(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌を浄化する際に，周辺地盤とは難透水性で且つ難透気性の層を介して区分した領域を設け，この領域の底部に予め酸素発生性物質の層を面状に敷設してから，その上に汚染土壌を導入し，当該汚染土壌を好気性微生物でバイオレメディエーション処理することを特徴とする汚染土壌の浄化法。
【請求項２】
酸素発生性物質は過酸化物からなる請求項１に記載の汚染土壌の浄化法。
【請求項３】
過酸化物は，過酸化水素，過酸化カリウム，過酸化ナトリウム，過酸化水素ナトリウム，過酸化マグネシウムおよび過酸化アンモニウムからなる群から選ばれた１種または２種以上からなる請求項２に記載の汚染土壌の浄化法。
【請求項４】
難透水性で且つ難透気性の層は，粘性土層または不透水性シートからなる請求項１，２または３に記載の汚染土壌の浄化法。
【請求項５】
導入された汚染土壌の表面を被覆する請求項１ないし４のいずれかに記載の汚染土壌の浄化法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，汚染土壌の浄化法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有害廃棄物の蓄積や毒性化学物質に由来する環境汚染物質を減少または除去するために，各種微生物による分解能力を利用するバイオレメディエーションは，汚染土壌の浄化法の一つとしても注目され，ワールドワイドにその使用実績が報告されるようになってきた。
【０００３】
バイオレメディエーション技術は，堆肥の利用，活性汚泥法，メタン発酵法等のエコシステム修復技術としての歴史は古いが，最近では汚染地の浄化，例えば油汚染或いは工場跡地や農薬残留地盤等の汚染土壌の浄化に対しての適用が報告され，有害物質の種類が多様化している現在では，その汚染物質の種類や量，更には温度や水質等に応じてその分解に適した微生物が明らかにされると共に，その分離や接種法も種々開発されている。
【０００４】
このような土壌のバイオレメディエーションは，大きくは，原位置処理法と移動処理法とに分けられるが，好気性微生物で汚染物質を分解する場合，原位置処理法では汚染地盤中に井戸等を利用して空気や酸素，場合によっては栄養塩等を吹き込むことが行われる。この方法は費用負担が少ない利点があるが，効率面では限界がある。したがって，汚染土壌を別の管理された場所やリアクター（処理槽）に移動して，効率よく処理する移動処理法が最も実績が多い。移動処理法では，掘削した土壌を重機で切り返しながら土壌中に酸素（更には窒素やリン等の栄養塩類その他の有機物等）を供給するランドファーミング法，掘削した土壌を堆積しその中にブロア等で強制的に空気を供給する強制通気法，土壌に水を加えてスラリー化し，リアクター等の中で分解用微生物や栄養塩等を添加すると共に酸素を供給するスラリー法などが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
汚染土壌を好気的に生物浄化を行う場合，原位置処理法に比べて移動処理法は分解効率がよいが，反面，移動処理法においては，掘削工程，掘削した汚染土壌を処理場に移動する工程，堆積貯留工程，処理場での生物浄化処理工程，処理済土壌を再利用場所に移動する工程，埋戻工程等の諸工程が必要であり，大量の土砂を対象とする場合には，その移動に大幅なエネルギーとコストが必要となるという問題がある。また掘削した汚染土壌を，開放された地表や管理された場所に移動し，その場所で汚染土壌中に多孔パイプを多数埋設し，これらの多孔パイプから土壌中に酸素を供給する方法等も提案されたことがあるが，この場合には酸素を供給するための装置を必要とするうえ，パイプの埋設工事と，浄化後にはパイプ撤去を必要とし，そのための工事費用が嵩むという問題がある。
【０００６】
したがって，本発明の課題はこれらの問題を解決し，移動処理法の利点を生かしながら，一層経済的で効率の良いバイオレメディエーションによる汚染土壌の浄化方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために，本発明は，汚染土壌を浄化してその再利用を図るさいに，汚染土壌中に酸素発生性物質を収容して好気性微生物でバイオレメディエーション処理することとした。この場合，周辺地盤とは難透水性で且つ難透気性の層を介して区分した領域を設け，この領域に汚染土壌および酸素発生性物質を収容して好気性微生物でバイオレメディエーション処理することにより，必要最小量の酸素発生性物質で浄化できる。この領域は，汚染土壌の再利用帯域であることができる。ここで，酸素発生性物質は過酸化物，例えば，過酸化水素，過酸化カリウム，過酸化ナトリウム，過酸化水素ナトリウム，過酸化マグネシウムおよび過酸化アンモニウムからなる群から選ばれた１種または２種以上を使用することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に従う汚染土壌の浄化法に関し，移動処理法で実施する形態について説明する。
【０００９】
移動処理法で本発明を実施する場合，汚染土壌を，汚染土壌のまま再利用位置に移動し，土壌として再利用できる状態でバイオレメディエーションするのが好ましい。そのさい，再利用位置の周囲地盤とは難透水性で且つ難透気性の層（以下，難透水難透気性層と言う）を介して縁切りした再利用帯域を形成するのがよい。すなわち，周辺地盤とは難透水難透気性層を介して区分した領域を設け，この領域（再利用帯域）に汚染土壌を酸素発生性物質と共に収容して好気性微生物でバイオレメディエーション処理する。
【００１０】
より具体的には，図１に図解的に示したように，汚染土壌の再利用位置における周囲地盤１とは難透水難透気性層２を介して縁切りした領域（再利用帯域）３を形成する。領域３は図例では周囲地盤１のＧＬからある深さをもつ大気に開放されたくぼみであり，このくぼみの側面および底面に，周囲地盤１と縁切りする難透水難透気性層２が一様に敷設してある。
【００１１】
難透水難透気性層２の材質と厚みは，処理対象とする汚染土壌によって適切に選定するが，例えば粘性土層または不透水性シートを使用することができる。汚染土壌を固相のままバイオレメディエーションする場合には粘性土層であることができ，この場合には例えばベントナイトに加水して形成した泥状材料を該くぼみの側面および底面に敷き詰めることによって難透水難透気性層２とすることができる。汚染土壌をスラリー化してバイオレメディエーション処理する場合にも粘性土層が使用可能であるが，不透水性シートを併用するか，不透水性シートだけで難透水難透気性層２の役割を果たすこともできる。
【００１２】
このように形成した領域（再利用帯域）３に，汚染地域から掘削した汚染土壌４を運び入れるのであるが，そのさい，酸素発生性物質５も導入する。酸素発生性物質５は汚染土壌４の中に分散させるのが好ましいが，図１の態様では，領域３の底部に予め酸素発生性物質５の層を敷設してから，その上に汚染土壌４を導入する状態を示している。すなわち，図１の例では，粉粒状の酸素発生性物質５を領域３の底面に一様に撒布し，その上に，土壌搬入装置６を用いて汚染土壌４を導入する態様を示している。これにより，収容された汚染土壌の下層部分に酸素発生性物質が平面的な拡がりをもって面状に装填され，処理対象土壌とは直接的な混合は生じないので，酸素発生に伴うｐＨ上昇による分解疎外を防ぐことができる。バイオレメディエーション処理中は，この下層の酸素発生性物質から発生した酸素が汚染土壌中を拡散しながら上昇することになる。
【００１３】
図２は，酸素発生性物質５を汚染土壌４に添加しながら領域（再利用帯域）３に収容する参考例を示している。本例では搬入装置６の汚染土壌４に対して，添加装置７から酸素発生性物質５を混入している。この場合も，領域３の下層部分に収容する汚染土壌４に対して酸素発生性物質５の濃度を高くし，上層に収容する土壌ほどその濃度を薄くすることによって，発生酸素の利用効率を高くすることができる。
【００１４】
図３は，領域（再利用帯域）３に汚染土壌４を搬入するさいに，高濃度微生物を含有する培養土８および当該微生物の栄養源９を添加する例を示している。図例では，ホッパー１０内の高濃度培養土８を制御弁１１を介して搬入装置６上に投入し，またホッパー１２内の栄養源９を制御弁１２を介して搬入装置６上に投入しており，制御弁１１と１２の操作によって，これらの添加量と添加時点を調節する。そして本例でも酸素発生性物質を微生物源や栄養源と並行してまたは別途に汚染土壌４内に導入する。汚染物質を分解するための微生物の種類と，その微生物のための栄養源は，汚染土壌中の汚染物質の種類と量に応じて適切に選定されねばならないことは勿論である。
【００１５】
図４は，前述のようにして領域（再利用帯域）３に収容した汚染土壌４を，当該帯域内でバイオレメディエーション処理している状態を示しており，該帯域の下層部分に装填した酸素発生性物質５が分解し，その分解によって生成した酸素ガスまたは酸素含有ガス１４が汚染土壌４内に拡散する状況を示している。そのさい，場合によっては処理土壌の表面を非透水性シート１５で覆う。このシート１５により該帯域内への雨水の侵入と滞留を防止したり，また発生した分解酸素を該帯域内に貯留し易くすることもできる。
【００１７】
本発明に従ってバイオレメディエーション処理する場合の酸素発生性物質として，過酸化物，例えば，過酸化水素，過酸化カリウム，過酸化ナトリウム，過酸化水素ナトリウム，過酸化マグネシウムおよび過酸化アンモニウムなどを使用するのが好ましく，これらは処理土壌の性質や処理量並びに微生物に応じて適切なものを選択するが，吸湿性で水と反応して酸素を発生する過酸化カリウムや過酸化ナトリウムを使用する場合には，汚染土壌中の水分量の調節によって，酸素発生量を調節することも可能であり，過酸化マグネシウムのように空気中で徐々に酸素を放出するものでは，比較的長い間酸素を放出し続けることができる。いずれにしても，これらの過酸化物質は分解後においても土壌中に有害成分を残留させるおそれがないので，再利用土壌中にそのまま残留させることができる。
【００１８】
また過酸化物の分解により分解作用を疎外する恐れのある場合は，過酸化物を土壌の下層に充填することにより，対象土壌のｐＨ上昇を防ぐことができる。
【００１９】
土壌中の汚染物質の分解に利用する好気性微生物は汚染物質の種類に応じて適切に選択されるが，汚染物質が原油，重油，デーゼル油，ガソリン等の石油系化合物の場合には石油分解微生物の増殖を促進させるような環境を再利用帯域中の汚染土壌に形成すべく，窒素・リン等の肥料を散布することも好ましい。ハイテク汚染と言われているＰＣＢ，トリクロロエチレン，ダイオキシン類，メチレンクロライド等の難分解性有機塩素系化合物で汚染された土壌に対して本発明を適用する場合には，それら化合物を分解するに適した微生物を注入することが望ましく，例えばＰＣＢに対しては P.sp.KKS102株が作り出す酵素が分解能を有すること, またダイオキシン類では白色腐食菌が高い分解能を有することが知られている。そのほか，農薬汚染, 防腐剤汚染, 有機溶剤汚染, 食品保存用化合物汚染など，汚染物質の種類に応じて微生物と栄養源を適切に選定して本発明を実施することができる。
【００２１】
スラリー相の状態で本発明に従うバイオレメディエーション処理を実施する場合には，難透水透気性の層は遮水性の層で構成し，掘削した汚染土壌をいったんスラリー化してから，該遮水性の層をもつ再利用帯域に流し込むのがよい。遮水性の層は粘性土によって形成することも可能である。再利用帯域とは別途にスラリー槽を設置し，このスラリー槽で掘削土壌に水を加えて適正にスラリー化すると共に微生物の注入や栄養源の注入を行うのが実際的である。スラリー相でのバイオレメディエーション処理は，油汚染の浄化に対しても適用できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によると, 汚染土壌を再利用帯域に移動した状態でバイオレメディエーション処理し且つ土壌中への酸素の補給を酸素発生性物質で行うから，処理後はその処理位置で再利用可能な自然の状態に戻ると共に好気性微生物の増殖が効率よく行われるので, 土壌浄化処理のためのエネルギーコストとランニングコストを低減することができる。また過酸化物等の酸素発生性物質を処理対象土壌の下層に装填することにより，ｐＨ上昇による分解疎外を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う汚染土壌の浄化法の例を示す略断面図である。
【図２】  汚染土壌の浄化法の他の参考例を示す略断面図である。
【図３】本発明に従う汚染土壌の浄化法の更に他の例を示す略断面図である。
【図４】本発明に従う汚染土壌の浄化法の処理状況を示す略断面図である。
【符号の説明】
１  周囲土壌
２  難透水難透気性の層
３  再利用帯域
４  汚染土壌
５  酸素発生性物質
６  汚染土壌の搬入装置
１５  シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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