(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌からシアン、ヒ素、六価クロム、水銀又は鉛を除去する土壌浄化材であって、金属成分としてＦｅ、Ｎａ、K、Ｃａ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｍｇを含有し、更に、有機物質として、酢酸、蟻酸、プロピオン酸、クエン酸をそれぞれ乾留手段により含有する木酢液を主成分とする土壌浄化材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、新規な木酢液を主成分とする土壌浄化材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木酢液は、木を燻すこと（乾留すること）によって得られ、炭窯における炭生産の副産物として、或いは、炭生産の副産物ではなく木酢液抽出プラントによって得られる木酢液原液から植物タールを分離して得られる（特許文献１，２参照）。通常、炭生産の副産物としては、自然木１００ｋｇから５〜８リットル採れるが、木酢液抽出プラントによれば、５０リットル可能であることから、木酢液生産には木酢液抽出プラントが用いられる。
従来手段で得られる木酢液や植物タールは、土壌改良剤や防腐剤として使用されているものの、その分野は限られている。本発明者は、更に従来の木酢液に比べて機能が高い木酢液の開発と新規な利用分野の開拓に努めてきた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−８８０７７号公報
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１４３４７４号公報
【０００５】
【発明の課題】
そこで、本発明の課題は、従来の木酢液に比べて土壌浄化機能が高い木酢液の提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明は、下記の手段を講じた。即ち、
請求項１記載の土壌浄化材は、土壌からシアン、ヒ素、六価クロム、水銀又は鉛を除去する土壌浄化材であって、金属成分としてＦｅ、Ｎａ、K、Ｃａ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｍｇを含有し、更に、有機物質として、酢酸、蟻酸、プロピオン酸、クエン酸をそれぞれ乾留手段により含有する木酢液を主成分とするものである。
【０００９】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の土壌浄化機能が高い木酢液の実施例を説明する。本発明に係る土壌浄化機能が高い木酢液の製造システムについては、本出願人は、既に特願２００１−３３９５９５号、及び、特願２００１−３３９５９６号（両件共、平成１３年１１月０５日出願）として提案している。特に、特願２００１−３３９５９５号においては、本発明者の発明した木酢液は土壌浄化機能があるという知見が得られている。本発明は、その後の試験・研究により、土壌浄化機能の確実性と客観的なデータが得られたことから、ここに新規な発明として提案するものである。
【００１０】
（製造システム）
先ず、その土壌浄化機能が高い木酢液の製造システムについて説明する。本製造システムは、原材料としては、間伐材、新築端材などを用いて、乾留ガス等を製造するシステム（循環バイオマスエネルギープラント）である。
【００１１】
（原材料）
原材料としては、上記の間伐材、バーグ、新築端材の外、製材くず、街路樹・公園の剪定枝、ダムの流木、塔婆などを活用できる。不活用の木質資材をチップ化し、製造装置にはチップの形で投入する。本実施例においては、３ｔ／６時間のペースで製造プラントを稼動する。
【００１２】
（製造装置）
上記システムについて、図１の概念図、及び、図２の乾留プラントの概略説明図を用いて説明する。本実施例に係るシステムは、大別して乾留装置１０と第１冷却装置２０と第２冷却装置３０とからなる。乾留装置１０には、原料となる木材チップのチップ投入口１１が設けられると共に、乾留装置１０で発生するガスを導き出すガス導出部１２が設けられる。また、乾留装置１０の上端部には、第１ガス搬送管１３が設けられると共に、下部位置には炭取出口１５が設けられる。
【００１３】
また、乾留装置１０の外周には冷却装置（図外）が配置され、該冷却装置に冷却水を供給する冷却水供給管１６が付設されると共に、温水取出口１７が設けられる。上記乾留装置１０に隣接して第１冷却装置２０が設けられ、第１ガス搬送管１３が第１冷却装置２０の上部のガス受入部２１に連結されている。また、第１冷却装置２０の下部には、第１木酢液受ホッパ２２が設けられると共に、その下部には第１木酢液貯留槽２３が設けられ、更に、第１木酢液貯留槽２３の下部には、木酢液取出口２４が連結されている。
【００１４】
また、第１冷却装置２０には、ガス送出孔２５を介して第２ガス搬送管２６が設けられ、この第２ガス搬送管２６の他端はガス受入部３１を介して第２冷却装置３０に連結される。また、前記第２冷却装置３０には、第２木酢液受ホッパ３２が設けられると共に、その下部には第２木酢液貯留槽３３が配置され、該第２木酢液貯留槽３３の下部には木酢液取出口３４が設けられる。また、第２冷却装置３０の側部に設けられているガス送出部３５には、第２ガス搬送管３６が連結されている。
【００１５】
更に、前記第２ガス搬送管３６の他端は吸引ブロー４０に連結され、吸引ブロー４０には、第３ガス搬送管４１が設けられる。また、第３ガス搬送管４１には木質ガス貯め部４２が設けられ、該木質ガス貯め部４２には、木酢液取出口４３及び木質ガス排出部４４が設けられる。
また、図２には、乾留装置１０に供給される冷却水供給管１６及び温水取出口１７のみ示されているが、第１冷却装置２０及び第２冷却装置３０にも冷却水供給管が設けられていることはいうまでもない。これらの冷却水供給管システムは、それぞれの装置を別個に冷却するのではなく、例えば、冷却水供給管を、冷却水供給部から第１冷却装置２０、第２冷却装置３０、乾留装置１０及び温水取出口１７をこの順で直列に連結することで、本システムの機能アップに繋げることができる。
【００１６】
上記装置において、チップ投入口１１から乾留装置１０に投入された木材チップは、７００〜１３００℃で乾留され、木材乾留生成物（以下、「木質ガス」という）が発生する。該木質ガスはガス導出部１２を介して第１ガス搬送管１３で第１冷却装置２０に吸引される。ここで、木質ガスは冷却され、凝縮した木酢原液が第１木酢液貯留槽２３で溜められる。
また、第１冷却装置２０内の木質ガスは、ガス送出孔２５及び第２ガス搬送管２６を介して第２冷却装置３０に送られる。木質ガスは、ここで更に冷却され、凝縮した木酢原液は第２木酢液貯留槽３３に貯留される。そして、更に第２冷却装置３０内の木質ガスは、ガス送出部３５及び第２ガス搬送管３６を介して吸引ブロー４０により第３ガス搬送管４１に送られ、木質ガス貯め部４２に貯留される。
【００１７】
この木質ガス貯め部４２内のガスは木質ガス排出部４４から排出され、乾留装置１０の熱エネルギとして利用される。この間、乾留装置１０には、冷却水供給管１６から冷却水が供給され、また、温水取出口１７からは、４５℃の温水が毎時４２００リットル取り出せる。
上記装置により得られる木酢原液を原料として製造されるメタノールは、クリーンエネルギーであり、低公害車の燃料とすれば、燃焼しても二酸化炭素を発生しない。この木酢原液を原料として製造される植物性タールは、害虫、ダニ、鳥、獣などの忌避剤として利用できる。
【００１８】
また、木酢液自体は、後述するように、土壌・水質の汚染防止にも、利用でき、更に、後述するように、無農薬・無化学肥料栽培を実現可能とするから、地力農法を実現でき、品質の高い農産物が得られる。木質ガスは、木酢液から製造されるメタノールと同様に、クリーンな木質バイオマスエネルギーとして活用できる。
【００１９】
（木酢液の特性）
実施例１で得られた木酢液の特性の定性定量分析結果を以下に示す。
金属成分（ミネラル）は、表１の通り。
【００２０】
【表１】
0003609396.tif 000002
【００２１】
上記表１は、ＩＰＣ発光分析装置にて分析した。上記元素の外に、Ａ１、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｂａを微量含有している。また、＊印は肥科の３要素の１つ。いずれも上表の諸元素は植物の成長に欠かせない元素である。
有機物質の成分は、表２の通り。
【００２２】
【表２】
0003609396.tif 000003
【００２３】
上記表２は、高速液体クロマトグラフ分析にて分析した。上記有機物質の外に、メタノールやフェノール類が検出された。溶解タール中に含まれるフェノール類はタンク内で醸成期間中に還元される。
【００２４】
本発明者は、製造システムで得られた木酢液（以下、単に「木酢液」という）を用いて、利用実験した。
【００２５】
（木酢液の利用分野）
木酢液の上記効果により、巾広い分野の利用が可能であるが、発明者が、実験により確認した分野は下記表３に示した通りである。
【００２６】
【表３】
0003609396.tif 000004
【００２７】
【実施例】
（土壌浄化）
そこで、更に、発明者が試みた土壌浄化に関する利用技術について説明する。木酢液は土中にある線虫などに有効であることが知られており、更にギ酸などの有機酸が相乗的に作用し、土壊を中和して微生物の生活環境を改善し土壌改良に有効である。また、汚染土壌中の一部の有書物質を分離・分解することも実験の結果確認されている。
【００２８】
土壌浄化とは、狭義には汚染土壌中の有害物質を分離・分解することを指すが、広義には、汚染物質が周辺の土壌や地下水に拡散しないよう、除去や封じ込め処理を行うことも含まれる。
従来、汚染土壌には、掘削・搬出、薬品による処理、電気による金属の分離、コンクリートやゴムシートによる汚染土壌全体の封じ込めなどの手段がとられている。土壌は一旦汚染されると、浄化しない限り、その影響が持続する特徴がある。こうしたことから、土壌汚染の環境問題に伴って、規制の強化など浄化の必要性は高まっている。
【００２９】
出願人は、人畜無害で、二次・三次汚染の心配がなく、現場での施用だけで行える低コスト（従来の５０％以下）の実施例１で得られた木酢液（Ｅ２木酢液という。）を用いた土壌浄化土壌浄化改良技術を開発した。
この技術は自然の摂理に則った土壌浄化・改良技術である。換言すれば、物理的な汚染土壌の撤去や、環境にさらに負荷（薬品）を与える、化学薬品による反応を利用した改良方法でもない、生活環境に負荷の少ない浄化改良技術である。
【００３０】
その手段としては、上記製造システムで得られた木酢液（原液）を対象とする土壌に散布する。散布量は１平方ｍ当り１０リットル（１立方ｍ当り１０リットルが目安）。散布手段は散布器等のいかなる方法でもよいが、ある程度水圧（水道水程度の水圧）があったほうが、土壌への浸透が促進される。この手段によれば、ランニングコストは、従来の浄化システムに比べて５０〜６０％減で済むばかりでなく、通常、施用期間も１０日から１ヶ月と短期間ですむ。また、原位置処理（汚染位置での処理）による浄化改良施用なので、大掛かりな機材や装置を用意しないですみ、汚染土壌の施用浄化後の有効再利用も可能である。何よりも、本手段によれば、汚染の拡撤を防止するだけでなく、浄化作用が土壌の自浄能力との相乗効果で持続されるという有利性がある。
【００３１】
次に、具体的な試験例を紹介する。
【試験例１】
（試験の課題）出願人か開発した木酢液の土壌浄化機能の検証
シアン、人体の有害な金属（六クロム、砒素、水銀、鉛）等の汚染除去の必要性。
（散布方法）上記の通り（木酢液（原液）を１平方ｍ当り１０リットル。散布手段は通常の散布器。
（試験土壌採取場所）東京都荒川区  Ｕ鍍金工場
（試験機関）東京環境測定センター（東京都荒川区東尾久６−４３−９）  環境計量士
（試験の方法）平成３年環境庁告示第４６号付表に定める方法等。基準値は平成１５年２月１４日東京都告示第１５０号による。なお、以下の試験も、試験の課題・方法・試験者等は同じである。
（試験結果）表４の通り
【００３２】
【表４】
0003609396.tif 000005
【００３３】
（評価）
鉛、ヒ素が大幅減少した。  全シアン、六価クロム、総水銀が不検出となった。鉛が処理後検知された。
【００３４】
【試験例２】
（試験結果）表５の通り。
【００３５】
【表５】
0003609396.tif 000006
【００３６】
（評価）全シアン、鉛、六価クロム、ヒ素、総水銀共に大幅に減少した。
【００３７】
【試験例３】
（試験結果）表６の通り。
【００３８】
【表６】
0003609396.tif 000007
【００３９】
なお、５地点は処理前は４地点であった。４地点の内、上記表にない地点は、表５のＮｏ．３の土壌である。
【００４０】
（評価）すべての有害物質が大幅に減少する（浄化される）ことがわかった。
（総合評価）Ｅ２木酢液により、汚染土壌の浄化の顕著性が確認できた。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明によれば、Ｅ２木酢液により、汚染土壌浄化の顕著性が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例の概念図。
【図２】同実施例に用いる木酢液製造システムの概念縦断面図。
【符号の説明】
１０・・・乾留装置                １１・・・チップ投入口
１３・・・第１ガス搬送管          １５・・・炭取出口
１７・・・温水取出口
２０・・・第１冷却装置            ２３・・・第１木酢液貯留槽
２４・・・木酢液取出口            ２６・・・第２ガス搬送管
３０・・・第２冷却装置
３３・・・第２木酢液貯留槽        ３４・・・木酢液取出口
３６・・・第２ガス搬送管          ４０・・・吸引ブロー
【図１】
0003609396.tif 000008
【図２】
0003609396.tif 000009