(57)【要約】【課題】炭化水素を保持するための添加剤等が不要になるばかりでなく、培養後の廃液処理が不要になる汚染土壌浄化方法。【解決手段】炭化水素の資化性が確認されている菌体を用いて汚染土壌を浄化する汚染土壌浄化方法である。培養槽１６に土壌等の菌床ｘを収納した後、菌床ｘに栄養塩ｅを浸漬させ、炭素源としての炭化水素を含むペレット状のガスハイドレートｐを菌床ｘに添加させ、しかる後に、前記菌床ｘに菌体ｎを植菌し、該菌体ｎの発酵熱や菌床ｘの床温等により前記ペレット状の炭化水素ハイドレートｐを徐々に分解させると共に、分解で生じた炭化水素を前記菌体ｎに吸収させて増殖を図ると共に、培養が終了した菌床ｘを汚染土壌ｙに散布して汚染土壌ｙを浄化する。【選択図】        図５
2005262066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素の資化性が確認されている菌体を用いて汚染土壌を浄化する汚染土壌浄化方法において、前記培養槽に土壌等の菌床を収納した後、菌床に栄養塩を浸漬させ、炭素源としての炭化水素を含むペレット状のガスハイドレートを菌床に添加させ、しかる後に、前記菌床に菌体を植菌し、該菌体の発酵熱や菌床の床温等により前記ペレット状の炭化水素ハイドレートを徐々に分解させると共に、分解で生じた炭化水素を前記菌体に吸収させて増殖を図ると共に、培養が終了した菌床を汚染土壌に散布して汚染土壌を浄化することを特徴とする汚染土壌浄化方法。
【請求項２】
菌床の床温を、５〜２０℃に保持することを特徴とする汚染土壌浄化方法。
【請求項３】
菌床を、土壌、腐葉土、おがこ及び木材チップにより構成することを特徴とする請求項１記載の汚染土壌浄化方法。
【請求項４】
床材の混合割合を、土壌４０〜６０％、腐葉土１０〜２０％、おがこ５〜１０％、木材チップ５〜１０％とすることを特徴とする請求項１記載の汚染土壌浄化方法。
【請求項５】
菌体が、メチロシナス属、メチロシスチス属、メチロコッカス属、メチロバクテリウム属等のバクテリア類である請求項１記載の汚染土壌浄化方法。
【請求項６】
菌体が、ロドトルラ属、サッカロミセス属、キャンディダ属、ノルカディア属、クラドスポリウム属等の酵母類である請求項１記載の汚染土壌浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素資化性細菌などの有害物質分解微生物を用いて汚染土壌を浄化する汚染土壌浄化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土壌中の炭化水素資化性細菌は、トリクロロエチレン、１，２- ジクロロエタン、クロロホルムなどの有機塩素系化合物や、ポリ塩化ビフェニール、アルキルベンゼン、トリ- アルケニルベンゼンなどの芳香属化合物などによって汚染された土壌の浄化に有効なことが明らかになっており、実証研究やフィールド実験などが盛んに行われている。
【０００３】
例えば、環境ホルモン化学物質の可能性を有する除草剤メトリブジンに関し、迅速分解による環境浄化を目的としたメトリブジン農薬の分解特性を持つ土壌由来の微生物の探査および分解挙動の検討が行われている（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】淵本  幸宏、外４名、「資化微生物によるメトリブジンの分解」、日本内分泌攪乱化学物質学会、第５回研究発表会（２００２年１１月２５−２６日）、ポスター発表、対策技術分野、プログラム番号：ＰＦ−１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の実証研究やフィールド実験に供する炭化水素資化性細菌を培養する場合、炭素源である炭化水素を炭化水素資化性細菌に供給する方法としては、炭化水素を培養液に溶解させるのが一般的である。
【０００５】
この場合、添加する炭化水素は、培養液にほとんど溶解しないため、培養液に添加した炭化水素は、炭化水素資化性細菌に資化される前に大気中に分散してしまう。このため、炭化水素資化性細菌を培養する場合には、炭素源である炭化水素を密閉できる容器の中に空気とともに封入しなければならない。
【０００６】
また、炭化水素を培養液に付与する際、炭化水素を培養液中に一定期間にわたって一定量留めるため、培養液に界面活性剤などの添加剤を添加する方法も採用されている。
【０００７】
しかしながら、この方法は、添加剤が炭化水素資化性細菌の増殖に好影響を与えているのか、悪影響を及ぼしているのか、その解明に時間を要するという問題がある。
【０００８】
また、炭化水素資化性細菌の培養後、培養液に添加剤が残存するので、培養後に廃液処理を行う必要があるばかりでなく、処理費用がかかるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、炭化水素を保持するための添加剤等が不要になるばかりでなく、培養後の廃液処理が不要になる汚染土壌浄化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明は、炭化水素の資化性が確認されている菌体を用いて汚染土壌を浄化する汚染土壌浄化方法において、前記培養槽に土壌等の菌床を収納した後、菌床に栄養塩を浸漬させ、炭素源としての炭化水素を含むペレット状のガスハイドレートを菌床に添加させ、しかる後に、前記菌床に菌体を植菌し、該菌体の発酵熱や菌床の床温等により前記ペレット状の炭化水素ハイドレートを徐々に分解させると共に、分解で生じた炭化水素を前記菌体に吸収させて増殖を図ると共に、培養が終了した菌床を汚染土壌に散布して汚染土壌を浄化することを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、菌床の床温としては、５〜２０℃が望ましい。また、菌床としては、土壌、腐葉土、おがこ及び木材チップより構成することが望ましい。更に、これらの床材の割合は、土壌４０〜６０％、腐葉土１０〜２０％、おがこ５〜１０％、木材チップ５〜１０％が望ましい。
【００１２】
他方、菌体としては、メチロシナス属、メチロシスチス属、メチロコッカス属、メチロバクテリウム属等のバクテリア類、およびロドトルラ属、サッカロミセス属、キャンディダ属、ノルカディア属、クラドスポリウム属等の酵母類を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように、本発明は、炭化水素の資化性が確認されている菌体を用いて汚染土壌を浄化する汚染土壌浄化方法において、前記培養槽に土壌等の菌床を収納した後、菌床に栄養塩を浸漬させる。この際、菌種によっては、事前に滅菌することがある。次に、炭素源としての炭化水素を含むペレット状のガスハイドレートを菌床に添加させ、しかる後に、前記菌床に菌体を植菌し、該菌体の発酵熱や菌床の床温等により前記ペレット状の炭化水素ハイドレートを徐々に分解させると共に、分解で生じた炭化水素を前記菌体に吸収させて増殖を図ると共に、培養が終了した菌床を汚染土壌に散布して汚染土壌を浄化するので、液体培養した菌体の如く、変態していない正常な菌体を用いて汚染土壌を浄化することができる。
【００１４】
その結果、菌床を汚染土壌に散布した時に菌体が活発に増殖し、比較的短期間の間に汚染土壌を効率的に浄化することができる。
【００１５】
また、本発明は、菌床を使う所謂固体培養法を用いて菌体を増殖するので、液体培養法では繁殖効率が低い菌種にも適用できる利点がある。
【００１６】
ところで、炭素源である炭化水素を培養槽、或いはフラスコなどに封入して培養する場合、封入量と消費量との物質収集を得るには、各種の分析機器で定量分析しなければ、その結果を得ることができないが、本発明のように、炭化水素を添加する際に、添加ガス（炭化水素）と水との水和物であるガスハイドレート状態にすることにより、添加ガスの定量性が容易になる。
【００１７】
また、本発明によれば、菌床の中でガスハイドレートが徐々に分解するので、炭素源の摂取効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１９】
尚、この実施の形態では、炭化水素の資化性が確認されているメチロシナス属、メチロシスチス属、メチロコッカス属、メチロバクテリウム属等のバクテリア類を例に取る。
【００２０】
先ず、図１に示すように、上記のバクテリア類を繁殖させる菌床として、土壌ａ、腐葉土ｂ、おがこｃ、木材チップｄを用意する。そして、これらを良く混ぜ合わせる。
【００２１】
これらの床材の比率は、バクテリアの種類により、多少、異なるが、土壌を４０〜６０％、腐葉土を１０〜２０％、おがこを５〜１０％、木材チップを５〜１０％とすることが好ましい。
【００２２】
上記菌床ｘを、図２に示すように、ビーカーなどの培養槽１に分注した後、図３に示すように、高圧滅菌装置２などを用いて滅菌処理する。上記培養槽１は、その下部に金網や多孔板等の通水板３で仕切られた液溜め４を有している。
【００２３】
次に、図４に示すように、滅菌した菌床ｘに炭素源を除く栄養塩（例えば、リン酸塩、硝酸塩。）ｅを浸漬させる。
【００２４】
続いて、図５に示すように、炭素源として使用するゲストガス（炭化水素）（例えば、メタン。）を含むペレット状の炭化水素ハイドレート（以下、炭化水素ハイドレートペレットという。）ｐを菌床ｘに添加する。
【００２５】
炭化水素ハイドレートペレットｐは、図５に示すように、炭化水素ハイドレートペレット製造プラント１０から菌床ｘに、直接、供給するようになっているが、別の工場で製造した炭化水素ハイドレートペレットｐを入手して使用しても支障がない。
【００２６】
炭化水素ハイドレートペレット製造プラント１０は、図５に示すように、炭化水素ハイドレート生成装置１１、脱水機１２、貯蔵タンク１３、造粒機１４およびペレット供給装置１５により構成されている。
【００２７】
炭化水素ハイドレート生成装置１１は、生成槽１６の中に散気管１７を備えており、この散気管１７から水ｗの中に炭化水素ｔをバブリングさせると、原料ガスである炭化水素ｔと生成槽１６内の水ｗとが反応し、これらの水和物である炭化水素ハイドレートｉが生成される。
【００２８】
炭化水素ハイドレートの生成条件は、所望により、適宜、設定することができるが、生成温度としては、０〜５℃の範囲が好ましい。また、生成圧力としては、１．０〜１．２ＭＰａの範囲が好ましい。
【００２９】
炭化水素ハイドレートが生成する時に発生する反応熱は、図示しない冷却装置によって除去するようになっている。図中、１８は、給水管、１９は、炭化水素供給管を示している。
【００３０】
氷の微粒子のような炭化水素ガスハイドレートｉは、水面に浮上し、スラリー状になるので、脱水機１２によって強制的に脱水してパサパサに乾いた粉体状にして貯蔵タンク１３に貯蔵する。脱水機１２によって除去された水ｗは、生成槽１６に戻される。
【００３１】
貯蔵タンク１３は、内部圧力を一定（１．０〜１．２ＭＰａ）に保つため、空気圧縮機（図示せず）を取り付けて加圧する必要がある。貯蔵タンク１３内に貯蔵された粉体状の炭化水素ハイドレートｉは、造粒機１４に送出され、例えば、球状のペレットｐに形成される。
【００３２】
ペレットの形状としては、球形に限らず、例えば、円盤状や、カプセル状など、任意の形状に形成することができる。また、炭化水素ハイドレートペレットｐの粒径としては、５〜１０ｍｍ、更に、２〜３ｍｍが好ましい。
【００３３】
炭化水素ハイドレートペレットｐの粒径が２ｍｍ未満の場合には、炭化水素ハイドレートペレットｐが分解し易い。逆に、炭化水素ハイドレートペレットｐの粒径が１０ｍｍを超える場合には、培養槽に入れ難くなると共に、定量供給が困難になる。
【００３４】
造粒機１４の貯槽（図示せず）内に貯蔵されたペレット状の炭化水素ハイドレートｐは、コンプレッサなどのペレット供給装置１５によって菌床ｘに供給する。このとき、炭化水素ハイドレートペレットｐは、滅菌した図示しないガラス又は金属棒によって菌床ｘの中に押し込む。
【００３５】
続いて、培養する菌体（例えば、メチロシヌス。）ｎを、図６に示すように、菌床ｘに植菌した後、生成槽１６の開口部を蓋体２０によって蓋をする。菌床ｘの中に埋設された炭化水素ハイドレートペレットｐは、菌体ｎの発酵熱や、菌床ｘの床温等を吸収して徐々に分解し、ゲストガス（炭化水素）ｔが周囲に放出される。
【００３６】
ここで、菌床の床温としては、５〜２０℃が望ましい。菌床の温度が５℃未満の場合には、菌体の種類にもよるが菌体の増殖が低下するか、或いは停止する恐れがある。逆に、菌床の温度が２０℃を超えると、炭化水素ハイドレートペレットｐが急速に分解する恐れがある。
【００３７】
炭化水素ハイドレートペレットｐから放出されたゲストガスｔは、培養している菌体ｎに炭素源として吸収され、菌体ｎの増殖に寄与する（図７参照。）。吸収されなかったゲストガスｈは、培養槽１内にガスとして充満するが、時間の経過とともに、菌体ｎに吸収される。
【００３８】
培養が終了した菌床ｘは、浄化を目的とする汚染土壌ｙに散布する（図８参照。）。汚染土壌ｙに散布された菌床ｘの菌体ｎは、汚染土壌ｙを汚染しているトリクロロエチレン、１，２- ジクロロエタン、クロロホルムなどの有機塩素系化合物や、ポリ塩化ビフェニール、アルキルベンゼン、トリ- アルケニルベンゼンなどの芳香属化合物などの芳香属化合物などを捕捉して分解しながら、更に、増殖する。その結果、菌体ｎによって汚染土壌ｙが浄化されることになる。
【００３９】
以上の説明では、バクテリア類の培養について説明したが、例えば、ロドトルラ属、サッカロミセス属、キャンディダ属、ノルカディア属、クラドスポリウム属などの酵母類の培養にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】菌床を構成する素材の説明図である。
【図２】菌床を培養槽に収容する説明図である。
【図３】菌床の滅菌工程の説明図である。
【図４】菌床に栄養塩を浸漬する説明図である。
【図５】ガスハイドレートの製造及び供給工程の説明図である。
【図６】菌床に菌体を植菌する説明図である。
【図７】菌体の増殖工程の説明図である。
【図８】菌体の増殖した菌床を汚染土壌に散布する説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
２  滅菌装置
１６  培養槽
ｅ  栄養塩
ｎ  菌体
ｐ  炭化水素を含むペレット状のガスハイドレート
ｘ  菌床
ｙ  汚染土壌
【図１】
2005262066.tif 000003
【図２】
2005262066.tif 000004
【図３】
2005262066.tif 000005
【図４】
2005262066.tif 000006
【図５】
2005262066.tif 000007
【図６】
2005262066.tif 000008
【図７】
2005262066.tif 000009
【図８】
2005262066.tif 000010