本発明は複合微生物製剤及び土壌改良方法に関し、特に、ガソリン・重油・軽油等に由来する石油系炭化水素類による土壌汚染に対して適用するバイオレメディエーションに有効な、複合微生物製剤、及びこれを用いる土壌改良方法に関する。

土壌汚染の一態様に、鉱油類等の石油系炭化水素類に起因する油汚染の問題がある。石油系炭化水素類とは、石油由来の炭化水素の総称である。 油汚染に対しては、土壌汚染対策法では具体的な基準値が設けられていない一方、「油汚染対策ガイドライン」(非特許文献1)によって油臭の解消と土壌中の油分濃度の低減が求められている。そして、土壌中の油汚染の指標として、嗅覚などの感覚による判断の他、全石油系炭化水素(TPH)濃度が採用されている。 鉱油類は、多様な種類と成分の混合物であって化学特性や化学式で特定できない特徴がある。これは、各種石油製品が製造過程において複雑に混合されるためである。 従って、油汚染対策は、他の土壌汚染のように単一の化学物質に対処するのと異なり、炭化水素の混合物たる鉱油類の多様性に着目した対策が必要となる。

石油系炭化水素類に起因する汚染土壌の改良方法には、微生物を用いて土壌を改良するバイオレメディエーションがある。特許文献1乃至3には、バイレメディエーションにかかる従来技術が開示されている。 バイオレメディエーションは、汚染物質を分解するため二次処理が不要で廃棄物が出ない、低コスト、原位置での浄化が可能、環境負荷が少ない、等多くのメリットを有する。 バイオレメディエーションには、汚染土壌に栄養剤を添加して土着の微生物を活性化させて浄化するバイオスティミュレーションと、外部から持ち込んだ微生物製剤と栄養剤を土壌汚染に添加して浄化するバイオオーグメンテーションの二種類がある。

特開2009−291679号公報

特開2012−228191号公報

特開2014−61489号公報

「油汚染対策ガイドライン」(平成18年3月:中央環境審議会土壌農薬部会/土壌汚染技術基準等専門委員会)

従来技術には以下の問題点がある。 <1>基質が水溶性でないため、微生物製剤を土壌及び地下水環境中へ注入した際の拡散性が悪い。よって、対象面積に対して過剰量の投入が必要となるため、材料コスト及び施工コストが嵩む。 <2>微生物が活性化するまでに時間がかかり、他の工法に比較して処理期間が長い。 <3>バイオレメディエーションのうちバイオスティミュレーションは、土着微生物の種類が限られているため、石油系炭化水素類による多様な汚染に十分に対応できない。 <4>バイオレメディエーションのうちバイオオーグメンテーションは、添加した外来の微生物群が改良対象土壌の環境に馴染んで活性化するまでに時間がかかる。

以上の問題点に鑑み、本発明は、多様な分解効果と土壌への優れた浸透・拡散性を兼備した複合微生物製剤、及び、即効性に優れ、石油系炭化水素類による土壌汚染を効果的に改良可能な土壌改良方法を提供することを目的とする。

本発明の複合微生物製剤は、水溶性炭水化物からなる基材に複合微生物群を担持させたことを特徴とする。 本構成によれば、複合微生物群による多様な分解効果と土壌への優れた浸透・拡散効果を同時に発揮することができる。

本発明の複合微生物製剤は、基材が、砂糖、グルタミン酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム又はデキストリンの少なくとも一種を含んでもよい。 本構成によれば、入手が容易な材料をもって高い浸透・拡散効果を発揮することができる。

本発明の土壌改良方法は、水溶性炭水化物からなる基材と基材に担持させた複合微生物群を有する複合微生物製剤を準備する準備工程と、複合微生物製剤を希釈剤で希釈して土壌改良剤を得る希釈工程と、土壌改良剤中の天然微生物に基材を消費させる基材消費工程と、基材消費後の土壌改良剤を改良対象土壌に注入する注入工程と、を備える。 本構成によれば、地盤中での拡散性と即効性に優れた土壌改良方法を提供することができる。

本発明の土壌改良方法は、基材消費工程において、土壌改良剤の全有機体炭素(TOC)量が、希釈剤による希釈前の全有機体炭素量を下回ることをもって、基材の消費完了としてもよい。 本構成によれば、土壌改良剤を、最適な活性のタイミングで地盤に注入することができる。

本発明の土壌改良方法は、希釈剤が、実汚染土壌における汚染地下水を含んでもよい。 本構成によれば、基材の消費が促され、より早く地盤への注入が可能になる。

本発明の土壌改良方法は、実汚染土壌が改良対象土壌であってもよい。 本構成によれば、希釈剤の環境に親和した土着微生物によって複合微生物群の活性を促進することができる。

本発明の土壌改良方法は、基材消費工程において、土壌改良剤に好気環境形成処理を行ってもよい。 本構成によれば、好適な溶存酸素量の環境において基材の消費を促すことができる。

本発明の土壌改良方法は、基材消費工程において、水素イオン指数をpH6〜pH8に維持してもよい。 本構成によれば、好適な水素イオン指数の環境において基材の消費を促すことができる。

本発明の複合微生物製剤は、以上の構成を備えるため、次の効果のうち少なくとも一つを備える。 <1>基材に水溶性炭水化物を用いることで、浸透性に優れ地盤中での高い拡散効果を奏することができる。このため、最小の注入量で最大の改良効果を発揮することができる。 <2>多様性を備えた複合微生物群によって、炭水化物の複雑な混合物からなる油汚染を効果的に改良することができる。

本発明の土壌改良方法は、以上の構成を備えるため、次の効果のうち少なくとも一つを備える。 <1>土壌改良剤中の微生物に基材を消費させた後に地盤へ注入するため、地盤中で即時的な分解効果を得ることができる。このため、即効性に優れ、施工効率が極めて高い。 <2>希釈剤に汚染地下水を用いることで、基材の消費を促進し、微生物の活性の最適なタイミングにおいて土壌改良剤を注入することができる。 <3>汚染地下水中の環境に親和した土着微生物が複合微生物群の分解活動を促進することで、迅速な分解効果を得ることができる。

本発明の土壌改良方法を表すフロー図。

本発明の土壌改良剤を表す説明図。

実施例1における試験方法を表す説明図。

実施例1のケース1における試験結果を表すグラフ。

実施例1のケース2における試験結果を表すグラフ。

実施例1のケース3における試験結果を表すグラフ。

実施例1における複合微生物製剤の沈降状況を表す図面代用写真。

実施例2における試験結果を表すグラフ。

実施例3における試験結果を表すグラフ。

実施例4における試験結果を表すグラフ。

以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。 本明細書等において「土壌汚染」とは、土壌中に重金属、有機溶剤、農薬などの汚染物質が、自然環境や人の健康・生活へ影響がある程度に含まれている状態を意味し、非特許文献1「油汚染対策ガイドライン」における油汚染を含む。「油」とは鉱油類を意味し、鉱油類には、ガソリン、灯油、軽油及び重油等の燃料油並びに機械油及び切削油等の潤滑油を含む。「汚染土壌」とは土壌汚染にかかる土壌を意味する。「土壌改良」とは、土壌中の汚染物質を低減又は除去する作業を意味する。

[土壌改良方法] <1>全体の構成。 本発明者らは、上述した従来技術の課題に対し鋭意研究を行った結果、(1)複合微生物製剤の基材に水溶性炭水化物を用いることで、地盤中での高い浸透・拡散効果を発揮できること、(2)土壌改良剤を地盤に注入する前に土壌改良剤中の天然微生物に基材を消費させることによって、即時的な土壌改良効果を得られること、(3)実汚染土壌における汚染地下水を希釈剤として採用することによって、基材の消費速度が飛躍的に向上すること、(4)改良対象土壌における汚染地下水を希釈剤として採用することによって、汚染地下水中の環境に親和した土着微生物の活性を促し、顕著な土壌改良効果を得られること、を見出し、これらの知見を利用して本発明の土壌改良方法を完成するに至った。 前記(1)については後述する実施例1にて、前記(2)については後述する実施例2において、前記(3)については後述する実施例3において、前記(4)については後述する実施例4において、それぞれ裏付けとなる試験結果を開示する。 本発明の土壌改良方法は、石油系炭化水素類による汚染土壌を改良するための土壌改良方法であって、準備工程S1と、希釈工程S2と、基材消費工程S3と、注入工程S4と、を少なくとも備える(図1)。

<1.1>改良対象土壌。 本発明の土壌改良方法の対象となる改良対象土壌は、石油系炭化水素類に係る汚染土壌である。 石油系炭化水素類には、鉱油類の他、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素をも含む。 石油系炭化水素類による土壌汚染は例えば、ガソリンスタンド、油槽所、機械工場等の跡地に多く見られる。

<2>準備工程。 準備工程S1は、複合微生物製剤10を準備する工程である。 複合微生物製剤10は、水溶性炭水化物からなる基材12に、複数種の天然微生物からなる複合微生物群11を担持させてなる。 複合微生物群11は、自然界から抽出した複数種の微生物からなる群であり、細菌、古細菌、酵母等を含む。 基材12は、複合微生物群11の担体であり、砂糖、グルタミン酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム、デキストリン、これらの混合物等の水溶性炭水化物からなる。 本例では、上記の構成を満たす複合微生物製剤10として、天然微生物を高濃度に含有する乾燥粉末状の製剤を採用する。 本例の複合微生物群11は、好気性または微好気性の複数種の天然微生物を、10¹⁰〜10¹¹個/g程度含む。 本例の基材12は、砂糖からなる。 ただし、複合微生物製剤10は本例に限られず、複合微生物群11を水溶性炭水化物の基材12に担持させた構成であればよい。

<3>希釈工程。 希釈工程S2は、複合微生物製剤10を希釈剤20で希釈して土壌改良剤1を得る工程である。 水槽内に充填した希釈剤20に複合微生物製剤10を添加して撹拌し、完全に混合させて、土壌改良剤1を得る(図2)。 本例では、希釈剤20として、実汚染土壌から汲み上げた汚染地下水を使用する。汚染地下水は石油系炭化水素類を含む。 また、実汚染土壌として改良対象土壌を採用する。 希釈剤20に改良対象土壌の汚染地下水を採用することによって、後述する基材消費工程における基材12の消費が促進される。 土壌改良剤1中の天然微生物を活性化するため、適宜土壌改良剤1中に栄養剤や添加液を添加する。

<4>基材消費工程。 基材消費工程S3は、土壌改良剤1中の天然微生物に基材12を消費させる工程である。 希釈工程S2を経ることで天然微生物が炭水化物の基材12を消費し始める。 ここで、「基材の消費」とは、複合微生物製剤10中の基材12を低減処理することを意味する。 土壌改良剤1中の全有機体炭素(TOC)量をモニタリングすると、希釈工程S2における希釈後、基材12の炭水化物分に由来して、全有機体炭素量が一旦大きく増加し、一定期間経過後、希釈直後の量以下まで減少する。 従って、全有機体炭素量が希釈剤20による希釈前の全有機体炭素量を下回ることをもって、基材12の消費とみなし、希釈工程S2の開始から基材12の消費までの期間を基材消費期間とみなすことができる。 本例ではさらに、基材12の消費を促進するために以下の各処理を施す。 (1)好気環境形成処理によって混合した土壌改良剤1の酸素溶存量(DO)を一定値に維持することで、土壌改良剤1中の天然微生物を活性化させる。 本例では、酸素溶存のため、エアーポンプを用いて土壌改良剤1中に酸素バブリングを行い、溶存酸素量を8mg/L以上に維持する。 なお、好気環境形成処理の手段はこれに限られず、振とうや攪拌、酸素徐放剤の投与などを用いてもよい。 (2)土壌改良剤1中のpH調整を行い、微生物の活動に好適なpH6〜pH8程度の環境を確保する。 pH調整は、例えば土壌改良剤1中に水酸化ナトリウム等のpH調整剤を注入するなどの方法で行う。 (3)土壌改良剤1中の酸化還元電位(ORP)をモニタリングし、微生物の活動に好適な150mV以上の環境を維持する。

<4.1>基材の消費速度。 希釈剤20に改良対象土壌の汚染地下水を採用することによって、(1)複合微生物群11に汚染地下水中の土着微生物が加わり、土壌改良剤1中の微生物量が増加する。(2)汚染地下水中の環境に親和した土着微生物が複合微生物群11に先立って活性することで、複合微生物群11の活性を促進する。(3)汚染地下水中の油分によって天然微生物の活性化が促進される。 以上の作用の組み合わせによって、基材12の消費速度が飛躍的に向上する。

<5>注入工程。 注入工程S4は、基材12消費後の土壌改良剤1を改良対象土壌に注入する工程である。 本例では、地盤への注入手段として、原位置バイオ注入法(ベンティング)のうち注入井戸を用いた方法を採用する。 改良対象土壌に注入井戸と観測井戸を設置し、注入井戸からポンプ圧入により、土壌改良剤1を地盤中に注入する。本工法は公知なのでここでは詳述しない。 なお、注入方法は上記に限られず、ボーリングマシンによるロッド注入や、混練機を用いて土壌と混錬する方法などを採用してもよい。 注入後は、観測井戸によるモニタリングを行い、適宜pH調整と酸化還元電位の調整を行う。

<5.1>土壌改良剤の拡散効果。 本発明の土壌改良剤1は、複合微生物製剤10の基材12が水溶性炭水化物からなるため、土壌への高い浸透・拡散効果を発揮することができる。 これは、非水溶性の基質材料を用いた場合には、基質の粒子が土壌間隙中にて目詰まりし土壌内が閉塞するのに対し、本発明の土壌改良剤1は土壌内での閉塞を生じることなく浸透・拡散を行うためである。 このため、必要最小量に近い量で広い範囲を改良することができる。

<6>浄化効果。 土壌改良剤1の注入後、改良対象土壌中の汚染物質は複合微生物群11によって無毒化され、最終的には水と二酸化酸素に分解される。 汚染物質の分解によって微生物の栄養源が不足するため、複合微生物群11が減少し、最終的には汚染物質の無害化とともに、現地に適合した微生物相に移行する。 本発明の土壌改良方法は、土壌改良剤1中の複合微生物群11に基材12を消費させる基材消費工程S3を備える点に特徴を有する。 基材消費工程S3で基材12の消費を確認して、複合微生物群11が活性化した状態で土壌改良剤1を注入することができるため、従来のように土壌中での活性化を待つ必要なく、即時的な土壌改良効果を得ることができる。 また、土壌改良剤1中の複合微生物群11によって、石油系炭化水素類による複合的な汚染を有効に改良するとともに、希釈剤20の環境に親和した土着微生物が複合微生物群11の活性を促すため、有効性と迅速性を兼ね備えた、顕著な改良効果を発揮することができる。

[実証試験] 以下、実施例1乃至4において、本願発明の作用効果を裏付ける試験結果を開示する。

[複合微生物製剤の浸透特性に関する試験] <1>目的。 基材に水溶性炭水化物を用いた複合微生物製剤の浸透特性を確認すること。

<2>試験内容。 本願発明に係る実施例1の複合微生物製剤と比較例1の複合微生物製剤を用い、表1のケース1〜3について試験を行う。

<3>試験装置。 使用する試験装置を表2に示す。

<4>複合微生物製剤。 複合微生物製剤の詳細は以下である。 (1)実施例1 ・ 微生物:自然環境から採取された複合微生物群(微生物数:10¹⁰〜10¹¹個/g) ・ 基材:砂糖 ・ 微生物:好気性または微好気性 ・ 適正温度:0〜50℃ ・ 適正pH:5.0〜10.0 ・ 性状:粉末 (2)比較例1 ・ 微生物:自然環境から採取された複合微生物群(微生物数:10⁸〜10⁹個/g) ・ 基材:粘土鉱物(モンモリロナイト) ・ 微生物:好気性または微好気性 ・ 適正温度:0〜50℃ ・ 適正pH:5.0〜10.0 ・ 性状:粉末

<5>試験方法。 (1)試験体作製(図3) (1−1)試料充填 透明塩ビ管からなる浸透筒の下部にフィルター材(硅砂3号)を3cmほど詰めた後、試料(硅砂8号、6号、3号)を空中落下にて充填する。 フィルター材と試料の間にはステンレス金網を挟み、試料の移動を防止する。 試料の重量と充填高さを計測し、相対密度を算出する。 (1−2)拘束圧付加 試料の上部に載荷用の板を敷設した後、ベロフラムシリンダーにより70KPaの拘束圧を付加する。 (1−3)飽和 浸透筒の下部から2KPa(20cmH₂O)にて水を徐々に浸透させる。 (2)注入 (2−1)土壌改良剤の作液 実施例1及び比較例1の複合微生物製剤を10%で希釈して撹拌機付加圧タンクで充分攪拌し(練上3,000〜4,000cc)、土壌改良剤を作液する。 (2−2)土壌改良剤の注入 撹拌機付加圧タンクにコンプレッサーを接続し、所定の注入圧力(35/70KPa)になるように吐出口を閉めてレギュレータを調整する。 撹拌機付加圧タンクの吐出口と試験体の下部注入口を接続し、レギュレータの吐出口をゆっくりと開けて注入を開始する。注入は両土壌改良剤の違いを視認できるように同時に行う。 所定の間隔で、浸透長と試験体上部からの溢出量を測定する。 注入は、浸透不可能又は飽和水量相当量の溢出しを確認するまで行う。

<6>試験結果。 (1)ケース1(8号硅砂、拘束圧:70KPa、注入圧:35KPa)

(1−1)注入状況 ケース1の注入状況を図4Aに示す。 [実施例1] 開始直後の40分間で13g/min程度の注入量を記録した。その後、徐々に目詰まりを起こしたが、順次漸減し、1時間17分経過後からは4g/min程度となった。 [比較例1] フィルター材に粒子分が目詰まりし、注入直後から流出量が激減した。1時間27分後から注入水に含まれた過飽和の空気が減圧されて気泡が発生し、一時的に流量が増加したと考えられる。

(2)ケース2(6号硅砂、拘束圧:70KPa、注入圧:70KPa)

(2−1)注入状況 ケース2の注入状況を図4Bに示す。 [実施例1] 開始直後の10分間で68g/min程度の注入量を記録した。その後、徐々に目詰まりを起こし順次漸減し、40分経過後からは4g/min程度となった。 [比較例1] フィルター材に粒子分が目詰まりし、注入直後から流出量が激減した。50分後から注入水に含まれた過飽和の空気が減圧されて気泡が発生し、一時的に流量が増加したと考えられる。

(3)ケース3(3号硅砂、拘束圧:70KPa、注入圧:70KPa)

(3−1)注入状況 ケース3の注入状況を図4Cに示す。 [実施例1] 開始直後の2分間で640g/min程度の高い注入量を記録した。その後、徐々に目詰まりを起こして順次漸減し、8分経過後からは90g/min程度となった。 [比較例1] フィルター材に粒子分が目詰まりし、注入直後にほぼ閉塞された。

(4)攪拌性・沈降性・凝集性の確認 上記試験の他、実施例1及び比較例1の複合微生物製剤各50gと水500mlを攪拌混合してメスシリンダに移送し、材料の沈降状況を確認した。 30分後、1時間後、1時間30分後、2時間後の各時点における沈降状況について図5に示す。 2時間後の時点での複合微生物製剤の沈降量は、比較例1が150mlであるのに対し、実施例1ではその1/7以下の20mlであった。

(5)分析 [浸透性] 比較例1では、ケース3(3号硅砂)で目詰まりを起こしている。一方、実施例1では、ケース1からケース3のいずれにおいても、開始直後から顕著な浸透性を発揮し、後に目詰まりする事例はあるものの、全般として安定した浸透性を示している。 [攪拌性] 実施例1及び比較例1のいずれも、10%希釈では比較的早く分散し、攪拌性はよい。 [沈降性] 比較例1では、攪拌を止めると粒子分が比較的早く沈降する。一方実施例1では、粒子分が少ないため、攪拌を止めても比較例1と比べて沈降速度が遅い。 [凝集性] 比較例1は、沈降すると若干ペースト状に凝集している様子が伺える。また、いったん沈降すると分散しづらい。一方実施例1では、凝集性はほとんどなく、いったん沈降しても比較例1に比べて分散性に優れる。 [総括] 実施例1の複合微生物製剤は、水溶性の基材が希釈により微細化することによって、高い浸透性を発揮することが確認できた。 また、この他、高攪拌性、低沈降性、低凝集性、という優れた特性を兼備していることも確認できた。

[基材消費期間とTPH低減効果の相関性に関する試験] <1>目的。 土壌改良剤を地盤に注入する前に土壌改良剤中の天然微生物に基材を消費させることによって、即時的な土壌改良効果を得られることを証明する。

<2>試験内容。 実汚染土壌より採取した汚染地下水に対して複合微生物製剤及び栄養剤を添加した後、定期的な水質モニタリングを行い、浄化性能や環境指標への影響度合いを定量的に評価する。

<3>試験条件。 ・ 試験試料:汚染地下水(試料量5L) ・ 主な汚染物質:ベンゼン、TPH ・ 複合微生物製剤:2g/L−地下水 ・ 栄養剤:1g/L−地下水 ・ 添加液(必須元素水溶液):0.5mL/L−地下水

<3.1>複合微生物製剤。 複合微生物製剤は実施例1と同一である。

<3.2>栄養剤。 栄養剤の詳細は以下である。 ・ 商品名:バイオニュートリエンツ ・ 販売元:株式会社バイオレンジャーズ(日本) ・ 内容:硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、及び第一リン酸カリウム、を主成分とする混合物 ・ 性状:粉末

<4>試験期間。 ・ 6週間

<5>試験方法。 <5.1>セットアップ。 セットアップの方法を以下に示す。 (1)汚染地下水5Lを遮光ポリ容器(有効容積5L)に入れる。 (2)複合微生物製剤、栄養剤、添加液を(1)に添加する。 (3)(2)を攪拌して完全に混合させる。 (4)蓋をして密閉した後、1分間横振とうし、汚染地下水に酸素を溶存させる。 (5)フラン瓶に(4)を採取し、溶存酸素量(DO)が8mg/L以上であることを確認する。 (6)蓋をして密閉する(試験開始)。なお、温度は室温を維持した。

<5.2>溶存酸素量の確保方法。 今回の試験では汚染地下水中のベンゼン揮散を抑制するために密閉系・攪拌なしの条件で試験を開始した。 しかし、試験直後から酸化還元電位がマイナスになったため、以下の方法で地下水中の溶存酸素量を確保して、酸化還元電位の低下を抑制する対策を実施した。 対策(1):密閉した容器を1分間横振とうする作業を3時間おきに実施した。 対策(2):密閉した容器を振とう機にセットし、150rpmで横振とうさせた。 対策(1)は平日に行い、対策(2)は週末に行った。

<5.3>pH調整。 水質モニタリングの際、pHが酸性側にシフトすることが確認されたため、1日1回のpH測定時にpH7未満となった際、1N−NaOHを使用してpH7にpH調整を行った。

<6>水質分析。 水質モニタリングの分析項目及び分析目的を表6に示す。 なお、TPHは、水素炎イオン化検出器付きガスクロマトグラフ(GC−FID法)によった。

<7>試験結果。 <7.1>水質分析結果。 水質分析結果を表7に示す。

<7.2>TOC量とTPH濃度の相関。 図6を参照する。図6は、表7の水質分析結果のうち、全有機体炭素量(TOC量)とTPH濃度の相関関係を表すグラフである。 左軸にTOC量を、右軸にTPH濃度を取った。右軸のTPH濃度はTOC量との相関を視覚的に認識するため、軸上下を反転している。 [TOC量] ・ セットアップ直後、試験容器添加直後の390mg/Lから1200mg/Lへと急増した。これは複合微生物製剤中の基材の炭水化物分に由来するものである。 ・ セットアップ後3週間から4週間で試験容器添加直後の量以下に減少した。これは、複合微生物製剤中の微生物が基材を消費したことを示している。従って、セットアップ直後からセットアップ後3〜4週間までが、微生物による基材消費期間と考えられる。 ・ セットアップ後4週間で250mg/Lまで低下した。その後、減少は緩やかになり、試験終了時には210mg/Lであった。 [TPH濃度] ・ 基材消費期間中(セットアップ直後からセットアップ後4週間)の濃度変動は100mg/Lから50mg/L(低減率50%/4週間)であった。 ・ 基材消費期間経過後の、セットアップ後4週間からセットアップ後6週間までの濃度変動は50mg/Lから10mg/L未満(低減率80%以上/2週間)であった。 [分析] ・ 基材消費期間中は、複合微生物群の微生物が基材を優先消費するため、TPH濃度の低減効果が十分に発揮されず、基材消費期間経過後に著しいTPH濃度低減効果が発揮されたことが確認できた。

[汚染地下水による希釈とTOC低減効果に関する試験] <1>目的。 実汚染土壌における汚染水を希釈剤として採用することによって、基材の消費速度が向上することを証明する。

<2>試験内容。 水試料に複合微生物製剤を溶解した後、空気バブリングを実施することにより、微生物に糖質成分(基材)を分解させる。 水試料として(1)純水、(2)純水に汚染地下水を添加したもの、(3)汚染地下水を用意した。 汚染地下水は石油系炭化水素類を含む。

<3>試験条件。 試験条件を表8に示す。

<3.1>複合微生物製剤。 複合微生物製剤は実施例1と同一である。

<3.2>栄養剤。 栄養剤は以下であり、実施例2と同一である。 ・ 商品名:バイオニュートリエンツ

<4>試験期間。 ・ 19日間

<5>試験方法。 <5.1>セットアップ。 セットアップの方法を以下に示す。 (1)供試原水5Lを遮光ポリ容器(有効容積5L)に入れる。 (2)複合微生物製剤を(1)に添加する。 (3)(2)を攪拌して複合微生物製剤を供試原水に溶解させる。 (4)エアーポンプを使用してバブリングを開始する。 (5)DOが8mg/L以上であることを確認する(試験開始)。なお、温度は室温を維持した。

<5.2>pH調整。 水質モニタリングの際、pHが6〜8の範囲外の場合、pH調整剤を使用してpH7に調整した。

<5.3>栄養剤添加。 微生物による基材消費を活性化させるため、セットアップ後の各試験系に栄養剤を添加した。 栄養剤は、試験体のCOD:N:Pの比率が100:5:1となるように添加した。 なお、本試験では複合微生物製剤の基材が糖質であること等から、生物化学的酸素要求量(BOD)ではなく化学的酸素要求量(COD)を基準とした。 栄養剤の添加量を表9に示す。

<6>水質分析。 水質モニタリングの分析項目及び分析目的を表10に示す。

<7>試験結果。 <7.1>各試験系の水質分析。 各試験系の水質分析結果を表11に示す。

<7.2>TOC量の挙動。 図7を参照する。図7は、表11の水質分析結果のうち、各試験系におけるTOCの挙動を表すグラフである。 [TOC量] ・ すべての試験系において、セットアップ直後から4日目までTOC量はほとんど減少しなかったが、4日目以降から減少し始めた。 ・ セットアップ直後から4日目までのTOC減少量が低い要因は、複合微生物製剤中の微生物が基材を分解するための訓養期間であったためと考えられる。 ・ セットアップ8日目のTOC減少率は、汚染地下水を供試原水とした実施例3が最も高く、730mg/Lから90mg/Lまで減少した(減少率87.7%)。 ・ 次いで、純水に汚染地下水を少量添加した比較例3(減少率69.6%)の減少率が高く、純水を供試原水として使用した比較例2(同34.2%)は減少率が最も低かった。 ・ これは、汚染地下水中に存在する微生物によって糖質の分解速度が速くなる、換言すると微生物の増殖速度が速くなるためと考えられる。 ・ また、汚染地下水中の油分が微生物を活性化していると考えられる。 [分析] ・ 複合微生物製剤中の基材の分解において、供試原水に汚染地下水を採用することにより顕著なTOC低減効果を発揮することが証明された。

[ベンゼン濃度の低減効果に関する現地浄化試験] <1>目的。 複合微生物製剤の希釈剤に改良対象土壌における汚染地下水を使用することで天然微生物の活性を促し顕著な土壌改良効果を得られることを証明する。

<2>試験内容。 改良対象の土壌から揚水した地下水に複合微生物製剤を溶解し、一定期間タンク内で培養を行った後に汚染土壌内に注入し、汚染地下水のモニタリングを行う。

<3>試験条件。 ・ 試験試料:複合微生物製剤を汚染地下水で培養した土壌改良剤 複合微生物製剤:4kg(2g/L−地下水) 栄養剤:40kg(20g/L−地下水) 汚染地下水(現地採水:2m³=2,000L) ・ 主な汚染物質:ベンゼン

<3.1>複合微生物製剤。 複合微生物製剤は実施例1と同一である。

<3.2>栄養剤。 栄養剤は以下であり、実施例2と同一である。 ・ 商品名:バイオニュートリエンツ

<4>試験期間。 ・ 41日間(平成30年4月11日〜5月23日)

<5>試験方法。 <5.1>圧力注入井戸の設置。 改良対象地に観測井戸1本と圧力注入井戸2本を設置する。 圧力注入井戸はいずれも観測井戸から地下水上流側1mの地点に設置する。 観測井戸及び圧力井戸の深さはいずれも10m。

<5.2>複合微生物群の培養。 改良対象地に3m³の培養タンクを設置する。培養タンク内には水中ポンプ、エアレーション用ブロア、及び散気管を備える。 観測井戸から水中ポンプを用いて汚染地下水を揚水し、培養タンク内へ送水する。 培養タンク内へ複合微生物製剤(4kg)及び栄養剤(40kg)を投入し、その後2週間(3/28〜4/11)残置して培養する(土壌改良剤)。 培養期間中は散気管からエアレーションを行うと共に、水中ポンプによって水流を形成して内部攪拌することで、好気環境を形成・維持する。

<5.3>モニタリング。 土壌改良剤の注入前に観測井戸より地下水を採水し、観測項目のモニタリングを行う。観測項目は表12に示す。

<5.4>土壌改良剤の注入。 2週間培養の後、培養タンク内の土壌改良剤を圧力注入井戸から地下環境内に注入する(GL−7〜−10m)。 培養タンク内の地下水残量が約200Lになった時点でORC(徐放系脱酸素剤)を培養タンク内に入れて希釈し(希釈率20%)引き続き注入する。

<6>試験結果。 <6.1>モニタリング結果。 モニタリングの結果を表12に示す。

<6.2>ベンゼン及び複合微生物群の挙動。 図8を参照する。図8は、表12のモニタリング結果のうち、ベンゼンと全微生物数の挙動を表すグラフである。 [全微生物数] ・ 土壌改良剤注入前から注入7日後までに、全微生物数(cells/mL)が2.02E+06から4.32E+06へ約2倍に増加した。 ・ その後、注入14日後に6.56E+07(注入前比約32.5倍)、注入28日後に3.53E+08(注入前比約174.8倍)と漸増してピークを迎え、以後は減少に移る。 ・ 注入28日後以降の減少は、ベンゼンの分解に伴い複合微生物群の栄養源が不足したことによるものと考えられる。 [ベンゼン] ・ 土壌改良剤注入前から注入41日後までに、ベンゼン濃度が0.24mg/Lから0.027mg/Lへと激減した(減少率88.8%)。これは、改良対象地の土着微生物が複合微生物製剤中の複合微生物群の活性を促したことによるものと考えられる。 [分析] ・ 改良対象地の環境に親和した土着微生物が複合微生物群の活性を促すことで、顕著な改良効果を発揮することが証明された。

S1 準備工程 S2 希釈工程 S3 基材消費工程 S4 注入工程 1 土壌改良剤 10 複合微生物製剤 11 複合微生物群 12 基材 20 希釈剤