JP2004305110A - ビスフェノールａの分解方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ビスフェノールＡの分解能を有する微生物と活性炭を用いて水中のビスフェノールＡを工業的に効率良く分解する方法を提供する。
【解決手段】ビスフェノールＡを含む水溶液のビスフェノールＡを活性炭に吸着させ、当該活性炭とビスフェノールＡを分解可能なスフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）属の微生物とを接触させることにより、当該活性炭に吸着したビスフェノールＡを分解させることを特徴とするビスフェノールＡの分解方法。
【選択図】 なし
【解決手段】ビスフェノールＡを含む水溶液のビスフェノールＡを活性炭に吸着させ、当該活性炭とビスフェノールＡを分解可能なスフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）属の微生物とを接触させることにより、当該活性炭に吸着したビスフェノールＡを分解させることを特徴とするビスフェノールＡの分解方法。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビスフェノールＡの分解能を有する微生物と活性炭を用いてビスフェノールＡを分解する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビスフェノールＡはエポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、不飽和ポリエステル、難燃剤、抗酸化剤、防かび剤、染料、ゴム、感熱紙等の原料として産業界で広く使用されている。
【０００３】
一方、最近ビスフェノールＡは、環境問題として問題視されるようになり環境省や国土交通省のモニタリングの結果、全国の河川や海域においてビスフェノールＡが微量ながら検出されたとの報告がなされている。しかしながら、その排出源は定かでなく、その調査が現在続けられている。
【０００４】
このような状況下、ビスフェノールＡの排出源が特定された場合にはビスフェノールＡを含有した廃水の処理が必要となる。
【０００５】
これらに対する従来からの一般的対策としては、活性汚泥法、活性炭吸着法、ＵＶ照射法、オゾン処理法或いはこれらを組み合わせる方法が考えられる。
【０００６】
しかしながら、活性汚泥法、ＵＶ照射法、オゾン処理法の方法はビスフェノールＡの希薄な廃水を多量に処理する場合、その処理効率、処理施設の規模において工業的に使用するには多くの制限がある。また、活性炭吸着法は一般的によく使用される方法であるが、長時間使用すると活性炭が破過し、再生処理が必要な点からもコスト高になる難点がある。
【０００７】
ビスフェノールＡの分解菌としては、未同定のＭＶ１株（非特許文献１参照）、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎｕｓ ｐａｕｃｉｍｏｂｉｌｉｓ（非特許文献２参照）、Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｓｐ． ＡＯ−１ 株（ＦＥＲＭ Ｐ１７７９４；特許文献１参照）、Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ（ＦＥＲＭ Ｐ−１７９１９、Ｐ−１７９２０；特許文献２参照）、（ＦＥＲＭ Ｐ−１８３５４、Ｐ−１８３５５；特願２００１−２１７８３０号参照）などが挙げられる。
【０００８】
【非特許文献１】
Ａｐｐｌｉｅｄ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ、５８：１８２３−１８３１、１９９２
【非特許文献２】
Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｂｉｏｌｏｇｙ、３１：２０３−２１２、１９９５
【特許文献１】
特開２００２−２６２号公報
【特許文献２】
特開２００２−１４２７５７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の問題点を解消する為、ビスフェノールＡの分解能を有する微生物と活性炭を用いて水中のビスフェノールＡを工業的に効率良く分解する方法を提供しようとするものである。
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成するために種々検討を重ねた結果、ある種のビスフェノールＡの分解微生物を河川または海水中より単離することに成功し、該微生物と活性炭を用いてビスフェノールＡを効率良く分解することが出来ることを究明した。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かくして本発明によれば、ビスフェノールＡを含む水溶液のビスフェノールＡを活性炭に吸着させ、当該活性炭とビスフェノールＡを分解可能なスフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）属の微生物とを接触させることにより、当該活性炭に吸着したビスフェノールＡを分解させることを特徴とするビスフェノールＡの分解方法が提供される。
【００１２】
上記ビスフェノールＡの分解能を有する微生物としては、スフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）属である微生物であり、中でもスフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）である微生物であり、具体例としては工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１８３５４、Ｐ−１８３５５、Ｐ−１７９１９、Ｐ−１７９２０を有する微生物である。なお、ＦＥＲＭ Ｐ−１８３５４およびＰ−１８３５５は河川水から採取した微生物であり、ＦＥＲＭ Ｐ−１７９１９およびＰ−１７９２０は海水から採取した微生物である。
【００１３】
また、上記微生物と共生してビスフェノールＡの分解能を促進させる効能を有する微生物として以下の様なものを使用してもよい。例えば、シュウドモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属である微生物であり、中でもシュウドモナス フルオレッセンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）およびシュウドモナス シュウドアルカリゲネス（Ｐｓｅ ｕｄｏｍｏｎａｓ ｐｓｅｕｄｏａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）よりなる群から選択された少なくとも１つの微生物であり、具体的には、上記シュウドモナス フルオレッセンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）としては工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１７９２１を有する微生物が、上記シュウドモナス シュウドアルカリゲネス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｐｓｅｕｄｏａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）としては工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１７９２２を有する微生物が挙げられる。
【００１４】
また、アクアスピリラム（Ａｑｕａｓｐｉｒｉｌｌｕｍ）属であり、中でもアクアスピリラム ペレグリナム（Ａｑｕａｓｐｉｒｉｌｌｕｍ ｐｅｒｅｇｒｉｎｕｍ）である微生物であり、特に該アクアスピリラム ペレグリナム（Ａｑｕａｓｐｉｒｉｌｌｕｍ ｐｅｒｅｇｒｉｎｕｍ）が、工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１７９２３を有する微生物が挙げられる。
【００１５】
上記活性炭とは、大きな比表面積と吸着能力をもつ多孔質炭素質物質であり、木材、木炭、椰子がらなどの植物系、褐炭、泥炭、石炭チャーなどの鉱物系、その他の原料から製造されたものが使用できる。
【００１６】
また本発明は、活性炭を用いて、ビスフェノールＡを含有する可能性のある好ましくは塩濃度０．０００１〜２０％の水溶液を処理するビスフェノールＡの分解方法である。ここで、塩濃度０．０００１〜２０％の水溶液とは水中にＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＭｇＣｌ２、ＭｇＳＯ４、ＭｇＢｒ２、Ｋ２ＳＯ４、ＣａＳＯ３、ＣａＳＯ４などの無機塩を総重量％含む水溶液のことである。
【００１７】
本発明で見出された活性炭を用いてビスフェノールＡを分解する方法としては、従来行われている方法が応用できる。即ち処理槽の処理水に微生物と活性炭を加え、撹拌或いは曝気等を行ないビスフェノールＡを活性炭に吸着、微生物と接触させる回分式および連続回分式法、活性炭に微生物を固定化した後、これを処理槽に浮遊させ菌濃度を高めて処理する包括固定化法、活性炭を濾材とし表面に微生物を担持させることにより高い菌濃度を維持しながらビスフェノールＡを吸着、分解する生物濾過方法などの方法を採用することができ、工業的には生物濾過法が好ましい。
【００１８】
具体的な方法としては、ビスフェノールＡを含有する水溶液を、微生物を担持させた活性炭層に連続的に接触させる方法（活性炭層を設けた処理槽は、１槽あるいは２槽以上を切り替えて使用してもよい）やビスフェノールＡを含有する水溶液を、活性炭層を設けた処理槽を２槽以上用い、或る処理槽に通水しビスフェノールＡを吸着させ、次いで別の槽に切り替えて連続的に通水し活性炭層と接触させ、その間ビスフェノールＡを吸着した活性炭層と微生物または微生物含有液とを接触させてビスフェノールＡを分解し、処理槽を繰り返し使用する方法等が挙げられる。
【００１９】
また、活性炭は吸着したビスフェノールＡを微生物により完全に水と二酸化炭素に分解することが出来るため活性炭の再生が可能である。よって活性炭は破過する事無く半永久的に使用することが出来る。
【００２０】
処理水の塩濃度は０．０００１〜２０％の範囲が好ましく、０．００１〜１０％の範囲がより好ましい。さらに、海水から採取した菌を使用する場合０．０００１〜１０％の水溶液、河川水から採取した菌を使用する場合は０．０００１〜２％の水溶液が好ましい。
【００２１】
処理水に含まれるビスフェノールＡの濃度は飽和溶解度以下の水溶液が処理でき、好ましくは２ｐｐｂ〜３００ｐｐｍの水溶液が好ましい。さらにビスフェノールＡが析出しているような飽和水溶液に関しても分解処理可能である。
【００２２】
また、微生物の活性を高める為、有機性の栄養源を使用することができる。有機性の栄養源としてはペプトンまたはこれと肉エキス、酵母エキス、ビタミン混合物（Ｖ．Ｍｉｘ）、ピロロキノリンキノン（ＰＱＱ）とを組み合わせて使用することができる。
【００２３】
表１に本発明で使用される菌の菌学的性質を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
以上の菌学性質等により微生物は、スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）と同定されており、前述したスフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）はビスフェノールＡを分解する性質を有している（特開２００２−１４２７５７、特願２００１−２１７８３０参照）。
【００２６】
スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−７、ＢＰ−１６は、海中から採取した菌を、ビスフェノールＡを炭素源として含む、下表２に示す培地で振とう培養し、数回の植継を繰り返して、炭素源がビスフェノールＡのみの培地で生育可能な菌のみを選別後、海水栄養寒天平板培地（表２培地に寒天１．５％添加して滅菌後シャーレに入れて固まらせた培地）によるコロニー形成と振とう培養を数回繰り返して単離することにより得られる。
【００２７】
【表２】
【００２８】
スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−１１Ｒ、ＢＰ−２１Ｒは、河川水から採取した菌を、ビスフェノールＡを炭素源として含む、下表３に示す培地で振とう培養し、数回の植継を繰り返して、炭素源がビスフェノールＡのみの培地で生育可能な菌のみを選別後、ＢＰＡ−ＹＥ寒天平板培地（表３培地に寒天１．５％添加して滅菌後シャーレに入れて固まらせた培地）によるコロニー形成と振とう培養を数回繰り返して単離することにより得られる。
【００２９】
【表３】
【００３０】
スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）を培養するための培地成分としては、上記表２および表３の組成を有するものが好ましく例示されるが、例えば炭素源としてブドウ糖、Ｌ−アラビノース、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン、マルトース、グルコン酸カリウム、ｄｌ−リンゴ酸、クエン酸ナトリウム、澱粉、デキストリン、セルロース等を、また窒素源としてカゼイン、大豆蛋白や各種蛋白加水分解物、ＮＨ４ＮＯ３、（ＮＨ４）２ＳＯ４等を用いても構わない。
【００３１】
また、温度、ｐＨなどの培養条件は微生物が生育できる条件を適宜選択すれば良い。
【００３２】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明する。
【００３３】
分解菌の集積培養および単離は特開２００２−１４２７５７、特願２００１−２１７８３０記載の方法に準じて行ない、スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−７（受託番号Ｐ−１７９１９）、ＢＰ−１６（受託番号Ｐ−１７９２０）、ＢＰ−１１Ｒ（受託番号Ｐ−１８３５４）、ＢＰ−２１Ｒ（受託番号Ｐ−１８３５５）の菌株を単離した。
【００３４】
分解菌ＢＰ−７、ＢＰ−１６は表４、分解菌ＢＰ−１１Ｒ、ＢＰ−２１Ｒは表５の培地を使用してビスフェノールＡの分解処理を行なった。
【００３５】
活性炭はＣａｒｂｏｎ Ａ（武田製白鷺ＣＷ５０−１）、粒径５０−１００μｍ（ヨウ素吸着性能９８０ｍｇ／ｇ、比表面積１００３ｍ２／ｇ、細孔容積０．５７９ｍｌ／ｇ、平均細孔直径２．３１ｎｍ）のものを用いた。
【００３６】
【表４】
【００３７】
【表５】
【００３８】
ビスフェノールＡの分解状況の評価は培養液を遠心分離機で、１００００ｒｐｍ、１０分間処理し、下記表６に示した条件で高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）によりビスフェノールＡの濃度を測定することにより判定した。
【００３９】
【表６】
【００４０】
［実施例１］
表４の培地１００ｍｌと活性炭（Ｃａｒｂｏｎ Ａ）１５０ｍｇを振とうフラスコ（５００ｍｌ）に入れて１日振とうし、吸着平衡化させた。滅菌処理後、菌株スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−７（受託番号Ｐ−１７９１９）とＢＰ−１６（受託番号Ｐ−１７９２０）をそれぞれ植菌した。２７℃で振とう培養し経時的にビスフェノールＡを測定した。
【００４１】
スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−７では、ビスフェノールＡは９４％が活性炭に吸着され、残りの遊離ビスフェノールＡ６％は、７時間でほぼ分解された。また、活性炭に吸着されたビスフェノールＡは培養３日目にほぼ分解された。一方スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−１６では、ビスフェノールＡは９４％が活性炭に吸着され、残りの遊離ビスフェノールＡ６％は、１０時間でほぼ分解された。また活性炭に吸着されたビスフェノールＡは培養４日目にほぼ分解された。
【００４２】
［実施例２］
表５の培地１００ｍｌと活性炭（Ｃａｒｂｏｎ Ａ）１００ｍｇを振とうフラスコ（５００ｍｌ）に入れて１日振とうし、吸着平衡化させた。滅菌処理後、菌株スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−１１Ｒ（受託番号Ｐ−１８３５４）とＢＰ−２１Ｒ（受託番号Ｐ−１８３５５）をそれぞれ植菌した。２７℃で振とう培養し経時的にビスフェノールＡを測定した。
【００４３】
スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−１１Ｒ、ＢＰ−２１Ｒともに、ビスフェノールＡは９４％が活性炭に吸着され、残りの遊離ビスフェノールＡ６％は、１０時間でほぼ完全に分解された。また活性炭に吸着されたビスフェノールＡは培養３日目にほぼ完全に分解された。
【００４４】
［実施例３］
菌株スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−１１Ｒ（受託番号Ｐ−１８３５４）を表５の培地（ただし、培地中のビスフェノールＡ濃度は０．０３％）２００ｍｌに植菌し、２７℃において６０時間振とう培養した。この培養液２００ｍｌに、あらかじめ滅菌した活性炭（カラムクロマト用：湿重量１．３ｇ）を添加し、２７℃において７．５時間振とうした。上澄み液をデカンテーションにより除去後、活性炭約１ｍｌをカラム（サイズ：φ０．７×２．６ｃｍ）に充填し、表５の培地（培地中のビスフェノールＡ濃度は０．０１％）を流量３０ｍｌ／ｈｒで連続的に流下し、カラム通過後の溶出液中ビスフェノールＡの濃度を経時的（１５分毎）に測定した。溶出液中ビスフェノールＡの濃度は８時間を経過した時点から上昇し始めた。
【００４５】
［比較例１］
実施例３において、菌株を添加していない表５の培地（ただしビスフェノールＡを含まない）２００ｍｌに、あらかじめ滅菌した活性炭（カラムクロマト用：湿重量１．３ｇ）を添加し、以下実施例３と同様の操作を行った。カラム通過後の溶出液中ビスフェノールＡの濃度を経時的（１５分毎）に測定した。溶出液中ビスフェノールＡの濃度は４．５時間を経過した時点から上昇し始めた。
【００４６】
【発明の効果】
本発明のスフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）属の微生物と活性炭を用いたビスフェノールＡの分解方法は優れた分解性能を示し、その奏する工業的効果格別である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビスフェノールＡの分解能を有する微生物と活性炭を用いてビスフェノールＡを分解する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビスフェノールＡはエポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、不飽和ポリエステル、難燃剤、抗酸化剤、防かび剤、染料、ゴム、感熱紙等の原料として産業界で広く使用されている。
【０００３】
一方、最近ビスフェノールＡは、環境問題として問題視されるようになり環境省や国土交通省のモニタリングの結果、全国の河川や海域においてビスフェノールＡが微量ながら検出されたとの報告がなされている。しかしながら、その排出源は定かでなく、その調査が現在続けられている。
【０００４】
このような状況下、ビスフェノールＡの排出源が特定された場合にはビスフェノールＡを含有した廃水の処理が必要となる。
【０００５】
これらに対する従来からの一般的対策としては、活性汚泥法、活性炭吸着法、ＵＶ照射法、オゾン処理法或いはこれらを組み合わせる方法が考えられる。
【０００６】
しかしながら、活性汚泥法、ＵＶ照射法、オゾン処理法の方法はビスフェノールＡの希薄な廃水を多量に処理する場合、その処理効率、処理施設の規模において工業的に使用するには多くの制限がある。また、活性炭吸着法は一般的によく使用される方法であるが、長時間使用すると活性炭が破過し、再生処理が必要な点からもコスト高になる難点がある。
【０００７】
ビスフェノールＡの分解菌としては、未同定のＭＶ１株（非特許文献１参照）、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎｕｓ ｐａｕｃｉｍｏｂｉｌｉｓ（非特許文献２参照）、Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｓｐ． ＡＯ−１ 株（ＦＥＲＭ Ｐ１７７９４；特許文献１参照）、Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ（ＦＥＲＭ Ｐ−１７９１９、Ｐ−１７９２０；特許文献２参照）、（ＦＥＲＭ Ｐ−１８３５４、Ｐ−１８３５５；特願２００１−２１７８３０号参照）などが挙げられる。
【０００８】
【非特許文献１】
Ａｐｐｌｉｅｄ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ、５８：１８２３−１８３１、１９９２
【非特許文献２】
Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｂｉｏｌｏｇｙ、３１：２０３−２１２、１９９５
【特許文献１】
特開２００２−２６２号公報
【特許文献２】
特開２００２−１４２７５７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の問題点を解消する為、ビスフェノールＡの分解能を有する微生物と活性炭を用いて水中のビスフェノールＡを工業的に効率良く分解する方法を提供しようとするものである。
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成するために種々検討を重ねた結果、ある種のビスフェノールＡの分解微生物を河川または海水中より単離することに成功し、該微生物と活性炭を用いてビスフェノールＡを効率良く分解することが出来ることを究明した。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かくして本発明によれば、ビスフェノールＡを含む水溶液のビスフェノールＡを活性炭に吸着させ、当該活性炭とビスフェノールＡを分解可能なスフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）属の微生物とを接触させることにより、当該活性炭に吸着したビスフェノールＡを分解させることを特徴とするビスフェノールＡの分解方法が提供される。
【００１２】
上記ビスフェノールＡの分解能を有する微生物としては、スフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）属である微生物であり、中でもスフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）である微生物であり、具体例としては工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１８３５４、Ｐ−１８３５５、Ｐ−１７９１９、Ｐ−１７９２０を有する微生物である。なお、ＦＥＲＭ Ｐ−１８３５４およびＰ−１８３５５は河川水から採取した微生物であり、ＦＥＲＭ Ｐ−１７９１９およびＰ−１７９２０は海水から採取した微生物である。
【００１３】
また、上記微生物と共生してビスフェノールＡの分解能を促進させる効能を有する微生物として以下の様なものを使用してもよい。例えば、シュウドモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属である微生物であり、中でもシュウドモナス フルオレッセンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）およびシュウドモナス シュウドアルカリゲネス（Ｐｓｅ ｕｄｏｍｏｎａｓ ｐｓｅｕｄｏａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）よりなる群から選択された少なくとも１つの微生物であり、具体的には、上記シュウドモナス フルオレッセンス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ）としては工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１７９２１を有する微生物が、上記シュウドモナス シュウドアルカリゲネス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｐｓｅｕｄｏａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）としては工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１７９２２を有する微生物が挙げられる。
【００１４】
また、アクアスピリラム（Ａｑｕａｓｐｉｒｉｌｌｕｍ）属であり、中でもアクアスピリラム ペレグリナム（Ａｑｕａｓｐｉｒｉｌｌｕｍ ｐｅｒｅｇｒｉｎｕｍ）である微生物であり、特に該アクアスピリラム ペレグリナム（Ａｑｕａｓｐｉｒｉｌｌｕｍ ｐｅｒｅｇｒｉｎｕｍ）が、工業技術院生命工学工業技術研究所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１７９２３を有する微生物が挙げられる。
【００１５】
上記活性炭とは、大きな比表面積と吸着能力をもつ多孔質炭素質物質であり、木材、木炭、椰子がらなどの植物系、褐炭、泥炭、石炭チャーなどの鉱物系、その他の原料から製造されたものが使用できる。
【００１６】
また本発明は、活性炭を用いて、ビスフェノールＡを含有する可能性のある好ましくは塩濃度０．０００１〜２０％の水溶液を処理するビスフェノールＡの分解方法である。ここで、塩濃度０．０００１〜２０％の水溶液とは水中にＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＭｇＣｌ２、ＭｇＳＯ４、ＭｇＢｒ２、Ｋ２ＳＯ４、ＣａＳＯ３、ＣａＳＯ４などの無機塩を総重量％含む水溶液のことである。
【００１７】
本発明で見出された活性炭を用いてビスフェノールＡを分解する方法としては、従来行われている方法が応用できる。即ち処理槽の処理水に微生物と活性炭を加え、撹拌或いは曝気等を行ないビスフェノールＡを活性炭に吸着、微生物と接触させる回分式および連続回分式法、活性炭に微生物を固定化した後、これを処理槽に浮遊させ菌濃度を高めて処理する包括固定化法、活性炭を濾材とし表面に微生物を担持させることにより高い菌濃度を維持しながらビスフェノールＡを吸着、分解する生物濾過方法などの方法を採用することができ、工業的には生物濾過法が好ましい。
【００１８】
具体的な方法としては、ビスフェノールＡを含有する水溶液を、微生物を担持させた活性炭層に連続的に接触させる方法（活性炭層を設けた処理槽は、１槽あるいは２槽以上を切り替えて使用してもよい）やビスフェノールＡを含有する水溶液を、活性炭層を設けた処理槽を２槽以上用い、或る処理槽に通水しビスフェノールＡを吸着させ、次いで別の槽に切り替えて連続的に通水し活性炭層と接触させ、その間ビスフェノールＡを吸着した活性炭層と微生物または微生物含有液とを接触させてビスフェノールＡを分解し、処理槽を繰り返し使用する方法等が挙げられる。
【００１９】
また、活性炭は吸着したビスフェノールＡを微生物により完全に水と二酸化炭素に分解することが出来るため活性炭の再生が可能である。よって活性炭は破過する事無く半永久的に使用することが出来る。
【００２０】
処理水の塩濃度は０．０００１〜２０％の範囲が好ましく、０．００１〜１０％の範囲がより好ましい。さらに、海水から採取した菌を使用する場合０．０００１〜１０％の水溶液、河川水から採取した菌を使用する場合は０．０００１〜２％の水溶液が好ましい。
【００２１】
処理水に含まれるビスフェノールＡの濃度は飽和溶解度以下の水溶液が処理でき、好ましくは２ｐｐｂ〜３００ｐｐｍの水溶液が好ましい。さらにビスフェノールＡが析出しているような飽和水溶液に関しても分解処理可能である。
【００２２】
また、微生物の活性を高める為、有機性の栄養源を使用することができる。有機性の栄養源としてはペプトンまたはこれと肉エキス、酵母エキス、ビタミン混合物（Ｖ．Ｍｉｘ）、ピロロキノリンキノン（ＰＱＱ）とを組み合わせて使用することができる。
【００２３】
表１に本発明で使用される菌の菌学的性質を示す。
【００２４】
【表１】
以上の菌学性質等により微生物は、スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）と同定されており、前述したスフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）はビスフェノールＡを分解する性質を有している（特開２００２−１４２７５７、特願２００１−２１７８３０参照）。
【００２６】
スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−７、ＢＰ−１６は、海中から採取した菌を、ビスフェノールＡを炭素源として含む、下表２に示す培地で振とう培養し、数回の植継を繰り返して、炭素源がビスフェノールＡのみの培地で生育可能な菌のみを選別後、海水栄養寒天平板培地（表２培地に寒天１．５％添加して滅菌後シャーレに入れて固まらせた培地）によるコロニー形成と振とう培養を数回繰り返して単離することにより得られる。
【００２７】
【表２】
スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−１１Ｒ、ＢＰ−２１Ｒは、河川水から採取した菌を、ビスフェノールＡを炭素源として含む、下表３に示す培地で振とう培養し、数回の植継を繰り返して、炭素源がビスフェノールＡのみの培地で生育可能な菌のみを選別後、ＢＰＡ−ＹＥ寒天平板培地（表３培地に寒天１．５％添加して滅菌後シャーレに入れて固まらせた培地）によるコロニー形成と振とう培養を数回繰り返して単離することにより得られる。
【００２９】
【表３】
スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）を培養するための培地成分としては、上記表２および表３の組成を有するものが好ましく例示されるが、例えば炭素源としてブドウ糖、Ｌ−アラビノース、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン、マルトース、グルコン酸カリウム、ｄｌ−リンゴ酸、クエン酸ナトリウム、澱粉、デキストリン、セルロース等を、また窒素源としてカゼイン、大豆蛋白や各種蛋白加水分解物、ＮＨ４ＮＯ３、（ＮＨ４）２ＳＯ４等を用いても構わない。
【００３１】
また、温度、ｐＨなどの培養条件は微生物が生育できる条件を適宜選択すれば良い。
【００３２】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明する。
【００３３】
分解菌の集積培養および単離は特開２００２−１４２７５７、特願２００１−２１７８３０記載の方法に準じて行ない、スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−７（受託番号Ｐ−１７９１９）、ＢＰ−１６（受託番号Ｐ−１７９２０）、ＢＰ−１１Ｒ（受託番号Ｐ−１８３５４）、ＢＰ−２１Ｒ（受託番号Ｐ−１８３５５）の菌株を単離した。
【００３４】
分解菌ＢＰ−７、ＢＰ−１６は表４、分解菌ＢＰ−１１Ｒ、ＢＰ−２１Ｒは表５の培地を使用してビスフェノールＡの分解処理を行なった。
【００３５】
活性炭はＣａｒｂｏｎ Ａ（武田製白鷺ＣＷ５０−１）、粒径５０−１００μｍ（ヨウ素吸着性能９８０ｍｇ／ｇ、比表面積１００３ｍ２／ｇ、細孔容積０．５７９ｍｌ／ｇ、平均細孔直径２．３１ｎｍ）のものを用いた。
【００３６】
【表４】
【表５】
ビスフェノールＡの分解状況の評価は培養液を遠心分離機で、１００００ｒｐｍ、１０分間処理し、下記表６に示した条件で高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）によりビスフェノールＡの濃度を測定することにより判定した。
【００３９】
【表６】
［実施例１］
表４の培地１００ｍｌと活性炭（Ｃａｒｂｏｎ Ａ）１５０ｍｇを振とうフラスコ（５００ｍｌ）に入れて１日振とうし、吸着平衡化させた。滅菌処理後、菌株スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−７（受託番号Ｐ−１７９１９）とＢＰ−１６（受託番号Ｐ−１７９２０）をそれぞれ植菌した。２７℃で振とう培養し経時的にビスフェノールＡを測定した。
【００４１】
スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−７では、ビスフェノールＡは９４％が活性炭に吸着され、残りの遊離ビスフェノールＡ６％は、７時間でほぼ分解された。また、活性炭に吸着されたビスフェノールＡは培養３日目にほぼ分解された。一方スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−１６では、ビスフェノールＡは９４％が活性炭に吸着され、残りの遊離ビスフェノールＡ６％は、１０時間でほぼ分解された。また活性炭に吸着されたビスフェノールＡは培養４日目にほぼ分解された。
【００４２】
［実施例２］
表５の培地１００ｍｌと活性炭（Ｃａｒｂｏｎ Ａ）１００ｍｇを振とうフラスコ（５００ｍｌ）に入れて１日振とうし、吸着平衡化させた。滅菌処理後、菌株スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−１１Ｒ（受託番号Ｐ−１８３５４）とＢＰ−２１Ｒ（受託番号Ｐ−１８３５５）をそれぞれ植菌した。２７℃で振とう培養し経時的にビスフェノールＡを測定した。
【００４３】
スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−１１Ｒ、ＢＰ−２１Ｒともに、ビスフェノールＡは９４％が活性炭に吸着され、残りの遊離ビスフェノールＡ６％は、１０時間でほぼ完全に分解された。また活性炭に吸着されたビスフェノールＡは培養３日目にほぼ完全に分解された。
【００４４】
［実施例３］
菌株スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）ＢＰ−１１Ｒ（受託番号Ｐ−１８３５４）を表５の培地（ただし、培地中のビスフェノールＡ濃度は０．０３％）２００ｍｌに植菌し、２７℃において６０時間振とう培養した。この培養液２００ｍｌに、あらかじめ滅菌した活性炭（カラムクロマト用：湿重量１．３ｇ）を添加し、２７℃において７．５時間振とうした。上澄み液をデカンテーションにより除去後、活性炭約１ｍｌをカラム（サイズ：φ０．７×２．６ｃｍ）に充填し、表５の培地（培地中のビスフェノールＡ濃度は０．０１％）を流量３０ｍｌ／ｈｒで連続的に流下し、カラム通過後の溶出液中ビスフェノールＡの濃度を経時的（１５分毎）に測定した。溶出液中ビスフェノールＡの濃度は８時間を経過した時点から上昇し始めた。
【００４５】
［比較例１］
実施例３において、菌株を添加していない表５の培地（ただしビスフェノールＡを含まない）２００ｍｌに、あらかじめ滅菌した活性炭（カラムクロマト用：湿重量１．３ｇ）を添加し、以下実施例３と同様の操作を行った。カラム通過後の溶出液中ビスフェノールＡの濃度を経時的（１５分毎）に測定した。溶出液中ビスフェノールＡの濃度は４．５時間を経過した時点から上昇し始めた。
【００４６】
【発明の効果】
本発明のスフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）属の微生物と活性炭を用いたビスフェノールＡの分解方法は優れた分解性能を示し、その奏する工業的効果格別である。
Claims (8)
- ビスフェノールＡを含む水溶液のビスフェノールＡを活性炭に吸着させ、当該活性炭とビスフェノールＡを分解可能なスフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）属の微生物とを接触させることにより、当該活性炭に吸着したビスフェノールＡを分解させることを特徴とするビスフェノールＡの分解方法。
- 上記微生物が、スフィンゴモナス ヤノイクエ（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ ｙａｎｏｉｋｕｙａｅ）である請求項１記載のビスフェノールＡの分解方法。
- 上記ビスフェノールＡを含む水溶液の塩濃度が０．０００１〜２０％である請求項１記載のビスフェノールＡの分解方法。
- 上記微生物が独立行政法人産業技術総合研究所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１７９１９、Ｐ−１７９２０を有する請求項１記載のビスフェノールＡの分解方法。
- 上記微生物が独立行政法人産業技術総合研究所受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１８３５４、Ｐ−１８３５５を有する請求項１記載のビスフェノールＡの分解方法。
- ビスフェノールＡを分解可能なスフィンゴモナス（Ｓｐｈｉｎｇｏｍｏｎａｓ）属の微生物を付着させた活性炭を使用する請求項１記載のビスフェノールＡの分解方法。
- さらに有機性の栄養源を使用する請求項１記載のビスフェノールＡの分解方法。
- 処理されるビスフェノールＡ１重量部に対する活性炭の使用割合が０．０１〜１０００００重量部である請求項１記載のビスフェノールＡの分解方法。
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-
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- 2003-04-08 JP JP2003103910A patent/JP2004305110A/ja active Pending
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