(57)【要約】【課題】ＰＣＢ，ダイオキシン類などの有機質有害物で汚染された土壌を浄化する。【解決手段】水にアニオン性界面活性剤を加えた液に、乳酸菌、イースト菌、ＥＭ菌、スフィンゴモナス属菌、納豆菌、えひめＡ１菌のうちの１つあるいは２つ以上、炭素微粉末、および炭酸カルシウムを主成分とする微粉末を加え、混合したものを散布する。用いる菌類は、その種菌とその餌となる物質を含む液体中で、テラヘルツ波を加えながら攪拌を行うことによって増殖する。加える炭素微粉末として、カーボンナノチューブあるいは竹炭を用いる。炭酸カルシウムの微粉としてサンゴ礁起因のものを微粉末にしたものを用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳酸菌、イースト菌、ＥＭ菌、スフィンゴモナス属菌、納豆菌、えひめＡ１菌のうちの１つあるいは２つ以上、炭素微粉末、および炭酸カルシウムの微粉末を、アニオン性界面活性剤を加えた水に加えて混合したものを散布することを特徴とする有機質有害物で汚染された土壌の浄化方法。
【請求項２】
請求項１において、イースト菌、ＥＭ菌、スフィンゴモナス属菌、納豆菌、えひめＡ１菌などは、その種菌とその餌となる物質を含む液体中で、テラヘルツ領域波を加えながら攪拌を行うことによって増殖したものを用いることを特徴とする有機質有害物で汚染された土壌の浄化方法。
【請求項３】
請求項２において、テラヘルツ領域波を加えるためにセラミックスボールのようなセラミックス成型物を液体中に浸漬することを特徴とする有機質有害物で汚染された土壌の浄化方法。
【請求項４】
請求項１において、微粉末の１部としてテラヘルツ領域波を発生するセラミックスの微粉を加えることを特徴とする有機質有害物で汚染された土壌の浄化方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項４において、加える炭素微粉末として、カーボンナノチューブあるいは竹炭を用いることを特徴とする有機質有害物で汚染された土壌の浄化方法。
【請求項６】
請求項１又は請求項４又は請求項５において、炭酸カルシウムを主成分とするものとしてサンゴ礁起因のものを微粉末にしたものを用いることを特徴とする有機質有害物で汚染された土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＰＣＢ，ダイオキシン類などの有機質有害物で汚染された土壌の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）は環境汚染物質である。また、ダイオキシン類とは、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）、ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニル（ＤＬ−ＰＣＢ）の総称である。これらは塩素で置換された２つのベンゼン環という共通の構造を持ち、類似した毒性を示し、微量で人体などに悪影響を及ぼす。ダイオキシン類は、炭素・酸素・水素や塩素を含む物質の燃焼条件によって、意図しない副合成物として生成する。ＰＣＢやダイオキシン類のような有機質有害物で汚染されたものを無害化するには、加熱分解したり、化学処理する方法があるが、処理費用が高く、大掛かりな設備も必要になる。とくに、低濃度のＰＣＢやダイオキシン類が広く分布する汚染土壌にはそれらの方法は使いにくいため、ＰＣＢやダイオキシン類などを分解する細菌を土壌に撒く方法が注目されている。スフィンゴモナス属菌は、グラム陰性であるにもかかわらず、外膜にリポ多糖（ＬＰＳ）を持たず、代わりに動物細胞の細胞膜に特有のスフィンゴ糖脂質を含む特徴的な細菌である。そのため、細胞表層は通常の細菌よりも疎水的雰囲気が強く、ダイオキシン類などの水不溶性の環境有害物質の強力な分解菌として注目されてきた。また、この細菌群の細胞表層は巨大な襞分子よって覆われており、環境条件や栄養条件に依存してその襞分子を再編成し、巨大な孔（体腔）を形成する。この体腔は、ダイオキシン類のような巨大分子の取り込み口として機能する。特許文献１に、スフィンゴモナス属に属し、芳香族類有機窒素化合物を分解する能力を有する微生物を、芳香族類有機窒素化合物を含有する物質と接触させ、前記芳香族類有機窒素化合物を分解する脱窒素方法が示されている。また、特許文献２には、スフィンゴモナス属細菌またはその菌体成分をポリビニルアルコールを含有する排水、排液または土壌に接触させるポリビニルアルコールを含有する排水、排液または土壌の浄化処理方法が示されている。
このようにスフィンゴモナス属菌などは、有機質有害物を分解することによって汚染土壌などの無害化に用いられることは知られているが、これまでスフィンゴモナス属菌を効率的に増殖する技術がなくて、有機質有害物を十分に分解するのに必要な菌の量を確保するのに費用が掛かりすぎることが実用化のためのネックになっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４４２９４号公報
【特許文献２】特開２００３−２５０５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はＰＣＢ，ダイオキシン類などの有機質有害物で汚染された土壌に散布して浄化するための方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の課題を解決するための具体的手段の第１は、乳酸菌、イースト菌、ＥＭ菌、スフィンゴモナス属菌、納豆菌、えひめＡ１菌のうちの１つあるいは２つ以上、炭素微粉末、および炭酸カルシウムを主成分とする微粉末を、アニオン性界面活性剤を加えた水に加えて混合したものを散布することである。
【０００６】
具体的手段の第２は、０００５において用いる乳酸菌、イースト菌、ＥＭ菌、スフィンゴモナス属菌、納豆菌、えひめＡ１菌などは、その種菌とその餌となる物質を含む液体中で、テラヘルツ波を加えながら攪拌を行うことによって増殖したものを用いることである。
【０００７】
具体的手段の第３は、０００６においてテラヘルツ波を加えるためにセラミックスボールのようなセラミックス成型物を液体中に浸漬することである。
【０００８】
具体的方法の第４は、０００７において、微粉末の１部として液体にテラヘルツ波を発生するセラミックスの微粉を加えることである。
【０００９】
具体的手段の第５は、０００６乃至０００８において、加える炭素微粉末として、カーボンナノチューブあるいは竹炭を用いることである。
【００１０】
具体的手段の第６は、０００６、０００８又は０００９において、炭酸カルシウムを主成分とするものとしてサンゴ礁起因のものを微粉末にしたものを用いることである。
【発明の効果】
【００１１】
０００８又は０００１１乃至００１３によって、有害有機物で汚染された土壌の清浄化を行うことができる。０００９又は００１０によって、それに用いる菌類の増殖を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明における乳酸菌、イースト菌、ＥＭ菌、スフィンゴモナス属菌、納豆菌、えひめＡ１などを増殖するのに用いる装置の１例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
処理の対象になるのは、ダイオキシン、ＰＣＢなどの有害有機物で汚染された土壌である。本発明においては、乳酸菌、イースト菌、ＥＭ菌、スフィンゴモナス属菌、納豆菌、えひめＡ１菌のうちの１つあるいは２つ以上、炭素微粉末、さらに炭酸カルシウムを主成分とする微粉末を、アニオン性界面活性剤を加えた水に加えて混合したものを散布することである。
【００１４】
まず、液体の部分であるが、水は塩素除去されたものが望ましい。この水に、アニオン性界面活性液を加える。アニオン性界面活性剤とは、水中で解離したとき陰イオンとなる。親水基としてカルボン酸、スルホン酸、あるいはリン酸構造を持つものなどで、エタノール、モノアルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩モノアルキルリン酸塩などがある。水にこれを加えることによって、土壌に散布した時に液体が浸透し、有害物を含む土壌部分に本発明で用いる各種物質が到達して、無害化の作用を発揮することができる。界面活性液として、水にエタノールなどアニオン性界面活性剤を２０〜４５％加えたものとし、これを、水に７〜１５％添加する。
【００１５】
この液体に加えるものの第１は、有害有機物の無害化も作用をする菌類である。この菌類として有機性有害物を分解して無害化する菌類の中から、環境に悪影響を及ぼさないものとして選択されたものが、乳酸菌、イースト菌、ＥＭ菌、スフィンゴモナス属菌、納豆菌、えひめＡ１菌である。ＰＣＢ，ダイオキシンなどの対象とする有害有機物の種類に応じて、乳酸菌、イースト菌、ＥＭ菌、スフィンゴモナス属菌、納豆菌、えひめＡ１菌の中から１つあるいは２つ以上を組み合わせて用いる。この菌類の増殖を効率的に行うために、本発明では、その種菌とその餌となる物質を含む液体中で、テラヘルツ波を加えながら攪拌を行う。テラヘルツ波とは、周波数が０．１〜１０ＴＨｚの領域の電磁波で、電波と、光の一種である赤外線の中間の領域にあり、光と電波の性質を併せもっている。これを照射することによって、分子を振動させることによって活性化することができる。本発明では、それによって微生物などを活性化しその増殖を促進する。テラヘルツ波の発生法としては、ジャオロトロン、後進波管、遠赤外線レーザー、量子カスケードレーザー、自由電子レーザー、シンクロトロン放射、フォトミキシングソースなどがある。また、いくつかの物質からも発生するが、ほとんどの場合にきわめて微弱である。そこで、本発明では、原子番号が５７以上の元素が１種あるいはそれ以上含まれている鉱物、とくに好ましくは、ランタノイド系元素、アクチノイド系元素が２種類以上含まれている鉱物を含む微粉に、シリカ分を主体とする粗めの粉を混合してボンドを加えて、たとえば、直径２〜６ｍｍの球状として、２５０℃以上、６００℃以下の温度で焼成する。これによって、セラミックボールの表面や内部に形成される微細空間が、種菌類などがテラヘルツ波を受けて活性化し効率的に増殖する場として有効に利用される。なお、球状でなくても、成型されていれば、同様の機能を発揮できる。さらに、液の攪拌が活性化されれば菌類の循環促進に役立つ。
【００１６】
本発明においては、次のようにして菌類の増殖を効率的に行う。タンクの１例を図１に示す。タンクには約２ｔの液体を収めることができる。タンク１の材料としては、ステンレス鋼製のものが適している。そのタンクには、攪拌装置２、目視用の窓３、温度調整装置４、原料投入口５、液の取り出し口６などが取り付けられている。タンクの中の水に、増殖しようとする菌類の種菌と、アルギン酸や昆布など多糖類で食物繊維を含む物質その他、菌類の餌になる物質を加え、液の温度を２０〜４０℃の範囲に調整しながら攪拌を行う。液の温度が２０℃未満だと菌類の増殖速度が小さく、４０℃を越えると菌類の損傷が進むのでいずれも好ましくない。とくに好ましくは３５±４℃の範囲である。適正処理日数は、たとえば２〜４日である。得られた菌類を、００１７で述べた液体に添加する。
【００１７】
次に、炭素質は、その比表面積の大きさを利用して乳酸菌、イースト菌、ＥＭ菌、スフィンゴモナス属菌、納豆菌、えひめＡ１菌などの微生物が、有害有機物を食性反応によって無害化する場を提供するもので、特にカーボンナノチューブが適しているが竹炭なども用いることができる。微粉砕して１リットルの液に４０〜７０ｇ添加される。
【００１８】
さらに加えるものが、炭酸カルシウム分を主成分とするカルシウム化合物の鉱石の微粉である。これは土壌中で菌類を活性化する働きをする。炭酸カルシウム分を主成分とするカルシウム化合物としては、生物起源と化学的沈殿起源のものがある。本発明においてはいずれの起源のものも用いることができるが、特に好ましくは生物起因のものとしては、たとえば隆起性サンゴ礁起因のものがある。炭酸カルシウムが大理石のように高温高圧下での結晶化が進みすぎていると、本発明が目的とする反応性を低下させるのに対し、隆起性サンゴ礁起因のものなどは反応性に富んでいる。用いる量は、液体水１リットルに対して、０．５〜２．０ｇである。なお、とくに反応性が大きいカルシウム源を用いた場合には、水に加えて時間をおくと水との反応が進みやすいので、液を加えるのは撒布の１０日を越えないようにすることが望ましい。
【００１９】
さらに液に加えることによって菌類を活性化する効果があるものとして、テラヘルツ波を発生するセラミックスの微粉がある。その微粉末としては００１５において成形物製造時に発生したもの、あるいは成形物を粉砕したものを用いることができる。
【００２０】
００１４〜００１９で得られた液を対象とする汚染土壌に散布する。浸透性が優れているので、土壌を掘り起こして撒布を繰り返す必要はない。
【実施例１】
【００２１】
図１に示すステンレス鋼製のタンクに、水２０００リットル、直径２〜４ｍｍのセラミックボール１００ｋｇをいれ、これに種菌として乳酸菌単独（条件ａ）、乳酸菌、スフィンゴモナス菌、エヒメＡ１菌を混合した菌（条件ｂ）を用いて増殖を別々に行った。種菌はいずれも１００ｇ（混合の場合は１／３ずつ）、植物繊維を含む餌を１５０ｋｇ加え、攪拌して所定の液温度は±３℃に保って、３日間、種々の条件で処理を行った。得られた種菌の増殖比は、条件ａでは１７５、条件ｂでは１５８であった。
【実施例２】
【００２２】
実施例１の条件ａ，条件ｂで得られた培養菌を含む液体を、脱塩素された水１リットルに、医療用エタノールを純水で４倍に薄めたものを０．２リットル加えた液に、竹炭の微粉５０ｇに含ませて加えた。炭酸カルシウム分を主成分とする粉体は、沖縄沖永良部島の隆起性サンゴ礁起因の石灰岩を１ｍｍ以下に粉砕したものを、同じく１ｇ加えた。この原液を作成後、３日後に、原液を１０倍に薄めた液を、ヘリコプターで、１０ａあたり２８０リットルの割合で散布した。条件ａで得られた菌を用いた場合を散布条件ｃ、条件ｂで得られた菌を用いた場合を散布条件ｄとすると、散布後７日後、土壌表面から６５ｃｍの層のサンプルを採取して分析したところ、ダイオキシンの除去率は条件ｃでは８５％、条件ｄでは９３％、ＰＣＢの除去率は条件ｃでは８８％、条件ｄでは９５％であった。
【実施例３】
【００２３】
実施例２の条件ｄと異なるのは、液にテラヘルツ領域波テラヘルツ波を発生するセラミックスの微粉を、水１リットルあたり１ｇ加えたことである。実施例２と同じ条件で使用し測定したところ、ダイオキシンの除去率は９５％、ＰＣＢの除去率は９８％であった。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の実施によって、ＰＣＢ，ダイオキシン類などの有機質有害物で汚染された土壌の浄化を効率的に実施できる。
【符号の説明】
【００２５】
１：タンク
２：攪拌装置、
３：目視用の窓
４：温度調整装置
５：原料投入口
６：液の取り出し口
７：セラミックボールのようなセラミックス成型物
【図１】
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