(57)【要約】【課題】本発明は、汚染土壌を深層にわたって極めて容易に、しかも、迅速かつ確実に能率よく低コストでもって浄化処理せしめることが出来る、汚染土壌用浄化材、及びそれを用いた浄化方法を提供するものである。【解決手段】汚染土壌４中に挿入して浄化せしめる浄化材１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄ・１ｅ・１ｆ・１ｇ・１ｈであって、上記浄化材１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄ・１ｅ・１ｆ・１ｇ・１ｈには所要の担体２ａ・２ｂ・２ｃに浄化剤３・１１・微生物用栄養源１２が担持せしめられている。そして、上記浄化材１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄ・１ｅ・１ｆ・１ｇ・１ｈを汚染土壌４中に挿入せしめ、担持する浄化剤３・１１により汚染物質を分解して浄化せしめるものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌中に挿入して浄化せしめる浄化材であって、上記浄化材は所要の担体に浄化剤が担持せしめられてなることを特徴とする、汚染土壌用浄化材。
【請求項２】
浄化剤は還元剤及び微生物の中から選ばれた１種または２種からなることを特徴とする、請求項１記載の汚染土壌用浄化材。
【請求項３】
微生物用栄養源が担持せしめられてなることを特徴とする、請求項１及び２記載の汚染土壌用浄化材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載の浄化材を汚染土壌中に挿入せしめ、担持する浄化剤により汚染物質を分解して浄化せしめることを特徴とする、汚染土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ハロゲン系化合物や石油系炭化水素等により汚染された土壌を浄化せしめる浄化材、及びそれを用いた浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、トリクロロエタンやトリクロロエチレン等の有機ハロゲン系化合物は、非常に優れた脱脂溶剤として使用されてきたが、近年その発癌性が指摘され、環境への放出が制限されている。しかしながら、かかる有機ハロゲン系化合物による汚染は依然として解決しておらず、事故や人為的なミスによりこれらが土壌中に浸透することによる土壌等の汚染が社会問題化しているものである。
【０００３】
ところで、かかる有機ハロゲン系化合物により汚染された土壌の浄化方法の一例として、特開２００１−２５９６０９号公報（特許文献１）には、汚染土壌を重機により掘削し、この掘削土壌に鉄粉を添加して打撃せしめつつ混合せしめ、鉄粉の脱ハロゲン化作用により有機ハロゲン系化合物を分解して浄化せしめる方法が開示されている。
また、特開２００１−３２１７６２号公報（特許文献２）には、汚染土壌の汚染範囲またはその近傍の土壌を重機により削孔し、掘削土壌に鉄粉を圧送しつつ撹拌混合して混合壁を形成せしめ、鉄粉の脱ハロゲン化作用により有機ハロゲン系化合物を分解して浄化せしめる方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の如く構成された従来例は、汚染土壌を掘削し、また削孔せしめるものであるから、その施工が大がかりとなって施工コストが大となるのみならず、鉄粉を混合せしめることとも相まってあまり深く掘削・削孔することが出来ないものである。また、掘削せしめた汚染土壌に鉄粉を加えて重機により打撃混合し、また、重機により撹拌混合せしめるものであるから、鉄粉自体が本来的に比重が高いこと等に起因し、鉄粉を掘削土壌中に均一に混合せしめることが非常に困難であり、場合によっては鉄粉が掘削土壌中に偏在して均一的な浄化処理が期待しずらいものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２５９６０９号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２１７６２号公報
【０００６】
本発明は従来の問題点を解決し、汚染土壌を深層にわたって極めて容易に、しかも、迅速かつ確実に能率よく低コストでもって浄化処理せしめることが出来る、汚染土壌用浄化材、及びそれを用いた浄化方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明における汚染土壌用浄化材は、汚染土壌中に挿入して浄化せしめる浄化材であって、上記浄化材は所要の担体に浄化剤が担持せしめられてなることを要旨とするものである。
【０００８】
上記本発明の汚染土壌用浄化材は、還元剤及び微生物の中から選ばれた１種または２種の浄化剤が担持せしめられている。また、上記本発明の汚染土壌用浄化材は、微生物用栄養源が担持せしめられている。
【０００９】
本発明における汚染土壌の浄化方法は、請求項１〜３のいずれか記載の浄化材を汚染土壌中に挿入せしめ、担持する浄化剤により汚染物質を分解して浄化せしめることを要旨とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明により浄化処理せしめる土壌汚染物質としては、主として重油やガソリンなどの石油系炭化水素、有機ハロゲン系化合物、クロムやカドミュウムなどの有害重金属などである。なお、上記有機ハロゲン系化合物としては、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、メチルクロロホルム、１，１−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，３−ジクロロプロペン、１，３−ジクロロプロパン等の有機塩素系化合物、ＰＣＢやダイオキシン類などの有機塩素系化合物、その他の有機ハロゲン系化合物が含まれる。
【００１１】
本発明における浄化材は、所要の担体に浄化剤を担持せしめる。そして、上記担体の形状は長尺板状、偏平な長尺筒状、あるいは長尺ロ−ル状など挿入時に使用する重機に応じて適宜所要の形状に形成せしめることが出来る。また、担体の材質としては、好ましくは汚染土壌中に挿入して生分解性微生物により生分解せしめるべくパルプ、セルロ−ス系繊維、生分解性高分子を使用することが出来るが、これらに限定されるものでなく、プラスチック材など他の材質を使用することが出来る。また、担体には、還元・分解作用を促進せしめるべく必要に応じて適宜通気・送気・通水用の孔を形成せしめるとよい。なお、生分解性高分子としては、生分解性を有する脂肪族ポリエステル系樹脂、微生物により生産される高分子、またはデンプン系の高分子、若しくはタンパク質系の高分子を一例として挙げることができる。ここで、脂肪族ポリエステルとしては、発酵ポリアミノ酸、合成ポリアミノ酸、酢酸セルロ−ス、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコリド、ポリビニルアルコ−ル、ポリラクチド、ポリプロピオラクトン、ポリグリコ−ル酸等を挙げることが出来る。
【００１２】
また、上記浄化剤としては、還元剤及び微生物の中から選ばれた１種または２種を用いる。
そして、上記還元剤の好適な一例として鉄粉を挙げることが出来る。かかる鉄粉は、その還元作用により汚染土壌中の有機ハロゲン系化合物やクロム・銅・カドミュウムなどの有害重金属を浄化して無害化せしめることが出来るもので、炭素量が０．１重量％以上であり、殆んどの普通鋼成分及び普通鋳鉄成分のものを含む。かかる鉄粉の粒度は、目開き１５０μｍの篩を全体の５０重量％以上が通過するように調整し、また、鉄粉の形状は、土壌汚染物質との接触面積を大きくして反応効率を高めるべく比表面積が５００ｃｍ２／ｇ以上のものを使用するのが好ましい。
また、微生物としては、重油、ガソリン、セルロ−スなどを分解せしめるプロテオ細菌類（ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、木材腐朽菌（ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ  ｃｈｒｙｓｏｐｏｒｉｕｍ）、４−クロロ安息香酸分解菌（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｒｔｅｒ）、ＰＣＢ分解菌（ビフェニル分解菌）、メタン酸化菌、トルエン分解菌、フェノ−ル分解菌、アンモニア酸化細菌などを挙げることが出来る。なお、かかる微生物は、ケイ砂などの基質に担持せしめて用いる。
【００１３】
担体には、微生物用栄養源を担持せしめる。かかる栄養源の一例としてアンモニア塩、硝酸塩、亜硝酸塩、尿素、リン酸塩、ポリリン酸塩、カリウム化合物、カルシウム化合物、マグネシウム化合物、鉄化合物などを挙げることが出来、これらを１種または２種以上使用する。
その他、担体には必要に応じて酸素発生物質や界面活性剤などを担持せしめるとよい。なお、上記酸素発生物質としては、過酸化水素、過酸化カリウム、過酸化ナトリウム、過酸化マグネシウム、過酸化アンモニウムなどの過酸化物を１種または２種以上使用する。
【００１４】
浄化材は、汚染土壌中に挿入せしめて汚染物質を分解浄化せしめる。かかる浄化材の挿入は、オ−ガ併用の矢板圧入機やペ−パ−ドレ−ン用打込み機など公知の重機により挿入せしめ、全体として千鳥状や格子状など所要の形状に配設せしめるとよい。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１乃至図８は本発明にかかる浄化材１ａの第１実施例を示すもので、同図中、２ａは浄化材１ａを構成する所要の幅と厚みを備えた長尺ロ−ル状のパルプ材よりなる生分解性担体、３は該担体２ａの一面に稠密状に担持された鉄粉である。
その他、４は汚染土壌、５はペ−パ−ドレ−ン用打込み機、６は該ペ−パ−ドレ−ン用打込み機５を構成するマンドレル、７は該マンドレル６の先端部に着脱自在に装着された鋼製シュ−である。８はオ−ガ併用の矢板圧入機、９は該矢板圧入機８を構成する矢板、１０は矢板圧入機８に付設されたオ−ガである。
【００１６】
そして、上述の如く構成された浄化材１ａは、汚染土壌４が軟弱地盤の場合にはペ−パ−ドレ−ン用打込み機５を、堅い地盤の場合にはオ−ガ併用の矢板圧入機８により挿入せしめる。
即ち、汚染土壌４が軟弱地盤の場合には、図３及び図４に図示するように、長尺ロ−ル状とされた浄化材１ａをその自由端側よりマンドレル６中に引込むと共に、その先端をシュ−７に繋着せしめる。しかるのち、マンドレル６を汚染土壌４中に圧入せしめつつ浄化材１ａを挿入せしめる。そして、マンドレル６が所定の深さに達した時点で浄化材１ａを汚染土壌４の地表面に合せて切断せしめると共に、マンドレル６を引き上げ、汚染土壌４中に浄化材１ａを挿設せしめる。
以下同様に、順次浄化材１ａを挿入せしめ、汚染土壌４中に浄化材１ａを所定間隔でもって千鳥状に構築せしめる（図５及び図６参照）。このさい、担体２ａに鉄粉３を担持せしめた浄化材１ａを汚染土壌４中に挿入せしめるものであるから、鉄粉３を汚染土壌４の深層にわたって均一に分散せしめることが出来るのみならず、その作業を極めて容易に、しかも、迅速、かつ確実に行うことが出来るものである。
そして、汚染土壌４中に担体２ａを介して分散せしめた鉄粉３は、順次汚染土壌４中に存在する有機ハロゲン系化合物や重金属に接触し、その還元作用により還元分解せしめて浄化せしめる。なお、担体２ａは生分解性を有するパルプ材より形成せしめられているから、汚染土壌４中の生分解性微生物により順次分解され、事後的に消失して２次汚染のおそれはないものである。
【００１７】
逆に、汚染土壌４が硬い地盤の場合には、図７及び図８に図示するように、矢板圧入機８の矢板９に浄化材１ａをセットせしめ、オ−ガ１０により汚染土壌４を掘削しつつ挿入せしめるとよい。
【００１８】
図９は本発明にかかる浄化材１ｂの第２実施例を示すもので、両側一対の生分解性担体２ａ間に鉄粉３をサンドイッチ状に担持して構成された点が第１実施例と相違し、他の部分は同一であり、同一符号は同一部分を示す。
【００１９】
図１０は本発明にかかる浄化材１ｃの第３実施例を示すもので、生分解性担体２ａの一面に微生物が担持せしめられた基質１１と酸素発生物質とを稠密に担持して構成された点が前記第１実施例と相違し、他の部分は同一であり、同一符号は同一部分を示す。
【００２０】
図１１は本発明にかかる浄化材１ｄの第４実施例を示すもので、両側一対の生分解性担体２ａ間に微生物が担持せしめられた基質１１と酸素発生物質を稠密に担持して構成された点が上記第２実施例と相違し、他の部分は同一であり、同一符号は同一部分を示す。
【００２１】
図１２は本発明にかかる浄化材１ｅの第５実施例を示すもので、生分解性担体２ａの一面に微生物用栄養源１２を担持せしめた点が前記第３実施例と相違し、他の部分は同一であり、同一符号は同一部分を示す。
【００２２】
図１３は本発明にかかる浄化材１ｆの第６実施例を示すもので、両側一対の生分解性担体２ａ間に微生物用栄養源１２を稠密に担持せしめて構成された点が前記第４実施例と相違し、他の部分は同一であり、同一符号は同一部分を示す。
【００２３】
図１４は本発明にかかる浄化材１ｇの第７実施例を示すもので、偏平な方形状筒状とされた生分解性プラスチック材よりなる生分解性担体２ｂ内周面に鉄粉３と、微生物が担持せしめられた基質１１と、酸素発生物質とが稠密に担持せしめられ、かつ、中央部に通気・送気用の通路１３ａが区画形成されている。そして、上記担体２ｂの側壁には、汚染土壌４中の地下水に接触せしめるべく多数の通水孔（図示略）が形成されている。
【００２４】
図１５は本発明にかかる浄化材１ｈの第８実施例を示すもので、偏平な方形筒状とされた生分解性プラスチック材よりなる生分解性担体２ｃ内に仕切壁１４を介して所要数の担持室１５が区画形成され、該各担持室１５の内周面には各々鉄粉３と、微生物を担持せしめた基質１１と、酸素発生物質と、界面活性剤とが稠密に担持され、かつ、中央部には通気・送気用の通路１３ｂが区画形成されている。そして、上記担体２ｃの側壁には、汚染土壌４中の地下水に接触せしめるべく多数の通水孔（図示略）が形成されている。
【００２５】
そして、上記第２乃至第８実施例に示された浄化材１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈは、前記第１実施例の浄化材１ａと同様に、ペ−パ−ドレ−ン用打込み機５など所要の重機を介して汚染土壌４中に挿入せしめ、汚染物質を分解して浄化せしめる。
【００２６】
なお、上記実施例において、鉄粉３・微生物を担持せしめた基質１１・微生物用栄養源１２などは適宜担体２ａ・２ｂ・２ｃの一面や内部に担持せしめられているが、これに限定されるものでなく、担体２ａ・２ｂ・２ｃの全外表面にも担持せしめてもよいものである。また、担体２ａの壁面には、汚染土壌４中の地下水と接触せしめるべく多数の通水孔を形成せしめてもよいものである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているから、担体に浄化剤を担持せしめた浄化材を汚染土壌中に挿入せしめ、担持する浄化剤を均一に分散せしめつつ汚染物質を分解して浄化せしめることが出来るものであって、汚染土壌を掘削・削孔して鉄粉などの浄化剤を混合せしめる従来の浄化方法に比して、汚染土壌を深層にわたって極めて容易に、しかも、迅速、かつ、確実に能率よく低コストでもって浄化処理せしめることが出来るものである。
【００２８】
また、浄化材には微生物用栄養源が担持せしめられているから、汚染土壌中の微生物のみならず、浄化剤として担持せしめた微生物の増殖を促進せしめ、ひいては、その分解作用を迅速に行なわしめることが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の浄化材１ａを示す斜視図である。
【図２】第１実施例の浄化材１ａを示す一部拡大横断面図である。
【図３】第１実施例の浄化材１ａをペ−パ−ドレ−ン用打込み機５にセットせしめた状態を示す側面図である。
【図４】第１実施例の浄化材１ａをペ−パ−ドレ−ン用打込み機５により汚染土壌４中に挿入せしめる状態を示す側面図である。
【図５】第１実施例の浄化材１ａを汚染土壌４中に挿入せしめた状態を示す平面図である。
【図６】図５の一部拡大縦断面図である。
【図７】第１実施例の浄化材１ａをオ−ガ併用の矢板圧入機８にセットせしめた状態を示す平面図である。
【図８】図７の一部拡大縦断面図である。
【図９】第２実施例の浄化材１ｂを示す一部拡大横断面図である。
【図１０】第３実施例の浄化材１ｃを示す一部拡大横断面図である。
【図１１】第４実施例の浄化材１ｄを示す一部拡大横断面図である。
【図１２】第５実施例の浄化材１ｅを示す一部拡大横断面図である。
【図１３】第６実施例の浄化材１ｆを示す一部拡大横断面図である。
【図１４】第７実施例の浄化材１ｇを示す一部拡大横断面図である。
【図１５】第８実施例の浄化材１ｈを示す一部拡大横断面図である。
【符号の説明】
１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄ・１ｅ・１ｆ・１ｇ・１ｈ  浄化材
２ａ・２ｂ・２ｃ  担体
３  鉄粉
４  汚染土壌
１１  基質
１２  栄養源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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