질을 미생물 분해하는 것을 특징으로 하는 미생물에 의한 오염토의 정화방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 분해균을 상기 오염토에 첨가할 때, 상기 토양개량자재에 비담지의 상태에서 행하는 것을 특징으로 하는 미생물에 의한 오염토의 정화방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 오염물질을 미생물 분해할 때, 상기 오염토에 통기를 행하는 것을 특징으로 하는 미생물에 의한 오염토의 정화방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 토양개량자재를 무기질 토양개량자재로 하는 것을 특징으로 하는 미생물에 의한 오염토의 정화방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 무기질 토양개량자재를 진주암 페라이트로 하는 것을 특징으로 하는 미생물에 의한 오염토의 정화방법.
6. 점토 또는 실트를 함유하는 오염토에, 흡수성을 가지고 또한 흡수후에 비팽윤성 및 비점성을 유지 가능한 토양개량자재를 첨가하여 교반혼합하는 공정과,

   상기 오염토에 함유되는 오염물질을, 상기 오염물질을 분해하는 분해균을 상기오염토에 첨가하거나, 상기 오염토 내에서 생식하고 있는 분해균을 이용하거나, 또는 상기 오염물질을 분해하는 분해균을 상기오염토에 첨가하고 상기 오염토 내에서 생식하고 있는 분해균을 이용하여 분해하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물에 의한 오염토의 정화방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 오염토에 대하여, 상기 분해균과 상기 토양개량자재를 별개로 첨가하는 것을 특징으로 하는 미생물에 의한 오염토의 정화방법.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 오염물질을 분해하는 공정에서는, 상기 오염토에 통기를 행하는 것을 특징으로 하는 미생물에 의한 오염토의 정화방법.
9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 토양개량자재가 무기질 토양개량자재를 주체로 하는 것을 특징으로 하는 미생물에 의한 오염토의 정화방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 무기질 토양개량자재가 진주암 페라이트인 것을 특징으로 하는 미생물에 의한 오염토의 정화방법.

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