(57)【要約】【課題】目的の土壌、地下水位置に炭素源を固体として止め、長期間炭素を微量づつ供給することにより、二次汚染を効果的に回避する土壌、地下水処理方法を提供する。【解決手段】代表的な構成は、特定の炭素数と特定の分子構造を有する炭素源と特定の吸水率を有する吸水材料とを共存させ、さらに土壌、地下水中で撹拌する手段を設ける構成である。炭素源は、生分解性を有し特定の値の炭素数と分子構造を有する特定の炭素源を選択して用い、さらには該炭素源と吸水性材料と共存させる状態で用いる。地上で固体かつ水に不溶な炭素源として炭素数14以上の直鎖状飽和脂肪酸と１価アルコールのエステルを用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料とからなる組成物を、土壌に設けた穴、または、溝を通じてこの土壌に添加する土壌の処理方法。
【請求項２】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料とからなる組成物を、土壌に設けた、若しくは予め設けられている穴、または、土壌に設けた溝を通じて地下水中に添加する地下水の処理方法。
【請求項３】
穴、または、溝は２ヶ所以上ある請求項１または２いずれかに記載の土壌、または、地下水の処理方法。
【請求項４】
土壌に設けた穴、または、溝を通じて添加された地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料からなる組成物を土壌中で機械的に撹拌する請求項1または３記載の土壌の処理方法。
【請求項５】
土壌に設けた穴、若しくは予め設けられた穴、または、溝を通じて添加された地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料からなる組成物を地下水中、または、土壌若しくは地下水中両方で機械的に撹拌する土壌、または、地下水の処理方法。
【請求項６】
土壌を掘進しながら地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料からなる組成物を添加する土壌の処理方法。
【請求項７】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料からなる組成物を添加しながら土壌を掘進するとともに該添加された炭素源を撹拌する土壌の処理方法。
【請求項８】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料からなる組成物を、少なくとも2ヶ所以上の地点から土壌または地下水または土壌、地下水の両方へ添加する動作と、該添加した地点の土壌または地下水を撹拌する動作を具備する土壌、地下水処理方法。
【請求項９】
吸水性材料の吸水率は60％以上である請求項１乃至８いずれかに記載の土壌、または、地下水の処理方法。
【請求項１０】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源として炭素数10以上の脂肪酸を用いる請求項1乃至８いずれかに記載の土壌、地下水処理方法。
【請求項１１】
脂肪酸が直鎖状飽和脂肪酸である請求項１０記載の土壌、地下水処理方法。
【請求項１２】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源として炭素数12以上のアルコールを用いる請求項1乃至８いずれかに記載の土壌、地下水処理方法。
【請求項１３】
アルコールが飽和アルコールである請求項１２記載の土壌、地下水処理方法。
【請求項１４】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源として炭素数14以上の直鎖状飽和脂肪酸と１価アルコールのエステルを用いる請求項１乃至８いずれかにの土壌、地下水処理方法。
【請求項１５】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源として炭素数14以上の直鎖状飽和脂肪酸と多価アルコールのエステルまたはその誘導体を用いる請求項1乃至８いずれかに記載の土壌、地下水処理方法。
【請求項１６】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源として炭素数16以上の脂肪酸とグリセリンのエステルを用いる請求項1乃至８いずれかに記載の土壌、地下水処理方法。
【請求項１７】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源として炭素数12以上の脂肪アミンまたは炭素数１2以上の脂肪酸アマイドを用いる請求項１乃至８いずれかに記載の土壌、地下水処理方法。
【請求項１８】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源として炭素数12以上の脂肪アミンまたは炭素数１2以上の脂肪酸アマイドである請求項1乃至８いずれかに記載の土壌、地下水処理方法。
【請求項１９】
地上で固体かつ水に不溶な炭素源が生分解性プラスチックある請求項1乃至８いずれかに記載の土壌、地下水処理方法。
【請求項２０】
生分解プラスチックがエステル結合を有する請求項１９に記載の土壌、地下水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にトリクロロエチレン等の有機塩素化合物を原位置で浄化する土壌、地下水処理方法に関し、より詳しくは原位置に生息する微生物に炭素源を添加する微生物処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の原位置微生物を用いた土壌、地下水処理方法は、微生物の炭素源（水素供与体、電子供与体ともいう）を液体で土壌、地下水中に添加するものであった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２７６８９４号公報
【特許文献２】
特開平１１−９０４８４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来の技術では、液体炭素が地下水の流れで移動し、目的とする汚染源から逸脱し、本来の目的を達成しないばかりか、添加した炭素源による二次汚染の課題があった。
【０００５】
本発明はこれら従来の課題を効果的に解決するものであり、浄化目的の土壌、地下水位置に炭素源を固体として止め、長期間炭素を供給することにより、二次汚染を効果的に回避する土壌、地下水処理方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
これら従来の課題を解決するために本発明者らは鋭意研究の結果、特定の炭素数を有する特定の構造の炭素源（水素供与体）と特定の吸水率を有する吸水性材料を共存させ、特定の工法で土壌、地下水中へ添加したとき、従来技術では得られなかった卓越した効果を見出すに至り本発明を完結するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の土壌、地下水処理方法は以下の主要な要件を具備するものである。
１  地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料からなる組成物を、地上から設けた穴または溝を通じて土壌に添加する。
２  地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料からなる組成物を、地上に設けた穴、若しくは、予め設けられた穴、または溝を通じて地下水中に添加する。
３  土壌に設けた穴、若しくは予め設けられた穴、または、溝を通じて添加された地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料からなる組成物を地下水中、または、土壌若しくは地下水中両方で機械的に撹拌する。
４  土壌を掘進しながら地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料からなる組成物を添加する。
５  地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料からなる組成物を添加しながら土壌を掘進するとともに該添加された炭素源を撹拌する。
６  地上で固体かつ水に不溶な炭素源と吸水性材料からなる組成物を、少なくとも2ヶ所以上の地点から土壌または地下水または土壌、地下水の両方へ添加する動作と、該添加した地点の土壌または地下水を撹拌する動作を具備する。
【０００８】
さらに、炭素源として炭素数10以上の脂肪酸、炭素数12以上のアルコール、炭素数14以上の直鎖状飽和脂肪酸と１価アルコールのエステル、炭素数14以上の直鎖状飽和脂肪酸と多価アルコールのエステルまたはその誘導体、炭素数16以上の脂肪酸とグリセリンのエステル、炭素数12以上の脂肪アミンまたは炭素数１2以上の脂肪酸アマイド、炭素数12以上の脂肪アミンまたは炭素数１2以上の脂肪酸アマイド、生分解性プラスチックを選択し、吸水性材料としては吸水率60％以上の材料を選択するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる炭素源は、地上で固体かつ水に不溶であることが必須である。（以下単に炭素源と表現する。）
目的とする浄化位置で固体として存在する炭素源は、地下水の流れなどで容易に動くことはなく、浄化位置に生息する微生物により生分解反応を受け、長期間炭素を放出することになる。
【００１０】
本発明に用いる炭素源の融点は一般に物質に固有の値であるが、複数の異なる融点の炭素源を混合することにより、任意の融点をもつ炭素源を作ることができる。
【００１１】
地上から穴または溝を設ける手段としては土木工事に広く用いられる公知な手段を用いて容易になし得る。
【００１２】
例示される該公知な手段としては、穴の場合はボーリングマシンを用いたボーリング手段、溝の場合はソイルセメント工法（特許第1954875号など）や地中鉛直遮水壁工法（特許第1575294号、第2698768号など）などが挙げられる。
【００１３】
本発明に用いる炭素源は、目的とする浄化位置に達した後、できるだけ浄化位置で均一に分散させるため、地下水中または土壌中で機械的に撹拌することが好ましい。
【００１４】
地下水中または土壌中で機械的に撹拌する方法としては特に限定するものではなく、添加された本発明の炭素源を機械的に分散しうる手段全てを指し、たとえば羽、スクリュー、リーマ形状などの回転工具を設けた撹拌軸を持つ掘削機などが挙げられる。
【００１５】
本発明に用いる炭素源は、前記地上に設けた穴または溝から添加する方法以外に、掘進しながら同時に土壌中で添加することも可能であり、たとえば掘削軸の先端の掘削用のビット部などの近傍に炭素源添加用の穴または溝を設け、地上から炭素源を空気圧送手段などを用いて供給し、該ビット部などの近傍に設けた穴または溝から土壌中へ添加する方法などが挙げられる。
【００１６】
この方法を用いることで、炭素源添加用の穴または溝を掘る動作と炭素源を土壌中へ添加する動作が同時に達成可能となる。
【００１７】
また本発明に用いる炭素源は、前記地上に設けた穴、若しくは、予め設けられた穴、または、溝から添加する方法以外に、掘進しながら同時に土壌中で添加し、同時に機械的に撹拌することも可能であり、たとえば掘削軸の先端に設けた掘削用のビット部と撹拌用の羽の近傍に炭素源添加用の穴または溝を設け、地上から炭素源を空気圧送手段などを用いて供給し、該ビット部と羽の近傍に設けた穴または溝から土壌中へ添加し、さらに近傍に設けた撹拌羽などの撹拌手段により同時に土壌、地下水中で撹拌するする方法などが挙げられる。
【００１８】
この方法を用いることで、炭素源添加用の穴または溝を掘る動作と炭素源を土壌中へ添加する動作と添加後の炭素源を機械的に撹拌する動作が同時に達成可能となる。
【００１９】
ここで掘進とは、何らかの機械的な力で土壌を掘削し、同時に土壌中を進むことの全ての概念を意味し、進む方向は垂直、水平、斜め方向が任意に選択可能であり、掘削する手段としては前記ビットなどが一般的であるがこれに限定するものではない。
【００２０】
また、掘削動作としては掘削軸の回転が一般的ではあるがこれに限定するのもではなく、たとえば上限方向の動作や回転と上下方向の動作の複合動作なども含まれる。
【００２１】
また、掘削用の羽とは、掘削動作が可能な全ての形状のものを指し、地上で予め固定された固定羽や地上および推進中は閉じており掘削を要する地点で任意に開閉が可能な開閉羽などが選択できる。
【００２２】
本発明で形成する穴または溝の深さまたは掘進する深さは、汚染の分布や土質の状況に応じて任意に選択可能であり、選択可能な深さとは不飽和水層で止めるもの、不飽和水層を貫通し飽和水層へ達するもの、さらには該飽和水層をも貫通するものなどが例示され、特にボーリングによる穴の場合は、特定の層内を水平に掘進するもの、複数の層を斜めに貫通するものなどが例示できる。
【００２３】
本発明に用いる炭素源は、生分解性を有し特定の値の炭素数と分子構造を有する特定の炭素源を選択して用い、さらには該炭素源と吸水性材料と共存させる状態で用いることが本発明最大の特長である。
【００２４】
選択される第一の炭素源は脂肪酸であり、炭素数が10以上であることが必須であり、より好ましくはアルキル基が直鎖状で一重結合のみから成る脂肪酸である。
【００２５】
これらの脂肪酸は本質的に水に不溶であるが、炭素数が１０未満では融点が低く地上（常温）で液体状態となり、土壌や地下水中へ容易に拡散し有機物の２次汚染の恐れが高いため好ましくなく、二重結合の存在はたとえ炭素数が10以上であっても融点の低下を一般的に招くことがあるため好ましくない。さらに、側鎖やベンゼン環などの存在は生分解性そのものを低下させるため、本発明の様な微生物を使った処理方法には好ましくない。
【００２６】
以上の要件を満たす脂肪酸としては、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、リグノセリン酸、ベヘニン酸、およびこれら脂肪酸の混合物、塩、水素添加品などが例示される。
【００２７】
混合物としては、単体脂肪酸を人為的に混合してもよく、また牛脂脂肪酸、ヤシ油脂肪酸、パーム油脂肪酸、なたね油脂肪酸などの天然混合物でもよい。
【００２８】
さらには該脂肪酸を含有する牛脂、豚脂、カカオ脂、ヤシ油、パーム油、パーム核油、なたね由なども含まれる。
【００２９】
選択される第二の炭素源は炭素数が1２以上であることが必須であるアルコールであり、より好ましくはアルキル基が直鎖状で飽和型のアルコールである。
【００３０】
これらのアルコールは本質的に水に不溶であるが、炭素数が１２未満では融点が低く、常温で液体状態となり、土壌や地下水中へ容易に拡散し有機物の２次汚染の恐れが高いため好ましくなく、二重結合の存在はたとえ炭素数が1２以上であっても融点の低下を一般的に招くため好ましくない。
【００３１】
以上の要件を満たすアルコールとしては、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、セチルアルコール、ベヘニルアルコール、およびこれらアルコールの混合物、塩などが例示される。
【００３２】
混合物としては、単体アルコールを人為的に混合してもよく、また天然混合物でもよい。
【００３３】
選択される第三の炭素源は脂肪酸と１価アルコールのエステルであり、脂肪酸の炭素数が14以上かつ直鎖状で飽和型であることが必須であるが、アルコールについては特に炭素数の限定はない。
【００３４】
脂肪酸の炭素数が１４未満では融点が低く、常温で液体状態となり、土壌や地下水中へ容易に拡散し有機物の２次汚染の恐れが高いため好ましくなく、二重結合の存在はたとえ脂肪酸の炭素数が1４以上であっても融点の低下を一般的に招くため好ましくない。さらに、側鎖やベンゼン環などの存在は生分解性そのものを低下させるため、本発明の様な微生物を使った処理方法には好ましくない。
【００３５】
以上の要件を満たす脂肪酸としては、ミリスチン酸ミリスチル、パルミチン酸セチル、ステアリン酸ステアリル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸コレステリル、ステアリン酸バチル、ベヘニン酸オクチルドデシル、ベヘニン酸ベヘニル、およびこれらエステルの混合物や脂肪酸が２塩基酸であるフタル酸ジステアリルなどが例示される。
【００３６】
選択される第四の炭素源は脂肪酸と多価アルコールのエステルまたはその誘導体であり、脂肪酸の炭素数が14以上かつ直鎖状で飽和型であることが必須であるが多価アルコールの炭素数に特に限定はない。
【００３７】
脂肪酸の炭素数が１４未満では融点が低く、常温で液体状態となり、土壌や地下水中へ容易に拡散し有機物の２次汚染の恐れが高いため好ましくなく、二重結合の存在はたとえ脂肪酸の炭素数が1４以上であっても融点の低下を一般的に招くため通常は好ましくない。さらに、側鎖やベンゼン環などの存在は生分解性そのものを低下させるため、本発明の様な微生物を使った処理方法には好ましくない。
【００３８】
以上の要件を満たす脂肪酸としては、ソルビタンモノミリスチレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタントリステアレート、ソリビタンモノベヘネート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、セスキステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、ヘキサステアリン酸ポリオキシエチレンソルビット、およびこれらエステルの混合物や、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンベヘニルエーテル、グリセリンセチルエーテル、グリセリンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンデシルテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルなどのエーテル類が例示される。
【００３９】
選択される第五の炭素源は脂肪酸とグリセリンのエステルであり、脂肪酸の炭素数が16以上であることが必須であるがグリセリンの炭素数に特に限定はない。
【００４０】
脂肪酸の炭素数が１６未満では融点が低く、常温で液体状態となり、土壌や地下水中へ容易に拡散し有機物の２次汚染の恐れが高いため好ましくない。
【００４１】
以上の要件を満たす脂肪酸としてはステアリン酸モノグリセライド、パルミチン酸ステアリン酸モノグリセライド、オレイン酸モノグリセライド、ステアリン酸モノジグリセライド、オレイン酸ステアリン酸モノジグリセライド、オレイン酸ステアリン酸モノグリセライド、ベヘニン酸モノグリセライド、モノステアリン酸テトラグリセル、トリステアリン酸テトラグリセル、ペンタステアリン酸テトラグリセル、モノステアリン酸ヘキサグリセル、ペンタステアリン酸ヘキサグリセル、モノステアリン酸デカグリセル、ジステアリン酸デカグリセル、トリステアリン酸デカグリセル、ペンタステアリン酸デカグリセル、ヘプタステアリン酸デカグリセル、デカステアリン酸デカグリセル、モノステアリン酸ポリオキシエチレングリセリン、モノステアリン酸ポロピレングリコール、およびこれらエステルの混合物などが例示される。
【００４２】
選択される第六の炭素源は脂肪アミンであり、アルキル基と１級アミン、２級アミン、３級アミン、ジアミン、アルキルアミン酢酸塩などからなる物質の総称であり、アルキル基の炭素数が12以上であることが必須である。
【００４３】
より好ましくはアルキル基が直鎖状で飽和型である脂肪アミンであり、さらにより好ましくは２級アミンの場合は炭素数が１６以上、３級アミンの場合は炭素数が２２以上、ジアミンの場合は炭素数が16以上、アルキルアミン酢酸塩の場合は炭素数が14以上である脂肪アミンである。
【００４４】
これら限定した炭素数未満では融点が低く、常温で液体状態となり、土壌や地下水中へ容易に拡散し有機物の２次汚染の恐れが高いため好ましくなく、二重結合の存在はたとえ炭素数が前記限定以上であっても融点の低下を一般的に招くため通常好ましくない。さらに、側鎖やベンゼン環などの存在は生分解そのものを低下させるため、本発明の様な微生物を使った処理方法には好ましくない。
【００４５】
以上の要件を満たす脂肪アミンとしては、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、ステアリルアミン、ジパルミチルアミン、ジステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、パルミチルプロピレンジアミン、ステアリルプロピレンジアミン、ミリスチルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド、ステアリン酸ジエチルアミノプロピルアミドおよびこれら脂肪アミンの混合物、塩などが例示される。
【００４６】
選択される第七の炭素源は脂肪酸アマイドであり、炭素数が1２以上であることが必須である。
【００４７】
炭素数が1２未満では融点が低く、常温で液体状態となり、土壌や地下水中へ容易に拡散し有機物の２次汚染の恐れが高いため好ましくない。
【００４８】
以上の要件を満たす脂肪酸アマイドとしては、ラウリン酸アマイド、ミリスチン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド、ジパルミチルケトン、ジステアリルケトン、およびこれら脂肪酸アマイドの混合物などが例示される。
【００４９】
選択される第八の炭素源は生分解性樹脂であり、より好ましくは生分解性の優れたエステル結合を有する生分解性樹脂である。
【００５０】
具体的な例としては、乳酸重合体、ヒドロキシ酪酸とヒドロキシ吉草酸の共重合体、ポリオール類と脂肪族ジカルボン酸との縮合重合物、ポリ（ε−カプロラクトン）などが例示される。
【００５１】
該生分解樹脂は土壌、地下水中に存在する水分の存在下において、加水分解反応によりカルボン酸やアルコールを生成するが、これらカルボン酸やアルコールは何れも本発明の微生物反応に利用され得る炭素源となるものである。
【００５２】
炭素以外の微生物の栄養塩（窒素、リンなど）は、本発明に用いる炭素源と別に添加、注入してもよいが、予め本発明の炭素源に混合して添加、注入することで、たとえ栄養塩が水溶性であっても、炭素源と同じ位置で固体状の炭素源によって固定化され、溶出を制御することができるため好ましい。
【００５３】
これらの構成を実現するためには、例えば硫酸アンモニウム、リン酸ニ水素カリウムなどの窒素、リン源を所定量本発明で用いる炭素源と混合し、炭素源の融点近傍まで昇温した状態で押し出し造粒機などの通常の造粒手段により炭素源の中に窒素、リン源が分散した組成物を得ることができる。
【００５４】
該組成物は、炭素源が少しずつ生分解されるにつれて、内部に存在する窒素、リン源が少しずつ表面に露出し、結果として炭素、窒素、リンの徐放体を形成することとなる。
【００５５】
本発明で用いる特定の炭素数と構造を有する炭素源は、それ自身は水に不溶であるが生分解性が高く、生分解を受ける際に生成する生分解生成物を微量ずつ土壌、または、地下水環境へ放出する。
【００５６】
これらの生分解生成物は通常元の炭素源より炭素数が少なく、水に易溶であるために浄化に寄与する微生物はこれら生分解生成物を容易に利用し、主に共代謝反応によりトリクロロエチレン等の汚染物質を脱塩素反応により無害化するものである。
【００５７】
すなわち、本発明の土壌、地下水処理方法では、微生物反応の炭素源として特定の炭素数を有する特定構造の炭素源を選択的に用いることで、原位置の土着微生物の生分解反応を利用した極めて微量ずつ溶出する炭素源の徐放体として性質を利用したものであり、一度の添加で長期間炭素を微量ずつ放出するために、有機物による二次汚染の可能性が低く、従来技術で用いられていた液体状炭素源を定量添加し続ける必要がない。
【００５８】
本発明に用いる吸水性材料とは、自己吸水率が60％以上であることが必須である。
【００５９】
吸水率が60％未満では本発明の構成では炭素源との本質的相乗効果を生み出さず好ましくない。
【００６０】
好適な吸水材料の例としては、デンプンスチレンスルホン酸グラフト重合物、デンプンアクリル酸グラフト重合物、デンプンアクリロニトリルグラフト重合物、デンプンアクリルアミドグラフト重合物、デンプンビニルスルホン酸グラフト重合物、セルロースアクリルニトリルグラフト重合物、ポリビニルアルコールおよび重合物、カルボキシメチルセルロース架橋物、セアルロン酸、アガロース、ポリアクリル酸架橋物などの高吸水性ポリマーと言われる物質群、パーライト、バーキュライト、ロックウール、活性炭、シリカゲル、木炭、多孔質セラミック類、ウレタン等スポンジ類、不織布、繊維集合体、マイカ、タルクなどが例示される。
【００６１】
本発明で用いる炭素源は固体状で土壌地下水に添加することが本発明の主要件であるが、該炭素源の周囲に十分な水分が存在することが生分解反応を行わせる必須条件であり、特に不飽和水層の浄化の場合はこの要件の有無による浄化効果の差が顕著である。
【００６２】
本発明の炭素源の周辺に、60％以上の吸水率を有する材料が共存することで、該炭素源の周辺に水分を十分供給、保持せることが可能であり、吸水性材料が存在しない場合（単に本発明の炭素源のみを土壌、地下水中に添加した場合）に比べて、卓越した浄化効果を示すものである。
【００６３】
また、該炭素源と吸水性材料との共存に加え、土壌、地下水中で何らかの撹拌動作を行い、該炭素源と吸水性材料を土壌、地下水中でできる限り均一分散して存在させることはさらに相乗的に作用し、さらに卓越した浄化効果を示すものである。
【００６４】
本発明の実施に寄与する微生物反応は酸素濃度が制限された状態での嫌気反応であり、化学的還元反応を利用した嫌気状態を向上させる別の手段を併用することは好ましい手段である。
【００６５】
【実施例】
次に実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
地上から炭素源としてラウリン酸４５重量％、ミリスチン酸３５重量％、セルロースアクリルニトリル重合物20重量％混合物（平均粒径1ｍｍ）80kgを予め掘られた井戸に挿入された直径10cmのエンビ製パイプ５本を通じて地下10ｍの不飽和水層へ添加した。
【００６６】
次に、111日後に該混合液を添加した地点の帯水層の水質を分析した結果、初期に4.5mg/L存在していたトリクロロエチレンが0.9ｍｇ/Lに低下していた。
【００６７】
これは、添加した混合液中の炭素源が生分解し、溶出した微量の有機物を炭素源として微生物がトリクロロエチレンを分解したものである。
【００６８】
また、添加した地点から1.5ｍの地下水の流れに対して川下側に設けた観測用の井戸からは有機物（TOCで測定）の増加は認められず、本実施例の炭素源を添加したことによる有機物の２次汚染は認められなかった。
【００６９】
また比較として、同地点の別の箇所で、セルロースアクリルニトリル重合物のみを除去した同じ実験を行った結果、トリクロロエチレン濃度は3.2ｍｇ/Lであり、セルロースアクリルニトリル重合物を共存させる効果が顕著に認められた。
（実施例２）
地上から炭素源として牛脂脂肪酸55重量％、ステアリルアルコール10重量％、乳酸重合体ポリマー15重量％、パーライト20重量%の混合物30kgを予め掘られた井戸に挿入された直径15cmのエンビ製パイプを通じて、地下5.5ｍの不飽和水水層へ添加した。
【００７０】
さらに、前記井戸を通じて先端に撹拌用半径20ｃｍの羽を有する撹拌軸を挿入し、地上から地下6.5mの位置まで撹拌軸を回転しながら推進し、すでに添加した本実施例の炭素源を土壌中で撹拌、分散させることができた。
【００７１】
次に、105日後に該炭素源を添加した地点の不飽和水層の土壌をサンプリングし分析した結果、初期に7.9mg/L存在していたトリクロロエチレンが0.1ｍｇ/L以下に、初期に1.4ｍｇ/L存在していたテトラクロロエチレンが0.2ｍｇ/L低下していた。
【００７２】
これは、添加した炭素源が生分解し、溶出した微量の有機物を炭素源として微生物がトリクロロエチレンおよびテトラクロロエチレンを分解したものである。
【００７３】
また、添加した地点から1.5ｍの地下水の流れに対して川下側に設けた観測用の井戸からは有機物（TOCで測定）の増加は認められず、本実施例の炭素源を添加したことによる有機物の２次汚染は認められなかった。
【００７４】
また比較として、同地点の別の箇所で、パーライトのみを除去した同じ実験を行った結果、パーライトの添加と添加後の羽による撹拌の両方を行わなかった結果は、いずれもトリクロロエチレン濃度は3.2ｍｇ/L、テトラクロロエチラン濃度は1.0ｍｇ/Ｌであり、パーライトを共存させる効果および羽による撹拌効果が顕著に認められた。
（実施例３）
本実施例で用いた掘削用の掘削軸を図１に示す。
【００７５】
図１において、１１は掘削軸の本体であり原動機によって図中の矢印方向に回転運動するものである。１２は掘削軸の先端に設けられた掘削用の羽、１３は炭素源の導入管、１４は炭素源の放出口である。
【００７６】
まず地上から炭素源としてステアリン酸モノジグリセライド30重量％、ラウリン酸25重量％、パーム油15重量％、デンプンアクリルアミド重合物30重量％組成物（平均粒径1ｍｍ）80ｋｇコンプレッサーによる圧縮空気を用いて図中１３の炭素源の導入管へ導いた。
【００７７】
同時に掘削軸１１は回転しながら地上から羽１２により掘削を開始し、帯水層直上の約12mの地点まで推進するとともに、導入管１３を通じて導かれた本実施例で用いる炭素源は炭素源の放出口１４から土壌中へ添加された。
【００７８】
その後掘削軸は逆回転をしながら地上へ引き抜かれることで、本実施例で用いる炭素源を円柱状に目的地に固体として止めることができた。
【００７９】
次に、207日後に該炭素源を添加した地点の不飽和水層の土壌をサンプリングし分析した結果、初期に平均18.0mg/L存在していたトリクロロエチレンが0.2ｍｇ/Lに低下していた。
【００８０】
これは、添加した炭素源が生分解し、溶出した微量の有機物を炭素源として微生物がトリクロロエチレンを分解したものである。
【００８１】
また、添加した地点から1ｍの地下水の流れに対して川下側に設けた観測用の井戸からは有機物（TOCで測定）の増加は認められず、本実施例の炭素源を添加したことによる有機物の２次汚染は認められなかった。
【００８２】
また比較として、同地点の別の箇所で、デンプンアクリルアミド重合物のみを除去した同じ実験を行った結果、トリクロロエチレン濃度は3.2ｍｇ/Lであり、デンプンアクリルアミド重合物を共存させる効果が顕著に認められた。
（実施例４）
本実施例で用いた掘削用の掘削軸を図2に示す。
【００８３】
図２において、２１は掘削軸の本体であり原動機によって図中の矢印２５方向に回転運動するものである。２２は掘削軸の先端に設けられた掘削用の羽、２３は炭素源の導入管、２４は炭素源の放出口、２６は撹拌用の羽であり、矢印２７の方向に撹拌用の羽２６を開閉できる。
【００８４】
まず地上から添加する炭素源としてステアリルアルコール45重量％、ミリスチン酸35重量％、硫酸アンモニウム（無水物）15重量％、リン酸ニ水素ナトリウム5重量混合物を、ダイス温度65℃に設定した押し出し造粒機を用いて長さ5ｍｍ、直径1ｍｍのペレット状に造粒した炭素源混合物を得た。
【００８５】
得られた炭素源混合物は、硫酸アンモニウムとリン酸ニ水素ナトリウムが前記炭素源によりカプセル状に覆われた構造をしていることがEDX解析の結果判明した。
【００８６】
得られた混合物100重量部とシリカゲル１０重量部、ポリビニルアルコール架橋体10重量部の混合物コンンプレッサーによる圧縮空気の力で図中２３の炭素源の導入管へ導いた。
【００８７】
同時に掘削軸２１は回転しながら地上から羽２２により掘削を開始し、帯水層直下の約２5mの地点まで推進するとともに、導入管２３を通じて導かれた本実施例で用いる炭素源を含む混合物は炭素源の放出口２４から土壌および地下水中へ添加された。
【００８８】
地上から３ｍの地点で撹拌用の羽２６は推進方向（掘削軸の長手方向）に対して直角に開き、放出口２４から本実施例で用いる炭素源が土壌、地下水中へ添加された直後から撹拌動作を開始した。
【００８９】
その後掘削軸は撹拌用の羽２６を推進方向に対して平行に閉じ、逆回転をしながら地上へ引き抜かれることで本実施例で用いる炭素源を撹拌、分散された状態で目的地に固体として止めることができた。
【００９０】
次に、120日後に該炭素源を添加した地点の不飽和水層の土壌および飽和水層の地下水をサンプリングし分析した結果、初期に平均22.0mg/L存在していたテトラクロロエチレンが0.1ｍｇ/L以下に低下していた。
【００９１】
これは、添加した炭素源が生分解し、溶出した微量の有機物を炭素源として微生物がテトラクロロエチレンを分解したものである。
【００９２】
また、添加した地点から1ｍの地下水の流れに対して川下側に設けた観測用の井戸からは有機物（TOCで測定）の増加は認められず、本実施例の炭素源を添加したことによる有機物の２次汚染は認められなかった。
認められなかった。
【００９３】
また比較として、同地点の別の箇所で、シリカゲルとポリビニルアルコール架橋体のみを除去した同じ実験を行った結果、およびシリカゲルとポリビニルアルコール架橋体の添加と添加後の羽による撹拌の両方を行わなかった結果は、いずれもテトラクロロエチレン濃度は18.1ｍｇ/L以上であり、シリカゲルとポリビニルアルコール架橋体を共存させる効果および羽による撹拌効果が顕著に認められた。
（実施例５）
地上から炭素源としてパルミチン酸100重量部、活性炭45重量％混合物45kgを1ｍ間隔の碁盤の目状に15地点の地表からコンプレッサーによる空気圧送手段を用いて土壌へ添加をした。
【００９４】
添加完了後、建設機械（バックホーおよびパワーシャベル）を用いて地上から4ｍの地点までの区間を機械的に撹拌し、炭素源を含む混合物を均一分散せしめ、該炭素源を目的地に固体として均一に止めることができた。
【００９５】
次に、105日後に該混合物を添加した地点の不飽和水層の土壌をサンプリングし分析した結果、初期に21.0mg/L存在していたトリクロロエチレンが0.4ｍｇ/Lに、初期に6.9ｍｇ/L存在していたテトラクロロエチレンが0.2ｍｇ/L以下に低下していた。
【００９６】
これは、添加した炭素源が生分解し、溶出した微量の有機物を炭素源として微生物がトリクロロエチレンおよびテトラクロロエチレンを分解したものである。
【００９７】
また、添加した地点から1.5ｍの地下水の流れに対して川下側に設けた観測用の井戸からは有機物（TOCで測定）の増加は認められず、本実施例の炭素源を添加したことによる有機物の２次汚染は認められなかった。
【００９８】
また比較として、同地点の別の箇所で、活性炭のみを除去した同じ実験を行った結果、および活性炭の添加と添加後の建設機械による撹拌の両方を行わなかった結果は、いずれもトリクロロエチレン濃度は13.6ｍｇ/L以上であり、活性炭を共存させる効果および建設機械による撹拌効果が顕著に認められた。
（実施例6）
実施例5で調整した炭素源を含む混合物350ｋｇをコンプレッサーを用いた空気圧送手段で掘進部分に供給しながら、ソイルセメント連続壁工法を用いてあらかじめテトラクロロエチレンおよびシス-1、2-ジクロロエチレンにより汚染されていることが判明している汚染地帯に図3に示す様な溝を形成した。
【００９９】
図３において61は汚染地帯、62は汚染地帯の長手手方向に形成された3本の平行溝、63は該3本の平行溝と斜め（約45度）に交差する斜め溝、64は該3本の平行溝と直角方向に形成した直行溝である。
【０１００】
各溝は全長14.5ｍから7ｍ、幅70ｃｍ、深さ10.5ｍ（飽和水層を貫通している）であり、ソイルセメント工法の特長であるカッターチェーンがキャタピラのごとく回転しながら掘進し、掘削された土壌は同時に本実施例の炭素源が供給、添加され後方（進行方向の反対側）へ埋め戻されるため、形成された溝は、現場の土壌と本実施例で用いる炭素源とが均一分散された壁となって存在し、該炭素源を目的地に固体として止めることができた。
【０１０１】
次に、205日後に該炭素源を含んだ混合物を添加した地点の不飽和水層の土壌および飽和水層の地下水をサンプリングし分析した結果、いずれの層においてもテトラクロロエチレンおよびシス-1、2-ジクロロエチレンの除去率は91％以上であった。
【０１０２】
これは、添加した炭素源が生分解し、溶出した微量の有機物を炭素源として微生物がテトラクロロエチレンおよびシス-1、2-ジクロロエチレンを分解したものである。
【０１０３】
また、該汚染地帯から1.5ｍの地下水の流れに対して川下側に設けた観測用の井戸からは有機物（TOCで測定）の増加は認められず、本実施例の炭素源を添加したことによる有機物の２次汚染は認められなかった。
【０１０４】
また比較として、同地点の別の箇所で、活性炭のみを除去した同じ実験を行った結果、テトラクロロエチレンおよびシス-1、2-ジクロロエチレンの除去率は20％程度であり、活性炭を共存させる効果が顕著に認められた。
【０１０５】
なお本実施例で用いた炭素源の添加量の値は、あらかじめ行った原位置の各種調査結果から得られたデータをもとに決定された一例であり、添加量はこの値に限定するものではなく、汚染物質の濃度、原位置の浄化に寄与する微生物の種類や活性、土質、地下水の流速および流向などの諸条件によって任意に決定しうることはいうまでもない。
【０１０６】
また本実施例では特に例示しなかったが、生物反応を促進したり本発明で用いる炭素源の分散性を向上させるための各種の添加剤を用いることは好ましい手段である。
【０１０７】
これら添加剤としては、窒素、リンの供給源としての肥料組成物、嫌状態を促進するための鉄、銅などの粉末、亜硫酸水素ナトリウム、水素ガスの添加など、分散剤としての各種界面活性剤などが例示される。
【０１０８】
土壌、地下水を昇温させる手段としては、土壌中に設けた電極から電流を流すことによるジュール発熱を利用する手段、石灰、酸化鉄に代表される土壌中、地下水中の水分と水和反応して発生する化学反応熱を利用する手段などが例示できる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上のように本発明の土壌、地下水処理方法は、目的の土壌、地下水位置に炭素源を固体として止め、長期間炭素を微量づつ供給することにより、二次汚染を効果的に回避する土壌、地下水処理方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る土壌の掘削用の掘削軸を示す正面図
【図２】本発明の他の実施の形態に係る土壌の掘削用の掘削軸を示す正面図
【図３】本発明の一実施の形態に係る浄化用の溝を表す上面図
【符号の説明】
１１  掘削軸の本体
１２  掘削用の羽
１３は炭素源の導入管
１４  炭素源の放出口。
２１  掘削軸の本体
２２  掘削用の羽
２３  炭素源の導入管
２４  炭素源の放出口
２６  撹拌用の羽
６１  汚染地帯
６２  汚染地帯の長手手方向に形成された3本の平行溝
６３  該3本の平行溝と斜め（約40度）に交差する斜め溝
６４  該3本の平行溝と直角方向に形成した直行溝
【図１】
2004195322.tif 000003
【図２】
2004195322.tif 000004
【図３】
2004195322.tif 000005