(57)【要約】【課題】難分解性物質、特に毒性の強いハロゲン化ダイオキシン類を、多大な設備費やコストをかけることなく分解し、該難分解性物質に汚染された汚染物を浄化する方法を提供すること。【解決手段】ナス科植物を温度１０〜６０℃の範囲で用いて難分解性物質を分解する方法、好ましくはジャガイモを用いて難分解性物質を分解する方法である。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナス科植物を、温度１０〜６０℃の範囲で用いることを特徴とする難分解性物質の分解方法。
【請求項２】
ナス科植物がナス属植物である請求項１記載の難分解性物質の分解方法。
【請求項３】
ナス属植物がジャガイモである請求項２記載の難分解性物質の分解方法。
【請求項４】
ジャガイモの品種がアーリーローズである請求項３記載の難分解性物質の分解方法。
【請求項５】
ジャガイモを破砕し、その搾り汁を用いる請求項３又は４記載の難分解性物質の分解方法。
【請求項６】
難分解性物質が、ハロゲン化ジベンゾオキシン類及び／又はハロゲン化ジベンゾフラン類である請求項１記載の難分解性物質の分解方法。
【請求項７】
ジャガイモの塊茎粉砕物及び／又はジャガイモ搾り汁を土壌中に鋤き込む請求項３ないし６のいずれかに記載の難分解性物質の分解方法。
【請求項８】
水中に存在する難分解性物質を分解する請求項１又は６記載の難分解性物質の分解方法。
【請求項９】
ジャガイモの塊茎を難分解性物質含有水中に投入して粉砕する、あるいは該水中でジャガイモを水耕栽培する請求項８記載の難分解性物質の分解方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難分解性物質の分解方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、難分解性物質、特に毒性の強いハロゲン化ダイオキシン類を、ナス科植物のジャガイモなどを用いて、多大な設備費やコストをかけることなく分解し、該難分解性物質に汚染された汚染物を浄化する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人体に有害な難分解性有害物質として、様々な化合物、例えばダイオキシン類やビスフェノールＡ、ノニルフェノール、フタル酸エステル類などの環境ホルモン、ジクロロメタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、ジクロロエチレンなどの揮発性ハロゲン化炭化水素類、ベンゾピレンなどの発がん性物質等が知られている。これらは、都市ごみや産業廃棄物の焼却設備や様々な燃焼設備、機器類などから自然界に排出され、また、化学物質の製造工程においても排出される場合があり、大きな社会問題となっている。
このような物質のうち、例えばダイオキシン類等は、生物により分解され難いことから、多くの生物の体内に取込まれ、食物連鎖により、最終的には動物体内に蓄積されて濃縮され、発がん性や催奇形成性を示すことが知られている。
そこで、これらダイオキシン類等の発生を抑制する方法が検討、提案されており、例えば、自動車や焼却炉などからの排出ガスを高温燃焼する方法が提案されている。しかしながら、このような方法においてもダイオキシン類等の発生を充分に抑制できるまでには至っていない。そして、大気中に放出されたダイオキシン類等は、雨水や雪とともに地上に降りて土壌に蓄積される。このように、自然界に放置されたダイオキシン類等を無害化するための有効な手段は見出されていない。
【０００３】
前記ダイオキシン類の分解方法は、高温分解法、化学的分解法及び生物的分解法に大別することができる。高温分解法としては、焼却炉などを用い、８００℃以上の温度で燃焼させる技術が挙げられ、化学的分解法としては、アルカリ性条件下において３５０℃程度に保持することで、脱塩素を起こさせる技術が知られている。
また、生物的分解法については、ある種の微生物がダイオキシン類を分解すること［「バイオ・インダストリィ（ＢＩＯ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ）」、第１５巻、第２号、第５〜１３ページ（１９９８年）、「化学」第５２巻、第１０号、第２４〜２５ページ（１９９７年）］が報告されて以来、その微生物を用いた分解法が積極的に研究されている。
【０００４】
しかしながら、前記の高温分解法や化学的分解法においては、処理設備が高価であるために、特に処理量が多い場合には、処理コストが極めて高くつくのを免れない上、発生する排気ガス中に微量ながらダイオキシン類が残存するため、その排出への懸念がある。さらに、この排出されたダイオキシン類が雨水などと共に地面に降り、土壌中に蓄積され、このような汚染土壌については、別途再処理する必要がある。以上の理由から、ダイオキシン類の分解技術としては、充分に満足し得るものではない。
一方、微生物を用いる生物的分解法においては、上記のような懸念は少ないものの、汚染物質の処理のためには、その物質に微生物を増殖させる必要があり、また事前に汚染物質を滅菌処理する必要があるなど、操作が煩雑である。さらに、汚染物質に対し、増殖した微生物の作用を長期間確保させるために、処理期間中の維持管理が必要となるなどの問題がある。
他方、植物を用いてダイオキシン類で汚染された物質を浄化する方法として、ウルシ属、サクラ属などを用いる技術が提案されているが（特開２００１−２３２３４５号公報）、該方法では手間とコストがかかるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、難分解性物質、特に毒性の強いハロゲン化ダイオキシン類を、植物を用いて、多大な設備費やコストをかけることなく分解し、該難分解性物質に汚染された汚染物を浄化する方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ある種の植物が、難分解性物質、特に毒性の強いハロゲン化ダイオキシン類の分解に有効であり、該植物を用いることにより、その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）ナス科植物を温度１０〜６０℃の範囲で用いることを特徴とする難分解性物質の分解方法、
（２）ナス科植物がナス属植物である上記（１）の難分解性物質の分解方法、
（３）ナス属植物がジャガイモである上記（２）の難分解性物質の分解方法、
（４）ジャガイモの品種がアーリーローズである上記（３）の難分解性物質の分解方法、
（５）ジャガイモを破砕し、その搾り汁を用いる上記（３）、（４）の難分解性物質の分解方法、
（６）難分解性物質が、ハロゲン化ジベンゾオキシン類及び／又はハロゲン化ジベンゾフラン類である上記（１）の難分解性物質の分解方法、
（７）ジャガイモの塊茎粉砕物及び／又はジャガイモ搾り汁を土壌中に鋤き込む上記（３）〜（６）の難分解性物質の分解方法、
（８）水中に存在する難分解性物質を分解する上記（１）、（６）の難分解性物質の分解方法、及び
（９）ジャガイモの塊茎を難分解性物質含有排水中に投入して粉砕する、あるいは該排水中でジャガイモを水耕栽培する上記（８）の難分解性物質の分解方法、を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の難分解性物質の分解方法においては、難分解性物質で汚染された土壌又は水中の難分解性物質を、ナス科植物を用いて分解して、汚染土壌又は水を浄化する。
ここで、本発明の方法が適用される難分解性物質としては、炭素数が６以上の難分解性芳香族化合物、例えばダイオキシン類、ハロゲン化ビフェニル類、ビスフェノール類、アルキルフェノール類、ハロゲン化フェノール類、フタル酸エステル類など、及び１〜４個の炭素原子と少なくとも１個のハロゲン原子からなる難分解ハロゲン化炭化水素などが挙げられるが、これらの中で、毒性の強いダイオキシン類及びハロゲン化ビフェニル類、特にハロゲン化ダイオキシン類に適用するのが好ましい。
ここで、ハロゲン化ダイオキシン類としては、ハロゲン化ジベンゾオキシン類やハロゲン化ジベンゾフラン類が挙げられる。ハロゲン化ジベンゾオキシン類の例としては、２，３，７，８−テトラクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン、１，２，３，７，８−ペンタクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン、１，２，３，４，７，８−ヘキサクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン、１，２，３，４，６，７，８−ヘプタクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン、１，２，３，４，６，７，８，９−オクタクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシンなどの化合物が挙げられる。
【０００７】
また、ハロゲン化ジベンゾフラン類としては、例えば、２，３，７，８−テトラクロロジベンゾフラン、１，２，３，７，８−ペンタクロロジベンゾフラン、２，３，４，７，８−ペンタクロロジベンゾフラン、１，２，３，４，７，８−ヘキサクロロジベンゾフラン、１，２，３，６，７，８−ヘキサクロロジベンゾフラン、１，２，３，７，８，９−ヘキサクロロジベンゾフラン、２，３，４，６，７，８−ヘキサクロロジベンゾフラン、１，２，３，４，６，７，８−ヘプタクロロジベンゾフラン、１，２，３，４，６，７，８，９−オクタクロロジベンゾフランなどの化合物が挙げられる。
さらに、ハロゲン化ビフェニル類としては、例えばオルト位以外に塩素原子が置換したコプラナー（Ｃｏｐｌａｎａｒ）ＰＣＢ類があり、具体的には３，３´，４，４´−テトラクロロビフェノール、３，３´，４，４´，５−ペンタクロロビフェノール、３，３´，４，４´，５，５´，−ヘキサクロロビフェノールなどの化合物が挙げられる。
本発明においては、これらの難分解性物質の分解にナス科植物が用いられる。該ナス科植物は双子葉植物の一科であって、中南米の熱帯を中心に約百属二千種があり、日本には十数種が自生している。本発明においては、このナス科植物の中でもナス属植物、特にジャガイモが好適である。
【０００８】
ナス科植物を用いて、難分解性物質を分解する場合、その根や塊茎などに存在する植物生体物質が利用される。したがって、ナス科植物を用いる際の温度は、１０〜６０℃、好ましくは１５〜５０℃の範囲において、使用されるナス科植物の種類やその使用形態に応じて適宜選択される。
本発明で好ましく用いられるジャガイモは、ナス科ナス属に属する一年生作物で、南米のペルー、ボリビアなどの中央アンデス山地が原産である。世界の各地で広く栽培されており、塊茎で繁殖する。多数の栽培品種があるが、中でもアーリーローズが、難分解性物質の分解能の点から好ましい。該ジャガイモとしては、自然界に生育しているもの、栽培されているもの、遺伝子組換えを行ったものなど、いずれも用いることができる。
【０００９】
前記ジャガイモの使用方法としては、土壌中のハロゲン化ダイオキシン類などの難分解性物質を分解する場合には、例えばジャガイモの塊茎粉砕物及び／又はその搾り汁を土壌中に鋤き込む方法、あるいはジャガイモを土壌で栽培する方法などを用いることができる。
一方、水中に存在するハロゲン化ダイオキシン類などの難分解性物質を分解する場合には、ジャガイモの塊茎を難分解性物質含有水中に投入して粉砕する方法、あるいは難分解性物質含有水中でジャガイモを水耕栽培する方法などを用いることができる。
ジャガイモの塊茎を粉砕する際に用いられる機器としては特に制限はなく、従来公知の粉砕機を用いることができる。また、搾り汁を採る場合の機器についても特に制限はなく、従来公知の圧搾機や絞汁機を用いることができる。
【００１０】
難分解性物質で汚染された土壌でジャガイモを栽培する方法としては、使用する品種に適した気温において、通常のジャガイモ栽培法を採用することができる。また、ジャガイモの塊茎粉砕物及び／又はその搾り汁を難分解性物質で汚染された土壌中に鋤き込む場合、その量は、１ｍ２当たり、通常０．１〜１００ｋｇ程度、好ましくは０．５〜２０ｋｇの範囲である。ダイオキシン分解の点からは、ジャガイモの量が大きいほど好ましいが、腐敗などの問題が生じる可能性があるため、上記の範囲が好ましい。
また、鋤き込みは、難分解性物質が存在する範囲に行うのがよいが、通常表層から３０ｃｍ程度の深さまでの範囲で行われる。
ところで、一般的にハロゲン化ダイオキシン類などにより汚染された土壌は、その汚染の形態が、ハロゲン化ダイオキシン類などが土壌に強固に吸着されている。このように汚染物質であるハロゲン化ダイオキシン類などが土壌に強固に吸着された状態においては、ジャガイモの栽培や、ジャガイモの塊茎粉砕物及び／又はその搾り汁の鋤き込みによって、土壌中に放出される分解物質によるハロゲン化ダイオキシン類などの分解作用が効果的に発揮されないことがある。
【００１１】
そこで、ハロゲン化ダイオキシン類などにより汚染された土壌に、ハロゲン化ダイオキシン類などの溶出剤を添加して、土壌に強固に吸着された状態にあるハロゲン化ダイオキシン類などを土壌から溶出させ、分解物質による作用が効果的に行われるようにするのがよい。この溶出剤の添加量は、汚染土壌１リットル当たり純物質換算で０．１〜２０ｇ、好ましくは０．５〜１０ｇとするのがよい。
このハロゲン化ダイオキシン類などの溶出剤としては、有機溶剤、界面活性剤、フミン酸、溶解性リグニンおよび溶解性セルロースの中から選択される物質が挙げられる。この溶出剤に適した有機溶剤としては、アセトンやメチルエチルケトンなどのケトン類、メチルターシャリ−ブチルエーテルなどのエーテル類、酢酸エチルなどのエステル類、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、リモネンなどのテルペン系化合物等が挙げられる。これら有機溶剤をジャガイモの栽培された土壌に施す場合には、ジャガイモの生育を妨げることのないように、水で希釈して施す、あるいは有機溶剤の濃度が十分に低下した後に処理を行うのがよい。また、界面活性剤としては、特にノニオン系界面活性剤が好適に用いられ、特に好ましいのは、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートおよびポリオキシエチレンソルビタントリオレエートが挙げられる。
【００１２】
さらに、上記のハロゲン化ダイオキシン類などにより汚染された土壌に、ハロゲン化ダイオキシン類などの分解能を有する木材腐朽菌を生育させると同時に、ジャガイモの栽培を行うことによって、より効果的にハロゲン化ダイオキシン類などによる汚染土壌の浄化を行うことができる。ここで用いるのに適した木材腐朽菌としては、例えばシゾフィラム（Ｓｃｈｉｚｏｐｈｙｌｌｕｍ）属や、トラメテス（Ｔｒａｍｅｔｅｓ）属、プレウロタス（Ｐｌｅｕｒｏｔｕｓ）属、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）属に属する菌が挙げられる。
【００１３】
これらハロゲン化ダイオキシン類などの分解能を有する木材腐朽菌をハロゲン化ダイオキシン類などによる汚染土壌に生育させるにあたっては、この汚染土壌にジャガイモを定植する前に木材腐朽菌を接種するのがよい。その理由は、ハロゲン化ダイオキシン類などによって汚染されている土壌には、常在菌が棲息しており、この常在菌が、汚染土壌に接種されたハロゲン化ダイオキシン類などの分解能を有する木材腐朽菌の増殖を阻害することが多いからである。したがって、この木材腐朽菌を接種する汚染土壌に棲息する常在菌の増殖抑制処理を施した後に、ハロゲン化ダイオキシン類などの分解能を有する木材腐朽菌を接種してその増殖促進をはかるとともに、上記植物の生長を促進するようにするのが効果的である。
【００１４】
このハロゲン化ダイオキシン類などの分解能を有する木材腐朽菌の増殖を阻害する常在菌の増殖抑制処理方法としては、この汚染土壌を、６５℃以上で加熱処理する方法や、濃度６０％（ｗ／ｖ）以上のエチルアルコール水溶液による処理法、濃度６０％（ｗ／ｖ）以上のアセトン水溶液による処理法および該土壌に対して０．５重量％以上の過酸化水素水による処理法の一種または二種以上の処理法を適用することができる。これら増殖抑制処理法は、処理対象の汚染土壌中の増殖抑制すべき常在菌の種類や棲息数の多少により、ハロゲン化ダイオキシン類などの分解能を有する木材腐朽菌の増殖に対する阻害の度合いを判断して、適用する増殖抑制処理法やその度合いを選択すればよい。
次に水中に存在するハロゲン化ダイオキシン類などの難分解性物質の分解において、ジャガイモの塊茎を難分解性物質含有水中に投入して粉砕することにより、分解する場合には、該ジャガイモの塊茎の投入量は、難分解性物質含有水１ｍ３に対して、通常１〜５０００ｋｇ程度、好ましくは１０〜２０００ｋｇの範囲である。
この場合、難分解性物質の分解が、前記したように植物体を利用した反応であるため、分解温度は、通常１０〜６０℃、好ましくは１５〜５０℃、より好ましくは２０〜４０℃の範囲で選定される。
【００１５】
一方、難分解性物質含有水汚染水中でジャガイモを水耕栽培して、該難分解性物質を分解する場合には、該汚染水中に、例えばウレタンフォーム、やし繊維及び活性炭などの担体を浸漬して、水耕栽培を行うことができる。この水耕栽培においては、該汚染水の水耕栽培システムへの供給を循環方式とする以外は、通常の水耕栽培と同様に行えばよい。
このような水中に存在するハロゲン化ダイオキシン類などの難分解性物質の分解においても、前述の土壌中の難分解性物質の分解の場合と同様に、水中の浮遊物質には、ハロゲン化ダイオキシン類などが強固に吸着されているので、汚染水にハロゲン化ダイオキシン類などの溶出剤を添加し、該ハロゲン化ダイオキシンなどを浮遊物質から溶出させることが好ましい。
【００１６】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
比較例
よく水洗した生のジャガイモ（品種：アーリーローズ）の塊茎１１０ｇを、家庭用ジューサーで絞汁した。この搾り汁を別途準備した０．２モル／リットル濃度の酢酸緩衝液（ｐＨ５．０）１１０ミリリットルに懸濁し、ジャガイモ液とした。
前記ジャガイモ液５０ミリリットルを採り、１００℃で１０分間加熱処理したのち、これに１，３，６，８−テトラクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン（１，３，６，８−ＴＣＤＤ）、オクタクロロジベンゾ−Ｐ−ジオキシン（ＯＣＤＤ）、２，４，６，８−テトラクロロジベンゾフラン（２，４，６，８−ＴＣＤＦ）、及びオクタクロロジベンゾフラン（ＯＣＤＦ）を、それぞれ１００ｍｇになるように添加した。その後、２５℃で２４時間攪拌し、残存する４種のダイオキシン類量を測定した。
【００１７】
実施例
比較例において、１００℃での５分間の加熱処理を行わなかったこと以外は、比較例と同様に実施して、残存する４種のダイオキシン類を測定し、比較例の残存量に対する割合（％）を求めた。結果を第１表に示す。この割合が小さいほど、分解性がよいことを示す。
【００１８】
【表１】
2004008853.tif 000002
【００１９】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、難分解性物質、特に毒性の強いハロゲン化ダイオキシン類を、ナス科植物のジャガイモなどを用いて、多大な設備費やコストをかけることなく分解し、該難分解性物質に汚染された汚染物を浄化することができる。