DE69331431T2

DE69331431T2 - Träger für Mikroorganismen, Bodenentgiftungsmittel die diesen Träger verwenden, und Methoden zur Entgiftung de Bodens

Info

Publication number: DE69331431T2
Application number: DE69331431T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Imamura; Kinya Kato; Shinya Kozaki; Masanori Sakuranaga; Kazumi Tanaka; Tetsuya Yano
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-10-20
Filing date: 1993-10-19
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2013-10-20
Also published as: DE69331431D1; ATE211760T1; EP0594125A3; EP0594125B1; EP0594125A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mittel zur Bodensanierung, in dem Mikroorganismen, die über die Fähigkeit zum Abbau von Bodenverunreinigungen bzw. Bodenschadstoffen verfügen, in den Poren eines Trägers enthalten sind, und sie bezieht sich auf ein Verfahren zur Bodensanierung, das die Verabreichung des Mittels zur Bodensanierung an den Boden umfaßt.

In Beziehung stehender Stand der Technik

Die letzten Jahren waren vom Problem der Umweltverschmutzung mit Kohlenwasserstoffen, wie aromatischen Kohlenwasserstoffen, Paraffinen und Naphtenen, als auch chlorierten organischen Verbindungen, wie Trichlorethylen und Perchlorethylen, geprägt. Es bestand eine große Nachfrage, nach der Einführung einer Technik, durch die die Eskalation einer ernstzunehmenden Umweltverschmutzung verhindert wird und bereits verschmutzte bzw. kontaminierte Umgebungen gereinigt und saniert werden. Beispiele für diese Technik schließen physikalische/chemische Behandlungen ein, wie eine Belüftungsbehandlung, eine Trocknungsbehandlung, eine Technik unter Nutzung einer Vakuumverdampfers und eine Vakuumextraktion, wobei diese Behandlungen jedoch unter dem Gesamtgesichtspunkt der Kosten, der Verfahrenseigenschaften, der einzusetzenden Energiemenge, des behandelbaren Bereichs und der Abbaueigenschaften weniger abbaubarer Substanzen nicht immer vorteilhaft sind.
Somit wurde als Technik zur Lösung des Problems der physikalischen/chemischen Behandlung die Nutzung einer biologischen Behandlung unter Verwendung von Mikroorganismen zum Zwecke der Sanierung der Umwelt untersucht.
Als Mikroorganismen, die zum Abbau weniger abbaubarer Substanzen, wie aromatischer Kohlenwasserstoffe und chlorierter organischer Verbindungen, die zur Bodenverunreinigung führen, geeignet sind, sind viele Arten von Mikroorganismen bekannt. Wenn solche Bakterien jedoch direkt auf den tatsächlich verunreinigten Boden gesprüht werden, nimmt die Konzentration der Bakterien ausgehend von einer Ausgangsbakterienkonzentration in dem Boden im Laufe der Zeit allmählich ab, so daß sich die Sanierungswirkung des verunreinigten Bodens auf ungünstige Weise verschlechtert. Als Konsequenz muß das Sprühen der Bakterien unpraktischer Weise oft wiederholt werden. Deshalb besteht vom praktischen Standpunkt aus ein starkes Bedürfnis, das Wachstumsvermögen der Bakterien für den Abbau, die dem Boden verabreicht werden, zu erhalten und die bakterielle Konzentration auf einem hohen Niveau zu halten.
Als Träger für die Verwendung in Bioreaktoren, die bislang in der Arzneimittelindustrie, der Lebensmittelindustrie, in Abwasserbehandlungssystemen und ähnlichem verwendet wurden, wurden verschiedene Träger zum Tragen der Mikroorganismen vorgeschlagen, um hohe Konzentrationen der Mikroorganismen beizubehalten. Beispiele für solche Träger schließen sowohl Teilchenträger, wie poröses Glas, Keramikwerkstoffe, Metalloxide, Aktivkohlen, Zeolithe und Anthrazite, als auch gelartige Träger, wie Agar, Polyvinylalkohol, Alginsäure, Polyacrylamid und Carrageenan ein.
Die japanische Veröffentlichung Kohyo (Nationale japanische Veröffentlichung einer PCT-Anmeldung) Nr. 503528/1992 offenbart ein Verfahren, das die Immobilisierung von Mikroorganismen, die zum Abbau von Chlorphenolen geeignet sind, auf einem porösen Träger, und die anschließende Zugabe des Trägers zu verunreinigtem Boden umfaßt. Diese Art eines porösen Trägers kann die Mikroorganismen mit bevorzugten Wachstumsbedingungen versehen und kann sie vor Angriffen räuberischer Tiere schützen.
Die Patentschrift WO90/10079 offenbart ein Verfahren für die mikrobiologische Sanierung eines Bodens, der durch Chlorphenol verunreinigt wurde, mittels Chlorphenol abbauender Mikroorganismen der Gattung Rhodococcus und Mycobacterium. Die Mikroorganismen können immobilisiert auf einem festen porösen organischen Träger zugegeben werden.
Andererseits offenbart die europäische Patentschrift EP-A-0 228 626 ein Dekontaminationsverfahren von Böden mittels Mikroorganismen, bei dem für die Verunreinigung spezifische Mikroorganismen in freier oder fixierter Form dem Boden verabreicht werden. Als Substrate für die Immobilisierung der Mikroorganismen werden Aktivkohle, Zeolithe und Siliciumdioxid erwähnt. Das Trägermaterial kann in den Boden eingebracht werden und wird danach mit einer wäßrigen Suspension eines Mikroorganismus und anschließend mit einer wäßrigen Minerallösung in Kontakt gebracht.
Der Boden gewährleistet jedoch üblicher Weise nur eine schlechte Ernährung, und so ist es oft erforderlich, den Boden mit einem Nährstoff für die Mikroorganismen für die Bodensanierung aufzufüllen, die dem Boden zugefügt wurden. In solch einem Fall ist die Bewegung des Nährstoffs im Boden sehr langsam. Deshalb kann sich die Wirkung des Nährstoffs nicht rasch zeigen, selbst wenn der Nährstoff für die den Boden sanierenden Mikroorganismen von der Oberfläche des Bodens aus zugegeben wird. Aus diesem Grund kann, selbst wenn die Mikroorganismen direkt auf den Boden aufgesprüht werden, und selbst wenn sie an den vorstehend erwähnten organischen, anorganischen, partikulären, gelähnlichen oder porösen Träger immobilisiert sind, ausreichender Nährstoff den verabreichten Mikroorganismen nicht zugeführt werden, so daß das Wachstumsvermögen der verabreichten Mikroorganismen nicht in ausreichendem Maße aktiviert werden kann und die Konzentration der Bakterien nicht in ausreichendem Maße im Boden aufrecht erhalten werden kann.
Andererseits ist es beispielsweise jedoch nicht bevorzugt, selbst wenn Bedingungen gegeben sind, die für die verabreichten Mikroorganismen geeignet sind, und selbst wenn die Mikroorganismen in hoher Konzentration wachsen und bei hoher Konzentration gehalten werden, um die Schadstoffe erfolgreich abzubauen und aus dem Boden zu entfernen, daß die verabreichten Mikroorganismen noch über einen langen Zeitraum in den Umgebungen vorhanden sind, sogar nach der Entfernung der Schadstoffe, da die Tendenz auftritt, daß es zu unnötigen Schwierigkeiten, wie einer zweiten Verunreinigung durch die verabreichten Mikroorganismen selbst kommt.
Das heißt, idealer Weise ist es erwünscht, daß die von außen eingebrachten Bakterien lediglich auf den verunreinigten Bereich einwirken und nach der Sanierung der Umgebungen automatisch verschwinden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Mittels zur Bodensanierung, bei dem Mikroorganismen von einem porösen Träger zum Tragen von Mikroorganismen getragen werden, das auf einfache und auf wirtschaftliche Weise den Mikroorganismen in einem Boden während der Sanierung des Bodens unter Verwendung der Mikroorganismen einen Nährstoff zuführen kann, das das Wachstumsvermögen der Mikroorganismen in dem Boden aktivieren kann, das die Bakterienkonzentration auf einem hohem Niveau halten kann, das es den Mikroorganismen gestattet, nur in dem verunreinigten Bereich aktiv zu werden, und das dafür sorgt, daß die Bakterien nach der Sanierung das Bodens automatisch verschwinden, um den Einfluß der verbleibenden Mikroorganismen auf das ökologische System zu beseitigen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Sanierung eines Bodens unter Verwendung des Mittels zur Bödensanierung.
Diese Aufgaben können durch die Erfindung gelöst werden.
Erfindungsgemäß wird ein Mittel zur Bodensanierung zur Verfügung gestellt, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß es einen porösen Träger umfaßt, der die Mikroorganismen trägt, die die Fähigkeit zum Abbau der Bodenverunreinigungen besitzen, wobei der Träger zum Tragen der Mikroorganismen in den Poren einen Nährstoff enthält. Das Mittel wird durch die Schritte nach Anspruch 1 hergestellt.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Sanierung eines Bodens zur Verfügung gestellt, das die Verabreichung des vorstehenden Mittels zur Bodensanierung an den Boden durch die wie in Anspruch 6 oder Anspruch 10 definierten Schritte umfaßt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt: die Veränderung der Bakterienzahl zwischen Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 1.
Fig. 2 zeigt: die Veränderung der Bakterienzahl zwischen Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 2.
Fig. 3A zeigt die Veränderung der Trichlorethylenkonzentration zwischen Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 3.
Fig. 3B zeigt die Veränderung der Bakterienzahl zwischen Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 3.
Fig. 4 zeigt: die Veränderung der Trichlorethylenkonzentration zwischen Beispiel 6 und Vergleichsbeispiel 4.
Fig. 5A zeigt die Veränderung der Trichlorethylenkonzentration zwischen Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 5.
Fig. 5B zeigt die Veränderung der Bakterienzahl zwischen Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 5.
Fig. 6 zeigt: die Veränderung der Trichlorethylenkonzentration zwischen Bezugsbeispiel 8 und Vergleichsbeispiel 6.
Fig. 7 zeigt: die Veränderung der Kresolkonzentration zwischen Beispiel 9 und Vergleichsbeispiel 7.
Fig. 8 zeigt die Veränderung der Phenolkonzentration zwischen Beispiel 10 und Vergleichsbeispiel 8.
Fig. 9 zeigt die Veränderung der Trichlorethylenkonzentration zwischen Beispiel 11 und Vergleichsbeispiel 9.
Fig. 10 zeigt die Veränderung der Trichlorethylenkonzentration zwischen Beispiel 12 und Vergleichsbeispiel 10.
Fig. 11 zeigt eine Operation zur Verabreichung eines Mittels zur Bodensanierung an einen Boden mittels des Belüftungsverfahrens.
Fig. 12 zeigt eine Operation zur Verabreichung eines Mittels zur Bodensanierung an einen Boden mittels des Wasserzufuhrverfahrens.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Anbetrachts der vorstehenden Situation führten die Erfinder Untersuchungen zur Entwicklung eines Trägers durch, der für die Verabreichung von Mikroorganismen für die Bodensanierung, die die Eignung zum Abbau einer Schadstoffverbindung aufweisen, an den Boden nützlich ist, und als Ergebnis fanden sie, daß die verabreichten Mikroorganismen im Boden auf wirkungsvolle Weise beibehalten und gezüchtet werden können, und daß die Mikroorganismen nach einer bestimmten Zeitdauer zum Verschwinden gebracht werden können, unter Verwendung eines Trägers, der Poren aufweist, die darin die Mikroorganismen tragen, und der in den Poren einen Nährstoff für die Mikroorganismen enthält, oder zum Nährstoff für die Mikroorganismen wird. Auf diese Weise wurde die vorliegende Erfindung realisiert.
Anschließend wird die Erfindung detaillierter beschrieben. Es wird Bezug auf einen Träger genommen, der Poren aufweist, die die Mikroorganismen darin tragen, und der in den Poren einen Nährstoff für die Mikroorganismen enthält, und auf ein Mittel zur Bodensanierung, bei dem die Mikroorganismen von dem Träger getragen werden.
Beispiele für das grundlegende Aufbaumaterial des Trägers zum Tragen von Mikroorganismen schließen Polysaccaride, wie Cellulose, Dextran und Agarose, inerte Proteine, wie Gelatine und Albumin, synthetische polymere Verbindungen, wie ein Ionenaustauschharz und Polyvinylchlorid, anorganische Materialien, wie Keramikwerkstoffe und poröse Gläser, und polymere Verbindungen für Einschlußträger ein, wie Kollagen, Agar, Alginsäure, Carrageenan, Celluloseacetat, Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, Epoxidharz, fotohärtende Harze, Polyester, Polystyrol und Polyurethan.
Das vorstehend erwähnte grundlegende Aufbaumaterial ist bevorzugt so beschaffen, daß es zur Bildung eines porösen Trägers geeignet ist, der es den Mikroorganismen ermöglicht, in seine feinen Poren einzudringen, wodurch die Rückhaltung der Mikroorganismen darin verstärkt wird, und in dem der Porendurchmesser bis zu einer gewissem Ausmaß steuerbar ist. Das heißt, die poröse Struktur vergrößert die Oberfläche, an die die nützlichen Mikroorganismen anhaften können, und auf Grund der Steuerbarkeit des Durchmessers der Poren kann ein räuberischer Angriff auf den Träger durch Protozoen oder ähnliches verhindert werden. In der Erfindung kann das Wachstum und die Beibehaltung bzw. Bewahrung nützlicher Mikroorganismen im Boden lediglich durch die Zugabe eines Nährstoffs erreicht werden, der den Poren des porösen Trägers zugeführt wird.
Desweiteren ist die Bildung des Trägers aus einem biologisch abbaubaren Material bevorzugt, da Probleme, wie eine zweite Verunreinigung mit dem verbleibenden Träger und der Einfluß der verabreichten Mikroorganismen auf das ökologische System des Bodens verhindert werden können. Solch ein biologisch abbaubares Material ist bevorzugt so beschaffen, daß es sich allmählich zersetzt und nach der Sanierungsbehandlung des Bodens mittels der verabreichten Mikroorganismen verschwindet. Wenn solch ein Träger verwendet wird, nehmen die verabreichten Mikroorganismen, die auf Grund des Verschwindens des Trägers in den Boden freigesetzt wurden, wegen der Konkurrenz mit den heimischen vorherrschenden Mikroorganismen in dem Boden, den räuberischen Angriffen von Protozoen und dadurch, daß die Mikroorganismen Umständen ausgesetzt sind, unter denen sie sich nur schlecht vermehren, allmählich ab und schließlich verschwinden diese Mikroorganismen. Als Ergebnis kann das ökologische System des Bodens in den Normalzustand zurückkehren.
Solch ein biologisch abbaubarer Träger kann aus Cellulose, Lignin, Stärke, Agarose, Dextrin, Albumin, Chitin, Chitosan, Filterpapier oder Holzspäne gefertigt sein. Träger, die aus diesen Materialien gefertigt sind, sind bevorzugt, da sie die Mikroorganismen in einen relativ moderaten Zustand tragen können, die gezüchteten Mikroorganismen leicht freisetzen, billig sind, und in bestimmten Fällen selbst zu einem Nährstoff für die biologisch abbaubaren Mikroorganismen werden können.
Die Abbaugeschwindigkeit des biologisch abbaubaren Trägers selbst kann durch die Auswahl seines Material und seiner Eigenschaften gesteuert werden. Beispielsweise kann sowohl der Durchmesser und die Morphologie der Poren als auch die Gestalt und die Größe des Trägers auf geeignete Weise unter Berücksichtigung des Trägermaterials ausgewählt werden. Die Faktoren, die bei der Auswahl dieser Erfordernisse in Betracht gezogen werden sollten, das heißt, die Faktoren, die einen Einfluß auf die Abbaugeschwindigkeit des biologisch abbaubaren Trägers ausüben, schließen die Art, Menge und Abbauaktivität der Mikroorganismen (der heimischen Mikroorganismen im Boden oder der verabreichten Mikroorganismen) für den Abbau des Trägers als auch das Volumen des zu behandelnden Bodens ein. Bevorzugt wird die zum Abbau der Verunreinigungen und die zum Abbau des Trägers notwendige Zeitdauer zuvor durch Feldexperimente ermittelt und ein entsprechender Träger entworfen.
Der Nährstoff, der in dem vorstehend erwähnten Träger getragen wird, enthält Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor, und ein Beispiel für solch einen Nährstoff ist ein Kulturmedium, das für die Züchtung von Bakterien geeignet ist. Die Kulturlösung besteht beispielsweise aus einer Mischung aus einer Fleischsuppe, Hefeextrakt, Malzextrakt, Bactopepton, Glucose, einem anorganischem Salz und einem Mineral in einem geeigneten Verhältnis und dieses Mischungsverhältnis kann entsprechend der Art der in dem Träger zu tragenden Mikroorganismen ausgewählt werden. In der Erfindung kann jeder Nährstoff zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Kulturmedium verwendet werden, solange er geeignete Mengen organischer und anorganischer Nährstoffe enthält. Beispielsweise kann als Nährstoff in dem Träger ein feines Pulver enthalten sein, das durch Trocknen und ein anschließendes Mahlen ausgewählter Mikroorganismen, die aus der Natur gewonnen wurden oder zusätzlich gezüchtet wurden, erhalten wurde.
Anschließend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Einbringung des Nährstoffs in den vorstehend erwähnten Träger beschrieben.
Als Technik des Einbringens des Nährstoffs in einen wasserunlöslichen anorganischen porösen Träger, wie poröses Glas oder Keramikwerkstoffe, gibt es ein Verfahren, das die nachstehenden Schritte umfaßt:
(1) Einen Schritt des Eintauchens des Trägers in eine Lösung, die den Nährstoff enthält,
(2) einen Schritt, in dem es der Lösung gestattet wird, mittels einer Ultraschallwellenbehandlung vollständig in die Poren des Trägers einzudringen, und
(3) einen Schritt des Erwärmens/Trocknens des Trägers, um den Nährstoff in den Poren des Trägers zu trocknen und zu verfestigen bzw. zu verdichten.
Zusätzlich gibt es als Technik des Einbringens des Nährstoffs in einen gelartigen Einschlußträger aus Carrageenan oder Alginsäure ein Verfahren, das die nachstehenden Schritte umfaßt:
(1) Einen Schritt des Mischens einer Lösung, die den Nährstoff enthält, mit einer Lösung, die ein Material für die Gelbildung (zum Beispiel Carrageenan oder Alginsäure) enthält, und
(2) einen Schritt des Gelierens der Mischung unter Steuerung der Gestalt des Trägers, um den gewünschten Träger zu erhalten.
Die vorstehend erwähnten Verfahren zur Einbringung des Nährstoffs stellen lediglich einen Teil von vielen Techniken dar. Der Nährstoff kann im trockenem Zustand oder als wäßrige Lösung verwendet werden, und er kann in Hinblick auf den vorliegenden Zustand, die Gestalt und die Eigenschaften des Trägers unter den günstigsten Bedingungen und auf die günstigste Art und Weise in den Träger eingebracht werden.
Ein Mittel zur Bodensanierung der Erfindung kann durch das Tragen der Mikroorganismen in dem Träger erhalten werden.
Damit sie in dem Träger getragen werden, kann ein übliches Verfahren angewandt werden. In dem Fall, daß der Träger in Form eines partikulären Feststoffes vorliegt, können die Mikroorganismen physikalisch oder ionisch in dem Träger adsorbiert sein oder sie können kovalent an den Träger gebunden sein. Im Falle eines Einschlußträgers können die Mikroorganismen in dem Träger auf die vorstehend erwähnte Weise eingeschlossen werden.
Anschließend wird Bezug auf andere Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Trägern zum Tragen von Mikroorganismen genommen, das heißt, auf einen Träger, der einen Nährstoff aus Mikroorganismen umfaßt, und auf ein Mittel zur Sanierung des Bodens, bei dem die Mikroorganismen in dem Träger getragen werden.
Konkrete Beispiele für den Träger, der einen Nährstoff aus Mikroorganismen umfaßt, schließen einen Träger ein, der ein natürliches Polymer umfaßt (zum Beispiel Späne von ausgeforstetem oder Abfallholz, auf Lignocellulose basierender landwirtschaftlicher oder forstwirtschaftlicher Abfall, wie Bagasse oder Stroh, Schalen von Krebsen oder Hummern, oder Meeresabfälle auf Chitin-Basis, wie das Rückgrat von Tintenfischen.
Die Trocknungs/Verfestigungsbehandlung nach dem vorstehenden Punkt (3) kann üblicher Weise durch eine Dehydratisierung der Bakterien in einem Ofen oder einem Trockner, und eine anschließende Trocknung, während sie sich noch im festen Zustand befinden, erfolgen. Hierbei kann eine Erwärmungsbehandlung eingesetzt werden, um den Trocknungsschritt zu beschleunigen, wobei dies jedoch nicht immer notwendig ist. Eine Verfestigung mittels einer Gefriertrocknung ist ebenfalls anwendbar. Um die Stärke des Trägers zu erhöhen, ist es wünschenswert, die behandelten Bakterien solange zu trocknen, bis in den Räumen zwischen den Zellen kein Feuchtigkeitsgehalt mehr auftritt, wobei aber ein Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 50% ausreicht, um vom praktischen Standpunkt aus akzeptabel zu sein.
Nach dem Trocknen und der Verfestigung der Mikroorganismen auf die vorstehend beschriebene Weise, werden sie geeigneter Weise gemahlen oder zu einer gewünschten Teilchengröße zerschnitten, um Trägerteilchen herzustellen. Beispielsweise werden die gezüchteten Mikroorganismen durch Zentrifugalabscheidung oder Filtration gewonnen, getrocknet und bei einer vorgegebenen Temperatur verfestigt, wobei sie sich im festen Zustand befinden, und anschließend mittels einer Schneidvorrichtung, einer Mühle oder einer Mischvorrichtung gemahlen oder zerschnitten, um einen partikulären Feststoff zu erhalten. In diesem Fall kann die Größe der Teilchen gegebenenfalls durch die Einstellung der Bedingungen ausgewählt werden. Desweiteren wird eine Probe entnommen, während sie sich im halbtrockenen Zustand befindet, und wird in diesem Zustand partikulär gemacht. Danach ist es ebenfalls möglich, die erhaltenen Teilchen zusätzlich zu trocknen, um die Festigkeit zu erhöhen.
Der so erhaltene Träger weist einen Porendurchmesser von ungefähr einigen um bis einigen 100 um auf, in Abhängigkeit von der Größe, der Gestalt und ähnlichen der bei der Herstellung des Trägers verwendeten Mikroorganismen, und er weist ebenfalls eine ausgezeichnete Gestalt als Träger zum Tragen der Mikroorganismen für die Bodensanierung auf. Oder aber der gewählte Porendurchmesser von ungefähr einigen um bis einigen 100 um kann auch durch eine geeignete Auswahl der Bedingungen für die Gewinnung der Bakterien erhalten werden.
Anschließend wird der Träger, der unter Verwendung eines natürlichen Polymers als Ausgangsmaterial erhalten werden kann, im Detail beschrieben. Ein natürliches Polymer auf Lignocellulose-Basis oder auf Chitin-Basis weist Poren verschiedener Gestalt auf, die sich von den Zellen ableiten, und ist reich an Kohlenstoff- und Stickstoffquellen, die für das Auftreten von Mikroorganismen notwendig sind. Deshalb kann selbst dann eine ausreichende Wirkung erhalten werden, wenn das vorstehend erwähnte natürliche Polymer direkt als der Träger zum Tragen der Mikroorganismen für die Bodensanierung verwendet wird.
Desweiteren weisen diese Träger Poren auf, die geeignet sind, Mikroorganismen für die Bodensanierung zu tragen, und deshalb kommt ihnen die Funktion zu, die Mikroorganismen zu züchten und beizubehalten. Mit dem Träger, der den Nährstoff umfaßt, ist gemeint, daß er biologisch abbaubar ist. Diese Art von Träger weist eine ausreichende Festigkeit auf, selbst wenn er in Kontakt mit Wasser kommt und aufquillt. Außerdem wird der Träger nicht in feine Teilchen zerteilt, selbst wenn er in den verunreinigten Boden gesprüht wird, und deshalb kann der so hergestellte Träger als praktisch anwendbar angesehen werden.
Das Mittel für die Bodensanierung der Erfindung kann durch die Einbringung der Mikroorganismen in den vorstehend erwähnten Träger erhalten werden.
Um die Mikroorganismen für die Bodensanierung in den Träger einzubringen, kann eine übliche Technik angewandt werden, und es kann ein Verfahren angewandt werden, das das Mischen des Trägers und eines Kulturmediums und eine anschließende Züchtung der Mikroorganismen umfaßt, oder ein Verfahren, das den Einschluß der Mikroorganismen in die Poren unter verringertem Druck umfaßt.
Für die Mikroorganismen, die in dem Träger der Erfindung getragen werden, gibt es keine besondere Einschränkung, wobei aber Beispiele für übliche Mikroorganismen Bakterien, die zur Pseudomonas-Gattung zum Abbau aromatischer Kohlenwasserstoffverbindungen, einem organischen Lösungsmittel, wie Toluol, und chlorierter organischer Verbindungen, gehören und Mikroorganismen einschließen, die zu den Gattungen Methylosinus, Methylomonas, Methylobacterium, Alcaligenes, Mycobacterium, Nitrosomonas, Xanthomonas, Spirillum, Vibrio, Bacterium, Achromobacter, Acinetobacter, Flavobacterium, Chromobacterium, Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Micrococcus, Sarcina, Bacillus, Streptomyces, Nocardia, Corynebacterium, Pseudobacterium, Arthrobacter, Brevibacterium, Saccharomyces und Lactobacillus gehören, die dafür bekannt sind, daß sie für den Abbau verschiedener Arten von schädlichen Substanzen geeignet sind.
Als zu verabreichende Mikroorganismen können bereits isolierte Mikroorganismen, Mikroorganismen, die frisch aus einem Boden oder ähnlichem gemäß dem Verwendungszweck gescreent bzw. vorausgewählt wurden, oder eine Mischung aus mehreren Stämmen verwendet werden. Die gescreenten Mikroorganismen müssen nicht identifiziert werden.
Die Reinigungsbehandlung des Bodens kann durch die Verabreichung des Trägers, der die Mikroorganismen trägt, oder des Mittels zur Bodensanierung der Erfindung an den Boden durchgeführt werden. Die Verabreichung des Trägers oder des Mittels zur Bodensanierung an den Boden kann mittels einer üblichen Weise, wie einem Sprühen oder einem Mischen mit dem Boden, erfolgen. Um es einem relativ tiefen Bereich des Bodens zu verabreichen, kann ein Verfahren genutzt werden, das das Graben eines Loches und das anschließende Verabreichen/Verteilen des Mittels für die Bodensanierung umfaßt. Eine Ausführungsform solch eines Verfahrens wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 11 zeigt ein Verabreichungsverfahren unter Nutzung eines Belüftungsloches. In der Praxis des Verabreichungsverfahrens unter Nutzung eines Belüftungsloches wird zunächst ein Belüftungsloch 1 in einen Boden mittels einer Maßnahme, wie Graben, gebildet, und eine Belüftungsröhre 1a wird in das Belüftungsloch 1 eingefügt. Danach wird auf das Innere der Belüftungsröhre 1a mittels einer Lufteinblaßvorrichtung, wie einem Kompressor, Druck ausgeübt, um einen positiven Druck zu erzeugen, und das Mittel für die Bodensanierung wird durch eine Zufuhröffnung 3 zugeführt und durch viele Austrittsöffnungen 2 zur Freisetzung des Mittels für die Bodensanierung der Belüftungsröhre 1a in den Boden freigesetzt. Falls erforderlich wird ein Ansaugloch 5 an einer geeigneten Position angeordnet und im Inneren des Ansaugloches wird mittels einer Ansaugvorrichtung 6, wie einer Ansaugpumpe, ein negativer Druck erzeugt, wodurch die durch die Belüftung in dem Belüftungsloch 1 erzielte Verteilungswirkung des Mittels für die Bodensanierung beschleunigt werden kann. Im Allgemeinen ist der Sauerstoffpartialdruck in einem tiefen Bereich des Bodens gering, was oft für die Behandlung unter Verwendung aerober Bakterien ungünstig ist. Gemäß dem Verfahren unter Nutzung des Belüftungsloches kann jedoch Sauerstoff dem tiefen Bereich des Bodens zugeführt werden, so daß eine aktive Abbaufunktion der aeroben Bakterien erhalten werden kann. In diesem Fall kann die Größe (innerer Durchmesser), die Tiefe und die Form des Belüftungsloches und der Ansaugöffnung, die Luftzufuhr zu dem Belüftungsloch und die Menge der durch die Ansaugöffnung anzusaugenden Luft auf geeignete Weise in Übereinstimmung mit der Tiefe der zu behandelnden Bodenschicht, der Bodenqualität, den Arten der Mikroorganismen und des Trägers und ähnlichem ausgewählt werden.
Desweiteren ist es auch möglich, das Mittel zur Bodensanierung dem Boden unter Nutzung einer Wasserzufuhr zuzuführen.
Beispielsweise wird, wie in Fig. 12 gezeigt, ein Loch 7 für die Wasserzufuhr zur Verfügung gestellt und anschließend wird eine Röhre 7a für die Wasserzufuhr in das Loch 7 eingefügt. Danach wird Wasser von der Wasserzufuhrröhre 7a aus einer Wasserzufuhrvorrichtung 10, wie einer Pumpe für die Wasserzufuhr zugeführt, um einen Wasserdruck zu erzeugen, und das Mittel für die Bodensanierung wird durch eine Zufuhröffnung 9 zugeführt, wobei es mit dem zugeführten Wasser zusammen nach vorne transportiert und anschließend in einem tiefen Bereich des Bodens durch die Austrittsöffnungen 8 verteilt wird. Wenn die Austrittsöffnungen 8 in einer unterirdischen Wasserader 13 angeordnet sind, kann das Mittel für die Bodensanierung unter Nutzung des unterirdischen Wasserflußes in dem Boden verteilt werden. Wenn Wasser, das eine große Menge an gelöstem Sauerstoff enthält, als das mittels der Wasserzufuhrvorrichtung 10 zuzuführende Wasser verwendet wird, kann Sauerstoff dem Boden ebenfalls zugeführt werden, wodurch eine aktive Abbaufunktion der aeroben Bakterien erhalten wird. Desweiteren wird, falls erforderlich, ein Wasseransaugloch 11 zur Verfügung gestellt, und Wasser wird mittels einer Wasseransaugvorrichtung 12, wie einer Pumpe zum Wasseransaugen, angesaugt, um die Wirkung der vorstehend erwähnten Wasserzufuhr zu beschleunigen. In diesem Verfahren unter Nutzung von unterirdischem Wasser kann die Größe (Innendurchmesser), die Tiefe und die Form des Wasserzufuhrlochs und des Wasseransauglochs, die Zufuhr des Wassers zu dem Wasserzufuhrloch und die Wassermenge, die durch das Wasserzufuhrloch angesaugt werden soll, auf geeignete Weise gemäß der Tiefe der Bodenschicht, die behandelt werden soll, der Bodenqualität, den Arten von Mikroorganismen und dem Träger und ähnliches ausgewählt werden.
Die Erfindung wird nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben, wobei der Geltungsbereich der Erfindung keinesfalls auf diese Beispiele beschränkt ist.

Beispiel 1

(Herstellung eines Trägers zum Tragen von Mikroorganismen aus porösem Glas)

Das poröses Glas MPG (Porendurchmesser 20 um, Teilchendurchmesser 2 bis 3 mm, und 0,35 cc/g), das von Asahi Glass Co., Ltd. hergestellt worden war, wurde als Träger verwendet. Anschließend wurden 30 ml eines YPD-Kulturmediums (das 10 g Hefeextrakt, 20 g Pepton, 20 g Glucose und Wasser pro Liter enthielt), das ein Kulturmedium für Hefe war, zu 20 g dieses MPGs gegeben und anschließend 1 Minute lang mittels einer Ultraschall-Waschvorrichtung behandelt. Danach wurde das überschüssige Kulturmedium entfernt und der Träger wurde 2 Stunden lang unter Verwendung eines Trockners bei 70ºC getrocknet, um einen Träger zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Nährstoff enthielt, herzustellen.

Bezugsbeispiel 2 (Die Bezugsbeispiele sind zum Verständnis der Erfindung nützlich, liegen aber außerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung)

(Herstellung eines Mittels zur Bodensanierung aus Polyvinylalkohol)

5 g Polyvinylalkohol (mittlerer Polymerisationsgrad: 2.000) wurden in 50 ml eines YPD-Kulturmediums gelöst, das gerade einem Autoklaven entnommen worden war, und nach dem Abkühlen wurden 5 g Natriumhydrogencarbonat und 5 g naße Hefebakterien (S. cerevisiae AB 1380 Stamm, von Toyobo Co., Ltd. hergestellt) damit gemischt, um eine Mischung aus Polyvinylalkohol, der Hefe und einem Nährstoff für die Hefe zu erhalten. Danach wurde diese Mischung tropfenweise zu 60%igem Ammoniumsulfat (pH-Wert: 4) gegeben und nach einem ungefähr 30minütigen Kontakt wurde die Mischung mit Wasser gewaschen, um ein Mittel zur Bodensanierung herzustellen, das den Nährstoff und die Mikroorganismen (Hefe) trug.
Beispiel 3

[Überlebenseigenschaften (1) von Saccharomyces cerevisiae im Boden]

Der S. cerevisiae YPH 499-Stamm wurde zum Animpfen in 10 ml eines YPD-Kulturmediums gegeben und die Bakterien anschließend bei 30ºC gezüchtet bzw. kultiviert, bis eine logarithmische Wachstumsphase erreicht wurde. Anschließend wurde 1 g des Trägers zum Tragen von Mikroorganismen, der in Beispiel 1 hergestellt worden war, zu diesem Kulturmedium gegeben und anschließend in eine Druckflasche eingebracht. Danach wurde der Druck in der Flasche verringert, um Bakterien in den Träger einzubringen, wodurch ein Mittel zur Bodensanierung hergestellt wurde.
Die Anzahl der in den Träger eingebrachten Bakterien wurde aus der Linearität von Absorbanz-Bakterienzahl ermittelt. Das heißt, die Anzahl der Bakterien vor ihrer Einbringung in den Träger und die Anzahl der Bakterien nach ihrer Einbringung in den Träger wurde aus der Absorbanz ermittelt, und der Unterschied zwischen den ermittelten Zahlen wurde als die Anzahl der in den Träger eingebrachten Bakterien angesehen. Die Linearität von Absorbanz-Bakterienzahl wurde durch Zählen der Anzahl der Bakterien in einer Bakteriensuspension mit einer bestimmten Absorbanz unter Verwendung eines Haemocytometers erhalten.
Das so hergestellte Mittel zur Bodensanierung wurde zu 100 g sterilisierter brauner Walderde gegeben und die Bakterien wurden bei 30ºC gezüchtet. Danach wurden jeden Tag zehn Gramm Boden als Probe entnommen. Die Probe wurde unter Verwendung eines Homogenisators in 50 ml einer Phosphorsäure- Pufferlösung dispergiert und die Anzahl der Bakterien wurde in Übereinstimmung mit der Verdünnungsplattentechnik des YPD- Kulturmediums ermittelt. In diesem Fall wurden 5 experimentelle Systeme mit dem gleichen Aufbau hergestellt und es wurden 5 Läufe durchgeführt und die durchschnittliche Anzahl der Bakterien pro Gramm Boden wurde ermittelt. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 1

Das gleiche experimentelle System wie in Beispiel 3 wurde eingesetzt, außer daß MPG, zu dem kein Nährstoff gegeben worden war, als Träger verwendet wurde. Desweiteren wurde die Anzahl der in den Boden einzubringenden Hefebakterien so eingestellt, daß sie die gleiche wie in Beispiel 3 war. Boden wurde wie in. Beispiel 3 jeden Tag als Probe entnommen, um die Anzahl der Bakterien zu zählen. Das Experiment wurde in 5 Läufen ausgeführt und die durchschnittliche Anzahl der Bakterien pro Gramm Boden wurde ermittelt. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 gezeigt.

Bezugsbeispiel 4

[Überlebenseigenschaften (2) von Saccharomyces cerevisiae im Boden]

Das gleiche experimentelle System wie in Beispiel 3 wurde eingesetzt, außer daß das Mittel zur Bodensanierung von Beispiel 3 durch ein Mittel zur Bodensanierung ersetzt wurde, das auf die gleiche Weise wie in Bezugsbeispiel 2 hergestellt worden war. Desweiteren wurde die in den Boden einzubringende Anzahl von S. cerevisiae so eingestellt, daß sie ungefähr derjenigen in Beispiel 3 entsprach. Der Boden wurde wie in Beispiel 3 jeden Tag als Probe entnommen, um die Anzahl der Bakterien zu zählen. Das Experiment wurde in 5 Läufen ausgeführt und die durchschnittliche Anzahl der Bakterienpro Gramm Boden wurde ermittelt. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 2

Das gleiche experimentelle System wie in Beispiel 4 wurde eingesetzt, außer daß das Mittel zur Bodensanierung ohne Verwendung eines YPD-Kulturmediums hergestellt wurde, das heißt, es wurde ein Mittel zur Bodensanierung verwendet, das kein Kulturmedium enthielt. Desweiteren wurde die in den Boden einzubringende Anzahl von S. cerevisiae so eingestellt, daß sie ungefähr derjenigen in Beispiel 3 entsprach. Der Boden wurde wie in Beispiel 3 jeden Tag als Probe entnommen, um die Anzahl der Bakterien zu zählen. Das Experiment wurde in 5 Läufen ausgeführt und die durchschnittliche Anzahl der Bakterien pro Gramm Boden wurde ermittelt. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 gezeigt.

Beispiel 5

[Abbaueigenschaften für Trichlorethylen (TCE) von Pseudomonas cepacia und Überlebenseigenschaften (1) von Pseudomonas cepacia]

(Herstellung eines Trägers zum Tragen von Mikroorganismen aus Cellulose)

500 ml eines M9-Kulturmediums (das 6,2 g NaHPO&sub4;, 3,0 g KH&sub2;PO&sub4;, 0,5 g NaCl, 1,0 g NH&sub4;Cl pro Liter destilliertes Wasser, enthielt und einen pH-Wert von 7,0 aufwies), das 0,5% Hefeextrakt enthielt, wurde zu 20 g (Trockengewicht) eines Trägers aus feinem Cellulosepulver (Mikroträger, von Asahi Chemical Industry Co., Ltd. hergestellt) als dem porösen Träger gegeben, und die Luft in dem Träger wurde anschließend durch Reduzierung des Drucks entfernt. Danach wurde die Mischung 1 Minute lang mittels einer Ultraschall-Waschvorrichtung behandelt. Anschließend wurde überschüssiges Kulturmedium entfernt und der Träger wurde dann unter Verwendung eines Trockners 2 Stunden lang bei 70ºC getrocknet, um einen Träger zum Tragen von Mikroorganismen, der ein Nährmittel enthielt, herzustellen.

(Abbau von Trichlorethylen)

Pseudomonas cepacia KK01 (Internationale Hinterlegungsnummer (International Deposition No.) BP-4235), das ein Bakterium für den Abbau von Trichlorethylen und Phenol darstellt, wurde zum Animpfen in 1.000 ml eines M9-Kulturmediums gegeben, das 0,05% Hefeextrakt enthielt, und die Bakterien wurden anschließend bei 30ºC gezüchtet. Nachdem die OD (530 nm) des Kulturmediums einen Wert von ungefähr 0,7 erreicht hatte, wurden 20 g (Trockengewicht) des vorstehend erwähnten Trägers zum Tragen von Mikroorganismen zu der Lösung gegeben, und anschließend in eine Druckflasche eingebracht. Danach wurde der Druck in der Flasche verringert, um die Bakterien in den Träger einzubringen.
Dieser Träger wurde auf einem Filterpapier (Wattman No. 44) ausgebreitet und das überschüssige Kulturmedium wurde anschließend durch Absaugen von dem Träger entfernt. Anschließend wurden dreimal 100 ml destilliertes Wasser auf den Träger auf dem Filterpapier unter Absaugen gegossen, um die kleine Anzahl von Bakterien, die in dem Träger nicht adsorbiert worden waren, auszuwaschen.
Die Anzahl der Bakterien, die in dem Träger absorbiert vorlagen, wurde wie nachstehend ermittelt. Zunächst wurden 10 g des Trägers, der die adsorbierten Bakterien enthielt, in einen Mischbecher eingebracht und 40 ml sterilisiertes Wasser wurden dazu gegeben, gefolgt von einer 1minütigen Mischerbehandlung mit 10.000 UpM. Die Anzahl der Bakterien in der so erhaltenen Bakteriensuspension wurde in Übereinstimmung mit der Verdünnungsplattentechnik ermittelt. Als Kulturmedium wurde ein Phenol-Agarkulturmedium, das als alleinige Kohlenstoffquelle fungierte (phenol single carbon source agar culture medium), verwendet, der Kolonie-Zustand wurde festgestellt und anschließend eine Plattenzählung durchgeführt.
Anschließend wurden 1 mg Trichlorethylen und 20 mg Phenol, das als Induktormaterial für den TCE-Abbau fungierte, zu 50 g nicht sterilisierter brauner Walderde mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 80% gegeben, und 5 g (Nettogewicht) des Mittels zur Bodensanierung, das auf die vorstehend erwähnte Weise hergestellt worden war, wurden zugegeben und mit der Walderde in einem 100 ml-Glasfläschchen gemischt und dieses Glasfläschchen wurde anschließend mit einem Butylkautschukstopfen verschlossen. Drei gleiche Proben wurden hergestellt und anschließend wurde es ihnen gestattet in einem Inkubator bei 20ºC zu stehen. Zudem wurden mittels einer Spritze 50 ppm Phenol durch den Kautschukstopfen nach einer alle 7 Tage stattfindenden Messung gegeben.
0 Tage, 7 Tage, 14 Tage, 21 Tage und 28 Tage nach dem Beginn der Züchtung wurde die Konzentration des Trichlorethylen in der Gasphase in jedem Glasfläschchen mittels des Gaschromatografie-Headspace-Verfahrens gemessen. Jedes Experiment wurde in 3 Läufen durchgeführt. Die Mittelwerte der Trichlorethylenkonzentration wurden berechnet und die relativen Werte des verbliebenen Trichlorethylens wurde anschließend unter der Annahme, daß die Ausgangskonzentration 100 betrug, ermittelt.
0 Tage, 7 Tage, 14 Tage, 21 Tage, 28 Tage, 56 Tage, 84 Tage und 112 Tage nachdem der Boden, der mit den Schadstoffen und dem Mittel zur Bodensanierung, das die Bakterien enthielt, gemischt und kultiviert worden war, wurde die Anzahl der verbliebenen Bakterien auf die gleiche Weise gemessen. Diese Messung erfolgte dadurch, daß der Boden mittels eines Mischers aufgeschwemmt wurde, und anschließend die Anzahl der Bakterien in der Suspension gemäß der vorstehend erwähnten Verdünnungsplattentechnik gezählt wurde. Der Cellulose-Träger erfuhr etwa vom 56ten Tag an einen biologischen Abbau.
Die Ergebnisse sind in den Fig. 3A und 3B gezeigt.

Vergleichsbeispiel 3

Die nachstehenden Systeme wurden zunächst hergestellt:
(1) ein System, das durch Mischen eines Bodens mit 5 ml einer Bakteriensuspension gebildet wurde, die auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 unter Nutzung der Absorbanz so hergestellt worden war, daß die Zahl der Bakterien in dem System ungefähr der Zahl der Bakterien entsprechen könnte, die in dem Träger von Beispiel 5 adsorbiert worden waren, (2) ein System, das durch Mischen eines Bodens mit 5 g eines Trägers gebildet wurde, der keine adsorbierten Bakterien aufwies und durch Benetzen eines Trägers zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Nährstoff enthielt, mit destilliertem Wasser und einem anschließenden Absaugen des Trägers durch Filterpapier auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5, um das überschüssige destillierte Wasser zu entfernen, erhalten wurde, (3) ein System, das durch das getrennte Mischen eines Bodens mit 5 ml einer Bakteriensuspension, die durch Nutzung der Absorbanz so hergestellt worden war, daß die Zahl der Bakterien in dem System ungefähr der Zahl der Bakterien entsprechen könnte, die in dem Träger von Beispiel 5 adsorbiert worden waren, und 5 g eines Trägers, der keine adsorbierten Bakterien aufwies, gebildet wurde, und (4) ein System, das durch Mischen von 5 ml destilliertem Wasser mit einem Boden gebildet wurde. Anschließend wurde jedes System verschlossen und wie in Beispiel 5 kultiviert, und die Konzentration des Trichlorethylens in jedem Glasfläschchen wurde einen Tag lang (with day) mittels des Chromatografie-Headspace-Verfahrens gemessen. Jedes Experiment wurde in drei Läufen durchgeführt. Die Mittelwerte der Trichlorethylenkonzentration wurden berechnet und die relativen Werte des verbliebenen Trichlorethylens wurden anschließend unter der Annahme, daß die Ausgangskonzentration 100 betrug, ermittelt.
0 Tage, 7 Tage, 14 Tage, 21 Tage, 28 Tage, 56 Tage, 84 Tage und 112 Tage: nachdem die Bakterien gezüchtet worden waren, wurde die Zahl der verbliebenen Bakterien auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Der Celluloseträger erfuhr etwa vom 56ten Tag an einen Bioabbau.
Die Ergebnisse sind in den Fig. 3A und 3B gezeigt.

Beispiel 6

(Abbaueigenschaften für Trichlorethylen von Pseudomonas putida)

(Herstellung eines Trägers zum Tragen von Mikroorganismen aus einem Zeolithen)

50 ml eines M9-Kulturmediums, das 0,5% Hefeextrakt enthielt, wurden zu 30 g eines Zeolithen (Teilchendurchmesser: 200 bis 500 um) als anorganischer poröser Träger gegeben und anschließend eine Minute lang mittels einer Ultraschall-Waschvorrichtung behandelt. Danach wurde das überschüssige Kulturmedium entfernt und der Träger wurde anschließend 2 Stunden lang unter Verwendung eines Trockners bei 70ºC getrocknet, um einen Träger zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Nährstoff enthielt, herzustellen.

(Abbau von Trichlorethylen)

Pseudomonas putida BH (Environmental Engineering, das Department of Engineering, Osaka University), die Bakterien für den Abbau von Trichlorethylen und Phenol darstellen, wurden zum Animpfen eines 100 ml M9-Kulturmediums, das 0,05% Hefeextrakt enthielt, verwendet und die Bakterien wurden anschließend bei 30ºC gezüchtet. Nachdem die OD (530 nm) des Kulturmediums einen Wert von ungefähr 0,7 erreicht hatte, wurden 20 g des vorstehend erwähnten Trägers zum Tragen von Mikroorganismen zu dieser Lösung gegeben, und anschließend in eine Druckflasche eingebracht. Danach wurde der Druck in der Flasche verringert, um die Bakterien in den Träger einzubringen.
Dieser Träger wurde auf einem Filterpapier (Wattman Nr. 44) ausgebreitet und das überschüssige Kulturmedium wurde anschließend durch Absaugen von dem Träger entfernt. Anschließend wurden 100 ml destilliertes Wasser auf den Träger auf dem Filterpapier unter dreimaligem Absaugen gegossen, um die kleine Zahl an Bakterien, die in dem Träger nicht adsorbiert worden war, auszuwaschen.
Die Zahl der Bakterien, die in dem Träger adsorbiert worden waren, wurde wie nachstehend beschrieben ermittelt. Zunächst wurden 10 g des Trägers mit den adsorbierten Bakterien in einen Mischbecher eingebracht und 40 ml sterilisiertes Wasser wurden dazu gegeben, gefolgt von einer 1minütigen Mischerbehandlung bei 10.000 UpM. Die Zahl der Bakterien in der so erhaltenen Bakteriensuspension wurde gemäß der Verdünnungsplattentechnik ermittelt. Als Kulturmedium wurde ein Phenol- Agarkulturmedium, das als alleinige Kohlenstoffquelle fungiertel verwendet, der Kolonie-Zustand wurde festgestellt und eine Plattenzählung wurde anschließend durchgeführt.
Anschließend wurden 1 mg Trichlorethylen und 20 mg Phenol, das als Induktormaterial für den TCE-Abbau fungierte, zu 50 g nicht sterilisierter brauner Walderde mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 80% gegeben, und 5 g (Nettogewicht) des Mittels zur Bodensanierung, das auf die vorstehend erwähnte Weise hergestellt worden war, wurden mit der Walderde in einem 100 ml-Glasfläschchen gemischt und dieses Glasfläschchen wurde anschließend mit einem Butylkautschukstopfen verschlossen. Drei gleiche Proben wurden hergestellt und anschließend wurde es ihnen gestattet in einem Inkubator bei 20ºC zu stehen. Zudem wurden mittels einer Spritze 50 ppm Phenol durch den Kautschukstopfen nach einer alle 7 Tage stattfindenden Messung gegeben.
0 Tage, 7 Tage, 14 Tage, 21 Tage und 28 Tage nach dem Beginn der Züchtung wurde die Konzentration des Trichlorethylen in der Gasphase in jedem Glasfläschchen mittels des Gaschromatografie-Headspace-Verfahrens gemessen. Jedes Experiment wurde in 3 Läufen durchgeführt. Die Mittelwerte der Trichlorethylenkonzentration wurden berechnet und die relativen Werte des verbliebenen Trichlorethylens wurde anschließend unter der Annahme, daß die Ausgangskonzentration 100 betrug, ermittelt. Diese Ergebnisse sind in Fig. 4 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 4

Die nachstehenden Systeme wurden zunächst hergestellt: (1) ein System, das durch Mischen eines Bodens mit 5 ml einer Bakteriensuspension gebildet wurde, die auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 unter Nutzung der Absorbanz so hergestellt worden war, daß die Zahl der Bakterien in dem System ungefähr der Zahl der Bakterien entsprechen könnte, die in dem Träger von Beispiel 6 adsorbiert worden waren, (2) ein System, das durch das getrennte Mischen eines Bodens mit 5 g eines Trägers, der keinen Nährstoff (M9-Kulturmedium) und Bakterien aufwies, die auf die gleiche Weise wie in Beispiel 6 adsorbiert worden waren, und 5 ml eines M9-Kulturmediums gebildet wurde, (3) ein System, das durch Mischen eines Bodens mit 5 g eines Trägers, der keine adsorbierten Bakterien aufwies, gebildet wurde, und (4) ein System, das durch Mischen eines Bodens mit 5 ml destilliertem Wasser gebildet wurde. Anschließend wurde jedes System verschlossen und wie in Beispiel 2 kultiviert, und die Konzentration des Trichlorethylens in jedem Glasfläschchen wurde einen Tag lang mittels des Chromatografie-Headspace-Verfahrens gemessen. Jedes Experiment wurde in drei Läufen durchgeführt. Die Mittelwerte der Trichlorethylenkonzentration wurden berechnet und die relativen Werte des verbliebenen Trichlorethylens wurden anschließend unter der Annahme, daß die Ausgangskonzentration 100 betrug, ermittelt. Die Ergebnisse sind in Fig. 4 gezeigt.

Beispiel 7

[Abbaueigenschaften für Trichlorethylen von Pseudomonas cepacia und Überlebenseigenschaften von Pseudomonas cepacia (2)]

(Herstellung eines Trägers zum Tragen von Mikroorganismen aus einem porösen Glas)

Ein poröses Glas (MPG, von Asahi Glass Co., Ltd., Porendurchmesser 20 um, Teilchendurchmesser 2 bis 3 mm, und 0,35 cc/g) wurde als anorganischer poröser Träger verwendet. 100 ml eines M9-Kulturmediums, das 0,5% Hefeextrakt enthielt, wurde zu 60 g MPG gegeben, und anschließend 1 Minute lang mittels einer Ultraschall-Waschvorrichtung behandelt. Danach wurde das überschüssige Kulturmedium entfernt und der Träger wurde anschließend 2 Stunden lang unter Verwendung eines Trockners bei 70ºC getrocknet, um einen Träger zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Nährstoff enthielt, herzustellen.

(Abbau von Trichlorethylen)

Pseudomonas cepacia KK01 (Internationale Hinterlegungs Nr. BP-4235 - International Deposition No.)) wurde zum Animpfen von 200 ml eines M9-Kulturmediums, das 0,05% Hefeextrakt enthielt, verwendet und die Bakterien wurden anschließend bei 30ºC gezüchtet. Nachdem die OD (530 nm) des Kulturmediums einen Wert von ungefähr 0,7 erreicht hatte, wurden 60 g des vorstehend erwähnten Trägers zum Tragen von Mikroorganismen zu dieser Lösung gegeben, und anschließend in eine Druckflasche eingebracht. Danach wurde der Druck in der Flasche verringert, um die Bakterien in die feinen Poren des Träger einzubringen.
Dieser Träger wurde auf einem Filterpapier (Wattman Nr. 44) ausgebreitet und das überschüssige Kulturmedium wurde anschließend durch Absaugen von dem Träger entfernt. Anschließend wurden 100 ml destilliertes Wasser auf den Träger auf dem Filterpapier unter dreimaligem Absaugen gegossen, um die kleine Zahl an Bakterien, die in dem Träger nicht adsorbiert worden war, auszuwaschen.
Die Zahl der Bakterien, die in dem Träger adsorbiert worden waren, wurde wie nachstehend beschrieben ermittelt. Zunächst wurden 10 g des Trägers mit den adsorbierten Bakterien in einen Mischbecher eingebracht und 40 ml sterilisiertes Wasser wurden dazu gegeben, gefolgt von einer 1minütigen Mischerbehandlung bei 10.000 UpM. Die Zahl der Bakterien in der so erhaltenen Bakteriensuspension wurde gemäß der Verdünnungsplattentechnik ermittelt. Als Kulturmedium wurde ein Phenol- Agarkulturmedium, das als alleinige Kohlenstoffquelle fungierte, verwendet, der Kolonie-Zustand wurde festgestellt und anschließend wurde eine Plattenzählung durchgeführt.
Anschließend wurden 1 mg Trichlorethylen und 20 mg Phenol, das als Induktormaterial für den TCE-Abbau fungierte, zu 50 g nicht sterilisierter brauner Walderde mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 80% gegeben, und 5 g (Nettogewicht) des Mittels zur Bodensanierung, das auf die vorstehend erwähnte Weise hergestellt worden war, wurden mit der Walderde in einem 100 ml.-Glasfläschchen gemischt und dieses Glasfläschchen wurde anschließend mit einem Butylkautschukstopfen verschlossen. Drei gleiche Proben wurden hergestellt und anschließend wurde es ihnen gestattet in einem Inkubator bei 20ºC zu stehen. Zudem wurden mittels einer Spritze 50 ppm Phenol durch den Kautschukstopfen nach einer alle 7 Tage stattfindenden Messung gegeben.
0 Tage, 7 Tage, 14 Tage, 21 Tage und 28 Tage nach dem Beginn der Züchtung wurde die Konzentration des Trichlorethylen in der Gasphase in jedem Glasfläschchen gemessen, um Mittelwerte zu erhalten, und der relative Wert des verbliebenen Trichlorethylens wurde anschließend unter der Annahme, daß die Ausgangskonzentration 100 betrug, ermittelt.
0 Tage, 7 Tage, 14 Tage, 21 Tage und 28 Tage nachdem der Boden, der mit den Schadstoffen und dem Mittel zur Bodensanierung, das die Bakterien enthielt, gemischt und kultiviert worden war, wurde die Anzahl der verbliebenen Bakterien auf die gleiche Weise gemessen. Diese Messung erfolgte dadurch, daß der Boden mittels eines Mischers aufgeschwemmt wurde, und anschließend die Anzahl der Bakterien in der Suspension gemäß der vorstehend erwähnten Verdünnungsplattentechnik gezählt wurde.
Die Ergebnisse sind in den Fig. 5A und 5B gezeigt.

Vergleichsbeispiel 5

Die nachstehenden Systeme wurden zunächst hergestellt: (1) ein System, das auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 durch Mischen eines Bodens mit 5 ml einer Bakteriensuspension gebildet wurde, die unter Nutzung der Absorbanz so hergestellt worden war, daß die Zahl der Bakterien in dem System ungefähr der Zahl der Bakterien entsprechen könnte, die auf dem Träger von Beispiel 7 adsorbiert worden waren, (2) ein System, das durch Mischen eines Bodens mit 5 g eines Trägers, der keine adsorbierten Bakterien aufwies, gebildet wurde, der durch Benetzen eines Trägers zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Nährstoff enthielt, mit destilliertem Wasser, und einem anschließenden Absaugen des Trägers durch Filterpapier auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7, um das überschüssige destillierte Wasser zu entfernen, erhalten worden war, (3) ein System, das durch getrennte Mischen eines Bodens mit 5 ml einer Bakteriensuspension, die durch Nutzung der Absorbanz so hergestellt worden war, daß die Zahl der Bakterien in dem System ungefähr der Zahl der Bakterien entsprechen könnte, die auf dem Träger von Beispiel 7 adsorbiert worden waren, und 5 g eines Trägers, der keine adsorbierten Bakterien aufwies, gebildet wurde, und (4) ein System, das durch Mischen von 5 ml destilliertem Wasser mit einem Boden gebildet wurde. Anschließend wurde jedes System verschlossen und kultiviert, und die Konzentration des Trichlorethylens in jedem Glasfläschchen wurde wie in Beispiel 7 einen Tag lang mittels des Chromatografie-Headspace-Verfahrens gemessen. Jedes Experiment wurde in drei Läufen durchgeführt. Die Mittelwerte der Trichlorethylenkonzentration wurden berechnet und die relativen Werte des verbliebenen Trichlorethylens wurden anschließend unter der Annahme, daß die Ausgangskonzentration 100 betrug, ermittelt.
0 Tage, 7 Tage, 14 Tage, 21 Tage und 28 Tage nachdem die Bakterien gezüchtet worden waren, wurde die Zahl der in dem Boden verbliebenen Bakterien auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen.
Die Ergebnisse sind in den Fig. 5A und 5B gezeigt.

Bezugsbeispiel 8

[Abbaueigenschaften für Trichlorethylen von Pseudomonas cepacia (3)]

20 g Polyvinylalkohol (mittlerer Polymerisationsgrad: 2.000) wurden in 200 ml eines M9-Kulturmediums, das 0,05% Hefeextrakt enthielt, das gerade aus einem Autoklaven entnommen worden war, gelöst und nach dem Abkühlen wurden 20 g Natriumhydrogencarbonat und 5 g naße Pseudomonas cepacia-Bakterien damit gemischt, um eine Mischung aus dem Polyvinylalkohol, Pseudomonas cepacia und dem Nährstoff zu erhalten. Danach wurde diese Mischung tropfenweise zu 60%igem Ammoniumsulfat (pH-Wert vor. 4) gegeben und nach einem ungefähr 30minütigen Kontakt wurde die Mischung mit Wasser gewaschen, um ein Mittel zur Bodensanierung herzustellen.
Anschließend wurden 1 mg Trichlorethylen und 20 mg Phenol, das als Induktormaterial für den TCE-Abbau fungierte, zu 50 g nicht sterilisierter brauner Walderde mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 80% gegeben, und 5 g eines Mittels zur Bodensanierung, das auf die vorstehend erwähnte Weise hergestellt worden war, wurde mit der vorstehend erwähnten Walderde in einem 100 ml-Glasfläschchen gemischt und dieses Glasfläschchen wurde anschließend mit einem Butylkautschukstopfen verschlossen. Drei gleiche Proben wurden hergestellt und anschließend wurde es ihnen gestattet in einem Inkubator bei 20ºC zu stehen. Zudem wurden mittels einer Spritze 50 ppm Phenol durch den Kautschukstopfen nach einer alle 7 Tage stattfindenden Messung gegeben.
0 Tage, 7 Tage, 14 Tage, 21 Tage und 28 Tage nach dem Beginn der Züchtung wurde die Konzentration des Trichlorethylen in der Gasphase in jedem Glasfläschchen mittels des Gaschromatografie-Headspace-Verfahrens gemessen. Jedes Experiment wurde in 3 Läufen durchgeführt. Die Mittelwerte der Trichlorethylenkonzentration wurden berechnet und die relativen Werte des verbliebenen Trichlorethylens wurden anschließend unter der Annahme, daß die Ausgangskonzentration 100 betrug, ermittelt.
Die Ergebnisse sind in Fig. 6 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 6

Ein Boden wurde mit (1) 5 ml einer Bakteriensuspension, die durch Aufschwemmen bzw. Suspendieren von 5 g nassen P. cepacia-Bakterien, die der Menge in Beispiel 8 entsprachen, in 200 ml eines M9-Kulturmediums erhalten worden war, (2) 5 g Polyvinylalkohol, der ohne Mischen mit irgendwelchen Bakterien hergestellt worden war, und (3) 5 ml destilliertem Wasser wie in Beispiel 8 gemischt. Nach dem Verschließen wurden die Bakterien auf die gleiche Weise gezüchtet und die Konzentration des Trichlorethylens in der Gasphase in jedem Glasfläschchen wurde mittels des Gaschromatografie-Headspace-Verfahrens einen Tag lang (with day) gemessen. Jedes Experiment wurde in drei Läufen durchgeführt. Die Mittelwerte der Trichlorethylenkonzentration wurden berechnet und die relativen Werte des verbliebenen Trichlorethylens wurden anschließend unter der Annahme, daß die Ausgangskonzentration 100 betrug, ermittelt. Die Ergebnisse sind in Fig. 6 gezeigt.

Beispiel 9

(Abbaueigenschaften für Kresol von Pseudomonas cepacia) (Herstellung eines Trägers zum Tragen von Mikroorganismen aus Holzpulver)

Holzpulver wurde als poröser Träger verwendet. 50 ml eines M9-Kulturmediums, das 0,5% Hefeextrakt enthielt, wurde zu 30 g dieses Trägers gegeben, und anschließend 1 Minute lang mittels einer Ultraschall-Waschvorrichtung behandelt. Danach wurde das überschüssige Kulturmedium entfernt und der Träger wurde anschließend unter Verwendung eines Trockners 2 Stunden lang bei 70ºC getrocknet, um einen Träger zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Nährstoff enthielt, herzustellen.

(Abbau von Kresol)

Pseudomonas cepacia KK01 (Internationale Hinterlegungsnummer BP-4235), das Bakterien darstellt, die zum Abbau von Kresol geeignet waren, wurde zum Animpfen von 300 ml eines M9-Kulturmediums, das 0,05% Hefeextrakt enthielt, verwendet, und anschließend wurden die Bakterien bei 30ºC gezüchtet. Nachdem der OD (530 nm) des Kulturmediums einen Wert von ungefähr 0,7 erreicht hatte, wurden 60 g des vorstehend erwähnten Trägers zum Tragen von Mikroorganismen zu der Lösung gegeben, und anschließend in eine Druckflasche eingebracht.
Danach wurde der Druck in der Flasche verringert, um die Bakterien in die feinen Poren des Trägers einzubringen. Dieser Träger wurde auf einem Filterpapier (Wattman No. 44) ausgebreitet und das überschüssige Kulturmedium wurde anschließend durch Absaugen von dem Träger entfernt. Anschließend wurden dreimal 100 ml destilliertes Wasser auf den Träger auf dem Filterpapier unter Absaugen gegossen, um die kleine Anzahl von Bakterien, die in dem Träger nicht adsorbiert worden waren, auszuwaschen.
Die Anzahl der Bakterien, die in dem Träger absorbiert vorlagen, wurde wie nachstehend ermittelt. Zunächst wurden 10 g des Trägers, der die adsorbierten Bakterien enthielt, in einen Mischbecher eingebracht und 40 ml sterilisiertes Wasser wurden dazu gegeben, gefolgt von einer 1minütigen Mischerbehandlung mit 10.000 UpM. Die Anzahl der Bakterien in der so erhaltenen Bakteriensuspension wurde in Übereinstimmung mit der Verdünnungsplattentechnik ermittelt. Als Kulturmedium wurde ein Phenol-Agarkulturmedium, das als alleinige Kohlenstoffquelle fungierte, verwendet, der Kolonie-Zustand wurde festgestellt und anschließend eine Plattenzählung durchgeführt.
Anschließend wurden 5 g des auf die vorstehend erwähnte Weise hergestellten Mittels zur Bodensanierung mit 50 g nicht sterilisierter brauner Walderde, die 20 mg Kresol enthielt, und einen Feuchtigkeitsgehalt von 80% aufwies, in einem 100 ml-Glasfläschchen gemischt und dieses Glasfläschchen wurde anschließend mit einem Butylkautschukstopfen verschlossen. 15 gleiche Proben wurden hergestellt und anschließend wurde es ihnen gestattet in einem Inkubator bei 20ºC zu stehen. Zudem wurden mittels einer Spritze 50 ppm Phenol durch den Kautschukstopfen nach einer alle 7 Tage stattfindenden Messung gegeben. 0 Tage, 7 Tage, 14 Tage, 21 Tage und 28 Tage nach dem Beginn der Züchtung wurde die Konzentration des Kresols in dem Boden mittels der Messung eines Bodenextrakts mittels HPLC bestimmt. Jedes Experiment wurde in 3 Läufen durchgeführt. Die Mittelwerte der Trichlorethylenkonzentration wurden berechnet und die relativen Werte des verbliebenen Trichlorethylens wurden anschließend unter der Annahme, daß die Ausgangskonzentration 100 betrug, ermittelt.
Die Ergebnisse sind in Fig. 7 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 7

Ein Boden wurde mit (1) 5 ml einer Bakteriensuspension, die unter Nutzung der Absorbanz so hergestellt worden war, daß die Anzahl der Bakterien in dem System derjenigen entsprechen könnte, die in dem Träger von Beispiel 9 adsorbiert worden war, (2) 5 g eines Trägers ohne adsorbierte Bakterien, und (3) 5 ml destilliertem Wasser wie in Beispiel 9 gemischt. Nach dem Verschließen wurden die Bakterien auf die gleiche Weise gezüchtet und die Konzentration des Trichlorethylens in der Gasphase in jedem Glasfläschchen wurde mittels des Gaschromatografie-Headspace-Verfahrens einen Tag lang (with day) gemessen. Jedes Experiment wurde in drei Läufen durchgeführt. Die Mittelwerte der Trichlorethylenkonzentration wurden berechnet und die relativen Werte des verbliebenen Trichlorethylens wurden anschließend unter der Annahme, daß die Ausgangskonzentration 100 betrug, ermittelt. Die Ergebnisse sind in Fig. 7 gezeigt.

Beispiel 10

[Reinigung eines kontaminierten Bodens (1)]

Brauner Waldboden wurde mit Phenol in einem Verhältnis gemischt, das sich ergab, als 80 ml einer wäßrigen 1.500 ppm Phenollösung zu 500 g Boden gegeben wurden, wodurch ein mit Phenol kontaminierter Boden hergestellt wurde.
Ein unterirdischer Tank mit einer Länge von 2 m, einer Breite von 2 m und einer Tiefe von 3 m wurde mit diesem kontaminierten Boden gefüllt, bis eine Schichtdicke von 1 m erreicht worden war, und brauner Waldboden wurde dann auf die kontaminierte Bodenschicht aufgebracht, um eine Bodenschicht (Zwei Schicht-Struktur) mit einer Tiefe von 2,5 m zu bilden. Anschließend wurden Belüftungslöcher mit einer Tiefe von 2,5 m und einem Durchmesser von 5 cm an vier Ecken in diesem Testbodentank angeordnet und Röhren wurden in diese Löcher eingefügt. Diese Röhren waren aus Polyvinylchlorid gefertigt, wiesen einen Außendurchmesser von 40 mm auf und waren mit vielen Belüftungsöffnungen mit einem Durchmesser von 1 mm innerhalb eines Bereichs von 1 m von ihren Spitzen versehen. Die äußere Umgebung eines jeden Röhreneingangs wurde mit Ton abgedichtet, um Belüftungsleitungen zu bilden. Desweiteren wurde eine Röhre mit einem Durchmesser von 60 mm und vielen Belüftungsöffnungen in einem Bereich von 1 m von ihrer Spitze an der zentralen Position des Tankes auf die gleiche Weise angeordnet, um eine Ansaugleitung zu liefern. Die vorstehend erwähnten Belüftungsleitungen wurden mit einem Kompressor verbunden und es erfolgte eine Belüftung mit ungefähr 0,2 m²/min. Außerdem wurde die Ansaugleitung mit einer Ansaugpumpe verbunden und es erfolgte ein Ansaugen mit ungefähr 0,5 m²/min.
Andererseits wurden 100 g eines Trägers zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Cellulose-Nährstoff enthielt, der auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 hergestellt worden war, in 5 Liter eines Kulturmediums (das durch Zugabe von 0,05% Hefeextrakt zu einem M9-Kulturmedium erhalten worden war) dispergiert und der Pseudomonas cepacia KK01-Stamm wurde zum Animpfen des Kulturmediums verwendet, gefolgt von einer 48 Stunden langen stationären Kultivierung.
Diese Mikroorganismen-Kulturmedium, das das Mittel zur Bodensanierung enthielt, wurde zum Animpfen der vorbereiteten Bodenschicht in dem Bodentank verwendet, wobei eine kontinuierliche Belüftung und ein kontinuierliches Ansaugen erfolgten. Dieses Animpfen erfolgte jeden Tag eine Woche lang.
Nach dem Animpfen wurde Boden (an insgesamt 5 Stellen) in der Nähe einer jeden Belüftungsleitung jede Woche als Probe genommen und die Phenolkonzentration in dem Boden wurde quantitativ mittels HPLC analysiert und die Menge an verbliebenem Phenol wurde aus den Durchschnittswerten an fünf Stellen des Bodens ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 8 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 8

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 10 wurde wiederholt, außer daß kein Träger zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Cellulose-Nährstoff enthielt, verwendet wurde, um die Veränderungen der verbliebenen Phenolmenge zu ermitteln. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 8 gezeigt.

Beispiel 11

[Reinigung eines kontaminierten Bodens (2)]

Brauner Walboden wurde mit Trichlorethylen in einem Verhältnis gemischt, das sich ergab, als 8 ml einer wäßrigen 60 ppm Trichlorethylenlösung zu 500 g Boden gegeben wurden, wodurch ein mit Trichlorethylen kontaminierter Boden hergestellt wurde. Ein unterirdischer Tank mit einer Länge von 2 m, einer Breite von 2 m und einer Tiefe von 3 m wurde mit diesem kontaminierten Boden gefüllt, bis eine Schichtdicke von 1 m erreicht worden war, und brauner Waldboden wurde dann auf die kontaminierte Bodenschicht aufgebracht, um eine Bodenschicht (Zwei Schicht-Struktur) mit einer Tiefe von 2,5 m zu bilden.
Anschließend wurden Wasserzufuhrlöcher mit einer Tiefe von 2,5 m und einem Durchmesser von 5 cm an vier Ecken in diesem Testbodentank angeordnet und Röhren wurden in diese Wasserzufuhrlöcher eingefügt. Diese Röhren waren aus Polyvinylchlorid gefertigt, wiesen einen Außendurchmesser von 50 mm auf und waren mit vielen Wasserzufuhröffnungen mit einem Durchmesser von 5 mm innerhalb eines Bereichs von 1 m von ihren Spitzen versehen. Die äußere Umgebung eines jeden Röhreneingangs wurde mit Ton abgedichtet, um Wasserzufuhrleitungen zu bilden. Desweiteren wurde eine Röhre mit einem Durchmesser von 50 mm und vielen Belüftungsöffnungen in einem Bereich von 1 m von ihrer Spitze an der zentralen Position des Tankes auf die gleiche Weise angeordnet, um eine Wasseransaugleitung zu liefern. Die vorstehend erwähnten Wasserzufuhrleitungen wurden mit einer Pumpe für die Wasserzufuhr verbunden und Wasser wurde mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 0,5 Liter/min zugeführt. Außerdem wurde die Wasseransaugleitung mit einer Wasseransaugpumpe verbunden und es erfolgte ein Ansaugen mit ungefähr 0,5 Litern/min.
Andererseits wurden 100 g eines Trägers zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Holzpulver-Nährstoff enthielt, der auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 hergestellt worden war, in 5 Liter eines Kulturmediums (das durch Zugabe von 0,05% Hefeextrakt zu einem M9-Kulturmedium erhalten worden war) dispergiert und der Pseudomonas cepacia KK01-Stamm wurde zum Animpfen des Kulturmediums verwendet, gefolgt von einer 48 Stunden langen stationären Kultivierung. Dieses Mikroorganismen-Kulturmedium, das das Mittel zur Bodensanierung enthielt, wurde zum Animpfen der vorbereiteten Bodenschicht in dem Bodentank durch die Wasserzufuhrleitung verwendet. Dieses Animpfen erfolgte jeden Tag eine Woche lang.
Nach dem Animpfen wurde Boden (an insgesamt 5 Stellen) in der Nähe der Wasserzufuhrleitungen jede Woche als Probe genommen und die Trichlorethylenkonzentration in dem Boden wurde quantitativ mittels des Lösungsmittels-Extraktionsverfahrens analysiert und die Menge an verbliebenem Phenol wurde aus den Durchschnittswerten an fünf Stellen des Bodens ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 9 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 9

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 11 wurde wiederholt, außer daß kein Träger zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Holzpulver-Nährstoff enthielt, verwendet wurde, um die Veränderungen der Menge an verbliebenem Phenol zu ermitteln. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 9 gezeigt.

Beispiel 12

[Reinigung eines kontaminierten Bodens (3)]

Brauner Waldboden wurde mit Trichlorethylen in einem Verhältnis gemischt, das sich ergab, als 8 ml einer wäßrigen 60 ppm Trichlorethylenlösung zu 500 g Boden gegeben wurden, wodurch ein mit Trichlorethylen kontaminierter Boden hergestellt wurde. Ein unterirdischer Tank mit einer Länge von 2 m, einer Breite von 2 m und einer Tiefe von 3 m wurde mit diesem kontaminierten Boden gefüllt, bis eine Schichtdicke von 1 m erreicht worden war, und brauner Waldboden wurde dann auf die kontaminierte Bodenschicht aufgebracht, um eine Bodenschicht (Zwei Schicht-Struktur) mit einer Tiefe von 2,5 m zu bilden.
Anschließend wurden Wasserzufuhrlöcher mit einer Tiefe von 2,5 m und einem Durchmesser von 5 cm an vier Ecken in diesem Testbodentank angeordnet und Röhren wurden in diese Wasserzufuhrlöcher eingefügt. Diese Röhren waren aus Polyvinylchlorid gefertigt, wiesen einen Außendurchmesser von 50 mm auf und waren mit vielen Wasserzufuhröffnungen mit einem Durchmesser von 5 mm innerhalb eines Bereichs von 1 m von ihren Spitzen versehen. Die äußere Umgebung eines jeden Röhreneingangs wurde mit Ton abgedichtet, um Wasserzufuhrleitungen zu bilden. Desweiteren wurde eine Röhre mit einem Durchmesser von 50 mm und vielen Wasserzufuhröffnungen in einem Bereich von 1 m von ihrer Spitze an der zentralen Position des Tankes auf die gleiche Weise angeordnet, um eine Wasseransaugleitung zu liefern. Die vorstehend erwähnten Wasserzufuhrleitungen wurden mit einer Pumpe für die Wasserzufuhr verbunden und Wasser wurde mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 0,5 Liter/min zugeführt. Außerdem wurde die Wasseransaugleitung mit einer Wasseransaugpumpe verbunden und es erfolgte ein Ansaugen mit ungefähr 0,5 Litern/min.
Andererseits wurden 100 g eines Trägers zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Cellulose-Nährstoff enthielt, der auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 hergestellt worden war, in 5 Liter eines Kulturmediums (das durch Zugabe von 0,05% Hefeextrakt zu einem M9-Kulturmedium erhalten worden war) dispergiert und der Pseudomonas cepacia KK01-Stamm wurde zum Animpfen des Kulturmediums verwendet, gefolgt von einer 48 Stunden langen stationären Kultivierung. Dieses Mikroorganismen-Kulturmedium, das das Mittel zur Bodensanierung enthielt, wurde zum Animpfen der vorbereiteten Bodenschicht in dem Bodentank durch die Wasserzufuhrleitungen verwendet. Dieses Animpfen erfolgte jeden Tag eine Woche lang.
Nach dem Animpfen wurde Boden (an insgesamt 5 Stellen) in der Nähe der Wasserzufuhrleitungen jede Woche als Probe genommen und die Trichlorethylenkonzentration in dem Boden wurde quantitativ mittels des Lösungsmittels-Extraktionsverfahrens analysiert und die Menge an verbliebenem Trichlorethylen wurde aus den Durchschnittswerten an fünf Stellen des Bodens ermittelt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 10 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 10

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 12 wurde wiederholt, außer daß kein Träger zum Tragen von Mikroorganismen, der einen Cellulose-Nährstoff enthielt, verwendet wurde, um die Veränderungen der Menge an verbliebenem Phenol zu ermitteln. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 10 gezeigt.
Erfindungsgemäß können verschiedene Wirkungen erhalten werden. Das heißt, ein erfindungsgemäßer Träger zum Tragen von Mikroorganismen für die Sanierung eines Bodens kann mittels eines einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens hergestellt werden, weist viele Poren auf, die geeignet sind, die Mikroorganismen darin zu tragen, und kann einen Nährstoff bereitstellen. Als Konsequenz kann das Wachstumsvermögen der Mikroorganismen in dem Boden beibehalten werden.

Claims

1. Mittel zur Bodensanierung, das einen porösen Träger umfaßt, der Mikroorganismen, die zum Abbau eines Bodenschadstoffs geeignet sind, und einen Nährstoff für die Mikroorganismen trägt;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Mittel durch die nachstehenden Schritte hergestellt wird:

(i) Einarbeiten des Nährstoffs in die Poren des porösen Trägers und Verfestigen des Nährstoffs in den Poren; und

(ii) Veranlassen, daß die Mikroorganismen auf dem aus Schritt (i) resultierenden porösen Träger getragen werden.

2. Mittel zur Bodensanierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger biologisch abbaubar ist.

3. Mittel zur Bodensanierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nährstoff ein Kulturmedium für die Mikroorganismen ist.

4. Mittel zur Bodensanierung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Mikroorganismen ein Mikroorganismus ist, der zum Abbau von Trichlorethylen geeignet ist.

5. Mittel zur Bodensanierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus, der zum Abbau von Trichlorethylen geeignet ist, Pseudomonas cepacia KK 01 ist.

6. Verfahren zur Sanierung eines Bodens, der mit einem Schadstoff kontaminiert ist, das den Schritt der Verabreichung eines Mittels zur Bodensanierung umfaßt, das einen porösen Träger umfaßt, der Mikroorganismen, die zum Abbau des Schadstoffs geeignet sind, und einen Nährstoff für die Mikroorganismen trägt,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Mittel zur Bodensanierung durch die nachstehenden Schritte zur Verfügung gestellt wird:

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Bodensanierung dadurch verabreicht wird, daß der Boden mit einem Wasserzufuhrloch versehen wird, und eine Lösung, die das Mittel zur Bodensanierung enthält, dem Boden anschließend durch das Wasserzufuhrloch zugeführt wird, um das Mittel zur Bodensanierung in dem Boden zu verteilen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung, die das Mittel zur Bodensanierung enthält, einer unterirdischen Wasserader zugeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Bodensanierung dadurch verabreicht wird, daß der Boden mit einem Belüftungsloch versehen wird, und ein Gas, das das Mittel zur Bodensanierung enthält, dem Boden anschließend durch das Belüftungsloch zugeführt wird, um das Mittel zur Bodensanierung in dem Boden zu verteilen.

10. Verfahren zur Bodensanierung, das die nachstehenden Schritte umfaßt:

(a) Bereitstellung eines Bodens, der einen Schadstoff enthält;

(b) Bereitstellung eines Mittels zur Bodensanierung durch die nachstehenden Schritte:

(i) Bereitstellung eines porösen Trägers;

(ii) Eintauchen des porösen Trägers in eine Flüssigkeit, die einen Nährstoff für Mikroorganismen, die zum Abbau des Schadstoffs geeignet sind, enthält, und eine anschließende Einarbeitung des Nährstoffs in die Poren des porösen Trägers;

(iii) Trocknen des porösen Trägers, in dem der Nährstoff in die Poren eingearbeitet wurde, um den Nährstoff in den Poren zu verfestigen;

(iv) Eintauchen des porösen Trägers, in dem der Nährstoff verfestigt wurde, in eine Flüssigkeit, die die Mikroorganismen enthält, und eine anschließendes Einarbeitung der Mikroorganismen in die Poren, in die der verfestigte Nährstoff eingearbeitet wurde, um das Mittel zur Bodensanierung zu erhalten; und

(c) Verabreichung des Mittels zur Bodensanierung an den Boden, um den Schadstoff abzubauen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroorganismen ein Bakterium umfassen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakterium zum Abbau von Trichlorethylen geeignet ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bakterium um Pseudomonas cepacia KK 01 handelt.