JP3437304B2 - 新規微生物tl1及びそれを用いた芳香族化合物及び/又は揮発性有機塩素化合物の生物分解処理方法 - Google Patents

新規微生物tl1及びそれを用いた芳香族化合物及び/又は揮発性有機塩素化合物の生物分解処理方法

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JP3437304B2 JP00310995A JP310995A JP3437304B2 JP 3437304 B2 JP3437304 B2 JP 3437304B2 JP 00310995 A JP00310995 A JP 00310995A JP 310995 A JP310995 A JP 310995A JP 3437304 B2 JP3437304 B2 JP 3437304B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシュードモナス・スピー
シズに属する新規な微生物菌株及びそれを用いたフェノ
ールやクレゾールのような芳香族化合物及び/或いはト
リクロロエチレン(TCE)やジクロロエチレン(DC
E)のような揮発性有機塩素化合物により汚染されたも
のの生物分解処理、特にそれを含む排水や廃液更には空
気の浄化に有用な生物分解処理による汚染物(汚染媒
体)の生物浄化方法に関する。
【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、国内外の紙・パルプ工業や精密
機械関連産業地域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(DCE)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体に拡がるとされて
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。
【0003】このようなことから、有機塩素化合物の除
去、分解による地下水等の浄化は、環境保全の視点から
重要な課題であり、浄化に必要な技術の開発が行われて
きている。
【0004】例えば、活性炭による吸着処理、光や熱に
よる分解処理等が検討されてきたが、コストや操作性の
面からかならずしも実用的であるとはいえない。
【0005】一方、環境中では安定なTCE等の揮発性
有機塩素化合物に対して近年微生物による分解が報告さ
れ、その実用化に向けた研究がなされ初めている。即
ち、微生物を用いた生物分解処理では用いる微生物を適
切に選択することで無害な物質までに有機塩素化合物を
分解できること、基本的に特別な薬品が不要であるこ
と、メンテナンスにかかる労力やコストを軽減できるこ
と等の利点がある。
【0006】このような状況下において、TCE等の揮
発性有機塩素化合物に対して近年微生物による分解が報
告され、その実用化に向けた研究がなされ初めている。
このような手法はバイオレメディエーションと呼ばれ、
用いる微生物を選択することで無害な物質までに有機塩
素化合物を分解できること、基本的に特別な薬品が不要
であること、メンテナンスにかかる労力やコストを軽減
できること、低濃度でも完全に分解除去できること等の
利点がある。
【0007】こういったバイオレメディエーションの実
用化に向けた開発が進むにつれて、この技術の核であ
る、土壌中で強力な揮発性有機塩素化合物分解能を発揮
する微生物が強く望まれている。
【0008】このような揮発性有機塩素化合物の除去手
段としては、土壌汚染では真空抽出法が最も一般的な方
法である。この方法は、汚染土壌中に抽出井を形成し、
真空ポンプで吸引することにより揮発性有機塩素化合物
を吸引、除去するものである。しかし、このようにして
吸引された揮発性有機塩素化合物は分解されているわけ
ではなく、そのまま気相中に存在する。すなわち、被汚
染物質が土壌から気相に移っただけであるといえ、この
ような処理後の揮発性有機塩素化合物の処置が大きな問
題となっている。またこれは、空気汚染の抱える問題で
もある。空気汚染は先に述べたハイテク工場内等で発生
した汚染を意味し、この場合も気相中の揮発性有機塩素
化合物の処理なくして大気・環境中へ放出することはで
きない。現在、気相中に存在する揮発性有機塩素化合物
を除去する手段としては、液化処理、活性炭への吸着等
が知られている。しかしながら、活性炭を使用する場合
はその再生が問題であり、液化処理においては、大規模
な装置を必要とするわりには気相中の汚染濃度が低いの
で効率が非常に悪く、結果としてコスト高を招いてしま
うことが問題である。更には、これらの方法は単なる揮
発性有機塩素化合物の除去手段にしか過ぎず、化合物の
分解を伴うわけではないため、本質的な解決策であると
は言い難い。このように気相汚染の浄化に関してコスト
性、操作性に優れ、なおかつ本質的に揮発性有機塩素化
合物を分解・無害化するような浄化手段が強く求められ
ている。
【0009】こういったバイオレメディエーションの、
例えば気相汚染に対するバイオリアクタとしての実用化
に向けた開発が進むにつれて、この技術の核である、土
壌中で強力な揮発性有機塩素化合物分解能を発揮する微
生物が強く望まれている。
【0010】現在バイオリアクタ方式で気相中揮発性有
機塩素化合物の処理法が研究されている菌のほとんどが
メタン資化性菌であり、揮発性有機塩素化合物の分解に
メタンあるいはメタノールを要求するなど、気相処理を
行う観点から言えば現在の既知菌種の範囲では実用上十
分であるとは言えず、更なる新たな菌種の取得が必要で
ある。
【0011】しかし、揮発性有機塩素化合物分解能を有
する微生物で単離された報告は多くない。例えば、TC
E分解菌としては、Welchia alkenophila sero 5 (USP
4877736, ATCC 53570)、Welchia alkenophila sero 33
(USP 4877736, ATCC 53571)、Methylocystis sp. strai
n M (Agric. Biol. Chem., 53,2903(1989) 、Biosci. B
iotech. Biochem., 56,486(1992) 、同56,736(1992))
、Methylosinus trichosporium OB3b (Am. Chem. Soc.
Natl. Meet. Dev. Environ. Microbiol., 29,365(198
9)、Appl. Environ. Microbiol., 55,3155(1989)、App
l. Biochem. Biotechnol., 28,877(1991)、特開平02-92
274号公報、特開平03-292970 号公報)、Methylomonas
sp. MM2 (Appl. Environ. Microbiol., 57,236(199
1))、Alcaligenes denitrificans ssp. xylosoxidans J
E75 (Arch. microbiol., 154,410(1990))、Alcaligenes
eutrophus JMP134 (Appl. Environ. Microbiol., 56,1
179(1990)) 、Mycobacterium vaccae JOB5 (J. Gen. Mi
crobiol., 82,163(1974) 、Appl.Environ. Microbiol.,
54,2960(1989)、ATCC 29678) 、Pseudomonas putida B
H(下水道協会誌,24,27(1987))、Acinetobactor sp. s
train G4 (Appl. Environ. Microbiol., 52,383(198
6)、同53,949(1987)、同54,951(1989)、同56,279(199
0)、同57,193(1991)、USP 4925802, ATCC 53617 、この
菌は初めPseudomonas cepacia と分類されていたが、Ac
inetobactor sp. に変更された)、Pseudomonasmendoci
na KR-1 (Bio/Technol.,7,282(1989)) 、Pseudomonas p
utida F1(Appl.Environ. Microbiol., 54,1703(1988)、
同54,2578(1988))、Pseudomonas fluorescens PFL12 (A
ppl. Environ. Microbiol., 54,2578(1988))、Pseudomo
nas putida KWI-9(特開平06-70753号公報)、Pseudomo
nas cepacia KK01(特開平06-227769 号公報) 、Pseudo
monas sp. (特開平02-273599 号公報)、Nitrosomonas
europaea (Appl. Environ. Microbiol., 56,1169(199
0))、Lactobacillus fuctivorans RE (Int. J. Syst. B
acteriol., 30,313(1980)、J. Appl. Bacteriol., 34,5
41(1971))、Lactobacillus vaginalis sp. nov (Int.
J. Syst. Bacteriol.,39,368(1989) 、ATCC 49540) 等
があるにすぎない。
【0012】その上、微生物を用いた揮発性有機塩素化
合物の分解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。
【0013】このような生物浄化に用いる菌種に要求さ
れる性質としては、揮発性有機塩素化合物に対する十分
な分解能を有することは勿論であるが、既知菌種と生育
条件が異なることにより、その応用範囲が拡大できるも
の、或いはその実施形態が豊富となるものが一層好まし
い。
【0014】例えば、TCEを含む廃液の処理を想定し
た場合、適用する微生物はTCEの分解能もさることな
がら、廃液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。
【0015】このように、十分な揮発性有機塩素化合物
分解能を有し、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。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような、有害化学物質として問題となっている揮発性有
機塩素化合物の分解のための強力な新規微生物、および
その微生物を利用する揮発性有機塩素化合物の分解、特
に排水・廃液中、および地下水中等の水性媒体中更には
空気に含有される揮発性有機塩素化合物を分解処理する
方法を提供することである。
【0017】
【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。
【0018】即ち、本発明者らは揮発性有機塩素化合物
を分解する菌種を探索した結果、揮発性有機塩素化合物
で汚染された日本の関東ローム層土壌中から、高濃度の
揮発性有機塩素化合物分解能を有する新たな菌種を取得
し、この菌種株を揮発性有機塩素化合物を含む汚染され
た媒体例えば地下水などの水性媒体や汚染空気を接触さ
せることにより、汚染媒体中の揮発性有機塩素化合物を
分解する方法を見いだした。
【0019】本発明で新たに取得された菌株はグラム陰
性の桿菌であり、以下のような菌学的性質を示す。 B.各種寒天培地における生育状況 Standard agar:発育良好 MacConkey agar:発育不良 C.生育至適温度: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 Oxidation/fermentation te
st:−/− 硝酸カリウムの還元性:陰性 L−トリプトファンからのインドールの生産性:陰性 ブドウ糖酸性化:陰性 アルギニンジヒドラーゼ:陰性 ウレアーゼ:陰性 エスクリン加水分解(β−グルコシダーゼ):陰性 ゼラチン加水分解(プロテアーゼ):陰性 β−ガラクトシダーゼ:陰性 チトクロームオキシダーゼ:陽性 E.糖・有機酸等の同化 ブドウ糖:陽性 L−アラビノース:陽性 D−マンノース:陰性 D−マンニトール:陽性 N−アセチル−D−グルコサミン:陰性 マルトース:陰性 グルコン酸カリウム:陽性 n−カプリン酸塩:陰性 アジピン酸:陽性 dl−リンゴ酸:陰性 クエン酸ナトリウム:陰性 酢酸フェニル:陰性 以上の諸性質から本菌株は、シュードモナス(Pseu
domonas)属に属していることは明らかであり、
該当種が判明しないことから、シュードモナス・スピー
シズ(Pseudomonas sp.)に属せしめる
のが適当であると認められた。
【0020】また、後述する実施例からも明らかなよう
に、本菌株は卓越した揮発性有機塩素化合物分解能を有
している。シュードモナス・スピーシズにおいてTCE
のような揮発性有機塩素化合物を好気的に分解する菌は
これまで、特開平02−273599号公報において開
示されているが、該公報の菌株は菌学的分類上シュード
モナスロゼア(Pseudomonas roseol
)に最も近しい株であると記載されているのに対し、
本発明で示す菌株は、シュードモナス クロロラフィス
Pseudomonas chlororaphi
)の近傍に位置する菌株であり、これら2菌株とは全
く異なる菌株であることは明らかであることから、本菌
を新菌株と認定し、シュードモナス・スピーシズTL1
株(Pseudomonas sp.TL1)と命名
し、通産省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−14726)。以下本菌
株をTL1株と記する。
【0021】TL1株は後述する実施例に示されるよう
に、揮発性有機塩素化合物とならんでフェノールやクレ
ゾールといった芳香族化合物も分解し、必然的にこれら
の化合物に対する耐性を持ち合わせている。このような
化合物は通常殺菌剤として用いられていることからもわ
かるように、多くの微生物にとって有害であり、しかも
実際に廃液や土壌中の汚染成分として混入している場合
も多いが、TL1株はこれらの化合物が混入していて
も、死滅や活性阻害等の障害を受けることなく揮発性有
機塩素化合物の分解処理を実現することが可能である。
【0022】本発明のTL1株を培養するために用いら
れる培地の栄養源としては、通常の微生物の生育に必要
であって本菌が資化可能な栄養源であればいかなる炭素
源、窒素源及び無機塩類等でもよく、例えばM9培地に
若干の栄養源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。
【0023】以下にM9培地の組成を示す。
【0024】 Na2 HPO4 :6.2g KH2 PO4 :3.0g NaCl:0.5g NH4 Cl:1.0g (培地1l中;pH7) 培養は好気条件下で行なうことができ、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。
【0025】本菌を自然に、もしくは人工的手段によっ
て変異させて得られる変異株であっても、良好な揮発性
有機塩素化合物分解活性を有する限りすべて本発明のス
コープに包含される。
【0026】本発明における揮発性有機塩素化合物の分
解処理は、例えば廃液等の汚染媒体中の揮発性有機塩素
化合物が上記TL1株と接触することによって行なわれ
る。微生物と揮発性有機塩素化合物の接触は、揮発性有
機塩素化合物を含有する汚染媒体中で該微生物を培養す
る、或いは該水性媒体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
は半固体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。廃液や土壌更には空気などの被処理物は、
必要に応じて各種処理を行ってもよい。例えば、TCE
の濃度、pH、各種栄養物質の補充等を行ってもよい。
TCEの分解処理領域内での濃度は、10ppm程度又
はそれ以下に調整するとよい。
【0027】本発明における気相中に存在する揮発性有
機塩素化合物の分解処理は、汚染空気と上記TL1株を
接触させることによって行なうことができる。以下に主
な利用形態を述べるが、これらの形態に限定されること
なく、本菌株はいかなる揮発性有機塩素化合物気相汚染
の浄化処理にも利用可能である。
【0028】例えば、培養槽を設けTL1株を培養し、
この培養槽に揮発性有機塩素化合物で汚染された気体を
所定の流量で導入し、分解させる形態がある。気体の導
入法についてはなんら制限はないが、気体の導入により
培養液が攪拌されエアレーションが促進される形態がよ
り望ましい。気体の導入及び排気は連続して行ってもよ
いが、処理能力に応じて間欠的に、あるいはバッチ式で
処理することも可能である。このような制御を揮発性有
機塩素化合物の濃度に合わせてシステム制御し最適化を
図るとよい。
【0029】また別の利用形態としてはTL1株を担
体、例えば土壌粒子等に付着させ、これを反応槽に充填
し、この反応槽内に揮発性有機塩素化合物汚染気体を導
入し分解処理を行う形態がある。この場合使用する担体
は、土壌粒子に限らずいかなるものでも利用可能である
が、微生物の保持能力に優れ、通気性を損なわないよう
なものがより望ましい。例えば、微生物の棲息空間を与
えるような材料として、従来より医薬品工業、食品工
業、廃水処理システム等で利用されているバイオリアク
タで汎用されているさまざまな微生物担体が利用でき
る。より具体的には、多孔質ガラス、セラミクス、金属
酸化物、活性炭、カオリナイト、ベントナイト、ゼオラ
イト、シリカゲル、アルミナ、アンスラサイト等の無機
粒子状担体、デンプン、寒天、キチン、キトサン、ポリ
ビニルアルコール、アルギン酸、ポリアクリルアミド、
カラギーナン、アガロース、ゼラチン等のゲル状担体、
イオン交換性セルロース、イオン交換樹脂、セルロース
誘導体、グルタルアルデヒド、ポリアクリル酸、ポリウ
レタン、ポリエステル等が挙げられる。また天然物とし
て、綿、麻、紙類といったセルロース系のもの、木粉、
樹皮といったリグニン系のものも利用可能である。
【0030】また、本菌の増殖材料としては、先にも述
べたように一般に用いられる微生物培養用の培地を使用
できる。例えば、ブイヨン培地、M9培地、2XYT培
地、L培地、あるいはポリペプトン、酵母エキスなどと
グルコースなどの炭素源を任意に混合した培地などが有
効である。また、これらの培地は液状、あるいはアガロ
ースを加えることによりゲル状に調製したもの、いずれ
も利用可能である。
【0031】さらに、菌の保持と栄養供給を兼用できる
材料としては、農林水産業関係で利用される堆肥などに
その例を多く挙げることができる。すなわち、麦わらな
どの穀物類の藁や大鋸屑、米糠、雪花菜、砂糖黍の絞り
かすなどの植物由来の乾燥物、またカニやエビの殻など
の海産廃棄物などが利用できる。
【0032】TCE汚染気体の浄化は、担体になる物質
を予め充填した上で菌を導入してもよいし、前培養して
もかまわない。分解反応をより効率的に行わせるために
は、先に述べた栄養素や含水比、酸素濃度などを所望の
条件に保つとよい。また、反応槽内の担体と水分量の比
は微生物の生育と通気性から、反応槽の形態は処理する
気体の量、濃度などにより適宜選択すればよいが、気体
と担体に保持される微生物との接触が促進されるように
配慮するとよく、例えば、カラム、チューブ、タンク、
箱形のものを利用することができる。さらにこのような
形状のものを排気ダクトやフィルタなどとユニット化し
てもよいし、能力にあわせていくつかを連続させてもよ
い。
【0033】汚染気体は、初め担体材料に吸着する場合
もあり、微生物利用の効果がうまく観察されない例も稀
にあるが、一定期間の後には担体材料に付着した汚染物
質が分解されて、また汚染物質の分解した材料表面に再
度汚染物質が吸着するということで、担体材料への吸着
性が再生される。このようにして、TCE除去能は飽和
することなく常に一定の分解が期待できる。
【0034】人工的な改変を行った菌を除き、すべての
既知の揮発性有機塩素化合物(TCE、DCE及びビニ
ルクロライド)分解菌は分解活性を発現するために誘導
物質(inducer)と呼ばれる化学物質の存在が必
要である。即ち、誘導物質を分解するために発現した酵
素によって目的とする揮発性有機塩素化合物を分解する
ことが可能となる。誘導物質の種類としては、例えば
ethylosinus trichosporium
OB3bではメタンが、Pseudomonas
epacia KK01ではフェノール等のある種の芳
香族化合物が誘導物質となる。TL1株は後者の芳香族
化合物を誘導物質となしうるタイプの分解菌であり、現
在既知の物質としてフェノール、o−クレゾール、m−
クレゾール、p−クレゾールを誘導物質として利用する
ことができる。従って、本菌を用いて揮発性有機塩素化
合物を分解する場合には、分解時においてこれら誘導物
質によって分解酵素が発現している状態にしておく。そ
のためには揮発性有機塩素化合物を分解する前に誘導物
質の存在下で培養してもよいし、揮発性有機塩素化合物
と誘導物質の共存下で培養してもよい。このような誘導
物質の適当かつ有効な濃度は10〜200ppm、より
好ましくは50〜100ppmがよい。
【0035】これら誘導物質は、本菌によって大部分が
易分解性の物質に変換され、一般的な土壌棲息菌が接触
できる状況を保ったり一般的に用いられている廃液処理
槽等を経由させれば、問題なく完全に分解される。
【0036】本発明の方法は、閉鎖系、開放系いずれの
廃液処理、土壌処理、空気処理方法にも適用できる。な
お、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。
【0037】
【実施例】実施例1. TL1株によるフェノールの分解 寒天培地上のTL1株のコロニーを、坂口フラスコ中の
酵母エキス0.2%を含むM9培地200mlに接種
し、30℃で36時間振盪培養を行った。
【0038】次にフェノール100ppm及び200p
pmを含む0.1%酵母エキス含有M9培地50mlを
それぞれ100ml容坂口フラスコに注入し、上記のよ
うに培養した菌液0.1mlを各培地に接種した後、3
0℃振盪培養した。フェノール量は分光光度計によって
定量し、経時的にフェノールの減少を測定した。結果を
図1に示す。
【0039】100ppm及び200ppmのフェノー
ルは、それぞれ15時間、20時間目までには完全分解
された。
【0040】実施例2. TL1株によるクレゾールの
分解 培地中のフェノールを、各100ppmのo−クレゾー
ル、m−クレゾール及びp−クレゾールとした以外は、
実施例1と同様にして、TL1株によるクレゾールの分
解を試みた。結果を図2に示す。
【0041】o−クレゾールは48時間までに、m−ク
レゾールは42時間目までに、p−クレゾールは30時
間目までにそれぞれ完全分解された。
【0042】実施例3. TL1株によるTCEの分解
(誘導物質:フェノール100ppm) 寒天培地上のTL1株のコロニーを、坂口フラスコ中の
酵母エキス0.2%を含むM9培地200mlに接種
し、30℃で36時間振盪培養を行った。
【0043】次にTCE10ppm及びフェノール10
0ppmを含む0.1%酵母エキス含有M9培地5ml
をバイアル瓶に注入し、上記のように培養した菌液0.
1mlを接種した後、ブチルゴム栓及びアルミキャップ
で完全密封し、30℃振盪培養した。TCE量はヘッド
スペース法によりガスクロマトグラフィーによって定量
し、経時的にTCEの減少を測定した。結果を図3に示
す。
【0044】15時間程度の誘導期間の後、顕著なTC
Eの分解が始まり、39時間後までには10ppmのT
CEは完全に分解された。またこの時点でのフェノール
を分光光度計によって定量したところ、完全に分解され
ていた。
【0045】実施例4. TL1株によるTCEの分解
(誘導物質:p−クレゾール100ppm) 培地中の誘導物質をp−クレゾール100ppmとした
他は実施例3と同様の方法で経時的にTCEの減少を測
定した。結果を図4に示す。
【0046】15時間程度の誘導期間の後、顕著なTC
Eの分解が始まり、45時間後までには10ppmのT
CEは完全に分解された。またこの時点でのp−クレゾ
ールを分光光度計によって定量したところ、完全に分解
されていた。
【0047】実施例5. TL1株によるDCEの分解
(誘導物質:フェノール100ppm) 培地中の分解対象物質をcis−1,2−ジクロロエチ
レン(cis−1,2−DCE)及びtrans−1,
2−ジクロロエチレン(trans−1,2−DCE)
それぞれ5ppmとした他は実施例3と同様の方法で経
時的にDCEの減少を測定した。結果を図5に示す。
【0048】cis−1,2−DCEは15時間程度の
誘導期間の後、trans−1,2−DCEは24時間
程度の誘導期間の後、顕著な分解が始まり、cis−
1,2−DCEは36時間後までに、trans−1,
2−DCEは48時間後までに完全に分解された。また
この時点でのフェノールを分光光度計によって定量した
ところ、完全に分解されていた。
【0049】実施例6. TL1株による土壌中フェノ
ールの分解処理(褐色森林土) 寒天培地上のTL1株のコロニーを、坂口フラスコ中の
酵母エキス0.2%を含むM9培地200mlに接種
し、30℃で36時間振盪培養を行った。
【0050】次にフェノール100ppm及び200p
pmを含む0.1%酵母エキス含有M9培地1mlをそ
れぞれバイアル瓶に注入し、褐色森林土を4g加え、さ
らに上記のように培養した菌液0.1mlを接種した
後、綿栓をし、30℃で静置培養した。フェノール量は
アミノアンチピリンを用いたJIS法による検出法(J
IS K 0102−1993,28.1)によって定
量し、経時的にTCEの減少を測定した。結果を図6に
示す。
【0051】100ppmフェノールは30時間目まで
に、200ppmフェノールは36時間目までにそれぞ
れ完全分解された。
【0052】実施例7. TL1株による土壌中クレゾ
ールの分解処理(褐色森林土) 培地中の分解対象物質をo−クレゾール、m−クレゾー
ル及びp−クレゾール100ppmとした他は実施例6
と同様の方法で、TL1株によるクレゾールの分解を試
みた。クレゾール量はp−ヒドラジドベンゼンスルホン
酸を用いたJIS法による検出法(JIS K 010
2−1993,28.2)で行い、経時的にクレゾール
の減少を測定した。結果を図7に示す。
【0053】o−クレゾールは54目時間までに、m−
クレゾールは42時間目までに、p−クレゾールは36
時間目までにそれぞれ完全に分解された。
【0054】実施例8. TL1株による土壌中TCE
の分解処理(褐色森林土) 寒天培地上のTL1株のコロニーを、坂口フラスコ中の
酵母エキス0.2%を含むM9培地200mlに接種
し、30℃で36時間振盪培養を行った。
【0055】次にTCE10ppm及びフェノール10
0ppmを含む0.1%酵母エキス含有M9培地1ml
をバイアル瓶に注入し、褐色森林土を4g加え、さらに
上記のように培養した菌液0.1mlを接種した後、ブ
チルゴム栓及びアルミキャップで完全密封し、30℃で
静置培養した。TCE量はヘッドスペース法によりガス
クロマトグラフィーによって定量し、経時的にTCEの
減少を測定した。結果を図8に示す。
【0056】18時間程度の誘導期間の後、顕著なTC
Eの分解が始まり、42時間後までには10ppmのT
CEは完全に分解された。またこの時点でのフェノール
は、アミノアンチピリンを用いたJIS法による検出法
(JIS K 0102−1993,28.1)で、検
出されなかった。
【0057】実施例9. TL1株による土壌中TCE
の分解処理(ローム土) 土壌サンプルをローム土とした他は実施例8と同様の方
法で経時的にTCEの減少を測定した。結果を図9に示
す。
【0058】20時間程度の誘導期間の後、顕著なTC
Eの分解が始まり、45時間後までには10ppmのT
CEは完全に分解された。またこの時点でのフェノール
は、アミノアンチピリンを用いたJIS法による検出法
(JIS K 0102−1993,28.1)で、検
出されなかった。
【0059】実施例10. TL1株による土壌中TC
Eの分解処理(細砂土) 土壌サンプルを細砂土(シルト含有率:約10%)とし
た他は実施例8と同様の方法で経時的にTCEの減少を
測定した。結果を図10に示す。
【0060】12時間程度の誘導期間の後、顕著なTC
Eの分解が始まり、36時間後までには10ppmのT
CEは完全に分解された。またこの時点でのフェノール
は、アミノアンチピリンを用いたJIS法による検出法
(JIS K 0102−1993,28.1)で、検
出されなかった。
【0061】実施例11. TL1株による土壌中TC
Eの分解(誘導物質:p−クレゾール) TCE濃度を5ppm、培地中の誘導物質をそれぞれp
−クレゾール100ppmとした他は実施例8と同様の
方法で経時的にTCEの減少を測定した。結果を図11
に示す。
【0062】24時間程度の誘導期間の後顕著なTCE
の分解が始まり、48時間後までには10ppmのTC
Eは完全に分解された。またこの時点でのp−クレゾー
ルは、p−ヒドラジドベンゼンスルホン酸を用いたJI
S法による検出法(JISK 0102−1993,2
8.2)で、検出されなかった。
【0063】実施例12. TL1株による土壌中DC
Eの分解 培地中の分解対象物質をcis−1,2−ジクロロエチ
レン(cis−1,2−DCE)及びtrans−1,
2−ジクロロエチレン(trans−1,2−DCE)
それぞれ5ppmとした他は実施例8と同様の方法で経
時的にDCEの減少を測定した。結果を図12に示す。
【0064】cis−1,2−DCEは15時間程度の
誘導期間の後、trans−1,2−DCEは24時間
程度の誘導期間の後、顕著な分解が始まり、cis−
1,2−DCEは36時間後までに、trans−1,
2−DCEは48時間後までに完全に分解された。また
この時点でのフェノールは、アミノアンチピリンを用い
たJIS法による検出法(JIS K 0102−19
93,28.1)で、検出されなかった。
【0065】実施例13. TL1株による培養液曝気
による気相中TCEの分解浄化処理(誘導物質:フェノ
ール100ppm) 寒天培地上のTL1株のコロニーを、坂口フラスコ中の
酵母エキス0.2%を含むM9培地200mlに接種
し、30℃で36時間振盪培養を行った。
【0066】この培養菌液0.1mlを、100ppm
のフェノールを誘導物質として含むバイアル瓶(20m
l容)中の5mlのM9培地(酵母エキス0.1%含
有)に加えた。この溶液中にTCE飽和水溶液中で曝気
した空気を流量60ml/分で10分間導入した後、ブ
チルゴム栓及びアルミキャップで完全密封し、30℃で
振盪培養した。TCE量はヘッドスペース法によりガス
クロマトグラフィーによって定量し、経時的にTCEの
減少を測定した。
【0067】対照として、同様の実験系において菌液の
替わりに滅菌培地のみを加えた系でのTCEの定量も併
せて行い、対照のTCE量に対する残存率を求めた。結
果を図13に示す。
【0068】12時間程度の誘導期間の後、顕著なTC
Eの分解が始まり、24時間後までにはTCEは完全に
分解された。またこの時点でのフェノールは、アミノア
ンチピリンを用いたJIS法による検出法(JIS K
0102−1993,28.1)で、検出されなかっ
た。
【0069】実施例14. TL1株による培養液曝気
による気相中TCEの分解浄化処理(誘導物質:p−ク
レゾール100ppm) 培地中の誘導物質をp−クレゾール100ppmとした
他は実施例13と同様の方法で経時的にTCEの減少を
測定した。結果を図14に示す。
【0070】18時間程度の誘導期間の後、顕著なTC
Eの分解が始まり、36時間後までにはTCEは完全に
分解された。またこの時点でのp−クレゾールは、p−
ヒドラジドベンゼンスルホン酸を用いたJIS法による
検出法(JIS K 0102−1993,28.2)
で、検出されなかった。
【0071】実施例15. TL1株による培養液曝気
による気相中DCEの分解浄化処理 気相中の分解対象物質をcis−1,2−ジクロロエチ
レン(cis−1,2−DCE)及びtrans−1,
2−ジクロロエチレン(trans−1,2−DCE)
とした他は実施例13と同様の方法で経時的にDCEの
減少を測定した。結果を図15に示す。
【0072】cis−1,2−DCEは12時間程度の
誘導期間の後、trans−1,2−DCEは18時間
程度の誘導期間の後、顕著な分解が始まり、cis−
1,2−DCEは30時間後までに、trans−1,
2−DCEは42時間後までに完全に分解された。また
この時点でのフェノールは、アミノアンチピリンを用い
たJIS法による検出法(JIS K 0102−19
93,28.1)で、検出されなかった。
【0073】実施例16. TL1株による土壌通気に
よる気相中TCEの分解浄化処理 実施例13と同様にして調製した菌液0.1mlを、1
00ppmのフェノールを誘導物質として含むバイアル
瓶(20ml容)中の5mlのM9培地(酵母エキス
0.1%含有)に加え、更に滅菌した褐色森林土を水面
まで加えた。ブチルゴム栓をして30℃で終夜放置した
後、過剰の培養液をデカンテーションにより除去した。
この土壌中にTCE飽和水溶液中で曝気した空気を流量
60ml/分で10分間導入した後、ブチルゴム栓及び
アルミキャップで完全密封し、30℃で振盪培養した。
TCE量はヘッドスペース法によりガスクロマトグラフ
ィーによって定量し、経時的にTCEの減少を測定し
た。
【0074】対照として、同様の実験系において菌液の
替わりに滅菌培地のみを加えた系でのTCEの定量も併
せて行い、対照のTCE量に対する残存率を求めた。結
果を図16に示す。
【0075】12時間程度の誘導期間の後、逐次TCE
の分解が始まり、36時間後までにはTCEは完全に分
解された。またこの時点でのフェノールは、アミノアン
チピリンを用いたJIS法による検出法(JIS K
0102−1993,28.1)で、検出されなかっ
た。
【0076】実施例17. TL1株による培養液連続
曝気による気相中TCEの分解浄化処理 実施例13と同様にして調製した菌液0.1mlを、1
00ppmのフェノールを誘導物質として含むバイアル
瓶(20ml容)中の5mlのM9培地(酵母エキス
0.1%含有)に加え、ブチルゴム栓及びアルミキャッ
プデ完全密封した後、TCE飽和水溶液中で曝気した空
気を流量0.5ml/分で溶液中に連続して流しながら
30℃で静置培養した。TCE量は、流出してきた空気
中のTCEをガスクロマトグラフィーによって定量し、
経時的にTCEの減少を測定した。対照として、同様の
実験系において菌液の替わりに滅菌培地のみを加えた系
でのTCEの定量も併せて行い、対照のTCE量に対す
る残存率を求めた。結果を図17に示す。
【0077】12時間程度の誘導期間の後、顕著なTC
Eの分解が始まり、24時間程度までTCEの分解が続
いた。またこの時点でのフェノールは、アミノアンチピ
リンを用いたJIS法による検出法(JIS K 01
02−1993,28.1)で、検出されなかった。
【0078】実施例18. TL1株による土壌連続通
気による気相中TCEの分解浄化処理 実施例13と同様にして調製した菌液0.1mlを、1
00ppmのフェノールを誘導物質として含むバイアル
瓶(20ml容)中の5mlのM9培地(酵母エキス
0.1%含有)に加え、更に滅菌した褐色森林土を水面
まで加えた。ブチルゴム栓をして30℃で終夜放置した
後、過剰の培養液をデカンテーションにより除去した。
ブチルゴム栓及びアルミキャップで完全密封した後、T
CE飽和水溶液中で曝気した空気を流量0.5ml/分
で土壌中に連続して流しながら、30℃で静置培養し
た。TCE量は、流出してきた空気中のTCEをガスク
ロマトグラフィーによって定量し、経時的にTCEの減
少を測定した。
【0079】対照として、同様の実験系において菌液の
替わりに滅菌培地のみを加えた系でのTCEの定量も併
せて行い、対照のTCE量に対する残存率を求めた。結
果を図18に示す。
【0080】12時間程度の誘導期間の後、徐々にTC
Eの分解が始まり、30時間程度までTCEの分解が続
いた。またこの時点でのフェノールは、アミノアンチピ
リンを用いたJIS法による検出法(JIS K 01
02−1993,28.1)で、検出されなかった。
【0081】
【発明の効果】本発明によってもたらされる新規なTC
E分解菌Pseudomonas sp.TL1によ
り、揮発性有機塩素化合物による汚染媒体例えば地下水
など各種の水性媒体や汚染空気の効率良い生物分解浄化
処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】TL1株によるフェノールの分解を示す図
【図2】TL1株によるクレゾールの分解を示す図
【図3】TL1株によるフェノール添加系におけるTC
E分解を示す図
【図4】TL1株によるクレゾール添加系におけるTC
E分解を示す図
【図5】TL1株によるクレゾール添加系におけるDC
E分解を示す図
【図6】TL1株による土壌中フェノールの分解処理を
示す図
【図7】TL1株による土壌中クレゾールの分解処理を
示す図
【図8】TL1株による土壌中TCEの分解処理を示す
【図9】TL1株による土壌中TCEの分解処理を示す
【図10】TL1株による土壌中TCEの分解処理を示
す図
【図11】TL1株による土壌中クレゾール添加TCE
の分解処理を示す図
【図12】TL1株による土壌中DCEの分解処理を示
す図
【図13】TL1株による曝気によるTCEの分解処理
を示す図
【図14】TL1株による曝気によるTCEの分解処理
を示す図
【図15】TL1株による曝気によるDCEの分解処理
を示す図
【図16】TL1株による通気によるTCEの分解処理
を示す図
【図17】TL1株による曝気によるTCEの分解処理
を示す図
【図18】TL1株による通気によるTCEの分解処理
を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C02F 3/34 ZAB C12R 1:38 //(C12N 1/20 B01D 53/34 120D C12R 1:38) B09B 3/00 ZABE (56)参考文献 特開 昭64−34499(JP,A) 特開 平6−296711(JP,A) 特開 平6−22769(JP,A) 特開 平6−70753(JP,A) 特開 平2−273599(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 1/20 BIOSIS/WPI(DIALOG) PubMed

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 新規微生物シュードモナス・スピーシズ
    TL1(Pseudomonas sp.TL1:FE
    RM P−14726)。
  2. 【請求項2】 芳香族化合物または揮発性有機塩素化合
    物で汚染された媒体にシュードモナス・スピーシズTL
    1を接触させる事を特徴とする汚染媒体の生物浄化方
    法。
  3. 【請求項3】 媒体が土壌であることを特徴とする請求
    項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 媒体は土壌であり、汚染媒体は地下水で
    ある事を特徴とする請求項2に記載の方法。
  5. 【請求項5】 芳香族化合物はフェノール、o−クレゾ
    ール、m−クレゾールまたはp−クレゾールのいずれか
    1以上である事を特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 揮発性有機塩素化合物はトリクロロエチ
    レンまたは、ジクロロエチレンのいずれか1以上である
    事を特徴とする請求項4に記載の方法。
  7. 【請求項7】 シュードモナス・スピーシズTL1は誘
    導物質により揮発性有機塩素化合物分解活性が誘導され
    ている事を特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 誘導物質はフェノール、o−クレゾー
    ル、m−クレゾールまたはp−クレゾールのいずれか1
    以上である事を特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 媒体は水であり、汚染媒体は水性媒体で
    ある事を特徴とする請求項2に記載の方法。
  10. 【請求項10】 媒体は空気であり、汚染媒体も従って
    空気である事を特徴とする請求項2に記載の方法。
  11. 【請求項11】 接触はシュードモナス・スピーシズT
    L1を含む液相中に芳香族化合物または揮発性有機塩素
    化合物を含む空気を導入する事を特徴とする請求項10
    に記載の方法。
  12. 【請求項12】 接触はシュードモナス・スピーシズT
    L1を担持させた担持体に芳香族化合物または揮発性有
    機塩素化合物を含む空気を接触させる事を特徴とする請
    求項10に記載の方法。
  13. 【請求項13】 接触がシュードモナス・スピーシズT
    L1を担持させた担持体を容器に収容しその容器の一方
    から芳香族化合物または揮発性有機塩素化合物を含む空
    気を導入し他方から排出させる事を特徴とする請求項1
    0に記載の汚染空気の生物浄化方法。
  14. 【請求項14】 芳香族化合物はフェノール、o−クレ
    ゾール、m−クレゾールまたはp−クレゾールのいずれ
    か1以上である事を特徴とする請求項13に記載の方
    法。
  15. 【請求項15】 揮発性有機塩素化合物はトリクロロエ
    チレンまたは、ジクロロエチレンのいずれか1以上であ
    る事を特徴とする請求項13に記載の方法。
  16. 【請求項16】 シュードモナス・スピーシズTL1は
    誘導物質により揮発性有機塩素化合物分解活性が誘導さ
    れている事を特徴とする請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項17】 誘導物質はフェノール、o−クレゾー
    ル、m−クレゾールまたはp−クレゾールのいずれか1
    以上である事を特徴とする請求項16に記載の方法。
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