(57)【要約】【課題】バイオレメディエーションによる浄化処理を促進させるとともに、短期間で油膜や油臭を低減あるいは消失させることが可能な汚染土壌の浄化処理方法を提供する。【解決手段】油で汚染された汚染土壌をバイオレメディエーションによって浄化処理する汚染土壌の浄化処理方法において、汚染土壌をスラリー化するとともに、汚染土壌にバイオサーファクタントを添加する。また、汚染土壌の油分濃度が低下した段階で、汚染土壌にバイオサーファクタントを添加する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
油で汚染された汚染土壌をバイオレメディエーションによって浄化処理する汚染土壌の浄化処理方法において、
前記汚染土壌をスラリー化するとともに、前記汚染土壌にバイオサーファクタントを添加することを特徴とする汚染土壌の浄化処理方法。
【請求項２】
油で汚染された汚染土壌をバイオレメディエーションによって浄化処理する汚染土壌の浄化処理方法において、
前記汚染土壌の油分濃度が低下した段階で、前記汚染土壌にバイオサーファクタントを添加することを特徴とする汚染土壌の浄化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油で汚染された汚染土壌をバイオレメディエーションによって浄化処理する汚染土壌の浄化処理方法に関し、特にバイオサーファクタントを利用して汚染土壌を浄化処理する汚染土壌の浄化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油による土壌汚染が世界的にも数多く報告されており、さらなる汚染の拡大を防止するためにも、なるべく早い段階で、原位置であるいは地上に掘削して汚染土壌を浄化処理することが必要になっている。そして、この種の汚染土壌を浄化処理する方法には、土着の微生物を活性化させたり、活性化した微生物を汚染土壌に添加し、微生物を利用して油分を分解、無害化するバイオレメディエーションが、有望な技術の一つとして実用化されている。
【０００３】
一方、土壌に収着した油分は、微生物に取り込まれにくく、分解、無害化が困難であるため、生物由来の界面活性剤であるバイオサーファクタント（ＢＳ）を汚染土壌に添加して、バイオレメディエーションによる浄化効率を向上させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、バイオサーファクタントの界面活性効果によって土壌に収着した油分を遊離させ、微生物に取り込まれやすくすることによって、バイオレメディエーションによる分解、無害化を促進させることが提案されている。このようなバイオサーファクタントは、酵母菌や納豆菌などの微生物が生成する界面活性剤であり、合成界面活性剤と比較して極めて低濃度で界面活性効果を発揮する。また、生分解性であるため、環境に与える影響が非常に低く、安全性を確保して汚染土壌の浄化処理に利用することが可能である。
【特許文献１】特開２００３−３２０３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、油で汚染された汚染土壌をバイオレメディエーションによって浄化処理する場合には、土壌の油分濃度が低下した後も、油膜や油臭が残り、この油膜や油臭を低減あるいは消失させるために長期にわたって浄化処理を継続せざるを得ないという問題があった。また、単に汚染土壌にバイオサーファクタントを添加しただけでは、やはり土壌の油分濃度が低下した後も油膜や油臭が残り、浄化処理を長期間継続せざるを得ない。そして、このように油膜や油臭をなくすために浄化処理を継続する必要が生じることで、汚染土壌の浄化処理に掛かるコストが増大するという問題があった。
【０００５】
また、特にＣ重油などの重質油で汚染されていたり、高濃度で汚染されている場合には、バイオレメディエーションのみで浄化処理することが困難であり、物理化学的浄化手法に頼らざるを得ないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、バイオレメディエーションによる浄化処理を促進させるとともに、短期間で油膜や油臭を低減あるいは消失させることが可能な汚染土壌の浄化処理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】
【０００７】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００８】
請求項１記載の汚染土壌の浄化処理方法は、油で汚染された汚染土壌をバイオレメディエーションによって浄化処理する汚染土壌の浄化処理方法において、前記汚染土壌をスラリー化するとともに、前記汚染土壌にバイオサーファクタントを添加することを特徴とする。
【０００９】
この発明においては、汚染土壌を原位置であるいは地上に掘削してスラリー化するとともに、バイオサーファクタントを添加することによって、土壌に収着した油分に対し、バイオサーファクタントの界面活性効果を効果的に発揮させることが可能になる。そして、このように汚染土壌をスラリー化してバイオサーファクタントを添加し、土壌から油分を遊離させることで、微生物の油分との接触、取り込みが容易となり、Ｃ重油などの重質油で汚染されていたり、高濃度で汚染されている場合においても、バイオレメディエーションで油分を効率的に分解、無害化することが可能になる。これにより、汚染土壌の浄化処理を促進させ、油分濃度を短期間で低下させることが可能になる。
【００１０】
また、汚染土壌をスラリー化しバイオサーファクタントを添加することによって、バイオレメディエーションのみで浄化処理を行う場合やスラリー化していない汚染土壌にバイオサーファクタントを添加して浄化処理を行う場合と比較し、油膜や油臭を短期間で低減あるいは消失させることが可能になる。
【００１１】
また、請求項２記載の汚染土壌の浄化処理方法は、油で汚染された汚染土壌をバイオレメディエーションによって浄化処理する汚染土壌の浄化処理方法において、前記汚染土壌の油分濃度が低下した段階で、前記汚染土壌にバイオサーファクタントを添加することを特徴とする。
【００１２】
この発明においては、バイオレメディエーションを利用した例えばランドファーミングによって汚染土壌の浄化処理を行う際に、汚染土壌の油分濃度が低下した段階でバイオサーファクタントを添加することにより、油膜や油臭を短期間で低減あるいは消失させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の汚染土壌の浄化処理方法によれば、汚染土壌をスラリー化しバイオサーファクタントを添加することによって、バイオレメディエーションによる浄化処理を促進させるとともに、短期間で油膜や油臭を低減あるいは消失させることが可能になる。これにより、従来の汚染土壌の浄化処理方法のように、油分濃度が低下した土壌の油膜や油臭を低減あるいは消失させるために、長期にわたって浄化処理を継続する必要がなく、汚染土壌の浄化処理の低コスト化を図ることが可能になる。
【００１４】
また、請求項２記載の汚染土壌の浄化処理方法によれば、バイオレメディエーションを利用した例えばランドファーミングによって汚染土壌の浄化処理を行う際に、汚染土壌の油分濃度が低下した段階でバイオサーファクタントを添加することによって、油膜や油臭を短期間で低減あるいは消失させることが可能になる。これにより、従来の汚染土壌の浄化処理方法のように、油分濃度が低下した土壌の油膜や油臭を低減あるいは消失させるために、長期にわたって浄化処理を継続する必要がなく、汚染土壌の浄化処理の低コスト化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１から図６を参照し、本発明の第１実施形態に係る汚染土壌の浄化処理方法について説明する。本実施形態は、油で汚染された汚染土壌をバイオレメディエーションによって浄化処理する汚染土壌の浄化処理方法に関し、汚染土壌をスラリー化するとともに、バイオサーファクタント（ＢＳ）を添加して汚染土壌を浄化処理する汚染土壌の浄化処理方法に関するものである。
【００１６】
本実施形態の汚染土壌の浄化処理方法においては、例えば、図１に示すスラリーリアクター１を使用して汚染土壌２の浄化処理を行う。このスラリーリアクター１は、汚染土壌２を収容する撹拌槽３と、汚染土壌２を撹拌するための撹拌装置４と、汚染土壌２に空気を供給するための給気装置５と、汚染土壌２の温度を制御するための温度制御装置６及び加熱装置７とを備えて構成されている。
【００１７】
ここで、本実施形態においては、上記構成からなるスラリーリアクター１を使用し、汚染土壌２の浄化処理を試みた試験結果を以下に示して説明を行う。
【００１８】
本試験では、汚染土壌２として、一般にバイオレメディエーションによる浄化処理が困難な廃白土を使用している。廃白土は、潤滑油及び燃料油の一部の白土処理工程で使用する活性白土に油分（重質油）を吸着させたものであり、本試験で使用した廃白土は、初期の油分濃度が３１２，７２０ｍｇ／ｋｇ−ｓｏｉｌの高濃度である。そして、この試験では、廃白土と水を重量比で１：１となるように混ぜ合わせ、汚染土壌２をスラリー化している。
【００１９】
スラリーリアクター１は、容量が５リットルのガラスビーカー（撹拌槽３）を用い、リボンヒーター（加熱装置７）をガラスビーカー３の外周に一体に取り付けている。また、ガラスビーカー３内に収容したスラリー化した汚染土壌２の温度を計測するセンサー８と、リボンヒーター７とに繋いで温度リミッター（温度制御装置６）を設け、試験時に、センサー８の計測結果に基づいて温度リミッター６がリボンヒーター７を制御することで、汚染土壌２を約３０℃の温度で保持できるようにしている。さらに、汚染土壌２には、送気ポンプ（給気装置５）により、空気を２リットル／ｍｉｎの流量で供給するようにしている。そして、温度を制御するとともに空気を供給した状態で、撹拌翼（撹拌装置４）によって汚染土壌２を約３５０ｒｐｍの撹拌速度で撹拌している。
【００２０】
本試験では、バイオサーファクタントを添加していない汚染土壌（コントロール）と、バイオサーファクタントを５００ｍｇ／ｋｇ−ｓｏｉｌの添加量で添加した汚染土壌（ＢＳ添加）とを用いてそれぞれ試験を行っている。そして、ガラスビーカー３から汚染土壌２を経日的に採取して油分濃度、油膜、油臭を測定し、油分濃度においては、経日的な変化を捉え、コントロールとＢＳ添加の両測定結果を比較して評価を行っている。
【００２１】
油臭においては、経日的に採取した約１ｇの汚染土壌２をプラスチックシャーレに入れ、複数の測定者が室温にてそれぞれ約１０ｃｍ程度の間隔で鼻を汚染土壌２に近づけて官能試験を行い、試験前の汚染土壌２の油臭を「油臭強度５」、油臭を感じない状態を「油臭強度０」とした６段階の油臭強度で汚染土壌２の油臭を表し評価を行っている。
【００２２】
油膜においては、油臭を確認した後に、プラスチックシャーレの半量ほどを満たすように、洗瓶に入れた蒸留水を汚染土壌２に当てながらプラスチックシャーレに注入し、自然光及び蛍光灯の照射下で水面に浮いた油膜の色彩及び形成状態を観察することにより評価を行っている。このとき、試験前の汚染土壌２に生じる油膜を「油膜強度５」、油膜がない状態を「油膜強度０」とし、油膜の色彩及び形成状態を６段階に分けて評価を行っている。
【００２３】
ついで、試験結果について説明する。
図２は、コントロールとＢＳ添加の油分濃度の経日的変化、図３は、油臭強度の経日的変化、図４は、油膜強度の経日的変化をそれぞれ示している。また、図５は、試験前の汚染土壌２、試験開始から１００日後のコントロールとＢＳ添加の汚染土壌２の油分濃度と炭素数組成の関係を示している。なお、図６は、スラリー化していない汚染土壌２（コントロール）と、バイオサーファクタントを５００ｍｇ／ｋｇ−ｓｏｉｌ（ＢＳ添加−１）、１０００ｍｇ／ｋｇ−ｓｏｉｌ（ＢＳ添加−２）の添加量でそれぞれ添加した汚染土壌２に対して、１１２日目に油分濃度を測定し、油分の除去率を求めた結果を示している。すなわち、図６は、例えば通常のランドファーミングのように、スラリー化していない汚染土壌２にバイオサーファクタントを添加した場合の結果を示したものである。
【００２４】
そして、この図６に示すように、バイオレメディエーションによる浄化処理が困難な廃白土を汚染土壌２に用いて試験を行った結果、やはりコントロールとＢＳ添加−１、ＢＳ添加−２との除去率に大差がなく、スラリー化していない廃白土にバイオサーファクタントを添加した場合には、バイオレメディエーションによる浄化処理を好適に（効果的に）促進させることができない。また、油分を除去することは可能であるが、バイオサーファクタントを添加しても油膜や油臭を消失させるまで短期間で浄化処理を施すことは困難であった。
【００２５】
一方、汚染土壌２をスラリー化した場合、図２に示すように、コントロールでは、油分濃度が６０日程度で半減し（除去率が約５０％になり）、ＢＳ添加では、油分濃度が２０日ごろから急激に低下し始め、６０日程度で除去率が７０〜８０％となってコントロールよりも優れた浄化処理効果が確認された。
【００２６】
また、図３に示すように、コントロールでは、油臭が１００日を過ぎても油臭強度３までしか低下しないのに対し、ＢＳ添加では、２０日程度で油臭強度３まで低下し、さらに４０日程度で油臭強度０まで低下して、早期に油臭が消失することが確認された。
【００２７】
さらに、図４に示すように、コントロールでは、油膜が５０日を過ぎても油膜強度４であるのに対し、ＢＳ添加では、２０日程度で油膜強度が急激に低下し、４０日程度で油膜強度０まで低下して、早期に油膜が消失することが確認された。
【００２８】
これらの結果から、汚染土壌２をスラリー化するとともに、この汚染土壌２にバイオサーファクタントを添加することによって、バイオサーファクタントの界面活性作用を効果的に働かせてバイオレメディエーションによる油の分解、無害化を促進させることが可能になり、且つ油臭や油膜をも短期間で消失させることが可能であることが確認された。
【００２９】
また、図５に示すように、汚染土壌２をスラリー化してバイオサーファクタントを添加した場合には、非常に広範囲の油分（広範囲の炭素数組成）に対して油分濃度の低下が効果的に生じるため、各種油に対して上記のような優れた浄化効果を発揮しうることが確認された。
【００３０】
したがって、本実施形態の汚染土壌の浄化処理方法においては、汚染土壌２を原位置であるいは地上に掘削してスラリー化するとともに、バイオサーファクタントを添加することによって、土壌に収着した油分に対し、バイオサーファクタントの界面活性効果を効果的に発揮させることが可能になる。そして、このように汚染土壌２をスラリー化してバイオサーファクタントを添加し、土壌から油分を遊離させることで、微生物の油分との接触、取り込みが容易となり、Ｃ重油などの重質油で汚染されていたり、高濃度で汚染されている場合においても、バイオレメディエーションで油分を効率的に分解、無害化することが可能になる。これにより、汚染土壌２の浄化処理を促進させ、油分濃度を短期間で低下させることが可能になる。
【００３１】
また、汚染土壌２をスラリー化しバイオサーファクタントを添加することによって、バイオレメディエーションのみで浄化処理を行う場合やスラリー化していない汚染土壌２にバイオサーファクタントを添加して浄化処理を行う場合と比較し、油膜や油臭を短期間で低減あるいは消失させることが可能になる。
【００３２】
よって、従来の汚染土壌の浄化処理方法のように、油分濃度が低下した土壌の油膜や油臭を低減あるいは消失させるために、長期にわたって浄化処理を継続する必要がなく、汚染土壌２の浄化処理の低コスト化を図ることが可能になる。
【００３３】
以上、本発明に係る汚染土壌の浄化処理方法の第１実施形態について説明したが、本発明は上記の第１実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、スラリーリアクター１を使用し、汚染土壌２の浄化処理を試みた試験結果を基に説明を行い、各種試験条件を一定に設定して効果を実証しているが、本発明に係る汚染土壌の浄化処理方法は、汚染土壌２をスラリー化するとともに、この汚染土壌２にバイオサーファクタントを添加すれば、同様の効果を得ることが可能であり、特に本実施形態に示した試験と条件を同一にする必要はない。
【００３４】
ついで、図７から図９を参照し、本発明の第２実施形態に係る汚染土壌の浄化処理方法について説明する。本実施形態は、油で汚染された汚染土壌をバイオレメディエーションによって浄化処理する汚染土壌の浄化処理方法に関し、汚染土壌の油分濃度が低下した段階で、汚染土壌にバイオサーファクタント（ＢＳ）を添加して汚染土壌を浄化処理する汚染土壌の浄化処理方法に関するものである。
【００３５】
本実施形態の汚染土壌の浄化処理方法においては、バイオレメディエーションを利用した例えばランドファーミングによって汚染土壌の浄化処理を行う際に、汚染土壌の油分濃度が低下した段階でバイオサーファクタントを添加する。
【００３６】
ここで、本実施形態においては、ランドファーミングを想定し、汚染土壌の油分濃度が低下した段階でバイオサーファクタントを添加して汚染土壌の浄化処理を試みた試験結果を基に説明を行う。
【００３７】
本試験では、実際の汚染サイトの汚染土壌（某所ガソリンスタンド）を使用しており、この汚染土壌は、既に物理化学的処理が施されて、ある程度の油分濃度と油膜が除去されている。この反面、物理化学的処理で除去しきれなかった油分が残存し、油臭が残っている。また、この汚染土壌は、土質性状が粗砂質であり、予め２ｍｍのふるいを通して調整している。
【００３８】
本試験では、このような汚染土壌を２つの容器にそれぞれ収容し、尿素及びＫ２ＨＰＯ４の栄養塩を、油分：Ｎ：Ｐ＝１００：１０：１となるように添加した。そして、一方の汚染土壌には、バイオサーファクタントを１０００ｍｇ／ｋｇ−ｓｏｉｌの添加量で添加し、バイオサーファクタントを添加していない汚染土壌（コントロール）と、バイオサーファクタントを添加した汚染土壌（ＢＳ添加）とを用いて試験を行っている。また、ＢＳ添加の汚染土壌に対しては、浄化処理が進行して油分濃度がある程度低下した段階でバイオサーファクタントを再添加している。
【００３９】
また、コントロールとＢＳ添加の両汚染土壌は、試験開始から１日に１回の割合で耕転して汚染土壌中に十分な空気を送り込むようにし、経日的に油分濃度と油臭を測定して、浄化処理の進み具合を基に、耕転頻度を徐々に低下させるようにした。このとき、油臭の測定は、コントロールとＢＳ添加の両汚染土壌から経日的に試料を採取し、第１実施形態と同様に行った。
【００４０】
ついで、試験結果について説明する。
図７は、コントロールとＢＳ添加の油分濃度の経日的変化、図８は、油臭強度の経日的変化をそれぞれ示している。また、図９は、試験前の汚染土壌、試験終了時のコントロールとＢＳ添加の汚染土壌の油分濃度と炭素数組成の関係を示している。
【００４１】
そして、図７に示すように、コントロール、ＢＳ添加ともに４０日程度から急激に油分濃度が低下し始め、約５０日で油分がほぼ除去されることが確認された。また、コントロールとＢＳ添加の油分濃度の経日的な変化の傾向に大差は認められていない。
【００４２】
一方、油臭においては、図８に示すように、コントロール、ＢＳ添加ともに２０日程度から油臭強度が低下する。そして、コントロールは、約５０日で油臭強度３となり、８０日から１５０日（試験終了時）まで油臭強度２であるのに対し、油分濃度が１０００ｍｇ／ｋｇを下回る時点（約５０日）で（油分濃度が低下した段階で）５００ｍｇ／ｋｇ−ｓｏｉｌのバイオサーファクタントを再添加したＢＳ添加では、このバイオサーファクタントの再添加により、６０日で油臭強度１、１２０日で油臭強度０となり、油臭が短期間で低減あるいは消失することが確認された。
【００４３】
これらの結果から、特に油分濃度が低下した段階でバイオサーファクタントを添加することにより、油臭を除去することが可能になることが実証された。また、コントロールは、１５０日を経過しても油臭強度２であるのに対し、ＢＳ添加は、約６０日で油臭強度１まで油臭が低減していることから、例えばランドファーミングによる浄化期間が半減し、短期間で浄化処理を完了できることが実証された。
【００４４】
また、図９に示すように、広範囲の油分（広範囲の炭素数組成）に対して油分濃度の低下が生じることが確認された。
【００４５】
したがって、本実施形態の汚染土壌の浄化処理方法においては、バイオレメディエーションを利用した例えばランドファーミングによって汚染土壌の浄化処理を行う際に、汚染土壌の油分濃度が低下した段階でバイオサーファクタントを添加することにより、油臭を短期間で低減あるいは消失させることが可能になる。
【００４６】
よって、従来の汚染土壌の浄化処理方法のように、油分濃度が低下した土壌の油臭を低減あるいは消失させるために、長期にわたって浄化処理を継続する必要がなく、汚染土壌の浄化処理の低コスト化を図ることが可能になる。
【００４７】
以上、本発明に係る汚染土壌の浄化処理方法の第２実施形態について説明したが、本発明は上記の第２実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、ランドファーミングを想定し、汚染土壌の浄化処理を試みた試験結果を基に説明を行い、既に物理化学的処理が施されて、ある程度の油分濃度と油膜が除去されている汚染土壌を用い、物理化学的処理で除去しきれずに残存した油分及び油臭を除去するものとして説明を行った。これに対し、本発明に係る汚染土壌の浄化処理方法は、ランドファーミングへの適用に限定する必要はなく、原位置での浄化処理に適用してもよい。また、例えば他の浄化処理方法によって油分が除去され、油臭のみが残っている汚染土壌（処理後土壌）に対し、短期間で油臭を除去するために適用してもよい。さらに、本実施形態に示した試験では、油膜が除去されている汚染土壌を用い、油臭を除去することについてのみ説明を行っているが、第１実施形態の試験結果でも示されるように、バイオサーファクタントを添加し、バイオレメディエーションによる浄化処理を促進させた場合には、油臭を除去するとともに油膜を除去することも可能であるため、勿論、本発明に係る汚染土壌の浄化処理方法によって油膜を除去することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る汚染土壌の浄化処理方法で用いるスラリーリアクターを示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る汚染土壌の浄化処理方法を用いて行った試験結果であり、油分濃度の経日変化を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る汚染土壌の浄化処理方法を用いて行った試験結果であり、油臭強度の経日変化を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る汚染土壌の浄化処理方法を用いて行った試験結果であり、油膜強度の経日変化を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る汚染土壌の浄化処理方法を用いて行った試験結果であり、油分濃度と炭素数組成の関係を示す図である。
【図６】スラリー化していない汚染土壌（廃白土）にバイオサーファクタントを添加して浄化処理を行った際の油分の除去率を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る汚染土壌の浄化処理方法を用いて行った試験結果であり、油分濃度の経日変化を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る汚染土壌の浄化処理方法を用いて行った試験結果であり、油臭強度の経日変化を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る汚染土壌の浄化処理方法を用いて行った試験結果であり、油分濃度と炭素数組成の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    スラリーリアクター
２    汚染土壌
３    撹拌槽
４    撹拌装置
５    給気装置
６    温度制御装置
７    加熱装置
８    センサー
【図１】
2009285630.tif 000002
【図２】
2009285630.tif 000003
【図３】
2009285630.tif 000004
【図４】
2009285630.tif 000005
【図５】
2009285630.tif 000006
【図６】
2009285630.tif 000007
【図７】
2009285630.tif 000008
【図８】
2009285630.tif 000009
【図９】
2009285630.tif 000010