(57)【要約】【課題】簡易、且つ作業上安全に汚染処理を実施する。【解決課題】ハロゲン化有機化合物を含む処理対象に対して、酵母及び酵母の増殖基質を供給し、ハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン化有機化合物を含む処理対象に対して、酵母及び酵母の増殖基質を供給し、ハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化する汚染処理方法。
【請求項２】
上記処理対象を、嫌気性微生物が活動できる条件下とすることを特徴とする請求項１記載の汚染処理方法。
【請求項３】
上記増殖基質が炭素源であることを特徴とする請求項１記載の汚染処理方法。
【請求項４】
上記嫌気性微生物は上記処理対象に含まれているものであることを特徴とする請求項２記載の汚染処理方法。
【請求項５】
上記ハロゲン化有機化合物がテトラクロロエチレン及びトリクロロエチレンであることを特徴とする請求項１記載の汚染処理方法。
【請求項６】
酵母及び酵母の増殖基質を主体とし、処理対象に含まれるハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化する汚染処理剤。
【請求項７】
上記処理対象を、嫌気性微生物が活動できる条件下とすることを特徴とする請求項６記載の汚染処理剤。
【請求項８】
上記増殖基質が炭素源であることを特徴とする請求項６記載の汚染処理剤。
【請求項９】
上記嫌気性微生物は上記処理対象に含まれているものであることを特徴とする請求項６記載の汚染処理剤。
【請求項１０】
上記ハロゲン化有機化合物がテトラクロロエチレン及びトリクロロエチレンであることを特徴とする請求項６記載の汚染処理剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、テトラクロロエチレン等のハロゲン化有機化合物を含む汚染土壌等に対して適用される汚染処理方法及び汚染処理剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土壌汚染や水質汚染の原因の一つとして、各種工場施設等から排出されるテトラクロロエチレンやトリクロロエチレン等のハロゲン化有機化合物を挙げることができる。一旦ハロゲン化有機化合物で汚染された水質は、一般的に充填塔などによる曝気法、活性炭による吸着法等により処理されている。また、ハロゲン化有機化合物で汚染された土壌は、堀削除去や焼却、揚水処理等により処理されている。また、近年、汚染土壌や汚染水に対して、汚染物質分解能を有する微生物を作用させ、当該微生物によって汚染土壌や汚染水を浄化する方法（バイオレメディエーション）も提案されている。
【０００３】
バイオレメディエーション技術の中でもバイオスティミュレーションは、汚染現場に生息している特定の微生物を増殖・活性化させることにより汚染の分解・除去を促進させる手法である。バイオスティミュレーションでは、外来の微生物を汚染環境に供給しないので、受け入れやすい環境浄化方法として注目されている。例えば、嫌気性微生物の増殖・活性化を促進することで、汚染土壌に含まれるテトラクロロエチレンやトリクロロエチレンの脱塩素反応を進行させることができる。
【０００４】
一般に、バイオスティミュレーションにより汚染環境を浄化する場合には、特定の微生物の増殖・活性化を促進させるために必要な物質を汚染現場に供給したり、特定の微生物の増殖・活性化に適した環境に調節するのに必要な物質を供給しなければならない（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、嫌気性微生物の増殖・活性化を促進してテトラクロロエチレンやトリクロロエチレンの脱塩素反応を進行させるために、汚染環境に供給すべき物質について十分に検討されていない。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−４２５２５号公報
【非特許文献１】
地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会  第７回講演集、２７５−２７８頁、２０００年１２月
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、汚染現場に対してエタノール等の電子供与体及び栄養塩を添加することで、テトラクロロエチレンやトリクロロエチレンを脱塩素化する際に必要となる電子を供給することができることが報告されている（非特許文献１）。しかしながら、汚染現場にエタノール等の可燃性の物質を添加する方法には、作業安全上に問題があり、実際の汚染除去に実施できるとは考えられない。
そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、作業上安全に実施することができる汚染処理方法及び汚染処理剤を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明者が鋭意検討した結果、汚染処理対象に対して酵母及び酵母の増殖基質を供給することで、当該汚染処理対象に含まれる嫌気性微生物がハロゲン化有機化合物の脱ハロゲン化反応を効率よく進行させることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下を包含する。
【０００８】
（１）ハロゲン化有機化合物を含む処理対象に対して、酵母及び酵母の増殖基質を供給し、ハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化する汚染処理方法。
（２）上記処理対象を、嫌気性微生物が活動できる条件下とすることを特徴とする（１）記載の汚染処理方法。
（３）上記増殖基質が炭素源であることを特徴とする（１）記載の汚染処理方法。
（４）上記嫌気性微生物は上記処理対象に含まれているものであることを特徴とする（２）記載の汚染処理方法。
（５）上記ハロゲン化有機化合物がテトラクロロエチレン及びトリクロロエチレンであることを特徴とする（１）記載の汚染処理方法。
（６）酵母及び酵母の増殖基質を主体とし、処理対象に含まれるハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化する汚染処理剤。
（７）上記処理対象を、嫌気性微生物が活動できる条件下とすることを特徴とする（６）記載の汚染処理剤。
（８）上記増殖基質が炭素源であることを特徴とする（６）記載の汚染処理剤。
（９）上記嫌気性微生物は上記処理対象に含まれているものであることを特徴とする（６）記載の汚染処理剤。
（１０）上記ハロゲン化有機化合物がテトラクロロエチレン及びトリクロロエチレンであることを特徴とする（６）記載の汚染処理方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明を適用した汚染処理方法は、処理対象に含まれるハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化することができる。ここで処理対象とは、汚染環境から採取した土壌や水質、或いは汚染環境そのものを含む意味である。汚染環境とは、ハロゲン化有機化合物を含む虞のある環境であれば特に限定されないが、例えば、土壌及び水環境を挙げることができる。土壌としては、汚泥、切削土、底質、乾燥土壌、湿潤土壌、砂地及び腐葉土等を挙げることができる。水環境としては、地下水、工業廃水、家庭排水、河川、ため池及び湖等を挙げることができる。
【００１０】
ハロゲン化有機化合物とは、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレンなどの揮発性多ハロゲン化有機化合物（ＶＯＣｓ）を含む意味である。ＶＯＣｓ以外にもハロゲン化有機化合物としては、フロン、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢｓ）、ＤＤＴ、アルドリン、エンドリン、ディルドリンといった物質を挙げることができる。
【００１１】
汚染処理方法では、先ず、処理対象に対して酵母及び酵母の増殖基質を供給する。ここで、酵母としては、アルコール発酵反応によりエタノール等のアルコール及び二酸化炭素を生じるものであれば特に限定されない。例えば、酵母としては、サッカロマイセス・セレビシエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）、サッカロマイセス・バヤヌス（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｂａｙａｎｕｓ）、デバイオマイセス・ポリモルファス（Ｄｅｂａｒｙｏｍｙｃｅｓ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｕｓ）、ピキア・アノマラ（Ｐｉｃｈｉａ  ａｎｏｍａｌａ）、ザイゴサッカロマイセス・チドリ（Ｚｙｇｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｉｄｒｉ）、キャンディダ・サルマンチセシス（Ｃａｎｄｉｄａ  ｓａｌｍａｎｔｉｃｅｓｉｓ）等を使用することができる。
【００１２】
酵母を処理対象に供給するには、酵母を汚染環境に直接投入する方法或いは汚染環境の一部又は全部を分離し、分離した汚染環境に酵母を投入する方法のいずれの方法を用いてもよい。いずれの方法であっても、酵母は予め対数増殖期まで培養された酵母を培地ごと投入しても良いし、対数増殖期に有る酵母を集菌して所定の溶液に懸濁した酵母懸濁液を投入しても良い。
【００１３】
また、酵母の量は、土壌１０ｇあたり１．０〜１０  ｍｇ−ｗｅｔの範囲で投入することが好ましく、土壌１０ｇあたり２．５〜５  ｍｇ−ｗｅｔの範囲で投入することがより好ましい。また、酵母は、増殖基質と同時に投入されも良いが、増殖基質の投入の前後を問わず如何なるタイミングで投入しても良い。
【００１４】
増殖基質としては、アルコール発酵を伴う酵母の増殖に寄与する栄養素を意味する。具体的に、増殖基質としては、グルコース、スクロース、フルクトース、ガラクトース、マルトース等の炭素源を含む意味である。
【００１５】
増殖基質は、酵母を処理対象に供給するのと同時に処理対象に供給しても良いし、酵母を供給する前後を問わず処理対象に供給しても良い。酵母とともに増殖基質を供給する場合、例えば、酵母の培養液に適当量の増殖基質を添加して汚染処理剤を調製し、当該汚染処理剤を処理対象に投入すればよい。
【００１６】
また、増殖基質としてグルコースを用いる場合、土壌１０ｇあたり１〜２０  ｍｇの範囲で投入することが好ましく、土壌１０ｇあたり５〜１０  ｍｇの範囲で投入することがより好ましい。
【００１７】
本汚染処理方法では、処理対象において、増殖基質を利用した酵母によるアルコール発酵によってエタノール及び二酸化炭素が産生する。増殖基質を利用した酵母によるアルコール発酵は、酵母及び酵母の増殖基質を供給した後に開始され、増殖基質が欠乏するか酵母が死滅するまで続くこととなる。ここで嫌気性微生物としては、従来公知の微生物が挙げられる。
【００１８】
例えば、嫌気性微生物としては、従属栄養型嫌気性微生物が好ましく、土壌中に存在する主な従属栄養型嫌気性微生物としては、メタン生成細菌（例えば、Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ属、Ｍｅｔｈａｎｏｔｈｒｉｘ属、Ｍｅｔｈａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ属、Ｍｅｔｈａｎｏｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒ属）、硫酸還元細菌（例えば、Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ属、Ｄｅｓｕｌｆｏｔｏｍａｃｕｌｕｍ属、Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ属、Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒ属、Ｄｅｓｕｌｆｏｃｏｃｃｕｓ属）、酸生成細菌（例えば、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ属、Ａｃｅｔｉｖｉｂｒｉｏ属、Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ属、Ｒｕｍｉｎｏｃｏｃｃｕｓ属）、通性嫌気性微細菌（例えばＢａｃｉｌｌｕｓ属、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ属、Ａｅｒｏｍｏｎａｓ属、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ属、Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ属）等を挙げることができる。
これら嫌気性微生物は、処理対象に予め含まれているものであっても良いが、処理対象に対して別途添加したものであっても良い。
【００１９】
これら嫌気性微生物は、エタノール等のアルコールを電子供与体として用い、嫌気性条件下にあればハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化することができる。本方法においては、処理対象に対して酵母及び酵母の増殖基質を供給することによって、当該酵母により当該処理対象中で電子供与体となるアルコール類を産生することができる。したがって、本方法によれば、処理対象の汚染環境に予め存在する嫌気性微生物或いは汚染環境に投入された嫌気性微生物によって、産生された電子供与体を用いてテトラクロロエチレンを脱塩素化することができる。
【００２０】
なお、処理対象中のテトラクロロエチレンが脱塩素化されると、トリクロロエチレンで止まる場合もあるが主としてジクロロエチレンとなり、無害化物質であるエチレンへの脱塩素化のきっかけとなる。これにより処理対象は浄化されることとなる。言い換えると、汚染環境から採取した土壌や水質を処理対象とした場合、採取した土壌や水質からテトラクロロエチレン等を除去することができ、処理後の土壌や水質を如何なる環境に還元しても問題のないもとなる。一方、汚染環境そのものを処理対象とした場合には、汚染環境そのものを浄化することができる。
【００２１】
なお、脱ハロゲン化されたハロゲン化有機化合物は、その後、処理対象に含まれるその他の微生物等によって更に分解されたり、或いは、公知の手法によって分解処理が施されることによって水と二酸化炭素にまで分解されることもある。
【００２２】
以上のように本汚染処理方法では、処理対象に対して電子供与体としてのエタノール等を供給する必要がなく、処理対象に含まれるハロゲン化有機化合物の脱ハロゲン化を行うことができる。本汚染処理方法によれば、エタノール等の引火性のある物質を使用しないため、操作者や周辺環境への安全性を確保することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２４】
〔実施例１〕
本例では、テトラクロロエチレンを含む土壌に対して、市販の乾燥パン酵母及びグルコースからなる汚染処理剤を作用させた時のテトラクロロエチレンの脱塩素化について検討した。なお、使用したパン酵母は、市販されているものであり安全性が確認されているものである。
【００２５】
先ず、入手したパン酵母を、ＤＩＦＣＯ社製「ＹＭ  ＢＲＯＴＨ」培地で３０℃の条件下で終夜振とう培養した。次に、培養したパン酵母、１００ｍＭグルコース溶液、テトラクロロエチレン飽和水及び土壌をバイアルに投入し、その後、当該バイアルを密封した。本例では、１００μｌのテトラクロロエチレン飽和水、１００μｌの１００ｍＭグルコース溶液、及び２ｇの土壌を使用した。また、パン酵母は、上述したように培養した後に集菌し、滅菌水で洗浄し、その後、滅菌水で懸濁して得られた１ｍｌの懸濁液を使用した。
【００２６】
そしてバイアルを、３０℃に維持したチャンバー内にて７９日間静置した。その後、ヘッドスペースのガス成分をガスクロマトグラフィーマススペクトメトリーで分析した。ガスクロマトグラフィーマススペクトメトリー分析には、ＨＥＷＬＥＴＴ  ＰＡＣＫＡＲＤ社製のＧ１８００Ａ  ＧＣＤ  ＳＹＳＴＥＭを使用した。ヘッドスペースに含まれるガス成分毎のＧＣピーク面積を測定した結果を図１に示す。なお図１において、ＰＣＥはテトラクロロエチレンを示し、ＴＣＥはテトラクロロエチレンを示し、ＤＣＥはジクロロエチレンを示し、ＶＣは塩化ビニルを示す。
【００２７】
図１の結果から、パン酵母及びグルコースを土壌に供給することによって、土壌に含まれるテトラクロロエチレンが減少するとともにジクロロエチレンが増加することが明らかとなった。このことから、パン酵母及びグルコースを土壌に供給することによって、土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を促進することができ土壌の汚染を浄化できることが判明した。
【００２８】
〔実施例２〕
本例では、パン酵母以外の食用菌及び滅菌酵母を用いた場合における、テトラクロロエチレンの脱塩素化について検討した。
【００２９】
本例では、パン酵母の代わりに納豆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｎａｔｔｏ  ＩＦＯ  ３００９）、ヨーグルト菌（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｂｕｌｇａｒｉｃｕｓ  ＩＦＯ  １３９５３）及び滅菌酵母を用いた以外は実施例１と同様にして、土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を評価した。
【００３０】
本例に用いた滅菌酵母は、１２０℃で２０分間のオートクレーブ処理によって調製した。また、納豆菌の培地としては、ＩＦＯの培地２０３（ＬＩＳＴ  ＯＦ  ＣＵＬＴＵＲＥＳ  １０ｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ  （財団法人  発光研究）参照）を用いた。ヨーグルト菌の培地としては、ＩＦＯの培地２０５（ＬＩＳＴ  ＯＦ  ＣＵＬＴＵＲＥＳ  １０ｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ  （財団法人  発光研究）参照）を用いた。
【００３１】
生きたパン酵母を用いた場合と滅菌酵母を用いた場合とについて、土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を評価した結果を図２に示す。なお、図２において、Ｇはグルコースのみを投入した場合を示し、Ｙは生きたパン酵母のみを投入した場合を示し、ＹＧは生きたパン酵母及びグルコースを投入した場合を示し、Ｄは滅菌酵母のみを投入した場合を示し、ＤＧは滅菌酵母及びグルコースを投入した場合を示している。
【００３２】
図２の結果より、滅菌酵母及びグルコースを投入した場合であっても土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を促進することができることが明らかとなった。また、図２の結果より、滅菌酵母を用いた場合と比較して、生きたパン酵母を用いた方が土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を効率よく促進することが明らかとなった。
【００３３】
パン酵母、ヨーグルト菌及び納豆菌を用いた場合について、土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を評価した結果を図３に示す。なお、図３において、Ｙはパン酵母のみを投入した場合を示し、ＹＧはパン酵母及びグルコースを投入した場合を示し、Ｎは納豆菌のみを投入した場合を示し、ＮＧは納豆菌及びグルコースを投入した場合を示し、Ｌはヨーグルト菌のみを投入した場合を示し、ＬＧはヨーグルト菌及びグルコースを投入した場合を示す。
【００３４】
図３の結果より、納豆菌及びヨーグルト菌については、グルコースと共に投入された場合であっても、土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を促進することはできないことが明らかとなった。これに対して、パン酵母及びグルコースを投入した場合には、土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を促進することができることが明らかとなった。
【００３５】
〔実施例３〕
本例では、異なる場所から採掘した土壌（ＫＧＨＯ土壌と称する）に対して、パン酵母及びグルコースからなる汚染処理剤を作用させた時のテトラクロロエチレンの脱塩素化について検討した。
【００３６】
本例では、４ｇの土壌を用いた以外は実施例１と同様にして、ヘッドスペースのガス成分をガスクロマトグラフィーで分析した。なお、本例においては、ＨＯ土壌について容易に秤量する目的で、風乾させた後にバイアルに秤量し、その後、適当量の水を添加して元の状態に戻した。ＫＧＨＯ土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を評価した結果を図４に示す。なお、図４において、Ｇはグルコースのみを投入した場合を示し、Ｙはパン酵母のみを投入した場合を示し、ＹＧはパン酵母及びグルコースを投入した場合を示している。
【００３７】
図４の結果から、土壌の種類に拘わらず、パン酵母及びグルコースを投入した場合に、土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を促進できることが明らかとなった。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明よれば、処理対象に含まれるハロゲン化有機化合物を脱ハロゲン化することができ、簡易な汚染処理方法及び汚染処理剤を提供することができる。また、本発明によれば、処理対象に対して引火性のある物質を投入する必要がないため、安全性に優れた汚染処理方法及び汚染処理剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の結果としてヘッドスペースに含まれるガス成分毎のＧＣピーク面積を測定した結果を示す特性図である。
【図２】生きたパン酵母を用いた場合と滅菌酵母を用いた場合とについて、土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を評価した結果を示す特性図である。
【図３】パン酵母、ヨーグルト菌及び納豆菌を用いた場合について、土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を評価した結果を示す特性図である。
【図４】ＫＧＨＯ土壌に含まれるテトラクロロエチレンの脱塩素化を評価した結果を示す特性図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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