利用复合微生物制剂Oppenheimer Formula™净化石油污染土壤和地下水的技术

“油”有动物油、植物油、矿物油，但一般所说的“石油造成的土壤和地下水污染”，是指主要由石油烃（矿物油）构成的石油产品造成的污染。

石油的主要成分是由碳和氢构成的化合物，是烃的“复合物（混合物）”。构成石油的烃从碳数C1～C4（常温下为气体）到C50以上（从低分子到高分子），沸点也从常温到700℃以上广泛分布，主要由饱和分（链烷烃、环烷烃）和芳香分组成。它们在炼油厂精炼成各种石油产品（汽油、煤油、柴油、重油、润滑油等），但由于在精炼工序中经过复杂的分馏和混合，其成分各不相同。

汽油主要由C4～C12范围的石油烃组成，含有BTEX（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）。高辛烷值汽油为提高辛烷值，含有约24%的甲苯。

煤油主要由C8～C16范围的石油烃组成，含有二甲苯。

柴油、A重油主要由C10～C26范围的石油烃组成。

任何石油产品的化学特性（化学式）都被认为“无法确定”，因为油是复合物（混合物）。

要对“石油造成的土壤和地下水污染”采取净化对策，首先必须了解“油”，否则无法采取有效的净化对策。

如表1所示，石油污染的净化（处理）方法多种多样，但除生物修复外，几乎所有方法都需要二次废弃物处理。此外，设置和运行装置需要较多的投入能量，或者会使土壤和地下水的性状变为强酸性或强碱性，因此在成本和环境方面负荷都很高。

另一方面，生物修复利用的是微生物活动本身，投入能量少，而且最终将油分解为水和二氧化碳，无需二次废弃物处理，在成本和环境方面负荷都很低。

生物修复是利用微生物分解污染物质能力的技术，但这种能力能否发挥，完全取决于微生物的使用方法（工程技术）。

传统的生物修复是激活污染现场原有微生物的方法（生物刺激），但存在许多不确定因素，如是否存在对应污染物质的微生物、其数量、在污染现场的有效性、控制等。此外，即使采用大量培养并投入能分解特定污染物质的微生物的方法，仅靠单一微生物应对“复合污染”也是极其困难的。

本技术是将高浓度含有多种能分解复合物（混合物）——油的微生物的复合微生物制剂“Oppenheimer Formula”施用于污染现场的技术（生物强化），可将污染物质可靠地分解为无害的有机物（最终为水和二氧化碳）。本制剂是从各地自然环境中采集的“复合微生物群”（微生物联合体），通过构成“复合微生物群”的各个微生物之间的相互作用（团队协作），能够分解像油这样的复合物（混合物），并应对多种污染物质和环境。

“复合污染”要用“复合微生物”来应对。对于复合物（混合物）——油造成的土壤和地下水污染，需要多种微生物的有机协同作用。

“Oppenheimer Formula”是由海洋微生物学权威Dr. Carl H. Oppenheimer（德克萨斯大学名誉教授）开发的石油类分解复合微生物制剂。1990年墨西哥湾油轮（Mega Borg号）爆炸事故导致原油泄漏时，本制剂作为海洋石油污染对策在世界上首次被使用，并作为微生物制剂（Microbiological Cultures）登录于美国环境保护局（EPA）的国家应急计划产品目录（National Contingency Plan Product Schedule）。在日本，以1997年纳霍德卡号重油泄漏事故时在兵库县支持下的实验性使用为开端，先后被环境省“地下水净化通用装置开发普及调查”（2001年）、经济产业省“速效型地区新生联合体研究开发事业：利用复合微生物的土壤和地下水污染高效净化技术开发”（2002年）、环境省“环境技术实证示范事业：面向小规模经营者的有机性废水处理技术：利用复合微生物的龙卷风式生物反应系统”（实证编号：020-0305）（2003年）等多项公共研发资助项目采用。2006年还以“利用复合微生物制剂的石油类净化技术”（登录编号：KT-060059）登录于国土交通省NETIS（新技术信息提供系统）。

丰富的业绩

本制剂在海外有25年以上的使用业绩，在日本应用本制剂净化土壤和地下水污染的业绩20年间也超过500件。其中大多是加油站、油库等石油相关设施，污染物为含BTEX（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）的汽油、煤油、柴油、重油等燃料油；近年来，净化一般工厂机械油等润滑油污染（被认为较难被微生物分解）的业绩也很多。

A重油污染土壤净化实例

一般工厂燃料管道发生A重油泄漏事故，因在相邻公园的池塘中发现油膜而被察觉。污染土壤量约20,000m3，不砍伐公园内的树木是净化工程的条件。净化方法以原位净化法为主（将复合微生物制剂、营养剂、必需元素水溶液的混合液注入土壤和地下水中，并为促进土壤中的气体交换而并用生物通风），可开挖的部分采用土地耕作法（将复合微生物制剂、营养剂、必需元素水溶液的混合液与土壤混合、搅拌、养护）。油分浓度的变化见图1和图2。

机械油污染土壤净化实例

一般工厂原址的机械油污染，初始油分浓度平均约20,000mg/kg。净化方法采用土地耕作法，冬季虽因积雪无法搅拌，但净化进展顺利，约8个月（12月至次年8月）达到目标值1,000mg/kg。油分浓度的变化见图3。

难分解性物质的分解

对于一般被认为难以分解的重质油（含树脂、沥青质等）、润滑油、多环芳烃（PAHs）等，已从实验室到现场层面实证了其分解效果。各种微生物制剂对多环芳烃（PAHs）的分解比较数据见图4。

安全性

本制剂是从各地自然环境中采集的“复合微生物群”（微生物联合体），不含转基因微生物。除在质量管理过程中确认不含致病微生物外，还在国内外进行了对水生生物等的毒性试验、致突变性试验等针对生态系统的安全性试验，所有试验均确认其安全。本制剂不仅用于“石油造成的土壤和地下水污染”，还广泛用于工厂和厨房等的废水处理、农业、水产养殖等，其效果和安全性已在多种场合得到确认。本制剂的安全性试验一览见表2。