油汚染土壌における界面活性剤で促進した生物浄化のモデル化

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種々の事業所敷地内における油汚染が日本各地あるいはベトナムで深刻な問題となりつつある。安価な処理法として原位置浄化技術が期待されている。油汚染では、高濃度で有効な洗浄処理と低濃度で有効な生物浄化技術を組み合わせた効率的な処理が求められている。しかし、組合せ技術に対するシミュレーションモデルが得られていないため最適化が難しい。本研究では、その組合せ技術の最適化シミュレーションモデルを構築することを目的とする。本研究は、平成13年11月から平成15年11月までの2年間の研究プロジェクトである。洗浄処理技術と生物浄化処理技術を組み合わせたシミュレーションモデルを構築することを目的とし、平成15年度は、構築した理論モデルのカラムを用いた実験室レベルでの実証試験を行った。対象モデル汚染化合物として、油成分中で難分解のフェナントレン(多環芳香族炭化水素)を、また、油分解菌としてSphingomonas paucimobilis EPA505株を用いた。界面活性剤としては、低毒性のTween80を用いた。飽和多孔体内の流れ場におけるフェナントレンの移流、分散、溶解、吸着、分解の各項からなる理論モデルを構築した。次に、それに必要な生物的パラメータ(増殖収率、増殖速度、土壌への付着率など)を、[9-^<14>C]フェナントレンを用いた回分試験によって求めた。これらのパラメータを用い、有限差分法および有限要素法によるシミュレーションプログラムをPASCALおよびFORTRANで作成した。シミュレーションプログラムによる各パラメータの感度試験の結果を元に、現在、実証のためのガラスビーズを多孔体とするカラム試験を設計した。フェナントレンの溶解速度を表す物質移動係数とSphingomonasのガラスビーズへの捕捉と解放係数を求め、最終的にカラム内における界面活性剤共存下でのフェナントレン生物分解試験を行ったところ、モデルに良く一致した。また、多孔体条件によっては、一致しない場合があることが明らかとなった。今後、更にカラム設計の改善が必要と考えられる。