(57)【要約】【課題】難透水性の汚染土壌を、周辺環境へのＶＯＣなどの拡散を抑制しつつ、効率よく汚染土壌を浄化することを課題とする。【解決手段】難透水性の汚染土壌を原位置で解砕して透水性のよい土壌とし、解砕処理後の汚染土壌に栄養分溶液を供給し、汚染土壌領域を被覆して、嫌気性微生物を活性化させ、汚染土壌を浄化する。【選択図】  図３−５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
難透水性の汚染土壌を土壌中の微生物を活性化することによって浄化する方法であって、汚染土壌を原位置で解砕し、解砕した汚染土壌に栄養分溶液を供給することを特徴とする汚染土壌浄化方法。
【請求項２】
汚染土壌の解砕をオーガーを用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌浄化方法。
【請求項３】
難透水性の汚染土壌を土壌中の微生物を活性化することによって浄化する方法であって、汚染土壌を原位置で解砕する工程と、汚染土壌領域を土手で囲う工程と、解砕処理後の汚染土壌に栄養分溶液を供給する工程と、汚染土壌領域を被覆する工程とを含む汚染土壌浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は汚染土壌の浄化方法に関し、詳しくは、難透水性の汚染土壌において、微生物を用いて有機化合物などの汚染物質を分解し得る汚染土壌の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有害物質による土壌汚染が、化学工場やハイテク工場など、それらを多く使用してきた企業の工場跡地売却等において顕在化している。有害物質には様々な種類があり、特に有機化合物の中には極めて難分解性であったり、発ガン性の高い中間生成物を生じる場合もある。また、有機化合物の中には環境ホルモンとして作用する疑いのある物質も含まれている。そのため、有機化合物の幾つかは世界的な規制の対象となっている。また、日本国内においても、有機化合物のなかには、土壌汚染あるいは大気汚染に係る環境基準或いは要監視項目に指定されている物質も数多くある。
【０００３】
近年、微生物の活性を利用して土壌中の汚染物質を分解し、汚染土壌を浄化するバイオレメディエーションの研究が進められている。バイオレメディエーションの一つとしてランドファーミング法（固層処理法）がある。ランドファーミング法は、汚染土壌を掘削し、栄養分を含む溶液等を添加して土着の、または外部から導入した微生物を活性化し、微生物の代謝によって汚染物質を分解する方法である。
【０００４】
しかし、上記のようにランドファーミング法などにおいては一般的に表層部の土壌を掘削して掘り返すという作業が行われる。この作業は多くの場合好気性微生物の活性を促すことを目的としており、嫌気性微生物の活性化は期待できない。また、表層土壌を掘削すると粉塵を発生させてしまうおそれがあるばかりか、汚染土壌中に揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Volatile Organic Compounds）が含まれている場合には、表層土壌の掘削によって揮発性有機化合物が空気中に拡散して、周辺環境に悪影響を及ぼすおそれもある。
【０００５】
他方、栄養分を含む溶液を汚染土壌に供給することにより微生物の活性化を促すということも考えられる。しかし、汚染土壌がシルトまたは粘土質の難透水性の土壌であると、栄養分溶液を土壌に単に供給しても土壌中に浸透せず、微生物の活性化が進行しにくい。したがって、シルトまたは粘土質の汚染土壌を掘り返すなどして、栄養分を土壌中にまで浸透させることが求められる。
【０００６】
粘性の高い汚染土壌は原位置で処理せず、浄化処理装置に搬送して浄化処理を行う方法がある（例えば、特許文献１など）。しかし、大量の汚染土壌を運搬する作業は煩雑であり、コスト高にもつながる。また、運搬するために汚染土壌をやはり掘り返さなければならず、粉塵やＶＯＣの拡散のおそれがある。
【０００７】
すなわち、浄化の対象とする土壌が、表層土壌であって、その表層土壌がシルトまたは粘土質など難透水性である場合には、ＶＯＣの揮発を抑制しつつ、微生物の活性を促進させることが困難であった。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２５４６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、難透水性の汚染土壌を、周辺環境へのＶＯＣなどの拡散を抑制しつつ、効率よく汚染土壌を浄化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は下記の手段を採用するものである。
第１の発明は、難透水性の汚染土壌を土壌中の微生物を活性化することによって浄化する方法であって、汚染土壌を原位置で解砕し、解砕した汚染土壌に栄養分溶液を供給することを特徴とする汚染土壌浄化方法である。
【００１１】
本明細書において「難透水性」の土壌とは、水溶液が透過または浸透にくい土壌であり、例えば、シルト質土壌、粘土質土壌などが例示される（以下、シルト質土壌および／または粘土質土壌を「シルト・粘土質土壌」ともいう）。本発明においては、汚染土壌を原位置で解砕する。本明細書において「原位置で解砕」とは、対象とする土壌の元々の位置で、土壌を掘り返さずに微小移動させてほぐし、土壌内に水分が浸透しやすいように水分の透過路を形成させることをいう。本発明の汚染土壌浄化方法は、主として嫌気性微生物による汚染物質の分解を行うものである。好気性微生物を利用する場合には、嫌気性微生物を用いる場合よりも、土壌を撹拌または掘削し、汚染土壌中に大量のエアを供給するか、汚染土壌中の通気性を向上させる必要がある。しかし、本発明の汚染土壌浄化方法では、好気性微生物を利用する場合と異なり、エアを汚染土壌中に供給することを要しないため、原位置で土壌を解砕することで足りる。そのため、本発明の汚染土壌浄化方法によれば、土壌粉塵の発生やＶＯＣの揮発を抑制することができる。
【００１２】
本発明において栄養分溶液は、微生物、より好ましくは嫌気性微生物の活性化を促進する成分が含まれている溶液であればよい。栄養分溶液に配合される成分として好ましくは、例えば、窒素、リン、および嫌気性微生物が資化可能な有機成分などが例示される。これらの成分を水と混合したものが栄養分溶液としては好適である。
【００１３】
第２の発明は、汚染土壌の解砕をオーガー等を用いて行うことを特徴とする上記汚染土壌浄化方法である。オーガーは通常建設機器類として用いられるものを利用することができる。オーガーの大きさ、形状には特に限定はないが、例えば、スパイラル式、スクリュー式などのオーガーが好適である。オーガーを用いることにより、ＶＯＣや粉塵の拡散を抑制しつつ、汚染土壌の透水性を向上させることができる。
【００１４】
第３の発明は、難透水性の汚染土壌を嫌気性微生物を活性化することにより汚染土壌を浄化する方法であって、汚染土壌を原位置で解砕する工程（以下、解砕工程ともいう）と、汚染土壌領域を土手で囲う工程（以下、土手形成工程ともいう）と、解砕処理後の汚染土壌に栄養分溶液を供給する工程（以下、栄養供給工程ともいう）と、汚染土壌領域を被覆する工程（以下、被覆工程ともいう）とを含む汚染土壌浄化方法である。
【００１５】
第３の発明は、より実用的な汚染土壌浄化方法である。原位置での解砕については第１の発明と同様である。第３の発明では、汚染土壌領域を土手で囲う。土手を形成することにより、栄養分溶液を一次汚染土壌表層に貯めることができる。本発明では汚染土壌を原位置で解砕するが、シルト・粘土質土壌の場合、それでも透水性があまり良くない場合があり得る。そこで、一時期汚染土壌表層に栄養分溶液を貯めることができるようにすることで、簡便かつ十分に汚染土壌に栄養分を供給することができる。
【００１６】
被覆工程においては、汚染土壌領域を被覆して汚染土壌内を非通気状態とし、嫌気性微生物の活性を促す。汚染土壌領域の被覆は汚染土壌への通気性を抑制するものを用いればよく、非通気性のシートなどを用いることが簡便である。
【００１７】
各工程の順序としては、被覆工程の前に解砕工程を行うこと以外は、順序に限定はなく、また同時に進行させてもよい。作業上簡便な順序としては、解砕工程および土手形成工程の後に栄養供給工程、次いで被覆工程を行う形態が例示される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、粉塵やＶＯＣなどの拡散を防ぎつつ、難透水性の土壌においても効率的に汚染土壌の浄化をすることができる。また、本発明によれば、嫌気性微生物を利用した汚染土壌の浄化方法としては比較的短期に汚染土壌の浄化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の汚染土壌浄化方法の実施形態について図面と共に例示し、より詳細に説明する。なお、下記実施形態より本発明が限定されるものではない。
【００２０】
１．オーガーの実施形態
図１および図２に、本発明において好適に用い得るオーガーを例示する。
図１にハンドオーガー１を示す。オーガー部１１はスパイラル式の形態を備える。またハンドーオーガー１は、作業員等がハンドオーガー本体を保持するための把持部１２、オーガー部を回転させる動力部１３、動力部１３に電源（不図示）から電力を供給するコード１４を備える。図２は、スクリュー式のオーガー部１５を示す。図１および図２に示すオーガーは、原位置における土壌の解砕に好適である。
【００２１】
２．第１の実施形態
本発明の一実施形態例を、図３−１から３−５に沿って説明する。
図３−１はシルト・粘土質土壌５０を示す。シルト・粘土質土壌５０は有機化合物などにより汚染されている。
【００２２】
図３−２に示すように、まずオーガー１にてシルト・粘土質土壌５０を原位置で解砕する。オーガー１による解砕により、汚染土壌中からの粉塵およびＶＯＣなどの拡散はほとんどない。オーガーにより汚染土壌は解砕され、透水性土壌５１を形成させる。
【００２３】
図３−３に示すように、解砕した領域の周囲に土手６０を形成し、図３−４に示すように栄養分溶液６１を汚染土壌領域内に貯める。汚染土壌を解砕し、土手を形成して栄養分溶液を貯めることにより、シルト・粘土質であっても土壌中に十分に栄養分を供給することができる。
【００２４】
図３−４に示すように、土手で囲まれた領域を覆うようにシート６２が被せられる。シートにより地表面を閉鎖し、嫌気性微生物による汚染物質の分解を促進する。
浄化対象とする土壌領域の面積等により、区画を分けて上記図３−１から３−４に示す作業を行ってもうよいし、一度に全領域について作業を行ってもよい。
【００２５】
また、変形例として、先に土手を形成し、栄養分溶液を汚染土壌領域内に貯め、その状態で解砕作業を進めてもよい。このような手順にすることにより、ＶＯＣの拡散を実質的になくすことができる。
【実施例】
【００２６】
１．汚染土壌処理試験
浄化対象土壌をオーガーを用いて原位置で解砕し、窒素、リン、有機物を含む栄養分溶液を供給した後、地表面をシートで覆って、３ヶ月間放置した。浄化処理の前後でそれぞれ土壌サンプルを採取し、それぞれＶＯＣの濃度を測定した。
【００２７】
測定は次のようにして実施した。採取した土壌を、三角フラスコに入れ重量ベースで１０倍の水に溶解し、開口部を封じた。三角フラスコをウォーターバスに設置し、３０℃の水温で３０分養生した。３０分後気相部からエアサンプルを抽出し、ＰＩＤガスクロマトグラフィーにて気相部のＶＯＣ濃度を測定した。結果を表１に示す。なお、現時点において、土壌環境基準に相当する、上記実験による気相部のＶＯＣ濃度は目安として１ppm程度である。
【００２８】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、シルト・粘土質の汚染土壌の浄化に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】オーガーの一実施形態を示す図である。
【図２】オーガーの他の実施形態を示す図である。
【図３−１】本発明の汚染土壌浄化方法の一工程を示す図である。
【図３−２】本発明の汚染土壌浄化方法の一工程を示す図である。
【図３−３】本発明の汚染土壌浄化方法の一工程を示す図である。
【図３−４】本発明の汚染土壌浄化方法の一工程を示す図である。
【図３−５】本発明の汚染土壌浄化方法の一工程を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ハンドオーガー
１１  オーガー部（スパイラル型）
１２  把持部
１３  動力部
１４  コード
１５  オーガー部（スクリュー型）
５０  シルト・粘土質土壌（未解砕）
５１  シルト・粘土質土壌（解砕）
６０  土手
６１  栄養塩溶液
６２  シート
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【図３−５】
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