(57)【要約】【課題】複雑な操作を必要とせず、より簡便に汚染土壌を浄化することができる土壌浄化システム及び土壌浄化方法を提供する。【解決手段】土壌浄化システム１は、汚染土壌１００の地下浸透水を送水するポンプ４と、ポンプ４により送水された地下浸透水を汚染土壌１００に散水する散水管５と、を備える。汚染土壌１００には、残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、木材腐朽菌の共生植物９が植栽されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
残留性有機汚染物質を含む汚染土壌を浄化する土壌浄化システムであって、
前記汚染土壌の地下浸透水を送水するポンプと、
前記ポンプにより送水された前記地下浸透水を前記汚染土壌に散水する散水管と、
を備え、
前記汚染土壌には、
前記残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、前記木材腐朽菌の共生植物が植栽されている
土壌浄化システム。
【請求項２】
前記木材腐朽菌は、前記共生植物に菌根を形成する菌根菌であり、
前記共生植物は、前記菌根菌と共生関係にあるツツジ科植物である
請求項１に記載の土壌浄化システム。
【請求項３】
前記培養材は、セルロース及びリグニンを含む
請求項１又は請求項２に記載の土壌浄化システム。
【請求項４】
前記培養材は、ピートモスである
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の土壌浄化システム。
【請求項５】
前記汚染土壌の浄化対象区域の周囲を囲む隔離板が地表面から不透水層に達するまで設けられている
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の土壌浄化システム。
【請求項６】
汚染土壌に残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、前記木材腐朽菌の共生植物が植栽されている
土壌浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌浄化システム及び土壌浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイオキシン類、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル：Ｐｏｌｙ  Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ  Ｂｉｐｈｅｎｙｌ）のような残留性有機汚染物質（ＰＯＰｓ：Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ）は、環境中で分解され難い物質（難分解性物質）であり、環境、人体に悪影響を及ぼす。このため、これまでに残留性有機汚染物質が環境中に排出されることを防止する技術、さらには環境中に排出された残留性有機汚染物質を除去し、あるいは分解、無害化させる技術が多く開発されている。
【０００３】
このような技術の一つとして、微生物などを利用し残留性有機汚染物質を分解する生物学的手法が知られている。例えばダイオキシン類を含む土壌（以下、汚染土壌という）を浄化する方法としては、例えば、ダイオキシン類を分解できる微生物として木材腐朽菌（以下、単に「腐朽菌」ともいう）を利用し、複数の薬剤の添加量を調整することにより、腐朽菌の培養条件を整え、腐朽菌を培養し、難分解性物質を分解する、所謂バイオレメディエーション（生物学的環境修復：Ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ）法を用いた土壌浄化方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４４２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に記載されたものは、腐朽菌の培養条件を整えるために薬剤を添加した薬液の量を調整する等、汚染土壌の気象変動の影響を考慮して運用するためには高度なコントロールを必要としていた。
【０００６】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであって、複雑な操作を必要とせず、より簡便に汚染土壌を浄化することができる土壌浄化システム及び土壌浄化方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の土壌浄化システムは、残留性有機汚染物質を含む汚染土壌を浄化する土壌浄化システムであって、前記汚染土壌の地下浸透水を送水するポンプと、前記ポンプにより送水された前記地下浸透水を前記汚染土壌に散水する散水管と、を備え、前記汚染土壌には、前記残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、前記木材腐朽菌の共生植物が植栽されている。
【０００８】
本発明の望ましい態様として、前記木材腐朽菌は、前記共生植物に菌根を形成する菌根菌であり、前記共生植物は、前記菌根菌と共生関係にあるツツジ科植物である。
【０００９】
本発明の望ましい態様として、前記培養材は、セルロース及びリグニンを含む。
【００１０】
本発明の望ましい態様として、前記培養材は、ピートモスである。
【００１１】
本発明の望ましい態様として、前記汚染土壌の浄化対象区域の周囲を囲む隔離板が地表面から不透水層に達するまで設けられている。
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の土壌浄化方法は、汚染土壌に残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、前記木材腐朽菌の共生植物が植栽されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複雑な操作を必要とせず、より簡便に汚染土壌を浄化することができる土壌浄化システム及び土壌浄化方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係る土壌浄化システムの概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る土壌浄化システムの図１とは異なる概略構成を示す縦断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係る土壌浄化システムの浄化対象区域を示す上面図である。
【図４】図４は、ツツジ科植物と木材腐朽菌との共生関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１６】
図１は、実施形態に係る土壌浄化システムの概略構成を示す縦断面図である。図２は、実施形態に係る土壌浄化システムの図１とは異なる概略構成を示す縦断面図である。図３は、実施形態に係る土壌浄化システムの浄化対象区域を示す上面図である。
【００１７】
土壌浄化システム１は、残留性有機汚染物質を含む汚染土壌１００に設けられ、残留性有機汚染物質を分解して汚染土壌１００を浄化する。
【００１８】
残留性有機汚染物質は、例えば、ダイオキシン類、ＰＣＢ等が例示される。このような残留性有機汚染物質は、環境中で分解され難い難分解性物質であり、汚染土壌１００の地下浸透水に溶け込んでいる。汚染土壌１００の地下浸透水は、汚染土壌１００直下の不透水層２００の上層の不圧地下水２として滞留している。
【００１９】
本実施形態において、不透水層２００は、透水性の小さい難透水層（未固結の粘土やシルト層など）、透水性の極めて小さい非透水層（固結した割れ目のない岩盤など）を含む。
【００２０】
汚染土壌１００は、周囲が地表面から不透水層２００に達するまで設けられた隔離板３で囲われている。すなわち、図３に示す隔離板３で囲われた内側の区域が、本実施形態に係る土壌浄化システム１の浄化対象区域１０となる。
【００２１】
隔離板３は、例えば鋼矢板壁やソイルセメント壁等の地中に造成する遮水壁体である。これにより、汚染土壌１００の残留性有機汚染物質を含有する地下浸透水が浄化対象区域１０の外部に流出することを防いでいる。
【００２２】
なお、図２に示すように、汚染土壌１００直下にある不透水層が難透水層２００ａである場合には、被圧帯水層３００よりもさらに深部にある非透水層２００ｂに達するまで隔離板３が設けられていることが好ましい。
【００２３】
汚染土壌１００には、汚染土壌１００の地下浸透水を汲み上げるポンプ４が設けられている。また、ポンプ４により汲み上げられた地下浸透水を汚染土壌１００に散水する散水管５が設けられている。
【００２４】
ポンプ４は、例えば、図１に示すように、不透水層２００まで掘り下げられた井戸６から汚染土壌１００の地下浸透水を汲み上げる電動ポンプである。ポンプ４は、井戸６の底部にポンプ本体が沈められ、配管７に地下浸透水を送水する態様であっても良いし、地上にポンプ本体を設け、井戸６の底部まで延びる配管から地下浸透水を汲み上げる態様であっても良い。
【００２５】
また、図２に示すように、汚染土壌１００直下にある不透水層が難透水層２００ａである場合には、被圧帯水層３００よりもさらに深部にある非透水層２００ｂまで井戸６が掘り下げられていることが好ましい。
【００２６】
散水管５は、配管７に接続され、汚染土壌１００の全域に亘り地下浸透水が散水されるように配設されている。散水管５は、所定間隔に開口された散水口８から汚染土壌１００に地下浸透水を散水する。
【００２７】
汚染土壌１００には、木材に含まれる難分解性のセルロースやリグニンを分解する能力を持つ木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれている。
【００２８】
木材腐朽菌は、セルロースやリグニンを分解する際、本実施形態における被処理物質である残留性有機汚染物質を分解する分解酵素を生成する。
【００２９】
本実施形態では、培養材として、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素を主成分とするピートモスを用いる。
【００３０】
ピートモスは、ミズゴケ、アシ、ヨシ、スゲ、ヤナギなどの植物が堆積し、腐植化した泥炭を脱水、粉砕、選別したものである。本実施形態において使用するピートモスは、木材腐朽菌の種菌が添加されている。ピートモスは、残留性有機汚染物質の吸着材兼木材腐朽菌の培地として機能する。
【００３１】
土壌浄化システム１は、被処理物質である残留性有機汚染物質を含有する地下浸透水とピートモスとを接触させ、ピートモスにより地下浸透水中の残留性有機汚染物質を吸着分離する。
【００３２】
木材腐朽菌は、湿潤かつ好気状態の環境下において繁殖する。木材腐朽菌が生成する分解酵素により残留性有機汚染物質を分解させるには、木材腐朽菌が良好に生育できる環境とすることが重要である。木材腐朽菌は、ピートモスを高湿度の気中に置くことで良好に生育することができる。具体的には、温度が２０〜４０℃、相対湿度が５０〜８０％の好気状態が好ましい。
【００３３】
ピートモスに含まれるセルロースやリグニン等の繊維素、木質素は有限であり、これらが枯渇すれば木材腐朽菌は死滅するか胞子による休眠状態に陥る。これに伴い、残留性有機汚染物質の分解能力が著しく低下することとなる。
【００３４】
本実施形態において、汚染土壌１００には、木材腐朽菌の繁殖に適した湿潤かつ好気状態の環境を保ち、且つ、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素の供給源として、木材腐朽菌の共生植物９が植栽されている。
【００３５】
共生植物９は、木材腐朽菌と共生関係にある、例えば、ブルーベリー等のツツジ科植物である。木材腐朽菌は、ツツジ科植物に菌根を形成する菌根菌である。以下、ツツジ科植物と木材腐朽菌との共生関係について説明する。
【００３６】
図４は、ツツジ科植物と木材腐朽菌との共生関係を示す図である。
【００３７】
ツツジ科植物の一つであるブルーベリーは、本来、光合成によって自身の養分である糖質を生成する力が弱く、また、自身の根から土中の水分を取り入れる力も弱い性質がある。また、ブルーベリーは、秋には葉を落とす落葉低木果樹であり、図４に示すように、木材腐朽菌にセルロースやリグニン等の繊維素、木質素を供給する。
【００３８】
一方、木材腐朽菌は、上述したように、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素を分解して糖質を生成する。木材腐朽菌は、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素を分解する際に分解熱（発酵熱）を発することで、上述したような自身の良好な生育環境を保つ。ブルーベリーは、図４に示すように、菌根から木材腐朽菌が生成した糖質を養分として吸収する。
【００３９】
すなわち、ツツジ科植物と木材腐朽菌とは、互いに生育条件を相互補完する共生関係を構築している。
【００４０】
本実施形態では、木材腐朽菌の種菌が添加、培養されたピートモスが汚染土壌１００に混ぜ込まれていることで、ピートモスに含まれるセルロースやリグニン等の繊維素、木質素が木材腐朽菌の初期肥料となる。さらに、本実施形態では、木材腐朽菌との間に上述した共生関係を有するブルーベリー等のツツジ科植物、すなわち木材腐朽菌の共生植物９が汚染土壌１００に植栽されていることで、共生植物９の落葉によって、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素が補給される。これにより、図４に示す共生関係が良好に保たれるので、木材腐朽菌の生育環境が安定に維持され、効率的に残留性有機汚染物質を分解することができる。
【００４１】
図１に戻り、ポンプ４によって汲み上げられた地下浸透水は、散水管５によって汚染土壌１００に散水される。
【００４２】
散水された地下浸透水が汚染土壌１００に再浸透する際、地下浸透水に含有された残留性有機汚染物質は、ピートモス又は木材腐朽菌の共生植物９の落葉に吸着し、木材腐朽菌によってセルロースやリグニン等の繊維素、木質素と共に分解される。このように、汚染土壌１００の地下浸透水を循環させることにより、徐々に地下浸透水に含有される残留性有機汚染物質の濃度が低下していき、これに伴い、汚染土壌１００が徐々に浄化される。
【００４３】
以上説明したように、実施形態に係る土壌浄化システム１は、汚染土壌１００の地下浸透水を送水するポンプ４と、ポンプ４により送水された地下浸透水を汚染土壌１００に散水する散水管５とを備えている。汚染土壌１００には、残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、木材腐朽菌の共生植物９が植栽されている。
【００４４】
また、実施形態に係る土壌浄化方法は、汚染土壌１００に残留性有機汚染物質を分解する木材腐朽菌を保有又は添加された培養材が混ぜ込まれ、木材腐朽菌の共生植物９が植栽されている。
【００４５】
より具体的には、木材腐朽菌は、共生植物９に菌根を形成する菌根菌であり、共生植物９は、この菌根菌と共生関係にある、例えばブルーベリー等のツツジ科植物である。
【００４６】
また、汚染土壌１００に混ぜ込まれる培養材として、セルロースやリグニン等の繊維素、木質素を主成分とするピートモスを用いる。
【００４７】
上記構成により、複雑な操作を要することなく、残留性有機汚染物質を分解する環境を維持することができ、より簡便に汚染土壌１００を浄化することができる。
【００４８】
また、汚染土壌１００の浄化対象区域１０の周囲には、地表面から不透水層２００に達するまで設けられた隔離板３が設けられている。
【００４９】
これにより、汚染土壌１００の残留性有機汚染物質を含有する地下浸透水が浄化対象区域１０の外部に流出することを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  土壌浄化システム
２  不圧地下水
３  隔離板
４  ポンプ
５  散水管
６  井戸
７  配管
８  散水口
９  共生植物（ツツジ科植物）
１０  浄化対象区域
１００  汚染土壌
２００  不透水層
２００ａ  難透水層
２００ｂ  非透水層
３００  被圧帯水層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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