(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、汚染物質、特に石油、重油、コールタールを始めとする油性物質によって汚染された土壌を、微生物を用いて効率良くの浄化する方法を提供することにある。【解決手段】  本発明の汚染土壌の浄化方法は、汚染土壌を液体と混合し、スラリーを調製する工程（スラリー調製工程）と、このスラリーと微生物の付着した担体とをスラリー反応槽内で混合し、微生物によって土壌中の汚染物質を分解する工程（分解工程）と、分解工程後のスラリーを土壌粒子と液体とに分ける工程（固液分離工程）を含んでいる。本発明によって浄化された土壌は、埋め戻され再利用される。また、固液分離工程によって得られた液体は、スラリー調製工程において循環使用することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染物質を含む汚染土壌に液体成分を加えてスラリーとするスラリー調製工程と、
上記スラリー調製工程により得られたスラリーに、汚染物質親和性担体、及び微生物を添加して、当該微生物により汚染物質を分解する分解工程と、
を含むことを特徴とする汚染土壌の浄化方法。
【請求項２】
汚染物質を含む汚染土壌を、その土壌粒子の粒子径によって少なくとも粗粒子画分と微粒子画分とに分画する分画工程を行った後に、
上記微粒子画分について、上記スラリー調製工程、及び上記分解工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項３】
上記汚染物質は、油性物質であることを特徴とする請求項１又は２に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項４】
上記汚染物質親和性担体は、炭素材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項５】
上記汚染物質親和性担体は、少なくともその表面が親油性材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項６】
上記親油性材料は、疎水性プラスチックであることを特徴とする請求項５に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項７】
上記親油性材料は、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、及びポリエチレンからなる群より選択される少なくとも１つの物質であることを特徴とする請求項５に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項８】
上記汚染物質親和性担体は、繊維状、凸凹状又は多孔質であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項９】
上記汚染物質親和性担体は、上記スラリーから分離可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項１０】
上記汚染物質親和性担体は、上記スラリーに含まれる土壌粒子との比重の違いによって、上記スラリーから分離可能であることを特徴とする請求項９に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項１１】
上記汚染物質親和性担体は、上記スラリーに含まれる土壌粒子との大きさの違いによって、上記スラリーから分離可能であることを特徴とする請求項９に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項１２】
上記分解工程を行った後に、上記汚染物質親和性担体を上記スラリーから分離する担体分離工程をさらに含むことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項１３】
上記担体分離工程において分離した汚染物質親和性担体を、
上記分解工程に循環使用することを特徴とする請求項１２に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項１４】
上記担体分離工程を行った後に、上記スラリーを処理土壌と液体成分とに分離する固液分離工程をさらに含むことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の汚染土壌の浄化方法。
【請求項１５】
上記固液分離工程において分離した液体成分を、
上記スラリー調製工程に循環使用することを特徴とする請求項１４に記載の汚染土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染物質、特に石油、重油、コールタールを始めとする油性物質によって汚染された土壌の浄化方法に関するものであり、より詳細には、微生物を用いた汚染土壌の浄化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚染土壌の処理方法には、大きく分けて２つの方法、すなわち、浄化により再生する方法及び廃棄により処理する方法がある。
【０００３】
浄化により再生する方法としては、土壌を掘削して浄化を行う方法、及び、掘削を行わずに原位置で処理する方法がある。
【０００４】
土壌を掘削して浄化を行う方法としては、洗浄法及び微生物分解法等が挙げられる。洗浄法は、界面活性剤等の洗浄剤によって汚染土壌中の汚染物質を水溶液中に溶解・分散させて除去する方法である。また、微生物分解法は、微生物によって汚染物質を分解し、汚染土壌を浄化する方法である。
【０００５】
また、原位置で処理する方法としては、バイオレメディエーションと呼ばれる方法が一般的である。これは、土壌中にもともと存在した微生物、又は人為的に添加した微生物を用いて汚染物質を分解する方法である。しかし、バイオレメディエーションは浄化に時間がかかることが知られている。
【０００６】
一方、廃棄により処理する方法としては、埋め立て、焼却、固化、又は封じ込め等の方法が用いられている。
【０００７】
以上に述べた処理方法のうち、特に土壌を掘削して浄化する方法は、浄化時間が早く、土壌をリサイクルすることができるという利点をもつ。そのため、この方法は環境にやさしく、近年の環境問題への意識の高まりと共に注目されている。
【０００８】
このような流れを受け、より効率よく汚染土壌を浄化するために、様々な試みがなされている。
【０００９】
例えば、微生物分解法として、特許文献１には、汚染土壌に水を添加してスラリーを調製し、そこに微生物を加えて、スラリー反応槽内で汚染物質を分解する汚染土壌の浄化方法が提案されている。このように、スラリーにした土壌を微生物分解法によって浄化する方法を、以下スラリー法とする。
【特許文献１】特開２００３−３２０３６６号公報（２００３年１１月１１日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来の洗浄法では、まず、汚染土壌を土壌粒子（単に粒子と称する場合もある）の大きさによって分画する。なお、土壌粒子とは土壌中に含まれる固体の成分のことである。土壌粒子としては、例えば、礫、砂、シルト等が挙げられる。分画によって得られた比較的大きな土壌粒子の画分は、洗浄によって汚染物質を除去することができるので、再利用、つまり埋め戻すことができる。しかし、それ以外の小さな土壌粒子を含む画分は、洗浄では汚染物質を充分に除くことができないため、脱水した後に場外処分、つまり、上述したような廃棄方法によって廃棄している。
【００１１】
このようにして廃棄される画分は、現在一般的に行われている洗浄法では、処理される汚染土壌全体のうちの約２５重量％に達する場合もある。しかも、この画分の土壌粒子は粒子径が小さいため、同重量の洗浄可能な土壌粒子よりも多くの汚染物質を吸着しており、土壌中の汚染物質の多くは、この廃棄される画分に含まれている。つまり、従来の洗浄による浄化方法では、充分に土壌から汚染物質を除去できているとは言えない。
【００１２】
また、洗浄及び脱水により生じる廃水の中には、土壌から分離された汚染物質が含まれており、この廃水も廃棄物となる。このように、廃棄物が多いということも、従来の洗浄法の問題点である。
【００１３】
また、特許文献１に記載されているような従来のスラリー法では、
１）微生物を含む土壌に水を加えてスラリーを作製し、界面活性剤を加えて撹拌することで、土壌粒子から水側に汚染物質を分散させる。
２）水側に分散された汚染物質を、スラリー反応槽内で微生物によって分解する。
３）２）後のスラリーを固液分離し、得られた上澄み液について、再び微生物による汚染物質の分解処理を行う。
【００１４】
このように、従来のスラリー法では、固液分離後の廃水を微生物によって分解する工程が必要とされる。これは、スラリー反応槽内の微生物分解だけでは充分に汚染物質を分解することができないためである。
【００１５】
つまり、従来のスラリー法は、その浄化効率が充分に高いとは言えず、改善の余地がある。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みたものであり、その目的は、より効率よく汚染土壌を浄化する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る汚染土壌の浄化方法は、上記課題を解決するために、汚染物質を含む汚染土壌に液体成分を加えてスラリーとするスラリー調製工程と、上記スラリー調製工程により得られたスラリーに、汚染物質親和性担体、及び微生物を添加して、当該微生物により汚染物質を分解する分解工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
上記構成によると、汚染物質親和性担体上で微生物と汚染物質とが接触しやすいため、微生物による汚染物質の分解効率が著しく向上するという効果を奏する。
【００１９】
上記微生物親和性担体を用いずに、浮遊微生物によって土壌を浄化すると、浄化後の土壌（処理土壌）と微生物とを分離することができない。つまり、処理土壌中に多量の微生物が含まれるため、再利用に障害を生じる可能性がある。しかし、上記構成によると、上記汚染物質親和性担体に微生物を付着させることによって、浄化された土壌に含まれる微生物量を最小限に抑えることができる。従って、土壌を再利用する際に、上述したような問題は起こりにくい。
【００２０】
従来の浄化方法では、界面活性剤等の薬剤を多量に用いており、これらの薬剤が処理土壌中に残留することがあった。このことが、土壌を再利用する際に障害を生じる可能性がある。しかし、上記構成によると、上述したように浄化効率が良いので、界面活性剤等の薬剤の添加せずに、又は従来の浄化方法より添加量を減らしても、土壌を浄化することができる。従って、上記薬剤が処理土壌に残留しにくく、上述したような問題は起こりにくい。
【００２１】
また、本発明に係る汚染土壌の浄化方法は、汚染物質を含む汚染土壌を、その土壌粒子の粒子径によって少なくとも粗粒子画分と微粒子画分とに分画する分画工程を行った後に、上記微粒子画分について、上記スラリー調製工程、及び上記分解工程を行うことが好ましい。
【００２２】
上記構成によると、上記微粒子画分のみをスラリーとし、このスラリーについて上記分解工程を行うことができる。従って、分解工程時の上記スラリーの撹拌状態が良好となり、より汚染物質の分解効率が高まる。
【００２３】
上記汚染物質親和性担体は、少なくともその表面が炭素材料からなることが好ましい。
【００２４】
上記構成によると、炭素材料は汚染物質、特に油性物質を吸着しやすいため、汚染物質の浄化効率がいっそう高まるという効果を奏する。
【００２５】
また、浄化の対象となる汚染物質が油性物質である場合、上記汚染物質親和性担体は、少なくともその表面が親油性材料からなること好ましい。
【００２６】
親油性材料は、油性物質を吸着しやすいので、上記構成によると、上記汚染物質親和性担体の表面に油性物質が吸着しやすい。よって、油性物質の浄化効率が一層高まるという効果を奏する。
【００２７】
また、上記材料は、疎水性プラスチックであってもよく、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、及びポリエチレンからなる群より選択される少なくとも１つの物質であってもよい。
【００２８】
また、上記汚染物質親和性担体は、繊維状、凸凹状又は多孔質であることが好ましい。
【００２９】
上記構成によると、上記汚染物質親和性担体の表面積が大きくなるために、汚染物質の吸着効率がよくなることに加え、上記マクロ孔には汚染物質と共に微生物が入り込むので、担体上にさらに多くの微生物が付着し、一層分解効率が高まるという効果を奏する。
【００３０】
また、上記汚染物質親和性担体は、上記スラリーから分離可能になっていることが好ましく、このとき、上記汚染物質親和性担体は、上記スラリーに含まれる土壌粒子との比重の違いによって上記スラリーから分離可能になっているものであってもよく、上記土壌粒子との大きさの違いによって上記スラリーから分離可能になっているものであってもよい。
【００３１】
上記構成によると、上記汚染物質親和性担体を循環使用することができるため、廃棄物が少なくなるという効果を奏する。
【００３２】
また、上記汚染土壌の浄化方法は、上記汚染物質親和性担体が上記スラリーから分離可能になっている場合、上記分解工程を行った後に、上記汚染物質親和性担体を上記スラリーから分離する担体分離工程をさらに含むことが好ましい。
【００３３】
さらに、上記汚染土壌の浄化方法は、上記担体分離工程において分離した汚染物質親和性担体を、上記分解工程に循環使用することが好ましい。
【００３４】
このように、分解工程後の汚染物質親和性担体をさらに分解工程に循環使用することによって、廃棄物量を減らすことができる。また、上記汚染物質親和性担体上に、上記汚染物質に馴化された微生物が蓄積するために、分解速度がさらに高まるという効果を奏する。
【００３５】
また、上記汚染土壌の浄化方法は、上記担体分離工程を行った後に、上記スラリーを処理土壌と液体成分とに分離する固液分離工程をさらに含むことが好ましく、上記液体成分を、上記分解工程に循環使用することがさらに好ましい。
【００３６】
このように、上記固液分離工程後の液体成分を上記分解工程に循環使用することによって、廃棄物量を減らすことができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明に係る汚染土壌の浄化方法は、汚染物質を含む汚染土壌からスラリーを調製するスラリー調製工程と、前記スラリー調製工程により得られたスラリーに、汚染物質親和性担体、及び微生物を添加して、当該微生物により汚染物質を分解する分解工程とを含むことを特徴とする。
【００３８】
それゆえ、担体上で微生物と汚染物質とを接触しやすくすることができるので、微生物による汚染物質の分解効率を著しく高めることができる。
【００３９】
さらに、上記構成によると、上記汚染物質親和性担体に微生物を付着させることによって、浄化後の処理土壌に含まれる微生物量を最小限に抑えることができる。従って、処理土壌に含まれる微生物によって土壌の再利用に障害を生じるという問題が起こりにくい。
【００４０】
さらに、上記構成によると、上述したように浄化効率が良いので、界面活性剤等の薬剤の添加せずに、又は従来の浄化方法より添加量を減らしても、土壌を浄化することができる。従って、上記薬剤が処理土壌に残留しにくく、これら薬剤によって再利用に障害を生じるという問題が起こりにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明に係る汚染土壌の浄化方法は、（１）汚染土壌に液体を加えてスラリーとするスラリー調製工程と、（２）汚染物質親和性担体の存在下で、微生物によって汚染物質を分解する分解工程を含んでいればよい。その他、（３）分画工程、（４）担体分離工程、（５）固液分離工程が含まれていてもよい。なお、その他の工程、製造設備・器具等の諸条件については、特に限定されるものではない。
【００４２】
以下に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００４３】
〔実施の形態１〕
図１に、本発明に係る汚染土壌の浄化方法の一例を示す。
【００４４】
図１に示す方法は、汚染土壌を掘削した後、当該汚染土壌をスラリー調製工程によってスラリーとし、次に当該スラリーについて分解工程を行って汚染物質を分解し、分解工程後のスラリーを固液分離工程によって液体（上澄み液）と固体（土壌粒子）とに分けるものである。固液分離工程後の土壌粒子は、再利用、つまり埋め戻すことができる。また、固液分離工程後で得られた液体（上澄み液）は、上述のスラリー調製工程に用いる（循環使用する）ことができる。
【００４５】
以下に、各工程についてよりに説明する。
＜Ａ.スラリー調製工程＞
当該スラリー調製工程とは、汚染物質を含む汚染土壌に、液体成分を添加してスラリーを調製する（スラリー化する）工程である。
【００４６】
ここで、「汚染土壌」に含まれる汚染物質としては、特に、疎水性を有するいわゆる「油性物質」が挙げられる。これら油性物質による汚染は、油槽所跡地や工場跡地などで起こることが多い。油性物質として、具体的には、重油、原油、石油、ガソリン、軽油、灯油、潤滑油、切削油、コールタール又はグリース等が挙げられる。
【００４７】
また、本工程において、上記液体成分は特に限定されるものではなく、後述の分解工程において微生物による汚染物質の分解を妨げないものであればよい。また、微生物による分解を促進するような液体を用いることが望ましい。従って、分解の対象となる汚染物質、及び、分解工程に用いる微生物に合わせて、例えば、淡水、海水、緩衝液、又は培地等の水溶液を適宜用いることができる。
【００４８】
また、本工程においては、汚染土壌を１０〜３０％スラリーとすることが好ましい。なお、１０％スラリーとは、汚染土壌の重量の、上記液体の体積に対する比率が、１０％であることを意味する。以上のようにスラリーを調製することで、当該スラリーを撹拌しやすい状態にすることができる。これによって、後述の分解工程において撹拌状態及び通気状態が良好になるため、汚染物質の分解速度が高まる。
＜Ｂ．分解工程＞
当該分解工程とは、上記スラリー調製工程により得られたスラリーに、汚染物質親和性担体、及び微生物を添加して、当該微生物により汚染物質を分解する工程である。
【００４９】
ここで「汚染物質親和性担体」とは、汚染土壌に含まれる汚染物質に対して親和性を有し、当該汚染物質を吸着することができる担体のことを言う。つまり、当該汚染物質親和性担体は、少なくともその表面の材料が、汚染物質に対して親和性を有していればよい。従って、汚染物質に親和性を有さない材料の表面に親和性を有する材料がコートされているものであってもよい。なお、この汚染物質親和性担体を、以下単に「担体」と称する場合がある。
【００５０】
また、本発明の分解工程では、担体と微生物とを別々に添加してもよいが、担体に予め微生物を付着させておくことが好ましい。
【００５１】
例えば、担体と微生物とを混合することによって、微生物を担体に付着させることができる。両者を混合する場合、酸素（通気条件）、栄養、及びｐＨ条件等が微生物の生育及び増殖に適した条件であることが好ましい。
【００５２】
本発明の汚染土壌の浄化方法は、このように、分解工程において汚染物質親和性担体を用いる。この担体には汚染物質と共に微生物が集積しやすくなっている。従って、汚染物質と微生物とを接触させやすくすることができ、汚染物質の分解効率、すなわち浄化効率を高めることができる。さらに、汚染物質親和性担体に汚染物質を引き付けるので、汚染物質の土壌粒子からの分離効率を高め、そのことによって、汚染物質の浄化効率を高めることができる。言い換えると、汚染物質の土壌粒子からの分離と微生物による分解とを、担体という同一の反応場で行うことにより、分離及び分解速度を高めることができる。
【００５３】
その結果、洗浄法及びバイオレメディエーション等の従来の浄化方法と比較して、非常に効率よく汚染物質を分解することができる。
【００５４】
従って、従来の洗浄法では浄化できずに廃棄処理されていた小さな土壌粒子についても、浄化することができる。つまり、従来の洗浄法のように土壌の一部を廃棄することなく、土壌全体を浄化することができる。
【００５５】
また、特許文献１に記載の従来のスラリー法では、既に述べたように、スラリー反応槽内での分解工程だけでは十分に汚染物質を分解することができていなかった。そのため、上述のように、微生物による分解が二段階行われていた。
【００５６】
しかし本発明に係る汚染土壌の浄化方法では、上述したように浄化効率が高いため、一段階のみの微生物による分解工程で、土壌の浄化を完了させることができる。
【００５７】
つまり、本発明の浄化方法は、例えば、図１におけるスラリー反応槽中での一段階の分解工程のみで汚染物質の分解を完了することができ、特許文献１に記載の従来のスラリー法のように、固液分離工程後の上澄み液（液体）について、さらなる微生物分解工程を行う必要がない。
【００５８】
また、既に述べたように、本発明に係る分解工程で用いられる汚染物質親和性担体（以下、単に担体とする）は、汚染物質を引き付けるものであればよい。従って、当該汚染物質に応じて適宜選択の上、適用すればよい。
【００５９】
特に、上述した油性物質の浄化を目的とする場合は、少なくともその表面が油性物質を引き付けやすい材料からなることが好ましい。このような材料として、炭素材料又は親油性を有する材料が挙げられる。なお、本明細書において「炭素材料」とは、炭及び活性炭素等の、炭素からなる材料のことである。炭素材料は、その表面に汚染物質、特に油性物質を引き付けやすく、特に活性炭素は多孔質なので、種々の汚染物質をさらに吸着しやすい。
【００６０】
親油性を有する材料としては、例えば、疎水性プラスチックが挙げられる。疎水性プラスチックは親油性を有するため、油性物質を引き付けやすく、油性物質を効率よく分解することができる。担体に用いる物質として特に、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、及びポリエチレンからなる群より選択される少なくとも１つの物質が好ましい。
【００６１】
また、担体の大きさとしては、５〜３０ｍｍが好ましい。これは、スラリー中に均一に分散しやすい大きさである。
【００６２】
また、上記スラリー調製工程で調製したスラリーに対して、担体を１０〜３０重量％加えることが好ましい。
【００６３】
また、微生物及び汚染物質が付着しやすいように、担体の表面積は大きい方が好ましい。よって、担体は、繊維状、凹凸を有する（ラフネスの大きな）構造、又は多孔質であることが好ましい。
【００６４】
さらに、担体の少なくとも表面はマクロ孔を有する多孔質であることが好ましい。なお、マクロ孔とは、その直径が数μｍ〜数ｍｍの穴である。
【００６５】
汚染土壌の浄化に用いられる微生物の大きさは、約１μｍなので、このような担体のマクロ孔には、汚染物質と共に微生物が入り込みやすい。このように、マクロ孔を有する担体を用いると、多くの汚染物質及び微生物が担体表面に付着するため、より効率よく汚染物質を分解することができるという効果を奏する。
【００６６】
また、微生物がマクロ孔に入りやすいように、マクロ孔の直径は、１０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がさらに好ましい。
【００６７】
また、分解工程では、微生物と汚染物質との接触頻度が高いことが好ましい。従って、分解工程中は、スラリーを撹拌して、担体をスラリー内で分散させることが望ましい。また、撹拌速度は、１０〜１００ｒｐｍ程度が好ましい。
【００６８】
また、微生物による汚染物質の分解活性を高めるためには、スラリーと空気の接触をよくし、スラリー中の溶存酸素濃度を高めることが望ましい。スラリーを撹拌することでもスラリーと空気との接触をよくすることはできるが、さらに、エアポンプ等でスラリー中に空気を送り込んでもよい。
【００６９】
分解工程を行う温度は、微生物の分解活性が最も高くなるように適宜設定すればよいが、特に１５〜３５℃が好適である。
【００７０】
また、微生物としては、浄化の対象となる汚染物質を分解することのできる微生物であればよく、特に限定されない。例えば、生物処理に用いられている活性汚泥、浄化対象となる汚染土壌中に含まれ、汚染物質に馴化された微生物等を用いることができる。
【００７１】
また、後述するように、分解工程に用いた担体を循環使用することで、担体に付着した微生物が馴化される、又は、汚染物質の分解活性の高い微生物が集積されるので、さらに分解効果を高めることができる。
【００７２】
説明の便宜上、上記＜Ａ＞欄のスラリー調製工程及び本欄の分解工程は、同じスラリー反応槽で行うものとした。しかし、本発明を実施するにあたっては、これに限らず、スラリー反応槽とは別のスラリー調製槽で、スラリー調製工程を行ってもよい。
＜Ｃ．固液分離工程＞
固液分離工程とは、分解工程後のスラリーを、液体成分（液体）と固体成分（土壌粒子）とに分ける工程である。
【００７３】
液体と土壌粒子とを分離する方法としては、沈降分離を用いることができる。つまり、スラリー中の土壌粒子は下層に沈降し、液体成分は上澄み液として上層に分離するので、これを利用して液体と土壌粒子とを分けることができる。
【００７４】
また、このようにして分離された土壌粒子について、さらに脱水を行って液体成分を除いてもよく、本明細書では、広く脱水も含めて固液分離工程とする。
【００７５】
固液分離工程では、上述の沈降分離の他、フィルタープレス、又は脱水サイクロン等、従来公知の方法及び機材用いることができる。
【００７６】
以上のようにしてスラリーから分離された土壌粒子は、図１に示すように、再利用、つまり埋め戻すことができる。また、スラリーから分離された液体は、上述のスラリー調製工程に使用（循環使用）することができる。
【００７７】
〔実施の形態２〕
図２に本実施の形態の工程の概略を示す。本実施の形態は、上記実施の形態１に「分画工程」、及び「洗浄工程」を加えた態様である。本実施の形態は、水洗浄だけで容易に浄化できる程度に粒子径の大きな土壌粒子が含まれている場合に、好適な態様である。以下に、本実施の形態における分画工程について説明する。スラリー調製工程、分解工程、固液分離工程については実施の形態１において説示した通りである。
＜分画工程＞
界面活性剤等の薬剤の使用を含めた水洗浄だけで容易に浄化できる程度に粒子径の大きな土壌粒子が、汚染土壌中に含まれている場合には、図２に示したように、スラリー調製工程の前に、汚染土壌を、これらの大きな土壌粒子（粗粒子）からなる画分（粗粒子画分）とその他の小さい土壌粒子（微粒子）からなる画分（微粒子画分）とに分画する分画工程を行うことが好ましい。
【００７８】
水洗浄だけで容易に浄化できる土壌粒子の粒子径とは、５０〜１００μｍ程度である。よって、本発明に係る分画工程では、微粒子画分は、粒径が１００μｍ以下、さらには５０μｍ以下の土壌粒子からなることが好ましい。
【００７９】
さらに、この分画工程を行うことで、スラリーをより均一なものにすることができ、かつ撹拌状態が良好になる。従って、微生物による汚染物質の分解がより速く進むという効果を奏する。
【００８０】
なお、分画工程における土壌の分画方法としては、掘削した土壌をそのまま分画する乾式法、及び、液体を加えて該液体と土壌とを混和してから分画する湿式法がある。乾式法を用いる場合には、分画工程の後にスラリー調製工程を行うが、湿式法を用いる場合には、分画工程にて土壌に液体が加えられるので、スラリー調製工程を行う必要はない。言い換えると、分画工程で湿式法を用いる場合には、分画工程がスラリー調製工程を兼ねることができる。
【００８１】
このように分画工程によって分画された微粒子画分については、図２に示すように、スラリー反応槽でのスラリー調製工程及び分解工程、次いで固液分離工程を行う。こうして浄化された土壌粒子は再利用される。
【００８２】
一方、粗粒子画分については、図２に示すように、汚染物質を液体中に分離させて浄化する洗浄工程を行うことで浄化してもよい。このようにして浄化された土壌粒子（粗粒子）は、微粒子と同じく再利用することができる。
【００８３】
このように、本発明に係る浄化方法は、洗浄による浄化と微生物による分解とを組み合わせて行ってもよい。このとき、洗浄の方法は特に限定されず、従来公知の洗浄法を用いることができる。一般に行われている洗浄法では、土壌粒子と界面活性剤を含む水溶液を撹拌することで、汚染物質を水溶液側に分離している。
【００８４】
また、洗浄の方法としては、具体的には、特開２００１‐１４９９１３号公報（２００１年６月５日公開）に記載されている方法を適用することができる。
【００８５】
既に述べたように、分解工程後の固液分離工程で生じた水は、スラリー反応槽でのスラリー調製工程及び分解工程へと循環使用される。また、粗粒子の洗浄工程及び固液分離工程で生じる水も、同様に、スラリー反応槽に添加され、循環使用される。
【００８６】
分画の方法は、特に限定されず、湿式ふるい、ハイドロサイクロン、及び重力式分離等、従来用いられてきた器具及び方法を適用することができる。
【００８７】
また、現在一般的に行われている洗浄法では、汚染土壌を分画し、大きい（２０〜４０ｍｍ以上）土壌粒子は洗浄によって浄化し、小さい（６３μｍ以下）土壌粒子は場外処分によって処分している。従って、微粒子を例えば粒径６３μｍ以下の粒子として、従来の方法では浄化できなかったこの微粒子画分について、上記分解工程による浄化を行ってもよい。
【００８８】
〔実施の形態３〕
図３に本実施の形態の工程の概略を示す。本実施の形態は、上記実施の形態１における分解工程後に、「担体分離工程」を加えた態様である。当該「担体分離工程」が加わることによって、担体及び担体に吸着した微生物を再利用することができる。なお、以下の説明では、「担体分離工程」のみについて説示する。スラリー調製工程、分解工程、固液分離工程については実施の形態１において説示した通りである。
＜担体分離工程＞
担体分離工程とは、分解工程後のスラリーから担体を分離する工程であり、言い換えると、担体と土壌粒子とを分離する工程である。
【００８９】
担体を分離する方法としては、特に限定されないが、担体と土壌粒子の比重の違いを利用する方法、又は、担体と土壌粒子の大きさの違いを利用する方法等がある。
【００９０】
比重の違いによって分離する方法では、例えば、土壌粒子よりも比重の小さい担体を用いるとよい。また、さらに好ましくは、後述の固液分離工程で得られる上澄み液（液体）、又は、上記スラリー調製工程で用いる液体よりも比重の小さい担体を用いることができる。このような担体を用いると、さらに土壌粒子と分離しやすい。具体的には、水よりも見かけ比重の大きな担体が好ましい。このような担体として、例えば、発泡ポリウレタンを始めとする各種プラスチックの発泡物、ポリプロピレン、ポリエチレン等からなる担体を用いることができる。
【００９１】
また、大きさの違いを利用して分離する方法としては、土壌粒子よりも大きな担体を用いるとよい。このような担体を用いると、担体の大きさよりも目の細かいスクリーン等を用いたふるい分けによって、担体と土壌粒子とを分離することができる。具体的には、普通、担体の粒径は、５〜３０ｍｍ程度の大きさであれば、ふるい分けによる分離が容易となる。
【００９２】
こうして分離された担体は、スラリー反応槽でのスラリー調製工程及び分解工程に用いる（循環使用する）ことができる。従って、廃棄物が少なくなる上に、担体を循環使用することによって、担体上に汚染物質に馴化した微生物が集積するので、分解速度がさらに高まるという効果も奏する。ただし、何度も循環使用する間に、微生物は増殖するので、微生物が過剰に増殖した場合、担体の一部を抜き出して微生物の量を減らす等の工程をさらに行ってもよい。
【００９３】
また、担体を用いた場合、微生物は担体に付着しているので、担体を用いない場合と比較して、浄化後の土壌に含まれる微生物の量を少なくすることができる。土壌をスラリーとして浄化する一般的な方法では、浄化終了後に固液分離によって土壌と水を分離すると、微生物は土壌側に分離される。従って、浄化後の土壌は、多量の微生物を含むことになる。このように多量の微生物を含む土壌を再利用する、つまり埋め戻すことは、埋め戻した土壌周辺の環境に影響を与えることが懸念され、問題となる可能性がある。本発明の汚染土壌の浄化方法では、担体分離工程によって、担体と共に、担体に付着した微生物を除くことができる、従って、このような問題が起こりにくい。
【００９４】
〔実施の形態４〕
図４に本実施の形態の工程の概略を示す。本実施の形態は、上記実施の形態３に、実施の形態２で説示した分画工程を加えた態様である。既述の通り、当該「担体分離工程」が加わることによって、担体及び単体に吸着した微生物を再利用することができる。なお、分画工程、スラリー調製工程、分解工程、固液分離工程、担体分離工程については、実施の形態１〜３において説示した通りである。
【００９５】
本実施の形態において、分解工程で用いる担体の大きさ及び比重は、浄化の対象となる土壌粒子から分離しやすいように、微粒子画分に含まれる土壌粒子の大きさ及び比重によって、適宜変更することができる。また、担体の大きさ又は比重によって分画工程における分画方法を変え、担体を分離しやすい微粒子画分を得てもよい。
【００９６】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００９７】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって、何ら限定されるものではない。また、実施例において、特に言及されない材料、器具、及び方法等は、従来公知の材料、器具、及び方法等を適用することができる。
【００９８】
〔実施例１〕
＜１．スラリー調製、及び、微生物による汚染物質の分解＞
土壌として、平均粒径３μｍのカオリンを、汚染物質（油性物質）としてｎ‐ドデカンを、微生物として生活科排水を処理する活性汚泥を用い、担体として５ｍｍ角のポリウレタン、又は、発泡ポリウレタン５００ｍｌを用いて、以下の操作を行った。
【００９９】
なお、本実施例で用いるカオリンは粒径３μｍであるが、これは一般の汚染土壌の浄化方法によっては浄化困難な粒子の大きさであると考えられる。
【０１００】
1）カオリンと、カオリンに対して１０，０００ｍｇ／ｋｇの割合のｎ−ドデカンとを混合することで、カオリンにｎ‐ドデカンを付着させた。このカオリン１００ｇを、水道水１Ｌの入った２Ｌ容量のセパラブルフラスコに加え、１０％スラリーとした。
【０１０１】
2）担体に活性汚泥を付着させるため、活性汚泥と担体を混合し、２４時間経過後、担体に付着した微生物量を後述の方法によって測定した。このとき、５００ｍｌの担体に５００ｍｇの活性汚泥が付着するように活性汚泥の濃度を調製しておいた。
【０１０２】
3）５００ｍｇの活性汚泥が付着した５００ｍｌの担体を、1）のセパラブルフラスコに加え、３５℃、１２０ｒｐｍで撹拌、１０００ｍｌ／ｍｉｎの空気を供給する通気条件下で、活性汚泥によるｎ−ドデカンの分解を行った。なお、コントロールは、担体なしで活性汚泥５００ｍｇのみを１）のセパラブルフラスコに加え、その他は同条件とした。
【０１０３】
4）経時的に、3）のセパラブルフラスコ内のスラリーに含まれる油（ｎ−ドデカン）、及び担体に付着した油を抽出・測定した。油の抽出方法及び油量の測定方法については後述する。
＜２．担体への微生物の付着量の測定方法＞
担体に付着した微生物の量は、以下のようにして測定される。
【０１０４】
予め新しい（微生物の付着していない）担体の一定容積（本実施例においては１０ｍｌ）あたりの重量を測定した。微生物付着後の担体を１００℃で４時間乾燥後、同容積あたりの重量を測定し、その違いから担体の一定容積あたりの微生物付着量（ｍｇ／ｍｌ）を算出した。
＜３．スラリー中の油量、及び担体に付着した油量の測定方法＞
以下の方法において、ソックスレー抽出は米国環境保護局（ＥＰＡ）Method 3540に準拠した。
【０１０５】
1）上記＜１＞欄の3）のセパラブルフラスコから採取したスラリーから、担体を分離した。本実施例において、担体はスラリー中で浮いた状態になっているので、容易に分離可能である。本実施形態では、実験系が小規模であるため、ピンセットにて担体を分離した。
【０１０６】
2）本欄1）のスラリーを孔径１μｍのガラス繊維ろ紙（Ｗａｔｍａｎ  ＧＦ‐Ｂ）で減圧ろ過し、固形分を含むろ紙を円筒形ガラス繊維ろ紙（Ａｄｖａｎｔｅｃ  Ｎｏ.８６Ｒ）に入れてソックスレー抽出器にセットした。本欄1）で分離した担体は、水を切ってそのまま別の円筒形ガラス繊維ろ紙（Ａｄｖａｎｔｅｃ  Ｎｏ.８６Ｒ）に入れてソックスレー抽出器にセットした。
【０１０７】
3）本欄2）のソックスレー抽出器に、抽出溶媒として、ヘキサン／アセトン（１／１）（ｖ/ｖ）混合液１２０ｍｌを加え、マントルヒーターにて加熱した。冷却側は、揮発による損失を防ぐために３．０℃の冷媒（１０％メタノール水溶液）で冷却した。また、マントルヒーターを、ヘキサン／アセトン溶媒が４サイクル／日となるように調節し、１６時間の抽出を行った。
【０１０８】
4）本欄3）を行った後、油を含んだ抽出溶媒を１時間放冷した。ソックスレー抽出に用いたガラス器具に付着した油もヘキサンで洗浄して回収し、上述の放冷した抽出溶媒に加えた。こうして、スラリー中のカオリン、及び担体に付着した油が抽出された。こうして得られた油を含んだ抽出溶媒を、後述の9）に用いた。
【０１０９】
5）本欄2）のろ液を分液ロートに入れて、０.１Ｎの塩酸でｐＨ４以下になるように調整した。
【０１１０】
6）ヘキサン／アセトン（１／１）（ｖ／ｖ）混合液を加えて２分間振とうした後、静置して、水相と油相とを分離させた。
【０１１１】
7）本欄6）の水相にヘキサンを用い、さらに２回抽出を行った。
【０１１２】
8）本欄6）及び7）の油相に硫酸ナトリウムを加えて脱水した。このようにして得られた油相（油を含んだ抽出溶媒）には、スラリー中の水に含まれていた油が抽出されている。この油相を次の9）に用いた。
【０１１３】
9）本欄4）及び8）の抽出溶媒中の油の量をＦＩＤ（Flame Ionization Detector）検出器付ガスクロマトグラフィーにて定量した。
【０１１４】
以上のようにして、スラリー中に含まれる油量及び担体に付着した油量を合わせた油量、すなわち残存油量が定量された。
＜４．結果＞
上記＜１＞〜＜３＞欄に示す方法によって定量された残存油量を図５に示す。
【０１１５】
図５に示すように、担体を用いなかったコントロールと比較して、ポリウレタン担体又は発泡ポリウレタン担体を用いた場合は、いずれも汚染物質（ｎ−ドデカン）の分解が促進された。促進の程度は用いる担体によって異なった。微生物による分解前のｎ−ドデカンの９０％が分解されるのに必要な時間は、ウレタン担体を用いた場合にはコントロールに比べ約６０％短縮され、発泡ポリウレタン担体を用いた場合には約２０％短縮された。
【０１１６】
〔実施例２〕
担体に生物処理用ポリビニルアルコール担体（商品名：マイクロブロス、アイオン社製）５００ｍｌを用いた点、及び、５００ｍｌの担体に１，１００ｍｇの活性汚泥が付着するように活性汚泥の濃度を調整した点の二点以外は、上記実施例１と同様の方法によって、担体による汚染物質の分解の促進程度を調べた。なお、マイクロブロスは、水を加えた後の直径が４.５ｍｍの球形である。
【０１１７】
その結果、図６に示すように、マイクロブロスを用いた場合には、微生物による分解前のｎ−ドデカンの９０％が分解されるのに必要な時間は、コントロールに比べ約７５％短縮された。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明の汚染土壌の浄化方法は、油槽所跡地や工場跡地等で多く見られる油性物質によって汚染された汚染土壌の浄化に、特に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明に係る汚染土壌の浄化方法の一例を示したブロック図である。
【図２】本発明に係る汚染土壌の浄化方法の他の例を示したブロック図である。
【図３】本発明に係る汚染土壌の浄化方法のさらに他の例を示したブロック図である。
【図４】本発明に係る汚染土壌の浄化方法のさらに他の例を示したブロック図である。
【図５】担体を用いたことによる汚染物質の分解促進を示すグラフである。
【図６】担体を用いたことによる汚染物質の分解促進を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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