(57)【要約】【課題】本発明は、塩素系有機化合物に汚染された土壌中の好気微生物と嫌気微生物を簡便かつ速やかに活性化して、汚染土壌を効率的に浄化できる方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係る汚染土壌の浄化方法は、塩素系有機化合物に汚染された土壌を浄化する方法であって、当該汚染土壌にコーンスチープリカーを添加混合する工程を含むことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素系有機化合物に汚染された土壌を浄化する方法であって、
当該汚染土壌にコーンスチープリカーを添加混合する工程を含むことを特徴とする微生物による土壌の浄化方法。
【請求項２】
さらに、汚染土壌に塩基性ｐＨ調整剤を添加する工程を含む請求項１に記載の土壌の浄化方法。
【請求項３】
塩基性ｐＨ調整剤として炭酸塩または炭酸水素塩を用いる請求項２に記載の土壌の浄化方法。
【請求項４】
コーンスチープリカーを、汚染土壌の乾燥重量に対して０．０５〜５．０質量％添加混合する請求項１〜３のいずれかに記載の土壌の浄化方法。
【請求項５】
さらに、塩素系有機化合物に汚染された土壌であって微生物により浄化されたものを、汚染土壌へ添加する工程を含む請求項１〜４のいずれかに記載の土壌の浄化方法。
【請求項６】
さらに、塩素系有機化合物の脱塩素化能を有する嫌気微生物を添加混合する請求項１〜５のいずれかに記載の土壌の浄化方法。
【請求項７】
嫌気微生物としてＫＢＣ−１株（ＦＥＲＭ  ＢＰ−０８５７３）を用いる請求項６に記載の土壌の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩素系有機化合物に汚染された土壌を微生物により浄化する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
塩素系有機化合物は、その優れた溶解能や揮発性、不燃性といった特性により、かつて大量に使用されていた。例えば、代表的な塩素系有機化合物であるテトラクロロエチレン（以下、「ＰＣＥ」という）は、その優れた溶解能や揮発性、不燃性といった特性により、フロンガスの製造原料の他に、ドライクリーニング、金属部品の脱脂洗浄用途、繊維の精錬加工等に使用されていた。
【０００３】
その一方で、特に塩素置換度の高い有機化合物は、化学的に安定であり環境中で分解され難いという欠点もある。また、生体内で代謝され難いことから、中枢神経や肝臓・腎臓に障害を与えることなども報告されている。よって、土壌が塩素系有機化合物により汚染された場合には、生体に二次的な被害が発生するおそれがある。そこで、この様な汚染土壌を浄化する技術としては、様々なものが開発されてきた。
【０００４】
かかる技術としては、例えば、塩素系有機化合物を吸引した後に活性炭などに吸着する方法、加熱による熱分解法、汚染土壌の不溶化処理法など、様々な化学的または物理的な処理方法がある。しかし近年では、より穏和な条件で安価に実施でき、省エネルギーの観点からも優れている微生物による処理、即ちバイオレメディエーションが注目されており、開発が行なわれている。
【０００５】
バイオレメディエーションとしては、特許文献１に開示されている方法がある。当該方法は、嫌気微生物による処理と好気微生物による処理を交互に繰り返すものである。この技術では、高度に塩素置換された有機化合物など、好気微生物で分解され難い化合物を嫌気微生物により脱塩素化し、生成した脱塩素化化合物を好気微生物に処理させることによって、効果をあげている。
【０００６】
しかしながら、塩素系有機化合物による土壌の汚染は極めて広範囲にわたるのが一般的であり、浄化処理すべき土壌の量は大量となる。よって、汚染土壌の浄化処理にはより一層の効率化が求められている。
【０００７】
そこで、特許文献２の技術では、ギ酸やシュウ酸など還元力を持つ化合物を添加し、嫌気微生物を活性化することにより土壌を浄化している。特許文献３には、安息香酸ナトリウムなどの電子供与体等を添加して土着細菌を活性化し、ハロゲン化化合物を分解して土壌を浄化する方法が記載されている。また、特許文献４の技術では酢酸や乳酸等が、特許文献５の技術ではサポニン等が、土壌を浄化する微生物の活性化剤として用いられている。
【０００８】
ところで特許文献６には、有機系窒素源と炭素源を含む液体培地および微生物を凍結乾燥したものであり、生ゴミや排水などを分解処理するための微生物製剤が開示されている。この有機系窒素源としては、トウモロコシの濃縮浸漬液であるコーンスチープリカーが例示されている。しかし、当該技術におけるコーンスチープリカーは、凍結乾燥製剤中の微生物のための栄養剤として添付されているものであり、特定の目的をもって添加されたものではない。
【特許文献１】特開２００３−１６４８５０号公報（請求項１、実施例）
【特許文献２】特開平７−１３６６３２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平１０−２２５６７７号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特開２００３−３２６２４７号公報（請求項１）
【特許文献５】特開２００４−１８８４０６号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】特開２００５−２７８４４１号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した様に、塩素系有機化合物に汚染された土壌を浄化するための技術は、種々知られており、高度に塩素置換された有機化合物を処理するには、先ず嫌気微生物により当該化合物を脱塩素化した上で好気微生物によりさらに分解する方法が知られている。
【００１０】
しかし、処理すべき汚染土壌の量は一般的に極めて多く、処理期間は一日でも短縮できることが好ましい。また、土壌は通常好気状態にあるため、従来技術における嫌気的環境の形成には、密閉容器を必要としたりガスを封入するなどコストのかかるものが多かった。よって、これら微生物を簡便且つ速やかに活性化できる方法が求められていた。
【００１１】
そこで本発明が解決すべき課題は、塩素系有機化合物に汚染された土壌中の好気微生物と嫌気微生物を簡便かつ速やかに活性化して、汚染土壌を効率的に浄化できる方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、従来、汚染土壌中の微生物を活性化するための添加成分としては、ギ酸、シュウ酸、酪酸、乳酸などの有機酸が用いられてきたが、コーンスチープリカーを用いることによって、塩素系有機化合物を効率的に浄化できることを見出して、本発明を完成させた。
【００１３】
即ち、本発明に係る微生物による土壌の浄化方法は、
塩素系有機化合物に汚染された土壌を浄化する方法であって、
当該汚染土壌にコーンスチープリカーを添加混合する工程を含むことを特徴とする。
【００１４】
上記浄化方法においては、さらに、汚染土壌に塩基性ｐＨ調整剤を添加する工程を含むことが好ましい。塩素系有機化合物に汚染された土壌は酸性になっているがために、微生物が十分に活動できない場合がある。その様な場合に塩基性ｐＨ調整剤を添加して土壌ｐＨを６〜９程度に調節することによって、微生物を活性化することができる。
【００１５】
かかる塩基性ｐＨ調整剤としては、炭酸塩または炭酸水素塩が好適である。炭酸ガスの放出により土壌中環境の酸化還元電位の低下を一層速やかにすることができ、嫌気微生物による塩素系有機化合物の脱塩素化の効率を高めることが可能になる。
【００１６】
コーンスチープリカーの添加量は、汚染土壌の乾燥重量に対して０．０５〜５．０質量％が好適である。０．０５質量％未満であると各成分の効果を十分に発揮できない場合がある。それに対し、コーンスチープリカーを過剰に添加することにより、汚染土壌中で嫌気的環境が形成された後もコーンスチープリカーが多量に残留すると、嫌気微生物がこれを栄養源としてしまい、塩素系有機化合物が速やかに脱塩素化されないおそれがある。
【００１７】
上記浄化方法においては、さらに、塩素系有機化合物に汚染された土壌であって微生物により浄化されたものを、汚染土壌へ添加する工程を含むことが好ましい。一度浄化された汚染土壌中では、塩素系有機化合物の分解に必要な微生物のバランスや土壌環境が整っている場合が多い。当該態様では、かかる浄化土壌を汚染土壌に還元し、汚染土壌の効率的な浄化を図る。
【００１８】
処理対象となる汚染土壌中に、塩素系有機化合物を脱塩素化できる嫌気微生物が十分に存在しない場合には、さらに塩素系有機化合物の脱塩素化能を有する嫌気微生物を添加混合することが好ましい。かかる態様によって、一層効率的な浄化処理を達成できる。
【００１９】
さらに添加する嫌気微生物としては、ＫＢＣ−１株（ＦＥＲＭ  ＢＰ−０８５７３）が好適である。ＫＢＣ−１株は、従来の脱塩素化微生物では脱塩素化能を発揮することができなかった様な微好気条件下や低温下でも、ＰＣＥなど高度に塩素置換された有機化合物を脱塩素化することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る土壌の浄化方法によれば、汚染土壌中の環境を速やかに嫌気的環境にすることができる。その結果、塩素系有機化合物の脱塩素化能を有する嫌気微生物を活性化でき、塩素系有機化合物の分解の促進が可能になる。よって本発明は、かつて大量に使用され汚染範囲も広大なＰＣＥなどの塩素系有機化合物による汚染土壌の大量処理にも適用できるものとして、産業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る土壌の浄化方法は、塩素系有機化合物に汚染された土壌を浄化する方法であって、当該汚染土壌にコーンスチープリカーを添加混合する工程を含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明で処理すべき塩素系有機化合物は、過去または現在において大量に使用された実績がある一方で、環境中では分解され難く、その処理が求められているものをいう。例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン（以下、「ｃｉｓ−ＤＣＥ」という）、１，１，１−トリクロロエタン、トリクロロエチレン（以下、「ＴＣＥ」という）、テトラクロロエチレン（ＰＣＥ）等や、ジクロロベンゼン、ポリ塩化ビフェニル、ダイオキシン等を挙げることができる。本発明は、ＰＣＥなど、従来方法では処理が難しかった塩素置換度の高い有機化合物を効率的に処理できることから、好適にはＰＣＥを処理対象とする。よって本発明は、ＰＣＥ単独による汚染土壌或いはＰＣＥと他の塩素系有機化合物との複合汚染土壌の処理に有効である。
【００２３】
本発明の処理対象である汚染土壌としては、有害な各塩素系有機化合物の濃度が、公定の環境基準値を上回るものをいう。例えば、「土壌の汚染に係る環境基準について（平成３年８月２３日、環境庁告示第４６号）」によれば、ＰＣＥの環境基準値は０．０１ｍｇ／Ｌであり、ＴＣＥは０．０３ｍｇ／Ｌ、ｃｉｓ−ＤＣＥは０．０４ｍｇ／Ｌであるので、ＰＣＥ等の濃度がこれら基準値を上回る土壌を処理対象とする。
【００２４】
本発明方法では、汚染土壌にコーンスチープリカーを添加混合する。それによって、先ず土壌中の好気微生物を速やかに活性化し酸素を消費させて土壌中に嫌気環境を形成し、次いで塩素系有機化合物の脱塩素化能に優れる嫌気微生物の活動を活発にさせ、結果として有害な塩素系有機化合物の分解を迅速化する。なお、ここでの土壌中の微生物は、土着の微生物の他に、塩素系有機化合物の脱塩素化や分解のために添加する微生物も含まれるものとする。
【００２５】
コーンスチープリカーは、トウモロコシ澱粉を製造する際における副産物であり、トウモロコシ澱粉の湿式製粉法の工程で生成する浸漬液を濃縮したものである。より具体的には、トウモロコシを亜硫酸含有の温水に浸漬し、膨潤させる工程でエキス分が溶出した浸漬液を分離し、乳酸発酵させた後に濃縮したものであり、一般に市販されている。その成分は、タンパク質、ペプチド、アミノ酸のほか、乳酸、亜硫酸、糖分、ミネラル、ビタミン類などである。このコーンスチープリカーを汚染土壌へ添加混合することによって、従来の栄養源を添加した場合よりも顕著に汚染土壌中好気微生物を活性化することができ、土壌中の嫌気的環境を速やかに形成することができる。
【００２６】
コーンスチープリカーの添加量は、汚染土壌の乾燥重量に対して０．０５〜５．０質量％が好適である。０．０５質量％未満であると各成分の効果を十分に発揮できない場合がある。一方、添加量が５．０質量％を超えると、汚染土壌中で嫌気的条件が形成された後もコーンスチープリカーが多量に残留し、嫌気微生物がこれを栄養源としてしまい、塩素系有機化合物が速やかに脱塩素化されないおそれがある。より好ましくは、０．１質量％以上、１．５質量％以下である。
【００２７】
本発明方法では、コーンスチープリカーの他に塩基性ｐＨ調整剤を汚染土壌へ添加混合することが好ましい。塩素系有機化合物に汚染された土壌は多様であり、汚染原因物質の種類や濃度、或いは土着微生物の種類や菌数などによって、そのｐＨも変化する。その結果、従来処理においては、好気微生物による嫌気的条件の形成まで、ひいては塩素系有機化合物濃度が環境基準値以下に低減されるまでの期間が安定しなかった。特に塩素系有機化合物に汚染された土壌は酸性となっており、微生物が活発に活動し難い環境となっている場合が多い。そこで当該態様では、土壌ｐＨが過剰に低下している場合に塩基性ｐＨ調整剤を添加混合して汚染土壌のｐＨを６〜９程度に調節し、安定的な浄化処理を可能にする。
【００２８】
塩基性ｐＨ調整剤は、酸性の汚染土壌ｐＨを上げることができ、且つ適度な緩衝能をもってｐＨを過剰に高くしないものであれば、特にその種類は問わない。但し、炭酸塩または炭酸水素塩が好適である。炭酸ガスの放出によって、化学的に土壌の酸化還元電位を下げ、嫌気的環境をより一層速やかに形成できるからである。この様な塩基性ｐＨ調整剤としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素カルシウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸水素塩や、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩を挙げることができる。これらの中では、安価で安全であることから、炭酸水素ナトリウムおよび／または炭酸カルシウムが好適である。
【００２９】
塩基性ｐＨ調整剤の添加量は、土壌中の微生物を活性化するために、処理すべき汚染土壌のｐＨが６〜９程度になるものとする。具体的な添加量は、予備実験により決定すればよい。
【００３０】
コーンスチープリカーと塩基性ｐＨ調整剤の添加量は、そのまま汚染土壌へ添加混合すればよい。しかし添加混合を容易にし、コーンスチープリカー等の偏在を抑制すべく、これらを一旦水溶液とし、その水溶液を添加混合することが好ましい。水溶液の濃度は適宜調整すればよい。
【００３１】
本発明方法においては、塩素系有機化合物に汚染された土壌であって微生物により浄化されたもの（以下、「浄化土壌」という場合がある）を、汚染土壌へ添加してもよい。一度浄化された汚染土壌中では、塩素系有機化合物の分解に必要な微生物のバランスや土壌環境が整っている場合が多い。当該態様は、かかる浄化土壌を汚染土壌に還元し、汚染土壌の効率的な浄化を図るものである。
【００３２】
かかる浄化土壌の種類は特に制限されないが、本発明方法で浄化した土壌を還元する態様が効率的である。即ち、処理すべき汚染土壌を適当な区画に分け、最初の区画を浄化処理した後にその浄化土壌を次の区画の汚染土壌に添加すれば、効率的な浄化を行なうことができる。
【００３３】
浄化土壌の添加量は、より一層効率的な処理ができる程度であればよいが、通常は汚染土壌に対して１〜２０質量％程度とすればよい。添加量が少な過ぎると効果が得られない場合がある一方で、多過ぎると全体の処理効率が低下するおそれがある。
【００３４】
本発明に係る汚染土壌の浄化方法においては、土着の好気微生物と嫌気微生物を利用してもよいが、特に高度に塩素置換された有機化合物を処理する嫌気微生物が土壌中に十分存在しない場合には、塩素系有機化合物の脱塩素化能を有する嫌気微生物を別途添加混合してもよい。
【００３５】
汚染土壌に含まれる塩素系有機化合物に対する脱塩素化能を有する嫌気微生物が、浄化すべき汚染土壌に存在するか否かは、常法により調べればよい。例えば、汚染土壌から採取した試料を嫌気微生物の栄養源と共にアンプル等に挿入し、必要に応じて塩素系有機化合物を添加した培地を加えて密閉し、ヘッドスペースにおける塩素系有機化合物の濃度変化を測定することにより、塩素系有機化合物の脱塩素化能を有する嫌気微生物の有無を把握することができる。
【００３６】
浄化すべき汚染土壌における脱塩素化嫌気微生物の有無にかかわらず、塩素系有機化合物の脱塩素化能を有する嫌気微生物を添加してもよい。嫌気微生物の添加量は、処理すべき土壌等の量や汚染度（塩素系有機化合物の土壌中濃度）等により異なるが、例えば、１ｍＬ当たり１０8個相当の菌液を、汚染土壌に対して０．１〜１０質量％程度加えればよい。但し、斯かる添加量は、実際の処理状態により適宜調整する必要があり、具体的には予備実験により決定することができる。
【００３７】
さらに添加する嫌気微生物は、処理対象となる塩素系有機化合物を脱塩素化できるものから選択して用いればよい。例えば、ＰＣＥによる汚染土壌を浄化する場合には、ＰＣＥの脱塩素能が実証されているＤｅｓｕｌｆｉｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ属細菌などを用いればよい。
【００３８】
Ｄｅｓｕｌｆｉｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ属細菌などの中でも、ＫＢＣ−１株が好適である。ＫＢＣ−１株は、従来の脱塩素化微生物では脱塩素化能を発揮することができなかった様な微好気条件下や低温下でも、ＰＣＥを脱塩素化することができる。さらに、ＫＢＣ−１株は、ＰＣＥより毒性の高いビニルクロライドを生成することなく、主としてＴＣＥまで脱塩素化することができることから、より安全な処理が可能である。
【００３９】
ＫＢＣ−１株は、下記の通り寄託機関に寄託されている。
（ｉ）  寄託機関の名称およびあて先
名称：  独立行政法人産業技術総合研究所  特許生物寄託センター
あて先：  日本国茨城県つくば市東１丁目１番地１  中央第６
（ｉｉ）  寄託日：  平成１５年（２００３年）１２月１１日
（ｉｉｉ）寄託番号：  ＦＥＲＭ  ＢＰ−０８５７３
【００４０】
その他、汚染土壌へは、嫌気微生物による処理をより一層効率的に行なうために、嫌気性脱塩素微生物の生育に必要となる栄養源（窒素栄養源や炭素栄養源，有機酸，無機塩，ビタミンなど）を適宜添加してもよい。但し、その種類や添加量はコーンスチープリカーの他、塩基性ｐＨ調整剤、浄化土壌および／または添加嫌気微生物の作用効果を阻害しない範囲とすることが必要である。
【００４１】
コーンスチープリカー、塩基性ｐＨ調整剤、浄化土壌、添加嫌気微生物の添加の順番、即ちこれら添加成分の添加混合工程の実施順序は、特に問わない。これら添加成分の添加混合を順次実施してもよいし、これらの２以上を同時に添加して混合してもよい。
【００４２】
本発明では、処理対象である汚染土壌に対し、そのままの状態でコーンスチープリカーの他、塩基性ｐＨ調整剤、浄化土壌および／または添加嫌気微生物（以下、これらを合わせて「コーンスチープリカー等」という場合がある）を添加してもよい。しかし、それでは混合が難しい場合があるため、汚染土壌をいったん掘削採取して浄化処理することが好ましい。
【００４３】
採取した土壌へコーンスチープリカー等を添加混合するために、実施規模に応じた攪拌手段を用いることが好ましい。かかる攪拌手段としては常法を用いることができ、例えば、ロータリー攪拌装置、スクリーブ攪拌装置、ティラー攪拌装置や、攪拌翼を備えた攪拌装置などを用いることができる。これら攪拌手段を用い、添加成分が偏析しない様に汚染土壌とコーンスチープリカー等をよく攪拌混合する。
【００４４】
塩素系有機化合物に汚染された土壌へコーンスチープリカー等、特にコーンスチープリカーと塩基性ｐＨ調整剤を添加混合することによって、先ず好気微生物の活動が活発となり、土壌中における嫌気的環境が従来方法よりも速やかに形成され、その結果、次に嫌気微生物が活性化されることにより塩素系有機化合物を効率的に分解できる。
【００４５】
この際、汚染土壌を反応容器等に入れて密閉し、嫌気的環境が形成され易い様にしてもよい。しかし、塩素系有機化合物による土壌汚染は広範囲に及ぶことが多く、浄化すべき汚染土壌は大量となることが多い。かかる場合に土壌を密閉する方法を採ると大型の反応容器が必要になり、また、大型の反応容器は密閉するのが困難である。そこで、汚染土壌を所定スペースに積み上げ、好適にはシートを被せ、嫌気的環境とすることもできる。この方法によれば、少なくとも土壌内部を自然に嫌気的環境にすることができ、嫌気的微生物による脱塩素化を進めることが可能になる。また、この方法には、大規模な反応装置などを必要としないという利点もある。但し、有害な有機化合物が大気中に漏洩する可能性もある。この場合には、有機化合物を活性炭などの吸着剤に吸着させて回収することが好ましい。
【００４６】
コーンスチープリカー等により好気微生物を活性化して嫌気的環境を形成する際の条件は、好気微生物が活発に生育できるものであれば特に制限されない。例えば、温度や湿度は利用する好気微生物の至適条件かそれに準ずるものとすればよい。但し、十分に好気微生物が生育できるのであれば、常温、常湿で実施してもよい。
【００４７】
なお、本発明における「嫌気的環境」は、微好気的環境といえる場合も含まれるものとし、嫌気微生物による脱塩素化が進行すれば厳密な意味での嫌気的条件とする必要は必ずしもない。より具体的には、塩素系有機化合物の脱塩素化能を有する嫌気微生物が生育でき且つ塩素系有機化合物を脱塩素化できる範囲の酸素濃度である状態をいい、例えば、酸化還元電位でマイナス５０ｍＶ以下をいうものとする。
【００４８】
本発明によれば、土壌中を従来方法よりも速やかに嫌気的環境とすることができ、塩素系有機化合物の脱塩素化能を有する土着の或いは新たに添加した嫌気微生物を活性化することができる。本発明においては、嫌気的環境の形成工程と嫌気微生物による脱塩素化工程の境界は必ずしも明確でなく、自然かつ徐々に移行する。よって、嫌気的環境の形成工程、即ち好気微生物の活性化工程と、嫌気微生物による脱塩素化工程とで温度等の条件を変更する必要は特に無い。しかし、酸化還元電位を適宜測定し、嫌気的環境が形成された時点で利用する嫌気微生物に適する条件にしてもよい。
【００４９】
嫌気微生物による脱塩素化に要する時間は、処理すべき土壌等の量や汚染度等によるが、土壌サンプルや気相に放出される塩素系有機化合物の種類や濃度を測定することにより処理の進行状況を把握し、塩素系有機化合物の脱塩素化が終了した時点（脱塩素化の対象となった有機塩素化合物の濃度が、環境基準値以下になった時点）までとすればよい。
【００５０】
本発明方法により汚染土壌中で嫌気的環境を形成し、嫌気微生物により塩素系有機化合物を脱塩素化した後は、脱塩素化化合物をさらに分解処理してもよい。脱塩素化化合物は、高度に塩素置換された化合物よりも、脱塩素化や分解が容易であることから、かかる分解処理は特に制限されない。例えば、嫌気微生物によるさらなる脱塩素化や、好気微生物による分解処理を行なってもよいし、物理的または化学的な処理を行なってもよい。これら後続方法の具体的な実施方法は、従来方法や常法によればよい。
【００５１】
本発明に係る塩素系有機化合物による汚染土壌の浄化方法によれば、好気微生物を活性化して速やかに嫌気的環境を形成することができ、嫌気微生物による脱塩素化の効率化を図ることができる。
【００５２】
従来方法における乳酸などの添加によっても嫌気的環境を形成することはできるが、時間がかかる場合があった。その結果、浄化処理自体に要する時間が延びるのみでなく、塩素系有機化合物の脱塩素化までに嫌気微生物が死滅してしまうことがあった。また、従来方法では汚染土壌の状態により浄化処理を安定して実施することができない場合があった。さらに従来方法には、巨大な密閉容器を必要とするなど大規模実施が難しいものがあった。
【００５３】
本発明では、コーンスチープリカー等の作用効果によって、汚染土壌中を簡便かつ速やかに嫌気的環境とすることができ、汚染の原因である塩素系有機化合物の脱塩素化を安定的で効率的に行なうことができる。
【００５４】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例により制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【００５５】
参考例１
塩基性ｐＨ調整剤としての炭酸塩または炭酸水素塩の効果を調べるために、酸化還元電位を測定した。詳しくは、１００ｍＬビーカーに蒸留水１００ｍＬを入れ、コーンスチープリカー１．５ｇ、炭酸カルシウム１ｇ、炭酸水素ナトリウム１ｇを表１の左から右への順番で加え、順次、酸化還元電位計（東光化学研究所製）で酸化還元電位を測定した。結果を表１に示す。なお、表１中の数字は酸化還元電位であり、単位はｍＶである。
【００５６】
【表１】
2007222823.tif 000002
【００５７】
表１の通り、コーンスチープリカーを添加した上で塩基性の炭酸塩または炭酸水素塩を添加することによって、微生物の非存在下においても、酸化還元電位を顕著に低減できることが分かった。この結果より、汚染土壌中にコーンスチープリカーに加えて塩基性の炭酸塩または炭酸水素塩を添加すれば、土壌環境を速やかに嫌気条件とすることができ、嫌気微生物による塩素系有機化合物の脱塩素化が効率的に起こると考えられる。
【００５８】
実施例１  本発明方法によるＰＣＥ汚染土壌の浄化処理
１Ｌ当り約１ｍｇのＰＣＥにより汚染された土壌を調製し、生土として１ｋｇ（乾土として８００ｇ）採取した。このＰＣＥ汚染土壌へ、コーンスチープリカー２．４ｇを２．４ｍＬの水に溶解した溶液を添加し、小形ミキサーにて３０秒間混合した。次に、炭酸水素ナトリウム０．８ｇを添加し、同じく小形ミキサーにて３０秒間混合した。この混合土壌を５００ｍＬビーカーに入れ、ポリ塩化ビニリデンフィルム（旭化成社製、サランラップ）で蓋をし、２５℃の暗所にて保管した。
【００５９】
比較例１  従来一般的な乳酸による処理
実施例１で用いたＰＣＥ汚染土壌を生土として１ｋｇ（乾土として８００ｇ）採取した。このＰＣＥ汚染土壌へ、微生物の代表的な栄養源である乳酸ナトリウム２．４ｇとリン酸水素二アンモニウム０．２４ｇとを２．４ｍＬの水に溶解した溶液を添加し、小形ミキサーにて３０秒間混合した。次に、炭酸水素ナトリウム０．８ｇを添加し、小形ミキサーにて３０秒間混合した。この混合土壌を５００ｍＬビーカーに入れ、ポリ塩化ビニリデンフィルム（旭化成社製、サランラップ）で蓋をし、２５℃の暗所にて保管した。
【００６０】
比較例２  コントロール
実施例１で用いたＰＣＥ汚染土壌を生土として１ｋｇ（乾土として８００ｇ）採取した。このＰＣＥ汚染土壌へ水２．４ｍＬを添加し、小形ミキサーにて１分間混合した。この土壌を５００ｍＬビーカーに入れ、ポリ塩化ビニリデンフィルム（旭化成社製、サランラップ）で蓋をし、２５℃の暗所にて保管した。
【００６１】
試験例１  酸化還元電位の測定
上記実施例１と比較例１と２の土壌を定期的にサンプリングし、その酸化還元電位を測定した。具体的には、先ず各土壌７ｇを１日ごとに正確に秤取り、５０ｍＬディスポチューブに入れた。別途、嫌気水を調製した。即ち、７５０ｍＬ容耐圧ガラス容器に蒸留水を約５００ｍＬ入れ、ブチルゴム栓にて密栓した。次に真空ポンプを用いて、約３０分間ガラス容器内を脱気した。その後、ガラス容器の栓を開け、窒素ガスを脱気水に２０分間吹き込み、嫌気水とした。再度ガラス容器をブチルゴム栓で密栓し、嫌気水を保管した。次にこの嫌気水１５ｍＬを土壌サンプルへ添加し、上下にゆっくりと振り１分間攪拌した。約２０分間静置後に、酸化還元電位計（東光化学研究所製）を用いて測定した。結果を図１に示す。なお、図中の「ＣＳＬ」は、コーンスチープリカーの略称である。
【００６２】
図１の通り、好気微生物の栄養源を添加しないコントロールの場合では、酸化還元電位はほとんど変化しない。栄養源として乳酸ナトリウムとリン酸水素二アンモニウムを添加した場合には酸化還元電位は低下するが、嫌気微生物を活性化するには十分でない。これらに対して、コーンスチープリカーと炭酸水素ナトリウムを添加した場合には、５日目で０ｍＶ以下となり、６日目には嫌気微生物を活性化するに十分な−５０ｍＶまで酸化還元電位を低下できる。よって、本発明方法によれば、ＰＣＥを分解する嫌気微生物を活性化する環境を、従来よりも早く形成できることが分かった。
【００６３】
試験例２  ＰＣＥ濃度測定
上記実施例１と比較例１と２の土壌を定期的にサンプリングし、ＰＣＥ濃度を測定した。具体的には、先ず各土壌５０ｇを１日ごとに採取し、５００ｍＬ容三角フラスコに入れた。次に攪拌子を入れ、さらに水を当該三角フラスコがほぼ満杯となるように添加した。ここで、添加した水量は記録した。このフラスコをスターラーで約４時間攪拌し、３０分間静置後に上澄みを１０ｍＬ採取し、２５ｍＬバイアルビンに入れてテフロン（登録商標）コートブチルゴム栓にて密栓した。このバイアルビンを６０℃で約３０分間静置した後、バイアルビンの気相部分をマイクロシリンジで１００μＬ採取して、ガスクロマトグラフィ（ＧＣ−ＥＣＤ）装置に挿入し、ガスクロマトグラフィ分析を行なった。なお、ガスクロマトグラフィの測定条件は、以下のとおりである。
分析機器：島津製作所製電子捕獲型検出器（ＥＣＤ）付きガスクロマトグラフ
キャピラリーカラム：Ｊ＆Ｗ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製  ＤＢ−６２４（内径０．２ｍｍ、長さ６０ｍ、膜厚１．４μｍ）
分析条件：各部の温度；カラム槽１５０℃、出入口２５０℃、検出器２５０℃
キャリアーガス；高純度ヘリウム  １．０ｍｌ／ｍｉｎ．
スプリット比；  １：１０
注入量；１００μＬ
【００６４】
測定結果を、図２に示す。図２の結果の通り、微生物のための栄養源を添加しないコントロールの場合、ＰＣＥをほとんど低減できない。栄養源として乳酸ナトリウムとリン酸水素二アンモニウムを添加した場合には、ＰＣＥを環境基準値である０．０１ｍｇ／Ｌに低減できたのは９日目だった。これらに対して、コーンスチープリカーと炭酸水素ナトリウムを添加した場合には、７日目でＰＣＥを環境基準値以下に低減できた。よって本発明方法によれば、従来方法よりも効率的にＰＣＥを分解できることが実証された。
【００６５】
試験例３  土壌中に含まれる微生物数の計測
上記実施例１と比較例１と２の土壌を定期的にサンプリングし、好気微生物の菌数を測定した。具体的には、各土壌１ｇを採取し、滅菌蒸留水を用いて１０倍ずつ段階希釈した。次に各希釈液１００μＬを標準寒天培地（ＪＩＳ  Ｋ０１０１  ６３．２）である好気微生物用プレートに塗布後、プレートの蓋を閉めた。このプレートを２５℃の暗所にて３〜７日間放置した後、出現したコロニーを計数し、その結果から乾土１ｇ中に存在する好気微生物数を、プレートによる希釈平板法により算出した。
【００６６】
また、以下の通り嫌気微生物の菌数を測定した。先ず、好気微生物の場合と同様に希釈菌液を調製し、これを嫌気微生物用プレート（日水製薬社製）に塗布した後に蓋を閉め、アネロパックに入れて密封した。このプレートを２５℃の暗所にて１０日間放置後、出現したコロニーを計数し、その結果から乾土１ｇ中に存在する嫌気微生物数を算出した。両方の結果を、１日毎のＣＦＵとして図３に示す。
【００６７】
図３の通り、従来技術により微生物の炭素栄養源として乳酸を添加した場合よりも、コーンスチープリカーと炭酸水素ナトリウムを添加した場合の方が、好気微生物および嫌気微生物共に生育が活発であることが分かる。よって、本発明方法によれば、汚染土壌中の微生物の活動を活発にすることができ、汚染物質をより効率的に分解できることが証明された。
【００６８】
実施例２  本発明方法によるＰＣＥ汚染土壌の浄化処理
実施例１の処理を開始してから２日間経過した土壌（浄化土壌）を、新たなＰＣＥ汚染土壌に１質量％添加し、さらにコーンスチープリカーと炭酸水素ナトリウムを実施例１と同様に添加し処理したサンプルを得た。このサンプルについて、試験例１と２の方法により酸化還元電位とＰＣＥ濃度を測定した。酸化還元電位の結果を図４に、ＰＣＥ濃度の結果を図５に示す。なお、図４と５におけるコーンスチープリカーを添加した場合と無添加（コントロール）のデータは、図１と２におけるデータと同じものである。
【００６９】
図４と５の結果の通り、コーンスチープリカーと炭酸水素ナトリウムの他に浄化土壌を加えた方が、より速やかに酸化還元電位を低下させることができ、また、より効率的にＰＣＥを分解することができる。これは、一度浄化された汚染土壌中では、塩素系有機化合物の分解に必要な微生物のバランスや土壌環境が整っていることによると考えられる。
【００７０】
実施例３  本発明方法によるＰＣＥ汚染土壌の浄化処理
実施例１において、コーンスチープリカーと炭酸水素ナトリウムの他に、汚染土壌１ｇ当り菌数１０5のＫＢＣ−１株を添加するか、或いはＫＢＣ−１株に加えて実施例１の処理を開始してから３日間経過した浄化土壌を１０質量％添加する以外は同様の処理を行なってサンプルを得た。また、比較例２と同様の処理を行なってサンプルを得た。
【００７１】
上記３つのサンプルについて、試験例２の方法によりＰＣＥ濃度を測定した。結果を図６に示す。
【００７２】
図６の通り、高いＰＣＥ分解能を有するＫＢＣ−１株を添加した場合には、処理開始から３日目でＰＣＥを環境基準値未満にまで低下することができた。さらに、浄化土壌を添加することによって、２日目でＰＣＥを環境基準値未満にまで低下することができた。よって本発明方法においては、コーンスチープリカーの他に、塩基性ｐＨ調整剤と脱塩素化能に優れる嫌気微生物を添加することにより、さらに浄化土壌を添加することによって、より一層効率的な浄化処理を行なえることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】ＰＣＥ汚染土壌を、本発明方法による処理、または従来の乳酸による処理を行なった場合、或いは無処理（コントロール）の場合における酸化還元電位の経時的変化を示す図である。
【図２】ＰＣＥ汚染土壌を、本発明方法による処理、または従来の乳酸による処理を行なった場合、或いは無処理（コントロール）の場合における土壌中のＰＣＥ濃度の経時的変化を示す図である。
【図３】ＰＣＥ汚染土壌を、本発明方法による処理、または従来の乳酸による処理を行なった場合、或いは無処理（コントロール）の場合における、土壌中の好気微生物および嫌気微生物の菌数の経時的変化を示す図である。
【図４】ＰＣＥ汚染土壌を、コーンスチープリカー、炭酸水素ナトリウムおよび浄化土壌を用いた本発明方法による処理、または無処理（コントロール）の場合における酸化還元電位の経時的変化を示す図である。
【図５】ＰＣＥ汚染土壌を、コーンスチープリカー、炭酸水素ナトリウムおよび浄化土壌を用いた本発明方法による処理、または無処理（コントロール）の場合における土壌中のＰＣＥ濃度の経時的変化を示す図である。
【図６】ＰＣＥ汚染土壌を、コーンスチープリカー、炭酸水素ナトリウムおよび脱塩素化能に優れた嫌気微生物を用いた本発明方法による処理、さらに浄化土壌を用いた本発明方法による処理、または無処理（コントロール）の場合における土壌中のＰＣＥ濃度の経時的変化を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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