微生物用組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及微生物用組合物。具有甘油、硬脂酸、碳酸鈣的微生物用組合物具有觸變性，因此在被注入到地下時(shí)變成凝膠狀而不擴(kuò)散到地下水等中。因此，是能夠期待高緩釋性的物質(zhì)。然而，預(yù)計(jì)為效果經(jīng)年持續(xù)數(shù)年的物質(zhì)出現(xiàn)效果不足1年就消失的現(xiàn)象。能夠提供通過(guò)包含甘油和碳酸鈣、不包含脂肪酸而在實(shí)用上具有充分的緩釋性的、能夠凈化土壤、地下水中的有機(jī)氯化合物的微生物用組合物。
【專利說(shuō)明】
微生物用組合物
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及為了利用微生物分解土壤和地下水中的有機(jī)氯化合物來(lái)凈化土壤和 地下水而注入到土壤和地下水中的微生物用組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 因被化學(xué)物質(zhì)污染的土壤和地下水的問(wèn)題在于，不僅破壞人類還會(huì)破壞生物界整 體的平衡，從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)，需要某種對(duì)策。另外，對(duì)被污染的土壤和地下水置之不 理，關(guān)系著人類活動(dòng)范圍受到限制，從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)也需要對(duì)策。
[0003] 以往，為了凈化被化學(xué)物質(zhì)污染的土壤和地下水，提出了石灰法、鐵粉法、土壤開(kāi) 挖換填法、土壤濕土式清洗法、生物降解法等各種方法。土壤和地下水的污染大多數(shù)為大范 圍擴(kuò)散的情況，換填土壤本身的方法的規(guī)模和費(fèi)用變得巨大。
[0004] 公認(rèn)作為不需要大規(guī)模的工程而在原地經(jīng)濟(jì)地凈化土壤和地下水的方法之一的 生物降解法是適宜的。其為使土壤和地下水中的需氧性或厭氧性的微生物分解作為污染物 質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)的方法。
[0005] 例如，梭菌屬的微生物在厭氧氣氛中分解有機(jī)物而分解為乙酸等。該工序中釋放 氫。該氫能夠取代氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烯這樣的有機(jī)氯系化合物的氯，從而能 夠凈化這些化學(xué)物質(zhì)。即，利用在厭氧氣氛下產(chǎn)生的氫引起的還原反應(yīng)能夠?qū)τ袡C(jī)氯系化 合物進(jìn)行脫氯來(lái)凈化化學(xué)物質(zhì)。
[0006] 提出了將如上那樣產(chǎn)生氫并提供氫的物質(zhì)群稱為供氫體，而將使微生物活化的同 時(shí)成為供氫體的物質(zhì)群（以下稱為"營(yíng)養(yǎng)源"）注入到土壤和地下水中的方法。這樣的營(yíng)養(yǎng)源 存在過(guò)量注入時(shí)擴(kuò)散到污染地以外的部分所導(dǎo)致的二次污染的擔(dān)心。因此，例如專利文獻(xiàn)1 中公開(kāi)了使直鏈脂肪酸混入制成粒狀的直鏈脂肪酸、甘油中從而使其不容易從注入地點(diǎn)移 動(dòng)出來(lái)的組合物。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2002-370085號(hào)公報(bào)（日本特許第3746726號(hào)）
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0011] 專利文獻(xiàn)1中，組成為甘油100重量份、平均粒徑105毫微米的硬脂酸10重量份、平 均粒徑12毫微米的碳酸鈣20重量份的營(yíng)養(yǎng)源(微生物用組合物)具有觸變性，因此在被注入 到地下時(shí)變成凝膠狀而不擴(kuò)散到地下水等中。因此，是能夠期待高緩釋性的物質(zhì)。
[0012] 然而，預(yù)計(jì)為效果經(jīng)年持續(xù)數(shù)年的物質(zhì)出現(xiàn)效果不足1年就消失的現(xiàn)象。
[0013] 用于解決問(wèn)題的方案
[0014] 本發(fā)明是鑒于上述課題而想到的，查明上述現(xiàn)象的原因在于，被注入到地下的營(yíng) 養(yǎng)源的凝膠化加劇，成為既不能釋放甘油也不能釋放脂肪酸的狀態(tài)，結(jié)果而想到的。
[0015] 更具體而言，本發(fā)明的微生物用組合物的特征在于，包含甘油和碳酸鈣，不包含脂 肪酸。
[0016] 發(fā)明的效果
[0017] 本發(fā)明的微生物用組合物能夠提供在被注入到地下之后成為凝膠狀態(tài)而停留在 此處，能夠長(zhǎng)期持續(xù)釋放營(yíng)養(yǎng)源的微生物用組合物(營(yíng)養(yǎng)源）。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是示出用于預(yù)備實(shí)驗(yàn)的裝置的構(gòu)成的圖。
[0019] 圖2是示出從預(yù)備實(shí)驗(yàn)的裝置中的容器內(nèi)的土壤的上方加入水并采集落入配置于 底板的下方的托盤中的水的情形的圖。
[0020] 圖3是表示預(yù)備實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面對(duì)本發(fā)明的微生物用組合物進(jìn)行說(shuō)明。以下說(shuō)明例示了本發(fā)明的實(shí)施方式和 實(shí)施例的一部分，本發(fā)明不限于以下說(shuō)明。只要不脫離本發(fā)明的主旨，就可以對(duì)下述實(shí)施方 式進(jìn)行變更。
[0022]本發(fā)明的微生物用組合物的目的在于，包含用于活化土壤和地下水中的微生物的 材料，不會(huì)從注入地點(diǎn)過(guò)度地?cái)U(kuò)散而停留在此處，從而長(zhǎng)時(shí)間釋放營(yíng)養(yǎng)成分。因此，在被注 入時(shí)在地下發(fā)生凝膠化，處于不因地下水、浸透而發(fā)生擴(kuò)散的狀態(tài)。
[0023] 即，在被注入的地點(diǎn)形成包含有營(yíng)養(yǎng)成分的凝膠，從此處釋放營(yíng)養(yǎng)成分。另一方 面，凝膠自身是不擴(kuò)散的。換言之，微生物用組合物（營(yíng)養(yǎng)源)是指，在地下形成狀態(tài)為凝膠 骨架中包含有營(yíng)養(yǎng)成分的凝膠的組合物。
[0024] 作為微生物的營(yíng)養(yǎng)成分，可以利用作為多元醇的糖醇、甘油。這是因?yàn)檫@些物質(zhì)也 容易溶解于水、容易擴(kuò)散。尤其考慮到保濕性，優(yōu)選甘油。
[0025] 另外，作為營(yíng)養(yǎng)成分，還可以利用脂肪酸。碳數(shù)多的脂肪酸由于不溶于水，因此不 會(huì)一次性地?cái)U(kuò)散。能夠一點(diǎn)點(diǎn)地被微生物分解，長(zhǎng)時(shí)間起到供氫體的作用。然而，本發(fā)明的 微生物用組合物不使用脂肪酸。
[0026] 為了使液態(tài)的組合物成為凝膠，賦予觸變性。對(duì)此可以通過(guò)包含填料成分來(lái)實(shí)現(xiàn)。 填料成分成為用于交聯(lián)被混合的溶劑彼此的媒介，在溶劑整體中構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。即，在靜止?fàn)顟B(tài) 下具有高粘度。然而，由于最初并非化學(xué)地鍵合，因此若施加剪切力，則會(huì)潰散，成為低粘 度。
[0027] 作為填料成分，優(yōu)選為包含環(huán)境負(fù)荷小的元素的填料成分。例如，鈣不會(huì)成為大的 環(huán)境負(fù)荷，而且難溶于水，因此可以適宜地使用。其中，碳酸鈣從成本考慮也是可以廉價(jià)地 獲得的，是適宜的。
[0028]另外，填料成分的大小優(yōu)選為20μπι以上且200μπι以下。填料過(guò)小時(shí)，作為觸變性賦 予劑的效果變低，不會(huì)成為作為微生物用組合物的觸變體。另外，若填料小，則擴(kuò)散到地下。 另外過(guò)大時(shí)，同樣地作為觸變性賦予劑的效果變低。另外，粒徑過(guò)大時(shí)，也成為堵塞通往地 下的供給口。
[0029]專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的微生物用組合物被注入時(shí)，在地下形成凝膠狀體。然而，如后 述實(shí)施例所示可知，一邊混合并攪拌用于形成凝膠骨架的鈣化合物和脂肪酸一邊注入到地 下時(shí)，會(huì)成為非常強(qiáng)的觸變性賦予劑。
[0030]因此，作為營(yíng)養(yǎng)成分的糖醇等釋放時(shí)，凝膠化加劇，導(dǎo)致成為不釋放營(yíng)養(yǎng)成分的程 度的凝膠。即，經(jīng)過(guò)一定期間時(shí)，氫的供給量極端地減少，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行凈化。
[0031 ]為了避免該情況，最有效的是，最終不添加脂肪酸，制成僅為營(yíng)養(yǎng)成分和填料成分 的混合組合物。另外，也可以添加表面活性劑、pH調(diào)節(jié)劑這樣的添加劑。
[0032] 實(shí)施例
[0033]下面示出本發(fā)明的微生物用組合物的實(shí)施例。作為預(yù)備實(shí)驗(yàn)，制備組成不同的微 生物用組合物，確認(rèn)在土壤中的行為。圖1示出實(shí)驗(yàn)中使用的裝置。容器10使用內(nèi)徑130mm、 壁厚10mm、長(zhǎng)度500mm的丙烯酸管。將一側(cè)的端部用形成有多個(gè)通孔的底板11閉合。將從地 下7m的透水層挖出的土壤12填充大致3升的量直至距底板11 400mm的高度為止。
[0034]使用注射栗14將lOOcc的微生物用組合物的試樣30注入到距容器10內(nèi)的土壤的表 面100mm的深度的地點(diǎn)。其后，放置1天。
[0035]接著，參照?qǐng)D2,從容器10內(nèi)的土壤12的上方加入水20,采集落入配置于底板11下 方的托盤16中的水25。將該水用GC(氣相色譜儀)進(jìn)行測(cè)定，并定期地測(cè)定營(yíng)養(yǎng)成分的溶出 量。需要說(shuō)明的是，圖2中，符號(hào)18是使出口朝下的水20的筒，水20的液面常位于同一位置。 另外，符號(hào)30是處于凝膠化的試樣。以下示出各試樣的組成。
[0036]〈試樣 1>
[0037]試樣1的組成為:甘油為76.9質(zhì)量％，平均粒徑100μπι的碳酸鈣為7.7質(zhì)量％，平均 粒徑12μπι的硬脂酸為15.4質(zhì)量％。將組成示于表1。
[0038]〈試樣 2>
[0039]試樣2的組成為:甘油為91質(zhì)量％，平均粒徑100μπι的碳酸鈣為3質(zhì)量％，平均粒徑 12μπι的硬脂酸為6質(zhì)量％。試樣2是將碳酸鈣與硬脂酸的量以相同比率減少后的組成。將組 成示于表1。
[0040] 〈試樣 3>
[0041] 試樣3的組成為:甘油為91質(zhì)量％，平均粒徑100μπι的碳酸鈣為6質(zhì)量％，平均粒徑 12μπι的硬脂酸為3質(zhì)量％。試樣3是相對(duì)于試樣2將碳酸鈣的量和硬脂酸的量顛倒后的組成。 將組成示于表1。
[0042] 〈試樣 4>
[0043] 試樣4的組成為:甘油為91質(zhì)量％，平均粒徑100μπι的碳酸鈣為9質(zhì)量％。試樣4的組 成不包含硬脂酸。將組成示于表1。
[0044] 〈試樣 5>
[0045] 試樣5的組成為:甘油為100質(zhì)量％。試樣5是作為對(duì)照而添加的。將組成示于表1。
[0046] [表1]
[0048] 各數(shù)值表示質(zhì)量％。
[0049] 注入到土壤表面的水被一次性地注入到距容器10的土壤5cm左右的高度，之后由 筒18進(jìn)行補(bǔ)給以保持該水位。注入水后幾乎在相同的時(shí)間從被注入各試樣的容器10向托盤 16開(kāi)始滲出水25。將向托盤16開(kāi)始滲出水25的時(shí)刻設(shè)為測(cè)定開(kāi)始時(shí)刻，從測(cè)定開(kāi)始時(shí)刻起 每30分鐘對(duì)積存于托盤16的水25進(jìn)行取樣，并用GC測(cè)定甘油量。甘油量的測(cè)定值是以積存 于托盤16的水的重量為基準(zhǔn)，換算成用30分鐘滴下的甘油的總量。
[0050]圖3示出結(jié)果。參照?qǐng)D3,橫軸為時(shí)間，縱軸為滴下的甘油總量。需要說(shuō)明的是，為了 對(duì)試樣之間進(jìn)行對(duì)比，縱軸是將試樣5的最初的測(cè)定值設(shè)為100而進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。觀察圖3的 結(jié)果時(shí)，甘油單體(試樣5:白圈）的試樣滴得最多。然而，24小時(shí)后基本變成檢測(cè)限以下。 [0051]對(duì)于甘油中混有碳酸鈣和硬脂酸的試樣1(黑圈）、2(白三角）、3(白倒三角），從測(cè) 定開(kāi)始時(shí)刻起僅滴下試樣5(僅為甘油）的一半左右。其后雖然持續(xù)地滴下，但8小時(shí)后突然 減少了。
[0052] 與此相對(duì)，對(duì)于未包含硬脂酸的試樣4(白方形），甘油比無(wú)添加物的試樣5緩慢地 滴下。而且，18小時(shí)后，比試樣5的流出量變多。
[0053] 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，試著將試樣1~4沿容器10每個(gè)豎著切斷，結(jié)果，試樣1~3幾乎同樣地 在被注入的部分成為凝膠狀態(tài)。另一方面，試樣4雖然為凝膠狀體，但確認(rèn)到凝膠狀態(tài)的部 分比試樣1~3寬。
[0054] 由以上結(jié)果可以認(rèn)為，若使碳酸鈣和硬脂酸共存，則在本次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的范圍內(nèi)起 到強(qiáng)有力的凝膠促進(jìn)劑的作用而與含量無(wú)關(guān)，甘油量流出一定以上時(shí)，以不容許流出其以 上的程度成為牢固的凝膠。
[0055] 接著，在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了確認(rèn)。實(shí)施例1的組成與表1的試樣4相同，甘油為91質(zhì) 量％，平均粒徑100μπι的碳酸鈣為9質(zhì)量％。實(shí)施例2的組成與試樣4相近，甘油為95質(zhì)量％， 平均粒徑100Μ1的碳酸鈣為5質(zhì)量％。比較例1的組成與試樣1相同。具體而言，甘油為76.9質(zhì) 量％，平均粒徑10(^111的碳酸鈣為7.7質(zhì)量％，平均粒徑12以111的硬脂酸為15.4質(zhì)量％。
[0056] 一邊攪拌這些組成的微生物用組合物45kg，一邊在挖成12m的井中注入總量。需要 說(shuō)明的是，查出該土壤中含有1. 〇mg/L的三氯乙稀。
[0057]實(shí)施例1、2和比較例1的各井設(shè)置在相隔50m以上的地點(diǎn)，使其互不影響。在距各個(gè) 井5m的地點(diǎn)挖出觀測(cè)井，測(cè)量三氯乙烯的量。將各試樣的組成和三氯乙烯的去除率示于表 2。需要說(shuō)明的是，表2中將三氯乙烯的去除率表示為"V0C去除率（％)"。另外，去除率是將測(cè) 定值除以作為初始值的1. Omg/L，從1減去該值，再乘以100的值。更具體而言，用（1)式表示。
[0058] 去除率=(1-測(cè)定值/1 ·0) X 100···(1)
[0059] [表 2]
[0060]
[0061 ] 各數(shù)值表示質(zhì)量％。
[0062]參照表2,在設(shè)置井經(jīng)過(guò)1個(gè)月后，觀測(cè)地點(diǎn)處的三氯乙烯的去除率在各個(gè)井的程 度大致相同。另一方面，經(jīng)過(guò)10個(gè)月后，在實(shí)施例1和實(shí)施例2的井的觀測(cè)點(diǎn)能夠?qū)⑷纫蚁?去除得大致相同，但在比較例1的井的觀測(cè)點(diǎn)，去除率變?yōu)榱?。另外，測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)的甘油時(shí)， 結(jié)果在實(shí)施例1和2的觀測(cè)點(diǎn)能夠觀測(cè)到甘油，但在比較例1的井的觀測(cè)點(diǎn)沒(méi)能夠檢測(cè)到甘 油。
[0063] 如上可知，在使碳酸鈣和脂肪酸共存時(shí)起到強(qiáng)有力的觸變性促進(jìn)劑的作用，因此 得到阻止甘油的流出的結(jié)論。另外，通過(guò)包含至少5質(zhì)量％以上且9質(zhì)量％以下的碳酸鈣，能 夠長(zhǎng)時(shí)間、廣范地持續(xù)供給營(yíng)養(yǎng)源。
[0064] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0065]本發(fā)明的微生物用組合物作為利用土壤和地下水中的微生物將土壤和地下水中 的有機(jī)氯化合物分解、凈化時(shí)的營(yíng)養(yǎng)源而適宜使用。
[0066] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0067] 10 容器
[0068] 11 底板
[0069] 12 土壤
[0070] 14注射栗
[0071] 16 托盤
[0072] 18 (水的）筒
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微生物用組合物，其特征在于，所述微生物能夠凈化土壤、地下水中的有機(jī)氯化 合物，所述微生物用組合物包含甘油和碳酸鈣、不包含脂肪酸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物用組合物，其特征在于，所述碳酸鈣相對(duì)于所述微生物 用組合物總量為5質(zhì)量％以上且9質(zhì)量％以下。
【文檔編號(hào)】C02F3/34GK105940098SQ201580003188
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日
【發(fā)明人】安藤卓也, 清水巧治, 當(dāng)田紀(jì)賢
【申請(qǐng)人】松下知識(shí)產(chǎn)權(quán)經(jīng)營(yíng)株式會(huì)社