(57)【要約】【課題】土壌・地下水の層の深度方向及び水平方向に対して、土粒の間に栄養源が容易に浸透させることができ、栄養源注入管に付着することも防止でき、安定して汚染土壌への栄養源の注入ができることにより施工性が向上する栄養源の注入方法を目的としている。【解決手段】建設重機３を使用して、栄養源注入管４を地中に圧入して、栄養源６を注入する方法であって、前記栄養源６の注入の前段にエタノール２０を注入することにより、原位置において、安定して汚染部1、汚染領域２への栄養源６の注入が容易にかつ、水平方向に広範囲にほぼ均等に分散させることができ、栄養源注入管４に付着する栄養源６も前記エタノール２０により溶解され、施工性を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設重機を使用して、鋼製の円筒状の栄養源注入管を１本又は複数本つなぎ合わせ、前記栄養源注入管を地中に圧入して、栄養源を注入する方法であって、有機塩素系化合物で汚染された汚染領域及び汚染領域近傍に対して、前記栄養源注入管を地中に前記建設重機により圧入して前記栄養源を注入する方法において、栄養源の注入の前段にエタノールを注入し、前記エタノール注入後に栄養源を注入する汚染土壌への栄養源の注入方法。
【請求項２】
前記栄養源の主成分が、炭素が６以上の直鎖状飽和カルボン酸とグリセリンからなるゲル状の栄養源であることを特徴とする請求項１記載の栄養源の注入方法。
【請求項３】
前記栄養源の有効成分がグリセリン７０重量％以上であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の栄養源の注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌及び地下水に浸透した汚染物質（有機塩素化合物）の浄化をするにあたって、微生物利用の浄化方法での微生物の活性化を促進させる栄養源の注入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微生物利用の浄化（バイオレメディエーション）をする際に、微生物を活性化させて、微生物の働きで水素と塩素を置換することにより、汚染物質である有機塩素化合物を低分子化せしめ浄化する方法が一般的であり、栄養源の注入井戸に酸素及び栄養源、更には分解微生物を、超高圧で瞬時に爆発的に汚染地下水中に吹き込むことで、酸素及び栄養源、更には汚染物質を分解する分解微生物を汚染地下水中でより遠くかつ広範囲に到達させて、汚染地下水の浄化能力を大幅に向上させることができる汚染地下水の浄化方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１２９５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来のバイオレメディエーションを利用した栄養源の注入方法では、酸素及び栄養源、更には好気性微生物を送り込むことにより、土壌及び地下水に土着していて、かつ、汚染物質である有機塩素化合物を低分子化せしめる嫌気性微生物の活性を妨げることになり、表層に近い部分での地中の環境を好気状態に変えることは、好気性微生物が活性化して油分の分解を促進できるが、有機塩素化合物を低分子化せしめ無害化になる時間が嫌気性微生物と比較して遅く、かつ、好気性微生物の活性化を維持する為に常時注入井戸から酸素を吹き込む必要性があり、エネルギー使用量が膨大となる。また、酸素を超高圧で瞬時に爆発的に汚染地下水中に吹き込むことにより、塩素と水素を微生物の働きにより置換することで有機塩素化合物を低分子化できるが、酸素を吹き込むことにより、酸化反応が促進され、水素供与体となりうる物質である栄養源の注入量が競合物質（酸化物質）が発生するために増加することになる。
【０００４】
さらに、酸素を超高圧で瞬時に爆発的に汚染地下水中に吹き込むことにより、鉛直方向への力が生じ最下点近傍では水平方向への栄養源の分散は見込めるが、土粒の間に均等に栄養源を充填するには、浸透性の問題があり必須条件として地下水脈が必要であり、地下水の流れが望めない地層において栄養源をほぼ均等に分散させるまでには至らなかった。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、建設重機を使用して、鋼製の円筒状の栄養源注入管を１本又は複数本つなぎ合わせ、前記栄養源注入管を地中に圧入して、栄養源を注入する方法であって、栄養源の注入の前段に前記栄養源注入管にエタノールを注入することにより、前記栄養源注入管にたまっている気泡を放出させ、土壌・地下水の層に注入することにより浸透性を向上させ、その後注入する栄養源を溶解する働きを有し、土壌・地下水の層の深度方向及び水平方向に対して、土粒の間に栄養源が容易に浸透させることができ、前記栄養源注入管に付着することも防止でき、安定して汚染土壌への栄養源の注入ができることにより施工性が向上する栄養源の注入方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の汚染土壌への栄養源の注入方法は上記目的を達成するために、建設重機を使用して、鋼製の円筒状の栄養源注入管を１本又は複数本つなぎ合わせ、前記栄養源注入管を地中に圧入して、栄養源を注入するバイオレメディエーション方法において、栄養源の注入の前段に前記栄養源注入管にエタノールを注入することにより、前記栄養源注入管にたまっている気泡を放出させ、地中の透水層、不透水層に注入するようにしたものである。この手段により、栄養源注入用のポンプの圧力が一定で、計算された任意の量の栄養源を安定して供給することができるとともに地中に対してエタノールを栄養源の前段に注入することにより、栄養源が浸透しやすい道ができる。
【０００７】
また、栄養源を炭素が６以上の直鎖状飽和カルボン酸とグリセリンを主成分とするゲル状の栄養源とすることで、エタノールにより溶解する働きを有し、地中の透水層、不透水層の深度方向及び水平方向に対して、土粒の間に栄養源が容易に浸透させることができ栄養源を広範囲にほぼ均等に分散させることができる。
【０００８】
さらに、栄養源が前記栄養源注入管内に付着することも防止でき、安定して汚染土壌への栄養源の注入ができるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１記載の発明によれば、栄養源の注入の前段にエタノールを注入することにより、栄養源注入管にたまっている空気等の気泡を放出させ、地中の透水層、不透水層に注入することにより、栄養源注入用のポンプの圧力が一定で、計算された任意の量の栄養源を安定して供給することができるとともに地中に対してエタノールを栄養源の前段に注入することにより、栄養源が浸透しやすい道ができる。
【００１０】
さらに、エタノールを注入することにより栄養源注入管内に栄養源が付着することも防止でき、安定して汚染土壌への栄養源の注入ができ、施工性が向上する。例えば８メートルとした栄養源注入管を、建設重機を使用して地中に圧入し、栄養源を深度方向で最深部より２０センチメートルピッチで注入する場合において、エタノールを栄養源の前段に注入しない場合では、２時間かかるが、エタノールを栄養源の前段に注入した場合は、１時間で栄養源を広範囲にほぼ均等に分散させた状態で注入することができる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の発明によれば、栄養源の主成分が、炭素が６以上の直鎖状飽和カルボン酸とグリセリンからなるゲル状の栄養源のため、先に注入されたエタノールによって溶解され、地中の透水層、不透水層の深度方向及び水平方向に対して、土粒の間に栄養源が容易に浸透させることができ栄養源を広範囲にほぼ均等に分散させることができる。
【００１２】
このとき、炭素が６以上の直鎖状飽和カルボン酸とグリセリンからなるゲル状の栄養源の溶解前より粘度が低くなり、土粒の間に浸透しやすくなるため、栄養源を広範囲にほぼ均等に分散させることができる。
【００１３】
本発明の請求項３記載の発明によれば、栄養源の有効成分がグリセリン７０重量％以上とすることで、固形状でなく、ゲル状の栄養源の状態を維持することができ、地中に注入後において、水素供与体の役割を果たすことにより、短期間で汚染土壌の有機塩素化合物を嫌気性微生物の働きにより低分子化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の請求項１記載の発明は、建設重機（例えば、米国  Ｇｅｏｐｒｏｂｅ社製のＧｅｏｐｒｏｂｅ６６１０ＤＴ）を使用して、鋼製の円筒状の栄養源注入管を１本又は複数本つなぎ合わせ、前記栄養源注入管を地中に圧入して、栄養源を注入する方法であって、有機塩素系化合物で汚染された汚染領域及び汚染領域近傍に対して、前記栄養源注入管を地中に前記建設重機により圧入して前記栄養源を注入する方法において、栄養源の注入の前段にエタノールを注入し、前記エタノール注入後に栄養源を注入する汚染土壌への栄養源の注入方法としたものであり、栄養源の注入の前段にエタノールを注入することにより、栄養源注入管にたまっている空気等の気泡を放出させ、地中の透水層、不透水層に注入することにより、栄養源注入用のポンプの圧力が一定で、計算された任意の量の栄養源を安定して供給することができるとともに地中に対してエタノールを栄養源の前段に注入することにより、栄養源が浸透しやすい道ができる。
【００１５】
エタノールは、炭素が６以上の直鎖状飽和カルボン酸とグリセリンからなるゲル状の栄養源を溶解できる能力を有し、価格も安価で入手しやすく取扱いにおいてもメタノールの人体への危険性もなく、比較的取扱いし易い。栄養源を溶解する溶媒としては、他に、水もあげられるが、炭素数が６以上の直鎖状飽和カルボン酸については水に溶解しにくいため、エタノールが最適である。
【００１６】
また、エタノールは水素、酸素、炭素で構成されている為、嫌気性微生物の栄養源としても使用でき、地中に対して２次汚染を引き起こす可能性も無い。
【００１７】
さらに、エタノールを注入することにより栄養源注入管内に栄養源が付着することも防止でき、安定して汚染土壌への栄養源の注入ができ、施工性が向上する。
【００１８】
また、本発明の請求項２記載の発明は、栄養源の主成分が、炭素が６以上の直鎖状飽和カルボン酸とグリセリンからなるゲル状の栄養源であることを特徴としたものであり、栄養源の主成分が、炭素が６以上の直鎖状飽和カルボン酸とグリセリンからなるゲル状の栄養源のため、先に注入されたエタノールによって溶解され、地中の透水層、不透水層の深度方向及び水平方向に対して、土粒の間に栄養源が容易に浸透させることができ栄養源を広範囲にほぼ均等に分散させることができる。
【００１９】
炭素数が６以上の直鎖状飽和カルボン酸には、カプロン酸（融点−３.４℃、比重０.９２７８）、エナント酸（融点−７.５℃、比重０.９２１）、カプリル酸（融点１６．５℃、比重０．９１）、ペラルゴン酸（融点１５℃、比重０．９０５５２）、カプリン酸（融点３１．３℃、比重０．８９３１）、ラウリン酸（融点４４℃、比重１．００９９）、ミリスチン酸（融点５３．５℃、比重０．８５３３）、パルミチン酸（融点６２．６５℃、比重０．８４１４）、ステアリン酸（融点７１℃、比重０．８４２８）及びこれらのカルボン酸の混合物等が挙げられ、これらの中でも、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が工業的に生産可能で入手し易いことから特に好ましい。また混合物としては、複数のカルボン酸を選択して人為的に混合したもの、牛脂脂肪酸、ヤシ油脂肪酸など天然素材から抽出した脂肪酸の混合物であってもよい。
【００２０】
なお、栄養源の使用量については、特に限定するものではなく、栄養源の種類、汚染領域の面積、汚染物質の量などに応じて適宜設定することができる。例えば、汚染領域の表層調査、浅層調査、深層調査によりサンプリングした土壌又は地下水に含有される汚染物質の種類及び量、競合物質（酸化物質）の種類及び量、地質条件（浸透性、温度）などを分析、特定し、汚染物質の種類、土壌および地下水の質量に対して含有する汚染物質の質量から濃度を割り出し、汚染物質の種類、濃度、栄養源の拡散性および塩素を水素に置換するための必要量との相関により、汚染領域の汚染物質の量に対して０．１倍から２０倍、好ましくは１倍から１２倍の栄養源を加圧注入することで、浄化効率を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の請求項３記載の発明は、栄養源の有効成分がグリセリン７０重量％以上であることを特徴としたものであり、栄養源の有効成分がグリセリン７０重量％以上とすることで、固形状でなく、ゲル状の栄養源の状態を維持することができ、地中に注入後において、水素供与体の役割を果たすことにより、短期間で汚染土壌の有機塩素化合物を嫌気性微生物の働きにより低分子化できる。グリセリンは炭素と水素と酸素で構成されていて、特に水素が多いため、水素供与体の役割をする。グリセリンを７０％以上として、残りの３０％を炭素数が６以上の直鎖状飽和カルボン酸とする栄養源が、地中において嫌気性微生物の活性、競合物質の除去等に最適なバランスであり、土壌地下水汚染の浄化に対しては即効性と持続性を兼ね備える。グリセリンが低いと水素供与体としての役割が低くなる。また、グリセリンが７０％より低い場合は、注入後、嫌気性微生物により注入位置での発酵作用を起こし、地下水中で分離する可能性があるため、栄養源の有効成分中のグリセリンを７０％以上とすることが望ましく、これにより栄養源の発酵作用を抑制して浄化を促進させることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態）
図１、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように地中に配管等が埋設していないことを確認した後、汚染部１及び汚染領域２に対して、建設重機３を用いて栄養源注入管４を圧入する。前記栄養源注入管４は取扱いの便から１本の長さが１メートルのものを複数本連結して、任意の深さに到達するまで圧入する。
【００２２】
前記栄養源注入管４を前記建設重機３で圧入する際には、圧入が鉛直方向になっているかを、図示しないが水平器を使用して確認する。また、前記栄養源注入管４の最底部先端に抵抗の少ない先が尖った円錐状部材５を取付け、圧入時に前記栄養源注入管４の内部に土等が入ることを防止する。この円錐状部材５は、鋼製のものが安価で加工し易い点から良く使用される。また前記円錐状部材５は、任意の深さまで前記栄養源注入管４が到達した後、栄養源６（例えばステアリン酸２０％、グリセリン７５％、その他５％）を注入する為に前記建設重機３により前記栄養源注入管４を上昇させる時に前記栄養源注入管４から外れるようになっている。
【００２３】
前記栄養源６の選択及び注入位置は現場の地形、地層等により適宜変わるが、前記汚染部１、前記汚染領域２の拡散は、表層７から透水層８に浸透し、透水層８の地下水により拡散される。このことより、前記栄養源注入管４は、不透水層（難水層）９近傍まで圧入され、徐々に浅い位置まで任意の距離をおいて注入される。
【００２４】
前記栄養源注入管４が任意の深さまで到達した後、前記建設重機３に接続されている前記栄養源注入管４の最上部にネジで締結された上蓋１０を外して、栄養源注入用高圧ホース１１と前記栄養源注入管４を締結して前記栄養源６の注入準備に入る。栄養源６の注入方法は、栄養源供給タンク１２のバルブ１３を開き、プランジャーポンプ１４によって栄養源供給配管１５、三方弁１６、前記栄養源注入用高圧ホース１１、前記栄養源注入管４を介して注入される。
【００２５】
例えば、前記栄養源供給タンク１２から前記プランジャーポンプ１４よって前記栄養源６注入時のプランジャーポンプ１４出口の圧力は２００ｋＰａから３００ｋＰａが良く、好ましくは２４０ｋＰａ前後が最も効率良く注入できる。また、前記栄養源注入管４は鋼製の配管であり、外径はφ３５ミリメートルからφ３０ミリメートル、内径はφ１５ミリメートルからφ１０ミリメートルの配管が圧入時、注入時の圧力に耐えることができ、前記栄養源６の注入に際しても使い勝手がよい。
【００２６】
栄養源６の任意の箇所での注入量を例えば前記栄養源注入管４の外径の３倍を注入量とした場合、前記透水層８では、注入圧力により透水層８を押し広げることが可能であるが、その水平方向で約φ１００ミリメートルが限界であり、それ以上の水平方向への栄養源６の分散は望めない場合が多い。そこで、前記栄養源６の注入の前段に、前記三方弁１６を切替えて、エタノール供給タンク１７のバルブ（Ｂ）１８を開いてプランジャーポンプ（Ｂ）１９により、前記栄養源供給配管１５、前記三方弁１６、前記栄養源注入用高圧ホース１１、前記栄養源注入管４を介してエタノール２０を前記栄養源６と同じ容量分の注入した後に前記エタノール供給タンク１７のバルブ（Ｂ）１８を閉じて、前記栄養源供給タンク１２の前記バルブ１３を開き、前記プランジャーポンプ１４によって栄養源供給配管１５、三方弁１６、前記栄養源注入用高圧ホース１１、前記栄養源注入管４を介して前記栄養源６を注入する。
【００２７】
これにより、栄養源６がエタノール２０によって溶解して、エタノール２０が土粒の隙間に浸透するとともにエタノール２０によって粘性が低下した栄養源６が土粒の隙間に浸透することにより、水平方向への栄養源６の分散が可能となり、栄養源６を広範囲にほぼ均等に分散させることができる。前記栄養源６の注入は、前記建設重機３に接続されている前記栄養源注入管４を２０センチメートルずつ上昇させて、エタノール２０を注入し、後段に栄養源６を注入することを繰返すことにより、深度方向、水平方法への栄養源６の分散を広範囲にほぼ均等に分散させることができる。また、粘性のある栄養源６を注入する際、前記栄養源注入管４の内部の付着や空気等の気泡のたまりの防止を、エタノール２０を注入することで解消される。
【００２８】
以上のように原位置において、安定して汚染部１、汚染領域２への栄養源６の注入が容易にかつ、水平方向に広範囲にほぼ均等に分散させることができるため、施工性も向上し、結果として、イニシャルコスト及びランニングコストも低く抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の栄養源の注入方法は、例えば、電子部品工場、金属製品工場、ドライクリーニング場など、汚染物質となりうる有機塩素化合物を使用または排出する場所において、バイオレメディエーションを利用した汚染物質の浄化方法での栄養源の注入方法として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の栄養源注入管を圧入する概要を示す模式図
【図２】本発明の栄養源を注入する概要を示す模式図
【図３】（ａ）は本発明の栄養源注入時の概要を示す模式図、（ｂ）は本発明のエタノールによる栄養源の分散の概要を示す模式図
【符号の説明】
【００３１】
１    汚染部
２    汚染領域
３    建設重機
４    栄養源注入管
５    円錐状部材
６    栄養源
７    表層
８    透水層
９    不透水層（難水層）
１０    上蓋
１１    栄養源注入用高圧ホース
１２    栄養源供給タンク
１３    バルブ
１４    プランジャーポンプ
１５    栄養源供給配管
１６    三方弁
１７    エタノール供給タンク
１８    バルブ（Ｂ）
１９    プランジャーポンプ（Ｂ）
２０    エタノール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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