JP4359174B2 - Environmental purification method - Google Patents
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Description
本発明は、汚染物質で汚染された土壌および地下水を浄化する方法に関する。 The present invention relates to a method for purifying soil and groundwater contaminated with pollutants.
近年、工業廃水などに含まれる、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、テトラクロロエタンなどの有機ハロゲン化物などによる環境汚染が大きな問題となっている。これらの汚染物質の多くは、土壌中に浸透し、分解されることなく地下水に混入し、この地下水を通じて汚染領域を拡大させる。このような環境汚染の拡大を防止するとともに、既に汚染された環境を浄化し、修復する技術の確立が強く望まれている。 In recent years, environmental pollution caused by organic halides such as trichlorethylene, tetrachloroethylene, and tetrachloroethane, which are included in industrial wastewater, has become a major problem. Many of these contaminants penetrate into the soil and enter the groundwater without being decomposed, expanding the contaminated area through this groundwater. It is strongly desired to establish a technique for preventing the spread of environmental pollution and purifying and repairing an already polluted environment.
汚染環境の浄化方法として、近年、微生物による生物学的な処理を用いた方法が提案されている。これは、汚染領域に生息する微生物、または、外部から汚染領域に導入された微生物によって、汚染物質を無害な物質にまで分解する方法である。この方法においては、基質(炭素源)、窒素やリンなどの無機栄養塩、水素供与体などを含む活性剤を、汚染領域に導入することによって、微生物による汚染物質分解作用を向上させることができることが知られている。活性剤としては、クエン酸およびメタノールなど、常温で液体である化合物が提案されている(例えば、特許文献1、2)。また、特許文献3には、特定の炭素数を有する脂肪酸およびアルコールなどを含む、常温で固体状の活性剤の使用が提案されている。
しかしながら、液体状活性剤は流動性に優れるため、土壌または地下水に注入されても、地下水を通して汚染領域から比較的短時間で流出してしまい、微生物を活性化する効果の持続性に乏しいという問題があった。そのため、液体状活性剤を使用する場合、比較的短い周期で、土壌に活性剤を再注入する必要があった。一方、固体状活性剤の場合、微生物活性化効果の持続性に優れ、液体状活性剤のような頻繁な再注入の必要がない。その反面、固体状活性剤は、土壌や地下水中で拡散しにくいため、即効性に劣るという問題があった。このように、従来の活性剤では、微生物活性化効果の持続性と即効性とを両立させることは困難であり、そのため、浄化効率の向上に限界があった。 However, since the liquid activator is excellent in fluidity, even if it is injected into soil or groundwater, it will flow out of the contaminated area through groundwater in a relatively short time, and the effect of activating microorganisms is poor. was there. Therefore, when using a liquid activator, it was necessary to re-inject the activator into the soil in a relatively short cycle. On the other hand, in the case of a solid activator, the microbial activation effect is excellent and there is no need for frequent re-injection like a liquid activator. On the other hand, since the solid activator is difficult to diffuse in soil and groundwater, there is a problem that it is inferior in immediate effect. Thus, with conventional activators, it is difficult to achieve both the sustainability and immediate effect of the microbial activation effect, and there is a limit to the improvement in purification efficiency.
したがって、本発明は、活性剤によって微生物を活性化させて、土壌や地下水中の汚染物質を分解させる環境浄化方法において、浄化効率を向上させることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to improve purification efficiency in an environmental purification method in which microorganisms are activated by an activator to decompose pollutants in soil and groundwater.
前記課題を解決するために、本発明は、汚染物質を含む土壌および地下水の少なくとも一方に、前記汚染物質を分解する微生物の存在下で、前記微生物の前記汚染物質分解作用を活性化する物質を含む活性剤を導入することにより、前記土壌および地下水の少なくとも一方を浄化する環境浄化方法であって、前記活性剤として、液体状活性剤と、固体状活性剤とを併用することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a substance that activates the pollutant decomposing action of the microorganism in the presence of the microorganism that decomposes the pollutant in at least one of soil and groundwater containing the pollutant. An environmental purification method for purifying at least one of the soil and groundwater by introducing an activator comprising a liquid activator and a solid activator as the activator. .
上記本発明の環境浄化方法によれば、液体状活性剤の使用により、活性剤を比較的短時間で汚染領域に拡散させて、即効的な微生物活性化効果を実現しながら、尚且つ、固体状活性剤の使用によって、効果の持続性を向上させ、活性剤の再注入頻度を低下させることができる。その結果、効率の良い環境浄化を実現することができる。 According to the environmental purification method of the present invention, by using a liquid activator, the activator is diffused in a contaminated area in a relatively short time, realizing an immediate microbial activation effect, and solid Use of the active agent can improve the durability of the effect and reduce the frequency of reinjection of the active agent. As a result, efficient environmental purification can be realized.
本発明に係る環境浄化方法は、特に、汚染物質として有機ハロゲン化物を含む土壌および/または地下水の浄化に適している。有機ハロゲン化物としては、例えば、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、ジクロロエチレン、塩化ビニル、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロエタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジクロロブロエチレン、ブロモジクロロメタン、クロロジブロモメタン、ダイオキシンなどが挙げられる。特に、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレンおよび四塩化炭素の少なくとも1種の汚染物質を含む土壌および/または地下水の浄化に適している。 The environmental purification method according to the present invention is particularly suitable for the purification of soil and / or groundwater containing organic halides as pollutants. Examples of the organic halide include tetrachloroethylene, trichloroethylene, dichloroethylene, vinyl chloride, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, chloroethane, dichloroethane, trichloroethane, dichloropropane, dichlorobroethylene, bromodichloromethane, chlorodibromomethane, and dioxin. . In particular, it is suitable for the purification of soil and / or groundwater containing at least one contaminant of tetrachlorethylene, trichlorethylene and carbon tetrachloride.
本発明の環境浄化方法においては、前述したように、微生物を活性化させるための活性剤として、固体状活性剤と液体状活性剤とが併用される。 In the environmental purification method of the present invention, as described above, a solid activator and a liquid activator are used in combination as activators for activating microorganisms.
固体状活性剤は、微生物の汚染物質分解作用を活性化する成分を含み、且つ、土壌または地下水中において固体状態で存在し得るものである。微生物を活性化する成分としては、例えば、微生物の栄養塩(例えば、リン、窒素など)や基質(すなわち、エネルギー源としての有機物)となる成分、水素供与体となる成分などが挙げられる。なお、水素供与体は、微生物に対して水素を供給する物質であり、供給された水素は、例えば、汚染物質である有機ハロゲン化物のハロゲンを置換し、更なる生物学的分解を促すために使用される。 The solid activator contains a component that activates the microbial pollutant decomposing action, and can exist in a solid state in soil or groundwater. Examples of components that activate microorganisms include components that serve as nutrient salts (for example, phosphorus and nitrogen) of microorganisms, substrates (that is, organic substances as energy sources), and components that serve as hydrogen donors. The hydrogen donor is a substance that supplies hydrogen to microorganisms. The supplied hydrogen replaces, for example, halogens of organic halides that are pollutants, and promotes further biological degradation. used.
固体状活性剤としては、例えば、カルボン酸、アルコール、エステル、アミンおよびアミドから選択される少なくとも一種を用いることができる。これらの物質は、微生物に対して、基質としてだけでなく、水素供与体としても機能する。また、アミンおよびアミドは、微生物に栄養塩である窒素を供給する窒素供給体としても機能する。 As the solid activator, for example, at least one selected from carboxylic acid, alcohol, ester, amine and amide can be used. These substances function not only as substrates for microorganisms but also as hydrogen donors. In addition, amines and amides also function as nitrogen suppliers that supply microorganisms with nitrogen, which is a nutrient salt.
固体状活性剤に好適なカルボン酸としては、炭素数が10以上のカルボン酸を含むものが挙げられる。このようなカルボン酸は融点が十分に高いため、これを含む活性剤が、土壌や地下水において固体状態を維持し易いからである。このカルボン酸の炭素数の上限については、特に限定するものではないが、工業的に入手容易なことから、22以下であることが好ましい。更に、このカルボン酸の炭素数は、12〜18であることが好ましく、14〜18であることが最も好ましい。 Suitable carboxylic acids for the solid activator include those containing a carboxylic acid having 10 or more carbon atoms. This is because such a carboxylic acid has a sufficiently high melting point, and an activator containing the carboxylic acid can easily maintain a solid state in soil or groundwater. The upper limit of the carbon number of the carboxylic acid is not particularly limited, but is preferably 22 or less because it is easily available industrially. Furthermore, the carbon number of the carboxylic acid is preferably 12-18, and most preferably 14-18.
更に、このカルボン酸は、飽和カルボン酸であることが好ましい。二重結合などの多重結合の存在は、カルボン酸の融点を低下させ、これを含む活性剤を固体状態で維持することが困難な場合があるからである。また、このカルボン酸は、直鎖状モノカルボン酸、すなわち脂肪酸であることが好ましい。脂肪酸は、水素供与体としての効率に優れるからである。 Further, the carboxylic acid is preferably a saturated carboxylic acid. This is because the presence of multiple bonds such as double bonds lowers the melting point of the carboxylic acid and it may be difficult to maintain the active agent containing the carboxylic acid in a solid state. The carboxylic acid is preferably a linear monocarboxylic acid, that is, a fatty acid. This is because the fatty acid is excellent in efficiency as a hydrogen donor.
上記カルボン酸としては、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、リグノセリン酸、ベへニン酸、およびこれらのカルボン酸の混合物などが挙げられ、これらのなかでも、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸が特に好ましい。また、混合物としては、複数種のカルボン酸を人為的に混合したもののほか、牛脂脂肪酸、ヤシ油脂肪酸など天然物から抽出した脂肪酸混合物であってもよい。 Examples of the carboxylic acid include capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, lignoceric acid, behenic acid, and a mixture of these carboxylic acids. Myristic acid, palmitic acid and stearic acid are particularly preferred. Moreover, as a mixture, the fatty acid mixture extracted from natural products, such as a beef tallow fatty acid and a coconut oil fatty acid, besides the thing which artificially mixed multiple types of carboxylic acid may be sufficient.
固体状活性剤に好適なアルコールとしては、炭素数が12以上のアルコールを含むものが挙げられる。このようなアルコールは融点が十分に高いため、これを含む活性剤が、土壌や地下水において固体状態を維持し易いからである。このアルコールの炭素数の上限については、特に限定するものではないが、工業的に入手容易なことから、20以下であることが好ましい。更に、このアルコールの炭素数は、12〜18であることが好ましく、14〜18であることが最も好ましい。 Suitable alcohols for the solid activator include those containing an alcohol having 12 or more carbon atoms. This is because such an alcohol has a sufficiently high melting point, and thus an activator containing the alcohol easily maintains a solid state in soil or groundwater. The upper limit of the carbon number of the alcohol is not particularly limited, but is preferably 20 or less because it is easily available industrially. Furthermore, the carbon number of this alcohol is preferably 12-18, and most preferably 14-18.
更に、このアルコールは、飽和アルコールであることが好ましい。二重結合などの多重結合の存在は、アルコールの融点を低下させ、これを含む活性剤を固体状態で維持することが困難な場合があるからである。また、このアルコールは、直鎖状の第1級アルコールであることが好ましい。水素供与体としての効率に優れるからである。また、アルコールは、多価アルコールであってもよい。 Furthermore, the alcohol is preferably a saturated alcohol. This is because the presence of multiple bonds such as double bonds lowers the melting point of the alcohol and it may be difficult to maintain the active agent containing the alcohol in a solid state. The alcohol is preferably a linear primary alcohol. This is because it is excellent in efficiency as a hydrogen donor. The alcohol may be a polyhydric alcohol.
上記アルコールとしては、例えば、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、セチルアルコール、ベヘニルアルコール、およびこれらのアルコールの混合物などが挙げられ、これらのなかでも、ステアリルアルコール、ミリスチルアルコールが特に好ましい。また、混合物としては、複数種のアルコールを人為的に混合したもののほか、天然物から抽出したアルコール混合物であってもよい。 Examples of the alcohol include lauryl alcohol, myristyl alcohol, stearyl alcohol, cetyl alcohol, behenyl alcohol, and a mixture of these alcohols. Among these, stearyl alcohol and myristyl alcohol are particularly preferable. Moreover, as a mixture, the alcohol mixture extracted from the natural product other than what artificially mixed multiple types of alcohol may be sufficient.
固体状活性剤に好適なエステルとしては、炭素数が14以上のカルボン酸のエステルが挙げられる。このようなエステルは融点が十分に高いため、これを含む活性剤が、土壌や地下水において固体状態を維持し易い。エステルを構成するカルボン酸基の炭素数の上限については、特に限定するものではないが、18以下であることが好ましい。更に、エステルを構成するカルボン酸基の炭素数は、16〜18であることが好ましい。また、エステルを構成するカルボン酸基は、直鎖状の飽和カルボン酸基、すなわち脂肪酸基であることが好ましい。 Suitable esters for the solid activator include esters of carboxylic acids having 14 or more carbon atoms. Since such an ester has a sufficiently high melting point, an activator containing the ester easily maintains a solid state in soil or groundwater. The upper limit of the carbon number of the carboxylic acid group constituting the ester is not particularly limited, but is preferably 18 or less. Furthermore, it is preferable that carbon number of the carboxylic acid group which comprises ester is 16-18. The carboxylic acid group constituting the ester is preferably a linear saturated carboxylic acid group, that is, a fatty acid group.
上記エステルの一例としては、上記カルボン酸と一価アルコールとの縮合生成物に相当する化学構造を有するエステルが挙げられる。一価アルコールとしては、例えば、炭素数1〜20、好ましくは10〜20、更に好ましくは14〜18、最も好ましくは16〜18のアルコールが挙げられる。また、この一価アルコールは、鎖式飽和アルコールであることが好ましい。 An example of the ester includes an ester having a chemical structure corresponding to the condensation product of the carboxylic acid and a monohydric alcohol. Examples of the monohydric alcohol include alcohols having 1 to 20, preferably 10 to 20, more preferably 14 to 18, and most preferably 16 to 18 carbon atoms. The monohydric alcohol is preferably a chain saturated alcohol.
このようなエステルとしては、例えば、ミリスチン酸ミリスチル、パルミチン酸セチル、ステアリン酸ステアリル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸コレステリル、ステアリン酸バチル、ベヘニン酸オクチルドデシル、ベヘニン酸ベヘニル、およびこれらのエステルの混合物などが挙げられ、これらのなかでも、ステアリン酸ステアリル、ミリスチン酸ミリスチル、ステアリン酸メチルが特に好ましい。 Examples of such esters include myristyl myristate, cetyl palmitate, stearyl stearate, methyl stearate, butyl stearate, cholesteryl stearate, batyl stearate, octyldodecyl behenate, behenyl behenate, and esters thereof. Among these, stearyl stearate, myristyl myristate, and methyl stearate are particularly preferable.
また、上記エステルの別の例としては、上記カルボン酸と、多価アルコールとの縮合生成物に相当する化学構造を有するエステルが挙げられる。この場合、エステルは、中性エステルであっても、アルコール性エステルであってもよい。多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ソルビトールなどが挙げられる。ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールの場合、その平均重合度は、例えば50〜800、好ましくは80〜200である。 Another example of the ester is an ester having a chemical structure corresponding to a condensation product of the carboxylic acid and a polyhydric alcohol. In this case, the ester may be a neutral ester or an alcoholic ester. Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, glycerin, sorbitol and the like. In the case of polyethylene glycol and polypropylene glycol, the average degree of polymerization is, for example, 50 to 800, preferably 80 to 200.
このようなエステルとしては、例えば、ソルビタンモノミリスチレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノベヘネート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、セスキステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、ヘキサステアリン酸ポリオキシエチレンソルビット、およびこれらのエステルの混合物が挙げられ、これらのなかでも、ソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノステアレートが特に好ましい。 Examples of such esters include sorbitan monomyristate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monobehenate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol distearate, Examples thereof include sorbitan sesquistearate, sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitol hexastearate, and a mixture of these esters. Among these, sorbitan monostearate and polyethylene glycol monostearate are particularly preferable.
固体状活性剤に好適なアミンとしては、炭素数が12以上の炭化水素基を含むアミンが挙げられる。このようなアミンは融点が十分に高いため、これを含む活性剤が、土壌や地下水において固体状態を維持し易いからである。アミンを構成する炭化水素基の炭素数の上限については、特に限定するものではないが、24以下であることが好ましい。更に、この炭化水素基の炭素数は、12〜18であることが好ましく、16〜18であることが最も好ましい。 Suitable amines for the solid activator include amines containing hydrocarbon groups having 12 or more carbon atoms. This is because such an amine has a sufficiently high melting point, and an activator containing the amine can easily maintain a solid state in soil or groundwater. The upper limit of the carbon number of the hydrocarbon group constituting the amine is not particularly limited, but is preferably 24 or less. Furthermore, the hydrocarbon group preferably has 12 to 18 carbon atoms, and most preferably has 16 to 18 carbon atoms.
更に、このアミンは、脂肪アミンであることが好ましい。二重結合などの多重結合の存在は、アミンの融点を低下させ、これを含む活性剤を固体状態で維持することが困難な場合があるからである。また、このアミンは、直鎖状の第1級または第2級アミンであることが好ましい。水素供与体としての効率に優れるからである。また、アミンは、ジアミンなどのポリアミンであってもよい。 Further, the amine is preferably a fatty amine. This is because the presence of multiple bonds such as double bonds lowers the melting point of the amine and may make it difficult to maintain the active agent containing the amine in a solid state. The amine is preferably a linear primary or secondary amine. This is because it is excellent in efficiency as a hydrogen donor. The amine may be a polyamine such as diamine.
上記アミンとしては、例えば、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、ステアリルアミン、ジパルミチルアミン、ジステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、パルミチルプロピレンジアミン、ステアリルリプロピレンジアミン、およびこれらの混合物などが挙げられ、これらのなかでも、ジステアリルアミン、ステアリルアミンが特に好ましい。 Examples of the amine include laurylamine, myristylamine, stearylamine, dipalmitylamine, distearylamine, dimethylbehenylamine, palmitylpropylenediamine, stearylpropylenediamine, and mixtures thereof. Of these, distearylamine and stearylamine are particularly preferable.
固体状活性剤に好適なアミドとしては、炭素数が10以上の酸アミドが挙げられる。このようなアミドは融点が十分に高いため、これを含む活性剤が、土壌や地下水において固体状態を維持し易い。酸アミドの炭素数の上限については、特に限定するものではないが、22以下であることが好ましい。更に、酸アミドの炭素数は、10〜18であることが好ましく、16〜18であることが最も好ましい。また、酸アミドを構成する炭化水素基は、直鎖状アルキル基であることが好ましい。また、酸アミドは、第1級アミドであることが好ましい。 Suitable amides for the solid activator include acid amides having 10 or more carbon atoms. Since such an amide has a sufficiently high melting point, an active agent containing the amide tends to maintain a solid state in soil or groundwater. The upper limit of the carbon number of the acid amide is not particularly limited, but is preferably 22 or less. Furthermore, the carbon number of the acid amide is preferably 10-18, and most preferably 16-18. The hydrocarbon group constituting the acid amide is preferably a linear alkyl group. The acid amide is preferably a primary amide.
このようなアミドとしては、例えば、ラウリン酸アミド、ミリスチン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、エチレンビススレアリン酸アミド、およびこれらの混合物が挙げられ、これらのなかでも、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミドが特に好ましい。 Such amides include, for example, lauric acid amide, myristic acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, ethylene bis-threaric acid amide, and mixtures thereof. Of these, palmitic acid amide and stearic acid amide are particularly preferable.
また、固体状活性剤としては、微生物を活性化させる成分を、固体状の担体に担持させたものを使用することも可能である。この場合、活性成分自体の形態については特に限定するものではなく、常温で、液体状であっても、固体状であってもよい。担体としては、土壌や地下水などの環境に対して実質的に無害な物質を用いることが好ましく、例えば、セルロース、シリカゲル、シリカゾル、アルミナ、クレー、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、ベントナイト、ベーマイト、活性炭、木粉などを用いることができる。また、担持方法についても、特に限定するものではなく、例えば、単に担体表面に上記成分を付着させる方法のほか、多孔質の担体を用いて、その細孔内に上記成分を充填する方法などを採用することができる。 In addition, as the solid activator, it is possible to use a component in which a component for activating microorganisms is supported on a solid carrier. In this case, the form of the active ingredient itself is not particularly limited, and may be liquid or solid at room temperature. As the carrier, it is preferable to use a substance that is substantially harmless to the environment such as soil and groundwater. For example, cellulose, silica gel, silica sol, alumina, clay, talc, mica, calcium carbonate, bentonite, boehmite, activated carbon, Wood flour or the like can be used. Also, the supporting method is not particularly limited. For example, in addition to a method of simply attaching the above components to the surface of the carrier, a method of filling the above components in the pores using a porous carrier, etc. Can be adopted.
固体状活性剤の形状については、特に限定するものではなく、例えば、粒子状、棒状、板状、ネット状など、あらゆる形状とすることが可能である。特に、表面積が大きくできることから、粒子状であることが好ましい。この場合、その粒径は、特に限定するものではないが、例えば0.1〜10mm、好ましくは0.5〜2mmとすることができる。 The shape of the solid activator is not particularly limited, and can be any shape such as a particle shape, a rod shape, a plate shape, or a net shape. In particular, since the surface area can be increased, it is preferably particulate. In this case, the particle size is not particularly limited, but may be, for example, 0.1 to 10 mm, preferably 0.5 to 2 mm.
なお、固体状活性剤の使用量については、特に限定するものではなく、活性剤の種類、汚染領域の面積、汚染物質の量などに応じて適宜設定することができる。例えば、汚染領域の表層調査、浅層調査、深層調査によりサンプリングした汚染土壌および地下水に含有される汚染物質の種類、量、地質条件(浸透性など)などを分析・特定し、汚染物質の種類、汚染土壌および地下水の質量に対して含有する汚染物質の質量から濃度を割り出し、汚染物質の種類、濃度、固体状活性剤の拡散性および塩素を水素に置換するための必要量との相間により、汚染領域の汚染物質の量に対して0.1〜20倍、好ましくは1〜12倍の固体状活性剤を使用することで、浄化効率を向上させることができる。具体例としては、例えば、土壌面積200m2にテトラクロロエチレン10ppmの汚染に対する場合、約600kg程度の固体状活性剤の使用が例示される。 The amount of the solid activator used is not particularly limited, and can be appropriately set according to the type of the activator, the area of the contaminated area, the amount of the contaminant, and the like. For example, analyze and identify the types and amounts of pollutants contained in contaminated soil and groundwater sampled from surface surveys, shallow surveys, and deep surveys of contaminated areas, and geological conditions (such as permeability). , indexing the concentration from the mass of contaminants contained on the mass of contaminated soil and ground water, type of contaminant, the concentration, inter-phase of the diffusivity and chlorine solid active agent and a necessary amount for replacing the hydrogen Thus, the purification efficiency can be improved by using 0.1 to 20 times, preferably 1 to 12 times as much solid activator as the amount of contaminants in the contaminated area. As a specific example, for example, in the case of contamination of 10 ppm of tetrachlorethylene on a soil area of 200 m 2 , use of a solid activator of about 600 kg is exemplified.
液体状活性剤は、微生物の汚染物質分解作用を活性化する成分を含み、且つ、土壌または地下水中において液体状態で存在し得るものである。微生物を活性化する成分としては、固体状活性剤と同様に、例えば、微生物の栄養塩や基質、水素供与体となる成分などが挙げられる。 The liquid activator includes a component that activates the microbial pollutant decomposing action and can exist in a liquid state in soil or groundwater. Examples of components that activate microorganisms include, for example, components that serve as nutrient salts and substrates of microorganisms and hydrogen donors, in the same manner as solid activators.
液体状活性剤の好ましい例としては、カルボン酸、アルコール、エステルおよびアミンから選ばれる少なくとも1種を含むものが挙げられる。これらの物質は、微生物に対して、基質としてだけでなく、水素供与体としても機能する。また、アミンは、微生物の栄養塩である窒素供給体としても機能する。 Preferable examples of the liquid activator include those containing at least one selected from carboxylic acids, alcohols, esters and amines. These substances function not only as substrates for microorganisms but also as hydrogen donors. The amine also functions as a nitrogen supplier that is a nutrient salt of microorganisms.
液体状活性剤に好適なカルボン酸としては、例えば、炭素数が4〜18、好ましくは8〜18、更に好ましくは10〜18の飽和または不飽和カルボン酸が挙げられる。特に、直鎖状のカルボン酸であることが好ましい。このようなカルボン酸の具体例としては、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、デカン酸などが挙げられる。 Suitable carboxylic acids for the liquid activator include, for example, saturated or unsaturated carboxylic acids having 4 to 18, preferably 8 to 18, and more preferably 10 to 18 carbon atoms. In particular, a linear carboxylic acid is preferable. Specific examples of such carboxylic acids include oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, decanoic acid and the like.
液体状活性剤に好適なアルコールとしては、例えば、炭素数が1〜12、好ましくは2〜8、更に好ましくは4〜8の飽和または不飽和アルコール、多価アルコールなどが挙げられる。このようなアルコールの具体例としては、プロピルアルコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ソルビトールなどが挙げられる。 Suitable alcohols for the liquid activator include, for example, saturated or unsaturated alcohols and polyhydric alcohols having 1 to 12, preferably 2 to 8, more preferably 4 to 8 carbon atoms. Specific examples of such alcohol include propyl alcohol, polyethylene glycol, glycerin, sorbitol and the like.
液体状活性剤に好適なエステルとしては、例えば、上記カルボン酸と上記アルコールとの縮合生成物に相当する化学構造を有するものが挙げられる。このようなエステルの具体例としては、ステアリルトリグリセライド、ステアリルソルビットなどが挙げられる。 Suitable esters for liquid activators include, for example, those having a chemical structure corresponding to the condensation product of the carboxylic acid and the alcohol. Specific examples of such esters include stearyl triglyceride and stearyl sorbite.
液体状活性剤に好適なアミンとしては、例えば、炭素数が6〜20、好ましくは8〜16、更に好ましくは8〜12の飽和または不飽和炭化水素基を有するアミンが挙げられる。特に、直鎖状の第1級アミンであることが好ましい。このようなアミンの具体例としては、ココナッツアミン、デカンアミン、ラウリルアミンなどが挙げられる。 Suitable amines for the liquid activator include, for example, amines having a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 6 to 20, preferably 8 to 16, and more preferably 8 to 12 carbon atoms. In particular, a linear primary amine is preferable. Specific examples of such amines include coconut amine, decanamine, laurylamine and the like.
また、液体状活性剤の好ましい別の一例としては、ポリ乳酸エステルを含むものが挙げられる。ポリ乳酸エステルは、その分解工程において、乳酸の水和反応により水素を放出することができ、微生物に対する水素供与体として機能する。また、微生物の基質としても機能する。このような、ポリ乳酸エステルを含む活性剤としては、例えば、米国レジェネシス社製「HRC(商品名)」を例示することができる。 Moreover, what contains polylactic acid ester as another preferable example of a liquid activator is mentioned. Polylactic acid ester can release hydrogen by a hydration reaction of lactic acid in its decomposition step, and functions as a hydrogen donor for microorganisms. It also functions as a substrate for microorganisms. As such an active agent containing a polylactic acid ester, for example, “HRC (trade name)” manufactured by Regenesis, USA can be exemplified.
また、液体状活性剤としては、微生物を活性化させる成分を、液体状の母剤に溶解、分散または懸濁させたものを使用することも可能である。この場合、活性成分自体の形態については特に限定するものではなく、常温で液体状であっても、固体状であってもよい。母剤としては、土壌や地下水などの環境に対して実質的に無害な物質を用いることが好ましい。このような母剤としては、例えば、水、グリセリン、ソルビトール、マニトールなどが挙げられる。 Further, as the liquid active agent, it is possible to use a component obtained by dissolving, dispersing or suspending a component for activating microorganisms in a liquid base agent. In this case, the form of the active ingredient itself is not particularly limited, and it may be liquid at room temperature or solid. As the base material, it is preferable to use a substance that is substantially harmless to the environment such as soil and groundwater. Examples of such a base material include water, glycerin, sorbitol, mannitol and the like.
また、液体状活性剤の粘度については、特に限定するものではないが、土壌中での十分な拡散性を確保しながら、土壌からの急速な流出を抑制するという点から、常温(20℃)において、2000〜80000センチポイズであることが好ましく、更に4000〜10000センチポイズであることが好ましい。 In addition, the viscosity of the liquid active agent is not particularly limited, but it is room temperature (20 ° C.) from the viewpoint of suppressing rapid outflow from the soil while ensuring sufficient diffusibility in the soil. Is preferably 2000 to 80000 centipoise, more preferably 4000 to 10000 centipoise.
なお、液体状活性剤の使用量については、特に限定するものではなく、活性剤の種類、汚染領域の面積、汚染物質の量などに応じて適宜設定することができる。例えば、汚染領域の表層調査、浅層調査、深層調査によりサンプリングした汚染土壌および地下水に含有される汚染物質の種類、量、地質条件(浸透性など)などを分析・特定し、汚染物質の種類、汚染土壌および地下水の質量、競合物質(酸化物質)に対して含有する汚染物質の質量から濃度を割り出し、汚染物質の種類、濃度、固体状活性剤の拡散性および塩素を水素に置換するための必要量との相間により、汚染領域の汚染物質の量に対して0.1〜20倍、好ましくは1〜12倍の液体状活性剤を使用することで、浄化効率を向上させることができる。具体例としては、例えば、土壌面積200m2にテトラクロロエチレン10ppmの汚染に対する場合、約300kg程度の液体状活性剤の使用が例示される。 The amount of liquid activator used is not particularly limited, and can be set as appropriate according to the type of activator, the area of the contaminated region, the amount of contaminant, and the like. For example, analyze and identify the types and amounts of pollutants contained in contaminated soil and groundwater sampled from surface surveys, shallow surveys, and deep surveys of contaminated areas, and geological conditions (such as permeability). the mass of contaminated soil and ground water, indexing the concentration from the mass of pollutant containing against competitor (oxidants), type of contaminant, the concentration, the diffusivity and chlorine solid active agent is replaced with hydrogen The purification efficiency can be improved by using 0.1 to 20 times, preferably 1 to 12 times as much liquid activator as the amount of pollutants in the contaminated area, depending on the phase required it can. As a specific example, for example, in the case of contamination of 10 ppm of tetrachlorethylene in a soil area of 200 m 2 , use of about 300 kg of liquid activator is exemplified.
以下、本発明に係る環境浄化方法の一例について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, an example of the environmental purification method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図2は、土壌および地下水汚染の一例を示す模式図である。本図の例においては、汚染領域の土壌が、地表面から順に、表土2、上部シルト層3、砂質土層4および下部シルト層5が累積した地層構造を有している。砂質土層4は、地下水を含む層、すなわち帯水層である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of soil and groundwater contamination. In the example of this figure, the soil in the contaminated area has a stratum structure in which the
このような地層構造を有する土壌においては、図2に示すように、汚染物質6は、地上の汚染源1から表土2へ浸透し、土壌に吸着される。吸着されない過剰の汚染物質6は、更に下方へ向かって土壌中を浸透する。汚染物質6は、上部シルト層3に達すると、この層は不透水性または難透水性であるため、この層表面に滞留する。しかしながら、過剰の汚染物質6は、更に上部シルト層3を浸透し、砂質土層4(帯水層)にまで達する。そして、地下水によって拡散され、汚染範囲が拡大される。このような汚染機構から、汚染拡大を効果的に抑制するため、特に、地下水の汚染の抑制および浄化が重要である。
In the soil having such a stratum structure, as shown in FIG. 2, the pollutant 6 penetrates from the ground pollution source 1 to the
図1は、本発明に係る環境浄化方法の一例を説明するための模式図である。本図は、特に、地下水の汚染の抑制および浄化を図る浄化方法を例示するものである。 FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of an environmental purification method according to the present invention. In particular, this figure illustrates a purification method for suppressing and purifying groundwater contamination.
この環境浄化方法においては、汚染領域において、土壌および/または地下水中に、液体状活性剤および固体状活性剤が導入される。土壌および/または地下水には、汚染物質を分解し得る微生物が存在する。このような微生物としては、例えば、Saccharomyces属、Hansenula属、Candida属などが挙げられる。また、微生物は、土壌および/または地下水中に土着の微生物であってもよいし、外部から土壌および/または地下水中に人為的に導入された微生物であってもよい。 In this environmental purification method, a liquid activator and a solid activator are introduced into soil and / or groundwater in a contaminated area. In soil and / or groundwater, there are microorganisms that can degrade pollutants. Examples of such microorganisms include Saccharomyces genus, Hansenula genus, Candida genus and the like. In addition, the microorganism may be an indigenous microorganism in the soil and / or groundwater, or may be a microorganism artificially introduced from the outside into the soil and / or groundwater.
液体状活性剤の導入方法は、特に限定するものではなく、例えば、スプリンクラーなどによって地表面に散布する方法、土壌に混合する方法、注入井戸に単に(加圧することなく)注入する方法、ポンプなどの加圧手段を用いて注入する方法(加圧注入法)などを採用することができるが、特に、加圧注入法を採用することが好ましい。なお、加圧注入法においては、注入井戸に加圧手段を用いて注入してもよいし、注入井戸を用いずに直接土壌に注入してもよい。 The method of introducing the liquid activator is not particularly limited. For example, a method of spraying on the ground surface by a sprinkler, a method of mixing with soil, a method of simply injecting (without pressurization) into an injection well, a pump, etc. A method of injecting using the above pressurizing means (pressure injecting method) or the like can be employed, but it is particularly preferable to employ the pressure injecting method. In the pressure injection method, the injection well may be injected using a pressurizing means, or may be directly injected into the soil without using the injection well.
図3は、加圧注入法を説明するための工程図である。まず、図3Aに示すように、ボーリングなどの方法によって汚染領域の土壌に注入孔10を形成し、この注入孔10に、先端に注入口を備えたパイプ20を挿入する。このとき、パイプ20先端の注入口は、特に限定するものではないが、地下水の汚染を効果的に浄化できることから、帯水層(図1においては、砂質土層4)に達すること、すなわち地下水位よりも深くに達することが好ましい。更には、帯水層直下の不透水層(図1においては、下部シルト層5)に達することが好ましい。続いて、図3BおよびCに示すように、パイプ20から液体状活性剤を、ポンプなどで加圧しながら注入する。注入された液体状活性剤は、パイプ20の注入口より土壌へ拡散する。液体状活性剤をより広範囲に注入するため、活性剤の注入は、パイプ20を引き抜きながら実施されることが好ましい。
FIG. 3 is a process diagram for explaining the pressure injection method. First, as shown in FIG. 3A, an
固体状活性剤の導入方法についても、特に限定するものではなく、例えば、土壌中に直接埋設する方法、汚染土壌を固体状活性剤を含む土壌で置換する方法(掘削置換法)、ボールングなどにより形成した注入井戸に供給する方法などを採用することができるが、特に、掘削置換法を採用することが好ましい。 The method of introducing the solid activator is not particularly limited. For example, the method of directly burying in the soil, the method of replacing the contaminated soil with soil containing the solid activator (excavation and replacement method), boulding, etc. Although the method etc. which supply to the formed injection well can be employ | adopted, it is preferable to employ | adopt especially the excavation replacement method.
図4は、掘削置換法を説明するための工程図である。まず、図4Aに示すように、汚染が発生する領域の土壌を掘削する。掘削領域は、特に限定するものではないが、地下水の汚染を効果的に浄化できることから、帯水層(図1においては、砂質土層4)の直上まで達することが好ましい。そして、図4Bに示すように、掘削された領域を、固体状活性剤を混合した土壌で埋め直すことにより、土壌の置換が実施される。このとき、埋め直された掘削置換領域は、単一層で構成することも可能であるが、図4Cに示すように、本来の地層構造に応じて、複数の層で構成することが好ましい。なお、図4Cの例においては、掘削置換領域は、下部から順に、固体状活性剤を含む砕石層11、保護用の砂質土層12、不透水性または難透水性層13、砂質土層14および砕石層15の5層で構成されているが、層構造はこれに限定されるものではない。
FIG. 4 is a process diagram for explaining the excavation and replacement method. First, as shown in FIG. 4A, soil in a region where contamination occurs is excavated. The excavation area is not particularly limited, but it is preferable that the excavation area reaches directly above the aquifer (
掘削置換領域において、固体状活性剤は、均一に含有せることもできるが、一部分のみに局在化させてもよい。このような形態としては、図1に示すように、掘削領域を複数の土壌層で埋め直し、そのうちの少なくとも一層に固体状活性剤を含有させた形態が挙げられる。この場合、固体状活性剤を含む層11は、地下水の汚染を効果的に抑制するため、図1に示すように、帯水層(図1においては、砂質土層4)の直上、すなわち地下水位付近に設けることが好ましい。
In the excavation replacement region, the solid active agent may be contained uniformly, but may be localized only in a part. As such a form, as shown in FIG. 1, a form in which the excavation area is refilled with a plurality of soil layers and a solid activator is contained in at least one of them is included. In this case, the
また、掘削により、上部シルト層3のような、帯水層上の不透水性または難透水性の層を除去した場合は、掘削領域を埋め直す際に、改めて、不透水性または難透水性の層13を設けることが好ましい。帯水層上の不透水性または難透水性の層は、汚染物質の地下水への浸透を抑制する役割を有するからである。不透水性または難透水性の層13としては、特に限定するものではないが、例えば、ベントナイトなどの粘土を含む材料により形成することができる。
In addition, when an impermeable or hardly permeable layer on the aquifer such as the
上記環境浄化方法によれば、液体状活性剤および固体状活性剤の導入によって、土壌および/または地下水中に存在する微生物が活性化される。そして、この微生物の作用によって、汚染物質が無害な物質にまで分解され、土壌および/または地下水の浄化を実現することができる。特に、液体状活性剤は流動性に優れるため、土壌や地下水に導入されると速やかに周囲に拡散する。そのため、活性剤の導入後、比較的早い段階で微生物活性化効果を発現することができる。一方、固体状活性剤は、活性成分を徐々に放出するため、比較的長い期間に渡り、微生物活性化効果を発現することができる。上記浄化方法では、これら2種の活性剤を併用するため、微生物活性化効果の即効性および持続性とを両立させることができ、土壌や地下水を効率良く浄化することが可能である。 According to the environmental purification method, the microorganisms present in the soil and / or groundwater are activated by the introduction of the liquid activator and the solid activator. And by the effect | action of this microorganism, a pollutant is decomposed | disassembled into a harmless substance, and purification | cleaning of soil and / or groundwater can be implement | achieved. In particular, since the liquid active agent is excellent in fluidity, when it is introduced into soil or groundwater, it quickly diffuses to the surroundings. Therefore, the microorganism activation effect can be expressed at a relatively early stage after the introduction of the active agent. On the other hand, since the solid active agent gradually releases the active ingredient, it can exert a microorganism activation effect over a relatively long period. In the above purification method, since these two kinds of activators are used in combination, it is possible to achieve both immediate effect and sustainability of the microorganism activation effect, and it is possible to efficiently purify soil and groundwater.
また、上記方法によれば、土壌および/または地下水に導入するという操作のみで環境浄化が可能であるため、汚染が生じた場所での浄化処理、すなわち原位置処理が可能である。 Further, according to the above method, the environment can be purified only by the operation of introducing it into the soil and / or groundwater, so that the purification process at the place where the contamination occurs, that is, the in-situ process can be performed.
図2に示すような地層構造を有する汚染土壌に対して、固体状活性剤および液体状活性剤を併用して、地下水の浄化を実施した。本土壌においては、地表面からの深さ約1.8mの範囲が表土層2、同じく深さ約1.8m〜2.8mの範囲が上部シルト層3、同じく深さ約2.8〜5.4mの範囲が砂質土層4、そして、約5.4m以深が下部シルト層5であった。砂質土層4は、地下水を含む層(すなわち、帯水層)であり、地下水位は、地表面から約2.3mの深さにあった。
The contaminated soil having a geological structure as shown in FIG. 2 was used to purify groundwater using a solid activator and a liquid activator in combination. In this soil, the depth of about 1.8 m from the ground surface is the
また、上記砂質土層から地下水を汲み上げ、これに含まれる汚染物質の濃度を分析したところ、テトラクロロエチレン(PCE)濃度が約25mg/L、トリクロロエチレン(TCE)濃度が約18mg/L、cis−ジクロロエタン(c−DCE)濃度が約11mg/Lであった。 Further, when groundwater was pumped from the sandy soil layer and the concentration of the pollutants contained therein was analyzed, the tetrachlorethylene (PCE) concentration was about 25 mg / L, the trichlorethylene (TCE) concentration was about 18 mg / L, and cis-dichloroethane. The (c-DCE) concentration was about 11 mg / L.
上記汚染土壌に対して、注入井戸として、地表面から約10m深さの掘削孔を設けた。なお、注入井戸の数は、汚染土壌の面積200m2に対して10個とした。このうち、4個には固体状活性剤を投与し、6個には液体状活性剤を注入した。なお、固体状活性剤としてはステアリン酸を主成分とするものを用い、その使用量は合計600kgとした。また、液体状活性剤としては、ステアリン酸とグリセリンとを、1:9の重量比で混合したものを用い、その使用量は合計400kgとした。 An excavation hole having a depth of about 10 m from the ground surface was provided as an injection well for the contaminated soil. The number of injection wells was 10 with respect to the area of contaminated soil of 200 m 2 . Of these, 4 were administered solid active agent and 6 were injected with liquid active agent. In addition, as a solid activator, the thing which has a stearic acid as a main component was used, and the usage-amount was set to 600 kg in total. Further, as the liquid active agent, a mixture of stearic acid and glycerin in a weight ratio of 1: 9 was used, and the amount used was 400 kg in total.
活性剤の導入後、3ヵ月ごとに、汚染土壌から地下水を汲み上げ、これに含まれる汚染物質(TCE、PCEおよびc−DCE)の濃度を測定した。結果を、図5に示す。 Every three months after the introduction of the activator, groundwater was pumped from the contaminated soil, and the concentrations of pollutants (TCE, PCE and c-DCE) contained therein were measured. The results are shown in FIG.
図5に示すように、本実施例によれば、活性剤の導入後3ヶ月という早い期間内で、汚染物質の著しい低下が確認でき、更に、12ヶ月後には、3種の汚染物質すべてについて、地下水中の濃度を0.001mg/L以下に低下させることができた。この結果から、本実施例によれば、汚染物質分解効果の即効性に優れることが確認できた。また、このような、汚染物質濃度の基準値(0.001mg/L)以下までの低下は、活性剤の再注入を要することなく、一回の注入操作のみで実現することができ、この結果から、本実施例によれば、汚染物質分解効果の持続性に優れることが確認できた。 As shown in FIG. 5, according to the present example, a significant decrease in pollutants can be confirmed within an early period of 3 months after the introduction of the active agent. Further, after 12 months, all three types of pollutants are observed. The concentration in the ground water could be reduced to 0.001 mg / L or less. From this result, according to the present Example, it was confirmed that the immediate effect of the pollutant decomposition effect was excellent. Further, such a decrease in the pollutant concentration to a reference value (0.001 mg / L) or less can be realized by only one injection operation without requiring reinjection of the active agent. Thus, according to this example, it was confirmed that the durability of the pollutant decomposition effect was excellent.
本発明の環境浄化方法は、例えば、電子部品工場、金属製品工場、ドライクリーニング場およびゴミ焼却場など、汚染物質となり得る物質を使用または排出する場所周辺において、前記汚染物質によって汚染された土壌および/または地下水を浄化する方法として、極めて有用である。 The environmental purification method of the present invention includes, for example, soil contaminated with the pollutant around a place where a substance that can become a pollutant is used or discharged, such as an electronic parts factory, a metal product factory, a dry cleaning site, and a garbage incineration site. It is extremely useful as a method for purifying groundwater.
1 汚染源
2 表土
3 上部シルト層
4 砂質土層
5 下部シルト層
6 汚染物質
10 液体状活性剤注入孔
11 固体状活性剤含有層
12 保護層
13 不透水性または難透水性層
14 砂土層
15 砕石層
20 パイプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記活性剤として、液体状活性剤と、固体状活性剤とを併用し、
前記液体状活性剤が、グリセリンとステアリン酸との混合物を含み、粘度が20℃において2000〜80000センチポイズであり、
前記固体状活性剤が、ステアリン酸を含むことを特徴とする環境浄化方法。 Introducing an activator containing a substance that activates the pollutant decomposing action of the microorganism in the presence of a microorganism that decomposes the pollutant into at least one of soil and groundwater containing an organic halide as the pollutant, An environmental purification method for purifying at least one of the soil and groundwater in situ ,
As the active agent, a liquid active agent and a solid active agent are used in combination ,
The liquid activator comprises a mixture of glycerin and stearic acid and has a viscosity of 2000-80000 centipoise at 20 ° C .;
The environmental purification method , wherein the solid activator contains stearic acid .
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