JP3332618B2 - 土壌修復方法 - Google Patents
土壌修復方法Info
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用した土壌修復法に関する。さらに詳しくはハロゲン置
換有機酸で汚染されている土壌の修復方法に関する。
庁)による報告以来、下水、上水を問わず、殺菌消毒副
生成物が大きな問題となってきている。日本では塩素に
よる消毒が義務づけられているが、その副生成物として
トリハロメタン類、ハロ酸類、ハロアセトニトリル類、
ハロケトン類等の物質が確認されており、その肝毒性、
変異原性の点により非常に大きな問題となっている。そ
の中でも、平成5年になって環境監視項目として取り上
げられたクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、
ブロモ酢酸といったハロゲン置換有機酸(以降ハロ酸と
記す)は新たな問題としてクローズアップされてきてい
る。これらのことは第23回日本水環境学会セミナー/
水質環境基準改訂に伴う分析法((社)日本水環境学
会)講演資料集p55−p64(平成5年11月)に詳
細に記載されている。
が溶媒となる環境においてこれを介して土壌中に残留・
拡散し、非常な問題となり始めている。
処理は従来技術では非常に困難であり、テトラクロロエ
チレンやトリクロロエチレンのような揮発性有機塩素化
合物により汚染された土壌の処理に非常に有効な手段で
ある真空抽出法等は用いることができない。有効な処理
方法としては分解処理が考えられるが、その中でも微生
物を用いた生物分解処理ならば非常に温和な条件で行う
ことができ、コストも比較的低く、有害な化学物質を導
入することがないことから、非常に有効な手段であると
期待される。
は、Trichoderma, Acrostalagmus, Penicillium, Clono
stachys といったカビ類、Pseudomonas, Arthrobacter,
Rhizobium, Agrobacterium, Bacillus, Alcaligenes,
Nocardia, Micrococcus, Achromobacter, Moraxella
(以上蛋白質核酸酵素、29,101−110(198
4))といった細菌類が研究されている。また、足立
は、未同定の菌OS−2株が、クロロ酢酸、ブロモ酢
酸、ヨード酢酸をほぼ同程度分解する酵素を有し、ジク
ロロ酢酸も半分程度の活性ではあるが分解することを示
した(大阪府立公衛研所報公衆衛生編、第30号、89
(1992))。また、Pseudomonas putida NCIMB 120
18より抽出したデハロゲナーゼをカルボキシメチルセル
ロース或いはチオグリコール酸に固定化して炭素数2か
ら6のハロ酸を分解させる研究もなされている(欧州特
許第179603号)。それ以外にハロ酸脱ハロゲン酵
素と遺伝子の関係についてPseudomonas putida AJ1
株(J. Gen. Microbiol., 138,675(1992)), Pseudomona
s cepacia MBA4株(J. Biochem., 284,87 (1992)),
Pseudomonas sp.CBS3株(Biol. Chem. Hoppe-Seyl
er., 374,489 (1993))といった菌で研究がされている。
評価したものであり、実際にこれらの微生物が汚染廃水
中でどのような挙動を示すかは何の知見もないのが現状
である。微生物そのものでのハロ酸分解に関してはXant
hobacter autotrophicusGJ10株(Appl. Biochem. B
iotechnol., 40,158 (1993)), 同40,165 (1993))が研究
されているに過ぎない。
型及びL型のクロロプロピオン酸をPseudomonas 属の細
菌より抽出したデハロゲナーゼが乳酸にまで分解するこ
とが報告されている(特開平4−64544)が、この
事例も酵素レベルの研究でしかない。
処理方法に用いる場合の実用上の諸条件を満たし、なお
かつ十分な分解能を持つという観点で眺めてみると、現
在既知の菌種の範囲では必ずしも十分であるとは言えな
い。そこで、実用上要求される特性を満足する菌種の取
得が強く要望されているのが現状である。
ロ酸分解能を有することは勿論であるが、既知菌種と生
育条件が異なり、その応用範囲が拡大できるもの、或い
はその利用形態が豊富になるものが一層好ましい。
想定した場合、適用する微生物はジクロロ酢酸の分解能
もさることながら、土壌という劣悪な環境下でも生育
し、かつ分解活性を維持できることが要求される。
かつ従来既知の菌種よりも実用上有利な特性を有する菌
種が強く求められている。
ような、殺菌・消毒副生成物として問題となっているハ
ロ酸の分解のための強力な新規微生物を利用するハロ酸
の分解、特に土壌中に含有されるハロ酸を分解処理する
方法を提供することである。
明によって達成される。
ら、ハロ酸を分解する菌種を探索した結果、日本の関東
ローム層の土壌中から、高濃度のハロ酸分解能を有する
新たな菌種を取得し、この菌種株を土壌に導入して、土
壌中のハロ酸を分解する方法を見いだした。
学的性質を以下に示す。
0.2〜0.5μmのC字及び/或いはS字型を示す桿
菌 運動性: なし コロニーの色: 白色からクリーム色 B.各種培地における成育状況 BHIA: 発育良好 MacConkey : 発育不良 C.成育至適温度: 25℃〜35℃ D.生理的性質 好気性・嫌気性の区別: 好気性 TSI(slant/butt) : アルカリ/アルカリ、H2 S
(−) オキシダーゼ: 陽性 カタラーゼ: 陽性 (同定基準:Bergey's Manual(1984) による) 以上の諸性質から本菌株は、レノバクター・スピーシズ
(Renobacter sp.)に属せしめるのが適当であると認めら
れた。
に、本菌株は卓越したハロ酸分解能を有している。レノ
バクターに属する菌株においてハロ酸を分解する菌はこ
れまでに知られていないことから、本菌を新菌株と認定
し、レノバクター・スピーシズAC株(Renobacter sp.
Strain AC) と命名し、工業技術院生命工学工業技術研
究所に寄託した(受託番号:FERM P−1464
1)。
さることながら、増殖形態が非常に特異的であり、菌自
体が何らかの高分子物質を分泌して菌塊となって増殖す
る。このような性質は、微視的に見てAC株独自の棲み
家(ハビタット)を速やかに形成し、優先種として増殖
するために、他の様々な土着菌が存在している土壌中で
増殖させ、ハロ酸を分解処理する場合、非常に有利に働
く。
地といった天然完全培地で行うことができるが、無機塩
培地、例えばM9培地に若干の栄養素として酵母エキス
を添加したもので培養することも可能である。
H7.0) 培養は好気条件下で行うことができ、液体培養でも固体
培養でもよい。培養温度は30℃前後が望ましい。
て変異させて得られる変異株であっても、良好なハロ酸
分解活性を有する限り全て本発明に用いることができる
ので、これらを用いる方法であっても本発明に包含され
るものとする。
中のハロ酸と上記レノバクター・スピーシズAC株を接
触させることによって行うことができる。微生物とハロ
酸の接触は、ハロ酸を含有する土壌中で該微生物を培養
する、或いは該汚染土壌を該微生物の培養系に混入する
等の方法によって行うことができる。
壌修復にも適用可能であり、バッチ法、半連続法、連続
法等種々の方法を用いて実施できる。該微生物は半固定
状態で或いは適当な担体に固定化して用いることもでき
る。上記のように本菌株は菌自体が高分子を分泌して塊
状となるため、固定化は非常に簡便かつ有用である。
樹脂充填カラムを設置した高速液体クロマトグラフィー
(HPLC)法(展開溶媒:0.01N硫酸水溶液/ア
セトニトリル=95/5、210nmで検出)で行っ
た。 (実施例1) レノバクター・スピーシズAC株によるジクロロ酢酸汚
染土壌の修復 寒天培地上のAC株のコロニーを、200ml容の坂口
フラスコ中の酵母エキス0.1%を含むM9培地100
mlに接種し、30℃で48時間振盪培養を行った。3
0時間程度までAC株は塊状になって増殖し、その後脱
離していく様子が観察された。
の風乾土50gにジクロロ酢酸の濃度が50mg/g w
et soil となるようにジクロロ酢酸水溶液を10ml加
え、さきの培養液10mlを接種して良く攪拌し、10
0ml容三角フラスコ内で30℃で静置培養した。その
後24時間毎に土壌1gを採取し、5mlの0.01N
硫酸水溶液を加えて1時間攪拌し、遠心分離及び濾過に
よって土壌を除いた後、希硫酸によってpHを2以下と
してHPLCに導入し、経日的にジクロロ酢酸の減少を
測定した。この結果を図1に示す。なお、対照実験とし
て菌液の代わりに無菌培地を加えて系で実験を行い、残
存率は対照との比較で表した。
壌中の50ppmのジクロロ酢酸が完全に分解された。 (実施例2) レノバクター・スピーシズAC株による他のハロ酸汚染
土壌の修復 実施例1と同様の方法で分解対象物質としてクロロ酢酸
(50ppm)、トリクロロ酢酸(10ppm)、ブロ
モ酢酸(10ppm)を用い、AC株による分解を試み
た。培養日数と各化合物の残存率をそれぞれ図2に示
す。
ブロモ酢酸も5日目までには完全に分解された。 (実施例3) レノバクター・スピーシズAC株によるクロロプロピオ
ン酸の分解 実施例1と同様の方法で分解対象物質として2−クロロ
プロピオン酸及び3−クロロプロピオン酸を用い、AC
株による分解を試みた。濃度は200ppmとした。培
養日数と各化合物の残存率を図3に示す。
解された。 (実施例4) レノバクター・スピーシズAC株による2,2−ジクロ
ロプロピオン酸の分解 実施例1と同様の方法で分解対象物質として2,2−ジ
クロロプロピオン酸を用い、AC株による分解を試み
た。濃度は50ppmとした。培養日数と各化合物の残
存率を図4に示す。
解された。 (実施例5) レノバクター・スピーシズAC株による各ハロ酸の分解
様式 実施例1で用いた培養液をジクロロ酢酸、クロロ酢酸、
トリクロロ酢酸、ブロモ酢酸、2−クロロプロピオン
酸、3−クロロプロピオン酸及び2,2−ジクロロプロ
ピオン酸をそれぞれ別々に含む(濃度は各実施例と同
様)同培地50mlに1ml接種して30℃で振盪培養
した。その後それぞれ半分程度分解したと思われる時点
で反応液1mlを採取し、遠心分離によって菌体を除い
た後、希硫酸によってpHを2以下としてHPLCに導
入し、分解中間産物を分析した。その結果、ジクロロ酢
酸からはグリオキシル酸が、クロロ酢酸、トリクロロ酢
酸、ブロモ酢酸からはグリコール酸が、2−クロロプロ
ピオン酸からは乳酸が、2,2−ジクロロプロピオン酸
からはピルビン酸がそれぞれ検出され(3−クロロプロ
ピオン酸からは未検出)、レノバクター・スピーシズA
C株による各ハロ酸の分解が加水分解的脱ハロゲン酵素
であるデハロゲナーゼの作用によることが明らかとなっ
た。なお、これらの中間産物はその後完全に分解される
ことを確認した。
酸分解菌により、現在問題になり始めているハロ酸の生
物分解が可能となり、ハロ酸により汚染された土壌の効
率良い生物処理が可能となる。
す図
解を示す図
オン酸の分解を示す図
Claims (6)
- 【請求項1】 ハロゲン置換有機酸によって汚染されて
いる土壌の修復方法であって、 該汚染土壌に、該ハロゲン置換有機酸を加水分解するデ
ハロゲナーゼを有するレノバクター属に属する微生物を
接触させ、該ハロゲン置換有機酸を分解することを特徴
とする土壌修復方法。 - 【請求項2】 該デハロゲナーゼを有するレノバクター
属に属する微生物が、レノバクター・スピーシーズAC
株(FERM P−14641)であることを特徴とす
る請求項1に記載の土壌修復方法。 - 【請求項3】 該微生物の分解するハロゲン置換有機酸
が、ハロ酢酸、ハロプロピオン酸のうちの少なくとも一
種類であることを特徴とする請求項1に記載の土壌修復
方法。 - 【請求項4】 該ハロ酢酸は、クロロ酢酸、ジクロロ酢
酸、トリクロロ酢酸、ブロモ酢酸のうちの少なくとも一
種であることを特徴とする請求項3に記載の土壌修復方
法。 - 【請求項5】 該ハロプロピオン酸は、クロロプロピオ
ン酸、ジクロロプロピオン酸のうちの少なくとも一種で
あることを特徴とする請求項3に記載の土壌修復方法。 - 【請求項6】 微生物を、ハロゲン置換有機酸によって
汚染されている土壌に接触させ、酵素反応により該汚染
土壌中のハロゲン置換有機酸を分解する土壌修復方法で
あって、 該酵素反応によるハロゲン置換有機酸の分解は、レノバ
クター・スピーシーズAC株(FERM P−1464
1)に由来するデハロゲナーゼによる、該ハロゲン置換
有機酸の加水分解的脱ハロゲン化によりなされ、 土壌中で育成可能な該デハロゲナーゼを産生する微生物
を土壌中で培養して、該ハロゲン置換有機酸と微生物と
の接触を行うことを特徴とする土壌修復方法。
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---|---|---|---|
JP28830094A JP3332618B2 (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | 土壌修復方法 |
DE69516637T DE69516637T2 (de) | 1994-11-21 | 1995-11-21 | Verfahren zum Abbau von Schadstoffen und zur Umweltsanierung mittels Mikroorganismen und verwendetem Mikroorganismus |
US08/561,237 US5679568A (en) | 1994-11-21 | 1995-11-21 | Processes for decomposing a pollutant and remedying an environment using Renobacter sp. ferm BP-5353 having dehalogenase activity |
EP95308329A EP0712808B1 (en) | 1994-11-21 | 1995-11-21 | Process for decomposing pollutant with microorganism, process for remedying environment with microorganism, and microorganism itself |
US08/868,951 US6017746A (en) | 1994-11-21 | 1997-06-04 | Remedying a contaminated environment using Pseudomonas cepacia or Corynebacterium species and Renobacter species FERM BP-5353 having dehalogenase activity |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH08141549A JPH08141549A (ja) | 1996-06-04 |
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