(57)【要約】【課題】連続通水式の土壌カラムを用いて簡易かつ効率的に実施でき、汚染された土壌の環境修復・可能性調査の信頼性を高められる土壌充填カラム試験装置及びそれを用いる試験方法の提供。【解決手段】汚染物質分解菌の混入した土壌・砂を充填した土壌充填カラムと、カラムに供給する試験液を貯蔵する試験液供給タンクと、カラムから流出する流出液を貯蔵する流出液タンクを有する土壌充填カラム試験装置において、試験液供給タンクに不活性ガス充填容器を接続したことを特徴とする土壌充填カラム試験装置などによって提供。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染物質分解菌の混入した土壌・砂を充填した土壌充填カラムと、カラムに供給する試験液を貯蔵する試験液供給タンクと、カラムから流出する流出液を貯蔵する流出液タンクとを有する土壌充填カラム試験装置において、試験液供給タンクに不活性ガス充填容器を接続したことを特徴とする土壌充填カラム試験装置。
【請求項２】
不活性ガス充填容器は、酸素透過性が低く柔軟性の容器であることを特徴とする請求項１に記載の土壌充填カラム試験装置。
【請求項３】
不活性ガス充填容器は、フッ化ビニル製バッグ又は多層積層体製バッグであることを特徴とする請求項１又は２に記載の土壌充填カラム試験装置。
【請求項４】
請求項１に記載の土壌充填カラム試験装置を用いて、試験液供給タンクから土壌充填カラムに向かって試験液を上向流で連続供給し、カラムから流出する流出液をサンプリングし、サンプリングされた流出液を分析する試験方法であって、
予め、試験液供給タンクのヘッドスペースに存在する空気を不活性ガスで置換しておき、土壌充填カラムに向かって試験液を供給することで試験液供給タンクに生じる負圧に応じた量の不活性ガスを、試験液供給タンクの不活性ガス充填容器から供給することを特徴とする土壌充填カラム試験方法。
【請求項５】
試験液として、汚染物質分解菌の混入した土壌から採取した地下水を用いることを特徴とする請求項４に記載の土壌充填カラム試験方法。
【請求項６】
試験液供給タンクの空気は、試験液供給タンク内の試験液を不活性ガスでバブリングして置換することを特徴とする請求項４に記載の土壌充填カラム試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌充填カラム試験装置及びそれを用いた試験方法に関し、さらに詳しくは、連続通水式の土壌充填カラムを用いて簡易かつ効率的に実施でき、汚染された土壌のバイオレメディエーション（環境修復）・トリータビリティー（処理可能性）調査の信頼性を高められる土壌充填カラム試験装置及びそれを用いた試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
古くからクロム、カドミウム、鉛などの重金属による公害防止が叫ばれているが、近年、産業廃棄物であるフェノール、シアン、フロンなどのハロゲン化炭化水素、あるいはゴミ処理の際に発生するダイオキシン化合物などが土壌を汚染し、雨水とともに流出し飲料水に混入することで、地域住民の健康被害や心理的不安を引き起こすなどの問題が各地で頻発している。汚染された土壌は取り除き、清浄な土壌で置きかえることが根本的な対策とされているが、この作業には多大な時間と労力、コストがかかっていた。
【０００３】
これに代わりうる手段として、汚染物質を分解しうる微生物を利用するバイオレメディエーション法などが検討され、有望視されているが、この手段を適用するには、対象となる土壌や、そこに生息する微生物などの特性を予めカラム試験によって把握しておくことが重要となる。
【０００４】
カラム試験は、サイトキャラクタリゼーション（原位置地下環境の把握）およびフラスコ試験で得られた情報を反映して実施され、現地での施工設計に必要なデータ（施工技術、コスト、時間など）を取得するのが目的である。
実汚染サイトの地下環境に模した土壌充填カラムに、フラスコ試験で得られた修復に効果的な条件の水、栄養液を、修復実施時に想定される地下流速で連続供給し、これにより、対象となる汚染物質分解菌の活性化条件を求め、施工方法を決定し、修復に必要なコストや時間について信頼性のより高いデータを収集することを意図したものである。
【０００５】
これまで我国では約１０年間にわたって、バイオレメディエーション技術の開発が盛んに行われてきたが、カラム試験などの実施に関しては、ノウハウ的な要素が多いといわれ、情報量が極めて不足しているのが現状である。
【０００６】
現在、カラム試験としては、例えば、図２に示すようなカラム試験装置を用いた方法が一般的である。円筒状の土壌充填カラム６（以下、単にカラムという）の内部に、汚染された土地と同様になるよう対象土壌・砂を詰め、カラムを立てた状態で設置する。試験液供給タンク７から、試験液をポンプ８によってカラム６へ連続供給する。栄養液は、カラム６内部を上昇して流れ、土壌に生息する微生物によって一部消費された後、流出液タンク９へと排出される。
【０００７】
土壌の性質などは、カラム１のサンプリング口から流出液を抜き出して分析する。この試験装置では装置部材を温度管理しないと、カラム試験の対象濃度を設定しているとき、カラム内部だけでなく全ての送水経路上で微生物活性が一様に高まり、カラム外部で微生物が発生して、通水経路が封鎖されるなどの問題があった。
【０００８】
そのため、本出願人は、カラムなど温度管理が必要な装置部材を低温の地下土壌に近似できるようにするとともに、送水経路などで微生物が発生しないように遮光する連続通水式土壌充填カラム試験システムを提案した（特許文献１参照）。
【０００９】
ところで、カラム試験に供する試験液は、原位置の地下水を用いる場合が多く、地下水は原位置から汲み上げて地上で貯蔵する必要性がある。この際に、地下水の汲み上げ、サンプリング時のハンドリングおよび貯蔵などの各段階において、地下水中に大気中の酸素が溶け込み、溶存酸素濃度（以下、単にＤＯという）が大気飽和レベルに到達する場合がある。水道水あるいは工業用水がカラム試験に用いられているが、そられのＤＯも大気飽和レベルにある場合が多い。
【００１０】
また、カラム試験を実施するうえで、試験液を連続供給するため試験液供給タンクから吸引あるいは流送することにより、タンク内は負圧になる。これによるカラムへの試験液供給の不具合を防止するため、試験液供給タンクには負圧リーク用に孔を設ける場合が一般的である。従って、試験液供給タンク内にはヘッドスペースが形成され、大気と接触するためにＤＯが上昇し、ＤＯが上昇することにより試験液のｐＨが変化することは必至であった。
【００１１】
本出願人が提案した特許文献１のシステムを用い、カラムに試験液として地下水を供給する場合でも、地下水中に生息する好気性従属栄養細菌が繁殖して成分などが変化し、本来のものとは異なる性状となる可能性が極めて高く、実験精度の低下に繋がる問題があった。
【００１２】
このような状況下、試験液として地下水を用いた場合でも、試験液のｐＨを上昇させることなく、簡単な構造でありながら精度よく試験できる連続通水式の土壌充填カラム試験装置の出現が切望されていた。
【００１３】
【特許文献１】
特願２００１−３６３７６６（特許請求の範囲）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、連続通水式の土壌充填カラムを用いて簡易かつ効率的に実施でき、汚染された土壌の環境修復・処理可能性調査の信頼性を高められる土壌充填カラム試験装置及びそれを用いた試験方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意研究を進めた結果、土壌充填カラム試験装置のカラムに供給する試験液を大気から遮断し、かつ試験液供給タンク内に生じるヘッドスペースを不活性ガスで満たすことにより、試験液に酸素が溶けこむことを防止し、試験液供給タンク内でのＤＯ上昇を抑制したまま保持でき、従来よりも土壌充填カラム試験の精度を格段に向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、汚染物質分解菌の混入した土壌・砂を充填した土壌充填カラムと、カラムに供給する試験液を貯蔵する試験液供給タンクと、カラムから流出する流出液を貯蔵する流出液タンクとを有する土壌充填カラム試験装置において、試験液供給タンクに不活性ガス充填容器を接続したことを特徴とする土壌充填カラム試験装置が提供される。
【００１７】
また、本発明の第２の発明は、第１の発明において、不活性ガス充填容器は、酸素透過性の低い柔軟性の容器であることを特徴とする土壌充填カラム試験装置が提供される。
【００１８】
さらに、本発明の第３の発明は、第１又は２の発明において、不活性ガス充填容器は、フッ化ビニル製バッグ又は多層積層体製バッグであることを特徴とする土壌充填カラム試験装置が提供される。
【００１９】
一方、本発明の第４の発明は、請求項１に記載の土壌充填カラム試験装置を用いて、試験液供給タンクから土壌充填カラムに向かって試験液を上向流で連続供給し、カラムから流出する流出液をサンプリングし、サンプリングされた流出液を分析する試験方法であって、予め、試験液供給タンクのヘッドスペースに存在する空気を不活性ガスで置換しておき、土壌充填カラムに向かって試験液を供給することで試験液供給タンクに生じる負圧に応じた量の不活性ガスを、試験液供給タンクの不活性ガス充填容器から供給することを特徴とする土壌充填カラム試験方法が提供される。
【００２０】
また、本発明の第５の発明は、第４の発明において、試験液として、汚染物質分解菌の混入した土壌から採取した地下水を用いることを特徴とする土壌充填カラム試験方法が提供される。
【００２１】
さらに、本発明の第６の発明は、第４の発明において、試験液供給タンクの空気は、試験液供給タンク内の試験液を不活性ガスでバブリングして置換することを特徴とする土壌充填カラム試験方法が提供される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の土壌充填カラム試験装置及びそれを用いた試験方法について詳細に説明する。
【００２３】
１．カラム試験装置
本発明のカラム試験装置は、汚染物質分解菌の混入した土壌・砂を充填した土壌充填カラム（Ａ）と、カラムに供給する試験液を貯蔵する試験液供給タンク（Ｂ）と、カラムから流出する流出液を貯蔵する流出液タンク（Ｃ）を有し、試験液供給タンクに不活性ガス充填容器を接続した土壌充填カラム試験装置である。これら土壌充填カラム（Ａ）、試験液供給タンク（Ｂ）及び流出液タンク（Ｃ）の間はチューブ（配管）で接続されている。
【００２４】
すなわち、本発明のカラム試験装置は、土壌充填カラム（Ａ）に連結される試験液供給タンク（Ｂ）として、柔軟性があり酸素透過性の極めて低い容器を用い、タンク内から試験液が吸引し続けられるために生ずるタンク内のヘッドスペースへ、随時不活性ガスを供給できるように構成している。
【００２５】
（Ａ）土壌充填カラム
本発明の装置において、土壌充填カラムは、汚染物質分解菌の混入した土壌・砂を充填できるものであれば特に限定されない。
【００２６】
通常、カラムの内径は１０〜３０ｍｍ、全長は５００〜１５００ｍｍとする。長さが１５０〜２００ｍｍの短いカラム（単位カラムという）を複数個用意し、これを多段に積み上げてカラムを構成することができる。複数の単位カラムは、この節部分で連結し、容易に切り離せる構造とすることにより、一節分量の土壌を評価対象用試料として抜き出すことができる。
【００２７】
また、抜き出す土壌の形状と同じ外形を有するスペーサーを用意しておき、この通液可能な内部充填材を持つスペーサーを、土壌を抜き出した後の空隙部分に位置させれば、試験を最後まで続行することができる。
土壌を分析する際は、ナットを緩めて、節と節とを切り離し、一節分に相当する量の土壌を評価対象用試料として抜き出せばよい。その際には、スペーサー（抜き出した構造体と同様のもの）を代わりに装着する。スぺーサーは、通液可能な内部充填材を内部に保有しており、内部充填材は、例えば滅菌可能なビーズ玉、シリコン栓などであってもよい。
【００２８】
スペーサーは、それ自体とカラム内部に充填された土壌が移動しないように、土止めの構造を有するものが望ましい。土止めの構造とは、孔を有する円盤状のものや、汎用されている網などで、前者は例えば０．５ｍｍ×１０ｍｍのスリットや直径０．５ｍｍの孔を有するプラスチック円盤が挙げられ、一方、後者は一般家庭の流しで用いられている生ゴミネットなどを使用することができる。好ましい網目のサイズは、例えば一辺（直径）が０．０５〜０．５ｍｍ程度である。カラムには複数箇所に圧力計を設置できるが、１個所であっても、内部圧力の上昇を検知してカラム内における微生物異常を検出できる。
【００２９】
土壌を充填したカラムは、土壌が実際の土壌地下温度近辺となるよう温度雰囲気調整手段によって調整し、また、常温以上の条件で雑菌が繁殖しうる少なくとも試験液の貯蔵タンク、サンプリング流出液の貯蔵タンクを冷蔵庫に入れることで低温に維持することが望ましい。
【００３０】
カラム内の土壌温度は、空調、恒温室などの温度雰囲気調整手段を用いて、実際に土壌が存在する地下温度である１０〜２０℃、例えば約１５℃となるように調整すれば、微生物の活性化状態をより正確に再現できる。冷蔵庫を用いれば、内部の温度を、１０℃以下、好ましくは５℃以下とすることができる。
【００３１】
（Ｂ）試験液供給タンク
本発明において、試験液供給タンクは、原位置での地下水に近似させた試験水を、そのＤＯを維持したまま貯蔵できることに特徴があり、そのために不活性ガスを充填させた変形可能でかつ酸素透過性の低い容器を接続し、試験実施上経時的に生ずるタンク内のヘッドスペースに、不活性ガスを随時供給しつづけることができる。
【００３２】
試験液供給タンクの一部を構成する不活性ガス充填容器は、外力や圧力に応じて容易に変形できる柔軟性素材を使用するため、試験液供給タンク内に形成されるヘッドスペースおよび負圧に応じて、内部の不活性ガスを試験液供給タンク内へ容易に吸引することができる。
【００３３】
ここで、本発明のカラム試験装置の特徴とする試験液供給タンクの概要を図１によって説明する。
試験液供給タンクは、タンク本体１、不活性ガス充填用容器２、接続部品３、チューブ４及び試験液注入口（図示せず）から構成される。タンク本体は、酸素透過性が低く、試験液として原位置で採取した地下水を安定して貯蔵できる容器であれば特に限定されず、ガラス瓶、スチール缶、プラスチックボトルなど剛性の容器を使用できる。
【００３４】
不活性ガス充填容器２は、その一端にチューブ４を有し、その先端の接続部品３によってタンク本体１のヘッドスペースに接続される。容器２の材料は、極めて酸素透過性の低い素材であれば特に限定されるものではないが、例えばポリビニールフルオライド（フッ化ビニル）製バッグ、アルミニウムとポリオレフィンなどで製造された多層積層体製バッグなどが比較的安価で入手しやすく好ましい。
【００３５】
フッ化ビニル製バッグは、これまでに大気・排気ガス・作業環境を測定する分野で使用されており、機械的強度に優れ、−７０〜１１０℃までの広い温度範囲で各種のガスをサンプリングするのに有効とされている。エチレンの水素１つがフッ素原子で置換されたフッ化ビニルを重合し、このフィルムを所定の大きさに切断し、二つ折りにした後、接着部分をヒートシールして製造されている。本発明では、テドラー（登録商標）バッグなどとして市販されているものが、不活性ガスを充填する容器として好適である。
【００３６】
また、多層積層体製バッグとしては、例えばアルミニウムバッグが例示される。これは、アルミホイルを両側からポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィンフィルムでラミネートした多層積層体製の容器であり、ナイロン（ＰＡ）、ポリエチレン、アルミホイル、ポリエチレンの４層構造とした積層体（内層がポリエチレン、外層がナイロンとポリエチレンの２層）が市販されている。機械的強度や温度安定性に優れるだけでなく、酸素透過性に関してはフッ化ビニル製バッグよりも優れるとされている。
【００３７】
前記内層および外層は、例えば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）のほか、アイソタクチックポリプロピレン（ＩＰＰ）やシンジオタクチックポリプロピレン（ＳＰＰ）などのポリオレフィンフィルムで形成されたものでもよい。内層および外層は、これらオレフィン系樹脂のうち同種のもので形成されていてもよいが、異なる種類のもので形成されていてもよい。この内層および外層により、多層積層体の酸素ガスバリヤー性は更に向上する。
【００３８】
アルミニウムバッグは、５〜５０μｍの厚さを有するアルミニウムと、１０〜５０μｍの厚さであるポリエチレンの如きプラスチックを材料とすることから、全体の厚さは５０〜１５０μｍ程度である。
【００３９】
一方、従来からケチャップやマヨネーズなどの食品充填用の容器として、あるいは医療用の輸液バッグなどとして、酸素ガスバリヤー性樹脂を芯層とした多層積層体から成るブローボトルが使用されている。本発明では、不活性ガス充填容器として、このようなブローボトルも好適に使用できる。
【００４０】
このブローボトルとしては、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）などの酸素ガスバリヤー性樹脂を内層（芯層）とし、この芯層の表裏に、接着性樹脂層を介して、ポリプロピレン（ＰＰ）が積層接着された多層積層体を用いたもの（例えば特開昭６１−２３３５３７号公報）が挙げられる。これらの他に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、金属化ＰＥＴまたはＳｉＯ２の如き上方層を有するＰＥＴを含む多層フィルムを用いて外層を形成したものも使用できる。
【００４１】
ブローボトルは、５〜３０μｍのＥＶＯＨを芯層として、１０〜１００μｍの厚さであるプラスチック（ＰＰ、ＰＥ、ＰＡ）、ＰＥＴ（厚さ５〜３０μｍ）または金属化ＰＥＴまたはＳｉＯ２の如き外層を有するＰＥＴを含む多層フィルムによって形成されていることから、全体の厚さは５０〜２００μｍ程度となる。
【００４２】
このようなブローボトルは、次のようにして製造されている。加熱溶融した多層積層体を、溶融押出し機のノズル等から押出して、チューブ状物（パリソン）とし、このパリソンを金型のキャビティ（空間）内に入れ、金型に入れたパリソンの内部に冷却された空気を吹き込み、パリソン内部を膨らませる。得られた多層樹脂材料を金型の内壁に密着させ、金型の内壁の形に沿った形状の中空ボトルに成形する。その後、この中空ボトルを金型内で冷却し、金型から冷却されたボトルを取り出す。
【００４３】
ボトルの各層は、例えば無水マレイン酸変性オレフィン系樹脂など、カルボキシル基を含有する変性オレフィン系重合体等の公知の接着性樹脂で接着される。接着性樹脂層は１種の樹脂のみでもよいが、２種以上の樹脂を混合して形成してもよい。
このブローボトルの多層積層体では、芯層として使用されているＥＶＯＨが酸素ガスバリヤー性に優れているため、ボトル内に酸素が入り込むことなく、充填されている不活性ガスの組成を変えることなく長期間保つことができる。
【００４４】
このブローボトルの内部は、中空状態であることから、カラム試験に使用する際には容易に不活性ガスを充填することができる。また、容器の形状は任意であり、例えば正方形、長方形、多角形、円形あるいは卵形とすることができる。すなわち、ブローボトルは、シンプルな袋状に構成してもよいが、内容物を排出するための開口部と、開口部の内周又は外周に形成されたねじ部と、長方形のような胴部と、底部をもつように構成することもできる。容器の大部分は適度な柔軟性をもっており、内部に収容した流体（不活性ガス）の減少により外力の作用を受け変形するが、容器の骨格部分は優れた機械的強度を有するので、所定の形状を維持することから、何回でも再使用できるものとなる。
【００４５】
以上、容器として可撓性のフッ化ビニル製バッグ、アルミニウムバッグ、ブローボトルなど多層積層体バッグ（プラスチック製容器）を詳述したが、これら以外に、貯蔵タンクのヘッドスペースの減少に追随して容器から減少分の不活性ガスを供給できるような流量制御機構を備えれば、ある程度剛性であっても使用することができる。
【００４６】
（Ｃ）流出液タンク
流出液タンクは、カラムから流出する流出液を貯蔵できるものであれば特に限定されない。ただし、前記試験液供給タンクの本体と同じく、酸素透過性が低いものが好ましいことから、ガラス瓶などを採用することが望ましい。
なお、上記のように不活性ガス充填容器の使用により、微生物の繁殖を抑制できるが、必要であれば試験液供給タンクとともに冷蔵庫などに安置してもよい。
【００４７】
（Ｄ）配管など
装置を構成する全部材は、遮光性の物質で構成することが望ましい。テフロン（登録商標）などプラスチック製の配管は、外部表面をシートなどで覆うとよい。実際にバイオレメディエーションが適用される場所は、通常地下であり、光は届かない。よって、光合成微生物（藍藻類など）が増殖して汚染対象物質が分解されると、分析誤差を招くが、遮光性物質を採用すれば光合成微生物の繁殖を抑制でき、精度の向上が期待できる。
例えば、ステンレスチューブ等を使用したり、テフロン（登録商標）チューブ部分には遮光性材料、例えば、銀紙などのシートや不透明なビニールテープなどを巻きつけるのが望ましい。
【００４８】
装置部材の全てを遮光性物質で構成すれば、光合成微生物が増殖せず、カラムや配管内での閉塞を抑制し、圧力上昇を低減できるはずであるが、それでも条件によっては完璧とはいえない。このような事態に備えて、カラム壁や節に枝管を取り付け、圧力計もしくは差圧計を設置しておけば早期に対応がとれる。
【００４９】
２．カラム試験方法
本発明のカラム試験方法は、上記の装置を用いて、（１）試験液供給タンクのヘッドスペースに存在する空気を不活性ガスで置換してから、不活性ガス充填容器を接続する工程、（２）試験液供給タンクから土壌充填カラムに試験液を連続供給する工程、（３）カラムから流出する流出液をサンプリングし分析する工程を含む試験方法である。
【００５０】
本発明のカラム試験方法の概要を図１、図２を用いて説明する。
（１）準備工程
まず、試験液供給タンクの本体内部に試験液として原位置で採取した地下水を注入し、カラムへの供給チューブ５から不活性ガスをバブリングして、タンク本体内のヘッドスペースにある空気を追い出す。次いで不活性ガス充填容器２を接続部品３およびチューブ４を介して接続し、空気を含んでいないフッ化ビニル製バッグなどの容器内に不活性ガスを充填する。
多層積層体製バッグを用いる場合であれば、最初に接続部品３のコックを開けておき、タンク本体内のヘッドスペースにある空気を追い出してから、接続部品３のコックを閉め、その後、予め不活性ガスを充填しておいた容器を接続するようにしてもよい。
【００５１】
前処理を行った試験液をカラム試験に供する前に、所望とするＤＯが得られたかどうかを確認する必要がある。そのためにはカラム供給用のチューブ５から試験液を採取し、ＤＯを測定することで使用可能性を容易に判断することができる。
【００５２】
不活性ガスは、特に限定されるものではないが、試験液に溶存しても土壌中に生育する微生物に害を与えないものを選定する。基本的に微生物の生態を著しく変化させないものが好ましく、アルゴンやヘリウムなどが例示できる。
【００５３】
円筒状の土壌充填カラム６の内部には、汚染された土地と同様になるよう対象土壌・砂を詰め、カラムを立てた状態で設置しておく。
一般に、土壌は、その環境での生存に適した多種多様な微生物が生息した状態にある。汚染物質である重金属、フェノール、シアン、フロン、ダイオキシン化合物などの種類に応じて、その分解・処理にはいかなる微生物が好ましいか、それをどの程度存在させればよいかなどは、バイオレメディエーションを実施するうえで重要な判断材料である。
【００５４】
汚染物質の一例としてシアン化合物を取り上げれば、金属シアノ錯体などを分解できるとされるバチリス・ズブチリス・クボタ、フザリウム・オキシスボルム、ゴルドナ属もしくはバークホルデリア属に属する微生物などが生息すると考えられる。
【００５５】
（２）試験液の供給
試験液供給タンク１から、地下水をポンプ８によってカラム６へ連続供給する。ポンプ８の種類は、特に限定されないが、定量容積ポンプが好ましい。ポンプを用いる代わりに、水頭差を利用して地下水をカラム１に供給してもよい。
【００５６】
地下水は、カラムの下部から例えば１〜２０ｍｌ／ｈｒの速度で導入し、上向流れで抜き出し、カラム内部を通過させる。栄養液を上向流れにするのは、下降流れではカラム内部の土壌に水道（みずみち）ができて、実験誤差の原因となるためである。
地下水は、カラム６内部を上昇して流れ、土壌に生息する微生物によって一部消費された後、流出液タンク９へと排出される。
【００５７】
（３）流出液の分析
流出液タンク９へと排出された流出液、あるいはカラム６のサンプリング口から抜き出した流出液を分析装置に移して、流出液の成分、土壌の性質などを分析する。土着の微生物がシアン化合物を分解する微生物であれば、分析対象としては、シアン分解促進の前後で、シアン酸、チオシアン酸、硝酸、亜硝酸、変異原性物質などが挙げられる。
以上の工程で、本発明の特徴点である、試験液のＤＯの上昇を抑制した条件で行うカラム試験は完了する。
【００５８】
ここまで試験液として地下水を用いた場合を説明したが、地下水に栄養液を含ませることもできる。
栄養液の成分である栄養物質は、微生物の種類に応じて適宜選定される。土着の微生物は様々であり、シアン化合物を分解する微生物でも、シアン化合物を構成する炭素原子、窒素原子のいずれを栄養源とするかなど、その特徴（性質）もことなるが、酸素源、炭素源としては、グルコース、フルクトース、ガラクトース、サッカロース、ラクトース、マルトース、トレハロース、メリビオース、ラフィノース、スタキオースなどの糖類、でん粉、エタノール、有機酸などが挙げられる。
【００５９】
必要により、少量の酸素を混合したガスで事前に栄養液をバブリングすることもできる。この場合、試験液供給タンク内の栄養液は、エアポンプを駆動し滅菌用エアフィルターを介して供給される酸素混合ガスでバブリングする。
酸素混合ガスは、酸素を空気または不活性ガスで希釈し、これらの割合を調整して試験液供給タンクに供給する。その割合を変えれば、容易に所望とする酸素濃度に調整できる。これは酸素混合ガスと栄養液である液相との間での酸素濃度に関する気液平衡を利用したものである。
これによって、従来はハード面で困難であった、所定の溶存酸素濃度レベルで段階的に酸素濃度の水準を分けることが実現でき、微生物の溶存酸素依存性を確認することができる。
【００６０】
したがって、上記試験方法で得られた情報から、地下の汚染土壌に生息する微生物の活動状況を把握でき、バイオレメディエーションに向けての信頼性の高い事前評価体制を組むことが可能となる。
【００６１】
【実施例】
以下に実施例を示すが、本発明は、これらの実施例のみに何ら限定されるものではない。
【００６２】
（実施例１）
図１の要領で、試験液供給タンク（ガラス瓶、容量１０００ｍｌ）の本体内部に試験液として原位置で採取した地下水を注入し、カラムへの供給チューブ５から不活性ガスをバブリングして、タンク本体のヘッドスペースにある空気を追い出した。
次いで、不活性ガス充填容器２を接続部品３およびチューブ４を介して接続し、容器の中に約１０００ｍｌの不活性ガス（ヘリウム）を充填した。不活性ガス充填容器として、デュポン社製のフッ化ビニルバッグ（サイズ、１５０×２５０ｍｍ、容量１０００ｍｌ）を用いた。
円筒状の土壌充填カラム６の内部には、シアンで汚染された土地と同様になるよう対象土壌・砂を詰め、カラムを立てた状態で設置しておいた。
試験液供給タンク１から、地下水をポンプ８によってカラム６へ、下部から上向流れにより１０ｍｌ／ｈｒの速度で連続供給した。
試験を開始した初期と試験終了直前に、カラム入り口からカラムに供給される前の地下水をサンプリングし、各分析データを対比して地下水の経時的な変化をみると、両サンプル間には、微生物活性状態の指標となるアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）濃度、ｐＨおよび窒素の形態に変化がないことから、試験液ＤＯによる影響がほとんどみられなかった。
【００６３】
（比較例１）
不活性ガス充填容器を用いず、負圧リーク用の孔が設けられた従来の試験液供給タンクを使用した以外は、実施例１と同様にして実験を行った。
試験を開始した初期と試験終了直前に、カラム入り口からカラムに供給される前の地下水をサンプリングし、各分析データを対比して地下水の経時的な変化をみると、試験終了直前のカラム入り口地下水は、ＡＴＰ濃度とｐＨがともに高くなり、硝酸態および亜硝酸態窒素が増加したことから、試験液ＤＯによる影響がみられた。
【００６４】
（比較例２）
試験液として水道水（ＤＯ：６．５）を用いた以外は、実施例１と同様にして実験を行った。
試験を開始した初期と試験終了直前に、カラム入り口からカラムに供給される前の地下水をサンプリングし、各分析データを対比して地下水の経時的な変化をみると、試験終了直前のカラム入り口地下水は、ＡＴＰ濃度とｐＨがともに高くなり、硝酸態および亜硝酸態窒素が増加したことから、試験液ＤＯによる影響がみられた。
【００６５】
上記の結果、本発明によれば、試験液へのＤＯ上昇を抑制でき、好気性微生物を繁殖させることなく、土壌の嫌気性微生物を活性化でき、従来よりもカラム試験の測定精度を高められることが分かる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、土壌充填カラム試験の試験液供給タンクに不活性ガス充填容器を装着したので、タンクに生ずる負圧に応じて不活性ガスを随時供給できることから、試験液を大気飽和レベル以下のＤＯに維持可能となり、カラム試験精度を上げることができ、バイオレメディエーションに向けての信頼性の高い事前評価体制を組むことが可能である。
また、かかるカラム試験装置は、比較的簡単な構造であって煩雑な操作がなくなることから、その工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における土壌充填カラム試験装置の試験液供給タンクの概略図である。
【図２】従来の土壌充填カラム試験装置の概略図である。
【符号の説明】
１、７  試験液供給タンク（タンク本体）
２      不活性ガス充填用容器
３      接続部品
４、５  チューブ
６      カラム
８      ポンプ
９      流出液タンク
【図１】
2004245712.tif 000003
【図２】
2004245712.tif 000004