JP3382393B2 - Biodegradation purification method of trichlorethylene - Google Patents

Biodegradation purification method of trichlorethylene

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JP3382393B2
JP3382393B2 JP28623594A JP28623594A JP3382393B2 JP 3382393 B2 JP3382393 B2 JP 3382393B2 JP 28623594 A JP28623594 A JP 28623594A JP 28623594 A JP28623594 A JP 28623594A JP 3382393 B2 JP3382393 B2 JP 3382393B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、トリクロロエチレンの
生物分解技術に関し、例えばこれによって汚染された土
壌や地下水といった環境を微生物によって完全に無害な
物質に分解浄化するトリクロロエチレンの生物分解浄化
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biodegradation technique for trichlorethylene, and more particularly to a method for biodegrading and purifying trichlorethylene by decomposing and purifying the environment such as soil and groundwater contaminated thereby by microorganisms into a completely harmless substance.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、生体に対し有害でありかつ難分解
性である脂肪族有機塩素化合物による環境汚染が大きな
問題となってきている。特に、国内外のハイテク産業一
帯の土壌中にはテトラクロロエチレン(PCE)やトリ
クロロエチレン(TCE)、ジクロロエチレン(DC
E)等の有機塩素化合物による汚染がかなりの範囲で拡
がっていると考えられており、実際に環境調査等で検出
された事例が多数報告されている。これらの脂肪族有機
塩素化合物は土壌中に残留したものが雨水等により地下
水中に溶解して周辺地域一帯に拡がるとされている。こ
のような化合物は発癌性の疑いがあり、また環境中で非
常に安定であるため、特に飲料水の水源として利用され
ている地下水の汚染は大きな社会問題とされている。こ
のような脂肪族有機塩素化合物、特にTCEについて、
最近になって微生物による好気的分解が報告されている
(メタンモノオキシゲナーゼを有するMethyloc
ystis sp.strain M(Agric.B
iol.Chem.,53,2903(1989)、B
iosci.Biotech.Biochem.,5
6,486(1992)、同56,736(199
2))、Methylosinus trichosp
orium OB3b(Am.Chem.Soc.Na
tl.Meet.Dev.Environ.Micro
biol.,29,365(1989)、Appl.E
nviron.Microbiol.,55,3155
(1989)、Appl.Biochem.Biote
chnol.,28,877(1991))、フェノー
ルハイドロキシラーゼを有するPseudomonas
putida BH(下水道協会誌,24,27(1
987))、トルエンモノオキシゲナーゼを有するAc
inetobactor sp.strain G4
(Appl.Environ.Microbiol.,
52,383(1986)、同53,949(198
7)、同54,951(1989)、同56,279
(1990)、同57,193(1991))、Pse
udomonas mendocina KR−1(B
io/Technol.,7,282(1989))、
トルエンジオキシゲナーゼを有するPseudomon
as putida F1(Appl.Enviro
n.Microbiol.,54,1703(198
8)、同54,2578(1988))、アンモニアモ
ノオキシゲナーゼを有するNitrosomonas
europaea(Appl.Environ.Mic
robiol.,56,1169(1990)))。こ
れらの菌はすべて、オキシゲナーゼ系の酵素によってT
CEをエポキシ化し、その後は生物的に或いは非生物的
に分解されていくとされている。このような段階で、T
CEエポキシドのプロトン化が起こると、その結果とし
てグリオキシル酸と並んでジクロロ酢酸が生成する。即
ち、これらオキシゲナーゼ系を有する微生物によるTC
E分解では、ある一定の割合でジクロロ酢酸が必然的に
生成されるが、これらはTCE分解菌の有する酵素では
分解されず、そのまま残留する。
2. Description of the Related Art In recent years, environmental pollution due to aliphatic organochlorine compounds, which are harmful to living organisms and hardly decomposed, has become a serious problem. Especially in the soil of high-tech industries in Japan and overseas, tetrachlorethylene (PCE), trichlorethylene (TCE), dichloroethylene (DC
It is considered that the contamination by organochlorine compounds such as E) has spread to a considerable extent, and many cases actually detected by environmental surveys have been reported. It is said that these aliphatic organochlorine compounds, which remain in the soil, are dissolved in groundwater by rainwater etc. and spread throughout the surrounding area. Since such compounds are suspected to be carcinogenic and are extremely stable in the environment, pollution of groundwater used as a water source for drinking water is a major social problem. For such aliphatic organochlorine compounds, especially TCE,
Recently, aerobic degradation by microorganisms has been reported ( Metyloc containing methane monooxygenase).
ytis sp . strain M (Agric.B
iol. Chem. , 53, 2903 (1989), B
iosci. Biotech. Biochem. , 5
6,486 (1992), the same 56,736 (199)
2)), Methylosinus trichosp
orium OB3b (Am. Chem. Soc. Na
tl. Meet. Dev. Environ. Micro
biol. , 29, 365 (1989), Appl. E
nviron. Microbiol. , 55, 3155
(1989), Appl. Biochem. Biote
chnol. , 28,877 (1991)), Pseudomonas having a phenol hydroxylase.
putida BH (Sewer Association magazine, 24, 27 (1
987)), Ac having toluene monooxygenase
inetobacter sp. strain G4
(Appl. Environ. Microbiol.,
52,383 (1986) and 53,949 (198).
7), ibid. 54, 951 (1989), ibid. 56, 279.
(1990), ibid., 57, 193 (1991)), Pse.
udomonas mendocina KR-1 (B
io / Technol. , 7, 282 (1989)),
Pseudomon with toluene dioxygenase
as putida F1 (Appl. Enviro
n. Microbiol. , 54, 1703 (198
8), ibid. 54,2578 (1988)), Nitrosomonas having ammonia monooxygenase.
europaea (Appl. Environ. Mic
robiol. , 56, 1169 (1990))). All of these bacteria undergo T by an enzyme of the oxygenase system.
It is said that CE is epoxidized and then biodegraded or biodegraded. At this stage, T
Protonation of the CE epoxide results in dichloroacetic acid alongside glyoxylic acid. That is, TC by microorganisms having these oxygenase systems
In the E decomposition, dichloroacetic acid is inevitably produced at a certain ratio, but these are not decomposed by the enzyme possessed by the TCE-degrading bacterium and remain as they are.

【0003】つまり例えば、TCEで汚染された地下水
をこれらのTCE分解菌を用いるバイオリアクターで処
理しても、結果としてジクロロ酢酸が排出され、また、
TCEで汚染された土壌中でこれらのTCE分解菌によ
ってTCEの分解浄化を試みたとしても、分解副生成物
としてジクロロ酢酸が残留し、これらは地下水に容易に
溶解するという問題が生じてくる。
That is, for example, when groundwater contaminated with TCE is treated in a bioreactor using these TCE-degrading bacteria, dichloroacetic acid is discharged as a result, and
Even if an attempt is made to decompose and purify TCE by these TCE-decomposing bacteria in soil contaminated with TCE, dichloroacetic acid remains as a decomposition by-product, which causes a problem of being easily dissolved in groundwater.

【0004】ジクロロ酢酸はトリハロメタン類、ハロア
セトニトリル類、ハロケトン類と並ぶ水道水の消毒副生
成物であるハロ酢酸類の一つであり、その肝毒性、変異
原性により非常に大きな問題となっており、平成5年に
なって環境監視項目として取上げられた。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p5
5−p64(平成5年11月)に詳細に記載されてい
る。
Dichloroacetic acid is one of the haloacetic acids, which is a disinfection by-product of tap water, along with trihalomethanes, haloacetonitriles, and haloketones, and its hepatotoxicity and mutagenicity cause a very serious problem. Therefore, it was taken up as an environmental monitoring item in 1993. These are the 23rd Japan Society for Water Environment Seminar / Analytical method accompanying revision of water quality environmental standards (Japan Society for Water Environment) Proceedings p5
5-p64 (November 1993).

【0005】以上のように、今日ジクロロ酢酸はTCE
の好気的生物分解副生成物として、広く環境中に残留
し、非常な問題となり始めている。
As mentioned above, dichloroacetic acid is today used for TCE.
It remains as an aerobic biodegradation by-product of chlorophyll widely in the environment and is becoming a serious problem.

【0006】このようなジクロロ酢酸の処理方法として
はこれまで何ら実用的な処置が施されることもなく、実
験室レベルでジクロロ酢酸の分解が研究されてきたに過
ぎない。
As a method for treating dichloroacetic acid, no practical treatment has been performed so far, and decomposition of dichloroacetic acid has only been studied at the laboratory level.

【0007】例えば、ジクロロ酢酸等のハロ酢酸を分解
する微生物としては、TrichodermaAcr
ostalagmusPenicilliumCl
onostachysといったカビ類、Pseudom
onasArthrobacterRhizobi
umAgrobacteriumBacillu
AlcaligenesNocardiaMi
crococcusAchromobacter
oraxella(以上蛋白質 核酸 酵素,29,1
01−110(1984))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、Pseud
omonas putida NCIMB 12018
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のハロ酸を分解せしめ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
utida AJ1株(J.Gen.Microbio
l.,138,675(1992))、Pseudom
onas cepacia MBA4株(J.Bioc
hem.,284,87(1992))、Pseudo
monas sp.CBS3株(Biol.Chem.
Hoppe−Seyler.,374,489(199
3))といった菌で研究がされている。
Decomposition of haloacetic acid such as dichloroacetic acid
The microorganisms thatTrichoderma,Acr
ostalagmus,Penicillium,Cl
onostacysMolds such asPseudom
onas,Arthrobacter,Rhizobi
um,Agrobacterium,Bacillu
s,Alcaligenes,Nocardia,Mi
crococcus,Achromobacter,M
oraxella(Above protein nucleic acid enzyme, 29, 1
01-110 (1984))
ing. In addition, Adachi, the unidentified fungus OS-2 strain
Decomposes acetic acid, bromoacetic acid, and iodoacetic acid to about the same degree
It has an enzyme and dichloroacetic acid is about half the activity,
Degraded (Osaka Prefectural Public Welfare Research Institute Public Health
Ed., No. 30, 89 (1992)). Also,Pseud
omonas  putida  NCIMB 12018
Extracted dehalogenase from carboxymethylcellulose
With 2 carbon atoms by immobilizing it on sucrose or thioglycolic acid
Studies have also been conducted on the decomposition of halo acid 6 (European special
Xu 179603). Other than that, halo acid dehalogenation
About the relationship between elements and genesPseudomonas  p
utida  AJ1 strain (J. Gen. Microbio
l. , 138, 675 (1992)),Pseudom
onas  cepacia  MBA4 strain (J. Bioc
hem. , 284, 87 (1992)),Pseudo
monas  sp. CBS3 strain (Biol. Chem.
Hoppe-Seyler. , 374, 489 (199
3)) is being studied.

【0008】しかしこれらはすべて酵素レベルでの活性
を評価したものであり、実際にこれらの微生物が環境中
でどのような挙動を示すかは研究されていないのが現状
である。
However, all of these are evaluations of activity at the enzyme level, and the actual behavior of these microorganisms in the environment has not been studied at present.

【0009】微生物そのもののジクロロ酢酸分解に関し
てはXanthobacter autotrophi
cus GJ10株(Appl.Biochem.Bi
otechnol.,40,158(1993)、同4
0,165(1993))が研究されているに過ぎな
い。
Regarding the decomposition of the microorganism itself with dichloroacetic acid, Xanthobacter autotrophi
cus GJ10 strain (Appl. Biochem. Bi
otechnol. , 40, 158 (1993), 4
0,165 (1993)) has only been studied.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、このような、これまで何の処置も施されて
こなかった、TCEのオキシゲナーゼ系による微生物分
解処理において有害物質であるジクロロ酢酸が普遍的に
生成するのでこれを無害化しなければならないという問
題である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The problem to be solved by the present invention is such dichloroacetic acid which is a harmful substance in the microbial degradation treatment of TCE's oxygenase system, which has not been subjected to any treatment. Is generated universally, so the problem is that it must be rendered harmless.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的は以下の本発
明によって達成される。
The above object can be achieved by the present invention described below.

【0012】即ち、本発明者らはTCEをオキシゲナー
ゼ系による微生物分解処理し、さらにその結果生成する
ジクロロ酢酸をデハロゲナーゼ活性によって二酸化炭
素、水、及び塩素イオンにまで分解する微生物、とりわ
けレノバクター属の微生物を用いて分解処理することに
より、土壌や地下水といった環境を汚染しているTCE
を完全に無害な状態にまで浄化処理する方法を見いだし
た。
Namely, the present inventors have microbial degradation process by oxygenase system of TCE, carbon dioxide by further dehalogenase activity dichloroacetic acid to result generated, water, and microorganisms decompose to the chloride ion, Toriwa
TCE that pollutes the environment such as soil and groundwater by decomposing it using microorganisms of the genus Renovobacter
I have found a way to purify the soybeans to a completely harmless state.

【0013】本発明の方法をさらに詳しく説明すると、
TCEを好気的にTCEのエポキシドに変換する微生物
と、この反応の結果として一定の割合で生成されるジク
ロロ酢酸をデハロゲナーゼ活性によって二酸化炭素、
水、及び塩素イオンにまで分解する微生物、とりわけレ
ノバクター属の微生物を同時に或いは連続的に、TCE
で汚染された地下水や土壌に接触せしめることにより、
地下水や土壌を汚染しているTCEを完全に無害な物質
にまで分解浄化処理するものである。
The method of the present invention will be described in more detail.
Microorganisms that aerobically convert TCE to epoxides of TCE, and dichloroacetic acid produced at a constant rate as a result of this reaction by dehalogenase activity into carbon dioxide,
Water and microorganisms that decompose to chlorine ions , especially
Nobakuta microorganisms of the genus at the same time or continuously, TCE
By contacting the groundwater and soil contaminated with
It decomposes and purifies TCE that contaminates groundwater and soil into completely harmless substances.

【0014】本発明の方法に用いる微生物としては、前
者の微生物としてはTCEの分解がTCEのエポキシド
を経由する分解経路であるような微生物であれば制限な
く利用でき、「従来の技術」に挙げたTCE分解菌はす
べて用いることができる。また、このような微生物とし
ては、上記の性質・能力を有していれば未同定の微生
物、単離されていない微生物、共生系の微生物群、新し
く単離・同定された微生物でも当然に利用できる。同定
されていて上記の性質・能力を有する微生物としては、
シュードモナス属、アシネトバクター属、キサントバク
ター属、コリネバクテリウム属等に属する細菌が利用で
き、特にシュードモナス セパシア、シュードモナス
プチダ、シュードモナス フルオレセンス、シュードモ
ナス アルギノーザ等の細菌が有効であり、例えばタカ
サゴシロアリの腸内より単離されたシュードモナス セ
パシアKK01株(FERM BP−4235;以後K
K01株と記載する)、或いはコリネバクテリウムs
p.J1株(FERM P−14332号;以後J1株
と記載する)等を挙げることができる。
As the microorganisms used in the method of the present invention, any of the former microorganisms can be used without limitation as long as the decomposition of TCE is a decomposition route via the epoxide of TCE. All TCE-degrading bacteria can be used. Further, as such microorganisms, if they have the above-mentioned properties and abilities, naturally unidentified microorganisms, non-isolated microorganisms, symbiotic microbial groups, and newly isolated / identified microorganisms can also be used. it can. The microorganisms that have been identified and have the above-mentioned properties and capabilities include:
Bacteria belonging to the genus Pseudomonas, the genus Acinetobacter, the genus Xanthobacter, the genus Corynebacterium, etc. can be used, and particularly Pseudomonas cepacia and Pseudomonas.
Bacteria such as Putida, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas arginosa, etc. are effective, and for example, Pseudomonas cepacia strain KK01 (FERM BP-4235; hereinafter K) isolated from the intestine of Scorpion termites.
K01 strain) or Corynebacterium s
p. Examples include the J1 strain (FERM P-14332; hereinafter referred to as the J1 strain) and the like.

【0015】また、後者の微生物としてはハロ酢酸特に
ジクロロ酢酸を二酸化炭素、水、及び塩素イオンにまで
分解する微生物であれば制限なく利用でき、前記の「従
来の技術」に挙げたジクロロ酢酸分解菌はすべて用いる
ことができる。また、このような微生物としては前記同
様に、上記のような性質・能力を有していれば未同定の
微生物、単離されていない微生物、共生系の微生物群、
新しく単離・同定された微生物でも当然に利用できる。
同定されていて上記の性質・能力を有する微生物として
は、シュードモナス属、キサントバクター属に属する、
例えばシュードモナス プチダ、シュードモナス デハ
ロゲナンス、キサントバクター オートトロフィカス等
の細菌が有効であるが、本発明ではレノバクター属に属
する細菌が用いられる。とりわけ、レノバクター属に属
する細菌であるレノバクター スピーシズAC株(FE
RM P-14641号;以後AC株と記載する)を日本の関
東ローム層より新たに単離し、後述の実施例に挙げるよ
うな優れた分解特性を有することが見出された。
As the latter microorganism, any microorganisms capable of decomposing haloacetic acid, especially dichloroacetic acid into carbon dioxide, water, and chloride ions can be used without limitation, and the dichloroacetic acid decomposition described in the above "Prior Art" can be used. All fungi can be used. Further, as such a microorganism, similarly to the above, as long as it has the above-mentioned properties and abilities, an unidentified microorganism, an unisolated microorganism, a symbiotic microbial group,
Naturally, even newly isolated and identified microorganisms can be used.
Microorganisms that have been identified and have the above-mentioned properties and abilities include Pseudomonas and Xanthobacter .
For example, Pseudomonas Petida, Pseudomonas Deha
Roganans, Xanthobacter autotrophicus, etc.
Bacterium is effective, but in the present invention, it belongs to the genus Renovobacter.
Bacteria to be used. In particular, belongs to the genus Renovobacter
Reactor species AC strain (FE
RM P-14641; hereinafter referred to as AC strain)
It is newly isolated from the Toromu Formation and will be listed in the Examples below.
It has been found to have such excellent degrading properties.

【0016】本発明におけるTCEの分解処理は、TC
E汚染物で微生物の生存が可能なものであれば何にでも
適用できる。後記の実施例から容易に理解できるように
本発明の浄化法は水性媒体中の微生物を利用するから、
比較的短時間の水性媒体処理に耐える種々の製品例えば
センイ製品、紙製品、皮革製品などにも適用できる。し
かしここでは最も適用価値の高い土壌や地下水中のTC
Eの例について、これと上記TCE分解菌を接触させ、
さらに該処理によって生じたジクロロ酢酸と上記ジクロ
ロ酢酸分解菌を接触させることによって行なうことがで
きることを以下に説明する。TCE分解菌とTCEの接
触は、TCEを含有する水性媒体中で該微生物を培養す
る、或いは該水性媒体及び土壌を該微生物の培養系に添
加する等の方法によって行なうことができ、ジクロロ酢
酸分解菌とジクロロ酢酸の接触は、TCE分解菌によっ
てTCEを処理した水性媒体中で該微生物を培養する、
或いは該水性媒体及び土壌を該微生物の培養系に添加す
る等の方法によって行なうことができ、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。
In the present invention, the TCE decomposition processing is performed by TC
Any contaminant can be applied as long as it is a contaminant and can survive the microorganism. As can be easily understood from the examples described below, the purification method of the present invention utilizes microorganisms in an aqueous medium,
It can also be applied to various products which can be treated with an aqueous medium for a relatively short period of time, such as Seny products, paper products, leather products and the like. But here, TC in soil and groundwater, which have the highest applicability,
For the example of E, contact it with the TCE-degrading bacterium,
Further, it will be described below that the treatment can be carried out by bringing the dichloroacetic acid produced by the treatment into contact with the dichloroacetic acid decomposing bacterium. The contact between TCE-degrading bacteria and TCE can be carried out by a method such as culturing the microorganism in an aqueous medium containing TCE, or adding the aqueous medium and soil to the culture system of the microorganism. The contact between the fungus and dichloroacetic acid comprises culturing the microorganism in an aqueous medium treated with TCE by a TCE-degrading bacterium,
Alternatively, it can be carried out by a method such as adding the aqueous medium and soil to the culture system of the microorganism, and can be carried out using various methods such as a batch method, a semi-continuous method and a continuous method. The microorganism can be used in a semi-fixed state or immobilized on a suitable carrier.

【0017】本発明の方法は、廃水処理や土壌処理等、
閉鎖系及び開放系のいずれの場合にも適用できる。ま
た、微生物を担体等に固定して用いたり、生育を促進す
る各種の方法を併用してもよい。
The method of the present invention is applied to wastewater treatment, soil treatment, etc.
It can be applied to both closed and open systems. Further, the microorganisms may be immobilized on a carrier or the like, or various methods for promoting growth may be used in combination.

【0018】[0018]

【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。なお、各実施例で用いたM9培地は下記の組成を
有するものである。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. The M9 medium used in each example has the following composition.

【0019】M9培地組成(1リットル中); Na2 HPO4 6.2g KH2 PO4 3.0g NaCl 0.5g NH4 Cl 1.0g 水 残部 (pH7.0) 実施例に用いたTCE分解菌KK01株及びJ1株はフ
ェノールの分解中間生成物として375nmに最大吸収
を有する2−ヒドロキシムコン酸セミアルデヒドを生成
することから、オキシゲナーゼを有していることは明ら
かであり、このオキシゲナーゼがTCE分解に関与して
いることが確認されている。
M9 medium composition (in 1 liter); Na 2 HPO 4 6.2 g KH 2 PO 4 3.0 g NaCl 0.5 g NH 4 Cl 1.0 g Water balance (pH 7.0) TCE decomposition used in the examples Since the strains KK01 and J1 produce 2-hydroxymuconic semialdehyde having a maximum absorption at 375 nm as an intermediate product of decomposition of phenol, it is clear that they have an oxygenase, and this oxygenase decomposes TCE. Have been confirmed to be involved in.

【0020】実施例に用いたジクロロ酢酸分解菌AC株
はジクロロ酢酸をグリオキシル酸を経由して分解するこ
とから、ジクロロ酢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であることが明らかにな
っている。
Since the dichloroacetic acid-degrading bacteria AC strain used in the Examples decomposes dichloroacetic acid via glyoxylic acid, it is clear that the decomposition of dichloroacetic acid is the action of dehalogenase, which is a hydrolytic dehalogenase. It has become.

【0021】すべてのTCE濃度の測定は、ヘッドスペ
ース−ガスクロマトグラフィー法で行った。即ち、20
ml容バイアル瓶に所定のTCE濃度になるように調製
したM9培地を5ml加え、100μlの菌液を加えた
後、ゴム栓、アルミキャップで密閉し、30℃で一定時
間振盪培養した後に気相0.1mlを採取し、ガスクロ
マトグラフィー分析を行った。土壌を用いた実施例にお
いてもTCE濃度の測定は該方法に準じて行った。ま
た、ジクロロ酢酸濃度の測定は反応液を希硫酸でpH2
に調整し、遠心分離した上澄液をジエチルエーテルおよ
び酢酸エチルで抽出し、ロータリーエバポレーターで乾
固させた後脱イオン水に再溶解させて95%0.01N
硫酸水溶液/アセトニトリル=95/5(v/v)を溶
媒として高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法で
行った。なお、ジクロロ酢酸標品と同時間のリテンショ
ンタイムに溶出するピークが確かにジクロロ酢酸である
ことはGC/MS法によって確認した。土壌を用いた実
施例においてもジクロロ酢酸濃度の測定は土壌を直接ジ
エチルエーテルおよび酢酸エチルで抽出し以下同様の方
法で行った。
All TCE concentrations were measured by headspace-gas chromatography. That is, 20
Add 5 ml of M9 medium prepared to a predetermined TCE concentration to a ml vial, add 100 μl of bacterial solution, seal with a rubber stopper and an aluminum cap, and cultivate with shaking at 30 ° C. for a certain period of time, then vapor phase 0.1 ml was sampled and analyzed by gas chromatography. In the examples using soil, the TCE concentration was measured according to the method. In addition, the dichloroacetic acid concentration was measured with diluted sulfuric acid at pH 2
The resulting supernatant was extracted with diethyl ether and ethyl acetate, dried on a rotary evaporator and then redissolved in deionized water to obtain 95% 0.01N.
A high performance liquid chromatography (HPLC) method was carried out using a sulfuric acid aqueous solution / acetonitrile = 95/5 (v / v) as a solvent. It was confirmed by the GC / MS method that the peak eluting at the same retention time as that of the dichloroacetic acid sample was indeed dichloroacetic acid. Also in the examples using soil, the concentration of dichloroacetic acid was measured by directly extracting the soil with diethyl ether and ethyl acetate, and then performing the same method.

【0022】実施例1.KK01株及びAC株混合培養
系によるTCE及びジクロロ酢酸の分解 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。次
に、寒天培地上のKK01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%及びフェノー
ル200ppmを含むM9培地100mlに接種し、3
0℃で18時間振盪培養を行った。
Example 1. Decomposition of TCE and dichloroacetic acid by a mixed culture system of KK01 strain and AC strain A colony of the AC strain on an agar medium is converted into a M9 medium 100 containing 0.1% yeast extract in a 200 ml Sakaguchi flask.
ml was inoculated and shake culture was carried out at 30 ° C. for 48 hours. Next, 200 ml of the KK01 colony on the agar medium
Inoculate 100 ml of M9 medium containing 0.1% of yeast extract and 200 ppm of phenol in a Sakaguchi flask.
Shaking culture was performed at 0 ° C. for 18 hours.

【0023】次に10ppmのTCEを含む同様の培地
5mlに2株を集菌した菌液を100μl加えた後(各
菌濃度6〜8×108 cells/ml)、ゴム栓、ア
ルミキャップで密閉し30℃で振盪培養し、実施例の前
段で示したような方法で6時間毎にTCE濃度を測定し
た。また、それと同時に、M9培地1リットルにTCE
を10ppmになるように加え、集菌して菌濃度が6〜
8×108 cells/mlになるように2株を加え
て、同様に30℃で振盪培養し、この実施例の前段で示
したような方法で6時間毎にジクロロ酢酸濃度を測定し
た。
Next, 100 μl of the bacterial solution obtained by collecting the two strains was added to 5 ml of the same medium containing 10 ppm of TCE (concentration of each bacteria was 6 to 8 × 10 8 cells / ml), and then sealed with a rubber stopper and an aluminum cap. Then, the cells were cultivated with shaking at 30 ° C., and the TCE concentration was measured every 6 hours by the method as described in the previous section of the examples. At the same time, TCE was added to 1 liter of M9 medium.
Is added to 10 ppm, and the bacteria concentration is 6-
Two strains were added so that the concentration was 8 × 10 8 cells / ml, and the cells were similarly cultivated with shaking at 30 ° C., and the concentration of dichloroacetic acid was measured every 6 hours by the method shown in the preceding stage of this Example.

【0024】結果を図1に示す。なお、ジクロロ酢酸濃
度の値は元の培養液に対する換算濃度で示した。
The results are shown in FIG. The value of the dichloroacetic acid concentration is shown as the concentration converted to the original culture solution.

【0025】TCEの分解(16時間目までに完全分
解)に伴ってジクロロ酢酸が生成するが、これも36時
間目までには完全に分解されていることが示された。
It was shown that dichloroacetic acid was produced along with the decomposition of TCE (complete decomposition by 16 hours), but this was also completely decomposed by 36 hours.

【0026】比較例1.KK01株によるTCEの分解
とジクロロ酢酸の生成 実施例1と同様の方法であるがKK01株のみを接種
し、TCE及びジクロロ酢酸の濃度を測定した。
Comparative Example 1. Degradation of TCE and production of dichloroacetic acid by the KK01 strain In the same manner as in Example 1, only the KK01 strain was inoculated, and the concentrations of TCE and dichloroacetic acid were measured.

【0027】結果を図2に示す。The results are shown in FIG.

【0028】TCEの分解速度はAC株との混合系に比
して若干高まっているが、ジクロロ酢酸が700ppb
前後の濃度で残留していることが示された。
The decomposition rate of TCE was slightly higher than that of the mixed system with AC strain, but 700 ppb of dichloroacetic acid
It was shown to remain at the concentrations before and after.

【0029】実施例2.J1株及びAC株混合培養系に
よるTCE及びジクロロ酢酸の分解 実施例1と同様の方法でJ1株及びAC株を接種し、T
CE及びジクロロ酢酸の濃度を測定した。
Example 2. Degradation of TCE and dichloroacetic acid by mixed culture system of J1 strain and AC strain J1 strain and AC strain were inoculated in the same manner as in Example 1, and T
The concentrations of CE and dichloroacetic acid were measured.

【0030】結果も実施例1と同様に図3に示す。The results are shown in FIG. 3 as in Example 1.

【0031】TCEの分解(16時間目までに完全分
解)に伴ってジクロロ酢酸が生成するが、これも30時
間目までには完全に分解されていることが示された。
It was shown that dichloroacetic acid was produced along with the decomposition of TCE (complete decomposition by 16 hours), but this was also completely decomposed by 30 hours.

【0032】比較例2.J1株によるTCEの分解とジ
クロロ酢酸の生成 実施例1と同様の方法であるがJ1株のみを接種し、T
CE及びジクロロ酢酸の濃度を測定した。
Comparative Example 2. Degradation of TCE and production of dichloroacetic acid by J1 strain In the same manner as in Example 1, but inoculating only J1 strain,
The concentrations of CE and dichloroacetic acid were measured.

【0033】結果を図4に同様に示す。The results are also shown in FIG.

【0034】TCEの分解速度はAC株との混合系に比
して若干高まっているが、ジクロロ酢酸が350ppb
前後の濃度で残留していることが示された。
The degradation rate of TCE was slightly higher than that of the mixed system with the AC strain, but dichloroacetic acid contained 350 ppb.
It was shown to remain at the concentrations before and after.

【0035】実施例3.J1株及びAC株混合培養系に
よる土壌中TCE及びジクロロ酢酸の分解 神奈川県厚木市で採取した褐色森林土の風乾土5gを2
0ml容バイアル瓶に入れ、TCE濃度が10mg/g
wet soilとなるようにTCE水溶液を1ml
加え、実施例2で用意したJ1株及びAC株を各菌濃度
6〜8×108cells/g wet soilとな
るよう接種して、アルミキャップで密閉し30℃で静置
培養し、実施例の前段で示したような方法で経日的にT
CE濃度を測定した。また同時に、次に神奈川県厚木市
で採取した褐色森林土の風乾土50gにTCE濃度が1
0mg/g wet soilとなるようにTCE水溶
液を10ml加え、実施例2で用意したJ1株及びAC
株を各菌濃度6〜8×10 8 cells/g wet
soilとなるよう接種して、100ml容テフロンラ
イナーねじ式キャップ付き瓶で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0.0
1N硫酸水溶液を加えて1時間攪拌し、遠心分離及びろ
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。被験液は100ml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、遠心分離及びろ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濃度を測定した。
Example 3. For J1 strain and AC strain mixed culture system
Degradation of TCE and dichloroacetic acid in soil 2g of air-dried soil 5g of brown forest soil collected in Atsugi City, Kanagawa Prefecture
Put it in a 0 ml vial and the TCE concentration is 10 mg / g
  1 ml of TCE aqueous solution to become wet soil
In addition, the J1 strain and the AC strain prepared in Example 2 were used for each bacterial concentration.
6-8 x 108cells / g wet soil
Inoculate, seal with an aluminum cap and let stand at 30 ° C.
After culturing, the T
The CE concentration was measured. At the same time, next, Atsugi City, Kanagawa Prefecture
Concentration of TCE of 1 in 50g of air-dried brown forest soil collected in
0 mg / g wet soil TCE water soluble
10 ml of the solution was added to the J1 strain and AC prepared in Example 2.
Each strain has a bacterial concentration of 6-8 x 10 8 cells / g wet
Inoculate soybeans to give a soil of 100 ml Teflon
Static culture was carried out at 30 ° C in a bottle with an inner screw type cap.
After that, every 24 hours, 1 g of soil is collected and 5 ml of 0.0
1N sulfuric acid aqueous solution was added and stirred for 1 hour, followed by centrifugation and filtration.
After removing soil by filtration, adjust the pH to 2 or more with dilute sulfuric acid.
Introduced into the HPLC as below, dichloroacetic acid reduction daily
Measured small. The test solution is in a 100 ml Erlenmeyer flask.
Static culture was performed at 30 ° C. 1g of soil every 24 hours thereafter
Collect and add 5 ml of 0.01N sulfuric acid aqueous solution for 1 hour
After stirring and removing the soil by centrifugation and filtration,
The pH was adjusted to 2 or less with sulfuric acid and introduced into the HPLC.
The concentration of dichloroacetic acid was measured daily.

【0036】結果を図5に示す。The results are shown in FIG.

【0037】1日目からTCEが分解されるに従ってジ
クロロ酢酸の濃度が一時的に増加するが、1日以降分解
され、TCE、ジクロロ酢酸共に4日目には完全に分解
された。
The concentration of dichloroacetic acid temporarily increased as TCE was decomposed from the first day, but it was decomposed after the first day, and both TCE and dichloroacetic acid were completely decomposed on the fourth day.

【0038】比較例3.J1株による土壌中TCEの分
解とジクロロ酢酸の生成 実施例3と同様の方法であるがJ1株のみを接種し、T
CE及びジクロロ酢酸の濃度を測定した。
Comparative Example 3. Degradation of TCE in soil and production of dichloroacetic acid by strain J1 Same method as in Example 3, but inoculating only strain J1
The concentrations of CE and dichloroacetic acid were measured.

【0039】結果を図6に示す。The results are shown in FIG.

【0040】TCEの分解速度はAC株との混合系に比
して若干高まっているが、ジクロロ酢酸が230μg/
kg wet soil前後の濃度で残留していること
が示された。
The decomposition rate of TCE is slightly higher than that of the mixed system with AC strain, but 230 μg / dichloroacetic acid
It was shown to remain at a concentration around kg wet soil.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によってもたらされるTCEの生
物分解方法により、現在問題になり始めている、TCE
の好気的微生物分解によって生じる有害物質であるジク
ロロ酢酸をも完全に無害化し、環境中に残留するTCE
の完全分解浄化処理が可能となる。
The biodegradation method of TCE brought about by the present invention, TCE, which has begun to be a problem at present.
Completely detoxifies the harmful substance dichloroacetic acid generated by aerobic microbial decomposition of TCE and remains in the environment
It is possible to completely decompose and purify

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1による本発明の実施結果を示すグラフ
である。
FIG. 1 is a graph showing an implementation result of the present invention according to Example 1.

【図2】実施例1に対する比較例1の実施結果を示すグ
ラフである。
FIG. 2 is a graph showing an implementation result of Comparative Example 1 with respect to Example 1.

【図3】実施例2による本発明の実施結果を示すグラフ
である。
FIG. 3 is a graph showing an implementation result of the present invention according to Example 2.

【図4】実施例2に対する比較例2の実施結果を示すグ
ラフである。
FIG. 4 is a graph showing an implementation result of Comparative Example 2 with respect to Example 2.

【図5】実施例3による本発明の実施結果を示すグラフ
である。
FIG. 5 is a graph showing a result of carrying out the present invention according to a third embodiment.

【図6】実施例3に対する比較例3の実施結果を示すグ
ラフである。
FIG. 6 is a graph showing the execution results of Comparative Example 3 with respect to Example 3.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI //(C12N 1/20 C12R 1:38 C12R 1:38 1:01 1:01) C12R 1:15 (C12N 1/20 B09B 3/00 ZABE C12R 1:15 1:01) (56)参考文献 特開 昭64−34499(JP,A) 特開 昭60−214892(JP,A) 特開 平6−296711(JP,A) 特開 平3−292970(JP,A) 特開 平5−23691(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/34 A62D 3/00 B09C 1/10 WPI(DIALOG)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI // (C12N 1/20 C12R 1:38 C12R 1:38 1:01 1:01) C12R 1:15 (C12N 1/20 B09B 3/00 ZABE C12R 1:15 1:01) (56) Reference JP-A 64-34499 (JP, A) JP-A 60-214892 (JP, A) JP-A 6-296711 (JP, A) JP-A-3-292970 (JP, A) JP-A-5-23691 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C02F 3/34 A62D 3/00 B09C 1/10 WPI (DIALOG)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 トリクロロエチレンに酸素原子を導入
し、エポキシドに変換する微生物、およびジクロロ酢酸
デハロゲナーゼ活性によって塩素イオン、二酸化炭
素、及び水に分解するレノバクター属の微生物を併せて
作用させることを特徴とするトリクロロエチレンの生物
分解浄化法。
1. A microorganism which introduces an oxygen atom into trichlorethylene to convert it into an epoxide, and a microorganism of the genus Renovobacter which decomposes dichloroacetic acid into chloride ion, carbon dioxide, and water by dehalogenase activity. Biodegradation and purification method for trichlorethylene.
【請求項2】 トリクロロエチレンに酸素原子を導入
し、エポキシドに変換する微生物が、そのオキシゲナー
ゼ活性によってトリクロロエチレンに酸素原子を導入
し、エポキシドに変換する微生物である請求項1に記載
の生物分解浄化法。
2. The biodegradation and purification method according to claim 1, wherein the microorganism that introduces an oxygen atom into trichlorethylene and converts it into an epoxide is a microorganism that introduces an oxygen atom into trichlorethylene due to its oxygenase activity and converts into an epoxide.
【請求項3】 該微生物がシュウドモナス属に属する微
生物である請求項2に記載の生物分解浄化法。
3. The biodegradation and purification method according to claim 2, wherein the microorganism is a microorganism belonging to the genus Pseudomonas.
【請求項4】 該微生物がコリネバクテリウム属に属す
る微生物である請求項2に記載の生物分解浄化法。
4. The method for biodegradation and purification according to claim 2, wherein the microorganism is a microorganism belonging to the genus Corynebacterium.
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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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