(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含有する処理対象土壌を現位置で浄化する方法であって、処理対象土壌の含水率を含水率が5-10%になるように低下させた後、この処理対象土壌にオゾンを供給するオゾン供給処理と、前記処理対象土壌を微生物により生物分解処理する生物分解処理とを行う土壌浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物を含有する処理対象土壌にオゾン（Ｏ3 ）を供給することによって、前記有機物を酸化分解し浄化する土壌浄化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、処理対象土壌中にオゾンを供給する場合、オゾンを土壌に作用させるにあたって種々の供給方法が検討されていたが、その処理対象土壌の含水率は考慮されなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、土壌間隙及び土壌粒子の表面に多量の水分を含む含水率の高い処理対象土壌に、前記オゾンを供給すると、前記オゾンが水に溶解することによって、前記有機物との反応が阻害されて、オゾンの作用効率が低下するという問題点があった。
従って、かかる含水率の高い土壌に含まれる前記有機物を酸化分解するためには、多量のオゾンを投入せざるを得ず、前記オゾンの供給コストが多大であるという問題点があった。また、土壌の浄化に費やす期間が長期化するという問題点があった。特に、我が国の様に湿潤な気候の地域にある土壌は、含水率が１５％或いはそれ以上であることが多く、水の存在によるオゾンの作用効率の低下による影響は大きいと考えられる。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑み、オゾンの供給量を削減することによって、土壌の浄化に必要なコストを削減し、また浄化期間を短縮可能な土壌浄化方法を提供することにある。
【０００５】
この目的を達成するための本発明の土壌浄化方法の特徴手段は、有機物を含有する処理対象土壌を現位置で浄化する方法であって、処理対象土壌の含水率を含水率が5-10%になるように低下させた後、この処理対象土壌にオゾンを供給するオゾン供給処理と、前記処理対象土壌を微生物により生物分解処理する微生物処理とを行う点にあり、その作用効果は、以下の通りである。
【０００６】
発明者らは、鋭意研究の結果、前記処理対象土壌を乾燥させて前記土壌間隙又は土壌粒子の表面に存在する水を取り除き、前記有機物と前記オゾンとが接触容易な環境としたうえで、前記オゾンを供給することによって、土壌中の有機物の分解効率が著しく向上することを発見し、本発明に想到するに至った。つまり、有機物を含有する処理対象土壌を乾燥することによって、前記処理対象土壌の水分含量を予め低下させ、これによって、オゾンが水に溶解することを防ぐことができる。この後、前記処理対象土壌にオゾンを供給することによって、前記処理対象土壌に含まれる除去対象たる有機物と、前記オゾンとの接触が容易となり、前記オゾンによる酸化分解反応が促進される。このようにすると、前記処理対象土壌に対するオゾン供給量を削減して、コストを削減することができ、また施工期間を短縮することができる。また、土壌間隙あるいは土壌粒子表面にある微細な間隙に存在していた水が一旦乾燥処理によって除去されると、ここに空気の層が形成され、この土壌粒子間隙あるいは土壌粒子表面に生じた空気層は、再び加湿しても水分が浸入することが困難であるので、空気層のまま残存すると考えられる。従って、乾燥により一旦含水率を低下させた前記処理対象土壌が再び加湿され、含水率が上昇したとしても、この空気層の存在によって、前記有機物とオゾンとの接触が容易となり、同含水率であれば、乾燥前の処理対象土壌と比して、前記有機物の分解効率は高いまま維持される。なお、前記有機物が、生分解困難な難分解性有機物（例えば、多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）、含ハロゲン化合物、これらを含む農薬、石油及びその留分、タール等）である場合に、オゾンによる化学的（酸化）分解が有効であるので、本発明に係る土壌浄化方法により、前記難分解性有機物を効果的に除去することができる。
【０００７】
また、有機物を含有する処理対象土壌を乾燥するに、含水率が１０％以下になるように乾燥させることによって、前記オゾンによる有機物の分解効率が高くなることが、後述する実施例により確認された。ここで、前記乾燥処理によって含水率が下がるほど、前記処理対象土壌に含まれる前記有機物の分解効率が改善されるが、分解効率、乾燥に要する期間、費用などを勘案すると、前記処理対象土壌を含水率５％まで乾燥すれば足りると考えられる。
【０００８】
前記処理対象土壌に前記オゾンを供給する前に、微生物による有機物分解処理を施すと、前記有機物のうち、生分解性のものを事前に除去することができるので、真にオゾンによる酸化分解を要する難分解性の有機物を酸化分解の対象とすることができる。そのため、オゾン消費の無駄を省いて、更にオゾンの供給量を削減することができる。これによって、オゾン供給コストを削減し、また処理工期を短縮することができる。なお、前記微生物処理とは、いわゆるバイオレメディエーション（ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ）のことをいい、生分解性の有機物を微生物に分解させる処理である。具体的には、(1)処理対象土壌に酸素（空気）・栄養分を供給して、積極的に土着性微生物による生分解性有機物の分解を促進すること、(2)前記土着微生物では分解困難な有機物を分解可能な特定の微生物を、処理対象土壌に添加してかかる有機物をも分解除去する等の方法が提案されている。
【０００９】
また、前記処理対象土壌にオゾンを供給することによって、前記難分解性有機物が分解されると、前記土着微生物或いは特定の微生物によって分解可能な分解産物が生成する。ここで、オゾンによる酸化分解処理を施した後の、このような分解産物を含む前記処理対象土壌に、前記微生物処理を施すと、前記分解産物を更に分解して、遍在する有機物に変換することが可能であり、かかる有機物は微生物の働きによって、最終的には二酸化炭素、窒素、水などにまで分解される。つまり、処理対象土壌の含水率を低下させた後、オゾン供給処理と、微生物処理とを、何れかの順で行えば、生物分解性有機物の分解効率を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、前記ＰＡＨ、含ハロゲン化合物などの除去対象有機物を含む処理対象土壌を現位置で浄化する方法であって、下記のフローに従って土壌を処理することによって、かかる除去対象有機物を、オゾンの酸化能を利用して効率よく酸化分解するものである。
（１）処理対象土壌を乾燥させる
前記処理対象土壌中に、気液流通可能な前記流通部を設けたパイプを埋設して、この流通部を介して、前記処理対象土壌中の湿った空気を吸引、又は乾燥・加熱した空気を注入する方法が採用可能である。また、前記処理対象土壌の内部又は上面を、ヒータ等で加熱することによって、含水率を低下させることも可能である。また、前記パイプを埋設して、前記処理対象土壌中の土壌間隙水、地下水を吸引除去することによっても、含水率を低下させることができる。なお、一般的に、日本の土壌の含水率は１５％以上のものが多いが、これを５〜１０％にまで乾燥する。これにより、乾燥に要する期間・費用を減ずることができ、後述するオゾン処理の効率を向上することができる。
【００１１】
（２）  乾燥した前記処理対象土壌に、オゾンを供給する
乾燥した前記処理対象土壌に、オゾン発生装置又はオゾンガスボンベからオゾンを導入するための方法としては、前述した流通部を設けたパイプを埋設して、この流通部を介してオゾンを供給する方法が採用可能である。このパイプは、前記処理対象土壌の乾燥に用いたものを利用してもよく、新たに設置しても良い。また、コンベヤ等の流動床を用いて、前記処理対象土壌をオゾンの存在する空間まで搬送して、その空間で酸化処理を施し、これを前記空間外に搬出可能としても良い。
【００１２】
このようにして、有機物を含有する土壌を処理することによって、除去対象である有機物とオゾンとの反応を容易とし、これによって土壌を浄化するために必要なオゾンの量を削減することができる。従って、土壌を処理するために必要な費用を削減し、処理期間を短縮することができる。また、本法の前処理又は後処理として、微生物処理を導入することも可能である。
本法の前処理として前記微生物処理を施すとすれば、処理対象土壌に微生物の生育に必要な酸素（空気）・栄養分を、処理対象土壌に散布しても良く、またこれらを、スラリー法を用いて前記処理対象土壌と混和しても良い。また、同様の方法を用いて、土着性微生物では分解困難な有機物を分解する特定の微生物を、前記処理対象土壌に添加しても良い。このようにすることで、オゾン処理に供する有機物を削減することができる。
また、本法を、前記微生物処理の前処理として用いると、微生物により分解困難な難分解性有機物を分解することによって、生分解性有機物に変換可能であるので、微生物処理を単独で行なうよりも、分解される有機物の種類・量が増加して、有機物の分解効率が向上する。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
実施例１
人工的にタールを８０００μｇ／ｋｇ−ＤＳ（乾燥重量）含ませた土壌を、模擬汚染土壌として用いた。なお、タールとは、ナフタレン（Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、フェナントレン（Ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅ）、アントラセン（Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）、フルオランテン（Ｆｌｕｏｒａｎｔｈｅｎｅ）、ピレン（Ｐｙｒｅｎｅ）、ベンゾ（ａ）ピレン（Ｂｅｎｚｏ（ａ）ｐｙｒｅｎｅ）、ベンゾ（ｇ、ｈ、ｉ）ペリレン（Ｂｅｎｚｏ（ｇ、ｈ、ｉ）ｐｅｒｙｌｅｎｅ）などからなる有機物の混合物をいい、特に、複数の芳香環をその骨格として有する多環芳香族化合物（ＰＡＨ）は、生物処理が困難であるため、本法のような化学的処理による酸化分解による除去が適している。
この模擬汚染土壌と、前記模擬汚染土壌を一度含水率５％にまで乾燥させたもの、および含水率５％まで乾燥させたものを再び含水率１０、１５、２０％となるように湿らせたもの、並びに含水率５％まで乾燥させたものを水中に浸漬したもの（飽和）を調製した。これら６種の土壌に、１００ｍｇ／リットルの濃度のオゾンガスを含む酸素ガスを、２００ｍｌ／分の流速で、２４時間供給した。
この結果、図１に示す様に、乾燥処理を施した後にオゾン処理を施した模擬汚染土壌のタール含有量は、未処理の模擬汚染土壌のタール含有量と比べて低くなっており、一度乾燥することによって、土壌中のタール成分の分解が促進されることがわかる。また、オゾン処理の効率をあらわす指標となる土壌のｐＨ低下が、乾燥処理を施した模擬汚染土壌でみられる。
【００１４】
実施例２
有機物として主にＰＡＨを含有する含水率２０％の土壌を採取し、一旦含水率５％となるように乾燥させたのちに含水率を２０％に調整したものと、未処理の土壌とを、それぞれ１００ｍｇ／リットルの濃度のオゾンガスを含む酸素ガスを、２００ｍｌ／分の流速で、２４、９６時間供給した。
前記オゾン処理後の土壌の有機物含量は、図２に示すようになり、一旦乾燥処理を施した土壌では、未処理の土壌に比して有機物の分解が進行していた。
【００１５】
従って、本法を用いることによって、汚染土壌から汚染物質を除去するために必要なオゾンの量を削減することができる。これによって、土壌を浄化するために必要な費用を削減することができ、またその浄化に必要な期間を短縮することができる。
【００１６】
〔別実施形態〕
以下に別実施形態を説明する。
前記処理対象土壌に含まれる除去対象有機物として、タール、ＰＡＨを例示したが、本発明に係る土壌浄化方法は、オゾンにより酸化分解可能な有機物であれば、同じ作用効果により分解可能である。
また、前記オゾンの処理対象土壌への添加量は、上記実施例の記載に限定されず、作用対象である処理対象土壌の有機物含有量を考慮して決定することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】処理対象土壌の含水率と有機物分解との関係を表わすグラフ
【図２】乾燥処理が有機物分解に及ぼす影響を表わすグラフ
【図１】
0004266485.tif 000002
【図２】
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