JP4835486B2 - Soil and groundwater purification methods - Google Patents
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Description
本発明は、揮発性有機塩素化合物によって汚染された土壌及び地下水について、微生物によって浄化させる方法に関する。 The present invention relates to a method for purifying soil and groundwater contaminated with volatile organochlorine compounds by microorganisms.
微生物を利用して汚染された土壌及び地下水を浄化する方法として、バイオスティミレーションとバイオオギュメンテーションの2通りの方法がある。前者のバイオスティミレーションとは、揮発性有機塩素化合物によって汚染された土壌及び地下水の汚染領域に自生している微生物のうち揮発性有機塩素化合物を分解する微生物を活性化させる栄養源を注入し、その微生物の働きにより揮発性有機塩素化合物を低分子化させて、最終的には無害化するものである。 There are two methods of purifying contaminated soil and groundwater using microorganisms: biostimulation and biougulation. The former biostimulation is the injection of nutrients that activate microorganisms that decompose volatile organochlorine compounds among the microorganisms that grow naturally in soil and groundwater contaminated areas contaminated by volatile organochlorine compounds, By the action of the microorganisms, the volatile organic chlorine compound is reduced in molecular weight and finally detoxified.
また、後者のバイオオギュメンテーションは、揮発性有機塩素化合物によって汚染された土壌及び地下水の汚染領域に揮発性有機塩素化合物を分解する微生物を外部から導入して汚染の浄化を促進するものである。 In addition, the latter bio-augmentation introduces microorganisms that decompose volatile organochlorine compounds from the outside into soil and groundwater contaminated areas contaminated by volatile organochlorine compounds, and promotes purification of pollution. .
しかしながら、バイオスティミレーションやバイオオギュメンテーションを利用して揮発性有機塩素化合物によって汚染された土壌及び地下水の汚染領域に揮発性有機塩素化合物を分解する方法は数多く挙げられているが、その殆どがジクロロエチレンやジクロロメタンまでの低分子化で留まることが多く、このジクロロエチレンやジクロロメタンが人体に与える影響(発がん性の可能性)がテトラクロロエチレンや、トリクロロエチレンと比較して最も高く、ジクロロエチレンやジクロロメタンを低分子化する微生物についても多くは発見されていない。 However, there are many methods for decomposing volatile organochlorine compounds in soil and groundwater contaminated areas contaminated with volatile organochlorine compounds using biostimulation and bio-amulation, but most of them are listed. In many cases, the molecular weight of dichloroethylene and dichloromethane remains low, and the impact of dichloroethylene and dichloromethane on the human body (possibility of carcinogenicity) is the highest compared to tetrachloroethylene and trichloroethylene, and the molecular weight of dichloroethylene and dichloromethane is reduced. Many microorganisms have not been discovered.
そして、このような生物膜は効率良く排水中の有機物を処理するので、BOD容積負荷が活性汚泥法の5倍前後もあるため、極めて効率のよい排水処理方法である。しかし、生物膜処理法は、元々はBODが低く水量の多い排水場合に有利な処理法であり、3次処理に使用されていた。そして、ここ数年来、近年では、BOD容積負荷が高い点に着目して1次処理や2次処理にも使用され始めるようになった。尚また、回転接触曝気法、嫌気性浸漬濾床、散水撒水濾床なども、BOD容積負荷が高い処理方法である。 And since such a biofilm processes the organic substance in waste_water | drain efficiently, since BOD volumetric load is about 5 times the activated sludge method, it is a very efficient waste-water treatment method. However, the biofilm treatment method was originally an advantageous treatment method for drainage with a low BOD and a large amount of water, and was used for tertiary treatment. Then, the past few years come, in recent years, began to BOD volume load begins also used to focusing on the high points in the primary processing and secondary processing. In addition, a rotating contact aeration method, an anaerobic immersion filter bed, a sprinkling water filter bed, and the like are also processing methods having a high BOD volume load.
ジクロロエチレンやジクロロメタンを低分子化する微生物については、Dehalococcoides ethenogenes 195株が嫌気性微生物として知られており、この微生物等の複数種類の微生物から成る有用微生物群とその有用微生物群の栄養塩を含み当該有用微生物群の繁殖を補助する基質とを含有する微生物処理層を造成することが提案されている(下記特許文献1参照)。
しかしながら、複数種類の微生物から成る有用微生物群(例えば、光合成菌、酵母菌、乳酸菌、放線菌、糸状菌等)の微生物の優劣等の食物連鎖により、揮発性有機塩素化合物を低分子化及び無害化する微生物が活性するか否かを判断するうえで、汚染土壌及び地下水をサンプリングして揮発性有機塩素化合物から塩素が分解されることを確認しなければならない。この確認作業は、揮発性有機塩素化合物を分解する微生物の同定、揮発性有機塩素化合物の時系列変化など複雑な作業と時間を費やすことになる。 However, volatile organochlorine compounds are reduced in molecular weight and harmless by the food chain such as microorganisms of useful microorganisms composed of multiple types of microorganisms (eg photosynthetic bacteria, yeast, lactic acid bacteria, actinomycetes, filamentous fungi, etc.) In order to determine whether or not microorganisms to be activated are active, it is necessary to sample contaminated soil and groundwater to confirm that chlorine is decomposed from volatile organochlorine compounds. This confirmation work takes time and complexity such as identification of microorganisms that decompose volatile organic chlorine compounds and time-series changes of volatile organic chlorine compounds.
また、揮発性有機塩素化合物であるPCE(テトラクロロエチレン)、TCE(トリクロロエチレン)は分解されても、揮発性有機塩素化合物のひとつであるcis−DCEについては分解できないことが多聞にある。 Moreover, even if PCE (tetrachloroethylene) and TCE (trichloroethylene) which are volatile organic chlorine compounds are decomposed, cis-DCE which is one of volatile organic chlorine compounds cannot be decomposed.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、クロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)が揮発性有機塩素化合物(特にcis−DCE=シスージクロロエチレン)を低分子化するに当たって、汚染領域を流れる地下数の下流側に、汚染物質である揮発性有機塩素化合物を浄化する微生物を利用した浄化壁を構築して、嫌気性微生物であるクロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)が活性し揮発性有機塩素化合物を低分子化して無害化となる処理方法を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is that Clostridium sp. KD13 (patentridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115)) is a volatile organic chlorine compound (especially cis-DCE = cis-dichloroethylene). In order to lower the molecular weight, a purification wall using microorganisms that purify volatile organic chlorine compounds that are pollutants is constructed on the downstream side of the underground number that flows in the contaminated area, and Clostridium species KD13 (anaerobic microorganisms) Clostridium sp.KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) is activated to provide a treatment method in which a volatile organochlorine compound is reduced in molecular weight and rendered harmless.
上記課題について、発明者が鋭意検討を重ねた結果、本願第1の発明に係る土壌及び地下水の浄化方法は、揮発性有機塩素化合物で汚染された土壌及び地下水を、芽胞を持つ嫌気性微生物と芽胞を持つ前記嫌気性微生物の栄養源によって浄化処理する方法であって、汚染領域の地下水の流れの下流側に、前記揮発性有機塩素化合物を浄化するための壁を構築し、前記壁は微生物浄化壁と栄養源浄化壁を用いて構成し、前記微生物浄化壁は前記芽胞を持つ嫌気性微生物を胞子状態にした後、生分解性の容器に窒素ガスで封入し、前記栄養源浄化壁は固形状のグルコースを生分解性の容器に充填し、前記嫌気性微生物が少なくともクロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)であり、前記汚染領域の地下水の流れの上流側に、土壌下部の透水層下部に達する注入井戸を設け、前記壁を土壌下部の透水層下部に達する位置まで設け、前記壁の地下水の下流側に揚水井戸を設け、前記揚水井戸から揚水された前記地下水を貯留し、前記地下水に存在する芽胞を持つ前記嫌気性微生物を活性させる栄養源を貯留槽に流入させ、前記貯留槽に具備された加温手段により芽胞を持つ前記嫌気性微生物を増殖させる培養工程と、前記培養工程で増殖した芽胞を持つ前記嫌気性微生物を培養液とともに、前記注入井戸に再注入させる工程を繰り返すことを特徴とするものである。 As a result of the inventor's earnest studies on the above-mentioned problems, the method for purifying soil and groundwater according to the first invention of the present application relates to soil and groundwater contaminated with volatile organochlorine compounds, anaerobic microorganisms having spores, and A method for purification treatment by a nutrient source of the anaerobic microorganisms having spores, wherein a wall for purifying the volatile organochlorine compound is constructed downstream of the flow of groundwater in a contaminated area, and the wall is a microorganism A purification wall and a nutrient purification wall are configured, and the microorganism purification wall is made to spore the anaerobic microorganism having the spore, and then sealed with nitrogen gas in a biodegradable container, the nutrient purification wall is Solid glucose is filled in a biodegradable container, and the anaerobic microorganism is at least Clostridium sp. KD13 (clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number). No .: FERM P-21115), on the upstream side of the groundwater flow in the contaminated area, an injection well reaching the bottom of the permeable layer in the lower soil is provided, and the wall is provided to a position reaching the lower permeable layer in the lower soil, the pumping wells provided on the downstream side of the groundwater of the wall, and storing the ground water that is pumped from the pumping wells, allowed to flow into nutrient to stimulate the anaerobic microorganism with spores present in the ground water in savings Tomeso A culture step of growing the anaerobic microorganisms having spores by a heating means provided in the storage tank; and re-injecting the anaerobic microorganisms having spores grown in the culture step together with a culture solution into the injection well The process of making it repeat is made to repeat.
この方法によって、芽胞を持つ嫌気性微生物を当該嫌気性微生物に適用する栄養源にって増殖、活性化させることができ、揮発性有機塩素化合物で汚染された土壌及び地下水からの汚染物質を浄化することができる。 By this method, anaerobic microorganisms with spores can be grown and activated by nutrient sources applied to the anaerobic microorganisms, and contaminants from soil and groundwater contaminated with volatile organochlorine compounds are purified. can do.
そして、クロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)は、揮発性有機塩素化合物であるPCE(テトラクロロエチレン)、TCE(トリクロロエチレン)、cis−DCE(シスージクロロエチレン)と栄養源等を体内に取り込む等で分解し、代謝物として、酢酸、酪酸、塩化物イオンを放出する。放出された酢酸及び酪酸は、他の嫌気性微生物の栄養源の一部として利用できる。 And Clostridium sp. KD13 (Clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) is a volatile organic chlorine compound PCE (tetrachloroethylene), TCE (trichloroethylene), cis-DCE (cis-dichloroethylene) It is decomposed by taking nutrients into the body, etc., and releases acetic acid, butyric acid, and chloride ions as metabolites.The released acetic acid and butyric acid can be used as part of the nutrient source of other anaerobic microorganisms. .
すなわち、塩素を1つずつ外すDehalococcoides ethenogenes 195株の揮発性有機塩素化合物の分解経路は、例えばPCE→TCE→cis−DCE→VC→エチレンというように、塩素がひとつずつ水素と置換され、低分子化及び無害化を行っていくが、クロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)は上記のように異なる分解経路を示す。
また、この方法によって、砂礫層等の地下水が流れる地層に達する位置まで、生分解性の容器に窒素ガスと共に封入されたクロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を浄化壁として配置することができ、揮発性有機塩素化合物をこの浄化壁で低分子化又は無害化できる。地下水の温度は、場所によっても異なるが、平均18℃前後であり、栄養源さえあれば、胞子状態のクロストリジウム・スピーシーズKD13が充分に発芽できる環境である。
また、この浄化壁は、地下水の流に対して略垂直になるように配置され、汚染領域を通過した地下水は、矢板等の遮水壁によって、この浄化壁を通過するようにしているため、地下水が集中し、汚染物質である揮発性有機塩素化合物が遮水壁の外に出る可能性は低く、浄化壁の厚みを増すことで、汚染物質とクロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を接触させる機会を多くすることで浄化を促進させることができる。
この場合、生分解性の容器に胞子状態で封入したことにより、クロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)の発芽を時間差で遅れさすことができ、発芽して活性するクロストリジウム・スピーシーズKD13を原位置に留まるようにすることができる。生分解性容器は、澱粉質または、ポリ乳酸エステルを主成分とするものを利用することで、容器もクロストリジウム・スピーシーズKD13の栄養源となる。
さらに、この方法によって、砂礫層等の地下水が流れる地層に達する位置まで、生分解性の容器に封入された固形状のグルコースを浄化壁として配置することができ、揮発性有機塩素化合物をこの浄化壁をクロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)が栄養源として摂取することにより活性化し、汚染物質である揮発性有機塩素化合物を分解、低分子化できる。
また、浄化壁の配列については、生分解性の容器に窒素ガスと共に封入されたクロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)の浄化壁と、生分解性の容器に封入された固形状のグルコースの浄化壁を地下水の流に対して略垂直になるように千鳥状に交互に配置するまたは、地下水の流に対して略垂直になるように前段に生分解性の容器に窒素ガスと共に封入されたクロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)の浄化壁を敷詰め、その後段に生分解性の容器に封入された固形状のグルコースの浄化壁を敷詰める配置方法があり、地下水流の流の速さと汚染物質である揮発性有機塩素化合物が地下水に溶出した濃度によって配置方法を選択できる。
That is, the degradation pathway of volatile organochlorine compounds of Dehalococides ethenogenes 195, which removes chlorine one by one, is such that, for example, PCE → TCE → cis-DCE → VC → ethylene, chlorine is replaced with hydrogen one by one. As described above , Clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) shows different degradation pathways as described above .
In addition, this method purifies Clostridium species KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) sealed with nitrogen gas in a biodegradable container up to the position where the groundwater such as the gravel layer flows. It can be arranged as a wall, and volatile organochlorine compounds can be reduced in molecular weight or detoxified by this purification wall. Although the temperature of groundwater varies depending on the location, it is an average of around 18 ° C., and as long as there is a nutrient source, it is an environment where the spore-like clostridium species KD13 can sufficiently germinate.
In addition, this purification wall is arranged so as to be substantially perpendicular to the flow of groundwater, and the groundwater that has passed through the contaminated area passes through this purification wall by a water shielding wall such as a sheet pile, It is unlikely that volatile organochlorine compounds, which are pollutants, will come out of the impermeable walls due to the concentration of groundwater. By increasing the thickness of the purification wall, pollutants and Clostridium species KD13 (patent biological deposit center accession number) : FERM P-21115) can be promoted by increasing the chance of contact.
In this case, germination of Clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) can be delayed by time difference by enclosing in a biodegradable container in a spore state, and germinates and activates. Clostridium species KD13 can remain in place. The biodegradable container is made of starch or a polylactic acid ester as a main component, so that the container also becomes a nutrient source for Clostridium species KD13.
Furthermore, by this method, solid glucose enclosed in a biodegradable container can be arranged as a purification wall up to the position where the groundwater such as the gravel layer flows, and the volatile organic chlorine compound is purified. Clostridium species KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) is activated by ingesting the wall as a nutrient source, and volatile organochlorine compounds that are pollutants can be decomposed and reduced in molecular weight.
As for the arrangement of the purification walls, the purification walls of Clostridium species KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) enclosed in a biodegradable container together with nitrogen gas are enclosed in a biodegradable container. The solid glucose purification walls are alternately arranged in a staggered manner so as to be substantially perpendicular to the groundwater flow, or a biodegradable container in the previous stage so as to be substantially perpendicular to the groundwater flow. Purified wall of Clostridium species KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) enclosed with nitrogen gas in the wall, and the solid wall of purified glucose sealed in a biodegradable container at the subsequent stage Depending on the speed of groundwater flow and the concentration of pollutant volatile organochlorine compounds in the groundwater The method can be selected.
また、本願第2の発明に係る土壌及び地下水の浄化方法は、貯留槽での培養工程において、加熱手段により、揮発性有機塩素化合物の1種であるcis−DCE(シス−ジクロロエチレン)を揮発させることを特徴とするものである。 Moreover, the soil and groundwater purification method according to the second invention of the present application volatilizes cis-DCE (cis-dichloroethylene), which is one kind of volatile organochlorine compound, by a heating means in the culture process in the storage tank. It is characterized by this.
この方法によって、揚水井戸から汲みあげた汚染された地下水を一時的に貯留槽に貯め、この貯留槽に貯めた地下水を加熱することで、地下水に地下水に溶出して浄化できなかったcis−DCE(シス−ジクロロエチレン)を揮発させることができる。 By this method, contaminated groundwater pumped from the pumping well is temporarily stored in a storage tank, and by heating the groundwater stored in this storage tank, the cis-DCE that was eluted into the groundwater and could not be purified. (Cis-dichloroethylene) can be volatilized.
また、貯留槽に貯めた地下水を加熱することにより、地下水中のDO(溶存酸素量)も低くなり、嫌気性雰囲気を作り出すことができ、これによりクロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を活性化させることができる。 Moreover, by heating the groundwater stored in the storage tank, the DO (dissolved oxygen amount) in the groundwater is also reduced, and an anaerobic atmosphere can be created, whereby Clostridium sp. KD13 (patient organism sp. KD13 (patented organism). Deposit center accession number: FERM P-21115) can be activated.
また、本願第3の発明に係る土壌及び地下水の浄化方法は、貯留槽の加温手段がシ ーズヒータであり、前記シーズヒータの加熱により前記貯留槽内の前記地下水の温度が32℃から37℃に調整され、芽胞を持つ嫌気性微生物を活性、増殖するよう栄養源供給槽から栄養源を前記貯留槽に供給することを特徴としたものである。 Further, in the soil and groundwater purification method according to the third invention of the present application, the heating means of the storage tank is a seed heater, and the temperature of the groundwater in the storage tank is 32 ° C. to 37 ° C. due to the heating of the sheath heater. The nutrient source is supplied from the nutrient source supply tank to the storage tank so as to activate and proliferate the anaerobic microorganisms having spores.
この方法によって、貯留槽に具備されたシーズヒータによって、地下水の温度が32℃から37℃に調整され、かつ、栄養源供給槽から栄養源を供給することにより、クロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を活性化及び増殖させることができる。 By this method, the temperature of the groundwater is adjusted from 32 ° C. to 37 ° C. by the sheath heater provided in the storage tank, and the nutrient source is supplied from the nutrient source supply tank, so that Clostridium sp. KD13 (clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) can be activated and propagated.
また、本願第2の発明と同様に、地下水の温度が32℃から37℃に調整されていることにより、地下水に地下水に溶出して浄化できなかったcis−DCE(シス−ジクロロエチレン)を揮発させることができる。 Similarly to the second invention of the present application, since the temperature of the groundwater is adjusted from 32 ° C. to 37 ° C., cis-DCE (cis-dichloroethylene) that has been eluted into the groundwater and cannot be purified is volatilized. be able to.
また、本願第4の発明に係る土壌及び地下水の浄化方法は、貯留槽に供給する栄養源がグルコースが溶解した水溶液が主成分であることを特徴としたものである。 The soil and groundwater purification method according to the fourth invention of the present application is characterized in that the nutrient source supplied to the storage tank is an aqueous solution in which glucose is dissolved as a main component.
この方法によって、栄養源により培養槽中のクロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を増殖させることがで きる。 By this method, Clostridium species KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) in the culture tank can be propagated by a nutrient source.
この栄養源の割合は、グルコース52%、アスパラギン−水和物25%K2HPO415%、KH2PO44%、MgSO41%、その他の塩3%であり、地下水との親和性から、グルコースは液体状が好ましい。
The percentage of this nutrient source is glucose 52%, asparagine-hydrate 25% K 2 HPO 4 15%, KH 2 PO 4 4%, MgSO 4 1%,
また、本願第5の発明に係る土壌及び地下水の浄化方法は、浄化壁の構成を二重の円筒状としたものであり、外側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、内側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めたことを特徴としたものである。 Further, the soil and groundwater purification method according to the fifth invention of the present application is such that the structure of the purification wall is a double cylindrical shape, and solid glucose is spread on the outside with a biodegradable container, on the inside. It is characterized by laying a biodegradable container with anaerobic microorganisms in the spore state.
この方法によって、特に地下水の流れが速い箇所や、海水の影響(潮の満ち引きによる地下水位の変化)が生じる場所での土壌及び地下水の浄化に最適である。 This method is particularly suitable for the purification of soil and groundwater in places where the flow of groundwater is fast and where the influence of seawater (changes in groundwater level due to tides) occurs.
また、本願第6の発明に係る土壌及び地下水の浄化方法は、浄化壁の構成を二重の円筒状としたものであり、内側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、外側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めたことを特徴としたものである。 Further, the soil and groundwater purification method according to the sixth invention of the present application is such that the structure of the purification wall is a double cylindrical shape, and solid glucose is spread on the inside with a biodegradable container and on the outside. It is characterized by laying a biodegradable container with anaerobic microorganisms in the spore state.
この方法によって、特に地下水の流れが速い箇所や、海水の影響(潮の満ち引きによる地下水位の変化)が生じる場所での土壌及び地下水の浄化に最適である。 This method is particularly suitable for the purification of soil and groundwater in places where the flow of groundwater is fast and where the influence of seawater (changes in groundwater level due to tides) occurs.
また、浄化壁の配列について、本願第5の発明である外側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、内側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めた構成の浄化壁と、本願第6の発明の発明である内側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、外側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めた構成の浄化壁を、地下水の流に対して略垂直になるように千鳥状に交互に配置するまたは、地下水の流に対して略垂直になるように前段に本願第5の発明である外側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、内側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めた構成の浄化壁を敷詰め、その後段に本願6の発明である内側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、外側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めた構成の浄化壁を敷詰める配置方法があり、適宜汚染状態に応じて配置方法を選択できる。 Further, regarding the arrangement of the purification walls, the purification according to the fifth aspect of the present invention has a configuration in which solid glucose is spread on a biodegradable container and a spore-like anaerobic microorganism is spread on the inside with a biodegradable container. A purification wall having a structure in which a biodegradable container is spread with a solid glucose on the inside and a biodegradable container on the outside with a biodegradable container on the outside, which is the invention of the sixth invention of the present application, Alternatingly arranged in a staggered manner so as to be substantially perpendicular to the flow of groundwater, or solid glucose is produced on the outside of the fifth invention of the present application so as to be substantially perpendicular to the flow of groundwater. A degradable container is laid down, a spore-like anaerobic microorganism is laid on the inside, and a purification wall is laid down with a biodegradable container, and then solid glucose is biodegraded on the inside of the invention of the present application 6 in the subsequent stage. Lay a container of sex, on the outside The anaerobic microorganisms child states have placed way to pack laid purification wall structure paved containers biodegradable, can select the alignment method in accordance with the appropriate contaminated.
本発明により、揮発性有機塩素化合物で汚染された土壌及び地下水を、芽胞を持つ嫌気性微生物によって揮発性有機塩素化合物の一つであるcis−DCEを分解、浄化し無害化処理することができる。 According to the present invention, soil and groundwater contaminated with volatile organic chlorine compounds can be detoxified by decomposing and purifying cis-DCE, which is one of volatile organic chlorine compounds, by anaerobic microorganisms having spores. .
この浄化処理に際して、汚染領域の地下水下流側に矢板等で地下水を遮水し、クロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)の浄化壁及び固形状のグルコースを主成分とする浄化壁を通過するようにしたことで、揮発性有機塩素化合物の一つであるcis−DCEを分解、浄化し無害化処理することができる。 In this purification treatment, groundwater is shielded with a sheet pile or the like on the downstream side of the groundwater in the contaminated area, and the purification wall of Clostridium species KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) and solid glucose are the main components. By passing through the purification wall, it is possible to decompose, purify and detoxify cis-DCE which is one of volatile organic chlorine compounds.
また、芽胞を持つ嫌気性微生物(クロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115))を発芽させることで当該微生物の活性及び増殖を促進させることができる。 In addition, germination of anaerobic microorganisms (Clostridial species KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115)) having spores can promote the activity and proliferation of the microorganisms.
請求項1に記載の発明は、揮発性有機塩素化合物で汚染された土壌及び地下水を、芽胞を持つ嫌気性微生物と芽胞を持つ前記嫌気性微生物の栄養源によって浄化処理する方法であって、汚染領域の地下水の流れの下流側に、前記揮発性有機塩素化合物を浄化するための壁を構築し、前記壁は微生物浄化壁と栄養源浄化壁を用いて構成し、前記微生物浄化壁は前記芽胞を持つ嫌気性微生物を胞子状態にした後、生分解性の容器に窒素ガスで封入し、前記栄養源浄化壁は固形状のグルコースを生分解性の容器に充填し、前記嫌気性微生物が少なくともクロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)であり、前記汚染領域の地下水の流れの上流側に、土壌下部の透水層下部に達する注入井戸を設け、前記壁を土壌下部の透水層下部に達する位置まで設け、前記壁の地下水の下流側に揚水井戸を設け、前記揚水井戸から揚水された前記地下水を貯留し、前記地下水に存在する芽胞を持つ前記嫌気性微生物を活性させる栄養源を貯留槽に流入させ、前記貯留槽に具備された加温手段により芽胞を持つ前記嫌気性微生物を増殖させる培養工程と、前記培養工程で増殖した芽胞を持つ前記嫌気性微生物を培養液とともに、前記注入井戸に再注入させる工程を繰り返すことを特徴とするものである。 The invention according to claim 1 is a method for purifying soil and groundwater contaminated with volatile organochlorine compounds with anaerobic microorganisms having spores and nutrients of the anaerobic microorganisms having spores, A wall for purifying the volatile organochlorine compound is constructed on the downstream side of the flow of groundwater in the region, and the wall is configured using a microbial purification wall and a nutrient source purification wall, and the microbial purification wall is the spore. Anaerobic microorganisms having a spore state are sealed with nitrogen gas in a biodegradable container, the nutrient purification wall fills the biodegradable container with solid glucose, and the anaerobic microorganisms are at least Clostridium sp. KD13 (patient biological deposit center accession number: FERM P-21115), upstream of the flow of groundwater in the contaminated area The injection well that reaches the bottom of the permeable layer at the bottom of the soil, the wall is provided up to the position reaching the bottom of the permeable layer at the bottom of the soil, the pumping well is provided on the downstream side of the groundwater of the wall, and the water pumped from the pumping well growth groundwater were pooled nutrients to stimulate the anaerobic microorganism with spores present in the ground water to flow into the savings Tomeso, the anaerobic microorganism with spores by heating means which is provided in the reservoir And the step of reinjecting the anaerobic microorganisms having the spore grown in the culture step together with the culture solution into the injection well.
これによって、芽胞を持つ嫌気性微生物を当該嫌気性微生物に適用する栄養源によって増殖、活性化させることができ、揮発性有機塩素化合物で汚染された土壌及び地下水からの汚染物質を浄化することができる。 As a result, anaerobic microorganisms with spores can be grown and activated by nutrient sources applied to the anaerobic microorganisms, and contaminants from soil and groundwater contaminated with volatile organochlorine compounds can be purified. it can.
また、貯留槽に流入する配管の一部を分岐させ、地下水を一部抜き取り、揮発性有機塩素化合物(例えば、PCE、TCE、cis−DCE等)の有無と、塩化物イオン濃度を液体クロマトグラフィで測定し浄化の進捗を確認することができる。 Also, a part of the piping that flows into the storage tank is branched, a part of the groundwater is extracted, and the presence or absence of volatile organic chlorine compounds (for example, PCE, TCE, cis-DCE, etc.) and the chloride ion concentration are measured by liquid chromatography. It can measure and confirm the progress of purification.
また、前記嫌気性微生物が、少なくともクロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridiumsp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)であることを特徴とするものであり、Dehalococcoides ethenogenes195株に代表される揮発性有機塩素化合物を低分子化及び無害化する偏性嫌気性微生物と同じく、揮発性有機塩素化合物を低分子化及び無害化できる。
また、この方法によって、砂礫層等の地下水が流れる地層(透水層)に達する位置まで、生分解性の容器に窒素ガスと共に封入されたクロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を浄化壁として配置することができ、揮発性有機塩素化合物をこの浄化壁で低分子化又は無害化できる。地下水の温度は、場所によっても異なるが、平均18℃前後であり、栄養源さえあれば、胞子状態のクロストリジウム・スピーシーズKD13が充分に発芽できる環境である。
また、この浄化壁は、地下水の流に対して略垂直になるように配置され、汚染領域を通過した地下水は、矢板等の遮水壁によって、この浄化壁を通過するようにしているため、地下水が集中し、汚染物質である揮発性有機塩素化合物が遮水壁の外に出る可能性は低く、浄化壁の厚みを増すことで、汚染物質とクロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を接触させる機会を多くすることで浄化を促進させることができる。
この場合、生分解性の容器に胞子状態で封入したことにより、クロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)の発芽を時間差で遅れさすことができ、発芽して活性するクロストリジウム・スピーシーズKD13を原位置に留まるようにすることができる。生分解性容器は、澱粉質または、ポリ乳酸エステルを主成分とするものを利用することで、容器もクロストリジウム・スピーシーズKD13の栄養源となる。
また、この方法によって、砂礫層等の地下水が流れる地層(透水層)に達する位置まで、生分解性の容器に封入された固形状のグルコースを浄化壁として配置することができ、揮発性有機塩素化合物をこの浄化壁をクロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)が栄養源として摂取することにより活性化し、汚染物質である揮発性有機塩素化合物を分解、低分子化できる。
また、栄養源であるグルコースを活性炭に含浸させて乾燥させたものを、浄化壁として用いても良い。この場合の活性炭の孔は20μm以上のものが望ましい。なぜなら、クロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)は活性した場合の全長が約10μmであり、活性炭に坦持させることができるためである。
The anaerobic microorganism is at least Clostridium sp. KD13 (clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115), and is characterized by volatility represented by Dehalococides ethenogenes 195 strain. Similar to the obligate anaerobic microorganism that lowers the molecular weight and detoxifies the organic chlorine compound, the volatile organic chlorine compound can be reduced in molecular weight and detoxified.
In addition, by this method, Clostridium species KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-) encapsulated with nitrogen gas in a biodegradable container until reaching the formation (permeable layer) through which groundwater such as gravel layer flows. 21115) can be arranged as a purification wall, and volatile organic chlorine compounds can be reduced in molecular weight or detoxified by this purification wall. Although the temperature of groundwater varies depending on the location, it is an average of around 18 ° C., and as long as there is a nutrient source, it is an environment where the spore-like clostridium species KD13 can sufficiently germinate.
In addition, this purification wall is arranged so as to be substantially perpendicular to the flow of groundwater, and the groundwater that has passed through the contaminated area passes through this purification wall by a water shielding wall such as a sheet pile, It is unlikely that volatile organochlorine compounds, which are pollutants, will come out of the impermeable walls due to the concentration of groundwater. By increasing the thickness of the purification wall, pollutants and Clostridium species KD13 (patent biological deposit center accession number) : FERM P-21115) can be promoted by increasing the chance of contact.
In this case, germination of Clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) can be delayed by time difference by enclosing in a biodegradable container in a spore state, and germinates and activates. Clostridium species KD13 can remain in place. The biodegradable container is made of starch or a polylactic acid ester as a main component, so that the container also becomes a nutrient source for Clostridium species KD13.
In addition, by this method, solid glucose enclosed in a biodegradable container can be placed as a purification wall up to a position where the groundwater such as a gravel layer flows (permeable layer). This purification wall is activated by ingestion of this purification wall as a nutrient source by Clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115), and volatile organic chlorine compounds that are pollutants can be decomposed and reduced in molecular weight. .
Further, a product obtained by impregnating activated carbon with glucose as a nutrient source and drying it may be used as a purification wall. In this case, the pores of the activated carbon are preferably 20 μm or more. This is because Clostridium species KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) has an overall length of about 10 μm when activated and can be supported on activated carbon.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の特徴に加えて、貯留槽での培養工程において、加熱手段により、揮発性有機塩素化合物の1種であるcis−DCE(シス−ジクロロエチレン)を揮発させることを特徴とするものである。
Further, the invention according to
この方法によって、揚水井戸から汲みあげた汚染された地下水を一時的に貯留槽に貯め、この貯留槽に貯めた地下水を加熱することで、地下水に地下水に溶出して浄化できなかったcis−DCE(シス−ジクロロエチレン)を揮発させることができる。 By this method, contaminated groundwater pumped from the pumping well is temporarily stored in a storage tank, and by heating the groundwater stored in this storage tank, the cis-DCE that was eluted into the groundwater and could not be purified. (Cis-dichloroethylene) can be volatilized.
また、貯留槽に貯めた地下水を加熱することにより、地下水中のDO(溶存酸素量)も低くなり、嫌気性雰囲気を作り出すことができ、これによりクロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を活性化させることができる。 Moreover, by heating the groundwater stored in the storage tank, the DO (dissolved oxygen amount) in the groundwater is also reduced, and an anaerobic atmosphere can be created, whereby Clostridium sp. KD13 (patient organism sp. KD13 (patented organism). Deposit center accession number: FERM P-21115) can be activated.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明の特徴に加えて、貯留槽の加温手段がシーズヒータであり、前記シーズヒータの加熱により前記貯留槽内の前記地下水の温度が32℃から37℃に調整され、芽胞を持つ嫌気性微生物を活性、増殖するよう栄養源供給槽から栄養源を前記貯留槽に供給することを特徴としたものである。
Further, an invention according to
この方法によって、貯留槽に具備されたシーズヒータによって、地下水の温度が32℃から37℃に調整され、かつ、栄養源供給槽から栄養源を供給することにより、クロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を活性化及び増殖させることができる。 By this method, the temperature of the groundwater is adjusted from 32 ° C. to 37 ° C. by the sheath heater provided in the storage tank, and the nutrient source is supplied from the nutrient source supply tank, so that Clostridium sp. KD13 (clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) can be activated and propagated.
これにより、偏性嫌気性微生物であるクロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を増殖させることができる。この増殖に関して増殖に適した温度である25℃から37℃(最も適した温度は培養実験から34℃であった)で、栄養源を供給した貯留槽で培養することにより、活性化、かつ、増殖させることができる。 As a result, Clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115), which is an obligate anaerobic microorganism, can be grown at a temperature suitable for growth with respect to this growth 25. It can be activated and propagated by culturing in a storage tank supplied with a nutrient source at 37 ° C. to 37 ° C. (the most suitable temperature was 34 ° C. from the culture experiment).
また、請求項4記載の発明は、請求項1または請求項3に記載の発明の特徴に加えて、貯留槽に供給する栄養源が、グルコースを溶解した水溶液が主成分であることを特徴としたものである。
The invention described in
この方法によって、栄養源により貯留槽中のクロストリジウム・スピーシーズKD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を増殖させることがで きる。 By this method, Clostridium species KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) in the storage tank can be propagated by a nutrient source.
また、この栄養源の割合は、グルコース52%、アスパラギン−水和物25%K2HPO415%、KH2PO44%、MgSO41%、その他の塩3%であり、地下水との親和性から、貯留槽でのグルコースは液体状が好ましい。
Moreover, the ratio of this nutrient source is glucose 52%, asparagine-hydrate 25% K 2 HPO 4 15%, KH 2 PO 4 4%, MgSO 4 1%, and
さらに、この栄養源のうち主成分であるグルコースの代替としてスクロースや廃密糖にすることができる。 Furthermore, sucrose or waste sugar can be used as an alternative to glucose, which is the main component of this nutrient source.
この栄養源により、クロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を
活性化及び増殖させることができる。
By this nutrient source, Clostridium sp. KD13 (clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115) can be activated and propagated.
また、請求項5記載の発明は、請求項1記載の発明の特徴に加えて、浄化壁の構成を二重の円筒状としたものであり、外側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、内側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めたことを特徴としたものである。
In addition to the features of the invention described in claim 1, the invention described in
この方法によって、特に地下水の流れが速い箇所や、海水の影響(潮の満ち引きによる地下水位の変化)が生じる場所での土壌及び地下水の浄化に最適である。 This method is particularly suitable for the purification of soil and groundwater in places where the flow of groundwater is fast and where the influence of seawater (changes in groundwater level due to tides) occurs.
また、浄化壁の構成を二重の円筒状とする場合、初に直径30cmの穴を砂礫層下部まで設け、ほぼ中心部に直径10cmの管を設置し、先にその管の外側に固形状のグルコースを生分解性の容器に充填したものを敷詰め、次に、管の内部に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器に窒素封入したものを敷き詰め、最後に管を引き吹く方法や、網状の筒を用いて、その網状の筒も浄化壁を構成する一部材としてもよい。 Also, when the purification wall has a double cylindrical shape, a hole with a diameter of 30 cm is first provided up to the bottom of the gravel layer, a tube with a diameter of 10 cm is installed at the center, and a solid shape is first placed outside the tube. A method in which a biodegradable container filled with glucose is laid, then a spore-like anaerobic microorganism is laid in a biodegradable container with nitrogen, and the tube is finally blown off. Alternatively, a net-like cylinder may be used, and the net-like cylinder may be a member constituting the purification wall.
また、請求項6記載の発明は、請求項1記載の発明の特徴に加えて浄化壁の構成を二重の円筒状としたものであり、内側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、外側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めたことを特徴としたものである。 In addition to the features of the invention of the first aspect, the invention described in claim 6 is a double cylindrical structure of the purification wall, and a solid-degradable container is provided inside with a biodegradable container. The spore-like anaerobic microorganism is spread on the outside, and a biodegradable container is laid on the outside.
この方法によって、特に地下水の流れが速い箇所や、海水の影響(潮の満ち引きによる地下水位の変化)が生じる場所での土壌及び地下水の浄化に最適である。 This method is particularly suitable for the purification of soil and groundwater in places where the flow of groundwater is fast and where the influence of seawater (changes in groundwater level due to tides) occurs.
また、浄化壁の配列について、本願第5の発明である外側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、内側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めた構成の浄化壁と、本願第6の発明の発明である内側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、外側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めた構成の浄化壁を、地下水の流に対して略垂直になるように千鳥状に交互に配置するまたは、地下水の流に対して略垂直になるように前段に本願第5の発明である外側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、内側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めた構成の浄化壁を敷詰め、その後段に本願6の発明である内側に固形状のグルコースを生分解性の容器を敷き詰め、外側に胞子状態の嫌気性微生物を生分解性の容器を敷き詰めた構成の浄化壁を敷詰める配置方法があり、適宜汚染状態に応じて配置方法を選択できる。 Further, regarding the arrangement of the purification walls, the purification according to the fifth aspect of the present invention has a configuration in which solid glucose is spread on a biodegradable container and a spore-like anaerobic microorganism is spread on the inside with a biodegradable container. A purification wall having a structure in which a biodegradable container is spread with a solid glucose on the inside and a biodegradable container on the outside with a biodegradable container on the outside, which is the invention of the sixth invention of the present application, Alternatingly arranged in a staggered manner so as to be substantially perpendicular to the flow of groundwater, or solid glucose is produced on the outside of the fifth invention of the present application so as to be substantially perpendicular to the flow of groundwater. A degradable container is laid down, a spore-like anaerobic microorganism is laid on the inside, and a purification wall is laid down with a biodegradable container, and then solid glucose is biodegraded on the inside of the invention of the present application 6 in the subsequent stage. Lay a container of sex, on the outside The anaerobic microorganisms child states have placed way to pack laid purification wall structure paved containers biodegradable, can select the alignment method in accordance with the appropriate contaminated.
本発明について図1図2を用いて説明する。図1は本発明の浄化処理方法の概略図である。また、図2は本発明の浄化処理方法の平面を示す概略図である。 The present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic view of the purification treatment method of the present invention. FIG. 2 is a schematic view showing a plane of the purification treatment method of the present invention.
汚染物質である揮発性有機塩素化合物は、電子部品等の洗浄に過去頻繁に使用されていたが、近年環境基準値を超える濃度の揮発性有機塩素化合物が土壌や、地下水から検出されるようになった。 Volatile organochlorine compounds, which are pollutants, have been used frequently in the past for cleaning electronic components, but recently, volatile organochlorine compounds with concentrations exceeding environmental standards have been detected in soil and groundwater. became.
この揮発性有機塩素化合物で汚染された土壌は、現在稼動している工場の地下や、過去に使用していた工場跡地1から検出され、その汚染浄化作業に例えば掘削工法、金属還元剤注入工法、微生物利用浄化工法等により行われている。 The soil contaminated with this volatile organic chlorine compound is detected from the underground of the factory currently in operation or the factory site 1 used in the past, and for example, excavation method, metal reducing agent injection method for the contamination purification work. It is carried out by the microbiological purification method.
本発明は、揮発性有機塩素化合物で汚染された土壌・地下水の浄化に際して、微生物を利用したバイオオギュメンテーションを浄化壁によって浄化することを試みた。 In the present invention, when purifying soil and groundwater contaminated with volatile organochlorine compounds, an attempt was made to purify bio-ugulation using microorganisms with a purification wall.
図1に示すように、工場跡地1での浄化作業であり、工場跡地1の広さは約20000m2であり、その中の汚染領域2は1500m2であった。
As shown in FIG. 1, it was a purification work on the factory site 1, the area of the factory site 1 was about 20000 m 2 , and the contaminated
資料等の調査をした後、バイオオギュメンテーションが可能か否かを試験した。 After investigating materials, etc., it was tested whether bio-augmentation was possible.
この工場跡地1の揮発性有機塩素化合物で汚染された土壌・地下水の汚染領域2は、地下水が流れる透水層3にまで達している。
The soil / groundwater contaminated
この汚染領域2に相関する地下水の上流側に表層から砂礫等の透水層3の下部まで掘削した直径100mmの注入井戸4を設け、この注入井戸4から見て汚染領域2の対向する地下水の下流側の位置に浄化壁5を設け、その下流に揚水井戸6を設けた。尚、注入井戸4は、汚染領域2の揮発性有機塩素化合物の最も濃度が高い位置に設けても良い。
An injection well 4 having a diameter of 100 mm drilled from the surface layer to the bottom of the
また、注入井戸4からは、地上に設けた揚水井戸6から揚水ポンプ7で揚水された地下水が貯留槽8に供給される。この貯留槽8には配管を介して栄養源供給槽9が連通されていて、貯留槽8にグルコースを主成分とする液体状の栄養源を適宜供給している。
From the injection well 4, groundwater pumped by a pump 7 from a pumping well 6 provided on the ground is supplied to the
この栄養源は偏性嫌気性微生物であるクロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)の活性化を促進するものであり、具体的な成分は、グルコース50%、アスパラギン−水和物25%K2HPO415%、KH2PO44%、MgSO42%、その他の塩4%としたが、栄養源のうち主成分であるグルコースの代替としてスクロースや廃密糖を用いることもできる。
This nutrient source promotes the activation of Clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115), which is an obligate anaerobic microorganism. 50%, asparagine-hydrate 25% K 2 HPO 4 15%, KH 2 PO 4 4%,
また、実験室レベルでの培養では、34℃の温度管理化において、栄養源の成分割合をグルコース52%、アスパラギン−水和物25%K2HPO415%、KH2PO44%、MgSO41%、その他の塩3%とした場合が、最も増殖速度が速かった。
Further, in the culture at the laboratory level, in the temperature control at 34 ° C., the nutrient ratio is 52% glucose, 25% asparagine hydrate 15% K 2 HPO 4, 4 % KH 2 PO 4 , MgSO 4 The growth rate was the fastest when 1% and
貯留槽8には、加温手段であるシーズヒータ10が具備されており、貯留槽8の溶液の温度を増殖に適した温度である32℃から37℃にコントロールできるように貯留槽8内に図示しないがサーミスターが備わっていて、サーミスターで温度調整している。
The
貯留槽8の溶液の温度を32℃から37℃に調整された後、約20分が経過すると、貯留槽8下部の制御バルブ11が開き、貯留槽8内部の溶液を注入井戸4に注入される。
After about 20 minutes have elapsed after the temperature of the solution in the
貯留槽8に具備ざれたサーミスターの信号と制御バルブ11とは制御装置(図示しない)で連動されており、制御装置内にタイマーも具備されている。
The thermistor signal provided in the
注入井戸4に注入された貯留槽8内部の溶液は、透水層3の地下水に溶け込み、地下水流に従って拡散される。
The solution in the
この溶液は、グルコースを主成分とする液体状の栄養源であり、特にクロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)の活性化を促進するものである。 This solution is a liquid nutrient source mainly composed of glucose, and in particular, promotes the activation of Clostridium sp. KD13 (clostridium sp. KD13 (patent biological deposit center accession number: FERM P-21115). .
拡散された溶液は、汚染領域2とも接触し、汚染物質である揮発性有機塩素化合物を偏性嫌気性微生物の働きにより、特にcis−DCE(シス−ジクロロエチレン)を低分子化することができる。
The diffused solution also comes into contact with the contaminated
また、汚染物質である揮発性有機塩素化合物は、表層、シルト等の難槽水層から雨水等により、砂礫等の透水層に溶出し、地下水流によって拡散される。 Moreover, the volatile organic chlorine compound which is a pollutant is eluted into the permeable layer such as gravel from the surface water tank or the difficult tank water layer such as silt by the rainwater or the like, and is diffused by the groundwater flow.
この地下水流によって拡散された揮発性有機塩素化合物は、土中の偏性嫌気性微生物によって分解されるが、現在知られている殆どの偏性嫌気性微生物は、例えば、PCE(テトラクロロエチレン)→cis−DCE、TCE(トリクロロエチレン)→cis−DCEというように、cis−DCEで分解反応が止まってしまう。 Volatile organochlorine compounds diffused by this groundwater flow are decomposed by obligate anaerobic microorganisms in the soil, but most currently known obligate anaerobic microorganisms are, for example, PCE (tetrachloroethylene) → cis. -Decomposition reaction is stopped by cis-DCE, such as DCE, TCE (trichloroethylene) → cis-DCE
このcis−DCEを低分子化または無害化にすべく、汚染領域2の下流側に浄化壁5を設け、この浄化壁5の一つは胞子状態のクロストリジウム・スピーシーズKD13(clostridium sp.KD13(特許生物寄託センター受託番号:FERM P−21115)を生分解性であるポリ乳酸エステルを主成分とする容器に窒素ガスで封入したもの(以下、微生物浄化壁5aという。)、また、他の浄化壁5として、固形状のグルコースを生分解性の容器に封入したもの(以下、栄養源浄化壁5bという。)を、地下水流に略直交するように配置し、汚染領域2の汚染物質である揮発性有機塩素化合物が接触するように誘導する矢板12を、地下水流に平行に設け、この浄化壁5で汚染物質である揮発性有機塩素化合物(特にcis−DCE)を低分子化又は無害化できるように配置した。
In order to make the cis-DCE low-molecular or harmless, a
偏性嫌気性微生物であるクロストリジウム・スピーシーズKD13が揮発性有機塩素化合物を摂取し、その代謝物として塩化物イオンが放出される。代謝物としては他に酪酸、酢酸、二酸化炭素などがある。これらのうち、グルコースを体内で分解し、代謝物として放出された酪酸、酢酸は、他の嫌気性微生物の、栄養源の一部となり、浄化促進を図ることができる。 Clostridium species KD13, an obligate anaerobic microorganism, ingests volatile organochlorine compounds and releases chloride ions as metabolites thereof. Other metabolites include butyric acid, acetic acid, and carbon dioxide. Of these, butyric acid and acetic acid, which decompose glucose in the body and are released as metabolites, become part of the nutrient source of other anaerobic microorganisms, and can promote purification.
このように表層から透水層3の地下水に溶出した揮発性有機塩素化合物(PCE、TCE、cis‐DCE、VC)は、浄化壁5によって、低分子化又は無害化される。
Thus, the volatile organochlorine compounds (PCE, TCE, cis-DCE, VC) eluted from the surface layer into the groundwater of the
本発明を用いての浄化を時系列で観測した結果、揮発性有機塩素化合物であるPCE及びTCEは約80日で環境基準値以下になり、cis‐DCEについても120日で環境基準値以下になった。 As a result of observing purification using the present invention in time series, PCE and TCE, which are volatile organochlorine compounds, are below the environmental standard value in about 80 days, and cis-DCE is also below the environmental standard value in 120 days. became.
しかしながら、地下水の流れる方向や、地下水の水位、(高低差)により、揮発性有機塩素化合物が偏性嫌気性微生物と接しない場合もあり、浄化壁5の下流側に揚水井戸6を設け、地下水を揚水する。なお、揚水した地下水の温度は17.4℃であった。
However, volatile organochlorine compounds may not come into contact with obligate anaerobic microorganisms depending on the direction of groundwater flow, groundwater level (level difference), and a pumping well 6 is provided downstream of the
この揚水させた地下水は貯留槽8に貯められ、この貯留槽8に供給される直前の分岐管(図示しない)から地下水を一部抜き取り、溶出している塩化物イオン濃度を液体クロマトグラフィで測定することで、特にクロストリジウム・スピーシーズKD13が揮発性有機塩素化合物(PCE、TCE、cis‐DCE、VC)を体内に摂取し、揮発性有機塩素化合物の低分子化を促進している状態を判断することができる。
The pumped-up groundwater is stored in a
また、貯留槽8に貯められた地下水に揮発性有機塩素化合物であるcis‐DCEが残存していても、貯留槽8に備わっているシーズヒーター10での地下水の加熱により、揮発させることができる。
Further, even if cis-DCE which is a volatile organic chlorine compound remains in the groundwater stored in the
以上、揮発性有機塩素化合物であるcis‐DCEの浄化処理方法とそれに用いる微生物のメカニズムを説明したが、本発明の一実施例に過ぎず、浄化壁の配列、注入量など、汚染土壌の存在する現場にあわせた施工方法で揮発性有機塩素化合物を浄化する形態についても同様である。 In the above, the purification method of cis-DCE, which is a volatile organic chlorine compound, and the mechanism of microorganisms used therefor have been described. However, this is only an example of the present invention, and the presence of contaminated soil such as the arrangement of the purification wall and the injection amount. The same applies to the form of purifying volatile organochlorine compounds by a construction method suitable for the site.
また、微生物浄化壁5aと栄養源浄化壁5bを一つの井戸に設ける浄化壁の配置についても言うまでもない。
Needless to say, the arrangement of the purification walls in which the
1 工場跡地
2 汚染領域
3 透水層
4 注入井戸
5 浄化壁
5a 微生物浄化壁
5b 栄養源浄化壁
6 揚水井戸
7 揚水ポンプ
8 貯留槽
9 栄養源供給槽
10 シーズヒーター
11 制御バルブ
12 矢板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
特徴とする請求項1記載の土壌及び地下水の浄化方法。 The wall structure is a double cylinder, the solid tube is spread with a biodegradable container on the outer cylinder side, and the spore-like anaerobic microorganism is spread on the inner cylinder side with a biodegradable container. The soil and groundwater purification method according to claim 1.
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