WO2014155902A1 - 微生物用組成物 - Google Patents

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WO2014155902A1
WO2014155902A1 PCT/JP2014/000132 JP2014000132W WO2014155902A1 WO 2014155902 A1 WO2014155902 A1 WO 2014155902A1 JP 2014000132 W JP2014000132 W JP 2014000132W WO 2014155902 A1 WO2014155902 A1 WO 2014155902A1
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groundwater
microorganisms
surfactant
composition
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PCT/JP2014/000132
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卓也 安藤
坂元　俊明
敏孝 正野
村澤　浩一郎
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パナソニック株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/36—Organic compounds containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/06—Nutrients for stimulating the growth of microorganisms

Definitions

  • the present invention relates to a composition for microorganisms that is injected into soil and groundwater to decompose organochlorine compounds in soil and groundwater using microorganisms and purify the soil and groundwater.
  • Soil and groundwater contaminated with chemical substances is a problem that disrupts the balance of not only human beings but also the entire biological world, and some measures are necessary from the viewpoint of environmental protection. In addition, leaving contaminated soil and groundwater will limit the area of human activity, and measures are also needed from an economic point of view.
  • the bioremediation method is said to be suitable as one of the methods for economically purifying soil and groundwater in situ without requiring large-scale construction. This is a method of decomposing chemical substances that are pollutants into aerobic or anaerobic microorganisms in soil and groundwater.
  • organic chlorine compounds such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane, and trichloroethylene to purify these chemical substances.
  • an organic chlorine compound can be dechlorinated and a chemical substance can be purified by a reduction reaction with hydrogen generated in an anaerobic atmosphere.
  • Patent Document 1 discloses a composition in which a linear fatty acid granulated or a linear fatty acid is mixed in glycerine so that it is difficult to move from the injection point.
  • Patent Document 2 discloses a technique in which a nutrient source mainly composed of sorbitol is diluted to 2000 ppm and is fed into soil and groundwater to decompose microorganisms into organochlorine compounds. More specifically, 60% sorbitol, 10% glycerin, 2% anions, and 28% water diluted to 2000 ppm are fed into soil and groundwater for diffusion. At the end of diffusion, the concentration of carbon in the nutrient source is diluted to approximately 100 ppm, so that the microorganism is at a concentration that allows co-uptake with chemicals. For this reason, decomposition of the chemical substance is promoted.
  • JP 2002-370085 A Patent No. 3746726
  • JP 2009-11939 A Patent No. 5023850
  • ionic surfactants exhibit surface activity by dissociating into ions, but the pH tends to be low in regions where anaerobic microorganisms are active in soil and groundwater. Therefore, an anionic surfactant is difficult to ionize and hardly exhibits surface activity.
  • the cationic surfactant exhibits surface activity under a low pH condition, but sticks to the surface of the microorganism that is negatively charged as a potential, and suppresses the activity of the microorganism. In the first place, because of such properties, cationic surfactants are used as preservatives.
  • the present invention has been conceived in view of the above-described problems, and does not deactivate microorganisms capable of purifying organochlorine compounds in soil and groundwater, and has excellent diffusibility in soil and groundwater.
  • the composition for use is provided.
  • composition for microorganisms according to the present invention is characterized by comprising a polyhydric alcohol and a surfactant.
  • the polyhydric alcohol is 62 to 68 parts by weight of one or more sugar alcohols selected from sorbitol, mannitol, and xylitol; 8 to 10 parts by weight of glycerin,
  • the surfactant is 1 to 5 parts by weight of a nonionic surfactant, Furthermore, it is composed of 22 to 25 parts by weight of water.
  • the water used in the above-mentioned composition for microorganisms is water that has been sterilized.
  • the microbial composition contains 1 to 4 parts by weight of a pH buffer.
  • the nutrient source mainly composed of polyhydric alcohol contains a nonionic surfactant, the activity of microorganisms in soil and groundwater is not suppressed. Moreover, since a nonionic surfactant expresses surface activity irrespective of pH, it can promote spreading
  • the sterilized water since the sterilized water is used, the growth of aerobic microorganisms is suppressed especially in the piping, so that the failure of the piping clogging is reduced.
  • composition for microorganisms according to the present invention will be described.
  • the following description exemplifies one embodiment of the present invention and can be changed without departing from the gist of the present invention.
  • weight% (wt%)” and “part by weight” are used synonymously.
  • the composition for microorganisms according to the present invention contains a material for activating microorganisms in soil and groundwater and is intended to diffuse from the injection site. Therefore, it is a liquid and has a low viscosity. Moreover, since it aims at using it in the highly diluted state with respect to the microorganisms in soil and groundwater, it needs to be water-soluble. It must function as a nutrient source for the purpose of purifying soil and groundwater.
  • sorbitol a sugar alcohol which is a polyhydric alcohol
  • mannitol and xylitol can be used similarly.
  • sorbitol a sugar alcohol which is a polyhydric alcohol
  • glycerin which is a trivalent alcohol
  • the freezing point can be lowered, so that it also serves as an antifreeze. This is useful when purifying soil and groundwater in places with low temperatures.
  • water may be contained at a ratio of about 25 wt% or less. Basically, water is not necessary as a nutrient source. However, it is also necessary to adjust the concentration of nutrient sources.
  • the water to be used has been subjected to sterilization treatment.
  • Water contains bacteria such as water mold. This is because sorbitol can also be a nutrient source for these microorganisms, and therefore, if miscellaneous bacteria are included, the problem arises that the composition for microorganisms corrodes during storage.
  • the sterilization process may be a boiling process or may be irradiated with ultraviolet rays. Moreover, you may use the water which does not contain a germ in the first place, such as a pure water and an ultrapure water.
  • Nutrient sources include nonionic surfactants.
  • the surfactant lowers the surface energy of the soil when the nutrient source is injected into the soil and groundwater, and makes the soil easy to get wet with the nutrient source. As a result, along with the effect of capillarity, it makes it easier for nutrients to diffuse in soil and groundwater.
  • Nonionic surfactants can exhibit surface activity regardless of the pH of the liquid.
  • nonionic surfactants do not depend on the pH of soil and groundwater.
  • soil and groundwater an anaerobic environment can be easily obtained, so that anaerobic decomposition of organic matter proceeds and the soil tends to become acidic.
  • the composition for microorganisms can be diffused if it is a nonionic surfactant.
  • Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene higher alcohol ether, polyoxyethylene Myristyl ether, polyoxyethylene distyrenated phenyl ether, etc.
  • sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan distearate, etc.
  • polyoxyethylene sorbitan Polyoxyethylene sorbitan mono-coconut fatty acid ester polyoxyethylene sorbitan laurate, polyio Ciethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan triisostearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbite tetraoleate it can.
  • composition for microorganisms according to the present invention may further contain a pH buffer.
  • the pH buffer can be added from 1 to 4 parts by weight based on the total amount. When adding the pH buffering agent, the ratio with other components is appropriately adjusted.
  • pH buffer is a lactic acid buffer, a citrate buffer, a phosphate buffer, an acetate buffer, and the like. These are added from 1 to 4 parts by weight.
  • the reason for using a pH buffer is as follows.
  • the microorganisms in the soil and groundwater can be activated.
  • an organic acid such as acetic acid
  • the pH in the soil and groundwater decreases. If the pH of the soil and groundwater is too low, the activity of microorganisms will be suppressed. That is, when the composition for microorganisms is injected into soil and groundwater, a period during which decomposition of the organic chlorine compound or the like does not proceed is formed for a certain period after injection. This is called the “purification stagnation period”.
  • the pH buffer can alleviate a decrease in pH due to the production of an organic acid such as acetic acid to some extent, and can suppress the “stagnation period of purification” due to an excessive decrease in pH. Therefore, there is no “purification stagnation period”. As a result, there is an advantage that the period required for purification of soil and groundwater is shortened.
  • composition for microorganisms according to the present invention examples are shown below.
  • the example was performed at a site contaminated with tetrachlorethylene.
  • the aquifer was 2.0 to 12.2 m from the ground surface.
  • concentration in groundwater was about 1.5 mg / L.
  • an injection well having a diameter of 100 mm was installed, and a pipe was connected to the well opening to inject the composition for microorganisms.
  • an observation well was set up at a location 3 m away from the injection well, and the tetrachlorethylene concentration, sorbitol concentration, and pH in the groundwater were regularly monitored.
  • the injection well and the observation well into which each microbial composition was injected were provided sufficiently apart from each other so as not to be affected by the microbial composition.
  • aqueous solution diluted to 2000 ppm was used, and after continuous injection at 9.0 L / min for 7 days, only monitoring was continued.
  • Example 1 is a mixture of 62 wt% sorbitol, 8 wt% glycerin, 5 wt% nonionic surfactant, and 25 wt% water.
  • polyoxyethylene lauryl ether was used as the nonionic surfactant.
  • water water obtained by boiling normal tap water for 10 minutes and cooling it to 25 ° C was used.
  • Examples 2 to 5 have composition ratios in which the contents of sorbitol and glycerin are changed as shown in Table 1, respectively. Other compositions were appropriately changed so that the nonionic surfactants were 3, 2, 1, 1 wt%, respectively.
  • Comparative Example 1 sorbitol and glycerin were 65 wt% and 10 wt%, but 5 wt% of an anionic surfactant was used. Water is 20 wt%.
  • anionic surfactant sodium lauryl sulfate was used.
  • Comparative Example 2 the anionic surfactant of Comparative Example 1 is merely a cationic surfactant, and the composition ratio is the same as that of Comparative Example 1 (Example 1). In addition, stearyl trimethyl ammonium chloride was used as the cationic surfactant. In Comparative Examples 3 and 4, the same nonionic surfactant (polyoxyethylene lauryl ether) as in Examples was used, and the number of parts was 0.5 wt% and 7 wt%. The amounts of sorbitol and glycerin are 65 wt% and 10 wt% as in Comparative Example 1. In Comparative Example 5, no surfactant was added.
  • the type of surfactant is represented as “non” for nonionic, “anion” for anionic system, and “positive” for cation system.
  • the symbol “-” indicates that no surfactant is contained.
  • the decomposition rate was calculated
  • Comparative Examples 3 and 4 use a nonionic surfactant.
  • the decomposition rate was 25.8%.
  • the decomposition rate was improved, but it was judged that the effect of addition was small when the nonionic surfactant was 0.5 wt%.
  • Comparative Example 4 contains 7 wt%.
  • the decomposition rate is 95% or more, which is slightly lower than that of the examples, it can be said that the decomposition rate is suitable.
  • the surfactant is as little as possible.
  • Comparative Example 4 containing 7 wt% the decomposition rate was suitable, but it can be said that the effect is saturated or slightly lower than the Examples. Therefore, the surfactant is preferably 5 wt% or less. Further, at 0.5 wt%, the effect is still small. Therefore, the surfactant is preferably 1 wt% or more.
  • Examples 1 to 5 showed a suitable purification capacity as described above, but the decomposition of organochlorine compounds from the 8th day to the 15th day was almost stagnant after being injected into the groundwater. At that time, the pH of the groundwater was lowered to 4 or less. From the 15th day, the decomposition of the organochlorine compound progressed, and at that time, the pH was 5.5 or more. This is thought to be due to the progress of anaerobic decomposition of nutrients by microorganisms and the production of organic acids such as acetic acid.
  • Examples 6 to 9 were prepared by changing the composition ratio of the composition for microorganisms.
  • sorbitol was 62 wt%, glycerin 9 wt%, nonionic surfactant 4 wt%, pH buffer 1 wt%, and water 24 wt%.
  • sorbitol, glycerin and water were the same as in Example 6, and were blended so that the total amount of the nonionic surfactant and the pH buffering agent was 5 wt%.
  • Example 6 to 9 wells and observation wells were provided in the same manner as in Examples 1 to 5. And it inject
  • Example 4 a stagnation period of purification occurs, and tetrachloroethylene is hardly decomposed during this period. Therefore, the decomposition rate after 20 days was about 81.1%.
  • Examples 6 to 9 having a pH buffering agent have already achieved the decomposition rate close to the decomposition efficiency of the organochlorine compound reached by other Examples over 30 days at the 20th day. That is, the pH buffering agent can avoid the “stagnation period of purification” and has an effect of shortening the purification speed of the entire soil.
  • the pH buffer is a source of negative ions and positive ions, it is considered that a certain amount is necessary to cause a buffering action.
  • Table 2 when Table 2 is seen, even if the pH buffering agent is 1 wt%, the pH can be maintained to some extent, and it can be said that it is effective. That is, at least the pH buffering agent should be 1 wt% or more.
  • the upper limit of the total amount of the surfactant is about 5 wt% from Table 1, the total amount of the surfactant and the pH buffering agent needs to be suppressed to about 5 wt%.
  • the lower limit of the surfactant is 1 wt%, the upper limit of the pH buffer is considered to be 4 wt%.
  • the composition for microorganisms according to the present invention contains a nonionic surfactant, thereby improving the spreadability in the ground and promoting the purification of soil. Moreover, by further including a pH buffer, it is possible to suppress a decrease in underground pH that hinders the activity of microorganisms, and to eliminate the stagnation period of purification.
  • composition for microorganisms according to the present invention can be suitably used as a nutrient source for decomposing and purifying organochlorine compounds in soil and groundwater using microorganisms in soil and groundwater.

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Abstract

　ソルビトールを主体とする微生物用組成物には、界面活性剤が用いられる。しかし、イオン性界面活性剤を添加すると微生物の活性を低下させ、土壌および地下水中での拡散性が低下するという課題が分かった。　本発明の微生物用組成物は、多価アルコールと界面活性剤を含む微生物用組成物であり、より詳しくは、ソルビトール、マンニトール、キシリトールから選択される１種類以上の糖アルコールを６２乃至６８重量部と、８乃至１０重量部のグリセリンと、１乃至５重量部の非イオン性界面活性剤と、２２乃至２５重量部の水から構成されることを特徴とする。

Description

微生物用組成物
　本発明は、土壌および地下水中の有機塩素化合物を微生物を利用して分解し、土壌および地下水を浄化するために、土壌および地下水中に注入する微生物用組成物に関するものである。
　化学物質によって汚染された土壌および地下水は、人ばかりでなく生物界全体のバランスを崩す問題であり、環境保護的な観点から何らかの対策が必要である。また、汚染された土壌および地下水を放置しておくのは、人の活動領域を制限することに繋がり経済的な観点からも対策が必要である。
　従来、化学物質で汚染された土壌および地下水を浄化するためには、石灰法、鉄粉法、土壌掘削置換法、土壌湿気式洗浄法、バイオレメディエーション法など様々な方法が提案されている。土壌および地下水の汚染は、広範囲に広がる場合が多く、土壌そのものを置換するといった方法は、規模および経費が莫大となる。
　大規模な工事を必要とせず、原位置で経済的に土壌および地下水を浄化する方法の１つとしては、バイオレメディエーション法が好適であるといわれる。これは、土壌および地下水中の好気性若しくは嫌気性の微生物に汚染物質である化学物質を分解させる方法である。
　例えばクロストリジウム属の微生物は嫌気性雰囲気中で、有機物を分解し、酢酸等に分解する。その工程中に水素を放出する。この水素は、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエチレンといった有機塩素系化合物の塩素と置換し、これらの化学物質を浄化することができる。すなわち、嫌気性雰囲気下で発生した水素による還元反応で、有機塩素系化合物を脱塩素化し、化学物質を浄化することができる。
　以上の様に水素を発生させ提供する物質群を水素供与体と言うが、微生物を活性化させるとともに、水素供与体となる物質群（以後「栄養源」と呼ぶ。）を土壌および地下水中に注入する方法が提案されている。このような栄養源には、過剰注入した場合、汚染箇所以外の部分にまで拡散することによる二次汚染の懸念があった。そのため、例えば、特許文献１には、粒状にした直鎖脂肪酸や、グリセリン中に直鎖脂肪酸を混入させ、注入地点から移動しにくいようにした組成物が開示されている。
　しかし、微生物は、高濃度の栄養源下では、却って失活することがわかり、極度に希釈した栄養源を土壌および地下水中に送り込むことが行われるようになった。また、栄養源も天然物に近いものであれば、毒性も少なく二次汚染を心配する必要も少ない。すると、埋設箇所より移動しない固形物やゲル状よりも、むしろ粘度が低く、土壌および地下水中を拡散し１つの井戸から広範囲に栄養源を与えられる方法が提案された。
　特許文献２には、ソルビトールを主体とする栄養源を２０００ｐｐｍまで希釈したものを土壌および地下水中に送り込み、微生物に有機塩素化合物を分解させる技術が開示されている。より詳しくは、ソルビトール６０％と、グリセリン１０％、陰イオン２％、水２８％の栄養源を２０００ｐｐｍに希釈したものを土壌および地下水中に送り込み、拡散させる。拡散の末端では、栄養源内の炭素濃度はおよそ１００ｐｐｍにまで希釈され、微生物にとって、化学物質との共摂取が可能な程度の濃度になっている。このため、化学物質の分解が促進させられる。
特開２００２－３７００８５号公報（特許第３７４６７２６号） 特開２００９－１１９３９号公報（特許第５０２３８５０号）
　しかしながら、上記の栄養源に用いられる界面活性剤には以下の課題がわかった。第１に、イオン系界面活性剤は抗菌活性を有するため、土壌および地下水中に注入されると、希釈されたとはいえ、微生物の活動を抑制する。その結果、有機塩素化合物の浄化効率が低下するということがわかった。
　第２に、イオン系界面活性剤は、イオンに解離して界面活性を発揮するが、土壌および地下水中で嫌気性微生物が活動している領域では、ｐＨが低くなりやすい。したがって、陰イオン系界面活性剤は、イオン化しにくく、界面活性を発揮しにくい。
　その結果、栄養源の拡散度が低下することがわかった。なお、陽イオン系界面活性剤は、ｐＨが低い条件で界面活性は発揮するものの、電位としてはマイナスに帯電している微生物の表面に張り付き、微生物の活性を抑制させる。そもそも、このような性質があるために、陽イオン系界面活性剤は、防腐剤として利用されている。
　本発明は上記の課題に鑑みて想到されたもので、土壌および地下水中の有機塩素化合物を浄化することのできる微生物を失活させることなく、また土壌および地下水中での拡散性に優れた微生物用組成物を提供するものである。
　より具体的に本発明に係る微生物用組成物は、多価アルコールと界面活性剤を含む構成であることを特徴とする。
　さらに微生物用組成物では、前記多価アルコールは、
ソルビトール、マンニトール、キシリトールから選択される１種類以上の糖アルコールを
６２乃至６８重量部と、
８乃至１０重量部のグリセリンであり、
前記界面活性剤は、１乃至５重量部の非イオン性界面活性剤であり、
さらに、２２乃至２５重量部の水から構成されることを特徴とする。
　また、上記微生物用組成物に使われる水は、除菌処理を行った水であることを特徴とする。
　さらに、上記微生物用組成物には、ｐＨ緩衝剤を１乃至４重量部含有することを特徴とする。
　本発明は、多価アルコールを主体とする栄養源に非イオン性界面活性剤を含有させるため、土壌および地下水中の微生物の活動を抑制することがない。また、非イオン性界面活性剤は、ｐＨに係らず界面活性を発現するので、土壌および地下水のｐＨに係らず、栄養源の拡散を促進させることができる。
　また、除菌された水を使用するので、特に配管内で好気性微生物の繁殖が抑制されるので、配管が詰まるという故障が減少する。
　また、ｐＨ緩衝剤を含有させることで、細菌の活動によって土壌が酸性になり、それによって細菌の活動が抑制されることがない。したがって、一定面積の土壌を処理する時間が短縮できるという効果を有する。
　以下本発明に係る微生物用組成物を説明する。なお、以下の説明は本発明の１実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、変更することができる。なお、本明細書において、「重量％（ｗｔ％）」と「重量部」は同義として用いる。
　本発明に係る微生物用組成物は、土壌および地下水中の微生物を活性させるための材料を含み、注入箇所から拡散させることを目的とする。したがって、液体で粘度が低い状態にする。また、土壌および地下水中の微生物に対して高希釈の状態で使用することを目的とするので、水溶性である必要がある。また、土壌および地下水の浄化という目的のため、栄養源として機能する必要がある。
　このような材料としては、多価アルコールである糖アルコールのソルビトールが好適に利用することができる。ただし、マンニトールとキシリトールでも同様に使用できる。ここではソルビトールについて述べる。
　水で希釈されたソルビトールを土壌および地下水中で保持させるため、保湿剤を混合させる。保湿剤としては、３価のアルコールであるグリセリンが好適に利用できる。グリセリン自体が微生物の栄養源となり得るからである。また、エチレングリコール同様、凝固点を下げることができるので、不凍液としての役割も有する。これは、気温の低い場所での土壌および地下水浄化の際に有用となる。
　本発明に係る微生物用組成物には、水も２５ｗｔ％程以下の比率で含有させてもよい。基本的に栄養源としては、水は不要である。しかし、栄養源の濃度調節などに使用する必要もあるからである。
　なお、使用する水は、除菌処理を施したものであるのが好ましい。水には水カビなどの雑菌が含まれている。ソルビトールは、これらの微生物の栄養源ともなりうるため、雑菌が含まれていると、保存している間に、微生物用組成物が腐食するという問題が起こるからである。
　なお、除菌処理は煮沸処理であってもよいし、紫外線などを照射してもよい。また、純水や超純水といったそもそも雑菌が含まれていない水を用いてもよい。
　栄養源には、非イオン性界面活性剤を含ませる。界面活性剤は、土壌および地下水中に栄養源を注入した際に、土壌の表面エネルギーを下げ、栄養源に対して土壌を濡れやすくする。その結果、毛細管現象の効果と共に、栄養源が土壌および地下水中で拡散しやすくする。非イオン性界面活性剤は、液体のｐＨに係らず界面活性を発揮することができる。
　したがって、非イオン性界面活性剤は、土壌および地下水中のｐＨに依存しない。土壌および地下水中では、嫌気性環境も容易に得ることができるので、有機物の嫌気分解が進み土壌は酸性に傾きやすい。そのような環境であっても、非イオン性界面活性剤であれば、微生物用組成物を拡散させることができる。
　非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルであるポリオキシエチレンラウリルエーテル，ポリオキシエチレンセチルエーテル，ポリオキシエチレンステアリルエーテル，ポリオキシエチレンオレイルエーテル，ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル，ポリオキシエチレンミリスチルエーテル，ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテルなどが，ソルビタン脂肪酸エステルであるソルビタンモノラウレート，ソルビタンモノパルミテート，ソルビタンモノステアレート，ソルビタンモノオレエート，ソルビタンジステアレートなどが，ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルであるポリオキシエチレンソルビタンモノヤシ脂肪酸エステル，ポリオキシエチレンソルビタンラウレート，ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート，ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート，ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート，ポリオキシエチレンソルビタントリイソステアレート，ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート，テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビットなどが利用できる。
　さらに、本発明に係る微生物用組成物は、ｐＨ緩衝剤をさらに加えることもできる。ｐＨ緩衝剤は全量に対して１から４重量部加えることができる。ｐＨ緩衝剤を加える際に他の成分との比率は適宜調整する。
　ｐＨ緩衝剤として好適に利用できるのは、乳酸系緩衝剤、クエン酸系緩衝剤、リン酸系緩衝剤、酢酸系緩衝剤などである。これらは、１から４重量部添加される。
　ｐＨ緩衝剤を用いる理由は以下の通りである。栄養源となる微生物用組成物は、土壌および地下水中に注入することで、土壌および地下水中の微生物を活性化させることができる。しかし、活性化した微生物によって嫌気分解が進行すると酢酸等の有機酸が生成され、土壌及び地下水中のｐＨが低下する。土壌及び地下水のｐＨが低下し過ぎると微生物の活性を抑制することになる。つまり、微生物用組成物を土壌および地下水中に注入すると、注入後一定の期間は有機塩素化合物等の分解が進まない期間が形成される。これを「浄化の停滞期間」と呼ぶ。
　ｐＨ緩衝剤は、酢酸等の有機酸の生成によるｐＨの低下をある程度緩和することができ、ｐＨが低下し過ぎることによる「浄化の停滞期間」を抑制することができる。よって、「浄化の停滞期間」がなくなる。結果、土壌および地下水の浄化に必要な期間が短くなるというメリットが奏される。
　以下に本発明に係る微生物用組成物の実施例を示す。実施例は、テトラクロロエチレンで汚染されたサイトで行った。帯水層は地表面より２．０乃至１２．２ｍであった。また、地下水中のテトラクロロエチレン濃度は約１．５ｍｇ／Ｌであった。試験は、直径１００ｍｍの注入井戸を設置し、井戸口にパイプを接続して微生物用組成物の注入を行った。
　また、注入井戸から３ｍ離れた箇所に観測井戸を設け、定期的に地下水中のテトラクロロエチレン濃度、ソルビトール濃度、ｐＨのモニタリングを行った。また、各微生物用組成物を注入する注入井戸及び観測井戸は、各微生物用組成物の影響が出ないよう十分に離隔して設けた。
　注入する各微生物用組成物は、２０００ｐｐｍに希釈した水溶液を用い、それぞれ９．０Ｌ／分で７日間連続注入を行ったあと、モニタリングのみを続けた。
　実施例１は、ソルビトールを６２ｗｔ％、グリセリンを８ｗｔ％、非イオン性界面活性剤を５ｗｔ％、水を２５ｗｔ％混合したものである。なお、非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテルを用いた。水は、通常の水道水を１０分間煮沸したものを２５℃まで冷やしたものを用いた。
　実施例２乃至５は、ソルビトールとグリセリンの含有量をそれぞれ表１のように変えた組成比とした。非イオン性界面活性剤は、それぞれ３、２、１、１ｗｔ％となるように、他の組成を適宜変更した。
　一方比較例１は、ソルビトールとグリセリンは６５ｗｔ％と１０ｗｔ％であるが、陰イオン系界面活性剤を５ｗｔ％用いた。水は２０ｗｔ％である。陰イオン系界面活性剤は、ラウリル硫酸ナトリウムを用いた。
　また、比較例２は、比較例１の陰イオン系界面活性剤を陽イオン系界面活性剤としただけで、組成比率は比較例１（実施例１）と同じである。なお、陽イオン系界面活性剤は、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドを用いた。また、比較例３および４は、実施例と同じ非イオン性界面活性剤（ポリオキシエチレンラウリルエーテル）を用い、部数を０．５ｗｔ％および７ｗｔ％にした。ソルビトールおよびグリセリンの量は比較例１同様６５ｗｔ％、１０ｗｔ％である。なお、比較例５は、界面活性剤を添加していないものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１を参照して、界面活性剤の種類は、非イオン性は「非」で表し、陰イオン系は「陰」、陽イオン系は「陽」と表した。符号「－」は、界面活性剤を入れていないことを表す。また、試験前のテトラクロロエチレンの濃度と、３０日後の濃度から分解率を求め、％で表示した。また、井戸から３ｍ離れたサンプリング地点での７日後のソルビトールの濃度（ｍｇ／Ｌ）を示した。
　実施例１乃至５とも、井戸から３ｍ離れた地点でのテトラクロロエチレンは９５％以上分解されていた。一方、陰イオン系界面活性剤を用いた比較例１では、１６．７％であった。７日後のソルビトールの濃度は、１６０．０ｍｇ／Ｌであった。界面活性剤の含まれていない比較例５とサンプリングした地点のソルビトールの濃度は、ほぼ同じであった。また、この時、地下水のｐＨは４～５であったので、陰イオン系界面活性剤は、土壌の表面の濡れ性を向上させることができなかったと考えられる。
　また陽イオン系界面活性剤を用いた比較例２の場合は、ソルビトールはサンプリングの地点において、実施例１乃至５とほぼ同じ濃度で検出された。しかし、テトラクロロエチレンの分解率は、１４．５％と、ほとんど浄化できなかった。陽イオン系界面活性剤は、土壌および地下水中で解離し界面活性を発揮したと思われるが、通常マイナスに帯電していると言われる微生物の表面に積極的に取りつき、微生物の活性を阻害したものと考えられる。
　比較例３および４は非イオン性界面活性剤を使用している。比較例３を見ると、分解率は２５．８％であった。界面活性剤を入れていない実施例５と比較すると、分解率は向上しているが、非イオン性界面活性剤が０．５ｗｔ％では添加の効果は少ないと判断される。また、比較例４は７ｗｔ％含まれている。分解率も９５％以上であり、実施例よりわずかに低いものの、好適な分解率を有していると言える。
　しかしながら、非イオン性とはいえ、界面活性剤は温度が一定している土壌および地下水中では比較的安定しており、量が多くなると二次汚染を心配しなければならない。したがって、界面活性剤はできるだけ少ない方が好ましい。７ｗｔ％含まれている比較例４は、分解率は好適であったが、実施例と比較するとその効果が飽和若しくは下降気味であると言える。したがって、界面活性剤は、５ｗｔ％以下が好ましい。また、０．５ｗｔ％では、やはり効果が少ない。したがって、界面活性剤は、１ｗｔ％以上が好ましい。
　実施例１乃至５は、上記のように好適な浄化能力を示したが、地下水中に注入した後、８日目から１５日目までの有機塩素化合物の分解はほぼ停滞していた。その時の地下水のｐＨは４以下に低下していた。１５日目から有機塩素化合物の分解が進み、その時ｐＨは５．５以上になっていた。これは微生物による栄養源の嫌気分解が進行し、酢酸等の有機酸が生成されたためと考えられる。
　そこで、微生物用組成物の組成比を変更して実施例６乃至９を作製した。実施例６は、ソルビトール６２ｗｔ％、グリセリン９ｗｔ％、非イオン性界面活性剤４ｗｔ％、ｐＨ緩衝剤１ｗｔ％、水２４ｗｔ％であった。
　また、実施例７から９は、ソルビトール、グリセリンと水は、実施例６と同様であり、非イオン性界面活性剤とｐＨ緩衝剤の総和が５ｗｔ％になるように配合した。
　実施例６乃至９を実施例１乃至５と同じ方法で井戸および観測用井戸を設けた。そして、実施例４と同じレートで地下水中に注入した。そして、２０日後のテトラクロロエチレンの分解率を測定した。結果を表２に示す。なお、実施例４のｐＨおよび試験後のテトラクロロエチレンの濃度は同じく２０日後の値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例４では、浄化の停滞期が生じており、この間のテトラクロロエチレンは殆ど分解していない。従って、２０日後の分解率は８１．１％程度であった。
　一方、ｐＨ緩衝剤を有する実施例６乃至９は、すでに他の実施例が３０日かけて到達した有機塩素化合物の分解効率に近い分解率を２０日の時点で達成している。すなわち、ｐＨ緩衝剤は、「浄化の停滞期」を回避させることができ、土壌全体の浄化の速度を短くするという効果を奏する。
　また、ｐＨ緩衝剤は、マイナスイオンおよびプラスイオンの発生源であるため、緩衝作用を生じさせるためにはある程度の量が必要であると考えられる。しかし、表２を見るとｐＨ緩衝剤が１ｗｔ％でも、ｐＨの維持はある程度できており、効果があるといえる。すなわち、少なくともｐＨ緩衝剤は１ｗｔ％以上あればよい。
　一方、表１より界面活性剤の量は全体で５ｗｔ％程度が上限であることを考慮すると、界面活性剤とｐＨ緩衝剤の総量も５ｗｔ％程度に抑える必要がある。界面活性剤の下限を１ｗｔ％とすると、ｐＨ緩衝剤の上限は４ｗｔ％であると考えられる。
　以上のように本発明に係る微生物用組成物は、非イオン性の界面活性剤を含ませることで、地中での広がり性がよくなり、土壌の浄化を促進する。また、ｐＨ緩衝剤をさらに含ませることで、微生物の活動を妨げる地中のｐＨの低下を抑制し、浄化の停滞期を解消させることができる。
　本発明に係る微生物用組成物は、土壌および地下水中の有機塩素化合物を土壌および地下水中の微生物を利用して分解・浄化する際の栄養源として好適に利用することができる。

Claims (4)

  1. 　多価アルコールと界面活性剤を含む微生物用組成物。
  2. 　前記多価アルコールは、ソルビトール、マンニトール、キシリトールから選択される１種類以上の糖アルコールを６２乃至６８重量部と、８乃至１０重量部のグリセリンであり、
    　前記界面活性剤は、１乃至５重量部の非イオン性界面活性剤であり、
    　さらに、２２乃至２５重量部の水から構成されることを特徴とする請求項１に記載された微生物用組成物。
  3. 　前記水は除菌処理を行った水であることを特徴とする請求項２に記載された微生物用組成物。
  4. 　ｐＨ緩衝剤を１乃至４重量部含有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載された微生物用組成物。
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