JP2000167577A - Restoration of environment contaminated with organic compound by microorganism - Google Patents

Restoration of environment contaminated with organic compound by microorganism

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JP2000167577A
JP2000167577A JP10349023A JP34902398A JP2000167577A JP 2000167577 A JP2000167577 A JP 2000167577A JP 10349023 A JP10349023 A JP 10349023A JP 34902398 A JP34902398 A JP 34902398A JP 2000167577 A JP2000167577 A JP 2000167577A
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microorganism
organic compound
soil
energy source
strain
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Japanese (ja)
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Takeshi Imamura
剛士 今村
Takeshi Nomoto
毅 野本
Tetsuya Yano
哲哉 矢野
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Canon Inc
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    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently restore environment such as underground water, waste water or air contaminated with an org. compd. such as a chloroethylene compd. or an aromatic compd. by microorganisms. SOLUTION: Microorganisms capable of decomposing an org. compd. being a contamination source are cultured in the presence of a propagating substrate and an energy source, and the cltured microorganisms are converted to a microorganism soln. of a resting state free from the propagating substrate and the energy source to be divided into two fractions and the energy source is added to the respective fractions corresponding to a period decomposing the org. compd. to be brought into contact with the org. compd.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は有機化合物で汚染さ
れた液体、土壌、及び空気等の環境を微生物を用いて浄
化修復する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purifying and repairing an environment such as liquid, soil, and air contaminated with an organic compound using microorganisms.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、生体に対し有害でありかつ難分解
性である揮発性有機塩素化合物による環境汚染が大きな
問題となってきている。特に、国内外の紙・パルプ工業
や精密機械関連産業地域の土壌中にはテトラクロロエチ
レン(PCE)やトリクロロエチレン(TCE)、ジクロロエ
チレン(DCE)等の揮発性有機塩素化合物による汚染が
かなりの範囲で拡がっていると考えられており、実際に
環境調査等で検出された事例が多数報告されている。こ
れらの揮発性有機塩素化合物は土壌中に残留したものが
雨水等溶解し地下水中に混入して周辺地域一帯に拡がる
とされている。このような化合物は発癌性や生殖毒性の
疑いがあり、また環境中で非常に安定であるため、特に
飲料水の水源として利用されている地下水の汚染は大き
な社会問題とされている。
2. Description of the Related Art In recent years, environmental pollution by volatile organic chlorine compounds which are harmful to living organisms and are hardly decomposable has become a serious problem. In particular, the contamination of volatile organic chlorine compounds such as tetrachloroethylene (PCE), trichloroethylene (TCE), and dichloroethylene (DCE) has spread to a considerable extent in soil in the paper and pulp industry and precision machinery-related industries in Japan and overseas. It has been reported that many cases were actually detected by environmental surveys. It is said that those volatile organic chlorine compounds remaining in the soil dissolve in rainwater and the like, mix into groundwater, and spread throughout the surrounding area. Such compounds are suspected of carcinogenicity and reproductive toxicity, and are very stable in the environment. Therefore, in particular, the pollution of groundwater used as a water source for drinking water is regarded as a major social problem.

【0003】このようなことから、汚染地下水等の水性
媒体、土壌、およびそれに伴う周辺気相の揮発性有機塩
素化合物の除去・分解による浄化は、環境保全の視点か
ら重要な課題であり、浄化に必要な技術の開発が行われ
てきている。
[0003] Therefore, purification by removing and decomposing volatile organic chlorine compounds in the aqueous medium such as contaminated groundwater, soil, and the surrounding gas phase is an important issue from the viewpoint of environmental conservation. Necessary technologies are being developed.

【0004】例えば、活性炭による吸着処理、光や熱に
よる分解処理等が検討されてきたが、コストや操作性の
面からかならずしも実用的であるとはいえない。
For example, adsorption treatment with activated carbon, decomposition treatment with light or heat, etc. have been studied, but are not always practical in terms of cost and operability.

【0005】一方、環境中では安定であるTCE等の揮発
性有機塩素化合物に対して近年微生物による分解が報告
され、その実用化に向けた研究がなされ初めている。す
なわち、微生物を用いた生物分解処理では用いる微生物
を選択することで無害な物質までに揮発性有機塩素化合
物を分解できること、基本的に特別な薬品が不要である
こと、メンテナンスにかかる労力やコストを軽減できる
こと等の利点がある。このような利点は従来より問題と
なっているいわゆるBETX(ベンゼン、エチルベンゼン、
トルエン、キシレン)やフェノール、クレゾールに代表
される芳香族化合物による汚染の浄化処理においても当
てはめることができる。
On the other hand, volatile organic chlorine compounds such as TCE, which are stable in the environment, have recently been reported to be decomposed by microorganisms, and studies for practical use have begun. In other words, in biodegradation treatment using microorganisms, it is possible to decompose volatile organic chlorine compounds to harmless substances by selecting microorganisms to be used, basically there is no need for special chemicals, and labor and cost for maintenance are reduced. There are advantages such as reduction. Such advantages have been a problem in the past so-called BETX (benzene, ethylbenzene,
The present invention can also be applied to the purification treatment of contamination by aromatic compounds represented by toluene, xylene), phenol and cresol.

【0006】揮発性有機塩素化合物分解能を有する微生
物で単離された例としては、TCE分解菌としては、Welch
ia alkenophila sero 5 (USP 4877736, ATCC 53570)、
Welchia alkenophila sero 33(USP 4877736, ATCC 5357
1)、Methylocystis sp. strain M (Agric. Biol. Che
m., 53, 2903 (1989)、Biosci. Biotech. Biochem., 5
6, 486 (1992)、同56, 736 (1992))、Methylosinus tri
chosprium OB3b(Am. Chem. Soc. Natl. Meet. Dev. Env
iron. -Microbiol., 29, 365 (1989)、Appl. Environ.M
icrobiol., 55, 3155 (1989)、Appl. Biochem. Biotech
nol., 28, 877 (1991)、特開平02-92274号公報、特開平
03-292970号公報)、Methylomonas sp. MM2(Appl. Envi
ron. Microbiol., 57, 236(1991))、Alcaligenes deni
trificansssp. xylosoxidans JE75(Arch. microbiol.,
154, 410 (1990))、Alcaligeneseutrophus JMP134(A
ppl. Environ. Microbiol., 56, 1179 (1990))、Alcal
igenes eutrophus FERM-13761(特開平07-123976号公
報)、Pseudomonas aeruginosa JI104(特開平07-23689
5号公報)、Mycobacterium vaccae JOB5(J. Gen. Micr
obiol., 82, 163 (1974)、Appl. Environ. Microbiol.,
54, 2960 (1989)、ATCC 29678)、Pseudomonas putida
BH (下水道協会誌, 24, 27 (1987))、Acinetobactor s
p. strain G4 (Appl. Environ. Microbiol., 52, 383
(1986)、同53, 949 (1987)、同54, 951 (1989)、同56,
279 (1990)、同57, 193 (1991)、USP 4925802, ATCC 53
617、この菌は初めPseudomonas cepaciaと分類されてい
たが、Pseudomonas sp.に変更された)、Pseudomonas me
ndocina KR-1 (Bio/Technol., 7,282 (1989))、Pseudom
onas putida F1(Appl. Environ. Microbiol.,54, 1703
(1988)、同54, 2578 (1988))、Pseudomonas fluorescen
s PFL12(Appl. Environ.Microbiol.,54, 2578 (198
8))、Pseudomonas putida KWI-9(特開平06-70753号公
報)、Pseudomonas cepacia KK01(特開平06-227769号
公報)、Nitrosomonaseuropaea(Appl. Environ. Micro
biol.,56, 1169 (1990))、Nocardia corallina B-276
(特開平08-70881号公報, FERM BP-5124, ATCC 31338)
等がある。しかし、特にTCEやDCEといった塩素化エチレ
ン化合物の分解菌を実際の環境浄化処理に用いる場合に
非常に問題となるのが、それらの化合物を分解するため
に、その分解誘導物質(インデユーサー)として芳香族
化合物やメタン等の化学物質を必要とするということであ
る。
Examples of microorganisms having the ability to decompose volatile organochlorine compounds include, for example, TCE degrading bacteria such as Welch
ia alkenophila sero 5 (USP 4877736, ATCC 53570),
Welchia alkenophila sero 33 (USP 4877736, ATCC 5357
1), Methylocystis sp. Strain M (Agric. Biol.
m., 53, 2903 (1989), Biosci. Biotech. Biochem., 5
6, 486 (1992), 56, 736 (1992)), Methylosinus tri
chosprium OB3b (Am. Chem. Soc. Natl. Meet. Dev. Env
iron.-Microbiol., 29, 365 (1989), Appl.Environ.M
icrobiol., 55, 3155 (1989), Appl. Biochem. Biotech.
nol., 28, 877 (1991), JP-A-02-92274,
03-292970), Methylomonas sp. MM2 (Appl. Envi
ron. Microbiol., 57, 236 (1991)), Alcaligenes deni
trificansssp. xylosoxidans JE75 (Arch. microbiol.,
154, 410 (1990)), Alcaligeneseutrophus JMP134 (A
ppl. Environ. Microbiol., 56, 1179 (1990)), Alcal
igenes eutrophus FERM-13761 (JP-A-07-123976), Pseudomonas aeruginosa JI104 (JP-A-07-23689)
No. 5), Mycobacterium vaccae JOB5 (J. Gen. Micr
obiol., 82, 163 (1974), Appl. Environ. Microbiol.,
54, 2960 (1989), ATCC 29678), Pseudomonas putida
BH (Sewer Association of Japan, 24, 27 (1987)), Acinetobactor s
p.strain G4 (Appl.Environ.Microbiol., 52, 383
(1986), 53, 949 (1987), 54, 951 (1989), 56,
279 (1990), 57, 193 (1991), USP 4925802, ATCC 53
617, this fungus was initially classified as Pseudomonas cepacia, but was changed to Pseudomonas sp.), Pseudomonas me
ndocina KR-1 (Bio / Technol., 7,282 (1989)), Pseudom
onas putida F1 (Appl.Environ.Microbiol., 54, 1703
(1988), 54, 2578 (1988)), Pseudomonas fluorescen
s PFL12 (Appl.Environ.Microbiol., 54, 2578 (198
8)), Pseudomonas putida KWI-9 (JP-A-06-70753), Pseudomonas cepacia KK01 (JP-A-06-227769), Nitrosomonaseuropaea (Appl. Environ. Micro)
biol., 56, 1169 (1990)), Nocardia corallina B-276
(JP 08-70881 A, FERM BP-5124, ATCC 31338)
Etc. However, especially when using bacteria that decompose chlorinated ethylene compounds such as TCE and DCE in actual environmental purification treatments, it is important to use those decomposers (inducers) to decompose those compounds. This means that chemical substances such as aromatic compounds and methane are required.

【0007】例えば、フェノールやトルエンのような芳
香族化合物は非常に優れた誘導物質であるが、その毒性
が高く、環境中への放出は何らかの規制に基づいて行う
必要があり、また、同じく優れた誘導物質であるメタン
は、可燃性の気体であり、環境中での制御が非常に危険
かつ煩雑である。
[0007] For example, aromatic compounds such as phenol and toluene are very good inducers, but their toxicity is high, and their release into the environment must be carried out according to some regulations. Methane, which is an induced substance, is a flammable gas, and its control in the environment is very dangerous and complicated.

【0008】このような問題を解決する一つの方法が特
開平4-502277号公報に開示されている。この方法では、
塩素化エチレンの微生物分解誘導物質として芳香族アミ
ノ酸の一つであるトリプトファンを用いて誘導物質の毒
性および危険性の問題を回避している。さらに、特開平
7-171548号公報によれば、草本類植物より抽出した天然
物質であるリグノセルロースを誘導物質として用い、上
記の問題を回避している。
One method for solving such a problem is disclosed in JP-A-4-502277. in this way,
Tryptophan, one of aromatic amino acids, is used as a biodegradation inducer for chlorinated ethylene to avoid the toxicity and danger of the inducer. In addition,
According to 7-171548, the above problem is avoided by using lignocellulose, a natural substance extracted from herbaceous plants, as an inducer.

【0009】分解微生物の改良という点で見れば、分解
酵素であるオキシゲナーゼまたはハイドロキシラーゼを
コードする遺伝子領域を含むDNA断片を組み込んだプラ
スミドを宿主細菌に導入し、無害な誘導物質により、ま
たは誘導物質が存在しない条件下でも構成的に分解活性
を発現させようとする試みがなされている。DNA断片由
来菌株としては、シュードモナス メンドシナKR-1(特
開平2-503866号公報)、シュードモナス プチダKW1-9
(特開平6-105691号公報)、シュードモナス プチダBH
(地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会第
3回講演集、213(1994))等が挙げられる。
[0009] In terms of improvement of degrading microorganisms, a plasmid into which a DNA fragment containing a gene region coding for a degrading enzyme, oxygenase or hydroxylase, is introduced into a host bacterium, and the plasmid is introduced with a harmless inducer or an inducer. Attempts have been made to constitutively express a degrading activity even under conditions where no is present. Examples of DNA fragment-derived strains include Pseudomonas mendocina KR-1 (JP-A-2-503866) and Pseudomonas putida KW1-9.
(Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-105691), Pseudomonas putida BH
(The 3rd Lecture Meeting on Groundwater and Soil Pollution and Its Prevention Measures, 213 (1994)).

【0010】別の解決法が国際公開番号WO 92/19738号
公報に開示されている。本報によれば、フェノールやト
ルエン等の誘導物質を用いることなく塩素化エチレン化
合物を分解する変異株を、トランスポゾンを用いた変異
によって取得した。
[0010] Another solution is disclosed in WO 92/19738. According to the present report, mutants that degrade chlorinated ethylene compounds without using inducers such as phenol and toluene were obtained by mutation using transposons.

【0011】さらに別の解決法が、米国特許第5543317
号、及び特開平8-294387号公報に開示されている。本報
によれば、フェノールやトルエン等の誘導物質を用いる
ことなく塩素化エチレン化合物や芳香族化合物を分解す
る変異株を、変異源であるニトロソグアニジンで処理す
ることにより取得した。
Yet another solution is disclosed in US Pat. No. 5,543,317.
And JP-A-8-294387. According to the present report, mutant strains that degrade chlorinated ethylene compounds and aromatic compounds without using inducers such as phenol and toluene were obtained by treating them with nitrosoguanidine, a mutagen.

【0012】このように、塩素化エチレン化合物や芳香
族化合物を微生物分解処理する際の誘導物質に関する問
題は回避されつつあり、微生物の分解による環境修復処
理という技術に対しては充分実用に耐えうるものとなり
つつある。しかしながら有機化合物の、微生物の分解に
よる環境修復処理において、長期間の浄化を必要とする
場合があり、そのためには、微生物の分解活性を長期間
にわたり維持する必要があるが、現状の技術ではこれら
の微生物の分解活性が非常に短期間で失活してしまうと
いう事実が存在する。
As described above, the problem relating to the inducer in the microbial decomposition treatment of a chlorinated ethylene compound or an aromatic compound is being avoided, and the technology of environmental restoration treatment by the decomposition of microorganisms can be sufficiently practically used. It is becoming something. However, in the case of environmental restoration treatment of organic compounds by the decomposition of microorganisms, long-term purification may be required. For this purpose, it is necessary to maintain the decomposition activity of microorganisms for a long period of time. There is the fact that the microbial degradation activity of the microorganisms is deactivated in a very short time.

【0013】有機化合物の、微生物の分解による環境修
復処理においては、微生物の培養に時間やコストがかか
り、一旦培養された微生物の目的とする能力を最大限に
有効活用することが必須である。
[0013] In the environmental restoration treatment of an organic compound by decomposing microorganisms, it takes time and cost to culture the microorganisms, and it is essential to maximize the intended ability of the microorganisms once cultured.

【0014】微生物の分解活性が非常に短期間で失活し
てしまう現象の原因としては、分解酵素の菌体内での自
己消化、分解中間産物による毒性、分解に必要なエネル
ギーの不足等々が考えられているが、この中でも、エネ
ルギーの不足は、有機化合物の微生物分解活性の消失と
いう意味で大変重要な課題である。
The cause of the phenomenon that the decomposing activity of the microorganism is deactivated in a very short period of time is considered to be the autolysis of the decomposing enzyme in the cells, the toxicity of the decomposed intermediate, the lack of energy required for decomposing, and the like. Among them, the lack of energy is a very important issue in the sense that the microbial degrading activity of organic compounds is lost.

【0015】このようなエネルギー不足の問題を解決す
るため、特開平1-160479号公報等において、メタン資化
菌のメタンモノオキシゲナーゼの活性を回復させる方法
としてホルムアルデヒドが用いられているが添加が初期
一回きりであり、分解活性の持続という意味では十分な
効果を示しているとは言いがたい。
In order to solve such a problem of energy shortage, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-160479, etc., formaldehyde is used as a method for restoring the activity of methane monooxygenase of methane assimilating bacteria. This is a one-time event, and it cannot be said that it shows a sufficient effect in terms of maintaining the decomposition activity.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、塩素
化エチレン化合物や芳香族化合物のような有機化合物に
よって汚染された地下水、廃液、土壌、空気などの環境
を微生物を用いて分解浄化修復処理する際に、これら微
生物の目的とする分解能を最大限に有効利用し、有機化
合物で汚染された環境をより効率よく安定的に修復する
方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to decompose and purify the environment, such as groundwater, wastewater, soil and air, contaminated by organic compounds such as chlorinated ethylene compounds and aromatic compounds using microorganisms. An object of the present invention is to provide a method for effectively and stably repairing an environment contaminated with an organic compound by effectively utilizing the intended resolution of these microorganisms during treatment.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】分解対象となる有機化合
物が充分量存在する場合には、初期に当該微生物が充分
な分解活性を発揮する量のエネルギー源を与えることで
処理効果が達成される。しかし、実際の汚染現場では、
かなり低濃度の有機化合物を連続的に、あるいは間欠的
に処理する場合があり、この場合に、初期に当該微生物
が充分な分解活性を発揮する量のエネルギー源を与える
と、当該微生物と接触する有機化合物を分解しうる酵素
活性以上の活性が発現されてしまい、結果的に酵素の無
駄遣いとなり、全体として活性維持の期間が短くなる。
また、エネルギー源それ自体が当該微生物にとって毒性
を示す場合もあり、一度の高濃度(すなわち当該微生物
が充分な分解活性を発揮する量)を与えることはも両刃
の剣であった。以上のような観点から、発明者は以下の
ような発明に到達した。
When the organic compound to be decomposed is present in a sufficient amount, the treatment effect can be achieved by initially providing an energy source in an amount sufficient for the microorganism to exhibit sufficient decomposition activity. . However, at actual contamination sites,
Organic compounds at very low concentrations may be treated continuously or intermittently, in which case the microorganisms may be contacted with an energy source that provides sufficient degrading activity at the beginning. An activity higher than that of an enzyme capable of decomposing an organic compound is expressed, and as a result, the enzyme is wasted, and the period for maintaining the activity is shortened as a whole.
In addition, the energy source itself may be toxic to the microorganism, and it was a double-edged sword to give a single high concentration (that is, an amount in which the microorganism exerts sufficient decomposition activity). From the above viewpoints, the inventor has reached the following invention.

【0018】すなわち、本発明の方法は、有機化合物に
より汚染された環境の、その有機化合物分解能力を有す
る微生物を用いた修復方法において、(1)該有機化合物
を分解しうる微生物を培養し、(2)増殖基質及びエネル
ギー源を除去した該微生物溶液を2画分以上に分け、
(3)該有機化合物を分解せしめる時期に応じて各画分に
エネルギー源を添加して該有機化合物と接触させること
を特徴とするものである。
That is, the method of the present invention provides a method for repairing an environment contaminated by an organic compound using a microorganism having the ability to decompose the organic compound, wherein (1) culturing a microorganism capable of decomposing the organic compound, (2) dividing the microorganism solution from which the growth substrate and energy source have been removed into two or more fractions,
(3) The method is characterized in that an energy source is added to each fraction according to the timing of decomposing the organic compound, and the fraction is brought into contact with the organic compound.

【0019】但し、第1番目の画分においては、培養後
速やかに分解浄化修復処理に用いる場合には培養液をそ
のまま用いることも可能である。
However, in the case of the first fraction, the culture solution can be used as it is when it is used for the degradation purification treatment immediately after the culture.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】ここで、本発明における「エネル
ギー」及び「エネルギー源」とは次の通りである。すなわ
ち、芳香族化合物やTCE等の塩素化脂肪族化合物のよう
な有機化合物をオキシゲナーゼと呼ばれる酸化酵素によ
り分解する微生物において、分子状酸素を有機化合物に
導入し、エポキサイドや水酸基を形成せしめる過程が分
解の第1段階である。この際に、補酵素であるNADH
(ニコチンアミド-アデニンジヌクレオチド還元型)、ま
たはNADPH(ニコチンアミド-アデニンジヌクレオチ
ドリン酸還元型)が必要である。これらの還元型ニコチ
ンアミドヌクレオチドは微生物体内の電子伝達系におい
て酸化型となり、この際に放出された電子が最終的に分
子状酸素に受け取られ、エポキサイドや水酸基を形成せ
しめるとともに、NADHまたはNADPHはそれぞれ
酸化型のNAD+またはNADP+となる。これらの酸
化型ニコチンアミドヌクレオチドを還元するためには、
そのための基質が必要であり、通常はアルコール、アル
デヒドまたはカルボン酸を基質とし、デヒドロゲナーゼ
と呼ばれる酵素により還元され、NADHまたはNAD
PHとなる。本発明ではこの場合のNADHまたはNA
DPHを「エネルギー」、基質であるアルコール、アルデ
ヒドまたはカルボン酸を「エネルギー源」と定義する。
Here, "energy" and "energy source" in the present invention are as follows. In other words, in microorganisms that decompose organic compounds such as aromatic compounds and chlorinated aliphatic compounds such as TCE using an oxidase called oxygenase, the process of introducing molecular oxygen into the organic compounds to form epoxides and hydroxyl groups is decomposed. This is the first stage. At this time, NADH which is a coenzyme
(Nicotinamide-adenine dinucleotide reduced form) or NADPH (nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate reduced form) is required. These reduced nicotinamide nucleotides become oxidized in the electron transfer system in the microorganism, and the electrons released at this time are finally received by molecular oxygen to form epoxides and hydroxyl groups, and NADH or NADPH respectively. It becomes oxidized NAD + or NADP +. In order to reduce these oxidized nicotinamide nucleotides,
For this purpose, a substrate is required, usually using an alcohol, an aldehyde or a carboxylic acid as a substrate, and reduced by an enzyme called dehydrogenase.
PH. In the present invention, NADH or NA in this case is used.
DPH is defined as "energy" and the substrate alcohol, aldehyde or carboxylic acid as "energy source".

【0021】エネルギー源は用いる微生物の有するデヒ
ドロゲナーゼ系に依存するが、通常はメタノール、ホル
ムアルデヒド、ぎ酸等が用いられる。
The energy source depends on the dehydrogenase system of the microorganism used, but usually, methanol, formaldehyde, formic acid and the like are used.

【0022】特開平9-10794号公報において、『汚染物
質で汚染された媒体の浄化方法においてこの汚染物質を
分解し得る微生物をこの媒体中に導入するステップ;お
よびこの微生物の増殖およびこの汚染物質の分解活性の
少なくとも一方を、この汚染物質が存する環境中に元来
存在する競合微生物に対して選択的に向上させることの
できる炭素源をこの微生物と2回またはそれ以上の回数
に分けて接触させてこの汚染物質を選択的に分解させる
ステップを有することを特徴とする浄化方法』が開示さ
れている。当該公報では、微生物の増殖時に有機酸等の
炭素源を複数回接触させることで目的微生物のみの選択
的な増殖を図るものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-10794 discloses a method for introducing a microorganism capable of decomposing a contaminant into a medium in a method for purifying the medium contaminated with the contaminant; A carbon source capable of selectively improving at least one of the decomposition activity of the microorganism with respect to competitor microorganisms originally present in the environment where the contaminant is present, and contacting the microorganism with the microorganism twice or more times. And a step of selectively decomposing this contaminant. This publication intends to selectively grow only a target microorganism by contacting a carbon source such as an organic acid a plurality of times during the growth of the microorganism.

【0023】これに対し本発明においては、通常エネル
ギー源では増殖せず、また、微生物との接触も、この微
生物培養培地の炭素源が枯渇した段階かまたは炭素源を
取り除いた状態で行うことが必須である。さらに、特開
平9-10794号公報に示される有機酸等の炭素源を本発明
の目的としてネルギー源として与えた場合、微生物の増
殖が伴い、エネルギーが増殖するために用いられてしま
うため、本発明の思想を実現するのは不十分である。
On the other hand, in the present invention, the microorganisms are not normally grown on an energy source, and the microorganisms can be brought into contact with the microorganisms at the stage when the carbon source of the microorganism culture medium is depleted or after the carbon source is removed. Required. Further, when a carbon source such as an organic acid shown in JP-A-9-10794 is given as a source of energy for the purpose of the present invention, microorganisms are multiplied, and energy is multiplied. It is not enough to realize the idea of the invention.

【0024】本発明の具体的な方法としては、使用する
微生物を培養し、増殖がほぼ完結した時点で浄化処理に
用いるが、この時点で増殖の際に用いた炭素源(糖や有
機酸、炭化水素等)がほぼ無くなっていれば微生物培養
液をそのまま用い、炭素源が十分量残留していれば微生
物菌体を遠心分離、ろ過等の手段で回収し、炭素源の無
い培地に再懸濁し、微生物を休止状態(resting state)
とする。このように調製した微生物を含む溶液(以降微
生物溶液と記載する)を2ケ以上の容器に取り分け、浄
化処理に用いる毎に順次エネルギー源を添加していく。
As a specific method of the present invention, the microorganism to be used is cultured and used for purification treatment when the growth is almost completed. At this time, the carbon source (sugar, organic acid, If hydrocarbons are almost gone, use the microbial culture solution as it is.If a sufficient amount of carbon source remains, collect the microbial cells by centrifugation, filtration, etc., and resuspend in a medium without carbon source. Turbid, resting state of microorganisms
And The solution containing the microorganism thus prepared (hereinafter referred to as a microorganism solution) is divided into two or more containers, and an energy source is sequentially added every time the solution is used for the purification treatment.

【0025】例えば、有機化合物によって汚染された地
下水が順次流出してくる場合、一旦培養した微生物を調
製して上記のような微生物溶液を用意し、容器内の微生
物によって処理しうる量の地下水が集まった時点でまず
一つめの容器にエネルギー源を添加して浄化処理を行
い、次にまた二つめの容器内の微生物によって処理しう
る量の地下水が集まった時点で一つめの容器にエネルギ
ー源を添加して浄化処理を行い、この操作を順次繰り返
す。あるいは、調製した菌体を固定化担体に固定し、カ
セット式に順次エネルギー源を加えて地下水中に投入し
て処理することもできる。このような方法により、地下
水が流出してくる速度に応じて、時間及びコストのかか
る微生物の培養を繰り返すことなく、微生物の分解能力
を最大限有効活用した効率的な処理が可能となる。
For example, when the groundwater contaminated by the organic compound flows out sequentially, the microorganisms once cultured are prepared and the microorganism solution as described above is prepared, and the amount of the groundwater that can be treated by the microorganisms in the container is increased. At the time of collection, first the energy source is added to the first container for purification treatment, and then when the amount of groundwater that can be treated by microorganisms in the second container is collected, the energy source is added to the first container. Is added to perform a purification treatment, and this operation is sequentially repeated. Alternatively, the prepared cells may be immobilized on an immobilization carrier, and an energy source may be sequentially added to the immobilized carrier and introduced into groundwater for treatment. According to such a method, it is possible to carry out efficient treatment by maximally utilizing the ability of decomposing microorganisms without repeating time-consuming and costly cultivation of microorganisms according to the speed at which groundwater flows out.

【0026】また、有機化合物によって汚染された土壌
を浄化処理する場合、土壌を掘削し、微生物溶液に投入
して処理する方法が考えられる。この場合、掘削に時間
がかかるため、その時間に応じて順次エネルギー源を添
加した微生物溶液の入った容器に投入して処理すれば該
微生物の分解能力を最大限有効活用した効率的な処理が
可能となる。さらに、該有機化合物によって汚染された
土壌を浄化処理する場合、土壌中に井戸を掘り、その井
戸から微生物溶液を注入して直接土壌の浄化を行う方法
がある。この場合、土壌の汚染は広範囲にわたっている
ことが多く、その場合は井戸を何本も掘り、順次微生物
溶液を注入していくことになるが、本発明の方法、すな
わち注入する直前に順次エネルギー源を添加して注入す
る方法を用いることによってこの微生物の分解能力を最
大限有効活用した効率的な処理が可能となる。
When purifying soil contaminated with an organic compound, a method of excavating the soil, throwing it into a microorganism solution, and treating the soil is considered. In this case, since the excavation takes time, if it is put into a vessel containing a microbial solution to which an energy source is sequentially added according to the time, and then processed, efficient processing utilizing the decomposing ability of the microorganisms to the utmost effective can be achieved. It becomes possible. Further, when purifying soil contaminated with the organic compound, there is a method in which a well is dug in the soil and a microorganism solution is injected from the well to directly purify the soil. In this case, soil contamination is often widespread, in which case many wells are dug and microbial solutions are sequentially injected. By using the method of adding and injecting the microorganism, efficient treatment can be performed by effectively utilizing the decomposition ability of the microorganism.

【0027】TCEのような揮発性の高い有機化合物によ
って汚染された土壌を浄化処理する場合、土壌中に井戸
を掘り、その井戸から空気を吸引してその空気を処理す
る方法がある。また、地下水の汚染においても、水を曝
気し、その空気を処理する方法がある。これらの空気中
に含まれる有機化合物の濃度にムラがあることが多く、
高濃度に汚染された場合に処理を行うのが効率的であ
る。この場合にも、あらかじめ空気中の有機化合物濃度
をオンラインでモニターし、ある程度高濃度のガスが排
出された時に順次エネルギー源を加えた微生物溶液で処
理するようにすれば微生物の分解能力を最大限有効活用
した効率的な処理が可能となる。
When purifying soil contaminated with a highly volatile organic compound such as TCE, there is a method of digging a well in the soil and sucking air from the well to treat the air. Also, in the case of groundwater contamination, there is a method of aerating water and treating the air. In many cases, the concentration of organic compounds contained in the air is uneven,
It is efficient to carry out the treatment when the contamination is high. In this case as well, the concentration of organic compounds in the air is monitored online in advance, and when a gas with a high concentration is discharged to a certain extent, it is treated sequentially with a microbial solution to which an energy source has been added to maximize the ability to decompose microorganisms. Efficient and efficient processing is possible.

【0028】本発明で用いている微生物は目的とする有
機化合物を分解しうるものであればいかなるものでもよ
いが、微生物と効率的なエネルギー源との組み合わせお
よびその最適濃度はあらかじめ評価しておく必要があ
る。例えば、本発明の実施例において用いるJ1株(FERM
BP-5102)及びJM1株(FERM BP-5352)に対してはホル
ムアルデヒド、メタノールが特に効果的である。用いる
ホルムアルデヒドの濃度は、トータルで0.1mMから5mM、
さらに好ましくは0.5mMから2mMがよく、また、用いるメ
タノールの濃度は、0.01%から0.5%(v/v)、さらに好まし
くは0.05%から0.2%がよく、それより低濃度であると効
果が現われにくく、高濃度であると微生物細胞自身に対
し毒性作用を及ぼす。また、KK01株(FERM BP-4235)に
対してはぎ酸ナトリウムが特に効果的である。用いるぎ
酸ナトリウムの濃度は、トータルで0.5mMから20mM、さ
らに好ましくは1mMから5mMがよく、それより低濃度であ
ると効果が現われにくく、高濃度であっても効果の増大
は見られない。
The microorganism used in the present invention may be any microorganism as long as it can decompose the target organic compound. The combination of the microorganism and an efficient energy source and the optimum concentration thereof are evaluated in advance. There is a need. For example, the J1 strain (FERM strain) used in the examples of the present invention.
Formaldehyde and methanol are particularly effective against BP-5102) and JM1 strain (FERM BP-5352). The concentration of formaldehyde used is 0.1 mM to 5 mM in total,
More preferably, the concentration is 0.5 mM to 2 mM, and the concentration of methanol used is 0.01% to 0.5% (v / v), more preferably 0.05% to 0.2%, and an effect appears when the concentration is lower than that. Difficult and high concentrations have toxic effects on the microbial cells themselves. Sodium formate is particularly effective against the KK01 strain (FERM BP-4235). The concentration of sodium formate used is preferably 0.5 mM to 20 mM in total, more preferably 1 mM to 5 mM. If the concentration is lower than this, the effect is hardly exhibited, and even if the concentration is high, the effect is not increased.

【0029】浄化の対象としての汚染物質はトリクロロ
エチレン(TCE)やジクロロエチレン(DCE)等の塩素化エチ
レン化合物、およびベンゼン、トルエン、フェノール、
及びクレゾールのような芳香族化合物を挙げることがで
き、本発明の方法はこれら汚染物質で汚染された液体、
土壌、空気いずれの浄化にも用いることができる。
Pollutants to be purified include chlorinated ethylene compounds such as trichlorethylene (TCE) and dichloroethylene (DCE), and benzene, toluene, phenol,
And aromatic compounds such as cresol, and the method of the present invention provides a liquid contaminated with these contaminants;
It can be used for both soil and air purification.

【0030】本発明に用いる微生物の一つであるシュー
ドモナス・セパシアKK01株(ブタペスト条約に基づく国
際寄託の番号:FERM BP-4235)は平8-24589号特許公報
においてフェノール、クレゾール等の芳香族化合物を分
解する菌として公告された菌株であり、特開平6-296711
号公報において、フェノール等の芳香族化合物を誘導物
質としてTCE等の有機塩素化合物を分解することが開示
されている。なお、シュードモナス・セパシア属の菌株
は、現在分類学上バークホルデリア・セパシアに変更さ
れている。
Pseudomonas cepacia strain KK01 (an international deposit number based on the Budapest Treaty: FERM BP-4235), which is one of the microorganisms used in the present invention, is an aromatic compound such as phenol, cresol, etc. A strain that has been announced as a bacterium that degrades
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-157, discloses that an aromatic compound such as phenol is used as a derivative to decompose an organic chlorine compound such as TCE. The strain of the genus Pseudomonas cepacia has now been taxonomically changed to Burkholderia cepacia.

【0031】本発明に用いる微生物の一つであるJ1株
(ブタペスト条約に基づく国際寄託の番号:FERM BP-51
02)は、特開平8-66182号公報において、フェノール等
の芳香族化合物を誘導物質としてTCE等の有機塩素化合
物を分解することが開示されている菌株である。
One of the microorganisms used in the present invention, strain J1 (an international deposit number based on the Budapest Treaty: FERM BP-51)
02) is a strain disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-66182, which discloses that an aromatic compound such as phenol is used as a derivative to decompose an organic chlorine compound such as TCE.

【0032】本発明に用いる微生物の一つであるJM1株
(ブタペスト条約に基づく国際寄託の番号:FERM BP-53
52)は、上記J1株を、変異源を用いた変異操作によって
変異させて取得した、誘導物質を用いることなくTCE等
の有機塩素化合物を分解することができる変異株である
ことが、特開平8-294387号公報に開示されている。な
お、本菌株は当初、コリネバクテリウム属に属している
ものとして「コリネバクテリウム・スピーシズJM1株」と
表示したが、後の検討により本菌株が“コリネバクテリ
ウム属に属さない”と認められたため、識別の表示を「J
M1株」と変更した。
The JM1 strain (an international deposit number based on the Budapest Treaty: FERM BP-53) which is one of the microorganisms used in the present invention
52) is a mutant obtained by mutating the J1 strain by a mutation operation using a mutagen and capable of decomposing an organochlorine compound such as TCE without using an inducer. No. 8-294387. Although this strain was initially indicated as belonging to the genus Corynebacterium, "Corynebacterium sp. JM1 strain" was displayed, but it was confirmed by later examination that the strain was "not belonging to the genus Corynebacterium". As a result, the display of the identification
M1 strain ".

【0033】これら微生物の培養に使用する培地として
は、基本的には生育に必要な炭素源、窒素源、リン源、
無機塩類等を含んでいればよい。基本的な無機塩培地と
しては、該菌株が生育するために必要な成分が含有され
ていれば特に制限はなく、例えばM9培地やMSB培地等の
基礎塩培地が用いられる。
The medium used for culturing these microorganisms is basically a carbon source, a nitrogen source, a phosphorus source,
What is necessary is just to contain inorganic salts etc. The basic inorganic salt medium is not particularly limited as long as it contains components necessary for growth of the strain, and for example, a basal salt medium such as M9 medium or MSB medium is used.

【0034】以下にM9培地の組成を示す。The composition of the M9 medium is shown below.

【0035】Na2HPO4:6.2g KH2PO4:3.0g NaCl:0.5g NH4Cl:1.0g (培地1リットル中;pH7.0) 培養は好気条件下で行なうことができ、液体培養でも固
体培養でもよい。培養温度は15℃から30℃が望ましい。
Na 2 HPO 4 : 6.2 g KH 2 PO 4 : 3.0 g NaCl: 0.5 g NH 4 Cl: 1.0 g (in 1 liter of medium; pH 7.0) Cultivation can be performed under aerobic conditions. Culture or solid culture may be used. The culture temperature is preferably from 15 ° C to 30 ° C.

【0036】[0036]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0037】実施例1.J1株の寒天M9培地(0.1%酵母エ
キスおよび200ppmフェノール含有)上のコロニーを、0.
1%酵母エキスおよび300ppmフェノールを含有したM9培地
200mlに接種し、500ml容振盪フラスコ中、25℃で振盪培
養を行った。対数増殖後期にあたる24時間目に菌体を遠
心分離により集菌し、炭素源を含まない等量のM9培地に
再懸濁した。このようにして調製した菌懸濁液を10mlず
つ27.5ml容バイアル瓶に注入たものを10本用意した。こ
れら5本ずつを以下のような条件で1系列とし、30℃で振
とうして6時間毎に最終濃度(反応液中濃度)5ppmとな
るように1本ずつTCEを添加した。 A:あらかじめ5本共に最終濃度2mMとなるようにホルム
アルデヒドを添加 B:6時間毎、すなわちTCEを加える直前に最終濃度2mM
となるようにホルムアルデヒドを1本ずつ添加 ブランクとしてさらに5本のバイアル瓶に、M9培地の
みを加えた系も用意し、TCEの分解を評価した。TCE分解
実験は、TCE飽和水溶液を規定量加えた後、テフロンラ
イナーブチルゴム栓およびアルミキャップで完全密封
し、30℃で振盪し、5時間後にバイアル瓶中の気相0.1ml
を採取し、ヘッドスペース法によりガスクロマトグラフ
ィー(島津ガスクロマトグラフGC−14B;FID検出器)に
よってTCEを測定した。各回の残留TCE濃度を表1に示
す。
Example 1 A colony of strain J1 on an agar M9 medium (containing 0.1% yeast extract and 200 ppm phenol) was cultured at 0.
M9 medium containing 1% yeast extract and 300ppm phenol
200 ml was inoculated and shake-cultured at 25 ° C. in a 500 ml shake flask. At 24 hours, which is the late stage of logarithmic growth, the cells were collected by centrifugation and resuspended in an equal volume of M9 medium without a carbon source. Ten bacterial suspensions prepared in this manner were injected into 10 ml 27.5 ml vials. Each of these five tubes was made into a series under the following conditions, and shaken at 30 ° C., and TCE was added one by one so that the final concentration (concentration in the reaction solution) was 5 ppm every 6 hours. A: Formaldehyde is added in advance to a final concentration of 2 mM for all five tubes. B: Final concentration of 2 mM every 6 hours, ie, immediately before adding TCE.
A system in which only M9 medium was added to five vials as blanks was prepared as blanks, and the degradation of TCE was evaluated. In the TCE decomposition experiment, after adding a prescribed amount of a saturated aqueous solution of TCE, completely sealed with a Teflon liner butyl rubber stopper and an aluminum cap, shaken at 30 ° C, and after 5 hours, 0.1 ml of gas phase in the vial bottle was shaken.
Was collected and TCE was measured by gas chromatography (Shimadzu Gas Chromatograph GC-14B; FID detector) by the headspace method. Table 1 shows the residual TCE concentration at each time.

【0038】[0038]

【表1】 本結果より、J1株、エネルギー源としてホルムアルデヒ
ドを用いた液体系のTCEの分解処理において本発明の効
果が示された。
[Table 1] From these results, the effect of the present invention was shown in the J1 strain, a liquid TCE decomposition treatment using formaldehyde as an energy source.

【0039】実施例2.JM1株の寒天M9培地(0.5%グルタ
ミン酸ナトリウム含有)上のコロニーを、0.5%グルタミ
ン酸ナトリウムを含有したM9培地200mlに接種し、500ml
容振盪フラスコ中、25℃で振盪培養を行った。対数増殖
後期にあたる22時間目に菌体を遠心分離により集菌し、
炭素源を含まない等量のM9培地に再懸濁した。このよう
にして調製した菌懸濁液を用い、実施例1と同様の方法
でTCEの分解を評価した。各回の残留TCE濃度を表2に示
す。
Example 2 A colony of the JM1 strain on an agar M9 medium (containing 0.5% sodium glutamate) was inoculated into 200 ml of an M9 medium containing 0.5% sodium glutamate and 500 ml.
Shaking culture was performed at 25 ° C. in a shake flask. At 22 hours, the late phase of logarithmic growth, cells were collected by centrifugation,
Resuspended in an equal volume of M9 medium without carbon source. Using the bacterial suspension thus prepared, TCE degradation was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the residual TCE concentration at each time.

【0040】[0040]

【表2】 本結果より、JM1株、エネルギー源としてホルムアルデ
ヒドを用いた液体系のTCEの分解処理において本発明の
効果が示された。
[Table 2] From these results, the effect of the present invention was demonstrated in the decomposition treatment of liquid TCE using JM1 strain and formaldehyde as an energy source.

【0041】実施例3.与えるエネルギー源をメタノー
ル(最終濃度0.1%(v/v))とし、実施例2と同様の方法で
TCEの分解を評価した。各回の残留TCE濃度を表3に示
す。
Example 3 In the same manner as in Example 2, the energy source to be supplied was methanol (final concentration: 0.1% (v / v)).
The degradation of TCE was evaluated. Table 3 shows the residual TCE concentration at each time.

【0042】[0042]

【表3】 本結果より、JM1株、エネルギー源としてメタノールを
用いた液体系のTCEの分解処理において本発明の効果が
示された。
[Table 3] From these results, the effect of the present invention was shown in the JM1 strain, the decomposition treatment of liquid TCE using methanol as an energy source.

【0043】実施例4.分解対象物質をcis-1,2-ジクロ
ロエチレン(cis-1,2-DCE)、trans-1,2-ジクロロエチ
レン、および1,1-ジクロロエチレン(1,1-DCE)それぞ
れ3.0ppmとしたほかは実施例2と同様の方法で本発明の
効果を評価した。結果を表4(cis-1,2-DCE)、表5(t
rans-1,2-DCE)、および表6(1,1-DCE)に示す。
Example 4. The substances to be decomposed were cis-1,2-dichloroethylene (cis-1,2-DCE), trans-1,2-dichloroethylene, and 1,1-dichloroethylene (1,1-DCE), respectively. The effect of the present invention was evaluated in the same manner as in Example 2 except that 3.0 ppm was used. Table 4 (cis-1,2-DCE) and Table 5 (t
rans-1,2-DCE) and Table 6 (1,1-DCE).

【0044】[0044]

【表4】 [Table 4]

【0045】[0045]

【表5】 [Table 5]

【0046】[0046]

【表6】 本結果より、JM1株、エネルギー源としてホルムアルデ
ヒドを用いた液体系のDCEの分解処理において本発明の
効果が示された。
[Table 6] From these results, the effect of the present invention was shown in the JM1 strain, a liquid DCE decomposition treatment using formaldehyde as an energy source.

【0047】実施例5.分解対象物質をトルエン40ppmと
した以外は実施例2と同様の方法で本発明の効果を評価
した。結果を表7に示す。
Example 5 The effect of the present invention was evaluated in the same manner as in Example 2 except that the substance to be decomposed was 40 ppm of toluene. Table 7 shows the results.

【0048】[0048]

【表7】 本結果より、JM1株、エネルギー源としてホルムアルデ
ヒドを用いた液体系のトルエンの分解処理において本発
明の効果が示された。 実施例6.実施例2と同様に調製した菌懸濁液10mlを10m
lずつ50ml容滅菌チューブに注入し、実施例2と同様の
方法でフェノール(50ppm)及びo-クレゾール(50ppm)
の分解における本発明の効果を評価した。定量は、溶液
0.1mlを採取し、フェノールは4-アミノアンチピリンを
用いた吸光光度法(JIS K 0102-1993 28.1)によって、
クレゾールは、p-ヒドラジノベンゼンスルホン酸を用い
た吸光光度法(JISK 0102-1993 28.2)で行った。結果
を表8(フェノール)および表9(o-クレゾール)に示
す。
[Table 7] From the results, the effect of the present invention was shown in the decomposition treatment of liquid toluene using formaldehyde as an energy source for JM1 strain. Example 6 10 ml of the bacterial suspension prepared in the same manner as in Example 2 was
Then, each of the mixture was poured into a 50 ml sterile tube, and phenol (50 ppm) and o-cresol (50 ppm) were prepared in the same manner as in Example 2.
The effect of the present invention on the decomposition of was evaluated. Quantification is in solution
0.1 ml was collected and phenol was analyzed by spectrophotometry using 4-aminoantipyrine (JIS K 0102-1993 28.1).
Cresol was measured by a spectrophotometric method using p-hydrazinobenzenesulfonic acid (JISK 0102-1993 28.2). The results are shown in Table 8 (phenol) and Table 9 (o-cresol).

【0049】[0049]

【表8】 [Table 8]

【0050】[0050]

【表9】 本結果より、JM1株、エネルギー源としてホルムアルデ
ヒドを用いた液体系のフェノールおよびクレゾールの分
解処理において本発明の効果が示された。
[Table 9] From the results, the effect of the present invention was demonstrated in the JM1 strain, a liquid phenol and cresol decomposition treatment using formaldehyde as an energy source.

【0051】実施例7.KK01株の寒天M9培地(0.1%酵母
エキスおよび200ppmフェノール含有)上のコロニーを、
0.05%酵母エキスおよび400ppmフェノールを含有したM9
培地200mlに接種し、500ml容振盪フラスコ中、30℃で振
盪培養を行った。対数増殖後期にあたる22時間目に菌体
を遠心分離により集菌し、炭素源を含まない等量のM9培
地に再懸濁した。このようにして調製した菌懸濁液を10
mlずつ27.5ml容バイアル瓶に注入たものを10本用意し
た。これら5本ずつを以下のような条件で1系列とし、30
℃で振とうして8時間毎に最終濃度5ppmとなるように1本
ずつTCEを添加した。 A:あらかじめ5本共に最終濃度4mMとなるようにぎ酸ナ
トリウムを添加 B:8時間毎、すなわちTCEを加える直前に最終濃度4mM
となるようにホルムアルデヒドを1本ずつ添加 ブランクとしてさらに5本のバイアル瓶に、M9培地の
みを加えた系も用意し、実施例1と同様の方法でTCEの分
解を評価した。各回の残留TCE濃度を表10に示す。
Example 7 Colonies on the agar M9 medium (containing 0.1% yeast extract and 200 ppm phenol) of the KK01 strain were
M9 containing 0.05% yeast extract and 400 ppm phenol
The medium was inoculated into 200 ml of the medium, and shake-cultured at 30 ° C. in a 500 ml shake flask. At 22 hours, which is the late stage of logarithmic growth, the cells were collected by centrifugation, and resuspended in an equal volume of M9 medium containing no carbon source. The bacterial suspension prepared in this way was
10 bottles each of which was poured into a 27.5 ml vial bottle were prepared. Each of these five is made into a series under the following conditions, and 30
TCE was added one by one so that the final concentration was 5 ppm every 8 hours by shaking at ° C. A: Add sodium formate in advance to a final concentration of 4 mM for all five tubes B: Final concentration of 4 mM every 8 hours, ie immediately before adding TCE
As a blank, a system in which only M9 medium was added to five vials as blanks was further prepared as a blank, and the degradation of TCE was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 10 shows the residual TCE concentration at each time.

【0052】[0052]

【表10】 本結果より、KK01株、エネルギー源としてぎ酸ナトリウ
ムを用いた液体系のTCEの分解処理において本発明の効
果が示された。
[Table 10] From these results, the effect of the present invention was shown in the liquid TCE decomposition treatment using sodium formate as an energy source for KK01 strain.

【0053】実施例8.佐原通し砂(含水比13%、未滅菌)
を68ml容バイアル瓶15本に50g入れ、土壌中の濃度が5pp
mとなるようにTCE飽和水溶液を加え、密栓して15℃で3
日間静置して擬似TCE汚染土壌試料を作成した。その
後、実施例2のようにして調製したJM1株の菌懸濁液を
以下のような条件で1系列とし、それぞれ7時間毎に1本
ずつのバイアル瓶に5ml注入し、汚染土壌浄化における
本発明の効果を評価した。なお、菌懸濁液の静置および
分解実験は20℃で行った。 A:あらかじめ最終濃度2mMとなるようにホルムアルデ
ヒドを添加 B:7時間毎、すなわちバイアル瓶に加える菌懸濁液に1
本ずつ最終濃度2mMとなるようにホルムアルデヒドを添
加 ブランクとしてさらに5本のバイアル瓶に、M9培地の
みを加えた系も用意し、TCEの分解を評価した。TCE分解
実験は、菌懸濁液を規定量加えた後、テフロンライナー
ブチルゴム栓およびアルミキャップで完全密封し、20℃
で静置し、6時間後にバイアル瓶中土壌10gを採取し、50
mlのノルマルヘキサン中に加えて3分間激しく攪拌し、
ノルマルヘキサン相をガスクロマトグラフィー(島津ガ
スクロマトグラフGC−14B;ECD検出器)によってTCEを
測定した。各回の残留TCE濃度を表11に示す。
Example 8. Sawara sand (13% water content, not sterilized)
50g into 15 68ml vials, the concentration in soil is 5pp
m, add a saturated aqueous solution of TCE, stopper tightly, and add
After standing for a day, a simulated TCE-contaminated soil sample was prepared. Thereafter, the bacterial suspension of the JM1 strain prepared as in Example 2 was divided into a series under the following conditions, and 5 ml was injected into each vial every 7 hours, and the suspension was used for purification of contaminated soil. The effects of the invention were evaluated. In addition, the stationary and decomposition experiments of the bacterial suspension were performed at 20 ° C. A: Formaldehyde is added in advance to a final concentration of 2 mM. B: Every 7 hours, that is, 1 to the bacterial suspension added to the vial.
Formaldehyde was added so that the final concentration was 2 mM each, and a system in which only the M9 medium was added to five vials as blanks was also prepared, and the degradation of TCE was evaluated. In the TCE decomposition experiment, after adding a specified amount of the bacterial suspension, the cell was completely sealed with a Teflon liner butyl rubber stopper and an aluminum cap, and then cooled to 20 ° C.
After 6 hours, collect 10 g of soil in the vial
in 3 ml of normal hexane and vigorously stirred for 3 minutes,
The TCE of the normal hexane phase was measured by gas chromatography (Shimadzu Gas Chromatograph GC-14B; ECD detector). Table 11 shows the residual TCE concentration at each time.

【0054】[0054]

【表11】 本結果より、JM1株を用いた土壌系のTCEの分解処理にお
いて本発明の効果が示された。
[Table 11] From these results, the effect of the present invention was demonstrated in the decomposition treatment of soil-based TCE using the JM1 strain.

【0055】実施例9.多孔質セルロース担体(平均ポア
サイズ約500mm、直径約5mm)をオートクレーブにて滅菌
し、室温以下に冷却したものを実施例2と同様のバイア
ル瓶に詰めた。実施例2のようにして調製したJM1株の
菌懸濁液を、以下のような条件で1系列とし、バイアル
瓶に15ml注入し、6時間毎にTCE汚染空気(パーミエー
ターにて作成、ガス濃度100ppm)を1mlガスタイトシリ
ンジでバイアル瓶中に加え、汚染空気浄化における本発
明の効果を評価した。なお、分解実験は25℃で行っ
た。 A:あらかじめ最終濃度2mMとなるようにホルムアルデ
ヒドを添加 B:6時間毎、すなわちTCE汚染空気を加える直前の試料
に1本ずつ最終濃度2mMとなるようにホルムアルデヒドを
添加 ブランクとしてさらに5本のバイアル瓶に、M9培地の
みを加えた系も用意し、TCEの分解を評価した。TCE量
は、実施例2と同様の方法で測定した。結果を表12に
示す。なお、濃度はガス濃度である。
Example 9 A porous cellulose carrier (average pore size: about 500 mm, diameter: about 5 mm) was sterilized in an autoclave, cooled to room temperature or lower, and packed in the same vial as in Example 2. The bacterial suspension of the JM1 strain prepared as in Example 2 was divided into a series under the following conditions, and 15 ml was injected into a vial. TCE-contaminated air (prepared with a permeator, gas (Concentration: 100 ppm) was added to the vial with a 1 ml gas-tight syringe to evaluate the effect of the present invention on purification of contaminated air. The decomposition experiment was performed at 25 ° C. A: Formaldehyde is added to a final concentration of 2 mM in advance. B: Every 6 hours, that is, to each sample immediately before adding TCE-contaminated air, one formaldehyde is added to a final concentration of 2 mM. Five additional vials as blanks In addition, a system to which only the M9 medium was added was prepared, and the degradation of TCE was evaluated. The TCE amount was measured in the same manner as in Example 2. Table 12 shows the results. The concentration is a gas concentration.

【0056】[0056]

【表12】 本結果より、JM1株を用いた気相TCEの分解処理において
本発明の効果が示された。
[Table 12] From these results, the effect of the present invention was demonstrated in the decomposition treatment of gas phase TCE using the JM1 strain.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、芳香族化合物や塩素化エチレン化合物のような有機
化合物で汚染された液体、土壌、または空気の効率的な
生物分解浄化処理が可能となる。
As described above in detail, according to the present invention, an efficient biodegradation purification treatment of liquid, soil or air contaminated with an organic compound such as an aromatic compound or a chlorinated ethylene compound can be performed. It becomes possible.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 1/20 C12N 1/20 F 1/21 1/21 // B09B 3/00 ZAB B09B 3/00 ZABZ (72)発明者 矢野 哲哉 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 4B065 AA01X AA57X AA99X BB06 BB07 BB08 CA56 4D003 BA07 EA21 4D004 AA41 AB06 AB10 CA18 CC07 CC08 4D040 DD01 DD03 DD11 DD31 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12N 1/20 C12N 1/20 F 1/21 1/21 // B09B 3/00 ZAB B09B 3/00 ZABZ (72) Inventor Tetsuya Yano 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term within Canon Inc. DD31

Claims (29)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機化合物により汚染された環境の、該
有機化合物分解能力を有する微生物を用いた修復方法に
おいて、(1)該有機化合物を分解しうる微生物を増殖基
質およびエネルギー源を加えて培養し、(2)培養後の微
生物を増殖基質およびエネルギー源のない休止状態の微
生物溶液として2画分以上に分け、(3)該有機化合物を
分解せしめる時期に応じて、各画分にエネルギー源を添
加して該有機化合物と接触させることを特徴とする修復
方法。
Claims: 1. A method for repairing an environment contaminated by an organic compound using a microorganism capable of decomposing the organic compound, the method comprising: (1) culturing a microorganism capable of decomposing the organic compound by adding a growth substrate and an energy source; (2) Dividing the microorganism after cultivation into two or more fractions as a dormant microbial solution without a growth substrate and energy source, and (3) depending on the time at which the organic compound is decomposed, the energy source in each fraction. And repairing the organic compound with the organic compound.
【請求項2】 該エネルギー源がアルコール、アルデヒ
ドまたはカルボン酸である請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein said energy source is an alcohol, aldehyde or carboxylic acid.
【請求項3】 該アルコールがメタノールである請求項
2に記載の方法。
3. The method according to claim 2, wherein said alcohol is methanol.
【請求項4】 該アルデヒドがホルムアルデヒドである
請求項2に記載の方法。
4. The method according to claim 2, wherein said aldehyde is formaldehyde.
【請求項5】 該カルボン酸がぎ酸またはその塩である
請求項2に記載の方法。
5. The method according to claim 2, wherein the carboxylic acid is formic acid or a salt thereof.
【請求項6】 該有機化合物が塩素化脂肪族化合物であ
る請求項1ないし5に記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein the organic compound is a chlorinated aliphatic compound.
【請求項7】 該塩素化脂肪族化合物がトリクロロエチ
レン、またはジクロロエチレンである請求項6に記載の
方法。
7. The method according to claim 6, wherein the chlorinated aliphatic compound is trichlorethylene or dichloroethylene.
【請求項8】 該有機化合物が芳香族化合物である請求
項1ないし5に記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the organic compound is an aromatic compound.
【請求項9】 該芳香族化合物がベンゼン、トルエン、
フェノールまたはクレゾールである請求項8に記載の方
法。
9. The method according to claim 9, wherein the aromatic compound is benzene, toluene,
9. The method according to claim 8, which is phenol or cresol.
【請求項10】 有機化合物によって汚染された環境が
液体である請求項1ないし9に記載の方法。
10. The method according to claim 1, wherein the environment contaminated by the organic compound is a liquid.
【請求項11】 該液体が地下水または廃液である請求
項10に記載の方法。
11. The method according to claim 10, wherein the liquid is groundwater or waste liquid.
【請求項12】 該微生物を担持させた担体に該液体を
接触させることによって該有機化合物の分解を行う請求
項10または11に記載の方法。
12. The method according to claim 10, wherein the organic compound is decomposed by bringing the liquid into contact with a carrier supporting the microorganism.
【請求項13】 該微生物を担持させた担体を容器に収
納し、該液体をその容器の一端から導入し、他端から排
出する請求項12に記載の方法。
13. The method according to claim 12, wherein the carrier supporting the microorganism is contained in a container, and the liquid is introduced from one end of the container and discharged from the other end.
【請求項14】 有機化合物によって汚染された環境が
土壌である請求項1ないし9に記載の方法。
14. The method according to claim 1, wherein the environment contaminated by the organic compound is soil.
【請求項15】 該微生物を含む液体を該土壌中に導入
する工程を有する請求項14に記載の方法。
15. The method according to claim 14, further comprising a step of introducing a liquid containing the microorganism into the soil.
【請求項16】 該微生物の該土壌中への導入を、該土
壌に設けた注入井から行う請求項15に記載の方法。
16. The method according to claim 15, wherein the microorganism is introduced into the soil from an injection well provided in the soil.
【請求項17】 該微生物を含む溶液中に該土壌を導入
する請求項14に記載の方法。
17. The method according to claim 14, wherein the soil is introduced into a solution containing the microorganism.
【請求項18】 該微生物を含む溶液と該土壌を混合す
る請求項14に記載の方法。
18. The method according to claim 14, wherein the soil containing the microorganism is mixed with the soil.
【請求項19】 該微生物を担持する担体と該土壌とを
接触せしめる請求項14に記載の方法。
19. The method according to claim 14, wherein the soil is brought into contact with a carrier carrying the microorganism.
【請求項20】 有機化合物によって汚染された環境が
空気である請求項1ないし9に記載の方法。
20. The method according to claim 1, wherein the environment contaminated by the organic compound is air.
【請求項21】 該微生物を含む溶液中に該空気を導入
する請求項20に記載の方法。
21. The method according to claim 20, wherein the air is introduced into a solution containing the microorganism.
【請求項22】 該微生物を担持させた担体に該空気を
接触させる請求項20に記載の方法。
22. The method according to claim 20, wherein the air is brought into contact with a carrier supporting the microorganism.
【請求項23】 該微生物を担持させた担体を容器に収
納し、該空気をその容器の一端から導入し、他端から排
出する請求項22に記載の方法。
23. The method according to claim 22, wherein the carrier carrying the microorganism is contained in a container, and the air is introduced from one end of the container and discharged from the other end.
【請求項24】 該微生物が自然環境中より得られた微
生物である請求項1ないし23に記載の方法。
24. The method according to claim 1, wherein the microorganism is a microorganism obtained from a natural environment.
【請求項25】 該微生物がJ1株(FERM BP-5102)であ
る請求項24に記載の方法。
25. The method according to claim 24, wherein the microorganism is strain J1 (FERM BP-5102).
【請求項26】 該微生物がシュードモナス・セパシア
KK01株(FERM BP-4235)である請求項24に記載の方
法。
26. The method according to claim 26, wherein the microorganism is Pseudomonas cepacia.
The method according to claim 24, which is a strain KK01 (FERM BP-4235).
【請求項27】 該微生物が変異操作より得られた微生
物である請求項1ないし23に記載の方法。
27. The method according to claim 1, wherein the microorganism is a microorganism obtained by a mutation operation.
【請求項28】 該微生物がJM1株(FERM BP-5352)で
ある請求項27に記載の方法。
28. The method according to claim 27, wherein the microorganism is a JM1 strain (FERM BP-5352).
【請求項29】 該微生物が遺伝子組換え操作より得ら
れた微生物である請求項1ないし23に記載の方法。
29. The method according to claim 1, wherein the microorganism is a microorganism obtained by a genetic recombination operation.
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