JP2004222526A - フタル酸エステルを分解する方法、およびフタル酸エステルを含む廃水の処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決すべき課題】フタル酸シクロアルキルエステルとフタル酸直鎖アルキル及び／又は分岐アルキルエステルとを同時に分解させる方法、及び、フタル酸シクロアルキルエステルとフタル酸直鎖アルキル及び／又は分岐アルキルエステルを含む廃水を分解・処理する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いてフタル酸エステルを分解、またはフタル酸エステルを含む廃水を分解・処理する。
【選択図】 なし
【課題を解決するための手段】フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いてフタル酸エステルを分解、またはフタル酸エステルを含む廃水を分解・処理する。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フタル酸エステルを分解する方法、およびフタル酸エステルを含む廃水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる環境ホルモンは、動物の性転換や精子密度の減少等の生殖器官形成の異常を生じせしめる内分泌撹乱活性を有する物質であり、人体への悪影響が深刻な問題となっている。フタル酸エステルは、内分泌撹乱活性を示す環境ホルモンとしての疑いが持たれているため、その分解、除去は重要な課題となっている。
【０００３】
フタル酸エステルはプラスチックの可塑剤として広く使用されている。工場または生活廃水に混入したフタル酸エステルを分解、除去するには工場や下水処理場の活性汚泥としてフタル酸を分解する能力のある微生物を用いて分解・除去することが好ましい。
【０００４】
従来、微生物によりフタル酸エステルを分解する能力のある微生物としてはいくつか報告されている。
【０００５】
【非特許文献１】微生物の分離法、６６３−６７３、Ｒ＆Ｄプランニング．（１９８６）
【非特許文献２】Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．，１８３（１２），３６８９−７０３（２００１）
【特許文献１】特開２００１−１２０２５８号
【特許文献２】特開２００２−１４２７５４号
【０００６】
非特許文献１には、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリス（Ｒｈｏｄｏｃｃｏｃｕｓ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｅｒｙｔｈｒｏｐｏｌｉｓ）、ロドコッカス・ノカルディア・レストリクタ（Ｒｈｏｄｏｃｃｏｃｕｓ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｒｅｓｔｒｉｃｔａ）、コリネバクテリウム属（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、シュードモナス・フルオレセンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）、シュードモナス・プチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｐｕｔｉｄａ）、バークホルデリア・シュードモナス・セバシア（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｃｅｐａｃｉａ）、デルフチア・シュードモナス・アシドボランス（Ｄｅｌｆｔｉａ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｃｉｄｏｖｏｒａｎｓ）、エロモナス（Ａｅｒｏｍｏｎａｓ）属に属する微生物がフタル酸エステルを分解する能力を有することが報告されている。非特許文献２にはアルトロバクター・ケイセリ（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ ｋｅｙｓｅｒｉ）がフタル酸エステルを分解する能力を有することが報告されている。特許文献１及び特許文献２にもフタル酸エステルを分解する能力を有することが開示されている。
【０００７】
しかしながら、これらの文献に報告されている微生物が分解しうるフタル酸エステルは、フタル酸ジメチルエステル、フタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステル、あるいはフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル等のフタル酸と直鎖または分岐鎖のアルコールとのエステルであって、環境省がホルモン戦略計画“ＳＰＥＥＤ ９８”において「優先してリスク評価に取り組むべき化学物質」として定めている化学物質の一つである、フタル酸ジ（シクロヘキシル）エステルのような環状構造を有するアルコールとフタル酸とのエステルであるフタル酸シクロアルキルエステルを分解できる微生物については報告されていない。
【０００８】
本発明者らはフタル酸シクロアルキルエステルを分解しうる微生物、アルトロバクター属に属する微生物がフタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力のあることを見出し、別に提案している。しかし、このアルトロバクター属に属する菌は基質特異性がありこの菌単独ではフタル酸エステルの全種類を分解することができないことが判明した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、フタル酸シクロアルキルエステルとフタル酸直鎖アルキル及び／又は分岐アルキルエステルとを同時に分解させる方法を提供することにある。本発明の別の課題は、フタル酸シクロアルキルエステルとフタル酸直鎖アルキル及び／又は分岐アルキルエステルを含む廃水を分解・処理する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行なった結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明はフタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸２−エチルヘキシルエステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いることを特徴とするフタル酸エステルの分解方法である。
【００１１】
アルトロバクター属に属する微生物は、アルトロバクターＣ１株であることが好ましい。
【００１２】
ロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物は、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスであることが好ましい。
【００１３】
上記フタル酸エステルはフタル酸直鎖および／または分岐鎖アルキルエステルと、フタル酸シクロアルキルエステルとを含有するフタル酸エステル類であることが好ましい。
【００１４】
フタル酸分岐鎖アルキルエステルはフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルであることが好ましい。
【００１５】
フタル酸シクロアルキルエステルはフタル酸ジ（シクロヘキシル）エステルであることが好ましい。
【００１６】
フタル酸直鎖アルキルエステルはフタル酸ジエチルエステル及び／またはフタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステルであることが好ましい。
【００１７】
本発明の他の発明は、フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いることを特徴とするフタル酸エステルを含む廃水の処理方法である。
【００１８】
アルトロバクター属に属する微生物がアルトロバクターＣ１株であることが好ましい。
【００１９】
ロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物は、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスであることが好ましい。
【００２０】
フタル酸エステルはフタル酸直鎖および／または分岐鎖アルキルエステル、及びフタル酸シクロアルキルエステルであることが好ましい。
【００２１】
フタル酸分岐鎖アルキルエステルはフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルであることが好ましい。
【００２２】
フタル酸シクロアルキルエステルはフタル酸ジ（シクロヘキシル）エステルであることが好ましい。
【００２３】
フタル酸直鎖アルキルエステルはフタル酸ジエチル及び／またはフタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステルであることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いることを特徴とするフタル酸エステルの分解方法である。
【００２５】
本発明の分解方法では少なくとも２種類の微生物を用いる。１種類目の微生物は、フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物である。被検微生物がフタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するか否かは、本明細書の実施例に具体的に説明した方法により、当業者は容易に確認することができる。また、アルトロバクター属に属するか否かは、微生物分類学の分野において通常用いられる手法に従って当業者が容易に確認できる。
【００２６】
本発明の方法で用いることのできるフタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物のうち好ましく用いられる微生物は、本発明者らがスクリ−ニングしたアルトロバクターＣ１株、あるいはアルトロバクター・ケイセリである。これらのうちではアルトロバクターＣ１株が特にフタル酸シクロアルキルエステル分解能が優れている。本発明の方法で用いることのできるアルトロバクターＣ１株は、フタル酸シクロアルキルエステルを含む規定培地中で３０℃にて３０時間培養した場合、フタル酸シクロアルキルエステルの８０％以上を分解し、好ましくは９０％以上を分解し、より好ましくは９５％以上を分解し、そして最も好ましくは１００％を分解することが出来る。
【００２７】
本発明で好ましく用いることのできるアルトロバクター Ｃ１株は、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター（日本国茨城県つくば市東１−１−１中央第６）に平成１５年１月１６日付けで受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１９１８６として寄託されている。
【００２８】
本発明の方法で好ましく用いることのできるフタル酸シクロアルキルエステル分解能を有するアルトロバクター属に属する微生物は、フタル酸シクロアルキルエステル分解能を保持している限り、上記Ｃ１株に変異誘発処理を行うことにより得られるか、または天然に変異を受けた誘導体であってもよい。そのような変異誘発処理は当該分野で周知であり、そのような変異誘発処理を行うための変異原としては、α線、β線、γ線およびＸ線のような物理的変異原、ならびにニトロソグアニジンおよびベンゾピレンのような化学的変異原が挙げられる。
【００２９】
本発明の方法で用いる２種類の微生物のうちの２つ目の微生物は、フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物である。被検微生物がフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するか否かは、本明細書の実施例に具体的に説明した方法により、当業者は容易に確認することができる。また、ロドコッカス・ノカルディア属に属するか否かは、微生物分類学の分野において通常用いられる手法に従って当業者が容易に確認できる。
【００３０】
本発明の方法で用いることのできるフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物のうち好ましく用いられる微生物は、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスである。
【００３１】
本発明の方法で好ましく用いることのできるロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリス株は、フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル分解能を保持している限り、寄託されている原菌株を変異誘発処理することにより得られるか、または天然に変異を受けた誘導体であってもよい。そのような変異誘発処理は当該分野で周知であり、そのような変異誘発処理を行うための変異原としては、α線、β線、γ線およびＸ線のような物理的変異原、ならびにニトロソグアニジンおよびベンゾピレンのような化学的変異原が挙げられる。
【００３２】
本明細書における「フタル酸エステル」とは、以下の式に示す構造を有する化合物をいう。
【００３３】
【化１】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に水素原子又は置換もしくは無置換アルキル基を示す。但し、Ｒ１およびＲ２のうち少なくとも１つは置換もしくは無置換アルキル基を示す。）
【００３４】
本明細書において特に限定しない限り、アルキル基は、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基であり、直鎖、分岐鎖状または環状、及びそれらの組み合わせからなるアルキル基を包含する。シクロアルキル基とは、脂環状構造を有するアルキル基のことであり、環上には１又は２個以上の直鎖、分岐鎖状、または環状のアルキル基を有していてもよい。シクロアルキル基の炭素数は、好ましくは５〜２０個である。
【００３５】
直鎖アルキル基の例としては、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−へプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デセニル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基などを挙げることができる。
【００３６】
フタル酸直鎖アルキルエステルの例としては、フタル酸モノメチルエステル、フタル酸モノエチルエステル、フタル酸モノ（ｎ−プロピル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ブチル）エステル、フタル酸モノ−ｎ−ペンチル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ヘキシル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−へプチル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−オクチル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ノニル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−デシル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ウンデシル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ドデシル）エステル、フタル酸ジメチルエステル、フタル酸ジエチルエステル、フタル酸ジ（ｎ−プロピル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ペンチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ヘキシル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−へプチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−オクチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ノニル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−デシル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ウンデシル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ドデシル）エステル等を挙げることが出来る。本発明ではこれらの中では、フタル酸ジエチルエステル、フタル酸ジ（ｎ―プロピル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステルが好ましい。
【００３７】
分岐鎖アルキル基の例としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、２−メチルブチル基、３−メチルブチル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、４−メチルペンチル基、３−エチルペンチル基、２−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、４−メチルヘキシル基、５−メチルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、３−エチルヘキシル基、４−エチルヘキシル基、５−エチルヘキシル基、２−メチルヘプチル基、３−メチルヘプチル基、４−メチルヘプチル基、５−メチルヘプチル基、６−メチルヘプチル基、２−エチルヘキシル基、３−エチルヘプチル基、４−エチルヘプチル基、５−エチルヘプチル基、６−エチルヘプチル基、２−メチルオクチル基、３−メチルオクチル基、４−メチルオクチル基、５−メチルオクチル基、６−メチルオクチル基、７−メチルオクチル基、２−エチルヘキシル基、３−エチルオクチル基、４−エチルオクチル基、５−エチルオクチル基、６−エチルオクチル基、７−エチルオクチル基などを挙げることができる。本発明では、これらの中では特に２−エチルヘキシル基を対象とする。
【００３８】
フタル酸の分岐鎖アルキルエステルの具体例としては、例えば、フタル酸モノ（イソプロピル）エステル、フタル酸モノ（イソブチル）エステル、フタル酸モノ（２−メチルペンチル）エステル、フタル酸モノ（２−メチルヘキシル）エステル、フタル酸モノ（２−メチルへプチル）エステル、フタル酸モノ（２−メチルオクチル）エステル、フタル酸モノ（２−エチルペンチル）エステル、フタル酸モノ（２−エチルヘキシル）エステル、フタル酸モノ（２−エチルへプチル）エステル、フタル酸モノ（２−エチルオクチル）エステル、フタル酸ジ（イソプロピル）エステル、フタル酸ジ（イソブチル）エステル、フタル酸ジ（２−メチルペンチル）エステル、フタル酸ジ（２−メチルヘキシル）エステル、フタル酸ジ（２−メチルへプチル）エステル、フタル酸ジ（２−メチルオクチル）エステル、フタル酸ジ（２−エチルペンチル）エステル、フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル、フタル酸ジ（２−エチルへプチル）エステル、フタル酸ジ（２−エチルオクチル）エステル等を挙げることが出来る。これらの中では特にフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルが好ましい。
【００３９】
本明細書におけるシクロアルキル基の例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、メチルシクロペンチル基、ｎ−プロピルシクロペンチル基、イソプロピルシクロペンチル基、ｎ−ブチルシクロペンチル基、イソブチルシクロペンチル基、ｔｅｒｔ−ブチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、ｎ−プロピルシクロヘキシル基、イソプロピルシクロヘキシル基、ｎ−ブチルシクロヘキシル基、イソブチルシクロヘキシル基、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、ｎ−プロピルシクロヘプチル基、イソプロピルシクロヘプチル基、ｎ−ブチルシクロヘプチル基、イソブチルシクロヘプチル基、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘプチル基、メチルシクロオクチル基、ｎ−プロピルシクロオクチル基、イソプロピルシクロオクチル基、ｎ−ブチルシクロオクチル基、イソブチルシクロオクチル基、ｔｅｒｔ−ブチルシクロオクチル基等を挙げることができる。これらの中では、シクロヘキシル基が好ましい。
【００４０】
フタル酸シクロアルキルエステルの例としては、フタル酸モノ（シクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（シクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（シクロヘプチル）エステル、フタル酸モノ（シクロオクチル）エステル、フタル酸モノ（シクロノニル）エステル、フタル酸モノ（シクロデシル）エステル、フタル酸モノ（シクロウンデシル）エステル、フタル酸モノ（シクロドデシル）エステル、フタル酸モノ（メチルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−プロピルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（イソプロピルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（イソブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（ｔｅｒｔ−ブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（メチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−プロピルシクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（イソプロピルシクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ブチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（イソブチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（ノシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（シクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（シクロヘプチル）エステル、フタル酸ジ（シクロオクチル）エステル、フタル酸ジ（シクロノニル）エステル、フタル酸ジ（シクロデシル）エステル、フタル酸ジ（シクロウンデシル）エステル、フタル酸ジ（シクロドデシル）エステル、フタル酸ジ（メチルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−プロピルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（イソプロピルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（イソブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（ｔｅｒｔ−ブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（メチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−プロピルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（イソプロピルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ブチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（イソブチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル）エステル等を挙げることができる。本発明は、これらのフタル酸シクロアルキルエステルの中では特にフタル酸ジ（シクロヘキシル）エステルを対象とする。
【００４１】
本発明のフタル酸エステルを分解する方法においては、上記のフタル酸エステルを含む培地、好ましくは規定培地で、上記の少なくとも２種類の微生物を用いて好気性条件で培養することによって達成できる。
【００４２】
本明細書中で用いられる「規定培地」とは、基質以外の構成成分が全て規定されている培地をいう。規定培地は、一般的な微生物の培地であり得る。例えば、Ｍ９培地、普通ブイヨン培地、ハートインフュジョン培地、トリプトソイブイヨン培地、ツァペックドックス氏培地、ＮＢ培地などの培地であり得る。
【００４３】
普通ブイヨン培地は、水を溶媒として、培地１リットルあたり、肉エキス３ｇ、ペプトン１０ｇ、および塩化ナトリウム５ｇを含み、ｐＨが７．０に調整された培地である。ハートインフュジョン培地は、水を溶媒として、培地１リットルあたり、ウシ心臓滲出液５００ｇ、ペプトン１０ｇ、および塩化ナトリウム５ｇを含み、ｐＨが７．４に調整された培地である。トリプトソイブイヨン培地は、水を溶媒として、培地１リットルあたり、トリプトン１７ｇ、ソイペプトン３ｇ、ブドウ糖２．５ｇ、および塩化ナトリウム５ｇを含み、ｐＨが７．３に調整された培地である。ツァペックドックス氏培地は、水を溶媒として、培地１リットルあたり、ショ糖 ３０ｇ、Ｋ２ＨＰＯ４ １ｇ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ ０．５ｇ、ＫＣＬ ０．５ｇ、ＮａＮＯ３ ２ｇ、およびＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ ０．０１ｇを含み、ｐＨが５．６に調整された培地である。ＮＢ培地は、水を溶媒として、培地１リットルあたり、肉エキス３ｇ、ポリペプトン５ｇ、酵母エキス２ｇ、および塩化ナトリウム２ｇを含み、ｐＨが７．０に調整された培地である。
【００４４】
本発明のフタル酸エステルを分解する方法では、まず微生物の培養に適切な培養液を調製する。次いで、この培養液に、上記したフタル酸シクロアルキルエステルを分解させる能力を有する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解しうる微生物を添加する。添加する微生物は、予め前培養を行ってもよいし、そうでなくともよい。予め前培養を行うことが好ましい。培養液に添加する微生物の量は、適切に選択され得るが、通常、培養液１ｍＬあたり約１０３〜１０９個、好ましくは約１０４〜１０８個、より好ましくは約１０６〜１０８個である。
【００４５】
フタル酸エステルを含む培養液に、フタル酸シクロアルキルエステルを分解させる能力を有する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有する微生物とを添加した後、この培養液を、約１０℃〜約４５℃、好ましくは約２０℃〜約４０℃、最も好ましくは約３０℃にて培養し、フタル酸エステルを分解する。
【００４６】
培養・分解を行う際には、培養液を攪拌してもよいし、攪拌しなくともよい。好ましくは、培養液を攪拌しながら培養を行う。好気性条件を保つために、培養液に空気、あるいは酸素を吹き込みながら培養することが好ましい。
【００４７】
本発明はまた、フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いることを特徴とするフタル酸エステルを含む廃水の処理方法に係わる。
【００４８】
フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物としては、上記した本発明のアルトロバクターＣ１株、あるいはアルトロバクター・ケイセリを用いることが好ましい。これらの中では本発明のアルトロバクターＣ１株を用いることが好ましい。
【００４９】
本発明の廃水の処理方法で用いることのできるフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物のうち好ましく用いられる微生物は、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスである。
【００５０】
本発明の廃水の処理方法では、上記フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを、フタル酸エステル、好ましくは上記フタル酸直鎖アルキルエステルおよび／または分岐鎖アルキルエステルと、フタル酸シクロアルキルエステルとを含有するフタル酸エステル類を含む廃水中で、好気性条件で培養することによって達成できる。
【００５１】
本発明の廃水の処理方法では、これらのフタル酸エステルの混合物を含有した廃水にフタル酸シクロアルキルエステルを分解させる能力を有する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有する微生物を添加した後、この混合液、またはこれらの混合菌を含んだ活性汚泥含有廃水を、約１０℃〜約４５℃、好ましくは約２０℃〜約４０℃、最も好ましくは約３０℃にて処理することにより廃水中のフタル酸エステルを分解・処理する。
【００５２】
廃水の処理を行う際には、混合液、あるいは活性汚泥を含んだ廃水は攪拌してもよいし、攪拌しなくともよい。好ましくは、混合液を攪拌しながら培養を行う。好気性条件を保つために、混合液に空気、あるいは酸素を吹き込みながら処理を行うことが好ましい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、フタル酸シクロアルキルエステル、フタル酸直鎖アルキルエステル、及びフタル酸分岐鎖アルキルエステルを一挙に分解させることが出来る。また、本発明によれば、フタル酸シクロアルキルエステル、フタル酸直鎖アルキルエステル及びフタル酸分岐鎖アルキルエステルを含む廃水からフタル酸エステルを一挙に分解・処理することができる。
【００５４】
本発明のフタル酸エステルの分解方法、あるいは廃水の処理方法は、好ましくはプラスチックの可塑剤を大量に用いる軟質塩化ビニルシート製造工場か、そのような軟質塩化ビニルを大量に使用する自動車部品工場の廃水処理施設、あるいは生活廃水に混入したフタル酸エステルを分解、除去するための下水処理施設で採用することができる。
【００５５】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明につき詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例になんら制限されるものではない。
【００５６】
【実施例１】
《用いた微生物のスクリーニング》
フタル酸シクロアルキルエステル分解菌とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル分解菌の２つの微生物は次のようにして活性汚泥からスクリーニングして用いた。
【００５７】
《フタル酸シクロアルキルエステル分解菌の濃縮》
下水場の活性汚泥サンプルを図１の実容積３Ｌの好気性処理装置に添加し、フタル酸ジ（シクロヘキシル）エステル（以下「ＤＣＨＰ」という。）を１ｇ／Ｌ含む表１の組成の合成廃水を３０℃、通気量１ｖｖｍの条件下で１．２Ｌ／日の流量で供給することによりＤＣＨＰ分解微生物の濃縮を行った。
【００５８】
【表１】
【００５９】
《ＤＣＨＰ分解菌の単離》
上記ＤＣＨＰ含有合成廃水を供給している槽内液からフタル酸シクロアルキルエステル分解微生物の単離を試みた。すなわち、上記ＤＣＨＰ含有合成廃水からフタル酸寒天培地とフタル酸エステル液体培地での培養を繰り返すことによりＤＣＨＰを唯一の炭素源として生育を示すＣ１株を単離した。
【００６０】
《ＤＣＨＰ分解微生物の同定》
上記方法で得られた株の種を同定するために、Ｃ１株の形態観察および１６Ｓｒ−ＤＮＡの塩基配列に基づく系統解析を行った。その結果、Ｃ１株はアルトロバクター属に分類され、最近縁種はアルトロバクター・ケイセリ（相同性９９％）であった。
【００６１】
《フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル分解菌の濃縮》
下水場の活性汚泥サンプルを図１の実容積３Ｌの好気性処理装置に添加し、フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル（以下「ＤＥＨＰ」という。）を１ｇ／Ｌ含む表１の組成の合成廃水を、３０℃、通気量１ｖｖｍの条件下で１．２Ｌ／日の流量で供給することによりＤＥＨＰ分解微生物の濃縮を行った。
【００６２】
《ＤＥＨＰ分解菌の単離》
上記ＤＥＨＰ含有合成廃水を供給している槽内液からＤＥＨＰ分解微生物の単離を試みた。すなわち、上記ＤＥＨＰ含有合成廃水からフタル酸寒天培地とフタル酸エステル液体培地での培養を繰り返すことによりＤＥＨＰを唯一の炭素源として生育を示すＥ１株を単離した。
【００６３】
《ＤＥＨＰ分解微生物の同定》
上記方法で得られた株の種を同定するために、Ｅ１株の形態観察および１６Ｓｒ−ＤＮＡの塩基配列に基づく系統解析を行った。その結果、Ｅ１株はロドコッカス・ノカルディア属に分類され、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスに属すると見なされた。
【００６４】
【実施例２】
《アルトロバクターＣ１株とロドコッカス・ノカルディアＥ１株の混合菌のフタル酸エステル分解性能》
フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステル５００ｍｇ／Ｌを含む表１の無機塩培地１０ｍＬを用いて混合菌を７２時間振盪培養した。培養を停止し、培養液中のフタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの量とＴＯＣ（全有機炭素）濃度を測定した。その結果、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルはほぼ完全に酸化分解されていた。
【００６５】
【実施例３】
実施例２において、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの代わりにフタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステル５００ｍｇ／Ｌを含む培地を用いる以外は実施例２と同様に行った。結果を表２に示す。
【００６６】
【実施例４】
実施例２において、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの代わりにフタル酸ジ（シクロヘキシル）エステル５００ｍｇ／Ｌを含む培地を用いる以外は実施例２と同様に行った。結果を表２に示す。
【００６７】
【実施例５】
実施例２において、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの代わりにフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル５００ｍｇ／Ｌを含む培地を用いる以外は実施例２と同様に行った。結果を表２に示す。
【００６８】
【実施例６】
実施例２において、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの代わりにフタル酸ジエチルエステル５００ｍｇ／Ｌを含む培地を用いる以外は実施例２と同様に行った。結果を表２に示す。
【００６９】
【実施例７】
実施例２において、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの代わりにフタル酸ジ（ｎ−プロピル）エステル５００ｍｇ／Ｌを含む培地を用いる以外は実施例２と同様に行った。結果を表２に示す
【００７０】
【参考例１〜６】
実施例２〜７において、アルトロバクターＣ１株とロドコッカス・ノカルディアＥ１株の混合菌の代わりにアルトロバクターＣ１株のみを用いる以外は実施例２〜７と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００７１】
【参考例７〜１２】
実施例２〜７において、アルトロバクターＣ１株とロドコッカス・ノカルディアＥ１株の混合菌の代わりにロドコッカス・ノカルディアＥ１株のみを用いる以外は実施例２〜７と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００７２】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例でフタル酸エステルの分解試験を行った装置の模式図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、フタル酸エステルを分解する方法、およびフタル酸エステルを含む廃水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる環境ホルモンは、動物の性転換や精子密度の減少等の生殖器官形成の異常を生じせしめる内分泌撹乱活性を有する物質であり、人体への悪影響が深刻な問題となっている。フタル酸エステルは、内分泌撹乱活性を示す環境ホルモンとしての疑いが持たれているため、その分解、除去は重要な課題となっている。
【０００３】
フタル酸エステルはプラスチックの可塑剤として広く使用されている。工場または生活廃水に混入したフタル酸エステルを分解、除去するには工場や下水処理場の活性汚泥としてフタル酸を分解する能力のある微生物を用いて分解・除去することが好ましい。
【０００４】
従来、微生物によりフタル酸エステルを分解する能力のある微生物としてはいくつか報告されている。
【０００５】
【非特許文献１】微生物の分離法、６６３−６７３、Ｒ＆Ｄプランニング．（１９８６）
【非特許文献２】Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．，１８３（１２），３６８９−７０３（２００１）
【特許文献１】特開２００１−１２０２５８号
【特許文献２】特開２００２−１４２７５４号
【０００６】
非特許文献１には、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリス（Ｒｈｏｄｏｃｃｏｃｕｓ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｅｒｙｔｈｒｏｐｏｌｉｓ）、ロドコッカス・ノカルディア・レストリクタ（Ｒｈｏｄｏｃｃｏｃｕｓ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｒｅｓｔｒｉｃｔａ）、コリネバクテリウム属（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）、シュードモナス・フルオレセンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）、シュードモナス・プチダ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｐｕｔｉｄａ）、バークホルデリア・シュードモナス・セバシア（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｃｅｐａｃｉａ）、デルフチア・シュードモナス・アシドボランス（Ｄｅｌｆｔｉａ Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｃｉｄｏｖｏｒａｎｓ）、エロモナス（Ａｅｒｏｍｏｎａｓ）属に属する微生物がフタル酸エステルを分解する能力を有することが報告されている。非特許文献２にはアルトロバクター・ケイセリ（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ ｋｅｙｓｅｒｉ）がフタル酸エステルを分解する能力を有することが報告されている。特許文献１及び特許文献２にもフタル酸エステルを分解する能力を有することが開示されている。
【０００７】
しかしながら、これらの文献に報告されている微生物が分解しうるフタル酸エステルは、フタル酸ジメチルエステル、フタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステル、あるいはフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル等のフタル酸と直鎖または分岐鎖のアルコールとのエステルであって、環境省がホルモン戦略計画“ＳＰＥＥＤ ９８”において「優先してリスク評価に取り組むべき化学物質」として定めている化学物質の一つである、フタル酸ジ（シクロヘキシル）エステルのような環状構造を有するアルコールとフタル酸とのエステルであるフタル酸シクロアルキルエステルを分解できる微生物については報告されていない。
【０００８】
本発明者らはフタル酸シクロアルキルエステルを分解しうる微生物、アルトロバクター属に属する微生物がフタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力のあることを見出し、別に提案している。しかし、このアルトロバクター属に属する菌は基質特異性がありこの菌単独ではフタル酸エステルの全種類を分解することができないことが判明した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、フタル酸シクロアルキルエステルとフタル酸直鎖アルキル及び／又は分岐アルキルエステルとを同時に分解させる方法を提供することにある。本発明の別の課題は、フタル酸シクロアルキルエステルとフタル酸直鎖アルキル及び／又は分岐アルキルエステルを含む廃水を分解・処理する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行なった結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明はフタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸２−エチルヘキシルエステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いることを特徴とするフタル酸エステルの分解方法である。
【００１１】
アルトロバクター属に属する微生物は、アルトロバクターＣ１株であることが好ましい。
【００１２】
ロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物は、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスであることが好ましい。
【００１３】
上記フタル酸エステルはフタル酸直鎖および／または分岐鎖アルキルエステルと、フタル酸シクロアルキルエステルとを含有するフタル酸エステル類であることが好ましい。
【００１４】
フタル酸分岐鎖アルキルエステルはフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルであることが好ましい。
【００１５】
フタル酸シクロアルキルエステルはフタル酸ジ（シクロヘキシル）エステルであることが好ましい。
【００１６】
フタル酸直鎖アルキルエステルはフタル酸ジエチルエステル及び／またはフタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステルであることが好ましい。
【００１７】
本発明の他の発明は、フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いることを特徴とするフタル酸エステルを含む廃水の処理方法である。
【００１８】
アルトロバクター属に属する微生物がアルトロバクターＣ１株であることが好ましい。
【００１９】
ロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物は、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスであることが好ましい。
【００２０】
フタル酸エステルはフタル酸直鎖および／または分岐鎖アルキルエステル、及びフタル酸シクロアルキルエステルであることが好ましい。
【００２１】
フタル酸分岐鎖アルキルエステルはフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルであることが好ましい。
【００２２】
フタル酸シクロアルキルエステルはフタル酸ジ（シクロヘキシル）エステルであることが好ましい。
【００２３】
フタル酸直鎖アルキルエステルはフタル酸ジエチル及び／またはフタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステルであることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いることを特徴とするフタル酸エステルの分解方法である。
【００２５】
本発明の分解方法では少なくとも２種類の微生物を用いる。１種類目の微生物は、フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物である。被検微生物がフタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するか否かは、本明細書の実施例に具体的に説明した方法により、当業者は容易に確認することができる。また、アルトロバクター属に属するか否かは、微生物分類学の分野において通常用いられる手法に従って当業者が容易に確認できる。
【００２６】
本発明の方法で用いることのできるフタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物のうち好ましく用いられる微生物は、本発明者らがスクリ−ニングしたアルトロバクターＣ１株、あるいはアルトロバクター・ケイセリである。これらのうちではアルトロバクターＣ１株が特にフタル酸シクロアルキルエステル分解能が優れている。本発明の方法で用いることのできるアルトロバクターＣ１株は、フタル酸シクロアルキルエステルを含む規定培地中で３０℃にて３０時間培養した場合、フタル酸シクロアルキルエステルの８０％以上を分解し、好ましくは９０％以上を分解し、より好ましくは９５％以上を分解し、そして最も好ましくは１００％を分解することが出来る。
【００２７】
本発明で好ましく用いることのできるアルトロバクター Ｃ１株は、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター（日本国茨城県つくば市東１−１−１中央第６）に平成１５年１月１６日付けで受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１９１８６として寄託されている。
【００２８】
本発明の方法で好ましく用いることのできるフタル酸シクロアルキルエステル分解能を有するアルトロバクター属に属する微生物は、フタル酸シクロアルキルエステル分解能を保持している限り、上記Ｃ１株に変異誘発処理を行うことにより得られるか、または天然に変異を受けた誘導体であってもよい。そのような変異誘発処理は当該分野で周知であり、そのような変異誘発処理を行うための変異原としては、α線、β線、γ線およびＸ線のような物理的変異原、ならびにニトロソグアニジンおよびベンゾピレンのような化学的変異原が挙げられる。
【００２９】
本発明の方法で用いる２種類の微生物のうちの２つ目の微生物は、フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物である。被検微生物がフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するか否かは、本明細書の実施例に具体的に説明した方法により、当業者は容易に確認することができる。また、ロドコッカス・ノカルディア属に属するか否かは、微生物分類学の分野において通常用いられる手法に従って当業者が容易に確認できる。
【００３０】
本発明の方法で用いることのできるフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物のうち好ましく用いられる微生物は、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスである。
【００３１】
本発明の方法で好ましく用いることのできるロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリス株は、フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル分解能を保持している限り、寄託されている原菌株を変異誘発処理することにより得られるか、または天然に変異を受けた誘導体であってもよい。そのような変異誘発処理は当該分野で周知であり、そのような変異誘発処理を行うための変異原としては、α線、β線、γ線およびＸ線のような物理的変異原、ならびにニトロソグアニジンおよびベンゾピレンのような化学的変異原が挙げられる。
【００３２】
本明細書における「フタル酸エステル」とは、以下の式に示す構造を有する化合物をいう。
【００３３】
【化１】
【００３４】
本明細書において特に限定しない限り、アルキル基は、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基であり、直鎖、分岐鎖状または環状、及びそれらの組み合わせからなるアルキル基を包含する。シクロアルキル基とは、脂環状構造を有するアルキル基のことであり、環上には１又は２個以上の直鎖、分岐鎖状、または環状のアルキル基を有していてもよい。シクロアルキル基の炭素数は、好ましくは５〜２０個である。
【００３５】
直鎖アルキル基の例としては、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−へプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デセニル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基などを挙げることができる。
【００３６】
フタル酸直鎖アルキルエステルの例としては、フタル酸モノメチルエステル、フタル酸モノエチルエステル、フタル酸モノ（ｎ−プロピル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ブチル）エステル、フタル酸モノ−ｎ−ペンチル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ヘキシル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−へプチル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−オクチル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ノニル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−デシル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ウンデシル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ドデシル）エステル、フタル酸ジメチルエステル、フタル酸ジエチルエステル、フタル酸ジ（ｎ−プロピル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ペンチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ヘキシル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−へプチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−オクチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ノニル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−デシル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ウンデシル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ドデシル）エステル等を挙げることが出来る。本発明ではこれらの中では、フタル酸ジエチルエステル、フタル酸ジ（ｎ―プロピル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステルが好ましい。
【００３７】
分岐鎖アルキル基の例としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、２−メチルブチル基、３−メチルブチル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、４−メチルペンチル基、３−エチルペンチル基、２−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、４−メチルヘキシル基、５−メチルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、３−エチルヘキシル基、４−エチルヘキシル基、５−エチルヘキシル基、２−メチルヘプチル基、３−メチルヘプチル基、４−メチルヘプチル基、５−メチルヘプチル基、６−メチルヘプチル基、２−エチルヘキシル基、３−エチルヘプチル基、４−エチルヘプチル基、５−エチルヘプチル基、６−エチルヘプチル基、２−メチルオクチル基、３−メチルオクチル基、４−メチルオクチル基、５−メチルオクチル基、６−メチルオクチル基、７−メチルオクチル基、２−エチルヘキシル基、３−エチルオクチル基、４−エチルオクチル基、５−エチルオクチル基、６−エチルオクチル基、７−エチルオクチル基などを挙げることができる。本発明では、これらの中では特に２−エチルヘキシル基を対象とする。
【００３８】
フタル酸の分岐鎖アルキルエステルの具体例としては、例えば、フタル酸モノ（イソプロピル）エステル、フタル酸モノ（イソブチル）エステル、フタル酸モノ（２−メチルペンチル）エステル、フタル酸モノ（２−メチルヘキシル）エステル、フタル酸モノ（２−メチルへプチル）エステル、フタル酸モノ（２−メチルオクチル）エステル、フタル酸モノ（２−エチルペンチル）エステル、フタル酸モノ（２−エチルヘキシル）エステル、フタル酸モノ（２−エチルへプチル）エステル、フタル酸モノ（２−エチルオクチル）エステル、フタル酸ジ（イソプロピル）エステル、フタル酸ジ（イソブチル）エステル、フタル酸ジ（２−メチルペンチル）エステル、フタル酸ジ（２−メチルヘキシル）エステル、フタル酸ジ（２−メチルへプチル）エステル、フタル酸ジ（２−メチルオクチル）エステル、フタル酸ジ（２−エチルペンチル）エステル、フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル、フタル酸ジ（２−エチルへプチル）エステル、フタル酸ジ（２−エチルオクチル）エステル等を挙げることが出来る。これらの中では特にフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルが好ましい。
【００３９】
本明細書におけるシクロアルキル基の例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、メチルシクロペンチル基、ｎ−プロピルシクロペンチル基、イソプロピルシクロペンチル基、ｎ−ブチルシクロペンチル基、イソブチルシクロペンチル基、ｔｅｒｔ−ブチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、ｎ−プロピルシクロヘキシル基、イソプロピルシクロヘキシル基、ｎ−ブチルシクロヘキシル基、イソブチルシクロヘキシル基、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、ｎ−プロピルシクロヘプチル基、イソプロピルシクロヘプチル基、ｎ−ブチルシクロヘプチル基、イソブチルシクロヘプチル基、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘプチル基、メチルシクロオクチル基、ｎ−プロピルシクロオクチル基、イソプロピルシクロオクチル基、ｎ−ブチルシクロオクチル基、イソブチルシクロオクチル基、ｔｅｒｔ−ブチルシクロオクチル基等を挙げることができる。これらの中では、シクロヘキシル基が好ましい。
【００４０】
フタル酸シクロアルキルエステルの例としては、フタル酸モノ（シクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（シクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（シクロヘプチル）エステル、フタル酸モノ（シクロオクチル）エステル、フタル酸モノ（シクロノニル）エステル、フタル酸モノ（シクロデシル）エステル、フタル酸モノ（シクロウンデシル）エステル、フタル酸モノ（シクロドデシル）エステル、フタル酸モノ（メチルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−プロピルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（イソプロピルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（イソブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（ｔｅｒｔ−ブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸モノ（メチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−プロピルシクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（イソプロピルシクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（ｎ−ブチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（イソブチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸モノ（ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（ノシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（シクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（シクロヘプチル）エステル、フタル酸ジ（シクロオクチル）エステル、フタル酸ジ（シクロノニル）エステル、フタル酸ジ（シクロデシル）エステル、フタル酸ジ（シクロウンデシル）エステル、フタル酸ジ（シクロドデシル）エステル、フタル酸ジ（メチルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−プロピルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（イソプロピルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（イソブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（ｔｅｒｔ−ブチルシクロペンチル）エステル、フタル酸ジ（メチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−プロピルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（イソプロピルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（ｎ−ブチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（イソブチルシクロヘキシル）エステル、フタル酸ジ（ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル）エステル等を挙げることができる。本発明は、これらのフタル酸シクロアルキルエステルの中では特にフタル酸ジ（シクロヘキシル）エステルを対象とする。
【００４１】
本発明のフタル酸エステルを分解する方法においては、上記のフタル酸エステルを含む培地、好ましくは規定培地で、上記の少なくとも２種類の微生物を用いて好気性条件で培養することによって達成できる。
【００４２】
本明細書中で用いられる「規定培地」とは、基質以外の構成成分が全て規定されている培地をいう。規定培地は、一般的な微生物の培地であり得る。例えば、Ｍ９培地、普通ブイヨン培地、ハートインフュジョン培地、トリプトソイブイヨン培地、ツァペックドックス氏培地、ＮＢ培地などの培地であり得る。
【００４３】
普通ブイヨン培地は、水を溶媒として、培地１リットルあたり、肉エキス３ｇ、ペプトン１０ｇ、および塩化ナトリウム５ｇを含み、ｐＨが７．０に調整された培地である。ハートインフュジョン培地は、水を溶媒として、培地１リットルあたり、ウシ心臓滲出液５００ｇ、ペプトン１０ｇ、および塩化ナトリウム５ｇを含み、ｐＨが７．４に調整された培地である。トリプトソイブイヨン培地は、水を溶媒として、培地１リットルあたり、トリプトン１７ｇ、ソイペプトン３ｇ、ブドウ糖２．５ｇ、および塩化ナトリウム５ｇを含み、ｐＨが７．３に調整された培地である。ツァペックドックス氏培地は、水を溶媒として、培地１リットルあたり、ショ糖 ３０ｇ、Ｋ２ＨＰＯ４ １ｇ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ ０．５ｇ、ＫＣＬ ０．５ｇ、ＮａＮＯ３ ２ｇ、およびＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ ０．０１ｇを含み、ｐＨが５．６に調整された培地である。ＮＢ培地は、水を溶媒として、培地１リットルあたり、肉エキス３ｇ、ポリペプトン５ｇ、酵母エキス２ｇ、および塩化ナトリウム２ｇを含み、ｐＨが７．０に調整された培地である。
【００４４】
本発明のフタル酸エステルを分解する方法では、まず微生物の培養に適切な培養液を調製する。次いで、この培養液に、上記したフタル酸シクロアルキルエステルを分解させる能力を有する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解しうる微生物を添加する。添加する微生物は、予め前培養を行ってもよいし、そうでなくともよい。予め前培養を行うことが好ましい。培養液に添加する微生物の量は、適切に選択され得るが、通常、培養液１ｍＬあたり約１０３〜１０９個、好ましくは約１０４〜１０８個、より好ましくは約１０６〜１０８個である。
【００４５】
フタル酸エステルを含む培養液に、フタル酸シクロアルキルエステルを分解させる能力を有する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有する微生物とを添加した後、この培養液を、約１０℃〜約４５℃、好ましくは約２０℃〜約４０℃、最も好ましくは約３０℃にて培養し、フタル酸エステルを分解する。
【００４６】
培養・分解を行う際には、培養液を攪拌してもよいし、攪拌しなくともよい。好ましくは、培養液を攪拌しながら培養を行う。好気性条件を保つために、培養液に空気、あるいは酸素を吹き込みながら培養することが好ましい。
【００４７】
本発明はまた、フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いることを特徴とするフタル酸エステルを含む廃水の処理方法に係わる。
【００４８】
フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物としては、上記した本発明のアルトロバクターＣ１株、あるいはアルトロバクター・ケイセリを用いることが好ましい。これらの中では本発明のアルトロバクターＣ１株を用いることが好ましい。
【００４９】
本発明の廃水の処理方法で用いることのできるフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物のうち好ましく用いられる微生物は、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスである。
【００５０】
本発明の廃水の処理方法では、上記フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを、フタル酸エステル、好ましくは上記フタル酸直鎖アルキルエステルおよび／または分岐鎖アルキルエステルと、フタル酸シクロアルキルエステルとを含有するフタル酸エステル類を含む廃水中で、好気性条件で培養することによって達成できる。
【００５１】
本発明の廃水の処理方法では、これらのフタル酸エステルの混合物を含有した廃水にフタル酸シクロアルキルエステルを分解させる能力を有する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有する微生物を添加した後、この混合液、またはこれらの混合菌を含んだ活性汚泥含有廃水を、約１０℃〜約４５℃、好ましくは約２０℃〜約４０℃、最も好ましくは約３０℃にて処理することにより廃水中のフタル酸エステルを分解・処理する。
【００５２】
廃水の処理を行う際には、混合液、あるいは活性汚泥を含んだ廃水は攪拌してもよいし、攪拌しなくともよい。好ましくは、混合液を攪拌しながら培養を行う。好気性条件を保つために、混合液に空気、あるいは酸素を吹き込みながら処理を行うことが好ましい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、フタル酸シクロアルキルエステル、フタル酸直鎖アルキルエステル、及びフタル酸分岐鎖アルキルエステルを一挙に分解させることが出来る。また、本発明によれば、フタル酸シクロアルキルエステル、フタル酸直鎖アルキルエステル及びフタル酸分岐鎖アルキルエステルを含む廃水からフタル酸エステルを一挙に分解・処理することができる。
【００５４】
本発明のフタル酸エステルの分解方法、あるいは廃水の処理方法は、好ましくはプラスチックの可塑剤を大量に用いる軟質塩化ビニルシート製造工場か、そのような軟質塩化ビニルを大量に使用する自動車部品工場の廃水処理施設、あるいは生活廃水に混入したフタル酸エステルを分解、除去するための下水処理施設で採用することができる。
【００５５】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明につき詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例になんら制限されるものではない。
【００５６】
【実施例１】
《用いた微生物のスクリーニング》
フタル酸シクロアルキルエステル分解菌とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル分解菌の２つの微生物は次のようにして活性汚泥からスクリーニングして用いた。
【００５７】
《フタル酸シクロアルキルエステル分解菌の濃縮》
下水場の活性汚泥サンプルを図１の実容積３Ｌの好気性処理装置に添加し、フタル酸ジ（シクロヘキシル）エステル（以下「ＤＣＨＰ」という。）を１ｇ／Ｌ含む表１の組成の合成廃水を３０℃、通気量１ｖｖｍの条件下で１．２Ｌ／日の流量で供給することによりＤＣＨＰ分解微生物の濃縮を行った。
【００５８】
【表１】
《ＤＣＨＰ分解菌の単離》
上記ＤＣＨＰ含有合成廃水を供給している槽内液からフタル酸シクロアルキルエステル分解微生物の単離を試みた。すなわち、上記ＤＣＨＰ含有合成廃水からフタル酸寒天培地とフタル酸エステル液体培地での培養を繰り返すことによりＤＣＨＰを唯一の炭素源として生育を示すＣ１株を単離した。
【００６０】
《ＤＣＨＰ分解微生物の同定》
上記方法で得られた株の種を同定するために、Ｃ１株の形態観察および１６Ｓｒ−ＤＮＡの塩基配列に基づく系統解析を行った。その結果、Ｃ１株はアルトロバクター属に分類され、最近縁種はアルトロバクター・ケイセリ（相同性９９％）であった。
【００６１】
《フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル分解菌の濃縮》
下水場の活性汚泥サンプルを図１の実容積３Ｌの好気性処理装置に添加し、フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル（以下「ＤＥＨＰ」という。）を１ｇ／Ｌ含む表１の組成の合成廃水を、３０℃、通気量１ｖｖｍの条件下で１．２Ｌ／日の流量で供給することによりＤＥＨＰ分解微生物の濃縮を行った。
【００６２】
《ＤＥＨＰ分解菌の単離》
上記ＤＥＨＰ含有合成廃水を供給している槽内液からＤＥＨＰ分解微生物の単離を試みた。すなわち、上記ＤＥＨＰ含有合成廃水からフタル酸寒天培地とフタル酸エステル液体培地での培養を繰り返すことによりＤＥＨＰを唯一の炭素源として生育を示すＥ１株を単離した。
【００６３】
《ＤＥＨＰ分解微生物の同定》
上記方法で得られた株の種を同定するために、Ｅ１株の形態観察および１６Ｓｒ−ＤＮＡの塩基配列に基づく系統解析を行った。その結果、Ｅ１株はロドコッカス・ノカルディア属に分類され、ロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスに属すると見なされた。
【００６４】
【実施例２】
《アルトロバクターＣ１株とロドコッカス・ノカルディアＥ１株の混合菌のフタル酸エステル分解性能》
フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステル５００ｍｇ／Ｌを含む表１の無機塩培地１０ｍＬを用いて混合菌を７２時間振盪培養した。培養を停止し、培養液中のフタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの量とＴＯＣ（全有機炭素）濃度を測定した。その結果、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルはほぼ完全に酸化分解されていた。
【００６５】
【実施例３】
実施例２において、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの代わりにフタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステル５００ｍｇ／Ｌを含む培地を用いる以外は実施例２と同様に行った。結果を表２に示す。
【００６６】
【実施例４】
実施例２において、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの代わりにフタル酸ジ（シクロヘキシル）エステル５００ｍｇ／Ｌを含む培地を用いる以外は実施例２と同様に行った。結果を表２に示す。
【００６７】
【実施例５】
実施例２において、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの代わりにフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル５００ｍｇ／Ｌを含む培地を用いる以外は実施例２と同様に行った。結果を表２に示す。
【００６８】
【実施例６】
実施例２において、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの代わりにフタル酸ジエチルエステル５００ｍｇ／Ｌを含む培地を用いる以外は実施例２と同様に行った。結果を表２に示す。
【００６９】
【実施例７】
実施例２において、フタル酸（ｎ−ブチルベンジル）エステルの代わりにフタル酸ジ（ｎ−プロピル）エステル５００ｍｇ／Ｌを含む培地を用いる以外は実施例２と同様に行った。結果を表２に示す
【００７０】
【参考例１〜６】
実施例２〜７において、アルトロバクターＣ１株とロドコッカス・ノカルディアＥ１株の混合菌の代わりにアルトロバクターＣ１株のみを用いる以外は実施例２〜７と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００７１】
【参考例７〜１２】
実施例２〜７において、アルトロバクターＣ１株とロドコッカス・ノカルディアＥ１株の混合菌の代わりにロドコッカス・ノカルディアＥ１株のみを用いる以外は実施例２〜７と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００７２】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例でフタル酸エステルの分解試験を行った装置の模式図である。
Claims (14)
- フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いることを特徴とするフタル酸エステルの分解方法。
- アルトロバクター属に属する微生物がアルトロバクターＣ１株（受託番号ＦＥＲＭＰ−１９１８６）であることを特徴とする請求項１のフタル酸エステルの分解方法。
- ロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物がロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスであることを特徴とする請求項１〜２のフタル酸エステルの分解方法。
- フタル酸エステルがフタル酸直鎖および／または分岐鎖アルキルエステル、及びフタル酸シクロアルキルエステルを含有するフタル酸エステル類であることを特徴とする請求項１〜３のフタル酸エステルの分解方法。
- フタル酸分岐鎖アルキルエステルがフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルであることを特徴とする請求項４のフタル酸エステルの分解方法。
- フタル酸シクロアルキルエステルがフタル酸ジ（シクロヘキシル）エステルであることを特徴とする請求項４〜５記載のフタル酸エステルの分解方法。
- フタル酸直鎖アルキルエステルがフタル酸ジエチルエステル及び／またはフタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステルであることを特徴とする請求項４〜６記載のフタル酸エステルの分解方法。
- フタル酸シクロアルキルエステルを分解する能力を有するアルトロバクター属に属する微生物とフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルを分解する能力を有するロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物とを用いることを特徴とするフタル酸エステルを含む廃水の処理方法。
- アルトロバクター属に属する微生物がアルトロバクターＣ１株であることを特徴とする請求項８記載のフタル酸エステルを含む廃水の処理方法。
- ロドコッカス・ノカルディア属に属する微生物がロドコッカス・ノカルディア・エリスロポリスであることを特徴とする請求項８〜９のフタル酸エステルを含む廃水の処理方法。
- フタル酸エステルがフタル酸直鎖および／または分岐鎖アルキルエステル、及びフタル酸シクロアルキルエステルを含有するフタル酸エステル類であることを特徴とする請求項８〜１０のフタル酸エステルを含む廃水の処理方法。
- フタル酸分岐鎖アルキルエステルがフタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステルであることを特徴とする請求項１１のフタル酸エステルを含む廃水の処理方法。
- フタル酸シクロアルキルエステルがフタル酸ジ（シクロヘキシル）エステルであることを特徴とする請求項１１記載のフタル酸エステルを含む廃水の処理方法。
- フタル酸直鎖アルキルエステルがフタル酸ジエチルエステル及び／またはフタル酸ジ（ｎ−ブチル）エステルであることを特徴とする請求項１１記載のフタル酸エステルを含む廃水の処理方法。
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| WO2006136173A2 (en) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Danmarks Tekniske Universitet | Anaerobic microbial degradation of phthalic acid esters |
| RU2465210C1 (ru) * | 2011-05-25 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет" (ТГУ) | Способ очистки воды от эфиров фталевой кислоты |
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2003
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| WO2006136173A3 (en) * | 2005-06-24 | 2007-07-05 | Univ Danmarks Tekniske | Anaerobic microbial degradation of phthalic acid esters |
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