JP2003166987A - Soil-filled column testing system - Google Patents
Soil-filled column testing systemInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、土壌充填カラム試
験システムに関し、さらに詳しくは、連続通水式の土壌
充填カラムを用いて簡易かつ効率的に実施でき、汚染さ
れた土壌のバイオレメディエーション（環境修復）・ト
リータビリティー（処理可能性）調査の信頼性を高めら
れる土壌充填カラム試験システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a soil-filled column test system, and more particularly, it can be easily and efficiently carried out using a continuous water-filled soil-filled column, and bioremediation of polluted soil (environment). The present invention relates to a soil-filled column test system capable of increasing the reliability of restoration / treatability (processability) survey.
【０００２】[0002]
【従来の技術】古くからクロム、カドミウム、鉛などの
重金属による公害防止が叫ばれているが、近年、産業廃
棄物であるフェノール、シアン、フロンなどのハロゲン
化炭化水素、あるいはゴミ処理の際に発生するダイオキ
シン化合物などが土壌を汚染し、雨水とともに流出し飲
料水に混入することで、地域住民の健康被害や心理的不
安を引き起こすなどの問題が各地で頻発している。汚染
された土壌は取り除き、清浄な土壌で置きかえることが
根本的な対策とされているが、この作業には多大な時間
と労力、コストがかかっていた。2. Description of the Related Art Pollution control by heavy metals such as chromium, cadmium and lead has long been called for. However, in recent years, when industrial waste such as halogenated hydrocarbons such as phenol, cyanide and chlorofluorocarbon, or waste is treated Dioxin compounds that are generated pollute the soil, run out with rainwater and mix into drinking water, causing problems such as health damage and psychological anxiety of local residents. The fundamental measure is to remove the contaminated soil and replace it with clean soil, but this work took a lot of time, labor, and cost.
【０００３】これに代わりうる手段として、汚染された
土壌に汚染物質を分解しうる微生物を散布（注入）する
バイオレメディエーション法などが検討され、有望視さ
れているが、この手段を適用するには、対象となる土壌
や、そこに生息する微生物などの特性を予めカラム試験
によって把握しておくことが重要となる。As an alternative means to this, a bioremediation method for spraying (injecting) microorganisms capable of decomposing pollutants into contaminated soil has been studied and is considered promising. It is important to understand the characteristics of the target soil and the microorganisms inhabiting it by column tests in advance.
【０００４】カラム試験は、サイトキャラクタリゼーシ
ョン（原位置地下環境の把握）およびフラスコ試験で得
られた情報を反映して実施され、現地での施工設計に必
要なデータ（施工技術、コスト、時間など）を取得する
のが目的である。実汚染サイトの地下環境に模した土壌
充填カラムに、フラスコ試験で得られた修復に効果的な
条件の栄養液を、修復実施時に想定される地下流速で連
続供給し、これにより、対象となる汚染物質分解菌の活
性化条件を求め、施工方法を決定し、修復に必要なコス
トや時間について信頼性のより高いデータを収集するこ
とを意図したものである。The column test is carried out by reflecting the information obtained in the site characterization (understanding of the in-situ underground environment) and the flask test, and the data necessary for the site construction design (construction technology, cost, time, etc.). ) Is the purpose. The soil-filled column imitating the underground environment of the actual contaminated site is continuously supplied with the nutrient solution under the conditions effective for restoration obtained in the flask test at the underground flow rate assumed at the time of restoration. It is intended to determine the activation conditions of pollutant-degrading bacteria, determine the construction method, and collect more reliable data on the cost and time required for restoration.
【０００５】これまで我国では約１０年間にわたって、
バイオレメディエーション技術の開発が盛んに行われて
きたが、カラム試験などの実施に関しては、ノウハウ的
な要素が多いといわれ、情報量が極めて不足しているの
が現状である。Until now, in Japan, for about 10 years,
Although bioremediation technology has been actively developed, it is said that there are many know-how elements in conducting column tests and the like, and the current situation is that the amount of information is extremely insufficient.
【０００６】特表平１０−５０３５８３号公報には、ゴ
ルフコースの土壌中の水分をモニタリングする化学成分
試料の採取用ライシメータが提案され、特開平１０−２
２５６７７号公報には、有機汚染物質、特にハロゲン化
脂肪族化合物、ハロゲン化芳香族化合物で汚染された土
壌、地下水のバイオレメディエーション用組成物とその
方法が提案されている。Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-503583 proposes a lysimeter for collecting a chemical component sample for monitoring water content in the soil of a golf course.
25677 proposes a composition for bioremediation of soil and groundwater contaminated with organic pollutants, particularly halogenated aliphatic compounds and halogenated aromatic compounds, and a method thereof.
【０００７】現在、カラム試験としては、例えば、図２
に示すようなカラム試験装置を用いた方法が一般的であ
る。円筒状の土壌充填カラム１（以下、単にカラムとい
う）の内部に、汚染された土地と同様になるよう対象土
壌・砂を詰め、カラムを立てた状態で設置する。栄養液
貯蔵タンク１１から、栄養液をポンプ１２によってカラ
ム１に供給する。栄養液は、カラム１内部を上昇して流
れ、土壌に生息する微生物によって一部消費された後、
流出液タンク１３へと排出される。At present, as a column test, for example, FIG.
A method using a column test apparatus as shown in is generally used. A cylindrical soil-filled column 1 (hereinafter, simply referred to as a column) is filled with target soil / sand so as to be the same as the contaminated land, and the column is installed in an upright state. From the nutrient solution storage tank 11, the nutrient solution is supplied to the column 1 by the pump 12. The nutrient solution flows up inside the column 1 and is partially consumed by microorganisms inhabiting the soil.
It is discharged to the effluent tank 13.
【０００８】土壌の性質などは、カラム１のサンプリン
グ口１５’から流出液を抜き出して分析する。しかし、
この試験装置では装置部材を温度管理しないため、カラ
ム試験の対象濃度を設定しているときは、カラム内部だ
けでなく全ての送水経路上で微生物活性が一様に高ま
り、カラム外部で微生物が発生して、通水経路が封鎖さ
れるなどの問題があった。The properties of the soil are analyzed by extracting the effluent from the sampling port 15 'of the column 1. But,
This test device does not control the temperature of the device components, so when the target concentration for the column test is set, the microbial activity increases uniformly not only inside the column but also on all water supply routes, and microorganisms are generated outside the column. Then, there was a problem that the water passage was blocked.
【０００９】上記の特表平１０−５０３５８３号公報に
記載された装置は、土壌中から地下水をサンプリングす
るには有用であるが、バイオレメディエーション前に実
施するカラム試験装置への改造、転用はできない。ま
た、特開平１０−２２５６７７号公報には、汚染物質を
還元し分解する微生物（土着細菌）を栄養成分で刺激す
る方法が記載されているが、カラム試験については何の
記載もない。The device described in Japanese Patent Publication No. 10-503583 mentioned above is useful for sampling groundwater from soil, but cannot be modified or diverted to a column test device before bioremediation. . Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-225677 describes a method of stimulating a microorganism (indigenous bacterium) that reduces and decomposes pollutants with a nutrient component, but does not describe any column test.
【００１０】従来採用されていたカラムの構造を図４に
示す。カラム１は、このように連通した一本の細長い管
構造をしているため、土を採取するには、カラム試験を
終えた装置を解体する段階で、カラム内部の土壌２を全
て掻き出さないと土壌の評価が行なえなかった。従っ
て、土壌を一度しか採取できず評価上問題があり、ま
た、カラム奥深くの土壌を掻き出す必要性が生じ、操作
が大変に煩雑であった。FIG. 4 shows the structure of a column that has been conventionally used. Since the column 1 has a single elongated tubular structure that communicates in this way, in order to collect soil, at the stage of dismantling the device after the column test, all the soil 2 inside the column is not scraped out. And the soil could not be evaluated. Therefore, the soil can be collected only once, which causes a problem in evaluation, and it is necessary to scrape the soil deep inside the column, which makes the operation very complicated.
【００１１】このような状況下、簡単な構造でありなが
ら操作が容易で効率的、かつ精度のよい連続通水式の土
壌充填カラム試験システムの出現が切望されていた。Under such circumstances, the advent of a soil-filled column test system of a continuous water flow type, which has a simple structure, is easy to operate, is efficient, and has high precision, has been earnestly desired.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に鑑み、連続通水式のカラムを用いて簡易かつ効率的
に実施でき、汚染された土壌の環境修復・可能性調査の
信頼性を高められる土壌充填カラム試験システムを提供
することを目的とする。In view of the above problems, the present invention can be carried out easily and efficiently by using a continuous water-flowing column, and the reliability of environmental restoration and possibility investigation of polluted soil An object of the present invention is to provide a soil-filled column test system capable of improving the property.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため、鋭意研究を進めた結果、連続通水式
土壌充填カラム試験システムのカラム内の土壌温度を実
際の土壌地下温度にできるだけ近似させ、一方、栄養液
貯蔵タンクおよびサンプリング流出液は、密閉された状
態で低温下に保存することにより、雑菌の繁殖を抑制で
き、また、連結・分離可能な単位カラムを積み重ねた構
造のカラムを採用することで、簡単な構造でありながら
操作が容易で効率的、かつ精度のよい連続通水式土壌充
填カラム試験システムが得られることを見出し、本発明
を完成させた。[Means for Solving the Problems] As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have determined that the soil temperature in the column of the continuous water-filled soil-filled column test system is the actual soil underground. By keeping the temperature as close as possible to the nutrient solution storage tank and the sampling effluent, by keeping them in a closed state at low temperature, it is possible to suppress the growth of various bacteria and stack unit columns that can be connected and separated. The present invention has been completed based on the finding that a continuous water-flowing soil-filled column test system having a simple structure, easy to operate, efficient, and accurate can be obtained by adopting a structured column.
【００１４】すなわち、本発明の第１の発明は、汚染物
質分解菌の混入した土壌・砂を充填した土壌充填カラム
（Ａ）に、該分解菌を活性化するのに必要な栄養物質を
含む栄養液を貯蔵した貯蔵タンク（Ｂ）から栄養液を上
向流で連続供給し、カラム（Ａ）から流出する流出液を
サンプリングし、サンプリングされた流出液（Ｃ）を分
析することにより該分解菌の活性化条件を決定する連続
通水式土壌充填カラム試験システムであって、カラム
（Ａ）内の土壌温度は、温度雰囲気調整手段によって実
際の土壌地下温度にできるだけ近似させ、一方、貯蔵タ
ンク（Ｂ）およびサンプリング流出液（Ｃ）は、雑菌の
繁殖を抑制するために密閉された状態で低温下に保存す
ることを特徴とする連続通水式土壌充填カラム試験シス
テムが提供される。That is, in the first aspect of the present invention, the soil-filled column (A) filled with soil / sand mixed with pollutant-decomposing bacteria contains a nutrient substance necessary for activating the decomposing bacteria. The nutrient solution is continuously supplied in an upward flow from a storage tank (B) storing the nutrient solution, the effluent flowing out from the column (A) is sampled, and the sampled effluent (C) is analyzed to decompose the nutrient solution. A continuous water flow type soil packed column test system for determining the activation condition of bacteria, wherein the soil temperature in the column (A) is made as close as possible to the actual soil underground temperature by means of a temperature atmosphere adjusting means, while a storage tank is used. (B) and the sampling effluent (C) are provided at a low temperature in a closed state in order to suppress the growth of various bacteria, and a continuous water-filled soil packed column test system is provided.
【００１５】また、本発明の第２の発明は、第１の発明
において、システムを構成する全部材が、遮光性の物質
で被覆または形成されることを特徴とする連続通水式土
壌充填カラム試験システムが提供される。A second aspect of the present invention is the continuous water-filled soil-filled column according to the first aspect, characterized in that all members constituting the system are coated or formed with a light-shielding substance. A test system is provided.
【００１６】また、本発明の第３の発明は、第１の発明
において、カラム（Ａ）内の土壌を好気的環境条件にす
るために、酸素混合ガスで事前にバブリングした栄養液
を用いることを特徴とする連続通水式土壌充填カラム試
験システムが提供される。The third aspect of the present invention is the method of the first aspect, wherein the nutrient solution pre-bubbled with an oxygen mixed gas is used to bring the soil in the column (A) into an aerobic environment. A continuous water-flowing soil-filled column test system is provided.
【００１７】また、本発明の第４の発明は、第３の発明
において、上記酸素混合ガスが、空気または不活性ガス
に所定量の酸素を混入したものであることを特徴とする
連続通水式土壌充填カラム試験システムが提供される。A fourth invention of the present invention is the continuous water passage according to the third invention, wherein the oxygen mixed gas is a mixture of air or an inert gas with a predetermined amount of oxygen. A soil-filled column testing system is provided.
【００１８】また、本発明の第５の発明は、第１の発明
において、カラム（Ａ）は、多段に積み上げられた複数
の単位カラムからなり、かつ各単位カラムの連結する節
ごとに接合した形態を持ち、しかも、節部分で切り離す
ことにより一節分量の土壌を評価対象用試料として抜き
出すことができる構造を有することを特徴とする連続通
水式土壌充填カラム試験システムが提供される。Further, a fifth invention of the present invention is the same as the first invention, wherein the column (A) is composed of a plurality of unit columns stacked in multiple stages, and the columns are joined to each connecting node of the unit columns. Provided is a continuous water-flow type soil-filled column test system having a form and having a structure capable of extracting one node of soil as a sample for evaluation by separating at a node.
【００１９】また、本発明の第６の発明は、第５の発明
において、抜き出された土壌の代わりに、該土壌と同じ
形状であってかつ通液可能な内部充填材を持つスぺーサ
ーを、抜き出した後に生まれた空隙部分に配設すること
を特徴とする連続通水式土壌充填カラム試験システムが
提供される。The sixth invention of the present invention is, in the fifth invention, a spacer having the same shape as the extracted soil but having an internal filler capable of passing liquid instead of the extracted soil. Is provided in the void portion created after the extraction. A continuous water-filled soil-filled column test system is provided.
【００２０】さらに、本発明の第７の発明は、第１の発
明において、カラム（Ａ）、またはカラム（Ａ）と貯蔵
タンク（Ｂ）とを結ぶ送水配管中に、圧力計または差圧
計を設置することを特徴とする連続通水式土壌充填カラ
ム試験システムが提供される。Further, a seventh invention of the present invention is the same as the first invention, wherein a pressure gauge or a differential pressure gauge is installed in the column (A) or in the water supply pipe connecting the column (A) and the storage tank (B). Provided is a continuous water-filled soil packed column testing system characterized by being installed.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】１．カラム試験システム
本発明のカラム試験システムは、カラム内の土壌温度を
実際の土壌地下温度に近似させ、かつ栄養液の貯蔵タン
クおよびサンプリング流出液は、雑菌の繁殖を抑制する
ため低温下に保存することで連続通水式土壌充填カラム
試験装置を構成したことを特徴としている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION 1. Column Test System The column test system of the present invention approximates the soil temperature in the column to the actual soil subsurface temperature, and the nutrient solution storage tank and sampling effluent are stored at low temperatures in order to suppress the growth of various bacteria. Therefore, a continuous water-flow type soil-filled column test device is configured.
【００２２】すなわち、本発明のシステムは、土壌を充
填したカラム、栄養液の貯蔵タンク、およびサンプリン
グ流出液の貯蔵タンクなどから構成され、カラムは土壌
が実際の土壌地下温度近辺となるよう温度雰囲気調整手
段によって調整し、また、常温以上の条件で雑菌が繁殖
する少なくとも栄養液の貯蔵タンク、サンプリング流出
液の貯蔵タンクを冷蔵庫に入れることで低温に維持する
ように工夫されている。That is, the system of the present invention comprises a column filled with soil, a storage tank for nutrient solution, a storage tank for sampling effluent, etc., and the column has a temperature atmosphere so that the soil is near the actual soil underground temperature. The temperature is adjusted by adjusting means, and at least the storage tank for the nutrient solution and the storage tank for the sampling effluent in which various bacteria propagate at room temperature or higher are put in a refrigerator to keep the temperature low.
【００２３】カラム内には、評価対象となる土壌に模し
た土壌が充填される。一般に、土壌は、その環境での生
存に適した多種多様な微生物が生息した状態にある。汚
染物質である重金属、フェノール、シアン、フロン、ダ
イオキシン化合物などの種類に応じて、その分解・処理
にはいかなる微生物が好ましいか、それをどの程度存在
させればよいかなどは、バイオレメディエーションを実
施するうえで重要な判断材料である。The column is filled with a soil modeled on the soil to be evaluated. Generally, soil is inhabited by a wide variety of microorganisms suitable for survival in its environment. Depending on the types of pollutants such as heavy metals, phenols, cyanogens, freons, and dioxins, bioremediation is carried out to determine which microorganisms are preferable for their decomposition and treatment, and to what extent they should be present. This is an important factor for making decisions.
【００２４】汚染物質の一例としてシアン化合物を取り
上げれば、金属シアノ錯体などを分解できるとされるバ
チリス・ズブチリス・クボタ、フザリウム・オキシスボ
ルム、ゴルドナ属もしくはバークホルデリア属に属する
微生物などが使用できると考えられる。Taking a cyanide compound as an example of a pollutant, it is considered that Bacillus subtilis kubota, Fusarium oxysvolum, a bacterium belonging to the genus Gordona or the genus Burkholderia, which is said to be capable of decomposing metal cyano complexes, can be used. To be
【００２５】当然、栄養物質は微生物の種類に応じて適
宜選定される。シアン化合物を分解する微生物であれ
ば、酸素源および炭素源として、グルコース、フルクト
ース、ガラクトース、サッカロース、ラクトース、マル
トースなどを含有させることが望ましいようである。Naturally, the nutritional substance is appropriately selected according to the type of microorganism. It seems that microorganisms that decompose cyanide compounds desirably contain glucose, fructose, galactose, saccharose, lactose, maltose, etc. as oxygen and carbon sources.
【００２６】これら栄養物質は、水などに溶解してタン
クに貯蔵される。栄養液は、カラムの下部から１〜２０
ｍｌ／ｈｒの速度で導入され、上向流れで抜き出され、
サンプリング流出タンクに貯蔵され、また、途中の配管
から採取され分析される。栄養液を上向流れにするの
は、下降流れではカラム内部の土壌に水道（みずみち）
ができて、実験誤差の原因となるためである。These nutrient substances are dissolved in water or the like and stored in a tank. The nutrient solution is 1 to 20 from the bottom of the column.
It is introduced at a speed of ml / hr and is withdrawn in an upward flow,
It is stored in a sampling outflow tank, and also collected and analyzed from piping in the middle. The upward flow of the nutrient solution is that the water in the column inside the column is water (downstream) in the downward flow.
This is because it can cause an experimental error.
【００２７】システムを構成する全部材は、遮光性の物
質で構成することが望ましい。テフロン（登録商標）な
どプラスチック製の配管は、外部表面をシートなどで覆
うとよい。実際にバイオレメディエーションが適用され
る場所は通常地下であり、光は届かない。よって、光合
成微生物（藍藻類など）が増殖して汚染対象物質が分解
されると分析誤差を招くが、遮光性物質を採用すれば光
合成微生物の繁殖を抑制でき、精度の向上が期待でき
る。All the members constituting the system are preferably made of a light-shielding substance. The outer surface of the plastic pipe such as Teflon (registered trademark) may be covered with a sheet or the like. The place where bioremediation is actually applied is usually underground, and the light does not reach. Therefore, if photosynthetic microorganisms (such as cyanobacteria) proliferate and the pollutant is decomposed, an analysis error will occur, but if a light-shielding substance is used, the propagation of photosynthetic microorganisms can be suppressed, and improvement in accuracy can be expected.
【００２８】酸素混合ガスで事前に栄養液をバブリング
すれば、カラム内部の土壌を好気的環境条件にすること
ができる。酸素混合ガスは、酸素を空気または不活性ガ
スで希釈し、これらの割合を調整して栄養液貯蔵タンク
に供給する。これによって、従来はハード面で困難であ
った、所定の溶存酸素濃度レベルで段階的に酸素濃度の
水準を分けることが実現可能となった。By bubbling the nutrient solution in advance with the oxygen mixed gas, the soil inside the column can be brought into an aerobic environmental condition. The oxygen-mixed gas is prepared by diluting oxygen with air or an inert gas, adjusting the ratio of the oxygen and supplying it to the nutrient solution storage tank. As a result, it has become possible to divide the oxygen concentration level stepwise at a predetermined dissolved oxygen concentration level, which was difficult in the conventional hardware.
【００２９】２．カラム
カラムは、多段に積み上げた複数の単位カラムからな
り、この節部分で連結でき、容易に切り離せる構造なの
で、一節分量の土壌を評価対象用試料として抜き出すこ
とができる。カラム１の内径は１０〜３０ｍｍ、全長は
５００〜１５００ｍｍ（単位カラムの長さは１５０〜２
００ｍｍ）とするのが望ましい。また、抜き出す土壌の
形状と同じ外形を有するスペーサーを用意しておき、こ
の通液可能な内部充填材を持つスペーサーを、土壌を抜
き出した後の空隙部分に位置させれば、試験を最後まで
続行することができる。2. Column A column consists of multiple unit columns stacked in multiple stages. Since it has a structure that can be connected and easily separated at this node, one node of soil can be extracted as a sample for evaluation. The inner diameter of the column 1 is 10 to 30 mm, and the total length is 500 to 1500 mm (the length of the unit column is 150 to 2).
00 mm) is desirable. Also, prepare a spacer that has the same outer shape as the shape of the soil to be extracted, and if this spacer with an internal filler that can pass liquid is positioned in the void after extracting the soil, the test will continue to the end. can do.
【００３０】浄化対象が土壌なので、カラム中の土壌の
評価（土壌の充填密度、間隙率、透水係数など基本物性
の算出、あるいは流出液の分析による浄化作用の評価）
を行う必要があるが、これまではカラム試験最終の解体
時にのみカラムから土壌を採取するか、試験途中にカラ
ム内の土壌を採取するにも、カラムの中間部に設けた窓
から内部の土壌を掻き出していた。そのため、一度しか
カラム内の土壌を採取できず、また、カラム奥深くの土
壌を掻き出さねばならず操作が煩雑であった。しかし、
本発明のカラムであれば、このような問題はことごとく
解決される。Since the soil to be purified is soil, the soil in the column is evaluated (calculation of basic physical properties such as soil packing density, porosity, and hydraulic conductivity, or evaluation of the purification action by analysis of effluent).
Up until now, it was necessary to collect the soil from the column only at the time of the final dismantling of the column test, or to collect the soil in the column during the test. Was scratching out. Therefore, the soil in the column can be collected only once, and the soil deep inside the column must be scraped out, which complicates the operation. But,
With the column of the present invention, all such problems are solved.
【００３１】装置部材の全てを遮光性物質で構成してい
るので、光合成微生物が増殖して、カラムや配管内での
閉塞を抑制し、圧力上昇を低減できるが、それでも条件
によっては、その可能性はゼロとはいえない。このよう
な事態に備えて、カラム壁や節に枝管を取り付け、圧力
計もしくは差圧計を設置すれば、早期に対応がとれる。Since all of the apparatus members are made of a light-shielding substance, photosynthetic microorganisms can proliferate to suppress clogging in the column or pipe and reduce the pressure rise, but it is still possible depending on the conditions. The sex is not zero. In preparation for such a situation, if a branch pipe is attached to the column wall or node and a pressure gauge or a differential pressure gauge is installed, it is possible to take an early action.
【００３２】[0032]
【実施例】以下に実施例を示すが、本発明は、これらの
実施例のみに限定されるものではない。EXAMPLES Examples will be shown below, but the present invention is not limited to these examples.
【００３３】本発明のカラム試験装置と、その使用方法
の概要を図１によって説明する。円筒状のカラム１の内
部に、汚染された土地と同様となるように対象土壌・砂
を詰め、カラムを立てた状態で設置する。An outline of the column test apparatus of the present invention and the method of using the column test apparatus will be described with reference to FIG. Inside the cylindrical column 1, the target soil and sand are packed so as to be the same as the contaminated land, and the column is installed in an upright state.
【００３４】カラム内の土壌温度は、空調、恒温室など
の温度雰囲気調整手段を用いて、実際に土壌が存在する
地下温度である１０〜２０℃、例えば約１５℃となるよ
うに調整し、微生物の活性化状態をより正確に再現でき
るようにした。The temperature of the soil in the column is adjusted to 10 to 20 ° C., which is the underground temperature at which the soil actually exists, for example, about 15 ° C., by using a temperature / atmosphere adjusting means such as air conditioning and a temperature-controlled room. The activated state of the microorganism can be reproduced more accurately.
【００３５】カラム１には、栄養液貯蔵タンク１１、流
出液貯蔵タンク１３を配管によって連結する。栄養液
は、ポンプ１２を使用したり、水頭差を利用してカラム
１に供給される。ポンプ１２は、特に限定されないが、
定量容積ポンプが好ましい。A nutrient solution storage tank 11 and an outflow solution storage tank 13 are connected to the column 1 by piping. The nutrient solution is supplied to the column 1 by using the pump 12 or by utilizing the head difference. The pump 12 is not particularly limited,
Metered volume pumps are preferred.
【００３６】栄養液は、カラム内部を上向きに流れ、土
壌に生息する微生物によって一部消費されて、流出液貯
蔵タンク１３にて貯蔵される。土壌の性質、微生物の生
息状況などは、カラム１の上部サンプリング口１５’か
ら流出液を抜き出して分析することで決定される。The nutrient solution flows upward in the column, is partially consumed by microorganisms inhabiting the soil, and is stored in the effluent storage tank 13. The properties of the soil, the habitation of microorganisms, etc. are determined by extracting the effluent from the upper sampling port 15 'of the column 1 and analyzing it.
【００３７】栄養液貯蔵タンク１１、流出液貯蔵タンク
１３は、冷蔵庫１０内（庫内温度４℃）に格納され、低
温に維持されている。冷蔵庫１０内部の温度は、微生物
の種類、土壌が置かれた現地の環境などによって適宜設
定されるが、通常は１０℃以下、好ましくは５℃以下と
される。このように試験装置のタンクなど装置部材が低
温に管理されているため、送水経路上で微生物活性が一
様に高まる恐れを低減できる。The nutrient solution storage tank 11 and the outflow solution storage tank 13 are stored in the refrigerator 10 (internal temperature of 4 ° C.) and are maintained at a low temperature. The temperature inside the refrigerator 10 is appropriately set depending on the type of microorganisms, the local environment where the soil is placed, etc., but is usually 10 ° C. or lower, preferably 5 ° C. or lower. As described above, since the device members such as the tank of the test device are controlled at a low temperature, it is possible to reduce the risk that the microbial activity is uniformly increased on the water supply route.
【００３８】カラム内部の土壌を好気的環境条件にする
には、供給する栄養液の溶存酸素濃度を調整すればよ
い。このため栄養液貯蔵タンク１１内の栄養液は、エア
ポンプ２０を駆動し滅菌用エアフィルター２１を介して
供給される酸素混合ガスでバブリングし、溶存酸素濃度
を平衡状態に保持する。酸素混合ガスは、酸素と空気
（不活性ガス）の混合物であり、配管２３から空気ある
いは不活性ガスを供給して混合されるが、その割合を変
えれば、容易に所望とする酸素濃度に調整できる。これ
は酸素混合ガスと栄養液である液相との間での酸素濃度
に関する気液平衡を利用したものである。In order to make the soil inside the column into an aerobic environmental condition, the dissolved oxygen concentration of the supplied nutrient solution may be adjusted. Therefore, the nutrient solution in the nutrient solution storage tank 11 drives the air pump 20 to bubble with the oxygen mixed gas supplied through the sterilizing air filter 21 to maintain the dissolved oxygen concentration in an equilibrium state. The oxygen mixed gas is a mixture of oxygen and air (inert gas), and is mixed by supplying air or an inert gas from the pipe 23. However, if the ratio is changed, the desired oxygen concentration can be easily adjusted. it can. This utilizes the vapor-liquid equilibrium regarding the oxygen concentration between the oxygen mixed gas and the liquid phase which is the nutrient solution.
【００３９】カラム１の手前には、圧力計１６と、分析
サンプリング用の流出液サンプリング口１５が設置され
ている。圧力計１６を設置するのは、カラム中の土壌あ
るいはカラム１への送水配管上に菌が異常繁殖し、空隙
が閉塞するとカラム試験を続行できなくなるので、その
閉塞状況が発生する予兆を的確に捉えて通水条件を変更
するためである。圧力計はカラム、またはその節部など
に枝管を取り付けて設置されるが、差圧計であってもよ
い。In front of the column 1, a pressure gauge 16 and an effluent sampling port 15 for analytical sampling are installed. The pressure gauge 16 is installed so that the column test cannot be continued when the bacteria in the column or the water supply pipe to the column 1 are abnormally propagated and the voids are blocked, so that the signs of the blocked condition can be accurately identified. This is to catch and change the water flow conditions. The pressure gauge is installed with a branch pipe attached to the column or a node thereof, but may be a differential pressure gauge.
【００４０】光合成微生物の繁殖を抑制するため、配管
など装置の全部材を遮光性物質で構成する。例えば、ス
テンレスチューブ等を使用したり、テフロン（登録商
標）チューブ部分には遮光性材料、例えば、銀紙などの
シートや不透明なビニールテープなどを巻きつけるのが
望ましい。In order to suppress the propagation of photosynthetic microorganisms, all members of the device such as piping are made of a light-shielding substance. For example, it is desirable to use a stainless tube or the like, or to wind a light-shielding material such as a sheet of silver paper or an opaque vinyl tape around the Teflon (registered trademark) tube.
【００４１】本発明のカラムの構造を図３に示した。カ
ラム１は、単位カラム１ａ（内径が約２０ｍｍ、長さ約
１５０〜２００ｍｍ）を多段（６段）で積み上げた構造
（全長１０００ｍｍ程度）をしている。カラムの節と節
はナット４によって互いに連結され、かつ容易に切り離
すことができる。The structure of the column of the present invention is shown in FIG. The column 1 has a structure (total length of about 1000 mm) in which unit columns 1a (having an inner diameter of about 20 mm and a length of about 150 to 200 mm) are stacked in multiple stages (six stages). The knots of the columns are connected to each other by nuts 4 and can be easily separated.
【００４２】土壌を分析する際は、ナットを緩めて、節
と節とを切り離し、一節分に相当する量の土壌２を評価
対象用試料として抜き出せばよい。その際には、スペー
サー（抜き出した構造体と同様のもの）を代わりに装着
する。スぺーサーは、通液可能な内部充填材を内部に保
有しており、内部充填材は、例えば滅菌可能なビーズ
玉、シリコン栓などであってもよい。When the soil is analyzed, the nut may be loosened to separate the nodes from each other, and the soil 2 in an amount corresponding to one node may be extracted as a sample for evaluation. In that case, a spacer (similar to the extracted structure) is attached instead. The spacer has an internal filler capable of passing liquid therein, and the internal filler may be, for example, a bead ball that can be sterilized, a silicon stopper, or the like.
【００４３】スペーサーは、それ自体とカラム内部に充
填された土壌が移動しないように、土止め３の構造を有
するものが望ましい。土止め３の構造とは、孔を有する
円盤状のものや、汎用されている網などで、前者は例え
ば０．５ｍｍ×１０ｍｍのスリットや直径０．５ｍｍの
孔を有するプラスチック円盤が挙げられ、一方、後者は
一般家庭の流しで用いられている生ゴミネットなどを使
用することができる。好ましい網目のサイズは、例えば
一辺（直径）が０．０５〜０．５ｍｍ程度である。The spacer preferably has the structure of the earth stopper 3 so that the spacer itself and the soil filled in the column do not move. The structure of the soil stopper 3 is a disc-shaped one having a hole, a commonly used net, or the like, and the former includes, for example, a 0.5 mm × 10 mm slit or a plastic disc having a hole having a diameter of 0.5 mm. On the other hand, the latter can use the garbage net etc. used in the sink of general households. A preferable mesh size is, for example, about 0.05 to 0.5 mm on a side (diameter).
【００４４】カラムには複数箇所に圧力計を設置できる
が、１個所であっても、内部圧力の上昇を検知してカラ
ム内における微生物異常を検出できる。Although pressure gauges can be installed at a plurality of places in the column, even at one place, it is possible to detect an increase in internal pressure and detect abnormalities of microorganisms in the column.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本発明のカラム試験装置によれば、カラ
ムを土壌地下温度に近似させるとともに、栄養液、サン
プリング流出液を低温で管理し、雑菌の繁殖を抑制する
手段を設けたことにより、連続カラム通水試験を効率よ
く実施でき、バイオレメディエーションに向けて信頼性
の高い事前評価体制を組むことが可能になる。また、こ
れを構成するカラムは、単位カラムの節部分で切り離せ
る構造であり、評価対象の土壌を細分化して取り出せ、
煩雑な操作がなくなり、その工業的価値は極めて大き
い。According to the column test apparatus of the present invention, the column is approximated to the soil underground temperature, and the nutrient solution and the sampling effluent are controlled at a low temperature to provide means for suppressing the growth of various bacteria. The continuous column water flow test can be carried out efficiently, and it becomes possible to establish a highly reliable preliminary evaluation system for bioremediation. In addition, the columns that compose this have a structure that can be separated at the nodes of the unit column, and the soil to be evaluated can be subdivided and taken out,
There are no complicated operations, and its industrial value is extremely high.
【図１】本発明の土壌充填カラム試験システムの概略図
である。FIG. 1 is a schematic diagram of a soil packed column test system of the present invention.
【図２】従来の土壌充填カラム試験システムの概略図で
ある。FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional soil-filled column test system.
【図３】本発明の試験システムに用いるカラムの縦断面
図と、その実施形態の説明図である。FIG. 3 is a vertical sectional view of a column used in the test system of the present invention and an explanatory view of an embodiment thereof.
【図４】従来の試験システムに用いるカラムの縦断面図
である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a column used in a conventional test system.
１ カラム ２ 土壌 １０ 冷蔵庫 １１ 栄養液貯蔵タンク １４ サンプリング流出液タンク １５、１５’ サンプリング口 ２０ エアポンプ 1 column 2 soil 10 refrigerator 11 Nutrient solution storage tank 14 Sampling effluent tank 15, 15 'sampling port 20 air pump
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛尾 亮三 千葉県市川市中国分３−18−５ 住友金属 鉱山株式会社中央研究所内 Ｆターム(参考） 2E191 BA02 BA12 BA15 BB01 BC01 BC05 BD20 4D004 AA41 AB06 AB07 AB08 AC07 CA19 CC03 CC07 DA01 DA02 DA06 DA07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Ryozo Ushio 3-18-5 Chugoku, Ichikawa, Chiba Sumitomo Metals Central Research Laboratory, Mining Co., Ltd. F-term (reference) 2E191 BA02 BA12 BA15 BB01 BC01 BC05 BD20 4D004 AA41 AB06 AB07 AB08 AC07 CA19 CC03 CC07 DA01 DA02 DA06 DA07
Claims (7)
填した土壌充填カラム（Ａ）に、該分解菌を活性化する
のに必要な栄養物質を含む栄養液を貯蔵した貯蔵タンク
（Ｂ）から栄養液を上向流で連続供給し、カラム（Ａ）
から流出する流出液をサンプリングし、サンプリングさ
れた流出液（Ｃ）を分析することにより該分解菌の活性
化条件を決定する連続通水式土壌充填カラム試験システ
ムであって、 カラム（Ａ）内の土壌温度は、温度雰囲気調整手段によ
って実際の土壌地下温度に近似させ、一方、貯蔵タンク
（Ｂ）および流出液（Ｃ）は、雑菌の繁殖を抑制するた
めに密閉された状態で低温下に保存することを特徴とす
る連続通水式土壌充填カラム試験システム。1. A storage tank (B) in which a nutrient liquid containing a nutrient substance necessary for activating the degrading bacteria is stored in a soil-filled column (A) filled with soil / sand mixed with pollutant-degrading bacteria. ) Continuously supplies the nutrient solution in an upward flow from the column (A)
A continuous water flow type soil-filled column test system for determining the activation condition of the degrading bacterium by sampling the effluent flowing out of the column (A), and analyzing the sampled effluent (C). The soil temperature of the soil is approximated to the actual soil underground temperature by the temperature atmosphere adjusting means, while the storage tank (B) and the effluent (C) are kept at a low temperature in a sealed state to suppress the growth of various bacteria. A continuous water-filled soil packed column test system characterized by storage.
物質で被覆または形成されることを特徴とする請求項１
に記載の連続通水式土壌充填カラム試験システム。2. All the members constituting the system are coated or formed with a light-shielding substance.
The continuous water flow type soil packed column test system described in.
にするために、酸素混合ガスで事前にバブリングした栄
養液を用いることを特徴とする請求項１に記載の連続通
水式土壌充填カラム試験システム。3. The continuous water flow system according to claim 1, wherein a nutrient solution pre-bubbling with an oxygen mixed gas is used to bring the soil in the column (A) into an aerobic environmental condition. Soil packed column test system.
ガスに所定量の酸素を混入したものであることを特徴と
する請求項３に記載の連続通水式土壌充填カラム試験シ
ステム。4. The continuous water flow type soil packed column test system according to claim 3, wherein the oxygen mixed gas is air or an inert gas mixed with a predetermined amount of oxygen.
複数の単位カラムからなり、かつ各単位カラムの連結す
る節ごとに接合した形態を持ち、しかも、節部分で切り
離すことにより一節分量の土壌を評価対象用試料として
抜き出すことができる構造を有することを特徴とする請
求項１に記載の連続通水式土壌充填カラム試験システ
ム。5. The column (A) is composed of a plurality of unit columns stacked in multiple stages and has a form of being joined to each connecting node of the unit columns. The continuous water flow type soil packed column test system according to claim 1, having a structure capable of extracting soil as a sample for evaluation.
同じ形状であってかつ通液可能な内部充填材を持つスぺ
ーサーを、抜き出した後に生まれた空隙部分に配設する
ことを特徴とする請求項５に記載の連続通水式土壌充填
カラム試験システム。6. Instead of the extracted soil, a spacer having the same shape as the soil and having a liquid-permeable internal filler is arranged in the void portion formed after the extraction. The continuous water-filled soil-filled column test system according to claim 5.
蔵タンク（Ｂ）とを結ぶ送水配管中に、圧力計または差
圧計を設置することを特徴とする請求項１に記載の連続
通水式土壌充填カラム試験システム。7. The continuous passage according to claim 1, wherein a pressure gauge or a differential pressure gauge is installed in the column (A) or in the water supply pipe connecting the column (A) and the storage tank (B). Water-based soil packed column test system.
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