(57)【要約】【課題】汚染物質である重油等の粘性を低下させて土壌からの遊離、分散による微生物との接触を促進させるとともに、温度上昇および好気性化により微生物の分解活性を高めて汚染された土壌を原位置で効率的に修復することを目的とするものである。【解決手段】油に汚染された透水層２の上流側に位置して通水性を有する管状体６を挿入した井戸５を設け、前記井戸５内の地下水を加熱手段１１により加熱するとともに、空気供給手段８により空気を供給して好気性化し、前記井戸５内の地下水の移動により井戸５の下流側に位置する透水層２に含有する油の微生物分解を促進させることを特徴とする油汚染土壌の修復方法としたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油に汚染された透水層の上流側に位置して通水性を有する管状体を挿入した井戸を設け、前記井戸内の地下水を加熱手段により加熱するとともに、空気供給手段により空気を供給して好気性化し、前記井戸内の地下水の移動により、前記井戸の下流側に位置する透水層に浮遊する油を微生物により分解促進させることを特徴とする油汚染土壌の修復方法。
【請求項２】
前記油に汚染された透水層の下流側に位置して揚水井戸を設け、前記揚水井戸からの地下水を透水層の上流側に位置する井戸内に供給することを特徴とする請求項１に記載の油汚染土壌の修復方法。
【請求項３】
前記油に汚染された透水層に微生物および／または栄養源を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の油汚染土壌の修復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、油で汚染された地下領域を微生物の活動を利用して原位置で修復する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油を扱う場所等より、油設配管の劣化、破損等により油が漏洩し、土壌中に油が浸透し汚染している場合があり、油により汚染された土壌の浄化処理を、簡易に安定して浄化する技術の開発が望まれている。
【０００３】
油で汚染された土壌の浄化及び修復技術としては、汚染油を分離する溶剤抽出法、熱脱着法等や、汚染油を分解する焼却法等が挙げられるが、溶剤抽出法、熱脱着法では分離後の再処理工程が必要であり、焼却法や熱脱着法では、焼却のための燃料を必要とし、焼却の為の複雑な設備が必要となり、結果として設置場所の問題等の理由により処理コストが高くなる。また焼却法では、燃焼により窒素酸化物が発生するため大気汚染の防止等の問題点がある。さらに近年では微生物の活動を利用した生物的処理法が注目されている。
【０００４】
この微生物の活動を利用した生物的処理技術おいては、分子量の大きい芳香族化合物を多く含む重油は、粘性が高く土粒子間および表面に強く付着しており、微生物分解の速度が軽・中質油に比較して遅く、浄化時間がかかり、実用的な面で課題となっている。油で汚染された地下領域を微生物の活動を利用して原位置で修復する代表的な方法として下記のものが知られている。
【０００５】
汚染土壌の近傍の難透水層に複数の井戸を掘削するとともに、この汚染土壌の近傍に２つ以上の電極を離間して埋設し、各電極に電圧を加えるとともに、該井戸のうち、地下水流の下流側の井戸から地下水を揚水し、かつ該揚水の少なくとも一部を地下水流上流側の井戸から難透水層に注入して地下汚染箇所に水を循環させて、土壌中に生育する汚染物質分解菌により汚染物質を分解する汚染地下水、土壌の修復方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、汚染土壌を取り囲むように土中に四角状に止水壁を設ける。止水壁に囲まれた汚染エリアにおいて、地表部に位置する非汚染土壌を掘削し、汚染エリアに必要な栄養剤を添加しながら、前記汚染土壌と地下水を撹拌装置により撹拌して泥土状にするとともに、汚染土壌内に通気管を挿入し同時に十分通気する汚染土壌の生物化学的浄化方法である（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−２３４４９１号公報
【特許文献２】特開２００３−７１４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した特許文献１に記載のものは、複数の井戸設備他に、難透水層に十分達する深さに打ち込む複数のグラファイトなどの電極板や前記電極板間に数百Ｖの電圧で直流電流を印加するための電源設備の設備構成を構築する必要があり、大型の設備等を必要である。
【０００８】
また汚染土壌の諸状況により、電極間に加える電圧によっては、汚染物質を汚染土壌から離脱、移動にバラツキを生じやすく、重油のような高粘性油の汚染物質の場合には分解除去の確実性に課題がある。
【０００９】
また、前記した特許文献２に記載のものは、土中に四角状に止水壁の設置、地表部に位置する非汚染土壌の掘削と搬出、汚染エリアの汚染土壌と地下水との撹拌、泥土状化、浄化完了後に非汚染土壌を汚染エリアへの埋め戻しのための重機等の大型設備等を必要し、また作業工程が多く、掘削の費用がコスト高という課題がある。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、汚染物質である重油等の粘性を低下させて土壌から遊離、分散させて、微生物との接触を促進させるとともに、温度上昇および好気性化により微生物の分解活性を高めて汚染された土壌を原位置で効率的に、かつ大型の設備等を必要とせずに修復することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
油に汚染された透水層の上流側に位置して通水性を有する管状体を挿入した井戸を設け、前記井戸内の地下水を加熱手段により加熱するとともに、空気供給手段により空気を供給して好気性化し、前記井戸内の地下水の移動により、前記井戸の下流側に位置する透水層に浮遊する油を微生物により分解促進させることを特徴とする油汚染土壌の修復方法としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、汚染物質である重油等の粘性を低下させて土壌からの遊離、分散による微生物との接触を促進させるとともに、温度上昇および好気性化により微生物の分解活性を高めて汚染された土壌を原位置で効率的に、かつ大型の設備等を必要とせずに修復することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、油に汚染された透水層の上流側に位置して通水性を有する管状体を挿入した井戸を設け、前記井戸内の地下水を加熱手段により加熱するとともに、空気供給手段により空気を供給して好気性化し、前記井戸内の地下水の移動により、前記井戸の下流側に位置する透水層に浮遊する油を微生物により分解促進させることを特徴とする油汚染土壌の修復方法である。
【００１４】
これによって、井戸内の加熱および好気性化した地下水が下流側の油に汚染された透水層に流動し、土壌の温度を上昇させるとともに地下水と空気との接触により好気性化をはかる。
【００１５】
したがって汚染物質である重油等の粘性を低下させて土壌からの遊離、分散させると共に、空気供給手段により空気を供給して透水層を好気性雰囲気にして、好気性菌の活性を促進させるとともに、温度上昇および好気性化により微生物の分解活性を高めて汚染された土壌を原位置で効率的に、かつ大型の設備等を必要とせずに修復することができる。
【００１６】
空気供給手段により空気を供給するが、溶存酸素（ＤＯ）の値を上昇させるために純酸素を用いても良い。
【００１７】
この好気性雰囲気は透水層の地下水のＤＯを測定して、空気供給手段により空気を供給する。
【００１８】
たとえば、地下水の温度が１５℃の場合のＤＯ値は、１０％〜１２％になるように空気供給手段で制御することにより、好気性雰囲気をつくることができ、好気性菌の活性を促進させることができる。
【００１９】
また、地下水を加熱手段により４０℃〜５０℃に加熱することにより、油の粘性が低下し、かつ、好気性菌の活性を促進させることができる。
【００２０】
尚、実験の結果、地下水を加熱手段により５０℃に加熱したときの、加熱部分から水平方向で１ｍ離れた位置での地下水の平均温度は約２５℃となり、ＤＯ値は８％であった。
【００２１】
また、地下水を採取して菌の同定をしたところ、シュードモナス菌、バチルス菌、ラクトバチルス、ストレプトコッカスが存在することが確認できた。
【００２２】
このことから、好気性菌による油の分解が促進でき、汚染物質を浄化できる。
【００２３】
第２の発明は、第１の発明において、油に汚染された透水層の下流側に位置して揚水井戸を設け、前記揚水井戸からの地下水を透水層の上流側に位置する井戸内に供給することを特徴とする油汚染土壌の修復方法としたものである。
【００２４】
これによって、油に汚染された透水層における地下水の流れを促進するとともに、油に汚染された地下水の非汚染地下領域への拡散を防止してより確実に油汚染土壌の修復をすることができる。
【００２５】
第３の発明は、第１または第２の発明において、油に汚染された透水層に微生物および／または栄養源を供給することを特徴とする油汚染土壌の修復方法としたものである。
【００２６】
透水層に注入する微生物としては、バチルス菌が入手しやすく、ＤＯの値が６％になっても活性しており、油を二酸化炭素と水に分解するため、２次公害を招く恐れがない。
【００２７】
また、微生物の栄養源としては、親水性のクエン酸を主成分とする窒素系栄養源又は除放性のステアリン酸を主成分とするリン系栄養源をＤＯと地下水の温度を考慮し、適宜選択して投入すればよい。
【００２８】
たとえば、ＤＯが低く、地下水の温度も低い場合は、微生物の活性が低くなる為、除放性のステアリン酸を主成分とする栄養源を投入する。
【００２９】
また、ＤＯが高く、地下水の温度も高い場合は、微生物の活性が高くなる為、親水性のクエン酸を主成分とする栄養源を投入する。
【００３０】
これによって、微生物を常に透水層に確保し、また栄養源を供給による微生物の分解活性を維持して油汚染土壌を確実に分解することができる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の一実施例の油汚染土壌の修復方法を図１、図２を参照しながら説明する。
【００３２】
図１は本発明の一実施例の油汚染土壌の修復方法を示す断面部分の基本構成図、図２は油汚染土壌の修復方法を示す他の断面部分の基本構成図である。以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００３３】
図1は、地表面から上部粘土層１、透水層２、下部粘土層３からなる基本的な地下領域において、透水層２の部分に油の汚染領域４が存在する例である。
【００３４】
汚染物質である重油等は、透水層２に多く存在し、原液状で存在しているか、または土壌や土壌中の有機物に吸着されている。
【００３５】
井戸５は、重油を含む油に汚染された透水層２の上流側に位置して前記透水層２の下端部に至る深さまで掘削されている。さらに井戸５に透水性の材質あるいは多数の細孔７が穿設された樹脂等からなる管状体６を挿入して、井戸５の内壁を覆う構成としている。
【００３６】
前記井戸５の本数は、地下汚染領域の汚染状況に応じて適宜設定される。
【００３７】
また前記井戸５内の地下水に空気を供給すため、地上設置したにコンプレッサー８に供給管９を接続し、供給管９の先端には多数の細孔１０が形成され井戸５内の地下水に開口している。
【００３８】
前記コンプレッサー８、供給管９、細孔１０により空気供給手段を構成しているものである。
【００３９】
また前記井戸５内の地下水中に加熱手段である電気ヒータ１１を位置させている。
【００４０】
なお、図中の矢印は地下水流の流れ方向を示す。
【００４１】
油の汚染領域４において汚染物質の分解除去を行うには、電気ヒータ１１に通電し、井戸５内の地下水の温度を例えば５０℃程度に上昇させる。またコンプレッサー８に通電し供給管９を介して多数の細孔１０より、空気を地下水中に噴出させ、地下水の溶存酸素濃度を高めて好気性化を促進させる。
【００４２】
井戸５内の加熱および好気性化された地下水は、順次地下水流により井戸５の下流側に位置する油の汚染領域４に流れて移動し、井戸５の下流側に位置する油の汚染領域４の土壌の温度を上昇させるとともに好気性化させる。
【００４３】
土壌の温度を上昇させることによって、土粒子間に滞留する油および土粒子の表面に付着する油の粘性を低下させて、油が土粒子から離脱、分散しやすいい状態とすることができる。
【００４４】
これによって離脱、分散した油と微生物との接触が促進するとともに、温度上昇および好気性化により微生物の分解活性を高めて汚染された土壌を原位置で効率的に浄化し、修復することができる。
【００４５】
前記した実施例においては、加熱手段を電気ヒータ１１としたが、これに限定されるものではなく、例えば石油、ガス燃料の燃焼装置、太陽熱集熱装置、生石灰と水との反応熱等による井戸５内の地下水の循環加熱またはこれらと電気ヒータ１１との併用であってもよい。また加熱温度は微生物の活性を高める最適な温度とし、４０〜５０℃に温度管理し、維持する。
【００４６】
また、窒素系栄養塩、リン系栄養塩の栄養源、好気性微生物を必要に応じて井戸５内に供給する。これによって、微生物を常に透水層に確保し、また栄養源を供給による微生物の分解活性を維持して油汚染土壌を確実に分解することができる。さらに井戸５内の地下水または下流側の透水層２の温度、酸素濃度、微生物量、栄養源量、汚染濃度等をモニタリングし、手動または自動的に最適な状態に調節することが好ましい。
【００４７】
図２は油汚染土壌の修復方法を示す他の構成の断面図である。図１と共通する部分は同一番号を付してその説明を省略する。図２に示した例は、油に汚染された透水層２の下流側に位置して揚水井戸１２を設け、前記揚水井戸１２からの地下水を透水層の上流側に位置する井戸５内に供給するものである。
【００４８】
揚水井戸１２は重油等の油に汚染された透水層２の下流側に位置して前記透水層２の下端部に至る深さまで掘削されている。さらに、揚水井戸１２に透水性の材質あるいは多数の細孔１４が穿設された樹脂等からなる管状体１３を挿入して、揚水井戸１２の内壁を覆う構成としている。揚水井戸１２内の地下水を揚水管１５、供給管１７、ポンプ１６を介して透水層２の上流側に位置する井戸５内に供給する。前記揚水井戸１２の本数は、地下汚染領域の汚染状況に応じて適宜設定される。
【００４９】
これによって、油に汚染された透水層における地下水の流れを促進するとともに、油に汚染された地下水の非汚染地下領域への拡散を防止してより確実に油汚染土壌の修復をすることができる。
【００５０】
以上のように、本発明は、油に汚染された透水層の上流側に位置して通水性を有する管状体を挿入した井戸を設け、前記井戸内の地下水を加熱手段により加熱するとともに、空気供給手段により空気を供給して好気性化し、前記井戸内の地下水の移動により井戸の下流側に位置する透水層に含有する油の微生物分解を促進させることを特徴とする油汚染土壌の修復方法としたものである。
【００５１】
これによって、井汚染物質である重油等の粘性を低下させて土壌からの遊離、分散による微生物との接触を促進させるとともに、温度上昇および好気性化により微生物の分解活性を高めて汚染された土壌を原位置で効率的に、かつ大型の設備等を必要とせずに修復することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
有害物質の汚染された土壌の浄化処理における広範囲の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例の油汚染土壌の修復方法を示す断面部分の基本構成図
【図２】油汚染土壌の修復方法を示す他の断面部分の基本構成図
【符号の説明】
【００５４】
１    上部粘土層
２    透水層
３    下部粘土層
４    汚染領域
５    井戸
６    管状体
７    細孔
８    コンプレッサー
９    供給管
１０    細孔
１１    電気ヒータ（加熱手段）
１２    揚水井戸
１３    管状体
１４    細孔
１５    揚水管
１６    ポンプ
１７    供給管
【図１】
2007105594.tif 000003
【図２】
2007105594.tif 000004