JPH09276836A - カセット型リアクタ式汚染土壌浄化装置及びそれを用いた土壌浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空抽出法と微生物浄化法の利点を生かし、
より簡便で、かつ修復処理費用を増大させることのない
揮発性汚染物質で汚染された土壌の浄化方法を提供する
こと。 【解決手段】 揮発性汚染物質を分解する微生物を保持
した反応領域を有するカセット型リアクタを内装した杭
状体を、その先端部が土壌中の汚染領域に到達するよう
に設置し、その排気口から吸引して、杭状体の先端部に
設けた吸気口から汚染領域にある揮発性汚染物質を杭状
体内の反応領域に誘導して分解浄化を行う。

Description

【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方法
及びそれに用いる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の急速な科学技術の進歩は大量の化
学物質や化成品を生みだしている。これらの多くは環境
中に徐々に蓄積しながら自然を汚染している。なかで
も、人類の生活の場である陸圏は人為的汚染の影響を最
も受けやすく、環境水が循環していることを考えると、
陸圏の環境汚染は地球レベルへと拡大していく深刻な問
題である。これまでによく知られた土壌（陸圏）の汚染
物質としては、トリクロロエチレン（TCE）やテトラク
ロロエチレン（PCE）、ダイオキシンなどの有機塩素化
合物、あるいはトルエン、キシレン、ベンゼンなどの芳
香族化合物、ガソリンなどの燃料などが挙げられる。な
かでもトリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなど
の有機塩素化合物は精密部品の洗浄やドライクリーニン
グなどにおいてかって大量に使用され、その漏洩により
土壌や地下水の大規模な汚染実体が明らかになりつつあ
る。さらに、これら有機塩素化合物の催奇性や発がん性
が指摘され、生物界へも極めて重大な影響を及ぼすこと
がわかったため、汚染源の遮断はもちろん、すでに汚染
が拡大した土壌や地下水の浄化は早急に解決すべき課題
となっている。

【０００３】有機塩素化合物で汚染された土壌の浄化方
法としては、汚染土壌を掘り起こして加熱処理する方
法、汚染土壌から真空抽出する方法、あるいは汚染物質
を分解する能力を有する微生物を注入する方法などが挙
げられる。

【０００４】加熱処理法ではほとんど完全に土壌から汚
染物質を取り除くことが可能であるが、土壌掘削が必要
であるから建造物下の浄化処理は困難であり、また掘削
・加熱処理に要する費用が膨大となるため広範囲な汚染
土壌の浄化にも適用困難である。さらに、土壌中から加
熱蒸発させた有機塩素化合物は大気汚染の原因になるの
で、活性炭等に吸着して回収する必要があるが、この使
用済みの活性炭をさらに処理する必要が生じる。

【０００５】これに対して、真空抽出法や微生物利用法
は汚染土壌を掘削する必要がないため安価で簡便である
上、建造物等で地表を使用中の土壌でも地表を使用した
まま修復作業を行うことができる利点がある。しかし、
真空抽出法は数ppm以下の低濃度の有機塩素化合物の除
去効率が低い上に、加熱処理用と同様に回収した有機塩
素化合物を改めて処理をする必要がある。そこで、公開
公報平７−１８５２５２では、吸引した被処理ガスを活
性炭で吸着し、その活性炭を再処理する為に流動床を用
いることによりコンパクトな地上設備を提案している
が、処理用地上設備が必要なことには変わりない。一
方、微生物浄化方法は、土壌に元来生息する土壌の分解
微生物を利用する方法と土壌に元来生息しない外来の分
解微生物を利用する方法に分けられる。前者の場合は、
分解活性を高めるための栄養素、インデューサ、酸素、
増殖刺激剤などの菌活性化物質を土壌に注入して浄化を
行う。具体的に、有機塩素化合物分解能を有する微生
物、例えば、TCE分解菌として単離された報告として
は、Welchia alkenophila sero 5 (USP 4877736, ATCC
53570)、 Welchia alkenophila sero 33 (USP 4877736,
ATCC 53571)、Methylocystis sp. strain M (Agric. B
iol. Chem., 53, 2903 (1989)、Biosci. Biotech. Bioc
hem., 56, 486 (1992)、同56, 736 (1992))、Methylosi
nus trichosprium OB3b (Am. Chem. Soc. Natl. Meet.
Dev. Environ. Microbiol., 29, 365 (1989)、Appl. En
viron. Microbiol., 55, 3155 (1989)、Appl. Biochem.
Biotechnol.,28, 877 (1991)、特開平02-92274号公
報、特開平03-292970号公報)、Methylomonas sp. MM2
（Appl. Environ. Microbiol., 57, 236 (1991)）、Alc
aligenes denitrificans ssp. xylosoxidans JE75（Arc
h. microbiol., 154, 410 (1990)）、Alcaligenes eutr
ophus JMP134（Appl. Environ. Microbiol., 56, 1179
(1990)）Mycobacterium vaccae JOB5（J. Gen. Microbi
ol., 82, 163 (1974)、Appl. Environ. Microbiol., 5
4, 2960 (1989)、ATCC 29678）、Pseudomonas putida B
H(下水道協会誌, 24, 27 (1987))、Acinetobactor sp.
strain G4 (Appl. Environ. Microbiol., 52, 383 (198
6)、同53, 949 (1987)、同54, 951 (1989)、同56, 279
(1990)、同57, 193 (1991)、USP 4925802, ATCC 5361
7、この菌は初めPseudomonas cepaciaと分類されていた
が、Acinetobactor sp.に変更された)、Pseudomonas me
ndocina KR-1 (Bio/Technol., 7, 282 (1989))、Pseudo
monas putidaF1 (Appl. Environ. Microbiol.,54, 1703
(1988)、同54, 2578 (1988))、Pseudomonas fluoresce
ns PFL12（Appl. Environ. Microbiol.,54, 2578 (198
8)）、Pseudomonas putida KWI-9（特開平06-70753号公
報）、Pseudomonas cepacia KK01（特開平06-227769号
公報）、Nitrosomonas europaea（Appl. Environ. Micr
obiol.,56, 1169 (1990)）、Lactobacillus vaginalis
sp.nov（Int. J. Syst. Bacteriol., 39, 368 (1989)、
ATCC 49540）等が知られている。これらの分解菌は、す
べて、TCEを分解するために、その分解誘導物質として
芳香族化合物やメタン等の化学物質を必要とする。また
後者の場合は、外来微生物を土壌に注入するとともに、
分解活性を高めるための菌活性化物質の注入を行う。こ
のとき、できる限り少量の微生物あるいは化学物質など
を目的としている修復領域に広く注入し、これにより汚
染物質を分解して土壌浄化を行うことが経済的に望まれ
る。このため、微生物浄化処理は修復領域の土壌空隙を
満たすほどの薬液量を土壌に注入して行っており、広範
な修復領域に対しては膨大な薬液量が必要となる、とい
う欠点がある。

【０００６】いずれの微生物利用法においても、この注
入した微生物や菌活性化物質を一定地域に封じ込めるこ
とや、処理作業終了後に土中で増殖した分解菌や土壌中
に残留した菌活性物質の回収が困難であるため、これら
による土壌の二次汚染の問題がある。

【０００７】このように、真空抽出法と微生物浄化法に
は加熱処理法を上回る利点はあるのだが、より効率的な
処理を行うには、改善すべき点をなお有するものとなっ
ている。

【０００８】そこで、特開平６−２５４５３７号公報お
よび特開平７−１１２１７６号公報では、真空抽出法と
微生物浄化法を組み合わせ、汚染土壌中の有機塩素化合
物で汚染された空気や地下水を真空吸引して地上のバイ
オリアクタに導き、その中で分解処理する方法が提案さ
れている。これは、有機塩素化合物を微生物分解するこ
とによって真空抽出法の欠点である回収した有機塩素化
合物の再処理を不要にすることと、微生物分解リアクタ
を設置することによって微生物浄化方法の欠点である薬
液注入の問題や二次汚染の問題を解決することを目的と
している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記の真空抽
出法と微生物浄化法を組み合わせた方法では、微生物分
解リアクタを含む地上設備が必要であり、この点におい
て真空抽出法と同じ問題点を抱えていることに変りはな
い。また、微生物の分解活性は温度によって変化するた
め、一定の分解効率を得るためには微生物リアクタを一
定温度に維持する装置や外気温から保護するための設備
が必要になり、真空抽出法単独の場合より地上設備が大
がかりになるという問題もある。

【００１０】すなわち、これらの方法では、大がかりな
設備を必要とするため、地上設備の建設、運転、保守の
為の費用がかかり、総じて修復処理費用を増大させ、ま
た、地上設備が巨大な物になると真空抽出法と微生物浄
化法の加熱処理法に対する利点である土壌の形状や地表
を活用しながら修復を行うという利点さえ失いかねな
い。

【００１１】本発明の目的は、真空抽出法と微生物浄化
法の利点を生かし、より簡便で、かつ修復処理費用を増
大させることのない揮発性汚染物質で汚染された土壌の
浄化方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得る本
発明の汚染土壌の浄化方法は、土壌中の揮発性汚染物質
を、土壌中に設置された杭状体内に着脱自在に配置され
たカセット型リアクタ内の揮発性汚染物質を分解し得る
微生物を保持する反応領域内に吸引誘導して分解するこ
とを特徴とする。

【００１３】この方法に好適に用い得る浄化装置は、中
空の管状部と、該中空部への吸気口と、該中空部からの
排気口を有する杭状体と、両端開口部が通気可能に仕切
られた管状体内に揮発性汚染物質を分解し得る微生物を
保持する浄化用の反応領域を設けたカセット型リアクタ
との組合せからなり、前記カセット型リアクタを前記杭
状体の中空の管状部内に、該中空部内壁と前記カセット
型リアクタ外壁とがシールされた状態で、着脱自在に挿
入可能としたことを特徴とする。

【００１４】上記の杭状体は、その土壌中への打ち込み
方向における先端部に前記反応領域への吸気口を有し、
後端部に前記反応領域を吸引するための排気口を有する
ものが好適である。

【００１５】本発明では、汚染土壌中の揮発性汚染物質
を真空吸引処理する際に、汚染土壌表面から、その内部
に分解微生物を保持する反応領域を有するカセット（浄
化用のカセット型リアクタ）を着脱自在に内装した杭状
体を汚染領域まで打ち込んで、反応領域内を減圧にする
ことで汚染領域内にある揮発性の汚染物質を反応領域内
に吸引してこれを分解することで汚染土壌の浄化が行わ
れる。なお、本発明において汚染領域とは、分解対象と
しての汚染物質を含む領域及び吸引によって汚染物質を
浄化装置内に誘導可能な領域、例えば汚染物質を含む領
域近傍である。

【００１６】本発明によれば、地上にリアクタを別途設
ける必要はなく、地上空間の有効スペースを損なうこと
がない。すなわち、汚染土壌表面には杭状体の排気口が
出ているだけなので、地上が大がかりな処理装置で占拠
されることはない。例えば、建物の床下に管状体を打ち
込めば、地上の様子を変えることなくかつ建物を使用し
ながら処理作業を行う事が可能となる。

【００１７】また、土壌内部の温度は気温に比べて変化
が少なく、かつ、土壌微生物の至適温度である１５乃至
２５℃の範囲であるので、特別な加温、冷却、保温設備
を用いることなく一年を通して一定の温度の微生物環境
を容易に提供することができる。すなわち、土壌中の温
度条件等はほぼ一定しているので、リアクタの温度管理
に要する設備や運転のためのコストを低減できる。

【００１８】更に、杭状内に形成した反応領域内に、所
望とする分解活性の強力な微生物を安定して維持するこ
とが可能であり、より効果的な浄化処理が達成できる。
しかも、杭状体は土壌中の気相を吸引して、その排気は
地上方向に排出されるので、杭状体内の薬液や増殖した
汚染分解微生物が外部に漏れて二次汚染を引き起す心配
が無く、かつ処理作業の後処理は杭状体を撤去だけで済
む。

【００１９】更に、浄化装置内の反応領域は、着脱自在
なカセット中に形成されるので、反応領域の交換、反応
領域のみの撤去などを適宜可能となる。更に、カセット
を複数用いて、各カセット内に保持する微生物による分
解対象物を異ならせることで、複数種の汚染物質の分解
が可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】杭状体の有する管状部内に分解微
生物を含む反応領域を形成するには、例えば適当な担体
に分解微生物を固定化したり、または付着させたりする
ことで保持する方法が好適に利用できる。このこうな担
体を用いる方法は、反応領域内に分解微生物の分解活性
を高める物質としての、栄養素、インデューサ及び増殖
刺激剤などを保持させる場合にも好適である。

【００２１】微生物の保持、すなわち固定化または／お
よび付着用の担体としては、微生物の保持能力に優れ、
通気性を損なわないようなものが望ましい。例えば、微
生物の生息空間を与えるような材料として、従来より医
薬品工業、食品工業、廃水処理システム等で利用されて
いるバイオリアクタで採用されている様々な微生物担体
が利用できる。より具体的には、多孔質ガラス、セラミ
ックス、金属酸化物、活性炭、カオリナイト、ベントナ
イト、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ、アンスラサ
イト等の無期粒子状担体、デンプン、寒天、キチン、キ
トサン、ポリビニルアルコール、アルギン酸、ポリアク
リルアミド、カラギーナン、アガロース、ゼラチン等の
ゲル状担体、イオン交換性セルロース、イオン交換樹
脂、セルロース誘導体、グルタルアルデヒド、ポリアク
リル酸、ポリウレタン、ポリエステル等の高分子担体、
穀物類の藁、おが屑、米ぬか、おから、サトウキビの絞
りかす、カニやエビの殻等の天然物担体が挙げられる。

【００２２】また、該杭状体の浄化能力が一定以下に低
下してきた場合、カセット型リアクタを分解活性の高い
物と交換するだけで容易に浄化能力を回復させることが
できる。

【００２３】なお、本発明においては、リアクタ内に複
数の種類の分解微生物を入れたり、複数のリアクタを例
えば直列に連結して装置内に挿入しても良く、このよう
な態様によって、１種類だけではなく複数の種類の微生
物の分解活性を活用できるため、汚染物質が２種類以上
の複合汚染であっても対応することが可能である。

【００２４】本発明に用い得る微生物には、細菌、微細
藻類、かび、放線菌、原生動物を含が含まれ、特に産業
上有益なものは細菌である。このような微生物として
は、先に従来技術の項で挙げた各種の有機塩素化合物分
解能を有する微生物が利用でき、更には、Ｊ１株及びＪ
Ｍ１株を好適な微生物として挙げることがきる。特に、
Ｊ１株及びＪＭ１株は土壌から単離されたもので、土壌
への適用性も高く本発明に好適である。

【００２５】Ｊ１株及びＪＭ１株は、通商産業省、工業
技術院、生命工学工業技術研究所（茨城県つくば市東１
丁目１番３号）にブダペスト条約下での国際寄託として
寄託されている。これらの寄託番号及び寄託日は以下の
とおりである。 Ｊ１；ＦＥＲＭ ＢＰ−５１０２；寄託日：平成６年
５月２５日（ＦＥＲＭＰ−１４３３２から平成７年５月
１７日に国際寄託へ移管） ＪＭ１；ＦＥＲＭ ＢＰ−５３５２；寄託日：平成７
年１月１０日（ＦＥＲＭＰ−１４７２７から平成７年１
２月２２日に国際寄託へ移管） なお、ＪＭ１株は、芳香族化合物及び有機塩素化合物を
オキシゲナーゼで酸化するＪ１株を変異させて得たもの
で、誘導物質なしでオキシゲナーゼを構成的に発現する
変異株であり、Ｊ１株及びＪＭ１株の菌学的性質は以下
のとおりである。 Ｊ１株及びＪＭ１株の菌学的特性； グラム染色性及び形態：グラム陰性桿菌 各培地における生育 ＢＨＩＡ：生育良好 ＭａｃＣｏｎｋｅｙ：生育可能 コロニーの色：クリーム色 至適温度：２５℃＞３０℃＞３５℃ 運動性：陰性（半流動培地） ＴＳＩ（ｓｌａｎｔ／ｂｕｔｔ）：アルカリ／アルカ
リ、Ｈ₂Ｓ（−） オキシダーゼ：陽性（弱） カタラーゼ：陽性 糖の発酵 グルコース：陰性 シュクロース：陰性 ラフィノース：陰性 ガラクトース：陰性 マルトース：陰性 ウレアーゼ：陽性 エスクリン加水分解（β−グルコシダーゼ）：陽性 硝酸還元：陰性 インドール産生：陰性 グルコース酸性化：陰性 アルギニンジヒドロラーゼ：陰性 ゼラチン加水分解（プロテアーゼ）：陰性 β−ガラクトシダーゼ：陰性 各化合物の同化： グルコース：陰性 Ｌ−アラビノース：陰性 Ｄ−マンノース：陰性 Ｄ−マンニトール：陰性 Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン：陰性 マルトース：陰性 グルコン酸カリウム：陰性 ｎ−カプリン酸：陽性 アジピン酸：陰性 ｄｌ−リンゴ酸：陽性 クエン酸ナトリウム：陽性 酢酸フェニル：陰性 従って、寄託時にはこれらはコリネバクテリウム・スピ
ーシズ（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ．）に
仮分類されたが、その後、寄託菌株の識別表示をＪ１及
びＪＭ１株に変更した。

【００２６】以下、具体的な作業工程にそって本発明の
一例を詳述する。まず、処理対象となる汚染土壌表面に
１または複数本の中空杭状体を打ち込み、その杭状体内
部に分解微生物と、必要に応じて該微生物を増殖させる
ためのクエン酸等の栄養素、分解活性を発現させるイン
デューサ、微生物の増殖を刺激するベントナイトなどの
微粒子からなる増殖刺激剤などの１種以上を含んだ分解
菌液または／および分解菌液を固定化した担体または／
および分解菌液を付着させた担体を充填した脱着可能な
リアクタを挿入する。

【００２７】この後、杭状体上部から地上大気が杭状体
内に流入しないようにした後、杭状体上部に真空ポンプ
を取り付け、杭状体下部の地中空気を吸引する。しか
し、あまり移動速度を大きくしすぎると汚染物質と土壌
微生物との接触時間が短すぎて排気口から排出される空
気に分解しきれなかった汚染物質が残留してしまうの
で、排出空気中の汚染物質濃度が常に目標値以下になる
ように真空ポンプの吸引量を制御する必要がある。ま
た、吸引開始後、数日間は土壌微生物の分解活性が低い
場合もあり、やはり吸引量を低下させて排出空気中の汚
染物質濃度を目標値以下に制御しなければならない。

【００２８】このようにして浄化作業を行った後、内部
のカセット型リアクタごと杭状体を撤去すれば、雨水な
どの浸入によって杭状体内からインデューサ等が浸出す
ることによる二次汚染が問題になることはない。また、
杭状対上部の真空ポンプとカセット型リアクタのみ回収
して、杭状体本体は地中に放置しても、二次汚染に関し
てはまったく問題ない。

【００２９】なお、本発明の浄化装置の土壌中への設置
は、中空杭状体、例えばパイルを先に地中に打ち込み、
内部に入り込んだ土壌を排除してから、カセット型リア
クタを杭状体内に挿入する方法の他に、予めカセット型
リアクタを杭状体内に配置した状態でこれを地中に打ち
込む方法等種々の方法を適宜選択することができる。

【００３０】

【実施例】以下に、実施例をもって本発明を説明する
が、これらは本発明の範囲をなんら限定するものではな
い。 実施例１ 内径30mm×長さ1000mmで両端をネジ口に加工したガラス
カラム２本、及びネジ蓋５個を用意した。ねじ蓋４個の
内側にはテフロンコートゴムパッキンをいれ、ふた中央
及びパッキンには針穴を開け0.7mm径のシリコンチュー
ブを通した。残り１個は仮蓋とした。

【００３１】カラム内充填剤の組成は、以下の通りであ
る。（カラム１本当たり） １）培地+インデューサー：200 ml 組成： ・Na₂HPO₄ 12.4 g/ｌ ・KH₂PO₄ 6.0 g/ｌ ・NaCl 1.0 g/ｌ ・NH₄Cl 2.0 g/ｌ ・クエン酸ナトリウム 10.0 g/ｌ ・フェノール 0.3 g/ｌ ２）分解菌分散液（Ｊ１株：菌数2×10⁸個/ml）： 2.0
ml ３）活性炭（粒径：約5mm）：350ｇ（約860ml） 上記、充填剤を下端に仮蓋をしたガラスカラム内に充填
し、上端にテフロンチューブを通した蓋をした。その
後、カラム下端の仮蓋をテフロンチューブを通した蓋に
変えた。作製したカラムを立てた状態で三脚に固定し、
ポンプ（FURUE SCIENCE Co.Ltd ローラーポンプRP-MRF
1)に接続した。尚、外部からの菌の混入、及び、液量の
変化を避けるために清浄水入りタンクを空気取り採り入
れ口に接続した。装置を、図１に示す。この状態で、空
気を２ml/min送りながら48時間、室温で放置した。 （分解菌の増殖期間）次に、容量27mlのバイアル瓶に10
00ppmトリクロロエチレン水溶液15mlを入れたリザーバ
ータンクを用意し、テフロンコートゴムパッキンをつけ
た蓋をし、さらにその蓋に針穴を2個もうけ、テフロン
チューブを2本ずつ通した。

【００３２】上記48時間放置したカラムに、TCEリザー
バータンクを図２のように接続し、TCE蒸気を含む空気
を3ml/minで24時間送った。TCE蒸気を含む空気を送り初
めてから30分後より1時間ごとにカラム上端から排出さ
れる空気をサンプリングし、ガスクロマトグラフ（検出
器:FID）によりTCE濃度を測定した。気層中TCE濃度は、
終始、検出限界以下であった。尚、TCE分解実験終了
後、カラム内の充填剤を回収し、パージトラップ法で活
性炭内に吸着されているTCE量を測定した結果、検出さ
れなかった。

【００３３】比較例１ 実施例１と同様（ただし分解菌は除く）の充填剤をガラ
スカラムに充填し、実施例１と同様の装置を組んだ。こ
のカラムを、実施例１同様に立てた状態で三脚に固定
し、2ml/minで48時間室温で空気を送った後、TCEリザー
バータンクを接続し、24時間TCE分解実験を行った。TCE
の測定を実施例１と同様に行った。気層中TCE濃度は、
終始、検出限界以下であった。尚、TCE分解実験終了
後、カラム内の充填剤を回収し、パージトラップ法で活
性炭内に吸着されているTCE量を測定した結果、平均
で、約40μg/g（乾燥活性炭）の値が検出された。これ
は、カラム内に投入されたTCE量の約93％に相当する。

【００３４】実施例２ 図３に示す実験槽（内寸：幅3m×奥行き3m×深さ3m、ビ
ニルエステルで内面コーティング済み）に実験用人工土
壌を作製した。

【００３５】具体的には、まず、実験槽最下部に礫層
（平均粒径：3cm）を約30cmの厚さに敷き詰めた。次
に、細砂層（平均含水比：13％）として、約60cmの厚さ
に展圧層（平均湿潤圧密度：1.8g/cm³）を４層作製し
た。さらに、最上部に最下部同様に礫層を約30cmの厚さ
に作製し、実験用人工土壌とした。上記人工土壌作製の
際、下部礫層に届くよう、内径50mmのステンレスパイプ
を設置しておいた。

【００３６】次に、上記人工土壌内に、内径200mm、長
さ3ｍのステンレス製パイプを設置（人工土壌上面より
2.4m打ち込み）し、その内側の土壌を撤去した。土壌撤
去後のステンレスパイプ内部に、図４に示すように浄化
用カセット型リアクタをセットした。リアクタカセット
のサイズ及びカセット内充填剤の組成は以下の通り。 リアクタカセット：内径150mm×長さ2000mm 填剤容積：35リットル １）培地+インデューサー ：9.2リットル 組成： ・Na₂HPO₄ 12.4 g/ｌ ・KH₂PO₄ 6.0 g/ｌ ・NaCl 1.0 g/ｌ ・NH₄Cl 2.0 g/ｌ ・クエン酸ナトリウム 10.0 g/ｌ ・フェノール 0.3 g/ｌ ２）分解菌分散液（Ｊ１株、菌数：2×10⁸個/ml）：100
ml ３）活性炭（粒径：約5mm）：14.2kg 上記、浄化装置を設置後、実験槽最上部にコンクリート
で蓋を作製した。これは、実験槽密閉のためで、コンク
リート製蓋の上層にさらにウレタン樹脂を塗布し、完全
に密閉状態した。

【００３７】この蓋を作製する際、空気採り入れ口とし
て、ステンレスパイプ（上端部にバルブを設置、流量調
整、密閉が可能。内径：50mm）を２本、上部礫層に届く
ように設置した。次ぎに、設置した浄化装置上部に真空
ポンプを設置し、実験準備を行った。

【００３８】リアクタカセット設置後24時間放置（土壌
温度16℃）した後、土壌作製時に設置したステンレスパ
イプを用いて、実験土壌の下部礫層に、汚染物質として
濃度700ppmのトリクロロエチレン水溶液 50ｌを注入し
た。（TCE量：35g）５時間放置後、真空ポンプを作動さ
せ（空気採り入れ口解放）、以後、定期的に浄化装置上
部排気口、実験槽下部礫層の各気中TCE濃度、及び、浄
化装置上部排気口排出空気量を記録した。測定結果を図
５に示す。TCE濃度の測定は、検知管を用いて行った。

【００３９】実験終了後、浄化装置を実験槽から撤去
し、浄化装置底部周辺の土壌を採取した。採取土壌中の
菌数を希釈平板法（2×YT寒天培地使用）を用いて測定
した結果、浄化装置内に導入した分解菌（J1株）は、検
出されなかった。また、フェノール、クエン酸ナトリウ
ム等も検出されず、浄化操作による環境の二次汚染はな
いことが確認された。 2×YT寒天培地組成： ・ポリペプトン 16.0g/ｌ ・酵母エキス 10.0g/ｌ ・NaCl 5.0g/ｌ ・アガロース 11.0g/ｌ また、カラム内の充填剤を回収し、パージトラップ法で
活性炭内に吸着されているTCE量を測定した結果、TCE
は、検出されなかった。

【００４０】以上、本実施例から明らかなように、本発
明によって効率よく、二次汚染なしに汚染物質の浄化が
なされることが確認された。

【００４１】比較例２ 実施例２と同様に実験槽を用意し、浄化装置、地上設備
を準備した。ただし、浄化装置内のリアクタカセット充
填剤の組成は、分解菌（J1株）を除いたものとした。24
時間放置後（土壌温度16℃）、土壌作製時に設置したス
テンレスパイプを用いて、実験土壌の下部礫層に、汚染
物質として濃度700ppmのトリクロロエチレン水溶液50リ
ットルを注入した。

【００４２】５時間放置後、真空ポンプを作動させ（空
気採り入れ口解放）、以後、定期的に浄化装置上部排気
口、実験槽下部礫層の各気中TCE濃度、及び、浄化装置
上部排気口排出空気量を記録した。測定結果を図６に示
す。実施例２と同様TCE濃度の測定は、検知管を用いて
行った。

【００４３】実験終了後、装置を実験槽から撤去し、装
置底部周辺の土壌を採取した。採取土壌中には、フェノ
ール、クエン酸ナトリウム等は検出されなかった。

【００４４】また、カラム内の充填剤を回収し、パージ
トラップ法で活性炭内に吸着されているTCE量を測定し
た結果、平均で、約2.1mg/g（乾燥活性炭）の値が検出
された。これは、実験槽内に投入された総TCE量の約85
％が活性炭に吸着されていることを意味する。

【００４５】図５、図６より本発明の効果が吸着等の影
響ではなく、微生物による分解であることが確認され
た。

【００４６】実施例３ 実施例１と同様（ただし分解菌はＪＭ１株とし、またイ
ンデューサー用のフェノールは入れない）の充填剤をガ
ラスカラムに充填し、実施例１と同様の装置を組んだ。
このカラムを、実施例１同様に立てた状態で三脚に固定
し、２ｍｌ／ｍｉｎで４８時間室温で空気を送った後、
ＴＣＥリザーバータンクを接続し、２４時間ＴＣＥ分解
実験を行った。更に、ＴＣＥの測定を実施例１と同様に
行った。気相中のＴＣＥ濃度は、終始、検出限界以下で
あった。なお、ＴＣＥ分解実験終了後、カラム内の充填
剤を回収し、パージトラップ法で活性炭内に吸着されて
いるＴＣＥ量を測定した結果、検出されなかった。

【００４７】

【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明によ
り、非常に効率よく、また、浄化作業による二次汚染も
なく、土壌の揮発性汚染物質の分解、浄化が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１におけるカラムを用いた操作を説明す
るための図である。

【図２】実施例１におけるカラムを用いた操作を説明す
るための図である。

【図３】実施例２で用いた実験槽の構成の概略を示す図
である。

【図４】実施例２で用いた浄化装置の概要を示す図であ
る。

【図５】実施例２でのＴＣＥの変化を示す図である。

【図６】比較例２でのＴＣＥの変化を示す図である。

【符号の説明】

１ ガラスカラム ２ テフロンチューブ ３ ポンプ ４ 清浄水瓶 ５ ＴＣＥリザーバータンク ７ 空気取り入れ口 ８ 浄化用装置 ９ 密閉用蓋 １０ 実験槽（土壌充填） １１ 排気口 １２ 真空ポンプ １３ フィルター １４ 固定用フランジ １５ カセット型リアクタ １６ 杭状体（鋼管） １７ 礫層 １８ 汚染領域 １９ 汚染を含む空気

フロントページの続き (72)発明者 須川 悦子 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 東家 良行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 渡辺 彰 東京都千代田区九段北４丁目２番35号 ラ イト工業株式会社内 (72)発明者 飯尾 正俊 東京都千代田区九段北４丁目２番35号 ラ イト工業株式会社内 (72)発明者 千秋 由里 東京都千代田区九段北４丁目２番35号 ラ イト工業株式会社内

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土壌中の揮発性汚染物質を、土壌中に設
   置された杭状体内に着脱自在に配置されたカセット型リ
   アクタ内の揮発性汚染物質を分解し得る微生物を保持す
   る反応領域内に吸引誘導して分解することを特徴とする
   汚染土壌の浄化方法。
2. 【請求項２】 前記杭状体が、その土壌中への打ち込み
   方向における先端部に前記反応領域への吸気口を有し、
   後端部に前記反応領域を吸引するための排気口を有する
   請求項１に記載の汚染土壌の浄化方法。
3. 【請求項３】 前記カセット型リアクタの複数を前記杭
   状体内に配置した請求項１または２に記載の汚染土壌の
   浄化方法。
4. 【請求項４】 前記揮発性汚染物質が炭化水素である請
   求項１〜３のいずれかに記載の汚染土壌の浄化方法。
5. 【請求項５】 前記炭化水素が、有機塩素化合物または
   芳香族化合物である請求項４に記載の汚染土壌の浄化方
   法。
6. 【請求項６】 前記炭化水素が、燃料である請求項４に
   記載の汚染土壌の浄化方法。
7. 【請求項７】 前記有機塩素化合物が、トリクロロエチ
   レンまたはテトラクロロエチレンである請求項５に記載
   の汚染土壌の浄化方法。
8. 【請求項８】 前記反応領域内で前記微生物が担体に保
   持されている請求項１〜７のいずれかに記載の汚染土壌
   の浄化方法。
9. 【請求項９】 前記担体が栄養素、インデューサ及び増
   殖刺激剤の少なくとも一つを含む請求項８に記載の汚染
   土壌の浄化方法。
10. 【請求項１０】 中空の管状部と、該中空部への吸気口
    と、該中空部からの排気口を有する杭状体と、 両端開口部が通気可能に仕切られた管状体内に揮発性汚
    染物質を分解し得る微生物を保持する浄化用の反応領域
    を設けたカセット型リアクタとの組合せからなり、 前記カセット型リアクタを前記杭状体の中空の管状部内
    に、該中空部内壁と前記カセット型リアクタ外壁とがシ
    ールされた状態で、着脱自在に挿入可能としたことを特
    徴とする汚染土壌の浄化装置。
11. 【請求項１１】 前記吸気口が前記杭状体の土壌への打
    ち込み方向における先端部に設けられ、前記排気口が後
    端部に設けられた請求項１０に記載の浄化装置。
12. 【請求項１２】 前記揮発性汚染物質が、炭化水素であ
    る請求項１０または１１に記載の浄化装置。
13. 【請求項１３】 前記炭化水素が、有機塩素化合物また
    は芳香族化合物である請求項１２に記載の浄化装置。
14. 【請求項１４】 前記炭化水素が、燃料である請求項１
    ２に記載の浄化装置。
15. 【請求項１５】 前記有機塩素化合物が、トリクロロエ
    チレンまたはテトラクロロエチレンである請求項１３に
    記載の浄化装置。
16. 【請求項１６】 前記微生物が担体に保持されている請
    求項１０〜１５のいずれかに記載の浄化装置。
17. 【請求項１７】 前記担体が栄養素、インデューサ及び
    増殖刺激剤の少なくとも一つを含む請求項１６に記載の
    浄化装置。
18. 【請求項１８】 前記管状部内に、複数のカセット型リ
    アクタが挿入されている請求項１０〜１７に記載の浄化
    装置。