(57)【要約】【課題】  地盤注入の目的を達した後の生分解性プラスチックスで形成された注入管、土壌浄化管または、水質調査のための調査管等、微生物の殆ど生息していない地盤中に埋設された土木用土中埋設管を掘り返したり、引き抜いたりして産業廃棄物として処理することなく、地中のそのままの位置で急速に分解する。【解決手段】  地盤中に生分解性プラスチック管を埋設し、目的を達した後の土中埋設管に、微生物を有効成分とする材料を填充または注入する。微生物を有効成分とする材料としては、微生物を含むコンポスト、土、堆肥、埴土、好気性菌、嫌気性菌等を有効成分とする物質、あるいはこれらを分散液に混合した注入液等が挙げられる。        【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に生分解性プラスチック管を埋設し、目的を達した後の土中埋設管に、微生物を有効成分とする材料を填充または注入することを特徴とする地盤中の埋設管の分解促進方法。
【請求項２】
請求項１において、微生物を有効成分とする材料が微生物を含むコンポスト、土、堆肥、埴土、活泥および分散液の群から選択される請求項１に記載の地中埋設管の分解促進方法。
【請求項３】
請求項１において、微生物を有効成分とする材料が嫌気性菌を有効成分として含有する請求項１に記載の地中埋設管の分解促進方法。
【請求項４】
地盤中に埋設した埋設管を通して注入材を注入して地盤を改良する地盤処理方法であって、前記埋設管が生分解性プラスチック管であり、この埋設管を通して地盤中に注入材を注入の後、微生物を有効成分とする材料を前記埋設管に填充または注入することを特徴とする地中埋設管を用いた地盤処理方法。
【請求項５】
請求項４において、注入材が地盤固結材、地盤浄化材、または空気である請求項４に記載の地盤処理方法。
【請求項６】
地盤中に埋設した埋設管を通して地盤または地下水を調査する地中調査方法において、前記埋設管が生分解性プラスチック管であり、前記調査を実施した後に微生物を有効成分とする材料を前記埋設管に填充または注入することを特徴とする地中調査方法。
【請求項７】
地盤中に埋設した埋設管を通して地盤を浄化し、または地下水を調査する地盤処理方法において、前記埋設管が生分解性プラスチック管であり、この埋設管を通して土壌浄化剤を注入し、あるいは地下水の水質を調査するために地下水を吸い上げた後、前記埋設管に微生物を有効成分とする材料を填充または注入することを特徴とする地盤処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤注入の目的を達した後の生分解性プラスチックスで形成された注入管、土壌浄化管または、水質調査のための調査管等、微生物の殆ど生息していない地盤中に埋設された土木用土中埋設の急速分解法に係り、詳細には注入または調査の後、管を地盤中に取り残し、埋め殺しにしたままにしても、急速に地中の微生物によって分解されて水、炭酸ガス等の無害な物質となり、下水工事、シールド工法のように地盤を掘削する際にも作業性を低下させ、または地下水にその成分が溶出したり等の心配のない地中埋設管の分解促進方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤中に注入材を注入して該地盤を強化するに際して、従来、ストレーナー注入管装置、二重管ダブルパッカ注入管装置、複数の注入用細管を結束した注入管装置等を使用することが知られている。
【０００３】
また、地下水の採取や地下への注水あるいは土層の浸水性を試験するために調査管を埋設したり、排水用のドレーン管を設置したり、また、近年土壌浄化のための浄化材や空気等を汚染土壌や河川、沼地等の汚染された水中に注入して浄化処理する方法が知られている。    
【０００４】
これら注入管や調査管は塩化ビニール、ポリエチレン、ポリプロピレン等、引張強度が大きく、かつ生物によって分解されない材料により構成されていたが、近年本出願人によって微生物で分解される注入管や調査管の全部または一部を生分解性プラスチックススで形成し、地盤内に注入材、浄化材、空気等を注入の後、注入管装置を地盤中や水中に取り残し、埋め殺しにしても、地中の微生物によって分解されて水、炭酸ガス等の無害な物質に変える方法が開発され特許となっている。（特許第３４０６５６７号）
【０００５】
また、産業廃棄物、家庭廃棄物、一般廃棄物等、各種廃棄物に含まれる有機物の生分解促進剤および生分解方法として、従来、ポリアミノ酸を有効成分として含む生分解促進剤およびこれを含む生分解方法が知られている。（特開２００１−２７０７９３号公報）
【０００６】
しかし、上述の公知技術は紙くず、木くず、パルプ、木綿、羊毛等の産業廃棄物、廃棄食料品、生ゴミ等の家庭廃棄物、動物の糞尿、動物の死体等の一般廃棄物等、各種廃棄物をコンポスト処理施設等のゴミ処理施設内で分解処理するものであり、埋設注入管等の処理とは対象を著しく異にする。  
【０００７】
一般に微生物は地表よりほぼ１ｍ以内の、植物に起因する有機物が多く存在する植土中に多く存在する。しかし、注入管や、調査井戸や、土壌浄化管等の土木用管は有機物の殆ど存在しない土中にあり、５〜１０ｍ以上あるいはそれ以上の深さにおよぶこともある。このためこのような条件下では、生分解性プラスチックスを用いても分解に有効に働く微生物の生存が少なく、長年月埋設しても分解されにくい。
【特許文献１】特許第３４０６５６７号公報
【特許文献２】特開２００１−２７０７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明の課題は、微生物の殆ど存在していない地中に埋設する生分解性プラスチックスで形成された注入管、調査井戸、土壌浄化管、土中の給水管等の土中埋設管を使用目的の達した後、そのままの位置で微生物が有効成分とする材料を上記土中埋設管中に注入または填充することにより急速に分解をさせ、上述の公知技術に存する欠点を改良した地中埋設管の分解促進方法を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を達成するため、本発明によれば、土中に埋設された使用目的を達したあとの全部または一部が生分解性プラスチックスで形成された注入管、調査井戸用管体あるいは土壌浄化管に微生物が存在しているコンポストや、土や、堆肥成分や、埴土や汚泥や、ラクトバチルス菌等の嫌気性菌や、その他微生物を含む材料を注入あるいは填充したり、あるいはこれらを有効成分とする分散液を注入または填充することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は微生物が殆ど存在していない地中深くに埋設された注入管、土壌浄化管、地下水観測管等の生分解性地中埋設管に使用目的を達成の後、微生物が存在しているコンポスト、土、堆肥成分、埴土、微生物を含む分散液等を注入あるいは填充するようにしたから、地中埋設管が地中のそのままの位置で急速に分解される。このため、土中深く埋設された地中埋設管を掘り返したり、引き抜いたりして、産業廃棄物として処理する必要がなく、地中のそのままの位置で分解処理される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体的に詳述する。
地盤中に埋設される地中埋設管は地盤固結材を注入したり、汚染浄化のための浄化材を注入したり、エアレーションのための空気を導入したり、等に利用され、さらに地下水観測のための観測井戸として利用される。
【００１２】
上述の地中埋設管は地盤固結材を注入したり、土壌浄化剤を注入して注入目的を達成し、さらには地下水調査を行って目的を達成し、その後は地下の利用に供するため、あるいは、自然環境保持のためにこれら地中埋設管は撤去されることが望ましい。しかし、現実には、これら埋設管を撤去することは地中深く掘り返えさなければならず、殆ど不可能に近い。ましてや、地盤固結材を注入した地盤では、注入管は固結材によって地盤に固着されており、引き抜くことは困難である。
【００１３】
本発明はこのような観点から開発されたものであって、地中埋設管中に注入ないしは填充された微生物は生分解性プラスチックスに付着し微生物のもつ加水分解酵素によって、ポリマーの高分子を結合していた鎖（エステル結合）が切られ、低分子量化された分解生成物となり、微生物に取り込まれる。（一次分解）
【００１４】
取り込まれた分解生成物は、微生物内でさらに分解され、一部（１０−１５％）は微生物の栄養源等の生体物となり、大部分（８５．９０％）は水と炭酸ガスとなって排出される。（二次分解）
【００１５】
本発明に用いられる生分解性プラスチックスは微生物により分解される高分子化合物であって、好ましくは熱可塑性であり、従来公知の押出成形により加工でき、注入管としての機械的強度を有するものが好ましい。なお、水溶性プラスチックス、特にアルカリ性の条件下で溶解するプラスチックスは、生物によっても分解され易く、本発明において好ましいものである。
【００１６】
その化学構造は（１）主鎖が脂肪族で、これにエーテル結合またはエステル結合を有するもの、（２）主鎖（または側鎖）に水酸基、カルボキシル基を有するもの、あるいは、（３）プラスチックスの光分解および微生物分解を誘因、促進する添加剤を含有することにより生物分解性が良好なプラスチックスであり、具体的には澱粉系、酢酸セルロース系、ポリ乳酸系、脂肪族ポリエステル系、ポリビニルアルコール系等の生分解性プラスチックスが挙げられる。これらの主原料には、性能の向上あるいは可撓性の付与等の目的で他の高分子化合物、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチックス、可塑剤、安定剤、着色剤等を必要に応じて添加することもできる。
【００１７】
上記（２）の水酸基あるいはカルボキシル基を有する化合物としては、脂肪族化合物が好ましい。これらの生分解性プラスチックスとしては、具体的には、上記（１）の例として、「ピオノーレ」（ポリオールとジカルボン酸の脂肪族ポリエステル）（昭和高分子株式会社と昭和電工株式会社）、「セルグリーン」（酢酸セルロース系、ポリカプロラクトン系）(ダイセル化学工業株式会社)、「ラクティ（乳酸系）」（株式会社島津製作所）、（２）の例として、「ポバール」（ポリビニルアルコール）（株式会社クラレ）、（３）の例として、「ワンダースターン」（トウモロコシ澱粉とポリエチレン）（ワンダー株式会社）等々が挙げられる。
【００１８】
上記生分解性プラスチックスには、ポリヒドロキシブチレート、ポリ乳酸、ポリグリコシド等の高融点生分解性プラスチックスをブレンドすることにより、加工性を向上させ、織物、不織布とすることにより袋体としても使用できる。これらの主原料は、土中ではバクテリアにより、例えば９０〜３００日程度の日数で分解される。
【００１９】
なお、生分解性プラスチックスは、その成形品と微生物の体内より代謝される酵素の表面反応であるため、成形品の厚みが厚いほど分解時間は長くなる。他方、注入材がアルカリ性の場合には、エステル結合を有する生分解性プラスチックスが加水分解を受けやすい。また、注入地盤は、酸性からアルカリ性まで、あるいは海水浸透等種々の異なる条件下にあり、さらに、注入材の注入によっても大きく変わってくる。したがって、注入管の分解速度は一概にはいえないが、掘削しない場合についてみると、１年といえども十分短期間といえる。また、注入後掘削する場合には、脆性のより大きな、生分解性プラスチックスを使用するのが好ましい。
【００２０】
本発明にかかる生分解性プラスチックスは必要に応じて耐候性を落とすことによって分解、あるいは強度の低下を促進させることもでき、そのような注入管装置を使用する場合には、特に、注入操作前の管理に配慮し、例えば直射日光に長期間曝すとか、雨中に放置することはできるだけ避けるのが好ましい。
【００２１】
生分解性プラスチックス製注入管としては強度、耐熱性から乳酸ポリマーや脂肪族ポリエステルを材質にしたものが利用されている。表１に従来のプラスチックスと生物分解性プラスチックスの性質の比較を表す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
本発明に用いられる使用目的を達したあとに生分解性プラスチック管内に注入または填充する材料には、有機物を分解する細菌や糸状菌等の微生物を多く含む醗酵堆肥を用いる。醗酵堆肥としては、腐葉土、鶏糞等の微生物を多く含む材料を混入し、高湿度にて十分に微生物を培養させた土を用いる。また、堆肥を混ぜ流動性を持たせた微生物を含む分散液を、地盤固結材を注入の後、引きつづいて注入地盤付近の土に、注入することで、注入管内のみならず、注入管の外側にも生分解しやすい環境をつくって一層分解を促進することができる。なお、注入以外に管内に押し込む等して填充してもよい。また、微生物が生分解しやすいように時々空気を管内に送り込むことが好ましい。
【００２４】
一般の土壌には１０兆個以上の微生物が存在しており、菌、細菌、真菌、藻類、原生動物、藻等が挙げられるが、そのうち生分解性プラスチックスに有効に働く微生物としては糖、脂肪族、乳酸のエーテル結合やエステル結合を加水分解する酵素をもつセルロース分解菌が特に有効である。
【００２５】
地中にて活性化する微生物としては爆気、攪拌による空気を送る必要のない通性嫌気性菌である醗酵菌、腐敗菌を用いることもできる。特に酵母菌、乳酸菌はアンモニア、メタン等の有毒物質を生成せず、同時に注入する堆肥中の有機物を用いて増殖し生物分解性プラスチックスの分解を促進する働きを持つ。
【００２６】
特に、ラクトバチルス（乳酸菌）のような嫌気性菌は全て無胞子の嫌気性菌であって、酸素を消耗しない状態でアルコールや有機酸を生成する。好気性担子菌や、糸状菌は地表面から１〜１０ｃｍ位にある土中の草木を腐らす。また、ラクトバチルス菌群は表層、中層、下層に分布される。したがって、生分解性プラスチック製埋設管がたとえ空気が殆どない地中５〜１０ｍ、あるいはそれ以深に埋設されていても、その内部にこれらの嫌気性菌を注入し、あるいは填充することにより、埋設管は容易に分解される。上述菌として、具体的には、ラクトバチルスで醗酵させた植物性有機物（油かす、米ぬか）、動物性有機物、あるいは埴土、汚泥、コンポスト等、植物繊維の腐蝕したもの、あるいは醗酵したもの等が使用される。
【００２７】
なお、本発明では、土中埋設管には、このほかに水中埋設管をも含むものとする。また、本発明に用いられる土中埋設管は必ずしも断面円形状とは限らず角状等、任意の形状のものも含む。
【００２８】
本発明に用いられる生分解性プラスチック管は土壌の浄化にも利用される。例えば、６価クロムで汚染された地盤に注入管を挿入し、この注入管を通して酸化鉄等の還元剤を注入して無毒化したり、あるいは有害有機物で汚染された地下水を、地盤中に挿入した吸水管を通して地上に吸い出し、無害化したり等である。また、地盤中に複数本の管を埋設し、一方の埋設管から土壌浄化剤を注入して汚染物質を無害化する一方、他方の埋設管から地下水を吸水して地下水中に含まれる汚染物質の濃度を測定し、浄化効果を確認する。
【００２９】
上述の埋設管として、生分解性プラスチック製のものを用い、上述のとおりの土壌浄化を行ったのち、生分解性プラスチックスを分解する微生物を有効成分とする材料を上記埋設管中に填充したり、注入したりすることによって、原位置のまま、地盤中で、かつ、短時間で埋設管を分解する。これにより、汚染物質も、埋設管も消滅し、もと通りの地盤に復旧される。また、使用済の埋設管を地盤かつ掘り出して産業廃棄物として処理する手間もなくなる。
【００３０】
また、本発明に用いられる生分解性プラスチック管は地下水調査にも利用される。地下水調査として、従来、地盤強化のための地盤注入の際に、周辺地盤に埋設管による観測井戸を設け、ここから採水を行って地下水の変化の有無を確認していた。本発明では、上述埋設管を生分解性プラスチック管に代え、観測終了後、微生物を有効成分とする材料を埋設管中に填充ないしは注入して埋設管を分解消滅する。
【００３１】
さらに、本発明に用いられる生分解性プラスチック管は地盤中の脱水（排水）にも利用される。例えば、軟弱地盤に瞬結グラウトや、可塑性グラウトや、スランプゼロのモルタルや、砂等を圧入し、周辺に土砂を押しやって土の密度を増大することにより、あるいは粘性土を圧蜜することにより地盤の改良が行われている。これらの圧入領域の間に透水管を埋設し、圧入によって間隙圧の上昇した地下水を脱水して地盤改良を促進する。このとき、脱水管（排水管）として本発明の生分解性プラスチック管を用い、脱水が進行してのち、脱水管中に微生物含有土砂を填充することにより、脱水管を分解消滅するとともに、脱水機能も消滅させ、周辺地盤とほぼ同じ土質に改良する。これにより、地盤改良後、いつまでも脱水による地盤沈下が続くことがない。なお、埋設管を地盤中に設置する際、はじめから透水性の砂と微生物含有材料を混合して填充することもできる。埋設管の材料と、厚さと、微生物の種類によって、あらかじめ埋設管の分解期間が想定できる。このため、脱水効果を必要とする期間と、埋設管が分解消滅する期間とを同じくして通常の地盤にもどすことができる。
【００３２】
さらにまた、透水性管（あるいはドレーン材）に本発明に用いられる生分解性プラスチック管を用い、これを軟弱地盤に埋設し、圧蜜効果による地盤改良を行ってのち、前記透水性管（あるいはドレーン材）中に微生物を有効成分とする材料を填充あるいは注入することにより、透水性管（あるいはドレーン材）を分解消滅させる。この際、土砂等とともに微生物を填充すれば、最終的には周辺地盤とほぼ同一の土質となり、いつまでも排水効果による地盤沈下が起こることはない。
【実施例】
【００３３】
以下、塩化ビニール、紙と乳酸ポリマーの混合物、脂肪族ポリマーを素材とした注入管の埋設試験の結果を示す。
地中１〜１０ｍに埋設することから、地表近く微生物の多く住む土壌を想定した（イ）農業用堆肥に埋設したもの、地下５ｍ以深の砂を多く含む土壌を想定した（ロ）豊浦標準砂に埋設したもの、本発明の地下５ｍ以深の砂を多く含む土壌を想定した（ハ）豊浦標準砂に埋設したものであって、その内部に微生物を多く含む材料を注入または填充することを想定した管内に農業用堆肥を詰めたもの、以上３条件で行った。
【００３４】
注入管としては、比較として従来の塩化ビニールを素材とする注入管、本発明の土中埋設管、生分解性プラスチックス管として紙と乳酸ポリマーの混合物を素材とする注入管と脂肪族ポリエステルを素材とする注入管の２点、合計３点を用意した。
【００３５】
１．試料
(1) 塩化ビニールを素材とする注入管
(2) 紙と乳酸ポリマーの混合物を素材とする注入管（生分解性プラスチック管）
(3) 脂肪族ポリエステルを素材とする注入管（生分解性プラスチック管）
【００３６】
２．試料サイズ
長さ５００ｍｍ、外径５０ｍｍ、管厚２．５ｍｍのサイズの試料。（注入管）
【００３７】
３.試験条件
（イ）農業用堆肥に埋設
（ロ）豊浦標準砂に埋設  
（ハ）管内に農業用堆肥を詰めたものを豊浦標準砂に埋設
埋設条件：５８℃一定・水分含有６０％・暗所・静置
埋設期間：約１２０日
【００３８】
４．実験結果
実験結果より、本発明の地下５ｍ以深の砂を多く土壌に微生物を多く含む注入材を注入することを想定した（ハ）管内に農業用堆肥を詰めたものを豊浦標準砂に埋設した条件下では、紙と乳酸ポリマーの混合物を素材とする注入管、脂肪族ポリエステルを素材とする注入管共に８４日〜１１９日で力を加えると崩壊するか、形状がなくなるまでに分解が進んだ。実験結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
2005350538.tif 000003
【００４０】
（イ）の実験結果より、従来の注入管では農業用堆肥中でも殆ど変化がないことが判る。それに対して生分解性プラスチック管は用意に短期間のうちに分解されることが判る。
【００４１】
（ロ）の実験結果より、生分解性プラスチックスでも豊浦標準砂中では分解が極めて遅いことが判る。
【００４２】
（ハ）の実験結果より、微生物を含有する堆肥を含む材料を生分解性プラスチック管に注入または填充した場合、微生物の殆どない土中でも急速に分解が進むことが判った。  
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかる地中埋設管の分解促進方法によれば、
１．注入管、調査管、土壌浄化管、排水管、等の埋設管がその目的を達したあと、土中で分解され短期間に元に戻るため環境への影響が少ない。
２．微生物により注入管の分解が促進されるため、その後の地下掘削等の工事においても注入管が工事の作業性を損なうことがない。
という利点を生じ、産業上の利用可能性が大きい。