(57)【要約】  【課題】  活性剤によって土壌中の微生物を活性化させて、土壌中の汚染物質を生分解する環境浄化方法において、より効率的な浄化を実現する。  【解決手段】  汚染物質を含む土壌および地下水の少なくとも一方に、前記汚染物質を分解する微生物の存在下で、前記微生物の前記汚染物質分解作用を活性化する物質を含む活性剤を導入することにより、前記土壌および地下水の少なくとも一方を浄化する環境浄化方法において、前記活性剤として、液体状活性剤と、固体状活性剤とを併用する。固体状活性剤としては、炭素数１０以上のカルボン酸、炭素数１２以上のアルコールなどを使用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染物質を含む土壌および地下水の少なくとも一方に、前記汚染物質を分解する微生物の存在下で、前記微生物の汚染物質分解作用を活性化する物質を含む活性剤を導入することにより、前記土壌および地下水の少なくとも一方を浄化する環境浄化方法であって、
前記活性剤として、液体状活性剤と、固体状活性剤とを併用することを特徴とする環境浄化方法。
【請求項２】
前記固体状活性剤が、カルボン酸、アルコール、エステル、アミンおよびアミドから選ばれる少なくとも１種を含む請求項１に記載の環境浄化方法。
【請求項３】
前記固体状活性剤が、炭素数が１０以上のカルボン酸を含む請求項２に記載の環境浄化方法。
【請求項４】
前記カルボン酸が、飽和脂肪酸である請求項３に記載の環境浄化方法。
【請求項５】
前記固体状活性剤が、炭素数が１２以上のアルコールを含む請求項２に記載の環境浄化方法。
【請求項６】
前記アルコールが、鎖式飽和アルコールである請求項５に記載の環境浄化方法。
【請求項７】
前記固体状活性剤が、炭素数が１４以上の炭化水素基を含むエステルである請求項２に記載の環境浄化方法。
【請求項８】
前記エステルが、前記炭化水素基として鎖式飽和炭化水素基を含む請求項７に記載の環境浄化方法。
【請求項９】
前記固体状活性剤が、炭素数が１０以上の炭化水素基を含むアミンまたはアミドを含む請求項２に記載の環境浄化方法。
【請求項１０】
前記アミンまたはアミドが、前記炭化水素基として鎖式飽和炭化水素基を含む請求項９に記載の環境浄化方法。
【請求項１１】
前記固体状活性剤が、固体状の担体に、前記微生物の汚染物質分解作用を活性化させる物質を担持させたものである請求項１〜１０のいずれかに記載の環境浄化方法。
【請求項１２】
前記液体状活性剤が、カルボン酸、アルコール、エステルおよびアミンから選ばれる少なくとも１種を含む請求項１〜１１のいずれかに記載の環境浄化方法。
【請求項１３】
前記液体状活性剤が、ポリ乳酸エステルを含む請求項１〜１１のいずれかに記載の環境浄化方法。
【請求項１４】
前記液体状活性剤が、液体状の母剤に、前記微生物の汚染物質分解作用を活性化させる物質を、溶解、分散または懸濁させたものである請求項１〜１３のいずれかに記載の環境浄化方法。
【請求項１５】
前記土壌および地下水の少なくとも一方が、原位置で浄化される請求項１〜１４のいずれかに記載の環境浄化方法。
【請求項１６】
前記液体状活性剤の導入が、土壌中に前記液体状活性剤を加圧注入することによって実施される請求項１〜１５のいずれかに記載の環境浄化方法。
【請求項１７】
前記固体状活性剤の導入が、汚染領域の土壌を、前記固体状活性剤を含む土壌で置換することによって実施される請求項１〜１６のいずれかに記載の環境浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染物質で汚染された土壌および地下水を浄化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工業廃水などに含まれる、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、テトラクロロエタンなどの有機ハロゲン化物などによる環境汚染が大きな問題となっている。これらの汚染物質の多くは、土壌中に浸透し、分解されることなく地下水に混入し、この地下水を通じて汚染領域を拡大させる。このような環境汚染の拡大を防止するとともに、既に汚染された環境を浄化し、修復する技術の確立が強く望まれている。
【０００３】
汚染環境の浄化方法として、近年、微生物による生物学的な処理を用いた方法が提案されている。これは、汚染領域に生息する微生物、または、外部から汚染領域に導入された微生物によって、汚染物質を無害な物質にまで分解する方法である。この方法においては、基質（炭素源）、窒素やリンなどの無機栄養塩、水素供与体などを含む活性剤を、汚染領域に導入することによって、微生物による汚染物質分解作用を向上させることができることが知られている。活性剤としては、クエン酸およびメタノールなど、常温で液体である化合物が提案されている（例えば、特許文献１、２）。また、特許文献３には、特定の炭素数を有する脂肪酸およびアルコールなどを含む、常温で固体状の活性剤の使用が提案されている。
【特許文献１】特開平９−２７６８９４号公報
【特許文献２】特開平１１−９０４８４号公報
【特許文献３】特開２００２−３７００８５号公報
【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、液体状活性剤は流動性に優れるため、土壌または地下水に注入されても、地下水を通して汚染領域から比較的短時間で流出してしまい、微生物を活性化する効果の持続性に乏しいという問題があった。そのため、液体状活性剤を使用する場合、比較的短い周期で、土壌に活性剤を再注入する必要があった。一方、固体状活性剤の場合、微生物活性化効果の持続性に優れ、液体状活性剤のような頻繁な再注入の必要がない。その反面、固体状活性剤は、土壌や地下水中で拡散しにくいため、即効性に劣るという問題があった。このように、従来の活性剤では、微生物活性化効果の持続性と即効性とを両立させることは困難であり、そのため、浄化効率の向上に限界があった。
【０００５】
したがって、本発明は、活性剤によって微生物を活性化させて、土壌や地下水中の汚染物質を分解させる環境浄化方法において、浄化効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、汚染物質を含む土壌および地下水の少なくとも一方に、前記汚染物質を分解する微生物の存在下で、前記微生物の前記汚染物質分解作用を活性化する物質を含む活性剤を導入することにより、前記土壌および地下水の少なくとも一方を浄化する環境浄化方法であって、前記活性剤として、液体状活性剤と、固体状活性剤とを併用することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記本発明の環境浄化方法によれば、液体状活性剤の使用により、活性剤を比較的短時間で汚染領域に拡散させて、即効的な微生物活性化効果を実現しながら、尚且つ、固体状活性剤の使用によって、効果の持続性を向上させ、活性剤の再注入頻度を低下させることができる。その結果、効率の良い環境浄化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る環境浄化方法は、特に、汚染物質として有機ハロゲン化物を含む土壌および／または地下水の浄化に適している。有機ハロゲン化物としては、例えば、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、ジクロロエチレン、塩化ビニル、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロエタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジクロロブロエチレン、ブロモジクロロメタン、クロロジブロモメタン、ダイオキシンなどが挙げられる。特に、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレンおよび四塩化炭素の少なくとも１種の汚染物質を含む土壌および／または地下水の浄化に適している。
【０００９】
本発明の環境浄化方法においては、前述したように、微生物を活性化させるための活性剤として、固体状活性剤と液体状活性剤とが併用される。
【００１０】
固体状活性剤は、微生物の汚染物質分解作用を活性化する成分を含み、且つ、土壌または地下水中において固体状態で存在し得るものである。微生物を活性化する成分としては、例えば、微生物の栄養塩（例えば、リン、窒素など）や基質（すなわち、エネルギー源としての有機物）となる成分、水素供与体となる成分などが挙げられる。なお、水素供与体は、微生物に対して水素を供給する物質であり、供給された水素は、例えば、汚染物質である有機ハロゲン化物のハロゲンを置換し、更なる生物学的分解を促すために使用される。
【００１１】
固体状活性剤としては、例えば、カルボン酸、アルコール、エステル、アミンおよびアミドから選択される少なくとも一種を用いることができる。これらの物質は、微生物に対して、基質としてだけでなく、水素供与体としても機能する。また、アミンおよびアミドは、微生物に栄養塩である窒素を供給する窒素供給体としても機能する。
【００１２】
固体状活性剤に好適なカルボン酸としては、炭素数が１０以上のカルボン酸を含むものが挙げられる。このようなカルボン酸は融点が十分に高いため、これを含む活性剤が、土壌や地下水において固体状態を維持し易いからである。このカルボン酸の炭素数の上限については、特に限定するものではないが、工業的に入手容易なことから、２２以下であることが好ましい。更に、このカルボン酸の炭素数は、１２〜１８であることが好ましく、１４〜１８であることが最も好ましい。
【００１３】
更に、このカルボン酸は、飽和カルボン酸であることが好ましい。二重結合などの多重結合の存在は、カルボン酸の融点を低下させ、これを含む活性剤を固体状態で維持することが困難な場合があるからである。また、このカルボン酸は、直鎖状モノカルボン酸、すなわち脂肪酸であることが好ましい。脂肪酸は、水素供与体としての効率に優れるからである。
【００１４】
上記カルボン酸としては、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、リグノセリン酸、ベへニン酸、およびこれらのカルボン酸の混合物などが挙げられ、これらのなかでも、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が特に好ましい。また、混合物としては、複数種のカルボン酸を人為的に混合したもののほか、牛脂脂肪酸、ヤシ油脂肪酸など天然物から抽出した脂肪酸混合物であってもよい。
【００１５】
固体状活性剤に好適なアルコールとしては、炭素数が１２以上のアルコールを含むものが挙げられる。このようなアルコールは融点が十分に高いため、これを含む活性剤が、土壌や地下水において固体状態を維持し易いからである。このアルコールの炭素数の上限については、特に限定するものではないが、工業的に入手容易なことから、２０以下であることが好ましい。更に、このアルコールの炭素数は、１２〜１８であることが好ましく、１４〜１８であることが最も好ましい。
【００１６】
更に、このアルコールは、飽和アルコールであることが好ましい。二重結合などの多重結合の存在は、アルコールの融点を低下させ、これを含む活性剤を固体状態で維持することが困難な場合があるからである。また、このアルコールは、直鎖状の第１級アルコールであることが好ましい。水素供与体としての効率に優れるからである。また、アルコールは、多価アルコールであってもよい。
【００１７】
上記アルコールとしては、例えば、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、セチルアルコール、ベヘニルアルコール、およびこれらのアルコールの混合物などが挙げられ、これらのなかでも、ステアリルアルコール、ミリスチルアルコールが特に好ましい。また、混合物としては、複数種のアルコールを人為的に混合したもののほか、天然物から抽出したアルコール混合物であってもよい。
【００１８】
固体状活性剤に好適なエステルとしては、炭素数が１４以上のカルボン酸のエステルが挙げられる。このようなエステルは融点が十分に高いため、これを含む活性剤が、土壌や地下水において固体状態を維持し易い。エステルを構成するカルボン酸基の炭素数の上限については、特に限定するものではないが、１８以下であることが好ましい。更に、エステルを構成するカルボン酸基の炭素数は、１６〜１８であることが好ましい。また、エステルを構成するカルボン酸基は、直鎖状の飽和カルボン酸基、すなわち脂肪酸基であることが好ましい。
【００１９】
上記エステルの一例としては、上記カルボン酸と一価アルコールとの縮合生成物に相当する化学構造を有するエステルが挙げられる。一価アルコールとしては、例えば、炭素数１〜２０、好ましくは１０〜２０、更に好ましくは１４〜１８、最も好ましくは１６〜１８のアルコールが挙げられる。また、この一価アルコールは、鎖式飽和アルコールであることが好ましい。
【００２０】
このようなエステルとしては、例えば、ミリスチン酸ミリスチル、パルミチン酸セチル、ステアリン酸ステアリル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸コレステリル、ステアリン酸バチル、ベヘニン酸オクチルドデシル、ベヘニン酸ベヘニル、およびこれらのエステルの混合物などが挙げられ、これらのなかでも、ステアリン酸ステアリル、ミリスチン酸ミリスチル、ステアリン酸メチルが特に好ましい。
【００２１】
また、上記エステルの別の例としては、上記カルボン酸と、多価アルコールとの縮合生成物に相当する化学構造を有するエステルが挙げられる。この場合、エステルは、中性エステルであっても、アルコール性エステルであってもよい。多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ソルビトールなどが挙げられる。ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールの場合、その平均重合度は、例えば５０〜８００、好ましくは８０〜２００である。
【００２２】
このようなエステルとしては、例えば、ソルビタンモノミリスチレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノベヘネート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、セスキステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、ヘキサステアリン酸ポリオキシエチレンソルビット、およびこれらのエステルの混合物が挙げられ、これらのなかでも、ソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノステアレートが特に好ましい。
【００２３】
固体状活性剤に好適なアミンとしては、炭素数が１２以上の炭化水素基を含むアミンが挙げられる。このようなアミンは融点が十分に高いため、これを含む活性剤が、土壌や地下水において固体状態を維持し易いからである。アミンを構成する炭化水素基の炭素数の上限については、特に限定するものではないが、２４以下であることが好ましい。更に、この炭化水素基の炭素数は、１２〜１８であることが好ましく、１６〜１８であることが最も好ましい。
【００２４】
更に、このアミンは、脂肪アミンであることが好ましい。二重結合などの多重結合の存在は、アミンの融点を低下させ、これを含む活性剤を固体状態で維持することが困難な場合があるからである。また、このアミンは、直鎖状の第１級または第２級アミンであることが好ましい。水素供与体としての効率に優れるからである。また、アミンは、ジアミンなどのポリアミンであってもよい。
【００２５】
上記アミンとしては、例えば、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、ステアリルアミン、ジパルミチルアミン、ジステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、パルミチルプロピレンジアミン、ステアリルリプロピレンジアミン、およびこれらの混合物などが挙げられ、これらのなかでも、ジステアリルアミン、ステアリルアミンが特に好ましい。
【００２６】
固体状活性剤に好適なアミドとしては、炭素数が１０以上の酸アミドが挙げられる。このようなアミドは融点が十分に高いため、これを含む活性剤が、土壌や地下水において固体状態を維持し易い。酸アミドの炭素数の上限については、特に限定するものではないが、２２以下であることが好ましい。更に、酸アミドの炭素数は、１０〜１８であることが好ましく、１６〜１８であることが最も好ましい。また、酸アミドを構成する炭化水素基は、直鎖状アルキル基であることが好ましい。また、酸アミドは、第１級アミドであることが好ましい。
【００２７】
このようなアミドとしては、例えば、ラウリン酸アミド、ミリスチン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、エチレンビススレアリン酸アミド、およびこれらの混合物が挙げられ、これらのなかでも、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミドが特に好ましい。
【００２８】
また、固体状活性剤としては、微生物を活性化させる成分を、固体状の担体に担持させたものを使用することも可能である。この場合、活性成分自体の形態については特に限定するものではなく、常温で、液体状であっても、固体状であってもよい。担体としては、土壌や地下水などの環境に対して実質的に無害な物質を用いることが好ましく、例えば、セルロース、シリカゲル、シリカゾル、アルミナ、クレー、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、ベントナイト、ベーマイト、活性炭、木粉などを用いることができる。また、担持方法についても、特に限定するものではなく、例えば、単に担体表面に上記成分を付着させる方法のほか、多孔質の担体を用いて、その細孔内に上記成分を充填する方法などを採用することができる。
【００２９】
固体状活性剤の形状については、特に限定するものではなく、例えば、粒子状、棒状、板状、ネット状など、あらゆる形状とすることが可能である。特に、表面積が大きくできることから、粒子状であることが好ましい。この場合、その粒径は、特に限定するものではないが、例えば０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜２ｍｍとすることができる。
【００３０】
なお、固体状活性剤の使用量については、特に限定するものではなく、活性剤の種類、汚染領域の面積、汚染物質の量などに応じて適宜設定することができる。例えば、汚染領域の表層調査、浅層調査、深層調査によりサンプリングした汚染土壌および地下水に含有される汚染物質の種類、量、地質条件（浸透性など）などを分析・特定し、汚染物質の種類、汚染土壌および地下水の質量に対して含有する汚染物質の質量から濃度を割り出し、汚染物質の種類、濃度、固体状活性剤の拡散性および塩素を窒素に置換するための必要量との相間により、汚染領域の汚染物質の量に対して０．１〜２０倍、好ましくは１〜１２倍の固体状活性剤を使用することで、浄化効率を向上させることができる。具体例としては、例えば、土壌面積２００ｍ2にテトラクロロエチレン１０ｐｐｍの汚染に対する場合、約６００ｋｇ程度の固体状活性剤の使用が例示される。
【００３１】
液体状活性剤は、微生物の汚染物質分解作用を活性化する成分を含み、且つ、土壌または地下水中において液体状態で存在し得るものである。微生物を活性化する成分としては、固体状活性剤と同様に、例えば、微生物の栄養塩や基質、水素供与体となる成分などが挙げられる。
【００３２】
液体状活性剤の好ましい例としては、カルボン酸、アルコール、エステルおよびアミンから選ばれる少なくとも１種を含むものが挙げられる。これらの物質は、微生物に対して、基質としてだけでなく、水素供与体としても機能する。また、アミンは、微生物の栄養塩である窒素供給体としても機能する。
【００３３】
液体状活性剤に好適なカルボン酸としては、例えば、炭素数が４〜１８、好ましくは８〜１８、更に好ましくは１０〜１８の飽和または不飽和カルボン酸が挙げられる。特に、直鎖状のカルボン酸であることが好ましい。このようなカルボン酸の具体例としては、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、デカン酸などが挙げられる。
【００３４】
液体状活性剤に好適なアルコールとしては、例えば、炭素数が１〜１２、好ましくは２〜８、更に好ましくは４〜８の飽和または不飽和アルコール、多価アルコールなどが挙げられる。このようなアルコールの具体例としては、プロピルアルコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ソルビトールなどが挙げられる。
【００３５】
液体状活性剤に好適なエステルとしては、例えば、上記カルボン酸と上記アルコールとの縮合生成物に相当する化学構造を有するものが挙げられる。このようなエステルの具体例としては、ステアリルトリグリセライド、ステアリルソルビットなどが挙げられる。
【００３６】
液体状活性剤に好適なアミンとしては、例えば、炭素数が６〜２０、好ましくは８〜１６、更に好ましくは８〜１２の飽和または不飽和炭化水素基を有するアミンが挙げられる。特に、直鎖状の第１級アミンであることが好ましい。このようなアミンの具体例としては、ココナッツアミン、デカンアミン、ラウリルアミンなどが挙げられる。
【００３７】
また、液体状活性剤の好ましい別の一例としては、ポリ乳酸エステルを含むものが挙げられる。ポリ乳酸エステルは、その分解工程において、乳酸の水和反応により水素を放出することができ、微生物に対する水素供与体として機能する。また、微生物の基質としても機能する。このような、ポリ乳酸エステルを含む活性剤としては、例えば、米国レジェネシス社製「ＨＲＣ（商品名）」を例示することができる。
【００３８】
また、液体状活性剤としては、微生物を活性化させる成分を、液体状の母剤に溶解、分散または懸濁させたものを使用することも可能である。この場合、活性成分自体の形態については特に限定するものではなく、常温で液体状であっても、固体状であってもよい。母剤としては、土壌や地下水などの環境に対して実質的に無害な物質を用いることが好ましい。このような母剤としては、例えば、水、グリセリン、ソルビトール、マニトールなどが挙げられる。
【００３９】
また、液体状活性剤の粘度については、特に限定するものではないが、土壌中での十分な拡散性を確保しながら、土壌からの急速な流出を抑制するという点から、常温（２０℃）において、２０００〜８００００センチポイズであることが好ましく、更に４０００〜１００００センチポイズであることが好ましい。
【００４０】
なお、液体状活性剤の使用量については、特に限定するものではなく、活性剤の種類、汚染領域の面積、汚染物質の量などに応じて適宜設定することができる。例えば、汚染領域の表層調査、浅層調査、深層調査によりサンプリングした汚染土壌および地下水に含有される汚染物質の種類、量、地質条件（浸透性など）などを分析・特定し、汚染物質の種類、汚染土壌および地下水の質量、競合物質（酸化物質）に対して含有する汚染物質の質量から濃度を割り出し、汚染物質の種類、濃度、固体状活性剤の拡散性および塩素を窒素に置換するための必要量との相間により、汚染領域の汚染物質の量に対して０．１〜２０倍、好ましくは１〜１２倍の液体状活性剤を使用することで、浄化効率を向上させることができる。具体例としては、例えば、土壌面積２００ｍ2にテトラクロロエチレン１０ｐｐｍの汚染に対する場合、約３００ｋｇ程度の液体状活性剤の使用が例示される。
【００４１】
以下、本発明に係る環境浄化方法の一例について、図面を用いて説明する。
【００４２】
図２は、土壌および地下水汚染の一例を示す模式図である。本図の例においては、汚染領域の土壌が、地表面から順に、表土２、上部シルト層３、砂質土層４および下部シルト層５が累積した地層構造を有している。砂質土層４は、地下水を含む層、すなわち帯水層である。
【００４３】
このような地層構造を有する土壌においては、図２に示すように、汚染物質６は、地上の汚染源１から表土２へ浸透し、土壌に吸着される。吸着されない過剰の汚染物質６は、更に下方へ向かって土壌中を浸透する。汚染物質６は、上部シルト層３に達すると、この層は不透水性または難透水性であるため、この層表面に滞留する。しかしながら、過剰の汚染物質６は、更に上部シルト層３を浸透し、砂質土層４（帯水層）にまで達する。そして、地下水によって拡散され、汚染範囲が拡大される。このような汚染機構から、汚染拡大を効果的に抑制するため、特に、地下水の汚染の抑制および浄化が重要である。
【００４４】
図１は、本発明に係る環境浄化方法の一例を説明するための模式図である。本図は、特に、地下水の汚染の抑制および浄化を図る浄化方法を例示するものである。
【００４５】
この環境浄化方法においては、汚染領域において、土壌および／または地下水中に、液体状活性剤および固体状活性剤が導入される。土壌および／または地下水には、汚染物質を分解し得る微生物が存在する。このような微生物としては、例えば、Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ属、Ｈａｎｓｅｎｕｌａ属、Ｃａｎｄｉｄａ属などが挙げられる。また、微生物は、土壌および／または地下水中に土着の微生物であってもよいし、外部から土壌および／または地下水中に人為的に導入された微生物であってもよい。
【００４６】
液体状活性剤の導入方法は、特に限定するものではなく、例えば、スプリンクラーなどによって地表面に散布する方法、土壌に混合する方法、注入井戸に単に（加圧することなく）注入する方法、ポンプなどの加圧手段を用いて注入する方法（加圧注入法）などを採用することができるが、特に、加圧注入法を採用することが好ましい。なお、加圧注入法においては、注入井戸に加圧手段を用いて注入してもよいし、注入井戸を用いずに直接土壌に注入してもよい。
【００４７】
図３は、加圧注入法を説明するための工程図である。まず、図３Ａに示すように、ボーリングなどの方法によって汚染領域の土壌に注入孔１０を形成し、この注入孔１０に、先端に注入口を備えたパイプ２０を挿入する。このとき、パイプ２０先端の注入口は、特に限定するものではないが、地下水の汚染を効果的に浄化できることから、帯水層（図１においては、砂質土層４）に達すること、すなわち地下水位よりも深くに達することが好ましい。更には、帯水層直下の不透水層（図１においては、下部シルト層５）に達することが好ましい。続いて、図３ＢおよびＣに示すように、パイプ２０から液体状活性剤を、ポンプなどで加圧しながら注入する。注入された液体状活性剤は、パイプ２０の注入口より土壌へ拡散する。液体状活性剤をより広範囲に注入するため、活性剤の注入は、パイプ２０を引き抜きながら実施されることが好ましい。
【００４８】
固体状活性剤の導入方法についても、特に限定するものではなく、例えば、土壌中に直接埋設する方法、汚染土壌を固体状活性剤を含む土壌で置換する方法（掘削置換法）、ボールングなどにより形成した注入井戸に供給する方法などを採用することができるが、特に、掘削置換法を採用することが好ましい。
【００４９】
図４は、掘削置換法を説明するための工程図である。まず、図４Ａに示すように、汚染が発生する領域の土壌を掘削する。掘削領域は、特に限定するものではないが、地下水の汚染を効果的に浄化できることから、帯水層（図１においては、砂質土層４）の直上まで達することが好ましい。そして、図４Ｂに示すように、掘削された領域を、固体状活性剤を混合した土壌で埋め直すことにより、土壌の置換が実施される。このとき、埋め直された掘削置換領域は、単一層で構成することも可能であるが、図４Ｃに示すように、本来の地層構造に応じて、複数の層で構成することが好ましい。なお、図４Ｃの例においては、掘削置換領域は、下部から順に、固体状活性剤を含む砕石層１１、保護用の砂質土層１２、不透水性または難透水性層１３、砂質土層１４および砕石層１５の５層で構成されているが、層構造はこれに限定されるものではない。
【００５０】
掘削置換領域において、固体状活性剤は、均一に含有せることもできるが、一部分のみに局在化させてもよい。このような形態としては、図１に示すように、掘削領域を複数の土壌層で埋め直し、そのうちの少なくとも一層に固体状活性剤を含有させた形態が挙げられる。この場合、固体状活性剤を含む層１１は、地下水の汚染を効果的に抑制するため、図１に示すように、帯水層（図１においては、砂質土層４）の直上、すなわち地下水位付近に設けることが好ましい。
【００５１】
また、掘削により、上部シルト層３のような、帯水層上の不透水性または難透水性の層を除去した場合は、掘削領域を埋め直す際に、改めて、不透水性または難透水性の層１３を設けることが好ましい。帯水層上の不透水性または難透水性の層は、汚染物質の地下水への浸透を抑制する役割を有するからである。不透水性または難透水性の層１３としては、特に限定するものではないが、例えば、ベントナイトなどの粘土を含む材料により形成することができる。
【００５２】
上記環境浄化方法によれば、液体状活性剤および固体状活性剤の導入によって、土壌および／または地下水中に存在する微生物が活性化される。そして、この微生物の作用によって、汚染物質が無害な物質にまで分解され、土壌および／または地下水の浄化を実現することができる。特に、液体状活性剤は流動性に優れるため、土壌や地下水に導入されると速やかに周囲に拡散する。そのため、活性剤の導入後、比較的早い段階で微生物活性化効果を発現することができる。一方、固体状活性剤は、活性成分を徐々に放出するため、比較的長い期間に渡り、微生物活性化効果を発現することができる。上記浄化方法では、これら２種の活性剤を併用するため、微生物活性化効果の即効性および持続性とを両立させることができ、土壌や地下水を効率良く浄化することが可能である。
【００５３】
また、上記方法によれば、土壌および／または地下水に導入するという操作のみで環境浄化が可能であるため、汚染が生じた場所での浄化処理、すなわち原位置処理が可能である。
【実施例】
【００５４】
図２に示すような地層構造を有する汚染土壌に対して、固体状活性剤および液体状活性剤を併用して、地下水の浄化を実施した。本土壌においては、地表面からの深さ約１．８ｍの範囲が表土層２、同じく深さ約１．８ｍ〜２．８ｍの範囲が上部シルト層３、同じく深さ約２．８〜５．４mの範囲が砂質土層４、そして、約５．４ｍ以深が下部シルト層５であった。砂質土層４は、地下水を含む層（すなわち、帯水層）であり、地下水位は、地表面から約２．３ｍの深さにあった。
【００５５】
また、上記砂質土層から地下水を汲み上げ、これに含まれる汚染物質の濃度を分析したところ、テトラクロロエチレン（ＰＣＥ）濃度が約２５ｍｇ／Ｌ、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）濃度が約１８ｍｇ／Ｌ、ｃｉｓ−ジクロロエタン（ｃ−ＤＣＥ）濃度が約１１ｍｇ／Ｌであった。
【００５６】
上記汚染土壌に対して、注入井戸として、地表面から約１０ｍ深さの掘削孔を設けた。なお、注入井戸の数は、汚染土壌の面積２００ｍ2に対して１０個とした。このうち、４個には固体状活性剤を投与し、６個には液体状活性剤を注入した。なお、固体状活性剤としてはステアリン酸を主成分とするものを用い、その使用量は合計６００ｋｇとした。また、液体状活性剤としては、ステアリン酸とグリセリンとを、１：９の重量比で混合したものを用い、その使用量は合計４００ｋｇとした。
【００５７】
活性剤の導入後、３ヵ月ごとに、汚染土壌から地下水を汲み上げ、これに含まれる汚染物質（ＴＣＥ、ＰＣＥおよびｃ−ＤＣＥ）の濃度を測定した。結果を、図５に示す。
【００５８】
図５に示すように、本実施例によれば、活性剤の導入後３ヶ月という早い期間内で、汚染物質の著しい低下が確認でき、更に、１２ヶ月後には、３種の汚染物質すべてについて、地下水中の濃度を０．００１ｍｇ／Ｌ以下に低下させることができた。この結果から、本実施例によれば、汚染物質分解効果の即効性に優れることが確認できた。また、このような、汚染物質濃度の基準値（０．００１ｍｇ／Ｌ）以下までの低下は、活性剤の再注入を要することなく、一回の注入操作のみで実現することができ、この結果から、本実施例によれば、汚染物質分解効果の持続性に優れることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の環境浄化方法は、例えば、電子部品工場、金属製品工場、ドライクリーニング場およびゴミ焼却場など、汚染物質となり得る物質を使用または排出する場所周辺において、前記汚染物質によって汚染された土壌および／または地下水を浄化する方法として、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の環境浄化方法の一例を説明するための模式図である。
【図２】土壌および地下水の汚染機構の一例を示す模式図である。
【図３】液体状活性剤の導入方法の一例を説明するための工程図である。
【図４】固体状活性剤の導入方法の一例を説明するための工程図である。
【図５】本発明の実施例における、地下水の汚染物質低減効果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
１      汚染源
２      表土
３      上部シルト層
４      砂質土層
５      下部シルト層
６      汚染物質
１０    液体状活性剤注入孔
１１    固体状活性剤含有層
１２    保護層
１３    不透水性または難透水性層
１４    砂土層
１５    砕石層
２０    パイプ
【図１】
2005279373.tif 000003
【図２】
2005279373.tif 000004
【図３】
2005279373.tif 000005
【図４】
2005279373.tif 000006
【図５】
2005279373.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月26日(2004.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
なお、固体状活性剤の使用量については、特に限定するものではなく、活性剤の種類、汚染領域の面積、汚染物質の量などに応じて適宜設定することができる。例えば、汚染領域の表層調査、浅層調査、深層調査によりサンプリングした汚染土壌および地下水に含有される汚染物質の種類、量、地質条件（浸透性など）などを分析・特定し、汚染物質の種類、汚染土壌および地下水の質量に対して含有する汚染物質の質量から濃度を割り出し、汚染物質の種類、濃度、固体状活性剤の拡散性および塩素を水素に置換するための必要量との相間により、汚染領域の汚染物質の量に対して０．１〜２０倍、好ましくは１〜１２倍の固体状活性剤を使用することで、浄化効率を向上させることができる。具体例としては、例えば、土壌面積２００ｍ2にテトラクロロエチレン１０ｐｐｍの汚染に対する場合、約６００ｋｇ程度の固体状活性剤の使用が例示される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
なお、液体状活性剤の使用量については、特に限定するものではなく、活性剤の種類、汚染領域の面積、汚染物質の量などに応じて適宜設定することができる。例えば、汚染領域の表層調査、浅層調査、深層調査によりサンプリングした汚染土壌および地下水に含有される汚染物質の種類、量、地質条件（浸透性など）などを分析・特定し、汚染物質の種類、汚染土壌および地下水の質量、競合物質（酸化物質）に対して含有する汚染物質の質量から濃度を割り出し、汚染物質の種類、濃度、固体状活性剤の拡散性および塩素を水素に置換するための必要量との相間により、汚染領域の汚染物質の量に対して０．１〜２０倍、好ましくは１〜１２倍の液体状活性剤を使用することで、浄化効率を向上させることができる。具体例としては、例えば、土壌面積２００ｍ2にテトラクロロエチレン１０ｐｐｍの汚染に対する場合、約３００ｋｇ程度の液体状活性剤の使用が例示される。