好気微生物による土壌・地下水の浄化方法
【課題】有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して浄化する際、効果的に亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制して、効率よく浄化を行うことができる土壌・地下水の浄化方法を得る。
【解決手段】
供給路Ｌ１から酸素含有ガスを送り、ガスボンベ６からガス状硝化抑制物質（アセチレン）を供給路Ｌ２から送り、供給路Ｌ３から注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃに分散して混合ガスＧを土壌１および地下水２中に注入し、土壌中に存在する好気微生物の作用により有害物質を分解し、アンモニア酸化細菌や硝化細菌による亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の生成を抑制する。
【解決手段】
供給路Ｌ１から酸素含有ガスを送り、ガスボンベ６からガス状硝化抑制物質（アセチレン）を供給路Ｌ２から送り、供給路Ｌ３から注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃに分散して混合ガスＧを土壌１および地下水２中に注入し、土壌中に存在する好気微生物の作用により有害物質を分解し、アンモニア酸化細菌や硝化細菌による亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の生成を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好気微生物を利用することにより、有害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に関し、特に有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して、別の有害物質を生成させることなく浄化する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有害物質で汚染された土壌や地下水を浄化する方法として、汚染地下水を揚水処理するとともに汚染土壌を掘削し、汚染現場外に搬出して処理する方法(掘削除去)が多く用いられている。しかしながら、掘削除去はコストが高く、ブラウンフィールド問題の深刻化や搬出汚染土壌の不適正処理につながりうることが指摘されている。このような点を解決し、有害物質で汚染された土壌または地下水を原位置で浄化する方法として、汚染物質に対する分解活性を有する生物を利用して浄化する方法、すなわちバイオレメディエーション（Ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ：生物修復法）がある。
【０００３】
このようなバイオレメディエーションにより土壌または地下水を原位置で浄化する方法として、特許文献１（特開平１０−１８０２３７）には、トリクロロエチレン、ジクロロエチレン等の有機塩素系の汚染物質で汚染された土壌または地下水等の汚染部位に、アンモニア酸化細菌およびそのアンモニア酸化細菌の増殖基質であるアンモニア水溶液を注入し、汚染物質とアンモニア酸化細菌とを接触させることにより、有機塩素化合物を分解除去する方法が示されている。この方法では、独立栄養微生物であるアンモニア酸化細菌が、その増殖基質であるアンモニアを分解するとき、これと同様のメカニズムで有機塩素系の汚染物質を分解する作用を利用して浄化する方法である。
【０００４】
一方、特許文献２（特開２００６−１９８５４８、特許４４３１９７９）には、油で汚染された土壌および地下水の汚染部位に、窒素源を少なくとも含む無機塩と酸素源とを注入し、汚染部位に存在する細菌によって前記油を浄化処理する土壌および地下水の油浄化方法において、汚染部位に硝化抑制物質を注入し、油で汚染された土壌や地下水の浄化の妨げとなる硝化を抑制して油を浄化する方法が示されている。この方法は前記特許文献１の有機塩素系の汚染物質とは異なり、一般的な有機物である油を一般的な好気性微生物により酸化分解する方法である。この好気性微生物は従属栄養微生物であり、汚染物質である一般的な有機物を基質として酸化分解する。この際、従属栄養微生物の補助栄養源として窒素源を注入する必要があるが、アンモニア酸化細菌が共存すると、注入した窒素源が分解されるので、特許文献２では硝化抑制物質を注入し、硝化を抑制して油を浄化している。
【０００５】
しかし特許文献２は浄化対象物質が油のみであり、さらに窒素源を含む無機塩を注入することを必須としている。硝化抑制物質としては、チオ尿素、２−アミノ−４−クロル−６−メチルピリミジン、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジシアンジアミド、サルファーチアゾール、Ｎ−２，５−ジクロルフェニル、サクシナミド酸、１−アミジノ−２チオウレア（グアニルチオウレア）、４−アミノ−１，２，４−トリアゾール塩酸塩などが示されている。これらの硝化抑制物質は水溶性の固体薬剤として得られ、窒素源を含む無機塩とともに水溶液とされ、酸素源と混合して土壌または地下水に注入される。
【０００６】
好気条件において土壌・地下水中にアンモニア性窒素や有機体窒素が過剰にある場合、これらの窒素はアンモニア酸化細菌や硝化細菌の働きによって、亜硝酸性窒素や硝酸窒素が生成することがある(硝化反応)。亜硝酸性窒素および硝酸性窒素は、メトヘモグロビン
血症を起こす等、人体に有害なため、浄化において亜硝酸性窒素や硝酸性窒素が生成することは好ましくない。特許文献２では、硝化抑制物質は酸素源や無機塩類の有効活用の目的で用いられており、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成抑制の目的は示されていない。
【０００７】
非特許文献１には、メタン、エタン、エチレンおよびアセチレンはいずれも効果的に亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制することが示されている。また非特許文献２には、アセチレン以外のアセチレン化合物の中にも硝化抑制物質があることが示されている。これらはいずれも、農業において肥料として施用される窒素源の硝化を抑制するために用いられており、土壌または地下水を原位置で浄化する場合に適用することは示されていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】G. W. McCarty, et al, Inhibition of nitrification in soil by gaseous hydrocarbons, Biology and Fertility of Soils, 11, 231(1991)
【非特許文献２】G. W. McCarty, Modes of action of nitrification inhibitors, Biology and Fertility of Soils, 29, 1(1999)
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１８０２３７
【特許文献２】特開２００６−１９８５４８（特許４４３１９７９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して浄化する際、効果的に亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制して、効率よく浄化を行うことができる土壌・地下水の浄化方法を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は次の好気微生物による土壌・地下水の浄化方法である。
（１） 有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して浄化する方法であって、
処理対象地域の土壌および／または地下水に、酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給することにより、
亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制して、有害物質を浄化することを特徴とする好気微生物による土壌・地下水の浄化方法。
（２） ガス状硝化抑制物質を間欠的に供給する上記（１）記載の方法。
（３） ガス状硝化抑制物質がメタン、エタン、エチレンおよびアセチレンから選ばれる１種類以上の物質である上記（１）または（２）記載の方法。
（４） ガス状硝化抑制物質の供給している時間が、供給時間と停止時間の合計に対して、１５％以上５０％以下である上記（２）または（３）記載の方法。
（５） ガス状硝化抑制物質が少なくともアセチレンを含み、かつ、
供給するガス中のアセチレン濃度が１００ｖｏｌｐｐｍから２．５ｖｏｌ％の範囲である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の方法。
（６） 処理対象地域の土壌および／または地下水に、窒素源を供給する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の方法。
【００１２】
本発明において、処理対象となる土壌および／または地下水は好気微生物により分解可能な有害物質で汚染された土壌および／または地下水である。浄化の対象となる汚染物質
は、好気微生物により好気的雰囲気で分解可能な有害物質であり、一般的な有機物はこれに含まれる。炭水化物、蛋白質、脂肪等の通常の好気微生物により分解可能なＢＯＤ成分は、分解可能な有害物質の代表的な例である。好気微生物による分解が困難な炭化水素、その他の有害物質であっても、特別な好気微生物を馴養することにより、あるいはＢＯＤ成分等の他の易分解性の成分とともに浄化することなどにより、好気微生物による分解が容易になるものも本発明の対象に含まれる。本発明において、分解可能な有害物質の好ましい例としては、ベンゼン、フェノール、シアン、油、その他のＢＯＤ成分などがあげられる。
【００１３】
本発明において、処理対象となる土壌および／または地下水には、好気微生物により分解可能な有害物質が含まれていればよく、これらの他に、さらに好気微生物により分解できない汚染物質が、浄化を目的としない汚染物質として含まれていてもよい。ここでさらに含まれている浄化を目的としない汚染物質が、好気微生物により分解できない場合は、前処理または後処理として、他の浄化法により浄化することができる。本発明において、「土壌・地下水」は「土壌および／または地下水」の意味で用いられる。
【００１４】
上記のような有害物質で汚染された土壌および／または地下水に、原位置で酸素含有ガスを供給すると、土壌および／または地下水に酸素が溶解し、好気微生物により有害物質が分解され、浄化が行われる。この場合、好気微生物が有害物質を基質として増殖するが、この増殖には補助栄養源として窒素源が必要である。窒素源としては、土壌および／または地下水中に蛋白質等の有機体窒素やアンモニア性窒素が存在する場合は、これらが利用されるが、これらが存在しない場合には、外部から供給する。
【００１５】
上記の有害物質で汚染された土壌および／または地下水に、補助栄養源としての窒素源の存在下に、原位置で酸素含有ガスを供給すると、土壌および／または地下水に酸素が溶解するため、好気微生物が有害物質を基質として増殖する。これにより有害物質が酸化分解され、浄化が行われる。このとき窒素源が補助栄養源として利用され、好気微生物が増殖するが、土壌・地下水中にアンモニア性窒素や有機体窒素が過剰になると、共存するアンモニア酸化細菌や硝化細菌等の働きによって硝化反応が起こり、過剰の窒素が亜硝酸性窒素や硝酸窒素に硝化される。このようなアンモニア酸化細菌や硝化細菌等による硝化反応を防止するために、本発明では、処理対象地域の土壌および／または地下水に、酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給することにより、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制して、有害物質を浄化する。
【００１６】
本発明で用いるガス状硝化抑制物質は、好気微生物による有害物質の好気性酸化が行われる条件において、アンモニア酸化細菌や硝化細菌等による硝化反応を抑制する物質であって、ガス状で得られる物質であればよい。このようなガス状硝化抑制物質としてはメタン、エタン、エチレンおよびアセチレンから選ばれる１種類以上の物質が好ましいが、非特許文献２に記載されたアセチレン以外のアセチレン化合物、その他のガス状の硝化抑制物質などであってもよい。特に好ましいガス状硝化抑制物質としては、アセチレンがあげられる。アセチレンはガス溶接等で一般に使われており、容易に入手できる。またメタン、エタン、エチレンおよびアセチレンの中で、アセチレンは最も硝化抑制効果が高い。
【００１７】
本発明ではガス状硝化抑制物質は、酸素含有ガスとともに処理対象地域の土壌および／または地下水に供給する。ガス状硝化抑制物質を供給する量は、硝化反応を抑制するのに必要な量である。この量は処理対象地域の土壌および／または地下水に存在する有害物質および窒素源の種類、量、好気微生物および硝化反応に関与するアンモニア酸化細菌や硝化細菌等の種類、量ならびに供給するガス状硝化抑制物質の種類、純度などにより変わるので、予め試験により量を決めておくことが好ましい。本発明では、ガス状硝化抑制物質は酸素含有ガスとともに供給するが、ガス状硝化抑制物質と酸素含有ガスを混合状態で供
給するのが好ましい。
【００１８】
酸素含有ガスとしては通常空気が用いられるが、酸素富化空気、あるいは他の成分が混入した空気でもよい。酸素含有ガスは有害物質の酸化のために供給するので、大量のガスが供給され、一般的には、０．０５〜１０ｍ３／ｈ、好ましくは０．５〜５ｍ３／ｈ程度の流量で供給されるが、ガス状硝化抑制物質はこれに比べると少量の供給となる。このため少量のガス状硝化抑制物質を大量の酸素含有ガスに混入して希釈した状態で供給することになる。このときの酸素含有ガス中のガス状硝化抑制物質の濃度は、酸素含有ガスおよびガス状硝化抑制物質の種類、純度、組成、ならびにこれらの供給すべき量などによって異なるが、濃度の下限は硝化抑制に最低限必要な濃度になり、上限は爆発限界により決まる。アセチレンは１００ｖｏｌｐｐｍ以上で有意に亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制するので、１００ｖｏｌｐｐｍが下限となり、爆発限界は２．５ｖｏｌ％であるので、２．５ｖｏｌ％が上限となる。またアセチレン濃度が極端に高い場合、アセチレンの微生物分解によって酸素が消費され、効果的に浄化できなくなる。
【００１９】
酸素含有ガスを供給する際、常にガス状硝化抑制物質を混入して供給してもよいが、ガス状硝化抑制物質を間欠的に混入して供給するのが好ましい。ガス状硝化抑制物質を間欠的に供給する場合、ガス状硝化抑制物質の供給している時間が、供給時間と停止時間の合計に対して、１５％以上５０％以下であることが好ましい。例えば、合計時間が７日の場合、ガス状硝化抑制物質を供給している時間が１．３３日以上、好ましくは１．３３〜３．５日に設定することができる。ガス状硝化抑制物質を供給している時間中は混合ガスが供給され、ガス状硝化抑制物質の供給を停止している時間中は酸素含有ガスのみが供給される。ガス状硝化抑制物質の間欠供給は、数時間単位の繰り返し、数日単位の繰り返しを適宜設定して行うことができる。
【００２０】
酸素含有ガスおよびガス状硝化抑制物質の供給方法は、これらのガスを土壌および／または地下水中に均一に分散させ、好気微生物を利用する好気性酸化反応および硝化反応の抑制ができる方法を採用する。好気性酸化反応には、汚染土壌や汚染地下水の全体に酸素を供給し、好気条件を保つかが重要であり、エアースパージングによるガスの供給が採用できる。この方法は処理対象地域に注入井戸を形成して、酸素含有ガスおよびガス状硝化抑制物質を供給し、土壌および／または地下水中に分散（ｓｐａｒｇｅ）させる方法である。注入井戸は処理対象地域に複数個、好ましくは格子状に分散させ、ガスの混合、供給装置に連絡するのが好ましい。
【００２１】
ガス状硝化抑制物質の調製方法に制限はないが、土壌および／または地下水に供給する酸素を含むガスに、予めガス状硝化物質を混合しておく方法、酸素を含むガスの供給配管からガス状硝化抑制物質をライン注入し混合する方法、あるいは酸素を含むガスを供給する井戸やトレンチにガス状硝化抑制物質を直接吹き込んで井戸やトレンチ、土壌または地下水内で混合する方法等があげられる。
【００２２】
土壌および／または地下水中に蛋白質等の有機体窒素やアンモニア性窒素が存在する場合は、窒素源を外部から供給しなくてもよいが、これらが存在しない場合には、外部から窒素源を供給する。外部から供給する窒素源としては制限はないが、アンモニアやその塩、尿素、アミノ酸やその塩等が使用できる。亜硝酸やその塩、および硝酸やその塩は人体に有害なため、使用しないことが好ましい。窒素源を外部から供給する場合、窒素源は独立した供給路から供給してもよいが、ガスとともに供給してもよい。
【００２３】
有害物質で汚染された土壌および／または地下水に、原位置で酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給すると、土壌および／または地下水に酸素が溶解し、好気微生物により有害物質が分解され、浄化が行われるが、このときガス状硝化抑制物質により亜硝
酸性窒素および硝酸性窒素の生成が抑制され、土壌および／または地下水に存在する窒素源は好気微生物の増殖に効率的に用いられるとともに、有害物質である亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の発生は防止される。
【００２４】
有害物質で汚染された土壌および／または地下水に酸素含有ガスを供給して浄化する方法では、酸素が供給された部分においてのみ有害物質が分解されるので、汚染土壌や汚染地下水の全体に酸素を供給することが重要である。同様に硝化反応も、酸素が供給された部分においてのみ進行し、亜硝酸性窒素あるいは硝酸性窒素が生成する。従って、酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給することにより、酸素ガスが供給される部分にだけ硝化抑制物質を供給することになり、効率的に硝化を抑制しつつ、汚染土壌や汚染地下水を浄化することが可能となる。
【００２５】
特許文献２では、硝化抑制物質を注入して窒素源の分解を防ぐことにより、油汚染土壌・地下水の浄化を効率化することを目的としており、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成抑制は目的としていない。しかし特許文献２のように、固体または液体状の硝化抑制物質を用いると、酸素が供給される部分に適切に供給できず、逆に、酸素が供給されない部分に拡散ないし漏洩することになり、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の抑制は非効率的である。
【００２６】
硝化抑制物質はアンモニア酸化細菌や硝化細菌に含まれる酵素と反応して失活させることにより、亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の生成を抑制する。非特許文献２には、アセチレンが硝化細菌のアンモニアモノオキシゲナーゼ（ＡＭＯ）によってエポキシ化され、ＡＭＯと反応して、共有結合することによって、ＡＭＯを失活させることが示されている。この場合、蛋白質のデノボ合成が必要となるため、ＡＭＯの活性回復には時間を要する。活性回復するまでは亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の生成を抑制される。このためＡＭＯの活性が回復するまでの間は硝化抑制物質の供給を停止することができ、ガス状硝化抑制物質を間欠的に供給しても、亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の生成を抑制することができ、これによりさらに効率よく浄化を行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して浄化する際、処理対象地域の土壌および／または地下水に、酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給するようにしたので、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を効果的に抑制して、効率よく浄化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態の好気微生物による土壌・地下水の浄化方法を示す断面図である。
【図２】実施例１、比較例１において、ＴＯＣ濃度の経時変化を示すグラフである。
【図３】実施例１、比較例１において、硝酸性窒素濃度の経時変化を示すグラフである。
【図４】実施例２、比較例２において、液中ＴＯＣ濃度の経時変化を示すグラフである。
【図５】実施例２、比較例２において、液中硝酸性窒素濃度の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。図１は実施形態の好気微生物による土壌・地下水の浄化方法を示しており、１は処理対象地域の有害物質で汚染された土壌、２は土壌１中を流れる地下水で、３は地下水面を示す。処理対象地域の土壌１中には、地下水面３を超えて地下水２の流域にいたるように複数の注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃが設けら
れている。コンプレッサ５から伸びる酸素ガス供給路Ｌ１と、ガスボンベ６から伸びる硝化抑制物質ガス供給路Ｌ２とが合流して混合器（ラインミキサ）７に連絡し、混合器から伸びるガス供給路Ｌ３が注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃに連絡している。硝化抑制物質ガス供給路Ｌ２には弁８が設けられ、制御装置９により制御されるように構成されている。
【００３０】
上記の構成における土壌・地下水の浄化方法は、コンプレッサ５で空気を圧縮して酸素ガス供給路Ｌ１から酸素含有ガスを送り、ガスボンベ６からガス状硝化抑制物質（アセチレン）を弁８で流量制御して硝化抑制物質ガス供給路Ｌ２を通して送り、両者を合流させて混合器７で混合してガス供給路Ｌ３から注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃに分散して混合ガスＧを土壌１および地下水２中に注入し、浄化を行う。
【００３１】
土壌１および地下水２中では、注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃから混合ガスが供給されることにより酸素が溶解し、土壌中に存在する好気微生物の作用により有害物質が分解される。このとき酸素含有ガスが供給される部分には、ガス状硝化抑制物質も供給されるので、アンモニア酸化細菌や硝化細菌による亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の生成が抑制される。ガス状硝化抑制物質の供給によりアンモニア酸化細菌や硝化細菌に含まれる酵素が失活するので、制御装置９により弁８を開閉し、ガス状硝化抑制物質を間欠注入するように制御する。
【００３２】
図１では注入井戸４ｂについてのみ混合ガスＧが影響半径Ｘの範囲に吹き出される状態を図示しているが、注入井戸４ａ、４ｃについても同様のことが行われる。注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃはそれぞれの影響半径Ｘが処理対象地域の所定範囲を覆うように配置される。処理対象地域の土壌１では地下水２は一定方向に流れるので、注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃは汚染地域における地下水流の上流側に配置することにより全体の浄化が可能になる。また図１では、窒素源が存在するためこれを供給しない例を示しているが、窒素源を供給する場合は、注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃを通して供給してもよく、また他の供給路から供給してもよい。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例および比較例について説明する。
【００３４】
〔実施例１〕：
汚染物質（ＴＯＣ）としてブドウ糖を水道水に添加し、ＢＯＤ分解能および硝化能を有する活性汚泥を添加して摸擬汚染地下水を調製した。
上記模擬汚染地下水１Ｌに対し、栄養塩として塩化アンモニウムと、ｐＨ緩衝液および栄養塩として、リン酸緩衝液（リン酸二水素カリウム＋リン酸水素二ナトリウム）を添加後、散気管を用い、空気あるいはアセチレン混合空気（アセチレン１０００ｖｏｌｐｐｍ)を２０ｍＬ／ｍｉｎの流量で交互に吹き込んだ。反応は室温で行った。
【００３５】
経時的にＴＯＣ、亜硝酸、硝酸の濃度を測定し、ブドウ糖の分解挙動および硝酸・亜硝酸の生成挙動を調べた。ブドウ糖および栄養塩の初期濃度を表１に、アセチレン混合空気の曝気条件を表２に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
上記の結果、図２および図３に示すように、実施例１の各条件では、ブドウ糖（ＴＯＣ）は分解されることが確認された。供給時間が供給時間と停止時間の合計に対して１５％未満である条件１〜３では、日数の経過とともに、硝酸が生成し、地下水基準１０ｍｇ−Ｎ／Ｌを上回った。供給時間が上記合計時間に対して１５％以上５０％以下である条件４，５では、実験期間中、硝酸が生成しなかった。また、亜硝酸は各条件とも生成しなかった。上記の結果より、アセチレン混合空気の供給時間が、供給時間と停止時間の合計に対して１５％以上５０％以下の場合にブドウ糖（ＴＯＣ）が分解され、かつ、効果的に亜硝酸および硝酸の生成を抑制できることが分かる。
【００３９】
〔比較例１〕：
実施例１において、アセチレン混合空気を使用せず、常に空気を吹き込んだこと以外、実施例１と同じ方法でブドウ糖の分解挙動および亜硝酸・硝酸の生成挙動を調べた。
上記の結果、図２および図３に示すように、ブドウ糖（ＴＯＣ）は分解されたものの、地下水環境基準（１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ）を上回る濃度の硝酸が生成した。亜硝酸については生成しなかった。
【００４０】
〔実施例２〕：
砂（宇部珪砂６号）３００ｇに対し、汚染物質（ＴＯＣ）としてスクロースを６７０ｍｇ−Ｃ／ｋｇとなるように添加し、含水率２５重量％となるよう水道水１００ｍＬを添加し、よく混合して模擬汚染土壌とした。上記模擬汚染土壌に対し、表１組成からブドウ糖
を除いた模擬地下水９００ｍＬを添加した。
【００４１】
上記模擬汚染土壌・地下水に対し、散気管を用い、空気あるいはアセチレン混合空気（アセチレン１０００ｖｏｌｐｐｍ）を２０ｍＬ／ｍｉｎの流量で交互に吹き込んだ。アセチレン混合空気の吹き込み時間（供給時間）は２日、アセチレンを含まない空気の吹き込み時間（停止時間）は６日とし、実験は室温で行った。
【００４２】
経時的に液中のＴＯＣ、亜硝酸、硝酸の濃度を測定し、スクロース（ＴＯＣ）の分解挙動および硝酸・亜硝酸の生成挙動を調べた。また、実験前後の土壌中のＴＯＣを測定した。その結果を図４、図５および表３に示す。
上記の結果、図４、図５および表３に示すように、アセチレン混合空気の供給により、地下水および土壌中のスクロース（ＴＯＣ）が分解され、かつ、亜硝酸および硝酸の生成は認められなかった。
【００４３】
〔比較例２〕：
実施例２において、アセチレン混合空気を使用せず、常に空気を吹き込んだこと以外、実施例１と同じ方法でスクロース（ＴＯＣ）の分解挙動および亜硝酸・硝酸の生成挙動を調べた。また、実験前後の土壌中のＴＯＣを測定した。その結果を図４、図５および表３に示す。
【００４４】
【表３】
【００４５】
上記の結果、図４、図５および表３に示すように、スクロース（ＴＯＣ）は分解されたものの、地下水環境基準を上回る濃度の硝酸が生成した。亜硝酸については生成しなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
好気微生物を利用することにより、有害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、特に有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して、別の有害物質を生成させることなく浄化する方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１： 土壌、２： 地下水、３： 地下水面、４ａ，４ｂ，４ｃ： 注入井戸、５： コンプレッサ、６： ガスボンベ、７： 混合器（ラインミキサ）、８： 弁、９： 制御装置、Ｇ： 混合ガス、Ｘ： 影響半径、Ｌ１： 酸素ガス供給路、Ｌ２： 硝化抑制物質ガス供給路、Ｌ３： ガス供給路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好気微生物を利用することにより、有害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に関し、特に有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して、別の有害物質を生成させることなく浄化する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有害物質で汚染された土壌や地下水を浄化する方法として、汚染地下水を揚水処理するとともに汚染土壌を掘削し、汚染現場外に搬出して処理する方法(掘削除去)が多く用いられている。しかしながら、掘削除去はコストが高く、ブラウンフィールド問題の深刻化や搬出汚染土壌の不適正処理につながりうることが指摘されている。このような点を解決し、有害物質で汚染された土壌または地下水を原位置で浄化する方法として、汚染物質に対する分解活性を有する生物を利用して浄化する方法、すなわちバイオレメディエーション（Ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ：生物修復法）がある。
【０００３】
このようなバイオレメディエーションにより土壌または地下水を原位置で浄化する方法として、特許文献１（特開平１０−１８０２３７）には、トリクロロエチレン、ジクロロエチレン等の有機塩素系の汚染物質で汚染された土壌または地下水等の汚染部位に、アンモニア酸化細菌およびそのアンモニア酸化細菌の増殖基質であるアンモニア水溶液を注入し、汚染物質とアンモニア酸化細菌とを接触させることにより、有機塩素化合物を分解除去する方法が示されている。この方法では、独立栄養微生物であるアンモニア酸化細菌が、その増殖基質であるアンモニアを分解するとき、これと同様のメカニズムで有機塩素系の汚染物質を分解する作用を利用して浄化する方法である。
【０００４】
一方、特許文献２（特開２００６−１９８５４８、特許４４３１９７９）には、油で汚染された土壌および地下水の汚染部位に、窒素源を少なくとも含む無機塩と酸素源とを注入し、汚染部位に存在する細菌によって前記油を浄化処理する土壌および地下水の油浄化方法において、汚染部位に硝化抑制物質を注入し、油で汚染された土壌や地下水の浄化の妨げとなる硝化を抑制して油を浄化する方法が示されている。この方法は前記特許文献１の有機塩素系の汚染物質とは異なり、一般的な有機物である油を一般的な好気性微生物により酸化分解する方法である。この好気性微生物は従属栄養微生物であり、汚染物質である一般的な有機物を基質として酸化分解する。この際、従属栄養微生物の補助栄養源として窒素源を注入する必要があるが、アンモニア酸化細菌が共存すると、注入した窒素源が分解されるので、特許文献２では硝化抑制物質を注入し、硝化を抑制して油を浄化している。
【０００５】
しかし特許文献２は浄化対象物質が油のみであり、さらに窒素源を含む無機塩を注入することを必須としている。硝化抑制物質としては、チオ尿素、２−アミノ−４−クロル−６−メチルピリミジン、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジシアンジアミド、サルファーチアゾール、Ｎ−２，５−ジクロルフェニル、サクシナミド酸、１−アミジノ−２チオウレア（グアニルチオウレア）、４−アミノ−１，２，４−トリアゾール塩酸塩などが示されている。これらの硝化抑制物質は水溶性の固体薬剤として得られ、窒素源を含む無機塩とともに水溶液とされ、酸素源と混合して土壌または地下水に注入される。
【０００６】
好気条件において土壌・地下水中にアンモニア性窒素や有機体窒素が過剰にある場合、これらの窒素はアンモニア酸化細菌や硝化細菌の働きによって、亜硝酸性窒素や硝酸窒素が生成することがある(硝化反応)。亜硝酸性窒素および硝酸性窒素は、メトヘモグロビン
血症を起こす等、人体に有害なため、浄化において亜硝酸性窒素や硝酸性窒素が生成することは好ましくない。特許文献２では、硝化抑制物質は酸素源や無機塩類の有効活用の目的で用いられており、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成抑制の目的は示されていない。
【０００７】
非特許文献１には、メタン、エタン、エチレンおよびアセチレンはいずれも効果的に亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制することが示されている。また非特許文献２には、アセチレン以外のアセチレン化合物の中にも硝化抑制物質があることが示されている。これらはいずれも、農業において肥料として施用される窒素源の硝化を抑制するために用いられており、土壌または地下水を原位置で浄化する場合に適用することは示されていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】G. W. McCarty, et al, Inhibition of nitrification in soil by gaseous hydrocarbons, Biology and Fertility of Soils, 11, 231(1991)
【非特許文献２】G. W. McCarty, Modes of action of nitrification inhibitors, Biology and Fertility of Soils, 29, 1(1999)
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１８０２３７
【特許文献２】特開２００６−１９８５４８（特許４４３１９７９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して浄化する際、効果的に亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制して、効率よく浄化を行うことができる土壌・地下水の浄化方法を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は次の好気微生物による土壌・地下水の浄化方法である。
（１） 有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して浄化する方法であって、
処理対象地域の土壌および／または地下水に、酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給することにより、
亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制して、有害物質を浄化することを特徴とする好気微生物による土壌・地下水の浄化方法。
（２） ガス状硝化抑制物質を間欠的に供給する上記（１）記載の方法。
（３） ガス状硝化抑制物質がメタン、エタン、エチレンおよびアセチレンから選ばれる１種類以上の物質である上記（１）または（２）記載の方法。
（４） ガス状硝化抑制物質の供給している時間が、供給時間と停止時間の合計に対して、１５％以上５０％以下である上記（２）または（３）記載の方法。
（５） ガス状硝化抑制物質が少なくともアセチレンを含み、かつ、
供給するガス中のアセチレン濃度が１００ｖｏｌｐｐｍから２．５ｖｏｌ％の範囲である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の方法。
（６） 処理対象地域の土壌および／または地下水に、窒素源を供給する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の方法。
【００１２】
本発明において、処理対象となる土壌および／または地下水は好気微生物により分解可能な有害物質で汚染された土壌および／または地下水である。浄化の対象となる汚染物質
は、好気微生物により好気的雰囲気で分解可能な有害物質であり、一般的な有機物はこれに含まれる。炭水化物、蛋白質、脂肪等の通常の好気微生物により分解可能なＢＯＤ成分は、分解可能な有害物質の代表的な例である。好気微生物による分解が困難な炭化水素、その他の有害物質であっても、特別な好気微生物を馴養することにより、あるいはＢＯＤ成分等の他の易分解性の成分とともに浄化することなどにより、好気微生物による分解が容易になるものも本発明の対象に含まれる。本発明において、分解可能な有害物質の好ましい例としては、ベンゼン、フェノール、シアン、油、その他のＢＯＤ成分などがあげられる。
【００１３】
本発明において、処理対象となる土壌および／または地下水には、好気微生物により分解可能な有害物質が含まれていればよく、これらの他に、さらに好気微生物により分解できない汚染物質が、浄化を目的としない汚染物質として含まれていてもよい。ここでさらに含まれている浄化を目的としない汚染物質が、好気微生物により分解できない場合は、前処理または後処理として、他の浄化法により浄化することができる。本発明において、「土壌・地下水」は「土壌および／または地下水」の意味で用いられる。
【００１４】
上記のような有害物質で汚染された土壌および／または地下水に、原位置で酸素含有ガスを供給すると、土壌および／または地下水に酸素が溶解し、好気微生物により有害物質が分解され、浄化が行われる。この場合、好気微生物が有害物質を基質として増殖するが、この増殖には補助栄養源として窒素源が必要である。窒素源としては、土壌および／または地下水中に蛋白質等の有機体窒素やアンモニア性窒素が存在する場合は、これらが利用されるが、これらが存在しない場合には、外部から供給する。
【００１５】
上記の有害物質で汚染された土壌および／または地下水に、補助栄養源としての窒素源の存在下に、原位置で酸素含有ガスを供給すると、土壌および／または地下水に酸素が溶解するため、好気微生物が有害物質を基質として増殖する。これにより有害物質が酸化分解され、浄化が行われる。このとき窒素源が補助栄養源として利用され、好気微生物が増殖するが、土壌・地下水中にアンモニア性窒素や有機体窒素が過剰になると、共存するアンモニア酸化細菌や硝化細菌等の働きによって硝化反応が起こり、過剰の窒素が亜硝酸性窒素や硝酸窒素に硝化される。このようなアンモニア酸化細菌や硝化細菌等による硝化反応を防止するために、本発明では、処理対象地域の土壌および／または地下水に、酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給することにより、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制して、有害物質を浄化する。
【００１６】
本発明で用いるガス状硝化抑制物質は、好気微生物による有害物質の好気性酸化が行われる条件において、アンモニア酸化細菌や硝化細菌等による硝化反応を抑制する物質であって、ガス状で得られる物質であればよい。このようなガス状硝化抑制物質としてはメタン、エタン、エチレンおよびアセチレンから選ばれる１種類以上の物質が好ましいが、非特許文献２に記載されたアセチレン以外のアセチレン化合物、その他のガス状の硝化抑制物質などであってもよい。特に好ましいガス状硝化抑制物質としては、アセチレンがあげられる。アセチレンはガス溶接等で一般に使われており、容易に入手できる。またメタン、エタン、エチレンおよびアセチレンの中で、アセチレンは最も硝化抑制効果が高い。
【００１７】
本発明ではガス状硝化抑制物質は、酸素含有ガスとともに処理対象地域の土壌および／または地下水に供給する。ガス状硝化抑制物質を供給する量は、硝化反応を抑制するのに必要な量である。この量は処理対象地域の土壌および／または地下水に存在する有害物質および窒素源の種類、量、好気微生物および硝化反応に関与するアンモニア酸化細菌や硝化細菌等の種類、量ならびに供給するガス状硝化抑制物質の種類、純度などにより変わるので、予め試験により量を決めておくことが好ましい。本発明では、ガス状硝化抑制物質は酸素含有ガスとともに供給するが、ガス状硝化抑制物質と酸素含有ガスを混合状態で供
給するのが好ましい。
【００１８】
酸素含有ガスとしては通常空気が用いられるが、酸素富化空気、あるいは他の成分が混入した空気でもよい。酸素含有ガスは有害物質の酸化のために供給するので、大量のガスが供給され、一般的には、０．０５〜１０ｍ３／ｈ、好ましくは０．５〜５ｍ３／ｈ程度の流量で供給されるが、ガス状硝化抑制物質はこれに比べると少量の供給となる。このため少量のガス状硝化抑制物質を大量の酸素含有ガスに混入して希釈した状態で供給することになる。このときの酸素含有ガス中のガス状硝化抑制物質の濃度は、酸素含有ガスおよびガス状硝化抑制物質の種類、純度、組成、ならびにこれらの供給すべき量などによって異なるが、濃度の下限は硝化抑制に最低限必要な濃度になり、上限は爆発限界により決まる。アセチレンは１００ｖｏｌｐｐｍ以上で有意に亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制するので、１００ｖｏｌｐｐｍが下限となり、爆発限界は２．５ｖｏｌ％であるので、２．５ｖｏｌ％が上限となる。またアセチレン濃度が極端に高い場合、アセチレンの微生物分解によって酸素が消費され、効果的に浄化できなくなる。
【００１９】
酸素含有ガスを供給する際、常にガス状硝化抑制物質を混入して供給してもよいが、ガス状硝化抑制物質を間欠的に混入して供給するのが好ましい。ガス状硝化抑制物質を間欠的に供給する場合、ガス状硝化抑制物質の供給している時間が、供給時間と停止時間の合計に対して、１５％以上５０％以下であることが好ましい。例えば、合計時間が７日の場合、ガス状硝化抑制物質を供給している時間が１．３３日以上、好ましくは１．３３〜３．５日に設定することができる。ガス状硝化抑制物質を供給している時間中は混合ガスが供給され、ガス状硝化抑制物質の供給を停止している時間中は酸素含有ガスのみが供給される。ガス状硝化抑制物質の間欠供給は、数時間単位の繰り返し、数日単位の繰り返しを適宜設定して行うことができる。
【００２０】
酸素含有ガスおよびガス状硝化抑制物質の供給方法は、これらのガスを土壌および／または地下水中に均一に分散させ、好気微生物を利用する好気性酸化反応および硝化反応の抑制ができる方法を採用する。好気性酸化反応には、汚染土壌や汚染地下水の全体に酸素を供給し、好気条件を保つかが重要であり、エアースパージングによるガスの供給が採用できる。この方法は処理対象地域に注入井戸を形成して、酸素含有ガスおよびガス状硝化抑制物質を供給し、土壌および／または地下水中に分散（ｓｐａｒｇｅ）させる方法である。注入井戸は処理対象地域に複数個、好ましくは格子状に分散させ、ガスの混合、供給装置に連絡するのが好ましい。
【００２１】
ガス状硝化抑制物質の調製方法に制限はないが、土壌および／または地下水に供給する酸素を含むガスに、予めガス状硝化物質を混合しておく方法、酸素を含むガスの供給配管からガス状硝化抑制物質をライン注入し混合する方法、あるいは酸素を含むガスを供給する井戸やトレンチにガス状硝化抑制物質を直接吹き込んで井戸やトレンチ、土壌または地下水内で混合する方法等があげられる。
【００２２】
土壌および／または地下水中に蛋白質等の有機体窒素やアンモニア性窒素が存在する場合は、窒素源を外部から供給しなくてもよいが、これらが存在しない場合には、外部から窒素源を供給する。外部から供給する窒素源としては制限はないが、アンモニアやその塩、尿素、アミノ酸やその塩等が使用できる。亜硝酸やその塩、および硝酸やその塩は人体に有害なため、使用しないことが好ましい。窒素源を外部から供給する場合、窒素源は独立した供給路から供給してもよいが、ガスとともに供給してもよい。
【００２３】
有害物質で汚染された土壌および／または地下水に、原位置で酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給すると、土壌および／または地下水に酸素が溶解し、好気微生物により有害物質が分解され、浄化が行われるが、このときガス状硝化抑制物質により亜硝
酸性窒素および硝酸性窒素の生成が抑制され、土壌および／または地下水に存在する窒素源は好気微生物の増殖に効率的に用いられるとともに、有害物質である亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の発生は防止される。
【００２４】
有害物質で汚染された土壌および／または地下水に酸素含有ガスを供給して浄化する方法では、酸素が供給された部分においてのみ有害物質が分解されるので、汚染土壌や汚染地下水の全体に酸素を供給することが重要である。同様に硝化反応も、酸素が供給された部分においてのみ進行し、亜硝酸性窒素あるいは硝酸性窒素が生成する。従って、酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給することにより、酸素ガスが供給される部分にだけ硝化抑制物質を供給することになり、効率的に硝化を抑制しつつ、汚染土壌や汚染地下水を浄化することが可能となる。
【００２５】
特許文献２では、硝化抑制物質を注入して窒素源の分解を防ぐことにより、油汚染土壌・地下水の浄化を効率化することを目的としており、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成抑制は目的としていない。しかし特許文献２のように、固体または液体状の硝化抑制物質を用いると、酸素が供給される部分に適切に供給できず、逆に、酸素が供給されない部分に拡散ないし漏洩することになり、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の抑制は非効率的である。
【００２６】
硝化抑制物質はアンモニア酸化細菌や硝化細菌に含まれる酵素と反応して失活させることにより、亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の生成を抑制する。非特許文献２には、アセチレンが硝化細菌のアンモニアモノオキシゲナーゼ（ＡＭＯ）によってエポキシ化され、ＡＭＯと反応して、共有結合することによって、ＡＭＯを失活させることが示されている。この場合、蛋白質のデノボ合成が必要となるため、ＡＭＯの活性回復には時間を要する。活性回復するまでは亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の生成を抑制される。このためＡＭＯの活性が回復するまでの間は硝化抑制物質の供給を停止することができ、ガス状硝化抑制物質を間欠的に供給しても、亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の生成を抑制することができ、これによりさらに効率よく浄化を行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して浄化する際、処理対象地域の土壌および／または地下水に、酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給するようにしたので、亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を効果的に抑制して、効率よく浄化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態の好気微生物による土壌・地下水の浄化方法を示す断面図である。
【図２】実施例１、比較例１において、ＴＯＣ濃度の経時変化を示すグラフである。
【図３】実施例１、比較例１において、硝酸性窒素濃度の経時変化を示すグラフである。
【図４】実施例２、比較例２において、液中ＴＯＣ濃度の経時変化を示すグラフである。
【図５】実施例２、比較例２において、液中硝酸性窒素濃度の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。図１は実施形態の好気微生物による土壌・地下水の浄化方法を示しており、１は処理対象地域の有害物質で汚染された土壌、２は土壌１中を流れる地下水で、３は地下水面を示す。処理対象地域の土壌１中には、地下水面３を超えて地下水２の流域にいたるように複数の注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃが設けら
れている。コンプレッサ５から伸びる酸素ガス供給路Ｌ１と、ガスボンベ６から伸びる硝化抑制物質ガス供給路Ｌ２とが合流して混合器（ラインミキサ）７に連絡し、混合器から伸びるガス供給路Ｌ３が注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃに連絡している。硝化抑制物質ガス供給路Ｌ２には弁８が設けられ、制御装置９により制御されるように構成されている。
【００３０】
上記の構成における土壌・地下水の浄化方法は、コンプレッサ５で空気を圧縮して酸素ガス供給路Ｌ１から酸素含有ガスを送り、ガスボンベ６からガス状硝化抑制物質（アセチレン）を弁８で流量制御して硝化抑制物質ガス供給路Ｌ２を通して送り、両者を合流させて混合器７で混合してガス供給路Ｌ３から注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃに分散して混合ガスＧを土壌１および地下水２中に注入し、浄化を行う。
【００３１】
土壌１および地下水２中では、注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃから混合ガスが供給されることにより酸素が溶解し、土壌中に存在する好気微生物の作用により有害物質が分解される。このとき酸素含有ガスが供給される部分には、ガス状硝化抑制物質も供給されるので、アンモニア酸化細菌や硝化細菌による亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の生成が抑制される。ガス状硝化抑制物質の供給によりアンモニア酸化細菌や硝化細菌に含まれる酵素が失活するので、制御装置９により弁８を開閉し、ガス状硝化抑制物質を間欠注入するように制御する。
【００３２】
図１では注入井戸４ｂについてのみ混合ガスＧが影響半径Ｘの範囲に吹き出される状態を図示しているが、注入井戸４ａ、４ｃについても同様のことが行われる。注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃはそれぞれの影響半径Ｘが処理対象地域の所定範囲を覆うように配置される。処理対象地域の土壌１では地下水２は一定方向に流れるので、注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃは汚染地域における地下水流の上流側に配置することにより全体の浄化が可能になる。また図１では、窒素源が存在するためこれを供給しない例を示しているが、窒素源を供給する場合は、注入井戸４ａ、４ｂ、４ｃを通して供給してもよく、また他の供給路から供給してもよい。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例および比較例について説明する。
【００３４】
〔実施例１〕：
汚染物質（ＴＯＣ）としてブドウ糖を水道水に添加し、ＢＯＤ分解能および硝化能を有する活性汚泥を添加して摸擬汚染地下水を調製した。
上記模擬汚染地下水１Ｌに対し、栄養塩として塩化アンモニウムと、ｐＨ緩衝液および栄養塩として、リン酸緩衝液（リン酸二水素カリウム＋リン酸水素二ナトリウム）を添加後、散気管を用い、空気あるいはアセチレン混合空気（アセチレン１０００ｖｏｌｐｐｍ)を２０ｍＬ／ｍｉｎの流量で交互に吹き込んだ。反応は室温で行った。
【００３５】
経時的にＴＯＣ、亜硝酸、硝酸の濃度を測定し、ブドウ糖の分解挙動および硝酸・亜硝酸の生成挙動を調べた。ブドウ糖および栄養塩の初期濃度を表１に、アセチレン混合空気の曝気条件を表２に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
上記の結果、図２および図３に示すように、実施例１の各条件では、ブドウ糖（ＴＯＣ）は分解されることが確認された。供給時間が供給時間と停止時間の合計に対して１５％未満である条件１〜３では、日数の経過とともに、硝酸が生成し、地下水基準１０ｍｇ−Ｎ／Ｌを上回った。供給時間が上記合計時間に対して１５％以上５０％以下である条件４，５では、実験期間中、硝酸が生成しなかった。また、亜硝酸は各条件とも生成しなかった。上記の結果より、アセチレン混合空気の供給時間が、供給時間と停止時間の合計に対して１５％以上５０％以下の場合にブドウ糖（ＴＯＣ）が分解され、かつ、効果的に亜硝酸および硝酸の生成を抑制できることが分かる。
【００３９】
〔比較例１〕：
実施例１において、アセチレン混合空気を使用せず、常に空気を吹き込んだこと以外、実施例１と同じ方法でブドウ糖の分解挙動および亜硝酸・硝酸の生成挙動を調べた。
上記の結果、図２および図３に示すように、ブドウ糖（ＴＯＣ）は分解されたものの、地下水環境基準（１０ｍｇ−Ｎ／Ｌ）を上回る濃度の硝酸が生成した。亜硝酸については生成しなかった。
【００４０】
〔実施例２〕：
砂（宇部珪砂６号）３００ｇに対し、汚染物質（ＴＯＣ）としてスクロースを６７０ｍｇ−Ｃ／ｋｇとなるように添加し、含水率２５重量％となるよう水道水１００ｍＬを添加し、よく混合して模擬汚染土壌とした。上記模擬汚染土壌に対し、表１組成からブドウ糖
を除いた模擬地下水９００ｍＬを添加した。
【００４１】
上記模擬汚染土壌・地下水に対し、散気管を用い、空気あるいはアセチレン混合空気（アセチレン１０００ｖｏｌｐｐｍ）を２０ｍＬ／ｍｉｎの流量で交互に吹き込んだ。アセチレン混合空気の吹き込み時間（供給時間）は２日、アセチレンを含まない空気の吹き込み時間（停止時間）は６日とし、実験は室温で行った。
【００４２】
経時的に液中のＴＯＣ、亜硝酸、硝酸の濃度を測定し、スクロース（ＴＯＣ）の分解挙動および硝酸・亜硝酸の生成挙動を調べた。また、実験前後の土壌中のＴＯＣを測定した。その結果を図４、図５および表３に示す。
上記の結果、図４、図５および表３に示すように、アセチレン混合空気の供給により、地下水および土壌中のスクロース（ＴＯＣ）が分解され、かつ、亜硝酸および硝酸の生成は認められなかった。
【００４３】
〔比較例２〕：
実施例２において、アセチレン混合空気を使用せず、常に空気を吹き込んだこと以外、実施例１と同じ方法でスクロース（ＴＯＣ）の分解挙動および亜硝酸・硝酸の生成挙動を調べた。また、実験前後の土壌中のＴＯＣを測定した。その結果を図４、図５および表３に示す。
【００４４】
【表３】
【００４５】
上記の結果、図４、図５および表３に示すように、スクロース（ＴＯＣ）は分解されたものの、地下水環境基準を上回る濃度の硝酸が生成した。亜硝酸については生成しなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
好気微生物を利用することにより、有害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、特に有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して、別の有害物質を生成させることなく浄化する方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１： 土壌、２： 地下水、３： 地下水面、４ａ，４ｂ，４ｃ： 注入井戸、５： コンプレッサ、６： ガスボンベ、７： 混合器（ラインミキサ）、８： 弁、９： 制御装置、Ｇ： 混合ガス、Ｘ： 影響半径、Ｌ１： 酸素ガス供給路、Ｌ２： 硝化抑制物質ガス供給路、Ｌ３： ガス供給路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して浄化する方法であって、
処理対象地域の土壌および／または地下水に、酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給することにより、
亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制して、有害物質を浄化することを特徴とする好気微生物による土壌・地下水の浄化方法。
【請求項２】
ガス状硝化抑制物質を間欠的に供給する請求項１記載の方法。
【請求項３】
ガス状硝化抑制物質がメタン、エタン、エチレンおよびアセチレンから選ばれる１種類以上の物質である請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ガス状硝化抑制物質の供給している時間が、供給時間と停止時間の合計に対して、１５％以上５０％以下である請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
ガス状硝化抑制物質が少なくともアセチレンを含み、かつ、
供給するガス中のアセチレン濃度が１００ｖｏｌｐｐｍから２．５ｖｏｌ％の範囲である請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
処理対象地域の土壌および／または地下水に、窒素源を供給する請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項１】
有害物質で汚染された土壌および／または地下水を、原位置で好気微生物を利用して浄化する方法であって、
処理対象地域の土壌および／または地下水に、酸素含有ガスとともにガス状硝化抑制物質を供給することにより、
亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の生成を抑制して、有害物質を浄化することを特徴とする好気微生物による土壌・地下水の浄化方法。
【請求項２】
ガス状硝化抑制物質を間欠的に供給する請求項１記載の方法。
【請求項３】
ガス状硝化抑制物質がメタン、エタン、エチレンおよびアセチレンから選ばれる１種類以上の物質である請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ガス状硝化抑制物質の供給している時間が、供給時間と停止時間の合計に対して、１５％以上５０％以下である請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
ガス状硝化抑制物質が少なくともアセチレンを含み、かつ、
供給するガス中のアセチレン濃度が１００ｖｏｌｐｐｍから２．５ｖｏｌ％の範囲である請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
処理対象地域の土壌および／または地下水に、窒素源を供給する請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８７５０８（Ｐ２０１２−１８７５０８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２８３０（Ｐ２０１１−５２８３０）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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