Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
## 2 ）加熱試験

図 3.2.18～23 に砂質土における加熱試験の結果を示す。含水比は、回転数の違い、供給量の違いによる差異は、ほとんど見られない。供給後の含水比が1%程度で、ほぼ絶乾状態となっているためと考えられる。土砂温度は、回転数が高い方が、温度が上昇することがわかった。回転数が高い方が、材料落下に時間を要し、熱風との接触時間が長くなるためと考えられる。図 3.2.24～29 に粘性土における加熱試験の結果を示す。含水比については、供給量の違いによる差異は、ほとんど見られない。回転数が高い方が、含水比の低下が大きい。土砂温度についても含水比同様の傾向がみられる。回転数が高い方がより効果が高いのは、熱風との接触時間が長くなるためと考えられる。
図 3.2.18 ツイスター回転数と含水比の関係（200kg/hr、砂質土、加熱）

図 3.2.19 ツイスター回転数と含水比の関係（100kg/hr、砂質土、加熱）

図 3.2.20 ツイスター回転数と含水比の関係（50kg/hr、砂質土、加熱）
図 3.2.21 ツイスター回転数と土砂温度の関係（200kg/hr、砂質土、加熱）

図 3.2.22 ツイスター回転数と土砂温度の関係（100kg/hr、砂質土、加熱）

図 3.2.23 ツイスター回転数と土砂温度の関係（50kg/hr、砂質土、加熱）
図 3.2.24 ツイスター回転数と含水比の関係（200kg/hr、粘性土、加熱）

図 3.2.25 ツイスター回転数と含水比の関係（100kg/hr、粘性土、加熱）

図 3.2.26 ツイスター回転数と含水比の関係（50kg/hr、粘性土、加熱）
図 3.2.27 ツイスター回転数と土砂温度の関係（200kg/hr、粘性土、加熱）

図 3.2.28 ツイスター回転数と土砂温度の関係（100kg/hr、粘性土、加熱）

図 3.2.29 ツイスター回転数と土砂温度の関係（50kg/hr、粘性土、加熱）
## 3 ) 加熱試験における各部の温度推移

図 3.2.30 に加熱試験における各部の温度推移の一例を示す。各種条件は、表 3.2.8 のとおりである。図 3.2.30 中の①でツイスター内部に土砂を供給し始め、②で土砂供給を終了している。土砂供給中は、ツイスター内部温度が、160℃から150℃程度まで下がっていることがわかる。

表 3.2.8 ツイスター条件と含水比、土砂温度

土砂	ツイスター設定	含水比
処理前
(%)	含水比
処理後
(%)	土砂温度
処理前
(℃)	土砂温度
処理後
(℃)
砂質土	750rpm、100kg/hr	8.0	1.3	8.8	70.0

図 3.2.30 加熱試験における各部の温度推移
## 4 ) 模擬汚染土浄化試験

表 3.2.9 に模擬汚染土の配合を示す。2 種類の汚染物質をメタノールで希釈し、土砂 1kg に混合し、模擬汚染土を作成した。表 3.2.10 及び表 3.2.11 に模擬汚染土浄化試験の公定分析結果と含水比、土砂温度を示す。混入させた汚染物質の想定溶出量と公定分析の結果に大きな差異が見られる。これは、模擬土作成中の揮発および、ベルコン上に敷き並べる際の揮発が考えられる。砂質土・粘性土ともに、処理量による含水比低下・温度上昇に大きな違いが見られなかったため、最大の処理量において試験を実施した。また、浄化目標は、PCE 溶出量 0.1 mg/L 以下、キシレン溶出量 0.4 mg/L 以下とした。

表 3.2.9 模擬汚染土の配合

污染物質	添加量 mL	比重 g/cm³	重量 mg	想定溶出量 mg/L
テトラクロロエチレン	1	1.623	1.623	162.3
キシレン	1	0.88	0.88	88

表 3.2.10 公定分析結果と含水比、土砂温度（砂質土）

土砂	加熱	ツイスター設定	採取位置	PCE(mg/L)	キシレン(mg/L)	含水比(%)	土砂温度(℃)
砂質土	なし	500rpm、200kg/hr	処理前	0.19	0.30	10.9	7.0
処理後	0.027	0.032	10.6	6.8
750rpm、200kg/hr	処理前	0.26	0.34	8.8	6.0
処理後	0.007	0.009	7.6	4.0
900rpm、200kg/hr	処理前	0.10	0.18	10.2	6.7
処理後	0.019	0.021	9.0	4.6
あり	500rpm、200kg/hr	処理前	0.076	0.14	8.0	10.5
処理後	0.006	0.025	2.5	65.0
750rpm、200kg/hr	処理前	0.18	0.28	10.5	11.2
処理後	0.012	0.045	1.8	75.0
900rpm、200kg/hr	処理前	0.059	0.10	12.0	9.8
処理後	0.013	0.049	1.5	83.0
表 3.2.11 公定分析結果と含水比、土砂温度（粘性土）

土砂	加熱	ツイスター設定	採取
位置	PCE
(mg/L)	キシレン
(mg/L)	含水比
(%)	土砂温度
(℃)
粘性土	なし	500rpm、200kg/hr	処理前	1.0	1.3	77.5	6.0
処理後	0.60	0.77	73.2	5.0
750rpm、200kg/hr	処理前	0.77	0.99	76.5	6.7
処理後	0.26	0.42	72.3	6.6
900rpm、200kg/hr	処理前	0.86	1.1	78.2	6.5
処理後	0.22	0.35	73.0	6.6
あり	500rpm、200kg/hr	処理前	1.3	1.7	73.5	10.0
処理後	0.36	0.51	57.6	26.4
750rpm、200kg/hr	処理前	1.2	1.4	73.6	10.0
処理後	0.099	0.17	58.4	40.0
900rpm、200kg/hr	処理前	0.64	0.86	75.8	8.8
処理後	0.045	0.083	52.3	45.0

図 3.2.31～34 に砂質土におけるツイスター回転数と汚染物質溶出量・土砂温度・含水比の関係を示す。いずれの条件においても目標溶出量より低い値を示しており、加熱による効果は、顕著に表れず、回転するチェーンによる揮発拡散効果が高いことがわかった。

図 3.2.31 ツイスター回転数と汚染物質溶出量の関係（200kg/hr、砂質土、加熱なし）
図 3.2.32 ツイスター回転数と土砂温度・含水比の関係（200kg/hr、砂質土、加熱なし）

図 3.2.33 ツイスター回転数と汚染物質溶出量の関係（200kg/hr、砂質土、加熱あり）
図 3.2.34 ツイスター回転数と土砂温度・含水比の関係（200kg/hr、砂質土、加熱あり）

図 3.2.35～38 に粘性土におけるツイスター回転数と汚染物質溶出量・土砂温度・含水比の関係を示す。回転数が高い方が、除去効果は高くなり、熱風を吹き込むことによりさらに除去効果が高くなっている。加熱した場合、900rpm において目標溶出量を下回った。砂質土において粘性土と同様の傾向がみられないのは、砂質土の方が水分の吸着性が少なく、汚染物質が揮発しやすいからと考えられる。

図 3.2.35 ツイスター回転数と汚染物質除去率・含水比の関係（200kg/hr、粘性土、加熱なし）
図 3.2.36 ツイスター回転数と汚染物質除去率・土砂温度の関係（200kg/hr、粘性土、加熱なし）

図 3.2.37 ツイスター回転数と汚染物質除去率・含水比の関係（200kg/hr、粘性土、加熱あり）
図 3.2.38 ツイスター回転数と汚染物質除去率・土砂温度の関係（200kg/hr、粘性土、加熱あり）
## (2) 回転ドラム

## 1 ）加熱試験

図 3.2.39～44 に砂質土における滞留時間と土砂温度・含水比の関係を示す。供給量 50kg/hr、100kg/hr では、土砂温度は、160℃に達することがわかった。含水比は、0.1%程度となりほぼ絶乾状態であった。供給量 200kg/hr では、目標とする 150℃まで土砂温度が上昇しなかった。

図 3.2.39 処理量と土砂温度の関係（滞留時間：20 分、砂質土）

図 3.2.40 処理量と土砂温度の関係（滞留時間：10 分、砂質土）
図 3.2.41 処理量と土砂温度の関係（滞留時間：5 分、砂質土）

図 3.2.42 処理量と含水比の関係（滞留時間 20 分、砂質土）

図 3.2.43 処理量と含水比の関係（滞留時間 10 分、砂質土）
図 3.2.44 処理量と含水比の関係（滞留時間 5 分、砂質土）

図 3.2.45～50 に粘性土における滞留時間と土砂温度・含水比の関係を示す。供給量が少ないほうが土砂温度は高くなり、25kg/hr のとき 155℃に達することがわかった。含水比は、10%程度まで下がることがわかった。粘性土は、塊状のものが混入しており、これが、熱風の伝熱効果を低くしていると考える。これは、ツイスターにより破砕・細粒化処理をおこなったのちに、回転ドラムにて加熱をおこなうことにより、改善可能と考える。

図 3.2.45 処理量と土砂温度の関係（滞留時間 20 分、粘性土）
図 3.2.46 処理量と土砂温度の関係（滞留時間 10 分、粘性土）

図 3.2.47 処理量と土砂温度の関係（滞留時間 5 分、粘性土）

図 3.2.48 処理量と含水比の関係（滞留時間 20 分、粘性土）
図 3.2.49 処理量と含水比の関係（滞留時間 10 分、粘性土）

図 3.2.50 処理量と含水比の関係（滞留時間 5 分、粘性土）
図 3.2.51～54 に処理前と処理後の土砂状況を示す。図 3.2.54 に示すように、粘性土は、塊状のものが多数存在することがわかる。

図 3.2.51 砂質土(処理前)

図 3.2.52 砂質土（処理後）

図 3.2.53 粘性土（処理前）

図 3.2.54 粘性土（処理後）
## 2 ) 加熱試験における各部の温度推移

図 3.2.55 に各加熱試験における各部の温度推移の一例を示す。各種条件は、表 3.2.12 のとおりである。図 3.2.55 中の①で回転ドラム内部に土砂を供給し始め、②で回転ドラム出口から土砂が排出され、③で土砂供給を終了している。土砂供給中は、ツイスター内部温度が、180℃から160℃程度まで下がっていることがわかる。

表 3.2.12 回転ドラム条件

土砂	回転ドラム設定	含水比
処理前
(%)	含水比
処理後
(%)	土砂温度
処理前
(℃)	土砂温度
処理後
(℃)
砂質土	100kg/hr、20分滞留	7.0	0.1	4.8	170

図 3.2.55 加熱試験における各部の温度推移
## 3 ) 模擬汚染土浄化試験

回転ドラムにおいてもツイスターと同様の配合で模擬汚染土を作成した。回転ドラム設定は、汚染物質除去効果が高くなると予想される土砂温度が高く、含水比が低くなった条件とした。また、時間経過による除去効果の違いを確認するため、土砂排出後5分後、15分後の2回採取した。表3.2.13に公定分析結果を、図3.2.56に砂質土における汚染物質溶出量を、図3.2.57に粘性土における溶出量を示す。PCEについては、どちらも処理前と比較し、溶出量が大きく低下し、目標とした溶出量0.1mg/L以下となった。キシレンについては、排出開始後15分後に採取したものの溶出量が上昇し、目標とした0.4mg/Lを僅かに超過した。これは、模擬汚染土の濃度ムラが原因と考えられる。

表 3.2.13 公定分析結果

土砂	回転ドラム設定	採取位置	PCE(mg/L)	キシレン(mg/L)
砂質土	100kg/hr、20分滞留	処理前	3.8	3.7
5分後	0.022	0.47
15分後	0.018	0.55
粘性土	25kg/hr、20分滞留	処理前	7.2	6.1
5分後	0.021	0.13
15分後	0.062	0.37

図 3.2.56 浄化確認試験（砂質土）
図 3.2.57 浄化確認試験（粘性土）
(3) ツイスター・回転ドラム連続システム

## 1 ）加熱試験

加熱試験における熱源については、機器単体試験時に使用したジェットヒータ及び、熱風炉の2種類を用い、その効果の違いを確認した。

図 3.2.58～59 に砂質土における加熱試験の結果を示す。回転ドラム単体では、目標土砂温度150度以上に到達する、最大処理量は100kg/hrであった。ツイスター・回転ドラム連続システムでは、最大処理量は2倍の200kg/hrとなった。加えた熱量は、回転ドラム単体のときと同量であることから、ツイスターによる予熱・細粒化効果が大きく、処理量を2倍にすることができたと考えられる。

熱源を熱風炉にした場合は、処理量 $ 300 \, kg/hr $ まで目標温度 $ 150^{\circ}C $ 以上に土砂温度が上昇することがわかった。

図 3.2.60～61 に粘性土における加熱試験の結果を示す。回転ドラム単体では、目標温度 150℃ 以上に達する最大処理量は、25kg / hr であった。ツイスター・回転ドラム連続システムでは、砂質土同様に最大処理量は、2 倍となり 50kg/hr となった。これも、ツイスターによる予熱・細粒化効果によるものと考えられる。熱源を熱風炉にした場合は、処理量は、75kg / hr まで、目標温度 150℃ 以上に土砂温度が上昇することがわかった。

図 3.2.58 処理量と土砂温度の関係（砂質土）
図 3.2.59 処理量と含水比の関係（砂質土）

● 処理後温度 ツイスター・回転ドラム、熱風炉

▲ 処理後温度 ツイスター・回転ドラム

■ 処理後温度 回転ドラム単体

○ 処理前温度 ツイスター・回転ドラム、熱風炉

△ 処理前温度 ツイスター・回転ドラム

□ 処理前温度 回転ドラム単体

図 3.2.60 処理量と土砂温度の関係（粘性土）
図 3.2.61 処理量と含水比の関係（粘性土）

## 2 ) 加熱試験における各部の温度推移

図 3.2.62～63 に加熱試験における各部の温度推移を示す。熱源がジェットヒータのときは、材料供給中は、内部温度が 180℃程度まで下がるのに対し、熱風炉では、ほぼ 250℃一定で推移している。熱風炉出口温度が 350～650℃程度まで変化しており、平均して最大供給熱量の約 60%程度しか供給していないことがわかった。熱風炉の方が、熱風の供給効率が良く、温度制御機能があることで、確実に目標温度 150℃以上に土砂温度を上昇できることがわかった。
図 3.2.62 加熱試験における各部の温度推移（熱源：ジェットヒータ）

図 3.2.63 加熱試験における各部の温度推移（熱源：熱風炉）
## 3 ) 模擬汚染土浄化試験

## a） VOC 模擬污染土淨化試驗

ツイスター・回転ドラム連続システムにおいても、各機器単体試験と同様の配合で模擬汚染土を作成した。ツイスター及び回転ドラムの設定は、汚染物質の浄化効果が高いと予想される土砂温度が高く、含水比が低くなる条件とした。測定サンプルは、模擬汚染土の濃度ムラを確認するため、無作為に2点採取し、処理前①、処理前②とした。また、時間経過による浄化効果の違いを確認するため、回転ドラムから排出後3回採取した。表3.2.14に公定分析結果を図3.2.64に砂質土における汚染物質溶出量を示す。PCE浄化目標値0.1mg/L、キシレン浄化目標値0.4mg/Lを大きく下回った。図3.2.65に粘性土における汚染物質溶出量を示す。こちらもそれぞれの汚染物質の浄化目標値を大きく下回った。加熱式ツイスターを前処理設備として導入することにより、土質材料の予熱・細粒化効果が発生し、浄化効果がより高まったと考えられる。

表 3.2.14 公定分析結果

土砂	機器設定	採取位置	PCE(mg/L)	キシレン(mg/L)
砂質土	処理量: 200kg/hrツイスター: 900rpm回転ドラム: 20分滞留	処理前①	0.18	0.21
処理前②	0.16	0.12
15分後	0.0093	0.0150
25分後	0.0061	0.0110
35分後	0.0051	0.0090
粘性土	処理量: 50kg/hrツイスター: 900rpm回転ドラム: 20分滞留	処理前①	9.7	6.9
処理前②	1.7	2.0
15分後	0.0028	0.0063
25分後	0.0023	0.0064
35分後	0.0061	0.0110
図 3.2.64 VOC 模擬汚染土浄化試験（砂質土）

図 3.2.65 VOC 模擬汚染土壤化試験（粘性土）
## b) 重質油混じり VOC 模擬汚染土浄化確認試験

本研究で開発するシステムの一般的な汚染サイトでの適用範囲を把握するため、重質油混じりの VOC 模擬汚染土を作成し、浄化効果の確認をおこなった。ツイスター及び回転ドラムの設定は、VOC 模擬汚染土壌化確認試験と同様の設定とした。測定サンプルは、模擬汚染土の濃度ムラを確認するため、無作為に2点採取し、処理前①、処理前②とした。また、時間経過による浄化効果の違いを確認するため、回転ドラムから排出後4回採取した。表3.2.15に重質油混じり模擬汚染土1kgあたりの配合を示す。

表 3.2.15 模擬汚染土の配合

污染物質	添加量 mL	比重 g/cm³	重量 mg	想定溶出量 (抽出物) mg/L(mg/kg)
テトラクロロエチレン	1	1.623	1.623	162.3
キシレン	1	0.88	0.88	88
A重油	12,000	12,000

表 3.2.16 に公定分析結果、図 3.2.66、67 に砂質土における重質油混じり VOC 模擬汚染土浄化試験結果、図 3.2.68、69 に粘性土における結果を示す。PCE 浄化目標値 0.1mg/L、キシレン浄化目標値 0.4mg/L を大きく下回った。こちらもそれぞれの汚染物質の浄化目標値を大きく下回った。ノルマルヘキサン抽出物についても、浄化目標 1,000mg/kg 以下を大きく下回った。砂、粘性土共に土砂温度は、160℃以上に上昇、含水比は 0.1% に下がっており、この条件を満たすことで、ほぼ浄化可能と言える。
表 3.2.16 公定分析結果

土砂	機器設定	採取位置	PCE(mg/L)	キシレン(mg/L)	ノルマルハキサン抽出物(鉱油)(mg/kg)
砂質土	処理量:200kg/hrツイスター:900rpm回転ドラム:20分滞留	処理前①	15	7.4	860
処理前②	15	6.7	870
5分後	0.0008	0.0077	100未満
15分後	0.0007	0.0084	100未満
25分後	0.0005	0.0077	100未満
35分後	0.0008	0.008	100未満
粘性土	処理量:50kg/hrツイスター:900rpm回転ドラム:20分滞留	処理前①	11	5.5	1800
処理前②	8	5.2	1200
5分後	0.0002	0.035	190
15分後	0.0017	0.02	120
25分後	0.022	0.05	100未満
35分後	0.0019	0.04	100未満

図 3.2.66 重質油混じり VOC 模擬汚染土浄化試験（VOC、砂質土）
図 3.2.67 重質油混じり VOC 模擬汚染土浄化試験（重質油、砂質土）

図 3.2.68 重質油混じり VOC 模擬汚染土浄化試験（VOC、粘性土）
図 3.2.69 重質油混じり VOC 模擬汚染土浄化試験（重質油、粘性土）

## (4) 熱効率の検証

表 3.2.16 に砂質土を 100kg/hr で供給する場合の、回転ドラムにおける必要熱量と加熱に必要な時間を示す。熱風の効率を 25% とした場合、152,500kcal/hr の熱量が必要で、選定したジェットヒータ 5 台で 0.2 時間（12 分）の加熱時間となり、ほぼ試験結果と等しくなる。表 3.2.17 に砂質土を 200kg/hr で供給する場合の、ツイスター・回転ドラムにおける必要熱量と加熱に必要な時間を示す。熱風の効率を 50% とした場合、152,500kcal/hr の熱量が必要で、選定したジェットヒータ 5 台で 0.2 時間（12 分）の加熱時間となり、ほぼ試験結果と等しくなる。ツイスター・回転ドラム連続システムでは、熱風の効率が 2 倍になり、処理量が 2 倍にできると言える。熱源を熱風炉にした場合は、燃料消費量から算出すると約 80,000kcal/hr であった。必要熱量からは、約 90% を有効に利用できることがわかった。以上の結果から、製作した試験装置（ツイスター・回転ドラム連続システム）では、一般的な 30% 程度の含水比の土砂では、その処理量は、150kg/hr であると予想できる。
表 3.2.17 熱効率の検証（回転ドラム単体）

土と水の条件

土粒子重量	Ws	91	kg
土粒子の比熱	Cs	0.19	kcal/kg·℃
含水比	a	10	%
土の初期温度	T0	10	℃
水の蒸発温度	Tw	100	℃
気化潜熱	Lw	539	kcal/kg
水の比熱	Cw	1	kcal/kg·℃
加熱温度	Tf	160	℃
土中の水分重量	Ww	=	Ws	×	a	÷	100
=	91	×	10	÷	100
=	9	kg

土を加熱するのに	Qs	=	Ws	×	Cs	×(	Tf	-	T0	)
必要な熱量	=	91	×	0.19	×(	160	-	10	)
=	2,594	kcal
水を加熱するのに	Qw	=	Ww	×{	Cs	×(	Tw	-	T0	)+	Lw	}
必要な熱量	=	9	×{	1	×(	100	-	10	)+	539	}
=	5,724	kcal
必要な熱量	Q	=	Qs	+	Qw
=	2,594	+	5,724
=	8,317	kcal

加熱時間

風量	Vj	60	m3/min
総熱出力	Qj	152,500	kcal/hr	(シェット-ター-×5台)
効率	η	25	%

実熱出力	Qj η	=	Qj	×	η	÷	100
=	152,500	×	25	÷	100
=	38,125	kcal/hr
加熱に必要な時間	tj	=	Q	÷	Qj η
=	8,317	÷	38,125
=	0.2	hr
表 3.2.18 熱効率の検証（ツイスター＋回転ドラム）

土と水の条件

土粒子重量	Ws	182	kg
土粒子の比熱	Cs	0.19	kcal/kg·℃
含水比	a	10	%
土の初期温度	T0	10	℃
水の蒸発温度	Tw	100	℃
気化潜熱	Lw	539	kcal/kg
水の比熱	Cw	1	kcal/kg·℃
加熱温度	Tf	160	℃
土中の水分重量	Ww	=	Ws	×	a	÷	100
=	182	×	10	÷	100
=	18	kg

必要热量

土を加熱するのに	Qs	=	Ws	×	Cs	×(	Tf	-	T0	)
必要な熱量	=	182	×	0.19	×(	160	-	10	)
=	5,187	kcal
水を加熱するのに	Qw	=	Ww	×{	Cs	×(	Tw	-	T0	)+	Lw	}
必要な熱量	=	18	×{	1	×(	100	-	10	)+	539	}
=	11,448	kcal
必要な熱量	Q	=	Qs	+	Qw
=	5,187	+	11,448
=	16,635	kcal

加熱時間

風量	Vj	60	m3/min
総熱出力	Qj	152,500	kcal/hr	(シェット-ター-×5台)
効率	η	50	%

実熱出力	Qj η	=	Qj	×	η	÷	100
=	152,500	×	50	÷	100
=	76,250	kcal/hr
加熱に必要な時間	tj	=	Q	÷	Qj η
=	16,635	÷	76,250
=	0.2	hr
## (5) 浄化処理コスト

3,000t (2,000m^{3}) の汚染廃棄物の浄化対策工事に適用した場合の処理コストの比較を表3.2.19に示す。

汚染廃棄物に中低温加熱処理工法を適用した場合、一般的な VOC 汚染土壌の浄化工法であるホットソイル工法に比較して 5 倍程度の浄化コストが必要となるが、無害化することで掘削現場周辺や運搬等に伴う 2 次環境汚染のリスクが低減できるメリットがある。また、処理後の廃棄物は管理型処分場での埋立処分が可能となることから、現場周辺に VOC 汚染廃棄物の焼却等処理先が確保できない場合でも、遠隔地に運搬する必要がなく、運搬にともなうコストや温暖化効果ガス排出抑制にメリットがあると言える。なお、無害化せず、特別管理産業廃棄物として処分した場合の約 70%程度の処理費用であり、重金属や重質油を含む VOC の複合汚染サイトにおける適用可能性を見い出すことができた。

浄化対象が土壌である場合でも、ホットソイル工法に比較して5倍のコストが必要となるものの、汚染拡散リスクの低減等のメリットがあることから、複合汚染サイトへの適用は、十分可能性があることが示唆された。

#### 表 3.2.19 処理コストの比較

1) ホットソイル工法 (汚染土壌)
a) 使用設備
ホットソイル混合: ツイスター $ \phi $ 1000 (60 t/hr)
揮発養生: $ 20m \times 30m \times 8m $ テント
ガス処理: 活性炭集塵機
b) 施工日数
10 日 (プラント稼動時間 = 5 時間 / 日)
c) 試算処理コスト
5,000 円 / t

2) 中低温加熱処理工法
a) 使用設備
予熱・細粒化: ツイスター $ \phi $ 1000
加熱養生: $ \phi $ 1500×L6m 加熱式回転ドラム(3t/hr)×2 台
ガス処理: 熱交換器付き活性炭集塵機
b) 施工日数
100 日 (プラント稼動時間 = 5 時間 / 日)
c) 試算処理コスト
26,000 円 / t

3) 特別管理産業廃棄物扱い
35,000～40,000 円 / t
#### 3.2.4 浄化法研究の結論

## (1) 結論

## 1 ) ツイスター

a)ツイスター内部に熱風を吹き込むことにより、チェーンの打撃力による土質材料の破砕・細粒化による含水比低下に加え、土砂温度が上昇することがわかった。

b)加熱無しでも細粒化により気散が促進される浄化効果があり、加熱することでより効果が高くなることがわかり、ツイスターが前処理設備として効果を期待できると判断できた。

c) 含水比低下、土砂温度上昇、浄化は、ツイスター回転数を 900rpm の高回転にすることでより効果があることがわかった。

## 2 ）回転ドラム

a) 回転ドラム単体で、対象とした汚染物質の沸点（テトラクロエチレン $ 121^{\circ} $ C、キシレン $ 144^{\circ} $ C）以上に土砂温度が上昇（砂質土 $ 155^{\circ} $ C、粘性土 $ 155^{\circ} $ C）することが確認できた。

b)回転ドラム単体で汚染物質の浄化効果を確認した。テトラクロロエチレンは、目標とした0.1mg/L以下に浄化でき、キシレンは、目標とした0.4mg/Lを僅かに超過した。

## 3 ) ツイスター・回転ドラム連続システム

a)回転ドラム単体の時と比して、処理量を2倍とした時にも対象とした汚染物質の沸点（テトラクロロエチレン121℃、キシレン144℃）以上に土砂温度が上昇（砂質土170℃、粘性土170℃）することが確認できた。

b) VOC 模擬汚染土浄化試験では、目標を十分達成できることが確認できた（テトラクロロエチレン 0.1mg/L 以下、キシレン 0.4mg/L 以下）。

c) 重質油混じり VOC 模擬汚染土浄化試験では、VOC 模擬汚染土浄化試験同様に目標値を下回って浄化できることが確認できた。ノルマルヘキサン抽出物についても目標とした 1,000mg/kg 以下に浄化できることが確認できた。

d) 対象汚染物質の沸点以上に土砂温度を上昇させると、含水比は、ほぼ 0% となり、浄化が確実に行われることがわかった。

## 4 ) 浄化処理コストの試算

熱計算に基づき、試験設備から処理量を想定し、汚染廃棄物の浄化処理コストを試算した。その結果、一般的な VOC 汚染土壌の浄化技術であるホットソイル工法の 5 倍のコストが必要であるものの、特別管理産業廃棄物として処理する場合に比較して 70% 程度で処理可能であると試算できた。
### 3.3 微生物評価法の確立

#### 3.3.1 研究目的

一般廃棄物及び産業廃棄物の最終処分場については、廃棄物処理法により維持管理基準や廃止基準が定められ、廃止基準については、処分場としての維持管理を続けなくても生活環境の保全上の問題が生じるおそれが無くなっていることを判断するためのものとして設定されている。また、「廃棄物最終処分場廃止基準の調査評価方法」（廃棄物学会廃棄物埋立処理処分研究部会：平成14年3月）では環境を汚濁・汚染する可能性を持つ廃棄物が自然還元状態に至る過程を安定化と位置づけ、安定化の最終状態は「もうそれ以上何の変化も起こさない状態で広義には環境に影響を与えない状態になること」であるとしている。

本研究の対象は、素掘りのくぼ地へ、特定有害産業廃棄物が埋め立てられた不法投棄現場であり、不法投棄発覚後に遮水壁を設置して汚染物質の拡散防止措置を行っているが、環境修復の完了には長期間の対策が見込まれるサイトである $ ^{1} $ 。一般に不法投棄による汚染サイトでは、油分や重金属類などを含む複合汚染が発生しやすく、国内で発生している大規模不法投棄現場においても、その殆どでVOCによる汚染が発生している $ ^{2} $ 。そのため、VOC対策として様々な方法が開発され実用化されており、当現場も揚水循環浄化工法などにより積極的な浄化対策が採られてきた現場である。その結果、周辺地下水の汚染物質濃度は大幅に低減されたが、ベンゼン、ジクロメタンなど環境基準値程度の低濃度で検出される状態が継続している。VOC汚染が残留する修復現場では取り得るべき積極的な対策実施後の低濃度残留地域のフォローアップ技術としてのMNA適用は重要な技術である。NAには①土粒子への吸着、②気相への揮散、③希釈・拡散、④地下水・土壌成分との化学反応による分解、⑤微生物分解などがあるが、地下に拡散したVOC汚染の場合、汚染成分の微生物分解が期待できることから、現場地下水での微生物によるVOC分解能の確認と分解微生物の特定がMNA適用に際し事前確認することが最良であると考えられる。MNAは既存の手法であり、環境基準項目に挙げられる特定の物質を対象として適用されるが、複合汚染が発生している汚染サイトや廃棄物の埋立処分地などの高度汚染地となった現場の安全性を担保するための評価方法については、現在、広く研究されているところである。「廃棄物最終処分場安定化監視マニュアル」を例にとっても、浸出水の理化学試験に加え、現場に存在する微生物活性の調査が取り入れられており、微生物は周辺の生息条件に高い感受性を有し、変化することから、それらを調べることは汚染地の安定化を評価できる有効な方法になる可能性が高い。対象サイトにおいても周辺に拡散した汚染物質が自然減衰により汚染拡散のない場所と同様の状態に戻るまでをモニタリングすることにより、安全性を確認することが必要である。当現場では、燃え殻、医療系、各種溶剤、塗料など多種類の廃棄物が投棄され、環境基準に規定されていない物質が汚染地下水中には含まれていることが推測されることから、環境修復程度の判断にはこれら未規制物質も含めた総合的な評価手法が必要とされている。

これらのことから、VOC 汚染残留地のモニタリング方法として、従来の理化学的な地下水環境基準項目等の測定に加え、地下水細菌叢調査を取り入れた新たな手法の研究を行った。地下水中の細菌叢を調べることで、次の①と②について同時に確認しながら安定化過程をモニタリングする方法の開発を目指した。
①MNA 適用の前提条件となる現場地下環境中での VOC 微生物分解の確認

②未規制物質も含めた総合的地下環境の安定化指標としての利用

次に、1)としてこれまでに汚染地や埋立処分地などでの適用が検討されている安定化指標について、2)にこれまで河川などで実施されている生物調査についての特徴について記す。

## 1 ) 安定化指標について

現在、廃棄物最終処分場の廃止時の調査方法として、安定化監視マニュアルが作成され、それを基に処分場の安定化程度を把握する手法が多くとられている。また、それ以外にも安定化に関する調査方法として、検討及び実用されている代表的な手法は下記の通りである。

## a) 廃棄物最終処分場安定化監視マニュアル調査項目

・埋立廃棄物の調査（組成、有機物、水分量、細菌、元素）

· 浸出液（pH、BOD、COD、 $ NH_{4} $ 、水温、EC、ORP）

・湧出ガス（ $ CH_{4} $ 、 $ CO_{2} $ 、 $ H_{2}S $ 、 $ NH_{3} $ 、 $ O_{2} $ 、 $ N_{2} $ ）

· 内部温度（深度别、浸出液）

· 表層調査（沈下量、力学性状、植生）

これらのデータ蓄積を行い、その傾向により安定化の程度を判断する。化学調査、物理調査を主としており、規制対象有害物質の測定と微生物活動による有機物の分解程度をその代謝生成物や温度などにより間接的に評価する方法である。

## b) 指標生物等を用いた毒性試験

・魚類による急性毒性試験(LC_{50})

検水の希釈液中に一定時間飼育し、その間に供試魚の50％が死ぬような希釈液中の検水濃度で表す。

## ・MicrotoxTM テスト

サンプルを希釈し微生物に暴露して、5分後、15分後の光減少を測定し、50％光減少濃度で表す。

## • ToxScree-Ⅱ

サンプル希釈後に微生物に暴露し 60 分後の光減少濃度を測定、50%光減少濃度で表す。陽イオン重金属に反応する試薬と有機汚染物質及び陰イオン重金属に反応する試薬を用いて試験する。

## • RoTox

生後 24 時間以内の Rotifer を使用し、人工海水により希釈した各サンプルを用いて 24 時間、48 時間暴露後の致死率を測定し 50% 致死濃度で表す。

生物を利用したこれらの試験は、規制物質に限らず未規制物質を含めた生態影響を評価することができるが、利用する指標生物により物質感受性に違いがある。
## c) 存在微生物の機能性評価試験

· DNA マイクロアレイ法

処分場内の金属耐性、有機物分解にかかわる微生物の機能性遺伝子と結合し、蛍光を発するマイクロアレイを用いる。検液の DNA 抽出、増幅、精製を行い、マイクロアレイ上で反応させたのち、レーザースキャンにより画像解析を行い、得られるシグナルデータにより評価する。

微生物の代謝に関する既知の遺伝子情報を基に、対象地に存在する微生物の機能性遺伝子情報を得ることにより、物質循環について評価する。

本研究は、廃棄物投棄地周辺の地下環境調査を目的としており、一般に環境調査は化学調査、物理調査及び生物調査により構成されるべきものである。a）、b）に示した調査方法は、化学調査と物理調査に該当する。c）は存在している微生物の機能を評価する方法であり、現場に生息する生物叢（微生物叢）を反映しており、a）、b)よりは生物調査に近い方法であるが、調査する機能性遺伝子により採取できるデータが人為的に限定されてしまうという課題がある。地下環境の状態を先入観無しに評価するには、そこに存在する生物種を調べるという本来の生物調査が最も適切である。

## 2 ) 生物調査について

生物調査は河川の水質指標として利用されることが多く、生物種とその個体数により水質状態を評価する方法である。本研究では地中の微生物種とその存在比を調べる生物（微生物）調査により地下環境中の状態を評価する方法を試みている。従来からなされている生物調査から、本研究で試験している生物調査の特徴は次のようなものと考えられる。

## 長所

・有害物質等による複合的な汚染は、微生物の生育環境に大きな環境インパクトを与えることから、環境影響について総合的、複合的にとらえることができる。

・地下水が豊富に存在する今回のサイトのような場所では、刻々と変化する地下環境の様子を地下水質の理化学試験結果のみから正確に捉えることは困難であるが、その場に存在している生物はそれら変化する環境影響を反映した形態で存在していると考えられ、平均化された地下環境を把握することが可能である。

## 短所

・生物調査の結果は定性的で数量化できない。

汚染土壌の安定化状況の評価は総合的なもので数値化は難しいが、ある特定の指標細菌の存在量を捉えて数値化することは可能である。しかし、その指標細菌と要因との定量的な関わりが不明確であるため定量的評価は重要な意味を持たない。

・地域特性があり一般化できない。

微生物は栄養源となる有機物の量、溶存酸素量、微量金属類等の多少や水温により生育する種が異なり、汚染物質の代謝機能を持つ既知の微生物の有無や存在量を調べるだけでは地域特性によりあまり意味を持たない。
このことから、物理化学的調査と併行して総合的に判断することが最も良い調査方法であると考えられ、地域特性を有することを考慮し、汚染現場周辺の汚染のない地下環境と比較することにより安定化を評価する方法について検討を試みた。これまで、地下環境調査として実施される事例がほとんどなかった生物調査の方法として、地下水中の菌叢調査を実施し安定化の指標とする場合のイメージを図3.3.1に示す。

図 3.3.1 菌叢調査による安定化把握のイメージ

## 【参考文献】

1）西田憲一、古市徹、石井一英：不法投棄現場のVOC汚染地下水の浄化プロセスの評価とその対策に関する研究(2011):土木学会論文集G（環境）,Vol.67,No.6,P489-499

2）古市徹、西則雄 編著：不法投棄のない循環型社会づくり(2009)：(株)環境新聞社
#### 3.3.2 研究方法

今回、研究対象とした修復現場の遮水壁内部と外部の土壌の菌叢調査を行い、汚染物質による菌叢への影響の有無について調査した。また、遮水壁外については、観測井から採取した地下水の菌叢調査を実施するとともに、周辺に拡散した汚染物質の微生物による分解能について、有害物質の添加・分解試験を行った。また、汚染拡散地の安定化過程における菌叢変化については、遮水壁外の地下水の流れ方向に沿った地下水中の菌叢調査結果から、汚染流入前後の菌叢を明らかとし、その安定化指標としての利用方法について解析を行った。菌叢調査は産業医科大学が開発したクローンライブラリー法により行った。さらに、簡易な菌叢確認方法として PCR-DGGE 法（濃度勾配ゲル電気泳動法）による調査もあわせて実施し、今後の日常検査における菌叢確認方法についての知見の集積も行った。実験方法は大別して下記のとおりである。

(1) 地下水中の微生物による汚染物質分解培養試験

(2) 地下水からの VOC 分解微生物単離試験

(3) 不法投棄地及び周辺土壌での菌叢調査及び有害物質等含有量調査

(4) 不法投棄地周辺地下水の菌叢及び水質調査

(5) 地下水中微生物からの VOC 分解に関与する遺伝子の検出

上記の順に従い試験方法を次に示す。

本研究で実施した全ての試験のサンプリング位置を図3.3.2に示した。

## (1) 地下水中の微生物による汚染物質分解培養試験

微生物による汚染物質分解試験は、不法投棄地北側のB7-2観測井と、同南側のオ-2観測井の2地点の地下水を用いて次の(a)(b)の試験を実施した。周辺地下水からはベンゼンとジクロロメタンが環境基準値を超過して検出されていること、トルエン（要監視項目）がmg/Lオーダーの高い濃度で検出されていることから、ベンゼン、トルエン、ジクロロメタンを対象物質として試験を実施した。実験は好気性条件と嫌気性条件で次の(a),(b)の内容で実施した。

(a) 好気性条件での VOC 添加分解培養試験

a1）ベンゼンとトルエン添加分解培養試験

a2) ジクロロメタン添加分解培養試験

a3）温度勾配培養によるベンゼン、トルエン添加分解培養試験（B7-2 地下水で実施）

(b) 嫌気性条件での VOC 添加分解培養試験

b1）ベンゼンとトルエン添加分解培養試験

b2) ジクロロメタン添加分解培養試験

続いてこれら(a)(b)の試験方法を順に示す。
図 3.3.2 微生物評価法研究のための土壤及び地下水調査地点
## (a) 好気性条件での VOC 添加分解培養試験

## a1）好気性条件でのベンゼンとトルエン添加分解試験

地下水にベンゼン、トルエンを加え、好気性条件で分解培養試験を行った。試験系列を表3.3.1に示す。

表 3.3.1 地下水でのベンゼン、トルエン添加分解培養試験

名称	試料水	VOC 添加
ブランク(BL)	滅菌蒸留水	有り
コントロール (B7-2 又は オ-2)	地下水	無し
B7-2 又は オ-2	地下水	有り

試験操作は、ガラス製5L瓶に現場から採取した地下水を4.5L分取し、ブランク（BL）とB7-2又はオ-2の系にVOC成分として、ベンゼン、トルエンが約5mg/Lの濃度になるように添加した後、シリコン栓で密栓し、25℃で振とう培養を行った。サンプリング操作は全系列、同様に行った。培養中は12時間毎にサンプリングを行い、ヘッドスペースサンプラー（HSS）GC/MSでベンゼン、トルエンの濃度測定を行った。分解が確認されたサンプルでクローンライブラリー法による菌叢解析を実施し、菌叢変化を調べた。簡易な菌叢解析手法であるPCR-DGGE法による解析も実施した。

## a2）ジクロロメタン添加分解試験

地下水にジクロロメタンを加え、好気性条件で分解培養試験を行った。試験系列を表 3.3.2 に示す。

表 3.3.2 地下水でのジクロロメタン添加分解培養試験

名称	試料水	VOC 添加
ブランク(B7-2)	滅菌地下水(B7-2)	ジクロロメタン
B7-2	地下水 (B7-2)	ジクロロメタン
ブランク(オ-2)	滅菌地下水(オ-2)	ジクロロメタン
オ-2	地下水 (オ-2)	ジクロロメタン

試験方法は、ガラス製2L瓶に試料水（B7-2、オ-2）を1.5L分取し、ブランクにはB7-2、オ-2それぞれの地下水をオートクレーブ滅菌したものを用いた。VOC成分としてジクロロメタンを約10mg/Lの濃度になるように添加し、シリコン栓で密栓した後、25℃で振とう培養を行った。サンプリング操作は全系列、同様に行った。培養中は適宜サンプリングし（HSS）GC/MSでジクロロメタンの濃度測定を行った。
## a3）温度勾配培養によるベンゼン、トルエン添加分解培養試験(B7-2 地下水で実施）

B7-2 地下水を用いて、培養温度条件の違いによる VOC 分解能について調べた。

試験は ADVANTEC 社製(TN-2148)温度勾配振とう培養試験機で行った。温度条件は図 3.3.3 に示すとおり、8.3～38.6℃の範囲で等間の温度差をつけて培養した。

図 3.3.3 培養試験温度

培養は B7-2 地下水にベンゼン及びトルエンを約 5mg/L となるように添加し、培養用 L 型試験管に 25ml ずつ分取し、シリコン栓で密栓した後、培養試験機にセットした。また、培養中の揮散による影響を確認のブランクとして、滅菌地下水にベンゼン及びトルエンを添加した検液を L 型試験管に 25ml ずつ分取し、シリコン栓で密栓した後、40.5℃と 42.4℃の温度条件で培養するように培養試験機にセットした。培養は振とう培養で 8 日間行った。適宜、サンプリングを行い、ヘッドスペースサンプラー（HSS）GC/MS によりスキヤン測定を行い、ベンゼン、トルエンの TIC(トータルイオンクロマト)ピークにより、分解の確認を行った。また、PCR-DGGE 法による菌叢調査もあわせて行った。

## (b) 嫌気性条件での VOC 添加分解培養試験

## b1）ベンゼンとトルエン添加分解培養試験

地下水にベンゼン、トルエンを加え、嫌気性条件で分解培養試験を行った。試験系列を表3.3.3に示す。

表 3.3.3 嫌気性条件における地下水でのベンゼン、トルエン添加分解培養試験

名称	試料水	VOC 添加
ブランク(B7-2)	滅菌地下水(B7-2)	有り
コントロール(B7-2)	地下水 (B7-2)	無し
B7-2	地下水 (B7-2)	有り
ブランク(オ-2)	滅菌地下水(オ-2)	有り
コントロール(オ-2)	地下水 (オ-2)	無し
オ-2	地下水 (オ-2)	有り
試験操作は、コントロール及び B7-2 又はオ-2 の系は、ガラス製 5.0L 瓶に現場から採取した地下水を 5.0L 分取した。また、ブランクには B7-2、オ-2 それぞれの地下水をオートクレーブ滅菌したものを用いた。30 分間窒素ガスでばっ気後、ブランク (BL) と B7-2 又はオ-2 の系に VOC 成分として、ベンゼン、トルエンを約 5mg/L の濃度になるように添加した後、ガラス製 75mL バイヤル瓶に 50mL 分注した。バイヤル瓶の容器気相部分を嫌気性インキュベータ（SANYO MIP-1025）で窒素充填して嫌気状態にした後、クランプキャップで密栓し、25℃。35 日間静置培養を行った。サンプリング操作は全系列、同様に行った。培養中は 7 日間毎にサンプリングを行い、ヘッドスペースサンプラー（HSS）GC/MS でベンゼン、トルエンの濃度測定を行った。

## b2）ジクロロメタン添加分解培養試験

地下水にジクロロメタンを加え、嫌気性条件で分解培養試験を行った。試験系列を表3.3.4に示す。

表 3.3.4 嫌気性条件における地下水でのジクロロメタン添加分解培養試験

名称	試料水	VOC 添加
ブランク(BL)	滅菌蒸留水	有り
コントロール
(B7-2 又は オ-2)	地下水	無し
B7-2 又は オ-2	地下水	有り

試験操作は、コントロール及び B7-2 又はオ-2 の系は、ガラス製 1.0L 瓶に現場から採取した地下水を 1.0L 分取した。また、ブランクには滅菌蒸留水を用いた。30 分間窒素ガスでばっ気後、ブランク（BL）と B7-2 又はオ-2 の系に VOC 成分として、ジクロロメタンを約 10mg/L の濃度になるように添加した後、シリコン栓で密栓し、25℃。28 日間静置培養を行った。サンプリング操作は全系列、同様に行った。培養中は 7 日間毎にサンプリングを行い、ヘッドスペースサンプラー（HSS）GC/MS でジクロロメタンの濃度測定を行った。

## (2) 地下水からの VOC 分解微生物単離試験

B7-2 とオ-2 地下水で好気条件でのベンゼン、トルエンの分解能力が確認されたことから、それら地下水から、ベンゼン、トルエンの分解微生物の単離を行った。試験方法は、100ml 三角フラスコに BSM(1L 中に 1.0g K₂HPO₄, 1.0g (NH₄)₂SO₄, 0.2g MgSO₄ 7H₂O, 0.01g FeCl₃, 0.05g NaCl, 0.05g CaCl₂) 液体培地を 40ml 分取し、VOC 成分としてベンゼンとトルエンをそれぞれ、10mg/L となるように添加した。そこに、栄養源として yeast extract を添加し、地下水 200μl を加えて密栓した後、25℃で振とう培養を行った。培養開始から 4 日後に検液を採取しヘッドスペースサンプラー (HSS) GC/MS によりスキャン測定を行い、ベンゼン、トルエンのピークの確認を行った。それらの試験系列を表 3.3.5 に示す。
表 3.3.5 現場地下水での VOC 添加分解試験

検液名称	培養溶媒	添加地下水 (B7-2 or 才-2)	yeastextract (mg/L)	添加 VOC
ブランク	BSM 培地	添加無し	0.0	ベンゼン、トルエン
Ben 0	BSM 培地	200ml	0.0	ベンゼン
Ben 0.1	BSM 培地	200ml	0.1	ベンゼン
Ben 10	BSM 培地	200ml	10.0	ベンゼン
Tol 0	BSM 培地	200ml	0.0	トルエン
Tol 0.1	BSM 培地	200ml	0.1	トルエン
Tol 10	BSM 培地	200ml	10.0	トルエン
Mix 0	BSM 培地	200ml	0.0	ベンゼン、トルエン
Mix 0.1	BSM 培地	200ml	0.1	ベンゼン、トルエン
Mix 10	BSM 培地	200ml	10.0	ベンゼン、トルエン

BSM 液体培地により、ベンゼン、トルエンの分解が確認された系の検体を、ベンゼン、トルエンを添加した BSM 寒天培地に塗布し、菌のコロニー化を行った。コロニー化の際に調製した寒天培地を表 3.3.6 に示す。

表 3.3.6 コロニー化培養試験

培地	塗布検液	yeastextract (mg/L)	添加 VOC
ベンゼン	BSM	Ben 0	0.0	ベンゼン
寒天培養系	BSM	Ben 0.1	0.1	ベンゼン
BSM	Ben 10	10.0	ベンゼン
トルエン	BSM	Tol 0	0.0	トルエン
寒天培養系	BSM	Tol 0.1	0.1	トルエン
BSM	Tol 10	10.0	トルエン
ベンゼン	BSM	Mix 0	0.0	ベンゼン
寒天培養系	BSM	Mix 0.1	0.1	ベンゼン
BSM	Mix 10	10.0	ベンゼン
トルエン	BSM	Mix 0	0.0	トルエン
寒天培養系	BSM	Mix 0.1	0.1	トルエン
BSM	Mix 10	10.0	トルエン
寒天培地上に成長したコロニーを釣菌し、SCD(1L 中に 15.0g トリプトン, 5.0g ソイペプトン, 5.0g 塩化ナトリウム, 15.0g カンテン)寒天培地にて継体培養を行い単コロニーを得た。それら採取した菌で BSM 液体培地を用いてベンゼン、トルエンの分解能確認試験を行った。分解能確認試験では yeastextract は添加せず、密栓した 100ml 三角フラスコを用いて、25℃で振とう培養を行い、培養開始から 3 日後に HSS-GC/MS によりスキャン測定を実施し、ベンゼン、トルエンのピークの確認を行った。ベンゼン、トルエン分解能を示した菌株は DNA 抽出した後、27F と 1492R Primer で 16S rDNA を増幅した。増幅した遺伝子を精製した後、シーケンス用 Primer を用いて遺伝子解析を行った $ ^{1)} $ 。得られたシーケンスデータをデータベースと照合することにより分解菌の同定を行った。

## (3) 不法投棄地及び周辺土壌での菌叢調査及び有害物質等含有量調査

不法投棄地内については土壌6検体(IN4.5①、IN4.5②、IN10.5①、IN14.5①、IN14.5②、IN14.5③)、遮水壁外については南側A, Bの2地点において土壌4検体(A10、A17、B10、B17)のサンプリングを行い、それぞれ理化学分析及び菌叢調査を行った。サンプリング位置を図2.1に示す。各試料のクローンライブラリー法による菌叢調査は、試料から抽出したDNAをテンプレートとして、16sRNAのV3からV5領域を含むようPrimer341Fと907Rを用いてPCRを行い、得られたPCR産物(約580bp)を大腸菌にクローニングし、各サンプルにつき約90クローンの塩基配列を解析した後、データベースによる相同性検索(BLAST)を行った。菌数は、蛍光染色(EtBr使用)法で行った。また、環境微生物用培地を用いた平板希釈法による好気培養菌数の測定も行った。PCR-DGGE法による菌叢調査方法は、16sRNAのV3からV5領域を含むようPrimer341F(GCクランプ)と907Rを用いてPCRを行い、得られたPCR産物(約510bp)についてDGGE法により電気泳動を行った。DGGE法は、変性剤濃度勾配30～70％の8％アクリルアミドゲルを用い、60℃の0.5×TAE Buffer中で200V定電圧、3時間泳動を行った。泳動後のゲルをSYBR Green Goldで染色し、写真撮影をした。

## (4) 不法投棄地周辺地下水の菌叢及び水質調査

当汚染サイト周辺で、地下水の流れにより汚染が拡散している状況を利用し、汚染物質混入前と汚染物質減衰中、減衰後の各段階で菌叢調査を実施した。菌叢の調査では、その地点での細菌の活性程度を知るために全菌数も併せて調査を実施した。

## ・調査地点の選定

①不法投棄地北側：第1、第2帯水層、不法投棄地南側：第3帯水層に地下水汚染が確認されている。

②第1、第2帯水層の地下水の流れ方向は南西から北東方向、第3帯水層は北方向から南方向であり、汚染の拡散方向は、第1、第2帯水層は北側、第3帯水層は南側となる。

③第1帯水層と第2帯水層は投棄地中央部で連結していることが事前調査で推定されており、第1帯水層より第2帯水層の汚染物質濃度の方が高い。
上記①、②、③の理由から、投棄地北側については第2帯水層、投棄地南側については第3帯水層を調査対象とした。また、これまでの地下水の流れ方向の調査結果から汚染前地下水、汚染地下水、汚染浄化過程地下水それぞれに該当する観測井にて地下水をサンプリングし調査を実施した。サンプリングに当たっては各観測井体積の3倍量を事前にパージした後、検水のサンプリングを行った。

## 北側第 2 帯水層の調査地点（地点数 6）

污染前地下水

22-11-2

污染地下水

H21-7 → 2217-2

→ B7-2

净化過程地下水

22-1-2 → M-2

## 南側第 3 帯水層の調査地点（地点数 7）

污染前地下水

12-10

污染地下水

才-2, A6-2

净化過程地下水

22-3-3 → B2-2

F → 22-16-3

クローンライブラリー法による菌叢調査は、平成22年11月、平成23年2月、平成23年5月、平成23年8月に実施した。併せて、菌叢調査を実施した観測井で地下水水質分析を実施した。菌叢に強い影響を与える、水温、溶存酸素、pH、有機物等については同じ観測井で、平成22年11月から平成23年10月の間、毎月調査を行った。調査項目は次の通りである。

## ・毎月実施の調査項目

pH、EC、水温、DO、ORP、透視度、VOC、色度、濁度、TOC、菌叢（PCR-DGGE）

・クローンライブラリー法による菌叢調査月に追加して行う調査項目

n-ヘキサン抽出物質、T-P、T-N、 $ NH_{3} $ -N、 $ NO_{2} $ -N、 $ NO_{3} $ -N、Cd、Pb、Cr、As、Cu、Zn、d-Fe、d-Mn、F、B、1,4-ジオキサン、臭気強度、菌叢（クローンライブラリー法）

クローンライブラリー法による菌叢解析及び菌数調査は前述の方法で行い、その他の水質測定項目については JIS K0102 に準拠し測定を行った。PCR-DGGE による菌叢解析は次の方法で行った。地下水及びベンゼン、トルエンを添加した経時的分解試験の各検体 100μL から MagNA Pure LC システムを使用して、DNA Isolation Kit Ⅲを用いて DNA 抽出し、100μL の抽出液を得た。検体から抽出した DNA を鋳型とし、細菌 16S rDNA の可変領域 V1 から V4 を含む増幅産物が得られるよう、GC クランプを付けた 27F 及び 518R Primer を用いて PCR を行った。PCR 増幅産物を 20%～70% 変性剤濃度勾配の 8% Acrylamide ゲルを用いて、60℃の TAE buffer 中で 200V、