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特開2024-32630ラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌を修復する方法
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  • 特開-ラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌を修復する方法 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024032630
(43)【公開日】2024-03-12
(54)【発明の名称】ラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌を修復する方法
(51)【国際特許分類】
   B09C 1/10 20060101AFI20240305BHJP
   A62D 3/02 20070101ALI20240305BHJP
   A62D 101/22 20070101ALN20240305BHJP
【FI】
B09C1/10
A62D3/02
A62D101:22
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022146844
(22)【出願日】2022-09-15
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-03-14
(31)【優先権主張番号】202211040852.4
(32)【優先日】2022-08-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】521088468
【氏名又は名称】生態環境部南京環境科学研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100216471
【弁理士】
【氏名又は名称】瀬戸 麻希
(72)【発明者】
【氏名】応蓉蓉
(72)【発明者】
【氏名】張亜
(72)【発明者】
【氏名】夏氷
(72)【発明者】
【氏名】芦園園
(72)【発明者】
【氏名】馮艶紅
(72)【発明者】
【氏名】張暁雨
(72)【発明者】
【氏名】胡哲偉
(72)【発明者】
【氏名】趙彩衣
(72)【発明者】
【氏名】季文兵
(72)【発明者】
【氏名】尹愛経
(72)【発明者】
【氏名】陳紅楓
(72)【発明者】
【氏名】張斌
【テーマコード(参考)】
4D004
【Fターム(参考)】
4D004AA41
4D004AB07
4D004AC07
4D004CA15
4D004CA18
4D004CC07
4D004CC20
4D004DA03
4D004DA09
4D004DA10
4D004DA20
(57)【要約】      (修正有)
【課題】高効率であり、グリーンで環境に優しく、低コスト、簡単なプロセス、操作しやすい利点を有する、ダイオキシン汚染土壌を修復する方法を提供する。
【解決手段】緑膿菌を利用してラムノリピッドを発酵および調製するステップと、ミミズ種を取得するステップと、汚染土壌を前処理するステップと、ラムノリピッドと脱イオン水を混合してラムノリピッド溶液を調製し土壌に投入するステップと、土壌に分水路と補助飼養基穴を設け補助飼養基穴に有機肥料を投入するステップと、ミミズ種を投入して土壌を処理及び修復するステップとを含む、ラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌を修復する方法を提供する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステップS1、
緑膿菌を利用してラムノリピッドを発酵および調製して用意し、ラムノリピッドを調製
するステップと、
ステップS2、
ミミズ種を取得するステップと、
ステップS3、
修復する汚染土壌をほぐし、雑物を除去した後表面をかき混ぜて処理層を形成し、ここ
で、ほぐし深さが30~50cmであり、土壌を前処理するステップと、
ステップS4、
ステップS4-1、ラムノリピッド溶液の投入
ラムノリピッドと脱イオン水を混合して濃度300~1000mg/Lのラムノリピッド
溶液を調製した後、S3で形成された処理層に2~3L/mの施用量でラムノリピッド
溶液を施用し、再び土壌をほぐしてラムノリピッド溶液と土壌を均一に混合し、
ステップS4-2、土壌再処理
ステップS4-1処理後の処理層に、3~5m間隔で深さ20~30cm、頂部幅10~
15cm、底部幅5~8cmの縦断面二等辺三角形構造の分水路(1)を設け、前記分水
路(1)に8~10m間隔で内径30~50cm、深さ30~50cmの補助飼養基穴(
2)を設け、前記補助飼養基穴(2)に補助飼養基穴(2)の容積の40~60%を占め
る有機肥料を投入し、
ステップS4-3、ミミズ種の投入
30~80本/mの投入密度でミミズ種を汚染土壌に投入し、
ステップS4-4、土壌の処理修復
前記分水路(1)によって汚染土壌の含水率を40~50%に保持し、この含水量を保持
した条件下で継続的に12日修復した後、自然条件下で21~30日修復する、土壌を修
復処理するステップと、
を含むことを特徴とするラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌
を修復する方法。
【請求項2】
前記ステップS1では、前記ラムノリピッドを発酵および調製する方法は、
ステップS1-11、発酵培養
活性化後の緑膿菌を第1液体発酵培地に投入して温度35~37℃、振動回転数230~
250r/minの条件下で4~7日発酵培養して、発酵液を得ること、
ステップS1-12、ラムノリピッド抽出
発酵液を7000~7500r/minの条件下で20~25min遠心分離処理して菌
体を除去して上澄み液を取り、次に抽出法でラムノリピッドを抽出することを含む、こと
を特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記ステップS1-11では、前記第1液体発酵培地の成分には、グリセロール40~5
0g/L、イーストペースト0.2g/L、NaNO6.5g/L、KHPO1.
0g/L、NaCl0.5g/L、NaHPO 12HO1.0g/L、FeSO
7HO0.3g/L、MgSO 7HO0.1g/L、脱イオン水1000m
lが含まれ、pH=6.5~7.0である、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記ステップS1-12では、前記抽出法としては、濃度98%の硫酸を用いて上澄み液
のpHを1~1.5に調節し、4~8℃の条件下で10~12h静置した後、体積比2:
1のクロロホルム-メタノール混合液で等量の上澄み液を抽出し、静置・層別した後下層
を取り、次に中層をクロロホルム-メタノール混合液で二次抽出し、静置・層別した後下
層を取り、2回の抽出液を合わせて溶媒を蒸発させてラムノリピッドを得る、ことを特徴
とする請求項2に記載の方法。
【請求項5】
前記有機肥料は、質量%で40~50%の家畜糞便、15~25%ストロー、5~10%
おがくずおよび残部の落ち葉を発酵および調製して得られるものである、ことを特徴とす
る請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記発酵の方法としては、前記割合でストロー、落ち葉、おがくずを混合し粉砕した後家
畜糞便と混合して混合マトリクスを得て、混合マトリクスに発酵剤を加えて混合マトリク
スの含水量が40~50%になるまで水を添加し、1~3日堆積発酵した後反転させ、プ
ラスチックフィルムで覆って21~30日継続的に発酵し、継続的に発酵する過程中3~
5日ごとに反転させる、ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、汚染土壌修復の技術分野に関し、具体的には、ラムノリピッドとミミズを組み
合わせてダイオキシン汚染土壌を修復する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ダイオキシンは、環境中に広く存在する残留性有機汚染物であり、塩素を含む多くの化学
プロセスから無意識に副産物として発生するものである。ダイオキシン類の天然の貯蔵庫
として、土壌は乾湿の大気沈着、有機塩素系農薬の散布、下水汚泥の農業利用、廃棄物沈
着など、さまざまな経路で土壌環境に入り込む。
【0003】
土壌中のダイオキシン類は極めて安定で、自然環境下では非常にゆっくりと分解され、難
分解性である。土壌中のダイオキシン類を処理する既存技術としては、光分解、化学分解
、物理分解、バイオレメディエーションが一般的である。しかし、バイオレメディエーシ
ョンは、消費量が少なく、高効率で環境に優しいことから、近年広く注目されている土壌
浄化手段である。より効率的な分解株の単離と分解条件の探索により、バイオレメディエ
ーションは土壌ダイオキシン汚染の処理に重要な役割を果たすと思われている。
【発明の概要】
【0004】
ラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌を修復する方法は、
S1、ラムノリピッドを調製するステップと、
緑膿菌を利用してラムノリピッドを発酵および調製して用意し、
S2、ミミズ種を取得するステップと、
S3、土壌を前処理するステップと、
修復する汚染土壌をほぐし、雑物を除去した後表面をかき混ぜて処理層を形成し、ここで
、ほぐし深さが30~50cmであり、
S4、土壌を修復処理するステップと、
S4-1、ラムノリピッド溶液の投入
ラムノリピッドと脱イオン水を混合して濃度300~1000mg/Lのラムノリピッド
溶液を調製した後、S3で形成された処理層に2~3L/mの施用量でラムノリピッド
溶液を施用し、再び土壌をほぐしてラムノリピッド溶液と土壌を均一に混合し、
S4-2、土壌再処理
S4-1処理後の処理層に、3~5m間隔で深さ20~30cm、頂部幅10~15cm
、底部幅5~8cmの縦断面二等辺三角形構造の分水路(1)を設け、前記分水路(1)
に8~10m間隔で内径30~50cm、深さ30~50cmの補助飼養基穴(2)を設
け、前記補助飼養基穴(2)に補助飼養基穴(2)の容積の40~60%を占める有機肥
料を投入し、
S4-3、ミミズ種の投入
30~80本/mの投入密度でミミズ種を汚染土壌に投入し、
S4-4、土壌の処理修復
前記分水路(1)によって汚染土壌の含水率を40~50%に保持し、この含水量を保持
した条件下で継続的に12日修復した後、自然条件下で21~30日修復する、を含む。
説明すると、分水路の設置により、土壌修復処理の前期に汚染土壌の含水量を保持し、補
助飼養基穴を設けて有機肥料を投入することにより、分水路の補水過程に伴い土壌への有
機肥料の浸透を促進することができる。
本発明の一側面として、前記ステップS1では、前記ラムノリピッドを発酵および調製す
る方法は、
S1-11、発酵培養
活性化後の緑膿菌を第1液体発酵培地に投入して温度35~37℃、振動回転数230~
250r/minの条件下で4~7日発酵培養して、発酵液を得ること、
S1-12、ラムノリピッド抽出
発酵液を7000~7500r/minの条件下で20~25min遠心分離処理して菌
体を除去して上澄み液を取り、次に抽出法でラムノリピッドを抽出することを含む。
本発明の一側面として、前記ステップS1-11では、前記第1液体発酵培地の成分には
、グリセロール40~50g/L、イーストペースト0.2g/L、NaNO6.5g
/L、KHPO1.0g/L、NaCl0.5g/L、NaHPO 12H
1.0g/L、FeSO 7HO0.3g/L、MgSO 7HO0.1g/L
、脱イオン水1000mlが含まれ、pH=6.5~7.0である。
本発明の一側面として、前記ステップS1-12では、前記抽出法としては、濃度98%
の硫酸を用いて上澄み液のpHを1~1.5に調節し、4~8℃の条件下で10~12h
静置した後、体積比2:1のクロロホルム-メタノール混合液で等量の上澄み液を抽出し
、静置・層別した後下層を取り、次に中層をクロロホルム-メタノール混合液で二次抽出
し、静置・層別した後下層を取り、2回の抽出液を合わせて溶媒を蒸発させてラムノリピ
ッドを得る。
本発明の別の側面として、前記ステップS1では、前記ラムノリピッドを発酵および調製
する方法は、
S1-21、発酵培養
活性化後の緑膿菌を第2液体発酵培地に投入して温度28~32℃、振動回転数280~
300r/minの条件下で8~10日発酵培養して、発酵液を得ること、
S1-22、ラムノリピッド抽出
発酵液を5000~5500r/minの条件下で25~30min遠心分離処理して菌
体を除去して上澄み液を取り、次に膜分離法でラムノリピッドを抽出することを含む。
ここで、前記ステップS1-21では、前記第2液体発酵培地の成分には、大豆油100
~120g/L、イーストペースト0.2g/L、NaNO6.5g/L、KHPO
1.0g/L、NaCl0.5g/L、NaHPO 12HO1.0g/L、F
eSO0.1g/L、MgSO0.3g/L、脱イオン水1000mlが含まれ、p
H=6.0~6.5である。
ここで、前記ステップS1-22では、前記膜分離法としては、二重蒸留水を用いて発酵
液を5~20倍希釈した後、分画分子量10000の濾過膜を用いて25℃、0.5Mp
a、200~300L/hの条件下で限外濾過処理し、次に分画分子量300の濾過膜を
用いて限外濾過液を25℃、1.0Mpa条件下でナノ濾過処理し、溶媒を蒸発させてラ
ムノリピッドを得る。
本発明の一側面として、前記有機肥料は、照質量%で40~50%の家畜糞便、15~2
5%ストロー、5~10%おがくずおよび残部の落ち葉を発酵および調製して得られるも
のである。
説明すると、家畜糞便は、具体的に、豚、牛、羊、鶏、鴨などの1つまたは複数の飼養家
畜の糞便であり、ストローは具体的に、小麦、トウモロコシ、米、大豆などの1つまたは
複数の成熟作物のストローであり、おがくず、落ち葉は特に限定されなく、家畜糞便、ス
トロー、おがくず、落ち葉は地域に応じて現地調達して輸送コストを低減する。
本発明の一側面として、前記発酵方法としては、前記割合でストロー、落ち葉、おがくず
を混合し粉砕した後家畜糞便と混合して、混合マトリクスを得、混合マトリクスに発酵剤
を加え混合マトリクスの含水量が40~50%になるまで水を添加し、1~3日堆積発酵
した後反転させ、プラスチックフィルムで覆って21~30日継続的に発酵し、ここで、
継続的に発酵する過程中3~5日ごとに反転させる。
説明すると、ミミズの生命活動は、土壌中の汚染物の移動および変質を直接的または間接
的に影響を与え、この発酵方法で調製された有機肥料は、ミミズの活動を効果的に促進し
、その生命活動をより活発させることができ、ここで、発酵剤は市販されている有機肥料
発酵剤であり、具体的な使用量は実際の製品のガイド基準に準じて使用する。
【0005】
従来技術と比較すると、本発明は以下の有益な効果を有する。本発明はプロセス全体が合
理的であり、ラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌を修復し、土
壌中の微生物の代謝経路を効果的に変更でき、生物活性剤としてのラムノリピッドの添加
により、ダイオキシンなどの汚染物の生物学的利用度を向上させ、微生物の応答を刺激し
、ミミズの活動によって生成された酵素や優勢菌は汚染物を効果的に分解し、高効率、グ
リーンで環境に優しく、低コストなどの利点を有し、添加した有機肥料はミミズの成長に
栄養を与え、ミミズの活動を促進し、本発明のプロセスは、簡単なプロセス、操作しやす
い利点を有し、幅広い普及に適している。
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1】本発明のプロセスのフローチャートである。
図2】本発明の処理層内の分水路と補助飼養基穴の局所的な構造の概略図である。
図3】本発明の処理層内の分水路と補助飼養基穴の局所上面図である。
図4】本発明の処理層内の分水路と補助飼養基穴の局所断面図である。
【0007】
[符号の説明]
1 分水路
2 補助飼養基穴
【発明を実施するための形態】
【0008】
実施例1
図1に示すラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌を修復する方法
は以下のステップを含む。
S1、ラムノリピッドの調製
S1-11、発酵培養
活性化後の緑膿菌を第1液体発酵培地に投入して温度35℃、振動回転数230r/mi
nの条件下で4日発酵培養して、発酵液を得、ここで、第1液体発酵培地の成分には、グ
リセロール40g/L、イーストペースト0.2g/L、NaNO6.5g/L、KH
PO1.0g/L、NaCl0.5g/L、NaHPO 12HO1.0g/
L、FeSO 7HO0.3g/L、MgSO 7HO0.1g/L、脱イオン
水1000mlが含まれ、pH=6.5であり、
S1-12、ラムノリピッド抽出
発酵液を7000r/minの条件下で20min遠心分離処理して菌体を除去し上澄み
液を取り、次に抽出法でラムノリピッドを抽出し、ここで、抽出法として、濃度98%の
硫酸で上澄み液のpHを1に調節し、4℃条件下で10h静置し、体積比2:1のクロロ
ホルム-メタノール混合液を用いて等量の上澄み液を抽出し、静置・層別した後下層を取
り、次に中層をクロロホルム-メタノール混合液で二次抽出し、静置・層別した後下層を
取り、2回の抽出液を合わせて溶媒を蒸発させてラムノリピッドを得、
S2、ミミズ種の取得
病気や傷がなく、はっきりとしたリング形状を持ち、体重3.0±0.5gの成熟したウ
イリアムズリングワームを得、
S3、土壌前処理
修復する汚染土壌をほぐし、雑物を除去した後表面をかき混ぜて、処理層を形成し、ここ
で、ほぐし深さが30cmであり、
S4、土壌修復処理
S4-1、ラムノリピッド溶液の投入
ラムノリピッドと脱イオン水を混合し調製して濃度300mg/Lのラムノリピッド溶液
を得た後、S3で形成された処理層を2L/mの施用量でラムノリピッド溶液を施用し
、再び土壌をほぐしてラムノリピッド溶液と土壌を均一に混合し、
S4-2、土壌再処理
図2、3、4に示すように、S4-1処理後の処理層内で3m間隔で深さ20cm、頂部
幅10cm、底部幅5cmの縦断面二等辺三角形構造の分水路1を設け、分水路1に8m
間隔で内径30cm、深さ30cmの補助飼養基穴2を設け、補助飼養基穴2に補助飼養
基穴2の容積40%の有機肥料を投入し、有機肥料は、質量%で40%の家畜糞便、15
%ストロー、5%おがくずおよび残部の落ち葉を発酵および調製して得られたものであり
、ここで、発酵方法として、割合でストロー、落ち葉、おがくずを混合し粉砕した後家畜
糞便と混合して、混合マトリクスを得、混合マトリクスに発酵剤を加えて、混合マトリク
スの含水量が40%になるまで水を添加し、1日堆積発酵した後反転させ、プラスチック
フィルムで覆って21日継続的に発酵し、ここで、継続的に発酵する過程中3日ごとに反
転させ、発酵剤は市販されている有機肥料発酵剤であり、具体的な使用量は実際の製品の
ガイド基準に準じて使用することができ、
S4-3、ミミズ種の投入
30本/mの投入密度でミミズ種を汚染土壌に投入し、
S4-4、土壌の処理修復
分水路1で汚染土壌の含水率を40%に保持し、この含水量を保持した条件下で12日継
続的に修復した後、自然条件下で21日修復する。
【0009】
実施例2
図1に示すラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌を修復する方法
は以下のステップを含む。
S1、ラムノリピッドの調製
S1-11、発酵培養
活性化後の緑膿菌を第1液体発酵培地に投入して温度36℃、振動回転数240r/mi
nの条件下で4~7日発酵培養して、発酵液を得、ここで、第1液体発酵培地の成分には
、グリセロール45g/L、イーストペースト0.2g/L、NaNO6.5g/L、
KHPO1.0g/L、NaCl0.5g/L、NaHPO 12HO1.0
g/L、FeSO 7HO0.3g/L、MgSO 7HO0.1g/L、脱イ
オン水1000mlが含まれ、pH=6.8であり、
S1-12、ラムノリピッド抽出
発酵液を7300r/minの条件下で22min遠心分離処理して菌体を除去し上澄み
液を取り、次に抽出法でラムノリピッドを抽出し、ここで、抽出法として、濃度98%の
硫酸を用いて上澄み液のpHを1.3に調節し、5℃条件下で11h静置した後、体積比
2:1のクロロホルム-メタノール混合液で等量の上澄み液を抽出し、静置・層別した後
下層を取り、次に中層をクロロホルム-メタノール混合液で二次抽出し、静置・層別した
後下層を取り、2回の抽出液を合わせて溶媒を蒸発させてラムノリピッドを得、
S2、ミミズ種取得
病気や傷がなく、はっきりとしたリング形状を持ち、体重3.0±0.5gの成熟したウ
イリアムズリングワームを得、
S3、土壌前処理
修復する汚染土壌をほぐし、雑物を除去した後表面をかき混ぜて、処理層を形成し、ここ
で、ほぐし深さが40cmであり、
S4、土壌修復処理
S4-1、ラムノリピッド溶液の投入
ラムノリピッドと脱イオン水を混合し調製して濃度500mg/Lのラムノリピッド溶液
を得た後、S3で形成された処理層を2.5L/mの施用量でラムノリピッド溶液を施
用し、再び土壌をほぐしてラムノリピッド溶液と土壌を均一に混合し、
S4-2、土壌再処理
図2、3、4に示すように、S4-1処理後の処理層内で4.5m間隔で深さ25cm、
頂部幅12cm、底部幅6cmの縦断面二等辺三角形構造の分水路1を設け、分水路1に
9m間隔で内径40cm、深さ40cmの補助飼養基穴2を設け、補助飼養基穴2に補助
飼養基穴2の容積50%の有機肥料を投入し、有機肥料は質量%で45%の家畜糞便、2
0%ストロー、8%おがくずおよび残部の落ち葉を発酵および調製して得られたものであ
り、ここで、発酵方法として、割合でストロー、落ち葉、おがくずを混合し粉砕した後家
畜糞便と混合して、混合マトリクスを得、混合マトリクスに発酵剤を加え混合マトリクス
の含水量が45%になるまで水を添加し、2日堆積発酵した後反転させ、プラスチックフ
ィルムで覆って28日継続的に発酵し、ここで、継続的に発酵する過程中4日間隔で反転
させ、発酵剤は市販されている有機肥料発酵剤であり、具体的な使用量は実際の製品のガ
イド基準に準じて使用することができ、
S4-3、ミミズ種の投入
60本/mの投入密度でミミズ種を汚染土壌に投入し、
S4-4、土壌の処理修復
分水路1によって汚染土壌の含水率を45%に保持し、この含水量を保持した条件下で1
2日継続的に修復した後、自然条件下で28日修復する。
【0010】
実施例3
図1に示すラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌を修復する方法
は以下のステップを含む。
S1、ラムノリピッドの調製
S1-11、発酵培養
活性化後の緑膿菌を第1液体発酵培地に投入して温度37℃、振動回転数250r/mi
nの条件下で7日発酵培養して、発酵液を得、ここで、第1液体発酵培地の成分には、グ
リセロール50g/L、イーストペースト0.2g/L、NaNO6.5g/L、KH
PO1.0g/L、NaCl0.5g/L、NaHPO 12HO1.0g/
L、FeSO 7HO0.3g/L、MgSO 7HO0.1g/L、脱イオン
水1000mlが含まれ、pH=7.0であり、
S1-12、ラムノリピッド抽出
発酵液を7500r/minの条件下で25min遠心分離処理して菌体を除去し上澄み
液を取り、次に抽出法でラムノリピッドを抽出し、ここで、抽出法として、濃度98%の
硫酸を用いて上澄み液のpHを1.5に調節し、8℃条件下で12h静置した後、体積比
2:1のクロロホルム-メタノール混合液で等量の上澄み液を抽出し、静置・層別した後
下層を取り、次に中層をクロロホルム-メタノール混合液で二次抽出し、静置・層別した
後下層を取り、2回の抽出液を合わせて溶媒を蒸発させてラムノリピッドを得、
S2、ミミズ種取得
病気や傷がなく、はっきりとしたリング形状を持ち、体重3.0±0.5gの成熟したウ
イリアムズリングワームを得、
S3、土壌前処理
修復する汚染土壌をほぐし、雑物を除去した後表面をかき混ぜて、処理層を形成し、ここ
で、ほぐし深さが50cmであり、
S4、土壌修復処理
S4-1、ラムノリピッド溶液の投入
ラムノリピッドと脱イオン水を混合し調製して濃度1000mg/Lのラムノリピッド溶
液を得た後、S3で形成された処理層を3L/mの施用量でラムノリピッド溶液を施用
し、再び土壌をほぐしてラムノリピッド溶液と土壌を均一に混合し、
S4-2、土壌再処理
図2、3、4に示すように、S4-1処理後の処理層内に5m間隔で深さ30cm、頂部
幅15cm、底部幅8cmの縦断面二等辺三角形構造の分水路1を設け、分水路1に8~
10m間隔で内径50cm、深さ50cmの補助飼養基穴2を設け、補助飼養基穴2に補
助飼養基穴2の容積60%の有機肥料を投入し、有機肥料は質量%で50%の家畜糞便、
25%ストロー、10%おがくずおよび残部の落ち葉を発酵および調製して得られたもの
であり、ここで、発酵方法として、割合でストロー、落ち葉、おがくずを混合し粉砕した
後家畜糞便と混合し、混合マトリクスを得、混合マトリクスに発酵剤を加え混合マトリク
スの含水量が50%になるまで水を添加し、3日堆積発酵した後反転させ、プラスチック
フィルムで覆って30日継続的に発酵し、ここで、継続的に発酵する過程中5日ごとに反
転させ、発酵剤は市販されている有機肥料発酵剤であり、具体的な使用量は実際の製品の
ガイド基準に準じて使用することができ、
S4-3、ミミズ種の投入
80本/mの投入密度でミミズ種を汚染土壌に投入し、
S4-4、土壌の処理修復
分水路1によって汚染土壌の含水率を50%に保持し、この含水量を保持した条件下で1
2日継続的に修復した後、自然条件下で30日修復する。
【0011】
実施例4
実施例1と以下の点で異なり、
ステップS1では、ラムノリピッドを発酵および調製する方法は以下のステップを含む。
S1-21、発酵培養
活性化後の緑膿菌を第2液体発酵培地に投入して温度28℃、振動回転数280r/mi
nの条件下で8日発酵培養させ、発酵液を得、ここで、第2液体発酵培地の成分には、大
豆油100g/L、イーストペースト0.2g/L、NaNO6.5g/L、KH
1.0g/L、NaCl0.5g/L、NaHPO 12HO1.0g/L、
FeSO0.1g/L、MgSO0.3g/L、脱イオン水1000mlが含まれ、
pH=6.0であり、
S1-22、ラムノリピッド抽出
発酵液を5000r/minの条件下で25min遠心分離処理して菌体を除去し上澄み
液を取り、次に膜分離法でラムノリピッドを抽出し、ここで、膜分離法として、二重蒸留
水を用いて発酵液を5倍希釈した後、分画分子量10000の濾過膜を用いて25℃、0
.5Mpa、200L/hの条件下で限外濾過処理した後、分画分子量300の濾過膜を
用いて限外濾過液を25℃、1.0Mpa条件下でナノ濾過処理し、溶媒を蒸発させてラ
ムノリピッドを得る。
【0012】
実施例5
実施例2とは以下の点で異なり、
ステップS1では、ラムノリピッドを発酵および調製する方法は以下のステップを含む。
S1-21、発酵培養
活性化後の緑膿菌を第2液体発酵培地に投入して温度30℃、振動回転数290r/mi
nの条件下で9日発酵培養し、発酵液を得、ここで、第2液体発酵培地の成分には、大豆
油110g/L、イーストペースト0.2g/L、NaNO6.5g/L、KHPO
1.0g/L、NaCl0.5g/L、NaHPO 12HO1.0g/L、F
eSO0.1g/L、MgSO0.3g/L、脱イオン水1000mlが含まれ、p
H=6.3であり、
S1-22、ラムノリピッド抽出
発酵液を5200r/minの条件下で28min遠心分離処理して菌体を除去し上澄み
液を取り、次に膜分離法でラムノリピッドを抽出し、ここで、膜分離法として、二重蒸留
水を用いて発酵液を15倍希釈した後、分画分子量10000の濾過膜を用いて25℃、
0.5Mpa、250L/hの条件下で限外濾過処理した後、分画分子量300の濾過膜
で限外濾過液を25℃、1.0Mpa条件下でナノ濾過処理し、溶媒を蒸発させてラムノ
リピッドを得る。
実施例6
実施例3とは以下の点で異なり、
ステップS1では、ラムノリピッドを発酵および調製する方法は以下のステップを含む。
S1-21、発酵培養
活性化後の緑膿菌を第2液体発酵培地に投入して温度32℃、振動回転数280~300
r/minの条件下で10日発酵培養し、発酵液を得、ここで、第2液体発酵培地の成分
には、大豆油120g/L、イーストペースト0.2g/L、NaNO6.5g/L、
KHPO1.0g/L、NaCl0.5g/L、NaHPO 12HO1.0
g/L、FeSO0.1g/L、MgSO0.3g/L、脱イオン水1000mlが
含まれ、pH=6.5であり、
S1-22、ラムノリピッド抽出
発酵液を5500r/minの条件下で30min遠心分離処理して菌体を除去し上澄み
液を取り、次に膜分離法でラムノリピッドを抽出し、ここで、膜分離法として、二重蒸留
水を用いて発酵液を20倍希釈した後、分画分子量10000の濾過膜を用いて25℃、
0.5Mpa、300L/hの条件下で限外濾過処理した後、分画分子量300の濾過膜
を用いて限外濾過液を25℃、1.0Mpa条件下でナノ濾過処理し、溶媒を蒸発させて
ラムノリピッドを得る。
【0013】
実験例
上海のあるバイオテクノロジー有限公司から番号ATCC15442の緑膿菌の株を購入
し、実施例1のステップS1で調製されたラムノリピッドを調製し、脱イオン水と混合し
て濃度300mg/Lのラムノリピッド溶液を調製し、
江蘇淮安市のあるミミズ養殖公司からミミズを購入し、実施例1のステップS2によって
ミミズ種を入手し、
原始土壌を安徽省合肥市のある廃ガス製鉄所から採集し:5点サンプリング法により5~
20cm深さの位置で採集し、乾燥後2mmの篩にかけて原始土壌を得、HRGC/HR
MS超微量分析法により原始土壌中のダイオキシン濃度4.61ng/kgを検出し、
有機肥料は、40%の牛糞、15%の麦わら、5%おがくずおよび残部の松葉を発酵およ
び調製して得られたものであり、ここで、発酵剤は飼料承認番号/登録証番号豫飼添(2
015)2335の市販されている発酵剤であり、
5組の処理実験が設定され:
第1実験組、5000g原始土壌、
第2実験組、5000g原始土壌+5本ミミズ種、
第3実験組、5000g原始土壌+10mlラムノリピッド溶液、
第4実験組、5000g原始土壌+5本ミミズ種+3mlラムノリピッド溶液、
第5実験組、5000g原始土壌+5本ミミズ種+3mlラムノリピッド溶液+2g有機
肥料、
各組の実験は、汚染土壌の含水率を40%保持した条件下で12日継続的に修復した後、
自然条件下で21日修復し、3日ごとに5gの土壌サンプルを採集して生物量分析を行っ
て表1に示す結果を得、

表1:5組の処理実験の21日間土壌サンプルの生物量分析結果


【0014】
結論:第1実験組の21日間土壌サンプルの生物量分析結果から分かるように、最初の1
2日間で土壌の最大保水能力の40%を保持したことにより土壌中のダイオキシンを希釈
して土壌サンプル中のダイオキシン濃度が原始土壌中のダイオキシン濃度よりもわずか低
く、
第1実験組、第2実験組、第3実験組、第4実験組、第5実験組から分かるように、第4
実験組と第5実験組は土壌中のダイオキシンに対して比較的に効果的な分解効果を発揮し
、ここで、第5実験組の分解率は90.6%であり、WHOの土壌中ダイオキシンの管理
標準0.60ng/kgを満たし、
第1実験組、第2実験組、第3実験組から分かるように、ラムノリピッドとミミズの2つ
の要因により、ミミズはダイオキシンの分解に比較的大きい影響を与え、
第2実験組、第4実験組、第5実験組から分かるように、ラムノリピッド溶液は、ミミズ
による土壌中のダイオキシンの分解効率を効果的に促進でき、
第4実験組、第5実験組から分かるように、有機肥料の添加により、ダイオキシンの分解
効果を促進し、これは、有機肥料がミミズの活動を効果的に促進することからであると思
われている。
図1
図2
図3
図4
【手続補正書】
【提出日】2022-11-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステップS1、
緑膿菌を利用してラムノリピッドを発酵および調製して用意し、ラムノリピッドを調製
するステップと、
ステップS2、
ミミズ種を取得するステップと、
ステップS3、
修復する汚染土壌をほぐし、雑物を除去した後表面をかき混ぜて処理層を形成し、ここ
で、ほぐし深さが30~50cmである、土壌を前処理するステップと、
ステップS4、
ステップS4-1、ラムノリピッド溶液の投入
ラムノリピッドと脱イオン水を混合して濃度300~1000mg/Lのラムノリピッド
溶液を調製した後、S3で形成された処理層に2~3L/mの施用量でラムノリピッド
溶液を施用し、再び土壌をほぐしてラムノリピッド溶液と土壌を均一に混合し、
ステップS4-2、土壌再処理
ステップS4-1処理後の処理層に、3~5m間隔で深さ20~30cmの分水路(1)
を設け、前記分水路(1)に8~10m間隔で内径30~50cm、深さ30~50cm
の補助飼養基穴(2)を設け、前記補助飼養基穴(2)に補助飼養基穴(2)の容積の4
0~60%を占める有機肥料を投入し、
ステップS4-3、ミミズ種の投入
30~80本/mの投入密度でミミズ種を汚染土壌に投入し、
ステップS4-4、土壌の処理修復
前記分水路(1)によって汚染土壌の含水率を40~50%に保持し、この含水量を保持
した条件下で継続的に12日修復した後、自然条件下で21~30日修復する、土壌を修
復処理するステップと、
を含むことを特徴とするラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌
を修復する方法。
【請求項2】
前記有機肥料は、質量%で40~50%の家畜糞便、15~25%ストロー、5~10%
おがくずおよび残部の落ち葉を発酵および調製して得られるものである、ことを特徴とす
る請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記発酵の方法としては、前記割合でストロー、落ち葉、おがくずを混合し粉砕した後家
畜糞便と混合して混合マトリクスを得て、混合マトリクスに発酵剤を加えて混合マトリク
スの含水量が40~50%になるまで水を添加し、1~3日堆積発酵した後反転させ、プ
ラスチックフィルムで覆って21~30日継続的に発酵し、継続的に発酵する過程中3~
5日ごとに反転させる、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】2022-12-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステップS1、
緑膿菌を利用してラムノリピッドを発酵および調製して用意し、ラムノリピッドを調製
するステップと、
ステップS2、
ミミズ種を取得するステップと、
ステップS3、
修復する汚染土壌をほぐし、雑物を除去した後表面をかき混ぜて処理層を形成し、ここ
で、ほぐし深さが30~50cmである、土壌を前処理するステップと、
ステップS4、
ステップS4-1、ラムノリピッド溶液の投入
ラムノリピッドと脱イオン水を混合して濃度300~1000mg/Lのラムノリピッド
溶液を調製した後、S3で形成された処理層に2~3L/mの施用量でラムノリピッド
溶液を施用し、再び土壌をほぐしてラムノリピッド溶液と土壌を均一に混合し、
ステップS4-2、土壌再処理
ステップS4-1処理後の処理層に、3~5m間隔で深さ20~30cm、頂部幅10~
15cm、底部幅5~8cmの縦断面等脚台形構造の分水路(1)を設け、前記分水路(
1)に8~10m間隔で内径30~50cm、深さ30~50cmの補助飼養基穴(2)
を設け、前記補助飼養基穴(2)に補助飼養基穴(2)の容積の40~60%を占める有
機肥料を投入し、
ステップS4-3、ミミズ種の投入
30~80本/mの投入密度でミミズ種を汚染土壌に投入し、
ステップS4-4、土壌の処理修復
前記分水路(1)によって汚染土壌の含水率を40~50%に保持し、この含水量を保持
した条件下で継続的に12日修復した後、自然条件下で21~30日修復する、土壌を修
復処理するステップと、
を含むことを特徴とするラムノリピッドとミミズを組み合わせてダイオキシン汚染土壌
を修復する方法。
【請求項2】
前記有機肥料は、質量%で40~50%の家畜糞便、15~25%ストロー、5~10%
おがくずおよび残部の落ち葉を発酵および調製して得られるものである、ことを特徴とす
る請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記発酵の方法としては、前記割合でストロー、落ち葉、おがくずを混合し粉砕した後家
畜糞便と混合して混合マトリクスを得て、混合マトリクスに発酵剤を加えて混合マトリク
スの含水量が40~50%になるまで水を添加し、1~3日堆積発酵した後反転させ、プ
ラスチックフィルムで覆って21~30日継続的に発酵し、継続的に発酵する過程中3~
5日ごとに反転させる、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。