(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物に汚染された汚染地盤又は汚染地下水を、その汚染地盤中又は汚染地下水中に生息する前記有機ハロゲン化合物の分解活性を有する嫌気性微生物を活性化させて、原位置にて浄化するための汚染地盤又は汚染地下水の原位置浄化方法であって、
易分解性の栄養材であるグリセリン又はグルコン酸ソーダのうち少なくとも一方と、エタノール又はイソプロピルアルコールとを、５０：５０〜１０：９０の比率で混合して複合栄養材を配合し、
当該複合栄養材を前記汚染地盤又は前記汚染地下水に供給して前記嫌気性微生物を活性化させることを特徴とする汚染地盤又は汚染地下水の原位置浄化方法。
【請求項２】
前記易分解性の栄養材として、前記グリセリンと前記グルコン酸ソーダの混合物を用いることを特徴とする請求項１に記載の汚染地盤又は汚染地下水の原位置浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染地盤又は汚染地下水の原位置浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ハロゲン化合物（例えば、揮発性有機塩素化合物など）に汚染された汚染地盤又は汚染地下水を原位置にて浄化するための技術が知られており、具体的には、栄養材を汚染地盤又は汚染地下水に供給し、その汚染地盤中又は汚染地下水中に生息する嫌気性微生物を活性化させることにより、有機ハロゲン化合物の分解を促進させる技術が知られている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
ところで、このような従来の技術にあっては、有機ハロゲン化合物の分解の開始時期を早めるために、上記栄養材として、易分解性のもの（例えば、グリセリン、糖蜜など）が用いられている（特許文献３参照）。
【０００４】
しかし、易分解性の栄養材は、一般的に寿命が短いことから、上記栄養材として、易分解性のものを用いた場合には、汚染地盤又は汚染地下水を長期間に亘って浄化することができず、また、汚染地盤又は汚染地下水を広範囲に亘って浄化することもできないという問題があった。とりわけ、透水性の悪い汚染地盤を原位置にて浄化する際に、易分解性の栄養材（特に、糖蜜など地盤への吸着性の高いもの）を用いる場合には、栄養材が汚染地盤に拡散しにくいので、汚染地盤を広範囲に亘って浄化することができないという問題が顕著であった。そして、このような問題を解決するためには、汚染地盤に栄養材を供給するための多数の注入井戸を設置せざるを得ず、費用が膨大になってしまうのである。
【０００５】
一方、従来の技術においても、長寿命の栄養材が知られており（特許文献４参照）、このような栄養材として、例えば、ＨＲＣ（Hydorogen Release Compound;Regensis社製）、及び、植物油をエマルジョン化した栄養材（ＥＯＳ；ＥＯＳ社製）が知られている。
【０００６】
ところが、ＨＲＣは、粘性が高いので、汚染地盤中に広く拡散させるための栄養材には適していない。また、植物油をエマルジョン化した栄養材は、その粒径が１μｍ以下であって微小であることから、これを汚染地盤中に拡散させることは可能であるものの、この栄養材は地盤への吸着性が強いことから、これを汚染地盤中に広く拡散させることは著しく困難である。従って、これらの長寿命の栄養材を用いた場合であっても、汚染地盤を広範囲に亘って浄化することができなかったのである。
【０００７】
すなわち、従来の技術にあっては、有機ハロゲン化合物の分解の開始時期を早めるとともに、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染地盤又は汚染地下水を、長期間且つ広範囲に亘って浄化することができなかったのである。
【特許文献１】特開平１１−２５３９２６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５９１３２号公報
【特許文献３】特開２００６−１１６４２０号公報
【特許文献４】特開２０００−１３５４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来の技術に伴う課題に鑑みてなされたものであり、有機ハロゲン化合物の分解の開始時期を早めるとともに、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染地盤又は汚染地下水を、長期間且つ広範囲に亘って浄化することも可能な汚染地盤又は汚染地下水の原位置浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染地盤又は汚染地下水を、その汚染地盤中又は汚染地下水中に生息する前記有機ハロゲン化合物の分解活性を有する嫌気性微生物を活性化させて、原位置にて浄化するための汚染地盤又は汚染地下水の原位置浄化方法であって、易分解性の栄養材であるグリセリン又はグルコン酸ソーダのうち少なくとも一方と、エタノール又はイソプロピルアルコールとを、５０：５０〜１０：９０の比率で混合して複合栄養材を配合し、当該複合栄養材を前記汚染地盤又は前記汚染地下水に供給して前記嫌気性微生物を活性化させることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の原位置浄化方法において、前記易分解性の栄養材としては、前記グリセリンと前記グルコン酸ソーダの混合物を用いることが好ましい。
【００１３】
以上の本発明において、前記複合栄養材は、易分解性の栄養材を含有しており、この易分解性の栄養材は、有機ハロゲン化合物の分解の開始時期を早める作用を有する。従って、本発明によれば、前記複合栄養材により、有機ハロゲン化合物の分解の開始時期を早めることが可能となる。また、前記複合栄養材は、エタノール又はイソプロピルアルコールを含有しており、これらのエタノール及びイソプロピルアルコールは、いずれも長寿命の栄養材として機能するとともに（下記の確認試験を参照）、いずれも粘性が低いので汚染地盤中又は汚染地下水中に広く拡散しやすい性質を有する。従って、本発明によれば、前記複合栄養材により、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染地盤又は汚染地下水を、長期間且つ広範囲に亘って浄化することも可能となる。より具体的には、汚染地盤又は前記汚染地下水の性質に応じて、易分解性の栄養材と、エタノール又はイソプロピルアルコールとを所定の割合で混合して最適な複合栄養材を配合し、当該複合栄養材を前記汚染地盤又は前記汚染地下水に供給して前記嫌気性微生物を活性化させることにより、汚染地盤又は汚染地下水を、原位置にて長期間且つ広範囲に亘って浄化することが可能となるのである。
【００１４】
前記易分解性の栄養材は、汚染地盤中又は汚染地下水中で容易に分解されて、前記嫌気性微生物を活性化する作用を有する栄養材であり、具体的には、グリセリン又はグルコン酸ソーダのうち少なくとも一方である。これら以外のものとしては、例えば、乳酸ナトリウムなどが挙げられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、有機ハロゲン化合物の分解の開始時期を早めるとともに、有機ハロゲン化合物に汚染された汚染地盤又は汚染地下水を、長期間且つ広範囲に亘って浄化することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明者らは、本発明の複合栄養材の作用効果を確認するために、次のような確認試験を行った。すなわち、本発明者らは、本発明の複合栄養材、及び３種類の栄養材（グルコン酸ソーダ（１００％）、グリセリン（１００％）、エタノール（１００％））を用いて、これらの各栄養材によるトリクロロエチレンの分解試験を行った。
【００１７】
具体的には、本発明者らは、まず、１００ｍｌの各メジューム瓶に、揮発性有機塩素化合物の一種であるトリクロロエチレンに汚染された汚染土１５０ｇ、及び、各栄養材を含有する栄養材溶液（重量比；０．３％）約４０ｍｌを添加した。次に、本発明者らは、トリクロロエチレン濃度が約５ｍｇ／ｌとなるように、各メジューム瓶にトリクロロエチレンを添加した。そして、本発明者らは、各メジューム瓶のヘッドスペースにおけるトリクロロエチレン濃度を測定した。各栄養材の配合（重量比）を表１に示し、トリクロロエチレン濃度の測定結果を図１に示す。
【表１】
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【００１８】
図１に示すように、栄養材として、グルコン酸ソーダのみ、又はグリセリンのみを単独で用いた場合（表１のケース１，２の場合）には、いずれの場合にも、トリクロロエチレン濃度は、一度、環境基準値（０．０２ｍｇ／ｌ）以下まで減少したものの、その後、徐々に上昇し、最終的には、環境基準値を超えてしまった。このことは、栄養材であるグルコン酸ソーダ及びグリセリンが消費されて、一度、トリクロロエチレンの分解が促進するものの、次第に、トリクロロエチレンの分解能が消失し、汚染土中に含有されていたトリクロロエチレンが徐々に溶出したためであると推測される。また、栄養材として、エタノールのみを単独で用いた場合（表１のケース３の場合）には、トリクロロエチレンの分解速度が遅く、トリクロロエチレン濃度が環境基準値以下になるまで、約２ヶ月も要した。これに対し、栄養材として、本発明の複合栄養材を用いた場合（表１のケース４，５の場合）には、エタノールのみを単独で用いた場合と比べ、トリクロロエチレン濃度は、すみやかに環境基準値以下まで減少し、その後、約半年程度、環境基準値以下の状態が継続した。
【００１９】
さらに、本発明者らは、本発明の複合栄養材の寿命を確認するために、各栄養材の初期の総有機炭素濃度（ＴＯＣ：Total Organic Carbon）と、９０日後の有機酸濃度との関係を調べた。その結果を表２に示す。なお、有機酸は、炭素数の多い高級脂肪酸（表２の場合には、酪酸、イソ酪酸）から、順次、炭素数の少ない低級脂肪酸（表２の場合には、酢酸）に分解されていくことから、同表２において、炭素数の多い高級脂肪酸が多いほど、栄養材の分解が進んでいないことを示すこととなる。
【表２】
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【００２０】
表２に示すように、ＴＯＣの減少率及び有機酸の組成を見ると、各栄養材の分解は、グルコン酸ソーダ（ケース１）＞グリセリン（ケース２）＞グルコン酸ソーダ＋グリセリン＋エタノール（ケース４）＞グリセリン＋エタノール（ケース５）＞エタノール（ケース３）の順に、進行していることがわかる。なお、ケース４とケース５は、ＴＯＣの減少率が同等となったが、ケース５の方がケース４よりもプロピオン酸の割合が多くなったことからすると、ケース５の方がケース４よりも栄養材の分解が進んでいないものと推測される。これらの結果から、グルコン酸ソーダの割合を多くすることにより、汚染地盤中の栄養材の寿命が短くなり、他方、エタノールの割合を多くすることにより、汚染地盤中の栄養材の寿命が長くなるといえる。以上より、汚染地盤の性質に応じて、易分解性の栄養材であるグルコン酸ソーダと、エタノールとを所定の割合で混合することにより、最適な複合栄養材を配合することが可能となる。
【００２１】
また、本発明者らは、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）のみならず、他の揮発性有機塩素化合物（テトラクロロエチレン（ＴＣＥ）、シス−１，２−ジクロロエチレン（ｃｉｓ−１，２−ＤＣＥ）についても、前述した分解試験と同様の分解試験を行った。
【００２２】
具体的には、本発明者らは、まず、１００ｍｌ用セプタム付き透明メジューム瓶に、テトラクロロエチレンに汚染された汚染土を５０ｇ添加した。次に、本発明者らは、ｐＨを調整するために、１ボトル当たり、炭酸水素ナトリウムを５００ｍｇ（０．３％−土）添加した。続いて、本発明者らは、各栄養材を予め純粋に溶解させて０．３％濃度に調整しておき、これらの溶解液１００ｍｌを各メジューム瓶に添加した。また、汚染土のＰＣＥ濃度が低かったことから、本発明者らは、初期のＰＣＥ濃度が約１０ｍｇ／ｌとなるように、ＰＣＥメタノール溶液（２％）を１ボトル当たり、５０μｌ添加した。そして、本発明者らは、各メジューム瓶のヘッドスペースを窒素ガスで置換し、１分間、各メジューム瓶の上下を転倒させた後、暗所の恒温室（２５℃）で静置培養した。その上で、本発明者らは、初期、１週間後、２週間後、１ヶ月後、１．５ヶ月後、２ヶ月後、３ヶ月後に、各揮発性有機塩素化合物の濃度を測定することにより、各揮発性有機塩素化合物の分解がどの程度進行しているかを調べた。このときの各栄養材の配合を表３に示し、各揮発性有機塩素化合物の濃度の測定結果を図２に示す。同図２の（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、表３のケース１１〜１４の測定結果を示す。
【表３】
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【００２３】
図２に示すように、ケース１１の場合、すなわち、栄養材として、グルコン酸ソーダ（１００％）のみを単独で用いた場合（図２（ａ）参照）には、試験を開始してから６０日経過後に、cis-1,2-DCEの濃度が環境基準値（０．０４ｍｇ／ｌ）以下になったものの、ケース１２の場合、すなわち、栄養材として、エタノール（１００％）のみを単独で用いた場合（図２（ｂ）参照）には、試験を開始してから９０日経過後に、ようやく、cis-1,2-DCEの濃度が環境基準値（０．０４ｍｇ／ｌ）以下になった。このことから、エタノールは、グルコン酸ソーダと比べ、揮発性有機塩素化合物の分解速度が遅いことがわかる。また、ケース１３、ケース１４の結果（図２（ｃ）及び図２（ｄ）参照）を比較してみると、栄養材として、エタノール及びグルコン酸ソーダを配合した複合栄養材を用いた場合には、エタノールのみを単独で用いた場合よりも、揮発性有機塩素化合物の分解速度が早くなったと評価し得る。さらに、ケース１３、ケース１４の結果のうち、とりわけ、試験を開始してから６０日後に残存するcis-1,2-DCEの量を比較してみると、エタノールに対するグルコン酸ソーダの割合が多くなるように配合することにより、揮発性有機塩素化合物の分解速度が早くなるものと推測される。
【００２４】
次に、本発明者らは、各栄養材の残存量を把握するためにＴＯＣ濃度を測定するとともに、試験開始時のＴＯＣ量と、試験を開始してから６０日後のＴＯＣ量とから、６０日間の栄養材の分解率を算定した。その結果を表４に示す。
【表４】
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【００２５】
表４に示すように、ケース１１の場合、すなわち、栄養材として、グルコン酸ソーダ（１００％）を用いた場合には、試験を開始してから６０日後に、当該栄養材の５３％が分解したのに対し、ケース１２の場合、すなわち、栄養材として、エタノール（１００％）を用いた場合には、試験を開始してから６０日後に、当該栄養材の８％分解したにすぎなかった。このことから、栄養材として、エタノールのみを単独で用いた場合には、グルコン酸ソーダのみを単独で用いた場合と比べ、栄養材の分解速度が遅いことがわかる。また、ケース１３の場合、すなわち、栄養材として、エタノール（５０％）及びグルコン酸ソーダ（５０％）を配合した複合栄養材を用いた場合には、試験を開始してから６０日後に、当該栄養材の３４％が分解し、他方、ケース１４の場合、すなわち、栄養材として、エタノール（９０％）及びグルコン酸ソーダ（１０％）を配合した複合栄養材を用いた場合には、試験を開始してから６０日後に、当該栄養材の１４％が分解したにすぎなかった。これらのことから、栄養材として、グルコン酸ソーダ及びエタノールを配合した複合栄養材を用いる場合には、グルコン酸ソーダのみを単独で用いる場合と比べ、揮発性有機塩素化合物の分解速度が遅くなるものと推測される。
【００２６】
以上の通り、栄養材として、グルコン酸ソーダを単独で用いる場合には、揮発性有機塩素化合物の分解速度は早くなる一方で、栄養材の消費速度も早くなってしまう。他方、栄養材として、エタノールのみを単独で用いた場合には、栄養材の消費速度は遅くなる一方で、揮発性有機塩素化合物の分解速度が遅くなってしまう。従って、グルコン酸ソーダとエタノールとを配合することにより、揮発性有機塩素化合物の分解速度を早めることが可能となり、しかも、栄養材の消費速度を抑制することも可能になる。
【００２７】
さらに、本発明者らは、本発明の複合栄養材を作成する際に、易分解性の栄養材と配合させるものとして、エタノールの他にも適した材料があるのではないかと考えた。そこで、本発明者らは、このような材料を選別するために、次のような追加試験を行った。
【００２８】
この追加試験において、本発明者らは、まず、３００ｍｌのメジューム瓶に、シルト・粘土１００ｇ、及び重量比０．３％濃度に調整した各栄養材溶液３００ｍｌを添加し、合計４００ｇのスラリーを作成した。その際、本発明者らは、選別対象の栄養材として、水あめ、Ｄ−ソルビトール、グリセリン、イソプロピルアルコール、ＨＲＣ、シクロデキストリン、マルチトール、エタノール、グルコン酸ソーダを選択した。次に、本発明者らは、各スラリーを３０度で養生した後、ＴＯＣ濃度を測定した。その測定結果を図３に示す。図３において、エタノール及びイソプロピルアルコールの濃度は、いずれも９８〜１１５％であり、この数値は、栄養材の０日目の濃度を１００％としたときの値である。
【００２９】
図３の結果より、イソプロピルアルコールは、エタノールと同様に、徐放性の栄養材としての効果を期待し得るものといえる。このことから、本発明者らは、本発明の複合栄養材を作成する際に、易分解性の栄養材と配合させるものとして、エタノールの他にも、イソプロピルアルコールが適しているものと考えた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】トリクロロエチレンの分解試験の結果を示すグラフである。
【図２】揮発性有機塩素化合物の分解試験の結果を示すグラフである。
【図３】ＴＯＣ分解試験の結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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