JP2006122885A

JP2006122885A - 汚染物質浄化方法

Info

Publication number: JP2006122885A
Application number: JP2005089414A
Authority: JP
Inventors: Naoya Ichimura; 直也市村; Ouko Aoshima; 央江青島
Original assignee: Kansai Research Institute KRI Inc
Current assignee: Kansai Research Institute KRI Inc
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: JP4664716B2

Abstract

【課題】土壌及び/または地下水中における汚染物質中に含まれる汚染化合物の分解限
界濃度を向上させること、特に汚染物質がC重油のような粘性の高い油分である場合に、
油分の粘性を下げることにより、微生物による汚染物質の分解浄化速度を向上させるとと
もに、汚染物質の分解限界濃度の向上させる手段を提供する。
【解決手段】油分に起因する汚染物質を微生物により分解浄化する汚染物質浄化方法に
おいて、汚染油分の粘性を下げる物質を注入、散布することにより分解浄化速度を促進す
る。汚染油分の粘性を下げる物質は、汚染油分よりも粘性の低い疎水性物質、例えば、鉱
物油であることが好ましく、微生物としては、Rhodococcus属の油分分解微生物等が用い
られる。
【選択図】なし

Description

本発明は、微生物を利用した汚染化合物の分解浄化を促進するための汚染物質浄化方法
に関する。

微生物の浄化作用による土壌及び/または地下水の汚染化合物の浄化処理（バイオレメ
ディエーション）は、微生物が土壌及び/または地下水中の汚染化合物を分解し、生存・
生育・増殖することを利用した方法であるが、処理速度が遅く、処理期間が半年から数年
程度の長期間であるという欠点がある。そのため、その処理速度の向上や処理期間の短縮
を目的とした方法が検討されている。

例えば、微生物による土壌及び/または地下水中の有機汚染化合物の分解を活性化する
ために、微生物の栄養源である窒素・リンなどの無機塩を土壌及び/または地下水中に散
布、注入して、微生物を活性化する方法や、有機化合物の酸化分解を促進するためにアル
コールや酸素を徐放する製剤を土壌及び/または地下水中に散布、注入する方法が検討さ
れている（非特許文献１参照）。また、土壌及び/または地下水中に生息している微生物
に他の微生物が有する汚染物質分解遺伝子を導入する（特許文献１）、微生物の増殖期に
増殖速度を低下させて分解活動を向上させる（特許文献２）、微生物濃度が設定値以下に
なれば微生物の追加を行う（特許文献３）、微生物を休眠状態から回復した後土中に注入
する（特許文献４）等、各種の微生物活性化の技術の開発も進んでいる。さらに、微生物
と汚染物質との接触効率を向上させるため、汚染物質の粘性低下を目的として、リパーゼ
などの酵素処理を行う方法も考案されている（特許文献５）。

しかしながら、それら無機塩、アルコール、酸素徐放剤を散布しても、十分な土壌の浄
化速度の向上は見出せない。すなわち、従来技術では、例えば、A重油などの重質油分の
汚染物質含有土壌を浄化する場合は、半年から数年の処理時間を要しており、微生物処理
は低コストを特徴とする反面、処理期間が長く、浄化速度が遅いという欠点があった。ま
た、従来技術は、特殊な技術を要する、あるいは手間を取られるなどの難点があった。さ
らに酵素処理を行う場合には、高コストが問題であった。
バイオレメディエーションエンジニアリング〜設計と応用〜、p.20 7-209、ジョン・T・クリックソンJr.著、エヌ・ティー・エス出版、1997年特開平１０−２７１９９３号公報特開平９−２７６８４３号公報特開平７−１３６６３３号公報特開２０００−２０２４２７号公報特開平０５−２４５４７９号公報

従って、本発明の目的は、土壌及び/または地下水中における汚染物質中に含まれる汚
染化合物の分解限界濃度を向上すること、特に汚染物質がC重油のような粘性の高い油分
である場合に、油分の粘性を下げることにより、微生物による汚染物質の分解浄化速度を
向上させるとともに、汚染物質の分解限界濃度を向上させることである。

本発明者は、上記の従来技術の問題点・課題をかんがみ、また、土壌及び/または地下
水中における微生物の挙動を観察し、土壌及び/または地下水中における汚染物質の状態
を観察し、汚染物質の微生物による分解試験を実施するなどの鋭意努力を行った。その結
果、粘性の高い油分であるC重油のような鉱物油に対しては、微生物利用による汚染物質
の分解浄化速度が遅い点および分解限界濃度が低い点に対し、その分解効率を向上させる
方法に関しての知見を見出し、本発明を完成させた。

すなわち、微生物を利用して土壌及び/または地下水中の汚染物質の分解浄化を行う場
合に、汚染物質の粘性を下げることにより、汚染物質と微生物が接触しやすい状態にする
ことにより土壌及び/または地下水中の汚染物質の浄化濃度および速度が向上すること、
例えば、汚染物質がC重油のような油分である場合には、軽油のように粘性が低く、かつ
微生物により分解されやすい油分を添加することにより、添加しない条件に比べて、分解
濃度および速度を向上することができる。

すなわち、本発明は以下の各項の方法を提供する。

請求項１記載の汚染物質浄化方法は、上記の課題を解決するために、油分に起因する
汚染物質を微生物により分解浄化する汚染物質浄化方法であって、汚染油分の粘性降下物
質を注入、散布することにより分解浄化速度を促進することを特徴としている。

請求項２記載の汚染物質浄化方法は、上記の課題を解決するために、汚染油分の粘性
降下物質が、汚染油分よりも粘性の低い疎水性物質であることを特徴としている。

請求項３記載の汚染物質浄化方法は、上記の課題を解決するために、疎水性物質が、
鉱物油であることを特徴としている。

請求項４記載の汚染物質浄化方法は、上記の課題を解決するために、微生物がRhodoc
occus属の油分分解微生物であることを特徴としている。

微生物を利用して土壌及び/または地下水中の汚染物質の分解浄化を行う場合に、汚
染物質の粘性を下げることにより、汚染物質と微生物が接触しやすい状態にとし、これに
より、土壌及び/または地下水中の汚染物質の浄化濃度および速度が向上すること、例え
ば、汚染物質がC重油のような油分である場合には、軽油のように粘性が低く、かつ微生
物により分解されやすい油分を添加することにより、添加しない条件に比べて、分解濃度
および速度を向上させることができる。

本発明の汚染物質浄化方法は、汚染物質中の汚染化合物を微生物により分解浄化する汚
染物質浄化方法において、当該土壌中の汚染物質を微生物により分解しやすくする物質と
して、汚染物質である油分よりも粘性の低い鉱物油等の疎水性物質を添加することにより
、添加しない条件に比べて分解濃度および速度を向上させることにより、高速かつ短期間
に高濃度の汚染物質を分解浄化する方法である。

本発明における汚染物質は、微生物の作用により、分解・変換・消滅し無害化されうる
化合物である。

本発明における汚染物質とは主に油分に起因する。

油分とは、一般には、n-ヘキサンや四塩化炭素等で抽出されうる炭化水素、炭化水素誘
導体をいうが、ここではさらに広義の、原油、重油、灯油、ガソリン等の燃料油、エンジ
ンオイル、潤滑油等の鉱物油、ラード等の食品の動植物油等に由来する脂肪族炭化水素や
脂環式芳香族炭化水素（PAHｓ）等の炭化水素及び炭化水素誘導体等も含まれる。

また、油分の分解とは、油分が酸化的分解、または加水分解等により、より低分子の化
合物に分解され、好適には二酸化炭素まで分解されることである。より具合的には、油分
の分解とは、油膜を形成せず、油臭気がなくなり、及び/または、ガスクロマトグラフィ
ー、機器分析（IR、HPLC、質量分析装置など）、またはバイオ的分析（抗体など）によっ
て検出される油分が、油分分解前と比較して、減少していることが確認できること、もし
くは、検出されなくなること、あるいは、重量として、油分分解前と比較して、減少する
ことである。

上記油分は、どのような場所に存在してもよく、例えば、土壌、環境水（排水、地下
水、河川水、湖沼水、海水、井戸水など）、廃棄物（産業廃棄物や一般家庭廃棄物（生ゴ
ミ等）など）、工場排水等に含有される油分や、燃料油や鉱物油自体の分解処分に加え、
油分精製施設や貯留施設の施設稼動に伴う漏洩や、施設老朽化に伴う漏洩、使用済みエン
ジンオイルの漏洩、大型タンカーの海難事故や油田事故、各種工業プラントの事故等の産
業活動により汚染された土壌、海岸および水（地下水、淡水、海水等の環境水）に含まれ
る油分や家庭から排出される排水や生ゴミに含まれる植物残渣中の油分などである。

本発明において汚染油分の粘性降下物質としては、汚染油分よりも粘性の低い疎水性物
質が挙げられる。そのような疎水性物質としては、例えば、鉱物油、食用油、潤滑油等の
油；脂肪族炭化水素や脂環式芳香族炭化水素（PAHｓ）等の有機化合物；等が挙げられる
。上記例示の疎水性物質のうち、鉱物油が特に好ましい。

本発明の汚染物質浄化方法に用いられる微生物としては、Rhodococcus属、Bacillus属
、Pseudomonas属、Psuedonocardia属、Micrococcus属、Sphingomonas属、Acinetobacter
属、Mycobacterium属、Arthrobacter属、Corynebacterium属、Streptomyces属、Nocardio
ides属等が挙げられる。上記例示の微生物のうち、油分分解能の観点から、 Rhodococcus
属が好ましい。Rhodococcus属に属する油分分解微生物としては、C2（FERM P-18509）、C
4（FERM P-18510）、C6（FERM P-18511）、12（FERM P-18513）、C15（FERM P-18514）が
例示される。

本発明者らは、上記例示の微生物に関する情報を特開２００３−１０２４６９号明細書
において記述している。すなわち、同公報において、上記例示の微生物は、油分分解性を
有する微生物であり、重油資化率が５０％以上であることを記述している。

本明細書では、上記記述を含む上記例示の微生物に関する情報が参照される。

本発明の粘性の低い油分とは、上記例示の微生物が生育するための炭素原として利用す
ることができ、かつ分解可能である油分をいい、例えば、軽油等が挙げられる。

粘性の低い疎水性物質を例えば、土壌及び/または地下水中に注入、散布する割合は、
特に限定されないが、汚染化合物：粘性の低い疎水性物質は１：０．５〜１：１であるこ
とが好ましく、１：０．７５〜１：１であることがさらに好ましい。

本発明の汚染物質浄化方法によれば、粘性の低い油分等の疎水性物質を注入、散布する
ことにより、微生物は汚染化合物の粘性を下げ、微生物と汚染物質を接触しやすい状態と
することができる。

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。

実験には、分解浄化すべき油分として、JIS規格に適合した市販のC重油または軽油を用
いた。

油分分解微生物の培養及び実験方法
前培養から油分の定量までの操作を図１に図示した。以下、前培養〜重量消費率分析ま
での各操作について手順、方法を概説する。

本実施例では、C2株（FERM P-18509）を土壌中の油分分解微生物として用いた。

液体培地による油分の分解性能の評価
（１）菌株の前培養各実験の開始前には、LB平板培地（滅菌蒸留水1リットル中にペ
プトン10ｇ、酵母エキス5ｇ、塩化ナトリウム5ｇ、寒天15ｇを加え平板状にした培地）上
で培養を行っている菌株（C2株（FERM P-18509））を、0.5％YE培地に植菌し、30℃恒温
下で18時間振とう培養を行った。得られた培養液を前培養液とした。

（２）本培養油分含有培地中で微生物を培養した。油分分解性能評価用の液体培地に
は、無機塩培地であるW培地を用いた。滅菌した各培地20mlに、培地に対して2wt％に相当
する未滅菌のC重油、表１の実施例1〜4に示した濃度の軽油及び1wt％の前培養液を加え、
VISION SCIENTIFIC社製の振とう培養器（KMC-8480SFN）で、振とう速度120rpm、30℃恒温
下で3又は10日間の振とう培養を行った。培養容器は、側面に3ヶ所のバッフル（凸部）を
有するIWAKI社製の100ml三角フラスコであり、滅菌処理を行って実験に供した。培養数は
同一条件についてn＝3とした。

なお、W培地は、滅菌蒸留水中に、5％の溶液A、20％の溶液B、0.1％のSS溶液を含む
培地である。溶液A、溶液B及びSS溶液の組成を表２〜４に示す。

（３）抽出（液体培地）油分の抽出用溶媒として、容積9mlのクロロホルム：メタノ
ール＝3：1（容積比）混合溶媒（以下、CM混合溶媒とする）を用いた。抽出手順は図２に
示すとおりである。なお、遠心チューブには、NALGEN社製のポリテトラフルオロエチレン
製FEP (fluorinated ethylene propylene) 30ml有機溶媒耐性遠心管を用いた。

（４）重量資化率の測定手順を図２に示した手順により得られた抽出試料4mlを、重
量既知の試料ビンに計り取り、3日間室温で風乾させ、残存する油分の質量（X）を計量し
た。

重量消費率は以下の式により算出した。油分分解性能は、同一条件についてn＝3で実
施した結果の平均値から評価した。

消費量(g) ＝油分添加量(g) − 残存油分量(g)
消費率(％) ＝（消費量(g)／油分添加量（g））×100
・油分添加量： 0.4g（添加量を秤量）
・残存油分量：風乾後の油分の質量(X) g／4 ml×(3／4)×9 ml (g)
・コントロール消費率：菌体（前培養液）を添加しない時の消費率 (％)
〔比較例１〕
軽油を添加しない以外は、実施例と同様の操作を行い、抽出した油分の重量を計量した
。

〔比較例２〕
軽油のみを添加した試験区とし、実施例と同様の操作を行い、抽出した油分の重量を計
量した。

C重油分解実験の結果、実施例及び比較例の重量消費率を表５および図３に示した。

表５および図３に示されるように、本発明の方法は、軽油無添加時と比較して、１０％
〜５０％と極めて高いC重油消費率を有することが明らかになった。

実施例における前培養から油分の定量までの操作を示すフロー図である。実施例における重量資化率の測定手順を示すフロー図である。 C重油分解実験での重量消費率を示すグラフである。

Claims

油分に起因する汚染物質を微生物により分解浄化する汚染物質浄化方法であって、汚染油分の粘性降下物質を注入、散布することにより分解浄化速度を促進することを特徴とする汚染物質浄化方法。
汚染油分の粘性降下物質が、汚染油分よりも粘性の低い疎水性物質であることを特徴とする請求項１記載の汚染物質浄化方法。
疎水性物質が、鉱物油であることを特徴とする請求項２記載の汚染物質浄化方法。
微生物がRhodococcus属の油分分解微生物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚染物質浄化方法。