(57)【要約】【課題】従来の汚染土壌及び地下水の浄化方法の中で、本願に関係するバイオレメデエーション法は、環境に左右されて最適期間内に浄化することができない場合があり不安定なものであった。【解決手段】汚染領域を掘削し汚染土壌５と添加された炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とした栄養塩６を積層し、ブロワー3で強制給気することにより、土着している好気性微生物群が増殖、活性化し、揮発性有機化合物による汚染土壌５を分解処理でき、浄化された土壌を元の場所に埋め戻すまたは、リサイクルすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とした栄養塩を汚染土壌に添加し、前記汚染土壌を積層またはコンテナに充填せしめ、前記汚染土壌内に通気用の配管を埋設し、前記配管から空気を送風手段により強制給気することにより、前記栄養塩によって好気性微生物を増殖かつ活性化させ、前記汚染土壌の揮発性有機化合物を分解処理する工法を用いた浄化方法。
【請求項２】
前記汚染土壌から浸出する浸出水を、積層またはコンテナに充填せしめた汚染土壌に散水することを特徴とした請求項１に記載の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はバイオレメデエーション法を用いて嫌気性微生物を活性化し、有機塩素系化合物で汚染された土壌の浄化を促進して、汚染領域を短期間に浄化する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、土壌及び地下水の汚染の浄化設備とその浄化方法として、真空抽出法、揚水曝気法、石灰法、鉄粉法、土壌掘削置換法、土壌湿気式洗浄法、不溶化処理法、気・液混合井戸方法、エアースパージング方式、バイオレメディエーション法と、浄化に関して様々な方法が用いられるが、短期間で、土壌及び地下水の汚染の浄化ができる方法は、鉄粉法とバイオレメディエーション法である。
【０００３】
原位置での生物学的処理が可能で、炭素数が１０以上の脂肪酸、炭素数が１２以上のアルコール、炭素数が１４以上の直鎖状飽和脂肪酸と１価アルコールのエステル、炭素数が１４以上の直鎖状飽和脂肪酸と多価アルコールのエステル、炭素数が１６以上の脂肪酸とグリセリンのエステルなどを土壌中に埋設して、土壌や地下水の硝酸態窒素及び揮発性有機化合物を低減させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とし、特に粒径１００ｍｍ以内の粒子状に成形し、主に廃水処理に用いる脱窒素促進剤およびこの脱窒素促進剤を用いた水処理方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３７００８５号公報（第４〜１４頁、第１〜３図）
【特許文献２】特開２０００−３３４４９２号公報（第３〜９頁、第１〜４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の土壌及び地下水の汚染の浄化設備とその浄化方法では、鉄粉法は土壌を掘削してゼロ化鉄粉を注入する方法で、化学反応により短期間に土壌浄化するが、現状では汚染領域を絞って掘削する方法が主流の為、汚染領域全てを最適期間内に浄化することができなく、しかも高額な施工費用がかかる。またバイオレメデエーション法は、環境に左右され最適期間内に浄化することができない場合もあり不安定である。
さらに浄化処理剤についても、従来の栄養塩類では、（例えばポリ乳酸エステル）水に対する溶解度が高く、この場合供給した栄養塩（の消費量）の地下水への溶出が早く（多く）、したがって頻繁に栄養塩の追加（継続）投与が必要であった。また、炭素数が１０以上の脂肪酸は土壌中の水分への溶出が遅く、汚染土壌での最適量の溶出が管理できない。
したがって、ここに、浄化処理剤の溶解度が最適で、常時処理が安定し、メンテナンスが楽なものが切望されていた。また、汚染土壌を掘削しないバイオレメデエーション法では、地下の汚染土壌浄化の状態が判断しにくく、さらに汚染土壌を掘削しても、その汚染土壌を廃棄物として処理する場合には特別管理産業廃棄物となり、莫大な費用とエネルギーが必要となる等の課題が多かった。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、汚染土壌を掘削して、栄養塩を添加することにより、土壌に生息する好気性微生物を長期（常時）に安定して増殖・活性化させて、浄化処理・管理を最適化し、かつ各浄化処理の設備・施設を簡略化し、さらに、限られた場所で有効に汚染土壌の浄化方法を提供することを目的とする。つまり、施工費用が比較的安いバイオレメデエーション法に注目し、特定の栄養塩を選定した好気性微生物処理によって土壌の汚染の浄化を促進せしめ、炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とした栄養塩（カプロン酸、ペンタンカルボン酸、ブチル酢酸、エナント酸、エナンチル酸、ヘキサンカルボン酸、ペンチル酢酸、カプリル酸、ヘプタンカルボン酸、ヘキシル酢酸、ペラルゴン酸、オクタンカルボン酸、ヘプチル酢酸等）を汚染領域の上流側に注入することにより、掘削した汚染土壌全てを最適期間内に安定して浄化できる工法を用いた浄化方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の汚染土壌の浄化方法は、上記目的を達成するために、炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とした栄養塩を汚染土壌に添加し、前記汚染土壌を積層またはコンテナに充填せしめ、前記汚染土壌内に通気用の配管を埋設し、前記配管から空気を送風手段により強制給気することにより、前記栄養塩によって好気性微生物を増殖かつ活性化させ、前記汚染土壌の揮発性有機化合や油分を分解処理する工法を用いたものである。
【０００７】
本発明は、汚染領域を掘削等により状況把握した後、非汚染領域の地表に浸出水が地下に浸透しないよう防水シートを１度から３度の勾配を維持するように敷き、その上に砂利を敷き詰め、その上に給気用の配管を設置し、前記汚染領域を掘削した汚染土壌を積み上げ、前記汚染土壌に炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とした栄養塩を添加し、前記汚染土壌に前記配管から強制的に空気を供給することにより、汚染土壌に土着している好気性微生物の増殖かつ活性促進させることにより、汚染土壌に含有する
揮発性有機化合物や油分をバイオ的に安定して分解（還元的脱塩素化反応による浄化、無害化）処理することができ、最適の工期間で汚染土壌全体を浄化することができ、汚染土壌から浸出する浸出水は貯留手段（例えば、貯留槽、貯留容器）で溜められ、適宜汚染土壌に散水することにより、２次公害を引き起こす恐れもなく、浸出水の汚染も浄化できる。
【０００８】
また、本発明は、汚染領域を掘削等により状況把握した後、非汚染領域の地表にコンテナを設置し、前記コンテナの下部に給気用の配管を設置し、前記汚染領域を掘削した汚染土壌を積み上げ、前記汚染土壌に炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とした栄養塩を添加し、前記汚染土壌に前記配管から強制的に空気を供給することにより、汚染土壌に土着している好気性微生物の増殖かつ活性促進させることにより、汚染土壌に含有する揮発性有機化合物や油分をバイオ的に安定して分解（還元的脱塩素化反応による浄化、無害化）処理することができ、最適の工期間で汚染土壌全体を浄化することができ、汚染土壌から浸出する浸出水は、コンテナ底部のドレンパンに溜められ、適宜汚染土壌に散水することにより、２次公害を引き起こす恐れもなく、浸出水の汚染も浄化できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、汚染領域を掘削等により状況把握した後、非汚染領域の地表に防水シートを敷きその上に砂利を敷き詰め、その上に給気用の配管を設置し、前記汚染領域を掘削した汚染土壌を積み上げ、前記汚染土壌に炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とした栄養塩を添加し、前記汚染土壌に前記配管から強制的に空気を供給する工法または、汚染領域を掘削等により状況把握した後、非汚染領域の地表にコンテナを設置し、前記コンテナの下部に給気用の配管を設置し、前記汚染領域を掘削した汚染土壌を積み上げ、前記汚染土壌に炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とした栄養塩を添加し、前記汚染土壌に前記配管から強制的に空気を供給することにより、汚染土壌に土着している好気性微生物の増殖かつ活性促進させることにより、汚染土壌に含有する揮発性有機化合物をバイオ的に安定して分解（還元的脱塩素化反応による浄化、無害化）処理することができ、最適の工期間で汚染土壌全体を浄化することができ、汚染土壌から浸出する浸出水も浄化できる。
【００１０】
また、本発明の汚染土壌を積層する方法又はコンテナに充填する工法を用いることにより、汚染土壌を浄化する場所が限られた場合のおいてはも有効に浄化できる。
【００１１】
さらに、最適の工期間で汚染土壌全体を汚染土壌をバイオ的に安定して分解（還元的脱塩素化反応による浄化、無害化）処理することができるため、浄化された土壌を元の場所に埋め戻すまたは、リサイクルすることができ、特別管理産業廃棄物として廃棄する必要も無く、莫大な費用とエネルギーを削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
請求項１に記載の本発明によれば、現地の汚染状況や周辺の各種状況に応じた特定の栄養塩（炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とした栄養塩）を選定し、掘削した汚染土壌に添加することにより、防水シート上に積層又はコンテナに充填された汚染土壌の浄化処理を促進せしめ、汚染土壌全体を最適期間内に安定して浄化でき、メンテナンスフリー、かつ安価格の浄化工法とすることができる。
つまり、炭素数が6以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とする栄養塩は、土壌中の水分に対して徐々に溶解するものであり、その溶出の速度は炭素数が大きいほど溶出しにくく、汚染土壌の含水率と、特定の栄養塩（例えば、カプロン酸、ペンタンカルボン酸、ブチル酢酸、エナント酸、エナンチル酸、ヘキサンカルボン酸、ペンチル酢酸、カプリル酸、ヘプタンカルボン酸、ヘキシル酢酸、ペラルゴン酸、オクタンカルボン酸）および送風手段により強制給気する給気温度と、給気量との相関により、好気性微生物の活性化・増殖による有機塩素系化合物や油分の分解を短期間で安定・最適化できるものとなる。
【００１３】
特に本発明を実施する場合においては、掘削した汚染土壌の一部を分析し、汚染物質を特定することと、その含水率を測定することにより汚染土壌の性質を把握し、例えば、有機塩素化合物であるトリクロロエチレンや、が含有されていて、含水率が２０％以下の汚染土壌（表層部分）においては、栄養塩をカプロン酸、ペンタンカルボン酸を主成分とする栄養塩を選択し、送風手段はブロワーやファン等を用い、熱源として石油温風ヒーター等を使用して送風温度を１５℃〜３８℃（好ましくは２０℃〜３５℃）に設定して、ブロワーのダンパーにより送風量を制御して汚染土壌内の通気用配管に給気することにより、土着している好気性微生物を増殖かつ活性促進させることにより、汚染土壌に含有する揮発性有機化合物や油分をバイオ的に安定して短期間に低分子化して二酸化化炭素と水に分解できる。
【００１４】
また、掘削した汚染土壌の一部を分析し、汚染物質を特定することと、その含水率を測定することにより汚染土壌の性質を把握し、例えば、有機塩素化合物であるトリクロロエチレンや、が含有されていて、含水率が２０％以上の汚染土壌（表層部分）においては、栄養塩をペラルゴン酸、オクタンカルボン酸を主成分とする栄養塩を選択し、送風手段はブロワーを用い、熱源として石油温風ヒーターや、電気ヒーターを使用して送風温度を２０℃〜４０℃（好ましくは２５℃〜３８℃）に設定して、ブロワーやファンのダンパーにより送風量を制御して汚染土壌内の通気用配管に給気することにより、栄養塩が汚染土壌の水分により溶出して、土着している好気性微生物の餌となり、増殖かつ活性促進させることにより、汚染土壌に含有する揮発性有機化合物や油分をバイオ的に安定して短期間に低分子化して二酸化化炭素と水に分解できる。
【００１５】
請求項２に記載の本発明によれば、汚染土壌から浸出する浸出水を、積層またはコンテナに充填せしめた汚染土壌に散水することにより、栄養塩の溶出を促進することにより、土着している好気性微生物の餌となり、増殖かつ活性促進させることができ、かつ、浸出した水分を分析することにより、浄化の状況が判断できる。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の汚染土壌の積層状態での浄化の概要を示す斜視図である。
【００１７】
図１において、汚染領域の土壌を掘削し、非汚染領域に防水シート１を敷き、前記防水シート１の上部に砂利２を敷き詰めその上にブロワー３から係連された給気配管４が設置される。前記給気配管４を設置した後、汚染土壌５を敷き詰め、その上に栄養塩６を添加し、さらにその上に前記汚染土壌５を敷き詰める。前記汚染土壌５と前記栄養塩６との積層は、場所により異なるが、複数段の積層にすることが望ましい。
【００１８】
前記汚染土壌５には、有機塩素化合物、揮発性有機化合物ＶＯＣ（例えば、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ホルムアルデヒド、トルエン、ベンゼン、キシレン等）や廃油が含有されている。これらは化学的に安定していて分解しにくい性質があり、産業界で種々の用途に普及した反動として、今や特に土壌及び地下水の汚染の原因ともなっている。
【００１９】
前記栄養塩６は、炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸を主成分とした栄養塩を特定し、前記汚染土壌５内の好気性微生物群を増殖かつ活性化させる栄養剤となる。
【００２０】
具体的には、炭素数が６以上の直鎖状飽和モノカルボン酸には、例えばカプロン酸、ペンタンカルボン酸、ブチル酢酸、エナント酸、エナンチル酸、ヘキサンカルボン酸、ペンチル酢酸、カプリル酸、ヘプタンカルボン酸、ヘキシル酢酸、ペラルゴン酸、オクタンカルボン酸、ヘプチル酢酸等を主成分とするものが上げられ、前記汚染土壌５の含水率により適宜選択される。
【００２１】
前記汚染土壌５の浄化方法は、掘削した前記汚染土壌５の一部を分析した後、その前記汚染土壌５の含水率や温度を測定して、熱源装置７（電気ヒーター、石油温風ヒーター等）の供給温度を２０℃〜４０℃（好ましくは２５℃〜３８℃）設定する。
【００２２】
さらに、前記熱源装置７は係連された前記ブロワー３により前記給気配管４を介して前記汚染土壌５に強制的に給気される。
【００２３】
これにより、前記汚染土壌５に土着している好気性微生物の活性環境を作り出し、好気性微生物が活性する温度で、しかも前記栄養塩６が添加されていることにより、好気性微生物が、増殖及び活性して、前記汚染土壌５に含有されている有機塩素化合物、揮発性有機化合物ＶＯＣ、廃油が分解される。
【００２４】
また、前記汚染土壌５から前記防水シート１に浸出する浸出水は、集水溝８に集められ、集水配管９を介して貯留槽１０に溜められる。
【００２５】
前記貯留槽１０の浸出水は、散水ポンプ１１によって汲み上げられ、散水配管１２を介して積層された前記汚染土壌５の上部から散水することにより、排水処理の設備を必要とせず、散水することで添加されている前記栄養塩６を溶出させることができ、好気性微生物により、前記汚染土壌５に含有されている有機塩素化合物、揮発性有機化合物ＶＯＣ、廃油の分解を更に促進できる。
【００２６】
また、前記貯留槽１０の浸出水を一部取出して、ガスクロマトグラフィーで分析することにより、前記汚染土壌５の浄化の状態が判断することができ、浄化された土壌は元の場所に埋め戻すことができ又は、再利用することができる。
【００２７】
前記栄養塩６のカルボン酸としては、炭素数が６以上であることが必須であり、炭素数が６未満（例えば、ギ酸、酪酸）では浸出水に対する溶解度が大きすぎるため、浸出水に炭素数が６未満（例えば、ギ酸、酪酸）の基気成分の殆どが溶解し、雑菌の繁殖等による悪臭等の浸出水の水質の不安定化という課題があり、前記汚染土壌５の含水率と、特定の前記栄養塩６および前記ブロワー３により強制給気する給気温度と、給気量との相関をとって好気性微生物を増殖及び活性化させる環境を作り出し、制御し、短期間で汚染土壌を浄化することが難しい。
【００２８】
また、炭素数の上限は特に設ける必要はないが、工業的に大量に入手可能なものとしては炭素数が１８程度までと考えられる（が必ずしも、炭素数が１８以下のものに限られるものではないことは言うまでもない）。炭素数が大き過ぎると、水溶解性が更に悪く（溶解に時間がかかり）なり、前記栄養塩６としての効果（実効性）が低くなるのは上述したとおりである。
【００２９】
また、本願のカルボン酸は、直鎖状構造を有し、さらには、飽和モノカルボン酸であることが好ましい（これらの基本的な内容等については、特開２０００−３３４４９２号公報に記載されている）。
【００３０】
前述のとおり炭素数が大きい前記栄養塩６の場合、前記汚染土壌５への溶解に時間がかかり、前記栄養塩６としての効果が低くなる（遅効性）が、例えば、本願のカルボン酸（高級脂肪酸）にアルコール（グリセリン）を加えてエステル（油脂）としても良い。つまり、カルボン酸をグリセリンによってエステル結合となし、カルボン酸の水溶性が増すことになり、カルボン酸による浄化の補助的な寄与が期待できることになる（これらの内容等については、特開２００２−３７００８５号公報に記載されている）。
【００３１】
仮に、端的に汚染の浄化処理期間の観点から見れば、短期〜中期〜長期等があり、例えば、短期とすれば、炭素数が小さくカルボン酸、かつ、カルボン酸をグリセリンによってエステル化した栄養塩とすることが考えられる。逆に長期とすれば、炭素数が大きいカルボン酸（例えば、ステアリン酸）、グリセリンを使用しない栄養塩とすること等が考えられる。つまり、カルボン酸の炭素数やグリセリンの添加量を自在に選択し、その添加量等の・最適の浄化処理条件を制御でき、限られた場所での対応が自在にできることになる。
【００３２】
以上の説明により、バイオ工法分類の中の一つである「バイオパイル」は既に知られた工法であるが、本願の特徴は、この前記栄養塩６を特定することにより、新たに特異な効果を生じることになる。
【実施例２】
【００３３】
図２は、本発明のコンテナを用いた汚染土壌の積層状態での浄化の概要を示す斜視図である。
【００３４】
なお、実施例１との差異については、非汚染領域に前記防水シート１を敷き前記汚染土壌５、前記栄養塩６を積層する方法で浸出水を集水溝に集める構成と、コンテナ１３を用いて前記汚染土壌５、前記栄養塩６を積層する方法で、前記コンテナ１３下部にドレンパン１４を用いた構成との差異のため、用途としては上述の実施例1と同様である（説明は省略する）。
【００３５】
以上、２つの実施例について述べたが、現場の汚染状況に対応させて、夫々の実施例を適宜に組み合せたりして、多様化して展開することは自明のことである。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
上述のとおり、特に限られたスペースでの浄化に対して本実施例では、汚染土壌を掘削し、非汚染領域に防水シートを敷き、汚染土壌、栄養塩を積層する汚染土壌の浄化処理又はコンテナを使用して汚染土壌、栄養塩を積層する汚染土壌の浄化処理をすることにより、浄化スペースが小さい場所での対応や特別管理産業廃棄物として廃棄する必要も無いため、町店舗であるクリーニング店等の土壌浄化にも容易に適用できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の汚染土壌の積層状態での浄化の概要を示す斜視図
【図２】本発明のコンテナを用いた汚染土壌の積層状態での浄化の概要を示す斜視図
【符号の説明】
【００３８】
１    防水シート
２    砂利
３    ブロワー
４    通気配管
５    汚染土壌
６    栄養塩
７    熱源装置
８    集水溝
９    集水配管
１０    貯水槽
１１    散水ポンプ
１２    散水配管
１３    コンテナ
１４    ドレンパン
【図１】
2005279395.tif 000003
【図２】
2005279395.tif 000004