JP3553252B2 - 耐塩性アンモニア酸化細菌 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排水・し尿処理及び発電所で発生する排水の処理など、生物による硝化脱窒反応による排水処理に利用される、新規な耐塩性アンモニア酸化細菌に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、硝化菌はアンモニア酸化細菌として４属、亜硝酸酸化細菌として３属が知られているが、殆どの菌株は淡水性であり、海水またはそれ以上の塩濃度に耐性を有する菌株は知られていない。
また、天然の海水中には淡水性硝化菌よりも高い耐塩性を有すると考えられる海洋性の硝化菌が存在するが、その存在量は非常に少なく、純粋分離が困難であるため、淡水性硝化菌に比べてその研究は遅れている。さらに、一般に海洋性硝化菌は排水のような高濃度の基質（窒素として数十〜数百ｐｐｍ）存在下では生育できないため、高塩濃度排水の処理に利用することは困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は高塩濃度排水の生物硝化脱窒法に利用できるアンモニア酸化細菌を課題とし、海水以上の塩濃度に耐性を有し、かつ高濃度の基質存在下でも生育可能な新規な耐塩性アンモニア酸化細菌の提供を意図してなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決する手段として、海水またはそれ以上の塩濃度に耐性を有し、かつ高濃度の基質存在下でも生育可能なニトロソモナス属に属する海洋性の耐塩性アンモニア酸化細菌 ＦＥＲＭ ＢＰ−４９６６ を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
上記目的を達成するために、本発明者らは海水魚蓄養装置の硝化槽の担体に付着させている硝化細菌に着目した。海水魚蓄養装置とは、水揚げされた活魚を生きたまま飼育しておく装置であり、魚自身の排泄するアンモニアが水中に数ｐｐｍ蓄積すると魚を死滅させてしまうので、飼育水槽の水はアンモニア除去のための生物処理槽（硝化槽）に送られ、担体に付着保持された微生物（硝化細菌）によりアンモニアを亜硝酸イオンを経て無害な硝酸イオンに酸化させ、処理後の飼育水は再度水槽に戻し循環使用する。
本発明者らは海水魚蓄養装置の硝化槽内担体を分離源として、高濃度の基質を含む培地を用いてスクリーニングを行い、海水、またはそれ以上の塩濃度に耐性を有し、かつ高濃度の基質存在下でも生育可能な海洋性アンモニア酸化細菌を単離するに至った。該アンモニア酸化細菌についての研究を重ね、Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ ＳＰ．ＭＡ−６と命名し、通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所に「特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約」に基づく原寄託を行い、平成７年１月１０日に（受託番号）ＦＥＲＭ ＢＰ−４９６６として受託された。
【０００６】
なお、本発明にいう海水またはそれ以上の塩濃度とは、各種の塩分の総量が海水の塩分濃度またはそれ以上であることを意味し、具体的にはいわゆる標準海水（海水１ｋｇ中に３５．０ｇの塩類を含むもの）である。
【０００７】
さらに本発明にいう高濃度の基質とは、具体的には窒素として１０〜１，０００ｐｐｍを含有するものをいう。
【０００８】
【実施例】
以下、実施例により本発明に係るＦＥＲＭ ＢＰ−４９６６の単離過程、及びその特徴を説明する。
〔実施例１〕
耐塩性アンモニア酸化細菌の単離
〔１〕スクリーニング方法
海水魚蓄養装置の硝化槽内より、微生物の付着担体である多孔質セラミックビーズ（５ｍｍφ）を採取した。約１ｇのセラミックビーズを海水１０ｍｌの入った試験管に加えて激しく撹拌し、担体表面に付着した微生物を海水中に遊離、懸濁させた。
この懸濁海水の全量を、２００ｍｌのアンモニア酸化細菌用培地に接種し、２８℃で集積培養を行った。使用した培地の組成を表１に示す。一般に、海洋性硝化菌の培地の基質量はアンモニア態窒素として１０ｐｐｍ程度であるのに対して、この培地は高濃度の基質（アンモニア態窒素２００ｐｐｍ）を含有している。なお、表１中のＨＥＰＥＳとはＮ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸の略称であり、天然海水として神奈川県城ケ島で採取した海水を使用した。
【０００９】
【表１】
【００１０】
３〜４週間に１度、集積培養液２０ｍｌを新鮮培地１８０ｍｌに植え継ぎ、２８℃で合計１２ヵ月間集積培養を行った。集積培養の間、アンモニア酸化菌の増殖に伴う培養液中のアンモニアの減少をインドフェノール青吸光光度法〔ＪＩＳＫ０１０２：アンモニウムイオンが次亜塩素酸イオンの共存のもとで、フェノールと反応して生じるインドフェノール青の吸光度（波長６３０ｎｍ付近）を測定してアンモニウムイオンを定量する方法〕により測定、確認した。
集積培養液を滅菌海水（表１の天然海水を滅菌したもの）を用いて適当な濃度に希釈し、平板培地に塗沫、培養した。平板培地は、表１の培地に Ｂｕｌｌ． Ｊｐｎ． Ｓｏｃ． Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ． Ｅｃｏｌ．，４ （１９８９） ｐ．１０１ に記載されたゲランガムを１０ｇ／リットル添加して作成し、培養は２８℃で１ヵ月間行った。
平板培養後、出現したコロニーを釣菌して５ｍｌの液体培地（表１の培地）に接種し、２８℃で１ヵ月間培養した。培養液中のアンモニア濃度を測定し、アンモニア濃度の減少の認められた株を選択し、これを海洋性アンモニア酸化細菌ＭＡ−６株と命名した。
【００１１】
〔ＩＩ〕ＭＡ−６株の菌学的性質：
ＭＡ−６株の菌学的性質を調べた結果を、表２に示す。
【００１２】
【表２】
【００１３】
上記したＭＡ−６株の菌学的性質は、海水培地で生育可能である点を除きニトロソモナス属（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）の基準株であるニトモソモナス エウロパーエア（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ ｅｕｒｏｐａｅａ）ＡＴＣＣ２５９７８の菌学的性質とよく類似していたので、ＭＡ−６株の帰属をニトロソモナス属とした。
【００１４】
ＭＡ−６株は、耐塩性を有し、高濃度の基質存在下でも生育能を有するため、高塩濃度排水の生物硝化脱窒法に利用すると多大な効果を発揮する。本菌株、Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ ｓｐ．ＭＡ−６株は、前記のように平成７年１月１０日付けで工業技術院生命工学技術研究所に受託番号：ＦＥＲＭ ＢＰ−４９６６として国際寄託してある。
【００１５】
〔実施例２〕
耐塩性試験：
ＭＡ−６株を表１の培地で培養集菌し、滅菌海水に懸濁した後、この懸濁液５ｍｌ（懸濁液中の菌濃度：１０７ 個／ｍｌ）を耐塩性試験用培地４５ｍｌに接種し、２８℃で７日間培養した。耐塩性試験用培地には表１の培地組成の海水を蒸留水に代えたものを用い、塩濃度は人工海水粉末（ハイペット（株）製、商品名スウィングハイマリン）の添加量を変えることにより、海水同等，２倍，３倍及び４倍濃度になるように調整した。
【００１６】
培養の後、菌の生育の有無を光学顕微鏡（５００倍）を用いた直接計数法により確認し、インドフェノール青吸光光度法にて培養液のアンモニア濃度を測定した。この結果、表３に示すようにＭＡ−６株は海水の３倍までの塩濃度の培地で生育することと、これに伴う培地中のアンモニアの減少が認められた。これにより、ＭＡ−６株は、海水レベル以上の塩濃度に耐性を有し、高濃度の基質存在下で生育できて、アンモニアを酸化できる菌であることが確認できた。
【００１７】
【表３】
【００１８】
【発明の効果】
本発明の耐塩性アンモニア酸化菌は、海水の３倍の塩濃度及び高濃度基質の存在下でも生育可能な株であるため、高塩濃度排水の生物硝化に利用すると多大な効果を発揮することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は排水・し尿処理及び発電所で発生する排水の処理など、生物による硝化脱窒反応による排水処理に利用される、新規な耐塩性アンモニア酸化細菌に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、硝化菌はアンモニア酸化細菌として４属、亜硝酸酸化細菌として３属が知られているが、殆どの菌株は淡水性であり、海水またはそれ以上の塩濃度に耐性を有する菌株は知られていない。
また、天然の海水中には淡水性硝化菌よりも高い耐塩性を有すると考えられる海洋性の硝化菌が存在するが、その存在量は非常に少なく、純粋分離が困難であるため、淡水性硝化菌に比べてその研究は遅れている。さらに、一般に海洋性硝化菌は排水のような高濃度の基質（窒素として数十〜数百ｐｐｍ）存在下では生育できないため、高塩濃度排水の処理に利用することは困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は高塩濃度排水の生物硝化脱窒法に利用できるアンモニア酸化細菌を課題とし、海水以上の塩濃度に耐性を有し、かつ高濃度の基質存在下でも生育可能な新規な耐塩性アンモニア酸化細菌の提供を意図してなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決する手段として、海水またはそれ以上の塩濃度に耐性を有し、かつ高濃度の基質存在下でも生育可能なニトロソモナス属に属する海洋性の耐塩性アンモニア酸化細菌 ＦＥＲＭ ＢＰ−４９６６ を提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
上記目的を達成するために、本発明者らは海水魚蓄養装置の硝化槽の担体に付着させている硝化細菌に着目した。海水魚蓄養装置とは、水揚げされた活魚を生きたまま飼育しておく装置であり、魚自身の排泄するアンモニアが水中に数ｐｐｍ蓄積すると魚を死滅させてしまうので、飼育水槽の水はアンモニア除去のための生物処理槽（硝化槽）に送られ、担体に付着保持された微生物（硝化細菌）によりアンモニアを亜硝酸イオンを経て無害な硝酸イオンに酸化させ、処理後の飼育水は再度水槽に戻し循環使用する。
本発明者らは海水魚蓄養装置の硝化槽内担体を分離源として、高濃度の基質を含む培地を用いてスクリーニングを行い、海水、またはそれ以上の塩濃度に耐性を有し、かつ高濃度の基質存在下でも生育可能な海洋性アンモニア酸化細菌を単離するに至った。該アンモニア酸化細菌についての研究を重ね、Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ ＳＰ．ＭＡ−６と命名し、通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所に「特許手続上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約」に基づく原寄託を行い、平成７年１月１０日に（受託番号）ＦＥＲＭ ＢＰ−４９６６として受託された。
【０００６】
なお、本発明にいう海水またはそれ以上の塩濃度とは、各種の塩分の総量が海水の塩分濃度またはそれ以上であることを意味し、具体的にはいわゆる標準海水（海水１ｋｇ中に３５．０ｇの塩類を含むもの）である。
【０００７】
さらに本発明にいう高濃度の基質とは、具体的には窒素として１０〜１，０００ｐｐｍを含有するものをいう。
【０００８】
【実施例】
以下、実施例により本発明に係るＦＥＲＭ ＢＰ−４９６６の単離過程、及びその特徴を説明する。
〔実施例１〕
耐塩性アンモニア酸化細菌の単離
〔１〕スクリーニング方法
海水魚蓄養装置の硝化槽内より、微生物の付着担体である多孔質セラミックビーズ（５ｍｍφ）を採取した。約１ｇのセラミックビーズを海水１０ｍｌの入った試験管に加えて激しく撹拌し、担体表面に付着した微生物を海水中に遊離、懸濁させた。
この懸濁海水の全量を、２００ｍｌのアンモニア酸化細菌用培地に接種し、２８℃で集積培養を行った。使用した培地の組成を表１に示す。一般に、海洋性硝化菌の培地の基質量はアンモニア態窒素として１０ｐｐｍ程度であるのに対して、この培地は高濃度の基質（アンモニア態窒素２００ｐｐｍ）を含有している。なお、表１中のＨＥＰＥＳとはＮ−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸の略称であり、天然海水として神奈川県城ケ島で採取した海水を使用した。
【０００９】
【表１】
３〜４週間に１度、集積培養液２０ｍｌを新鮮培地１８０ｍｌに植え継ぎ、２８℃で合計１２ヵ月間集積培養を行った。集積培養の間、アンモニア酸化菌の増殖に伴う培養液中のアンモニアの減少をインドフェノール青吸光光度法〔ＪＩＳＫ０１０２：アンモニウムイオンが次亜塩素酸イオンの共存のもとで、フェノールと反応して生じるインドフェノール青の吸光度（波長６３０ｎｍ付近）を測定してアンモニウムイオンを定量する方法〕により測定、確認した。
集積培養液を滅菌海水（表１の天然海水を滅菌したもの）を用いて適当な濃度に希釈し、平板培地に塗沫、培養した。平板培地は、表１の培地に Ｂｕｌｌ． Ｊｐｎ． Ｓｏｃ． Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ． Ｅｃｏｌ．，４ （１９８９） ｐ．１０１ に記載されたゲランガムを１０ｇ／リットル添加して作成し、培養は２８℃で１ヵ月間行った。
平板培養後、出現したコロニーを釣菌して５ｍｌの液体培地（表１の培地）に接種し、２８℃で１ヵ月間培養した。培養液中のアンモニア濃度を測定し、アンモニア濃度の減少の認められた株を選択し、これを海洋性アンモニア酸化細菌ＭＡ−６株と命名した。
【００１１】
〔ＩＩ〕ＭＡ−６株の菌学的性質：
ＭＡ−６株の菌学的性質を調べた結果を、表２に示す。
【００１２】
【表２】
上記したＭＡ−６株の菌学的性質は、海水培地で生育可能である点を除きニトロソモナス属（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）の基準株であるニトモソモナス エウロパーエア（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ ｅｕｒｏｐａｅａ）ＡＴＣＣ２５９７８の菌学的性質とよく類似していたので、ＭＡ−６株の帰属をニトロソモナス属とした。
【００１４】
ＭＡ−６株は、耐塩性を有し、高濃度の基質存在下でも生育能を有するため、高塩濃度排水の生物硝化脱窒法に利用すると多大な効果を発揮する。本菌株、Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ ｓｐ．ＭＡ−６株は、前記のように平成７年１月１０日付けで工業技術院生命工学技術研究所に受託番号：ＦＥＲＭ ＢＰ−４９６６として国際寄託してある。
【００１５】
〔実施例２〕
耐塩性試験：
ＭＡ−６株を表１の培地で培養集菌し、滅菌海水に懸濁した後、この懸濁液５ｍｌ（懸濁液中の菌濃度：１０７ 個／ｍｌ）を耐塩性試験用培地４５ｍｌに接種し、２８℃で７日間培養した。耐塩性試験用培地には表１の培地組成の海水を蒸留水に代えたものを用い、塩濃度は人工海水粉末（ハイペット（株）製、商品名スウィングハイマリン）の添加量を変えることにより、海水同等，２倍，３倍及び４倍濃度になるように調整した。
【００１６】
培養の後、菌の生育の有無を光学顕微鏡（５００倍）を用いた直接計数法により確認し、インドフェノール青吸光光度法にて培養液のアンモニア濃度を測定した。この結果、表３に示すようにＭＡ−６株は海水の３倍までの塩濃度の培地で生育することと、これに伴う培地中のアンモニアの減少が認められた。これにより、ＭＡ−６株は、海水レベル以上の塩濃度に耐性を有し、高濃度の基質存在下で生育できて、アンモニアを酸化できる菌であることが確認できた。
【００１７】
【表３】
【発明の効果】
本発明の耐塩性アンモニア酸化菌は、海水の３倍の塩濃度及び高濃度基質の存在下でも生育可能な株であるため、高塩濃度排水の生物硝化に利用すると多大な効果を発揮することができる。
Claims (1)
- 海水またはそれ以上の塩濃度に耐性を有し、かつ高濃度の基質存在下でも生育可能なニトロモナス属に属する海洋性の耐塩性アンモニア酸化細菌 ＦＥＲＭ ＢＰ−４９６６。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00999696A JP3553252B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 耐塩性アンモニア酸化細菌 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00999696A JP3553252B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 耐塩性アンモニア酸化細菌 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201187A JPH09201187A (ja) | 1997-08-05 |
| JP3553252B2 true JP3553252B2 (ja) | 2004-08-11 |
Family
ID=11735471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00999696A Expired - Fee Related JP3553252B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 耐塩性アンモニア酸化細菌 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR101143391B1 (ko) * | 2009-07-08 | 2012-05-24 | 서울대학교산학협력단 | 암모늄이온 화합물의 부분질산화용 활성슬러지 제조방법 및 상기 활성슬러지를 이용한 암모니아 또는 암모늄이온 화합물 함유 폐수처리법 |
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| WO2023248512A1 (ja) * | 2022-06-21 | 2023-12-28 | 鹿島建設株式会社 | 混合微生物及び廃水処理方法 |
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1996
- 1996-01-24 JP JP00999696A patent/JP3553252B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09201187A (ja) | 1997-08-05 |
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