(57)【要約】 【課題】  塩素含有芳香族有機化合物が低濃度で且つ広範囲に拡散して汚染された土壌、排水、残灰、飛灰等を、塩素含有芳香族有機化合物を分解する微生物を用いて、安全で効率よく塩素含有芳香族有機化合物を分解・除去する方法を提供する。【解決手段】  塩素含有芳香族有機化合物が低濃度で且つ広範囲に拡散して汚染している土壌、排水、残灰、飛灰等に、塩素含有芳香族有機化合物を分解する微生物の培養物を作用させて塩素含有芳香族有機化合物を分解・除去させるに当たって、該微生物の作用環境に油脂、例えば、食用廃油を存在させる。また、該ダイオキシン類に汚染されている土壌、排水、残灰、飛灰等を予め滅菌することなく微生物を作用させる。環境への負荷が小さく、安価且つ短時間で効率良く塩素含有芳香族有機化合物が分解・除去される。【添付図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素含有芳香族有機化合物に汚染されている土壌、排水、残灰、飛灰の１種又は２種以上に、塩素含有芳香族有機化合物を分解する微生物の培養物を作用させて塩素含有芳香族有機化合物を分解・除去させるに当たって、該微生物の作用環境に油脂を存在させることを特徴とする塩素含有芳香族有機化合物の分解・除去方法。
【請求項２】
油脂が食用廃油である請求項１に記載の塩素含有芳香族有機化合物の分解・除去方法。
【請求項３】
油脂の存在下に、塩素含有芳香族有機化合物に汚染されている土壌、排水、残灰又は飛灰に塩素含有芳香族有機化合物を分解する微生物の培養物を作用させて塩素含有芳香族有機化合物を分解・除去させるに当たって、該土壌、排水、残灰又は飛灰を予め滅菌処理することなく該微生物を作用させることを特徴とする塩素含有芳香族有機化合物の分解・除去方法。
【請求項４】
油脂を有機性又は無機性担持体に担持させたダイオキシン汚染物の浄化用資材。
【請求項５】
油脂が、請求項４に記載の塩素含有芳香族有機化合物汚染物の浄化用資材であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の塩素含有芳香族有機化合物の分解・除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダイオキシン類（ＤＸＮ）、ポリ塩化ビフェニール（ＰＣＢ）、ジクロロ−ジフェニル−トリクロロエタン（ＤＤＴ）、２，４−ジクロロフェノキシ酢酸（２，４−ＤＰＡ）、２，４−ジクロロフェノール（ＤＣＰ）ベンゼンヘキサクロライド（ＢＨＣ）などを含む塩素含有芳香族有機化合物（以下ＰＣＡＣと呼ぶ）に汚染された土壌を浄化する方法に関する。さらには、ＰＣＡＣに汚染された土壌を浄化する方法に用いられる助剤としての浄化資材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣＡＣは、極めて微量の内在によって、生体内で正常に営まれているホルモン作用に重大な影響を与える外因的物質であり、強力の内分泌撹乱化学物質、いわゆる環境ホルモンと位置付けられている。すなわち、ＰＣＡＣは、一般に脂溶性が高いため微量でも生体組織中に蓄積され、遺伝毒性、催奇形性、発癌性、免疫異常、発育異常を引き起こすと云われている。生体内や自然状態では分解や無毒化が全く期待できず、解毒剤も無い状態の中で、これらダイオキシン類をはじめとする塩素系有害化学物質による空気、水、土壌の汚染は、調査・研究が進むにつれ、看過できない大きな社会問題となって来ている。
【０００３】
ＰＣＡＣの発生源としては、ゴミ焼却炉、廃棄物埋立地、ハイテク産業工場（排水）、製紙パルプ工場（排水）、化学工場、過去に多用された塩素系除草剤施用農地（土壌、排水）などが報告されている。
【０００４】
特に難分解性のDXNに汚染された土壌を分解処理する方法、装置としては各種の方法が提案されている。なかでも、溶融固化法（ジオメルト法）においては、汚染土壌を二重の容器に入れて１６００℃〜２０００℃に電気抵抗熱で溶融する方法。この方法は、DXNの分解度としては確実性が高いが、燃焼施設費が高額につき、また燃焼コストも高くかかるという欠点がある。
汚染土壌を反応器に入れ、重曹を加えて４００〜４５０℃に加熱して脱塩素する方法（アルカリ触媒化学分解法）、汚染土壌を減圧下で４００〜６００℃程度で間接過熱し、DXNを土壌から揮発分離させ、排ガス中に含まれるDXNを水洗浄し、凝集汚泥として回収する方法、紫外線とオゾンの酸化力を利用して水中のDXNを分解、無害化する方法などが知られている。
【０００５】
また、低酸素雰囲気下で加熱して、DXNを脱塩素化、水素化して分解する方法は、分解率は高いものの、分解操作条件の管理が難しく、操作を誤るとDXN再生の危険を孕んでいる（特開平11−315796号公報、特開平11−76756号公報）、又、DXNを含む無機粉末を超臨界水中で分解させる方法が提案されているが、閉鎖施設中で雑多な、大量のごみや、土壌中のＰＣＡＣの処理には難点がある。
一方、これらのDXNの含量（毒性当量：ＴＥＱ）が土壌１g当たり１，０００ｐｇ（以下pg／ｇと表す）以下のときには、処理コストが過大になるためという理由で放置されているのが実状である。本発明者らは、先にモルチエレラ属又はペニシリウム属の微生物を用いてDXNを安価に効率よく分解除去する方法を提案、特許出願を行った（特開２００１−２２４３５７）。この方法は、DXNの汚染量が少なく、広範囲に拡散している場合に特に有効である。
【特許文献１】特開平１１−３１５７９６号公報
【特許文献２】特開平１１−７６７５６号公報
【特許文献３】特開平９−３２７６７８号公報
【特許文献４】特開２００１−２２４３５７
【非特許文献１】平成１５年１２月５日大阪府豊能郡環境施設組合発行「汚染土壌の本格処理に向けて」
【非特許文献２】平成１６年２月６日  同上「焼却施設内汚染物無害化対策契約締結のお知らせ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、DXNをはじめとするＰＣＡＣが低濃度で且つ広範囲に拡散して汚染された土壌、排水、残灰、飛灰等を、ＰＣＡＣを分解する微生物を用いて、安全で効率よくＰＣＡＣを分解・除去する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、ＰＣＡＣが低濃度で且つ広範囲に拡散して汚染している土壌、排水、残灰、飛灰等に、ＰＣＡＣを分解する微生物の培養物を作用させてＰＣＡＣを分解・除去させるに当たって、該微生物の作用環境に油脂を存在させることにより、極めて短時間に効率良くＰＣＡＣが分解除去されること、さらには、該微生物の作用によってこのＰＣＡＣを分解・除去させる汚染された土壌、排水、残灰、飛灰等を予め滅菌することなく微生物を作用させることによって、ＰＣＡＣの分解・除去が一層効率よく行えることを見出し、これらの知見に基づいて本発明を完成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明を実施することによって、ＰＣＡＣの存在量が比較的少なく、また、広範囲に分散しているために大きなコストを要するため従来その分解、除去には手が届かなかった土壌、排水、残灰、飛灰等を、ＰＣＡＣを分解する微生物を用いて分解処理をする際、安価な油脂、例えば家庭やレストランなどから排出される食用廃油を存在させることにより、環境への負荷が小さく、安全且つ低コストで土壌、排水、残灰、飛灰中のＰＣＡＣを短時間で極めて効率良く分解・除去することが可能となる。しかも、家庭や給食施設などから大量に排出され環境汚染の要因ともなっている食用廃油を処理する副次的効果も大きい。当然のことながら、処理後の土壌には添加油脂の残存は認められないので、地下水や周辺土壌への油の汚染を懸念する必要はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、微生物の作用によってＰＣＡＣを分解・除去するＰＣＡＣに汚染された対象物とは、主にＰＣＡＣの存在量が比較的少なく、また、広範囲に分散している土壌、排水、残灰、飛灰等が挙げられる。しかしながら、これらに限られること無く、ＰＣＡＣが大量に存在する全ゆる廃棄物、廃棄場、排水などにも適用が可能である。
【００１０】
このＰＣＡＣの例としては、ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ダイオキシン（以下ＰＣＤＤと表す）、ポリ塩化ジベンゾフラン（以下ＰＣＤＦと表す）、ＰＣＢ、ＤＤＴ、２，４−ＤＰＡ、ＤＣＰ、ＢＨＣなど、それぞれの化合物の基本骨格に塩素原子が複数結合したものである。
【００１１】
本発明において、ＰＣＡＣを含有する土壌、排水、残灰、飛灰等に微生物を作用させるに当たって該微生物の作用環境に存在させる油脂は、大豆油、コーン油、菜種油、サフラワー油、パーム油、ごま油、ひまし油、落花生油など植物由来の油脂であっても良く、魚油、鯨油、バター、ラード、ヘッド、羊油などの動物由来の油脂であっても良い。特に家庭やレストラン、学生食堂、ホテル、旅館などの給食施設から排出される食用廃油が安価且つ容易に入手可能であり、またこれらによる環境汚染の排除にもつながり一挙両得である。
該微生物の作用環境に存在させる油脂の量は、被処理対象物、例えば処理土壌に対して０．１〜５重量％程度である。通常１．０〜３．０％量を間歇的に、例えば１回／月に散布して存在させると良い。
【００１２】
これらの油脂を有機性及び又は無機性の担持体に担持させた形で使用するのが好都合である。有機性の担持体としては、ピートモス（泥炭）、おがくず、鉋屑、木材チップ、籾殻、小麦ふすま、そばかす、稲藁、干草、枯葉、麻、ココダスト、油脂の原料である種子類、及びこれらの加工処理物の１種又は２種以上の混合物が挙げられる。
無機性の担持体としては、珪藻土、山土、まさ土、河川・湖沼の汚泥、木炭、やしがら炭、これらの加工処理物の１種又は２種以上の混合物が挙げられる。
本発明においては、油脂をこれら有機性又は無機性担持体に担持させた物を、ダイオキシン汚染物の浄化用資材と呼ぶ。
【００１３】
本発明を実施するに当たって用いられる微生物は、DXNを分解する能力を有するものであれば特に制限は無い。特開２００１−２２４３５７に記載されたモルチエレラ・エスピー D5  （FERM  P−１７６８７）（Mortierella sp. D5 ）、ペニシリウム・エスピー D７（FERM  P−１７６８８）（Penicillium sp. D7）、これらから変異誘導された菌株などは、本発明においても有利に用いられる。これらの菌株は、植物油、動物油ばかりでなく、機械油、灯油など鉱物油までも資化し得ることが認められている。
【００１４】
これら微生物は、予め適宜栄養培地で種培養しておき、ＰＣＡＣを含有する土壌、排水、残灰、飛灰等に直接散布して接種、分解反応を行わせる。また、これらの菌株を適当な微生物担体、例えば、活性炭、ゼオライト、ピートモス、珪藻土、米糠、コンポスト等に吸着固定化して播種することにより、一層効率良くPCACが分解除去される。低濃度で且つ広範囲に拡散している水系の廃棄物や残灰、飛灰等は、適当なリアクター（分解装置）を用いて温度、酸素の管理下に反応させることにより、残ＰＣＡＣの拡散を防止しながら、分解除去が効率よく行える。
【００１５】
本発明において、これら微生物を作用せしめてＰＣＡＣを分解・除去するに当たっては、被処理体である土壌等をビニールシート、藁などで覆い、土壌等の表面を出来るだけ湿潤状態に置くことが望ましい。また、夏季においては、直射日光を避けるために上面が寒冷紗、下面（土壌等との接触面）がビニール製のシートを被せて温度及び湿度を該微生物の生育適温に保つことが望ましい。
以下、ＰＣＡＣのうち、最も難分解性で、実汚染土については未だ現実に微生物分解が成功していないＤＸＮについて実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００１６】
実施例１
微生物種菌培養物：ふすま麹の調製
培地１ｌ中に酵母エキス４ｇ、麦芽エキス１０ｇ、ポリペプトン１ｇ及び食塩２ｇを含むＹＭ改変培地（ｐH６．８〜７．２）１００ｍｌ宛を、５００ｍｌ容坂口フラスコに分注し、綿栓をして１２１℃で２０分オートクレーブ滅菌し、冷後、表１に示した各菌株の保存スラントより１白金耳接種し、２５℃で７日間振盪培養して種ブロスを調製した。
５００ｍｌ三角フラスコに小麦ふすま４０ｇ、蒸留水５０ｍｌを分注、混合して綿栓を施し、１２１℃で３０分オートクレーブ滅菌し、冷後、上に得た種ブロス２０ｍｌを接種し、２５℃で２週間静置培養した。
【００１７】
ＰＣＡＣの分解試験
大阪府豊能郡能勢町の焼却施設周辺から採取したＤＸＮ汚染土壌（ＴＥＱ含有量約７００ｐｇ／ｇ）８００ｇ宛をアルミ製バットにとり、ふすまを１００ｇ宛添加し、工業用燐酸（濃度８５W／W％以上）を１０倍に希釈した燐酸液３５ｍｌ宛を添加、混合した。土壌のｐＨは３．８５であった。
広口フラスコに上記調製土壌各５４ｇを秤取、各々に可溶性澱粉ＭＳ３６００（日本食品加工株式会社製）を１．２ｇ宛添加混合し、これに上に得た種麹６ｇと水道水１２ｍｌを添加して混合、綿栓を施して相対湿度９５％以上の水槽チャンバー内で培養を開始した。翌日、水道水を４ｍｌ宛添加し、以後そのまま培養を継続した。
対照として種麹無添加区も同様に処理して培養を行った。
【００１８】
途中、毎月１回サラダ油（日清製油株式会社製）２〜３ｍｌ宛及び毎月１回水道水３ｍｌ宛を添加し、スパチュラでよく攪拌し、３ヶ月後にフラスコごとサンプリングを行いＤＸＮの分析に供した。
培養開始後１ヶ月では各区とも生育は未だ充分でなかったので、各区にサラダ油３ｍｌ、０．９％ＫＨ２ＰＯ４水溶液を対照区に５ｍｌ、試験区には２．５ｍｌ宛添加した。
培養開始後２ヶ月時にはサラダ油２ｍｌ、水道水３ｍｌ及び各種麹６ｇ／フラスコ添加、対照区には６０％含水ふすま６ｇ、混合培養試験区には各種麹３ｇづつを添加、攪拌を行った。徐々に生育が良くなり、３ヵ月後にはいずれの区においても生育旺盛となった。
酵素免疫学的手法ＥＬＩＳＡ（Enzyme−linked immunosorbent assay）による２，３，７−トリクロロ−８−メチルジベンゾーパラ−ダイオキシン（ＴＭＤＤ）の分析により、ＤＸＮ含有量とした（本法によるTMDD当量と公定法によるTEQとは、ほぼ近似していると云われている）。尚、ＴＭＤＤの標準サンプルを含む測定キットとして「イムノエコＤＸＮ」（コスモ石油株式会社製）を使用した。結果を表１に示した。実汚染土について非無菌培養下で食用油の添加によって３ヶ月の短時間で９０％近いDXN分解率が得られたことは画期的である。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
実施例２
大阪府豊能郡能勢町で採取したＤＸＮ汚染土壌（ＴＥＱ含有量約１０００ｐｇ／ｇ）４８ｇ、ふすま６ｇ計５４ｇ宛を１５０ｍｌ容広口にとり、工業用燐酸（濃度８５W／W％以上）を１０倍に希釈した燐酸液５０ｍｌ／土壌ｋｇ宛を添加、混合し、土壌のｐＨ５．７に調整した。フラスコNo.1〜３の培地を１２１℃で６０分オートクレーブ滅菌した。一方、フラスコNo.４〜６の培地は滅菌無しとした。
実施例１と同様に調製したモルチエレラ・エスピーＤ５Ｕ１株のふすま麹６ｇと水道水１２ｍｌを添加して混合、綿栓を施して相対湿度９５％以上の水槽チャンバー内で培養を開始した。翌日、水道水を４ｍｌ宛添加し、以後そのまま培養を継続した。切り返しは、最初の５ヶ月は１回／週行い、それ以降は１回／月行い、全１０ヶ月間培養を行った。
【００２１】
培養中１回／月にpH、生育度、塊の砕きを行い、２、４、６ヶ月目にふすま麹６ｇ／フラスコを添加した。No.1とNo.４のフラスコを除き、１ヶ月目と２ヶ月目にそれぞれ脱脂大豆粉又は変性澱粉１．２ｇ宛加えた。４ヶ月目と５ヶ月目に、No.1とNo.４のフラスコには０．９％KH2PO4液５mｌ宛、その他のフラスコには０．９％KH2PO4液中グルコース３０％液を５mｌ宛添加した。又６，７，８，９ヶ月目には、No.1とNo.４のフラスコを除き、コーンオイルを３ｍｌ添加、７ヶ月及び８ヶ月目に０．９％KH2PO4液０〜５ｍｌで水分補給をかねてｐHを微酸性に調整した。  実施例１と同様にして、培養１０ヵ月後のDXNの分析を行った。結果を表２に示す。
培地を滅菌したフラスコNo.１〜３よりも、滅菌しなかったフラスコNo.４〜６の方が全体としてDXN分解率が高いこと、及び、コーンオイルを添加した６ヶ月目から無添加のNo.1とNo.4と比べてD5U1の生育は旺盛となり、培養１０ヶ月で実汚染土のDXN分解率９５％という注目すべき結果が得られた。
【００２２】
【表２】
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