JP3308537B2

JP3308537B2 - アシネトバクター種（ビコッカム）、アルスロバクター種及びロードコッカス種の菌株、ならびにそれら菌株を用いて油漏れ及び汚染を微生物学的に清浄化する方法

Info

Publication number: JP3308537B2
Application number: JP50093194A
Authority: JP
Inventors: ムルザコフ、ボリス・ゲラシモヴィッチ; ザイキナ、アレクサンドラ・イヴァノフナ; ロガチェヴァ、ルフィナ・アレクサンドロフナ; セメノヴァ、エレナ・ウラディミロフナ
Original assignee: ムルザコフ、ボリス・ゲラシモヴィッチ
Priority date: 1993-02-15
Filing date: 1993-02-15
Publication date: 2002-07-29
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: GR3034368T3; RU94044446A; ES2149205T3; ATE193873T1; EP0668246A4; WO1994018132A1; EP0668246A1; AU682465B2; AU3909793A; JPH07503408A; DE59310060D1; RU2076150C1; EP0668246B1; US5496723A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は概して微生物学に関し、そしてさらに特定的
にはアシネトバクター（Acinetobacter）種（ビコッカ
ム;bicoccum）、アルスロバクター（Arthrobacter）種
及びロードコッカス（Phodococcus）種の新規菌株、な
らびに該菌株を用いて油漏れ及び汚染を微生物学的に清
浄化する方法に関する。

前述の菌株は油産出地域、及び油製品を取り扱う地域
における生態学的状態の環境的回復において、ならびに
土地の再開墾及び水池等の清浄化のために広範囲な応用
の可能性がある。

背景技術油の産出、貯蔵、輸送、処理及び利用の場所における
油漏れにより引き起こされる自然環境状態の生態学的侵
害は、なお一層拡大してきている。世界の文献のデータ
によれば、年間千万トン未満の油が、世界中でタンカー
の難破だけによって海洋に放出される。そのような事故
による油放出は生態系を形成している生活生物を死滅さ
せる原因であるが、その本来の姿の回復は炭化水素分解
過程の開始を伴う。油産出地域で農業用に供させている
数千ヘクタールの肥沃な土壌及び牧場地帯、漁業池及び
水道水供給源が汚染される。油荷役後のタンカー油槽の
洗浄も重要な問題である。

石油炭化水素で生育する多数の種々のグループの微生
物が発見されている。しかし、時間及び清浄化度につい
てのそれら微生物の清浄化能力は、殊に土壌及び水の強
度な汚染の場合には、全く満足できない。

油汚染を清浄化するために多数の種々な方法手段及び
プロセスが現在使用されており、それらの中で特殊な地
位は微生物学的処理方法によって占められている。その
ような方法は、微生物、細菌、酵母及びカビの使用を伴
う。

現在の技術において公知であるものは、油汚染の土壌
清浄化方法における天然菌株シュードモナス・プチダ
（Pseudomonas putida）−36の使用である。（US,A,1,4
28,809）。この方法によれば、清浄化は該菌株の細菌培
養物のバイオマスを油汚染に導入することにより行われ
る。細菌培養物は硝酸塩形の窒素を含む無機栄養と一緒
に導入される。入れられる培養物の最小濃度は、平方メ
ートル当たり0.5〜１リットルの水性混合物の消費量
で、リットル当たり10⁴個の細胞である。

この方法は土壌を油汚染から清浄化可能とさせる。し
かし、使用される細菌培養物は、欠乏供給炭水化物基質
で増殖し、このものは、その基質の酸化に係る酵素が油
分解酵素以外のものであるので最適なものではない。こ
のことは、培養物を別異の基質に適用させるために低い
清浄化強度をもたらす。さらには該シュードモナス・プ
チダ−36菌株は溶血及びゼラチナーゼ活性を特徴として
おり、これは微生物の助力による自浄過程の発現を妨げ
る。

該方法で達成しうる清浄化度は高いが不適当に高い。
その方法は限られた応用を有し、土壌清浄化のみに適当
である。さらには、この方法に含まれる硝酸塩形の窒素
の使用は、有毒硝酸イオンによる追加の環境汚染をもた
らす。

発明の開示新規な菌株を選択し、使用することにより、種々の汚
染された対象物を、環境生態状態に影響を与えることな
く、高清浄化強度及び高清浄化度で清浄化可能とするよ
うな油汚染及び漏れを清浄化するための生物学的方法を
提供することは、本発明の第一のかつ主要な目的であ
る。

上記の目的は、本発明によりここに開示される新規な
菌株、すなわち全ソ遺伝学・微生物選択研究所における
全ソ工業用微生物コレクションに1993年１月19日に寄託
されたアシネトバクター（Acinetobacter）種（ビコッ
カム;bicoccum）Ｂ−6445、アルスロバクター（Arthrob
acter）種Ｓ−1212及びロードコッカス（Rhodococcus）
種Ｓ−1213の新規菌株によって達成される。

これら３新規菌株は、ブタペスト条約に基づく国際寄
託当局であるルッシアン・ネーション・コレクション・
オブ・インダストリアル・マイクロオルガニズムス〔Ru
ssian Nation Collection of Industrial Microor
ganisms（VKPM）；これは「All−Russian Collection
of Industrial Microorganisms;全ソ工業用微生物
コレクション」とも称される。〕にそれぞれ受託番号VK
PM Ｂ−7088、受託番号VKPM Ｓ−1481、及び受託番号
VKPM Ｓ−1480で寄託されている。

ここに提案された菌株は、種々の化学構造を有する広
範囲の炭化水素に関して強い酸化能力を有し、そして自
然共同種に対しての良好な適応性によって特徴付けられ
る腐生天然菌株である。

前述の菌株は、単独炭素源であり、それらは油の部分
をなす広範囲の炭化水素類、すなわちC₈〜C₃₈ ｎ−ア
ルカン、シクロアルカン、芳香族炭化水素、アスファル
テン、粗流動パラフィン混合物、樹脂状物質、石油、デ
ィーゼル燃料留分、燃料用重油及び原油（すべてで25を
越える原油成分）を同化しうる。

それらの微生物の生活活動の過程において、それらの
菌株によって利用される炭化水素は、細胞物質（タンパ
ク質、脂肪、核酸、炭水化物）及び二酸化炭素に変わ
り、次いでこれらは生物圏における物質変換の共通サイ
クル中へ組み入れられる。一旦油製品の清浄化過程が完
結すると、結果のバイオマスは、調節栄養機構の作用の
下に、自然の微生物共同種のサイクル中へ導入され、一
方過剰量のバイオマスは死滅し、腐生微生植物相の影響
下に、土壌の腐植物質、あるいは水性動物相によって消
費される完全タンパク・ビタミンマスに変える。

これらの菌株は非病原性、非毒性であり、血溶活性を
有しない。

提案されたアシネトバクター種（ビコッカム）Ｂ−64
45菌株は、流通活性汚泥から選択され、グラム陰性であ
り、下記の培養物形態及び生理学的生化学的特性によっ
て特徴付けられる。

培養物の形態的特性肉汁寒天上での細胞は運動性なく、若い培養物中では
1.2〜1.8×1.5〜3.4μｍの寸法の短太ロッド状であり、
３日間培養物中では1.5μｍの寸法の球菌形状を有す
る。培養物は胞子を形成しない。肉汁寒天で３日生育し
たコロニーは丸い形状で平滑縁を有し、白ぽい色であ
り、光沢があり、サワークリーム状稠度である。

生理学的・生化学的特性真正好気性、有機栄養性、カタラーゼ陽性、オキシダ
ーゼ陰性、ビタミン及び他の生育因子の要求性なし。広
範囲の培地pH値（3.8〜8.5）及び温度（10〜35℃）で生
育。無機窒素を利用し、空中窒素を固定する。

提案されたロードコッカス種Ｓ−1213菌株は流通活性
汚泥から選択され、グラム陽性であり、下記の培養物形
態及び生理学的・生化学的特性により特徴付けられる。

培養物の形態的特性肉汁寒天上の細胞は、運動性なく、単一であり、短い
卵形及びロッドで形状及び寸法は可変。若い培養物の細
胞は鎖状となることがあり、古い培養物の細胞は球状菌
の形となることがある。ロッドは寸法が1.0〜1.7μｍで
ある。培養物によって胞子形成されない。

肉汁寒天上で３日間生育したコロニーは、平滑縁をも
つ丸形であり、明るいクリーム色であり、光沢があり、
均一に隆起している。

生理学的・生化学的特性真正好気性、有機栄養性、カタラーゼ陽性、オキジダ
ーゼ陰性、ビタミン及びその他の生育因子を要求しな
い。広い範囲の培地pH値（3.0〜8.5）及び温度（10〜43
℃）で生育する。至適温度は25〜30℃である。無機窒素
を利用する。

細菌培養物のバイオマスは、アシネトバクター種（ビ
コッカム）Ｂ−6445、アルスロバクター種Ｓ−1212及び
ロードコッカス種Ｓ−1213の菌株を任意の標準的な栄養
培地、例えば窒素及びリン源及び微量元素を含む無機質
栄養培地で培養する通常技術を用いて得られる。そのよ
うな培地は例えばヘッチンガー・キング培地であってよ
く、そこで炭素源として使用されるものは、炭水化物、
有機酸、アルコール、炭化水素、パラフィンまたは原油
であってよい。細菌培養条件も慣用的なものである。

本発明の主題は、油汚染または漏れに細菌培養物を導
入することからなる油汚染及び漏れを生物学的に清浄化
するための方法でもあり、その際に、本発明によれば、
その細菌培養物として使用されるものがアシネトバクタ
ー種（ビコッカム）Ｂ−6445、アルスロバクター種Ｓ−
1212及び／またはロードコッカス種Ｓ−1213の菌株であ
り、細菌培養物のバイオマスと油漏れ物との重量比がそ
れぞれ1:10〜10⁵である。

前述のように、提案された菌株は、唯一の炭素源とし
て原油及び油製品が用いられている無機栄養培地での高
い生育活性によって特徴付けられる。一旦その細菌培養
物のバイオマスが油漏れに導入されると、その基質は細
菌によって消費され、かくして油製品が分解され、その
結果、油漏れが排除され、汚染領域が清浄化される。

前述の細菌培養物のバイオマスと油汚染または漏れと
の重量比は、最適の比であり、高度の清浄度（90〜100
％）に対処する。汚染された対象に導入される細菌培養
物のバイオマスの量が上記規定のものよりも低い場合に
は、清浄化過程の時間が大きく延長され、一方前述の上
限と比較してより多くの量の細菌培養物バイオマスが使
用されても、清浄化効率は増加せず、そして清浄化のコ
ストが上昇する。

清浄化されるべき対象が窒素及びリンの塩を含まない
場合、または該塩が少量であるときには、窒素及びリン
の無機塩の存在下で生物学的清浄化を実施するのが推奨
されうる。

清浄化工程を強力化する目的で、清浄化を微量元素、
すなわち鉄、亜鉛、マンガン及び／またはマグネシウム
の存在下で実施することも推奨されうる。これらの元素
の存在は油の分解に寄与する。

無機添加剤（窒素、リン、カリウム、マグネシウム等
々の源）の量は清浄化される対象物の構成（すなわち土
壌または水）によって左右され、本来のその対象物にお
けるそれらの元素の濃度を測定し、油汚染の分解に必要
な量に対するそれらの不足量を推定することにより、計
算される。

ここに提案されている油汚染の生物学的清浄化方法
は、汚染の程度に関係なくそして高効率で汚染対象物を
清浄化することを可能とする。提案された方法で達成し
うる清浄化の過程は100％に達する。この方法は多目的
方法であり、土壌、自然及び人造水池、工業廃水、なら
びに種々の技術設備を清浄化するのに適当である。導入
される細菌培養物のバイオマスは、何らかの添加剤の使
用を必要としない。本発明により使用される無機塩は、
細菌代謝過程中に完全に消費される。細菌培養物バイオ
マスそれ自体は、自然の土壌微生物共同種中へ取り入れ
られ、かくしてその農業上の状態を改善し、あるいは水
池の清浄化の場合にはプランクトンの追加供給源として
役立つ。地下水の汚染は全く防止される。なんとなれば
提案されている自然細菌株は、真正好気性生物であり、
これらは酸素の不存在下で死滅し易いからである。本発
明方法は、農地の再開墾及び漁業水域の清浄化の過程を
強化すること、すなわち農地及び水域を国家経済におけ
る通常的使用に戻しそれと同時に環境衛生を与えること
が可能である。

この方法はバイオマスの低消費によって特徴付けられ
る。

本発明の最良実施方法油汚染及び漏れの生物学的清浄化の方法は技術的には
簡単であり、以下のようにして実施される。

かくして得られる細菌培養物のバイオマスは、その応
用に応じて水性懸濁液、ペーストまたは粉末として使用
される。従って、例えば、水池を浄化するときには粉末
バイオマスを使用することが便宜であり、一方懸濁液ま
たはペーストの形のバイオマスは土壌を浄化するときに
使用されるべきである。

懸濁液及びペーストは原則として、それらを生産して
いる企業に近い地域で使用される。そのようなバイオマ
スの有効寿命は（15℃以下の温度で）８ケ月迄である。
乾燥バイオマスは少なくとも２年の有効期間を有し、室
温以下ゼロ以上の温度の乾燥した場所でクラフト紙袋中
で良好に貯蔵しうる帯黄灰色の微細なわずかに塊を含む
粉末の外観である。

無機質添加剤が使用されるべきときには、それらは、
バイオマスとの混合物で、あるいは個々に水性溶液とし
て適用される。

土壌、水、容器及びその他の物体の汚染された範囲
は、多様な技術装置及び機械、単位装置、消防列車、ヘ
リコプターまたは航空機を使ってならびに手によって処
理される。

提案された方法は、若干の場合には土壌をほぐさなけ
ればならないが土壌の層を取り除かずに土壌処理のため
のものである（例えば汚染された砂、礫または油含浸土
壌）。

水池の清浄化は、汚染された表面へ細菌培養物のバイ
オマスを、例えば噴霧により適用することにより実施さ
れる。

容器類は、調製された懸濁液をそれらに入れ、次いで
撹拌することにより清浄化される。

本発明のさらなる理解のために、その実用的応用のい
くつかの特定例を以下に示す。

実施例１ 150cmの高さ及び直径50cmのタンクに、４重量％の食
塩を含む水200を満たし、その水面上に5mm厚の原油層
（1kg）を拡げる。次いで、ロードコッカス種Ｓ−1213
菌株の培養物の粉末状のバイオマス20kgをタンク内容物
へ添加する。バイオマスと油との重量比％は1:10²であ
る。タンク内容物を空気泡立てにより撹拌する。２日間
で、ｎ−アルカン類の含量は92.4％減少し、芳香族炭化
水素の含量は90.1％減少する。100％の清浄化は７日間
以内に完結される。

実施例２ 200の容器の底及び壁を3kgの油製品（ロシア産燃料
重油）で汚染する。容器は、１当たり0.1gの絶乾バイ
オマスの濃度を有する懸濁液の形のアシネトバクター種
Ｂ−6445の菌株でドープされた水（100）での機械的
洗浄に付される（バイオマスと燃料重油との重量比は1:
10³である）。容器には下記の無機塩も添加される（g/
）： NH₄H₂PO₄ 10 KH₂PO₄ 10 及び MgSO₄・7H₂O 0.7。

２日間にｎ−アルカン類の含量は93.7％減少され、芳香
族炭化水素の含量は89.6％減少される。100％の清浄化
は８日間で完結される。

実施例３ 12.5tの原油で汚染された１ヘクタールの地域（12.5k
g/m²）を12kgの絶乾バイオマスの量のアルスロバクター
種菌株Ｓ−1212の水性懸濁液の形の細菌培養物のバイオ
マスでの単一処理に付す（バイオマスと油との重量比は
1:10³である）。７日間で土壌表面に下記の変化が目視
観察される：油表面は、はっきりしなくなり、そして二
酸化炭素発生により微小孔が明けられ、色が黒から灰色
を経て暗黄色にまで変わる。集成した土壌構成は強靭泥
状コンシステンシイから特徴的な不快な臭気をもつ塊状
コンシステンシイに変わる。14日間で、土壌塊は不燃性
となり、21日間で油製品は化学分析により検出されず、
小地域植物構成が再生される。清浄化度は実質的に100
％に相当する。

実施例４ある油貯蔵ヤードの水池（１ヘクタール）は183tの原
油を含む。その水池を、12kgの絶乾バイオマスを含むア
ルスロバクター種菌株Ｓ−1212の細菌培養物のバイオマ
スの懸濁液で処理した後７日で（バイオマスと油との重
量比は1:10⁵）、水面は二酸化炭素ガス発生によりもた
らされる膨れを生じる。油膜は次第に褐色、暗赤色、明
るいオレンジ色となり、次いで分解して、細菌マスの白
ぽい集合体群により突き抜かれた早急に消失する節片と
なる。20日間で油膜が消失し（100％清浄化）、水の透
明性は30日間で完全に回復される。

実施例５ 300m²の容量をもつ沈降溜槽は1.0〜1.5cmの層厚を有
する油製品（樹脂状物質、アスファルテン、原油）で汚
染される。油製品の合計量は558kgである。この沈降溜
槽を、アシネトバクター種菌株（bicoccum）Ｂ−6445の
細菌培養物のバイオマスのペーストでの単一処理に付
す。このペーストは、2.5kgの絶乾バイオマス（バイオ
マスと油との重量比は1:10³である）、5kgの過リン酸
塩、及び3kgの硫酸アンモニウムを含む。21日間で溜槽
の完全（100％）な清浄化が生じる。

実施例６〜11 原油で汚染された水600mを清浄化に付す。水を６個
のフラスコにそれぞれ100m分配し、そして各フラスコ
に1mの原油を添加する。これらのフラスコを振とう機
で清浄化に付す。この目的のために、各フラスコに窒素
及びリンを含む塩類を添加する。次いで第１のフラスコ
にはアシネトバクター種菌株（bicoccus）Ｂ−6445
（Ｉ）の水性懸濁液、第２のフラスコにはロードコッカ
ス種菌株Ｓ−1213（II）の培養物のバイオマスの水性懸
濁液、第３のフラスコにはアルスロバクター種菌株Ｓ−
1212（III）の培養物のバイオマスの水性懸濁液、第４
のフラスコには菌株Ｉ及びIIの培養物のバイオマス混合
物の水性懸濁液、第５のフラスコには菌株Ｉ及びIIIの
混合物の培養物のバイオマスの水性懸濁液、そして第６
のフラスコには、菌株Ｉ、II及びIIIの混合物の培養物
のバイオマスの水性懸濁液を、添加する。すべての例に
おいて接種バイオマスと油との重量比は、それぞれ、1:
10に等しい。

10時間の一定撹拌後第１のフラスコにおける清浄化度
は15％、第２フラスコで13％、第３フラスコで12％、第
４フラスコで70％、第５フラスコで65％、第６フラスコ
で60％である。

24時間の一定撹拌後、すべてのフラスコにおける清浄
化度は100％である。

工業的応用性提案された菌株は炭化水素油酸化活性によって特徴付
けられ、油生産、油精製及び若干の他の工業における生
態学的状態の環境回復のために使用されうる。提案され
た方法は、土地再耕作のための農業、水池等の清浄性の
回復、ならびに油及び油製品の生産、加工、取扱い及び
応用に関する国家経済の諸部門において広範な応用を見
出しうる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ１２Ｒ 1:01）Ｃ１２Ｒ 1:01） (Ｃ１２Ｎ 1/20 (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:06）Ｃ１２Ｒ 1:06） (72)発明者ザイキナ、アレクサンドラ・イヴァノフナロシア共和国117437、モスクワ、ウル・ヴォルギナ、デー 31、コルプ３、カーヴェー 71 (72)発明者ロガチェヴァ、ルフィナ・アレクサンドロフナロシア共和国114461、モスクワ、ウル・ヘルソンスカヤ、デー７、コルプ４、カーヴェー 478 (72)発明者セメノヴァ、エレナ・ウラディミロフナロシア共和国142711、モスコフスカヤ・オブル、ヴィドノエ、ペーエル・レニンスコゴ・コムソモラ、デー４、カーヴェー 44 (56)参考文献特開昭59−66882（ＪＰ，Ａ) 独国特許発明3909324（ＤＥ，Ｃ２) ＡｂｓｔｒａｃｔｓｏｆｔｈｅＡｎｎｕａｌＭｅｅｔｉｎｇｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，1977，ｐ．269

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ルッシアン・ネーション・コレクション・
オブ・インダストリアル・マイクロオルガニズムス（VK
PM）に受託番号VKPM Ｂ−7088で寄託されたアシネトバ
クター菌株（ビコッカム）。
【請求項２】ルッシアン・ネーション・コレクション・
オブ・インダストリアル・マイクロオルガニズムス（VK
PM）に受託番号VKPM Ｓ−1481で寄託されたアルスロバ
クター菌株。
【請求項３】ルッシアン・ネーション・コレクション・
オブ・インダストリアル・マイクロオルガニズムス（VK
PM）に受託番号VKPM Ｓ−1480で寄託されたロードコッ
カス菌株。
【請求項４】油汚染または漏れに細菌培養物を導入する
ことからなる油汚染及び漏れを微生物学的に清浄化する
方法であって、その細菌培養物として使用されるのは、
ルッシアン・ネーション・コレクション・オブ・インダ
ストリアル・マイクロオルガニズムス（VKPM）に受託番
号VKPM Ｂ−7088で寄託されたアシネトバクター菌株
（ビコッカム）、受託番号VKPM Ｓ−1481で寄託された
アルスロバクター菌株及び／または受託番号VKPM Ｓ−
1480で寄託されたロードコッカス菌株であり、該細菌培
養物のバイオマスと油汚染との重量比がそれぞれ1:10〜
10⁵であることを特徴とする上記清浄化方法。
【請求項５】微生物学的清浄化を窒素及びリンの無機塩
の存在下で実施することを特徴とする請求の範囲４の方
法。
【請求項６】微生物学的清浄化を鉄、亜鉛、マンガン及
び／またはマグネシウムの存在下で実施することを特徴
とする請求の範囲４の方法。