JPH04262776A - 廃液中のn−ホスホノメチルグリシン分解性微生物およびその微生物の用途 - Google Patents
廃液中のn−ホスホノメチルグリシン分解性微生物およびその微生物の用途Info
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- JPH04262776A JPH04262776A JP3154756A JP15475691A JPH04262776A JP H04262776 A JPH04262776 A JP H04262776A JP 3154756 A JP3154756 A JP 3154756A JP 15475691 A JP15475691 A JP 15475691A JP H04262776 A JPH04262776 A JP H04262776A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、廃液などの水溶液中
に存在する、N−ホスホノメチルグリシンを生物分解に
よって分解する微生物およびその微生物の用途に関する
。
に存在する、N−ホスホノメチルグリシンを生物分解に
よって分解する微生物およびその微生物の用途に関する
。
【0002】
【従来の技術】N−ホスホノメチルグリシンは、農芸化
学の分野でグリフォセートとして知られており、有効性
が高く、商業的に重要な植物毒素であって、発芽中の種
子、発育中の苗木、成熟中および成熟した木本および草
本植物、ならびに水生植物の成育調節に有用である。N
−ホスホノメチルグリシンおよびその塩は、水に溶解し
た状態で、出芽後の植物毒素として様々な植物種の防除
に好適に用いられている。N−ホスホノメチルグリシン
およびその塩は、活性スペクトルが広範な点、すなわち
、多様な植物種を防除する点に特徴がある。
学の分野でグリフォセートとして知られており、有効性
が高く、商業的に重要な植物毒素であって、発芽中の種
子、発育中の苗木、成熟中および成熟した木本および草
本植物、ならびに水生植物の成育調節に有用である。N
−ホスホノメチルグリシンおよびその塩は、水に溶解し
た状態で、出芽後の植物毒素として様々な植物種の防除
に好適に用いられている。N−ホスホノメチルグリシン
およびその塩は、活性スペクトルが広範な点、すなわち
、多様な植物種を防除する点に特徴がある。
【0003】N−ホスホノメチルグリシンを調製する技
術分野では、種々の方法が知られている。例えば、ヘル
シュマンの米国特許第3,969,398号は、活性炭
を主成分とする触媒の存在下で酸化剤として酸素分子含
有ガスを用いてN−ホスホノメチルイミノ二酢酸を酸化
することによる、N−ホスホノメチルグリシンの製造方
法を開示している。フランツの米国特許第3,954,
848号は、硫酸などの酸および過酸化水素を用いたN
−ホスホノメチルイミノ二酢酸の酸化を開示している。 クライナーの米国特許第4,670,190号は、水溶
性溶媒または水溶性有機溶媒中で30ないし100℃の
温度にて、アミノメチルホスホン酸とグリオキシル酸を
モル比約1ないし2で反応させることによる、N−ホス
ホノメチルグリシンの製造方法を開示している。N−ホ
スホノメチルグリシンを調製する技術分野ではその他多
数の方法が知られているので、これらの文献は単なる例
示にすぎない。
術分野では、種々の方法が知られている。例えば、ヘル
シュマンの米国特許第3,969,398号は、活性炭
を主成分とする触媒の存在下で酸化剤として酸素分子含
有ガスを用いてN−ホスホノメチルイミノ二酢酸を酸化
することによる、N−ホスホノメチルグリシンの製造方
法を開示している。フランツの米国特許第3,954,
848号は、硫酸などの酸および過酸化水素を用いたN
−ホスホノメチルイミノ二酢酸の酸化を開示している。 クライナーの米国特許第4,670,190号は、水溶
性溶媒または水溶性有機溶媒中で30ないし100℃の
温度にて、アミノメチルホスホン酸とグリオキシル酸を
モル比約1ないし2で反応させることによる、N−ホス
ホノメチルグリシンの製造方法を開示している。N−ホ
スホノメチルグリシンを調製する技術分野ではその他多
数の方法が知られているので、これらの文献は単なる例
示にすぎない。
【0004】N−ホスホノメチルグリシンが調製される
方法はいずれも、少量のN−ホスホノメチルグリシン、
ならびにN−ホスホノメチルイミノジアセチル酸、N−
ホルミル−N−ホスホノメチルグリシン、アミノメチル
ホスホン酸、ホルムアルデヒドなどの種々の副産物およ
び未反応の出発物質を含む廃液を生成する。環境保護の
観点から、そのような廃液の流出は最小限に抑えるべき
である。(M.L.リューペルら、「土壌および水中で
のグリフォセートの代謝と分解」:Journal o
fAgriculture and Food Che
mistry, 第25巻(1977年)517〜52
2ページ)。
方法はいずれも、少量のN−ホスホノメチルグリシン、
ならびにN−ホスホノメチルイミノジアセチル酸、N−
ホルミル−N−ホスホノメチルグリシン、アミノメチル
ホスホン酸、ホルムアルデヒドなどの種々の副産物およ
び未反応の出発物質を含む廃液を生成する。環境保護の
観点から、そのような廃液の流出は最小限に抑えるべき
である。(M.L.リューペルら、「土壌および水中で
のグリフォセートの代謝と分解」:Journal o
fAgriculture and Food Che
mistry, 第25巻(1977年)517〜52
2ページ)。
【0005】ある種の天然に存在する微生物は、一定期
間でN−ホスホノメチルグリシンを分解することが知ら
れている。また、N−ホスホノメチルグリシンを分解す
るとみられる微生物が、数種分離されている。例えば、
G.S.ヤコブらの文献〔「シュードモナス属の一菌株
LBrにおけるグリフォセートの代謝」:Applie
d andEnvironmental Microb
iology,第54巻12号(1988年12月)2
953〜2958ページ〕には、シュードモナス属の一
菌株LBrによるグリフォセートの代謝が報告されてい
る。L.E.ハラスらの文献〔「工業用活性汚泥中での
グリフォセートの生物分解に関係する微生物の特性」:
Journal of Industrial Mic
robiology,第3巻(1988年)377〜3
85ページ〕には、顕微鏡観察によって、N−ホスホノ
メチルグリシン廃液処理用の2つの工業用活性汚泥から
微生物が検出されたことが報告されている。そこでは、
分解活性というものが普遍的特徴ではなく、その発現に
は特異的な選択圧による集積培養が必要であることが示
唆された。T.M.バルサゾールらの文献〔「工業用活
性汚泥から得られたグリフォセート分解性微生物」:A
ppliedand Environmental M
icrobiology, 第51巻2号(1986年
2月)432〜434ページ〕には、唯一のリン供給源
のN−ホスホノメチルグリシン分解性微生物を分離する
ための平板培地が開示されている。N−ホスホノメチル
グリシンを代謝してアミノメチルホスホン酸を生成する
ある精製分離物は、フラボバクテリウム属の一種と同定
された。
間でN−ホスホノメチルグリシンを分解することが知ら
れている。また、N−ホスホノメチルグリシンを分解す
るとみられる微生物が、数種分離されている。例えば、
G.S.ヤコブらの文献〔「シュードモナス属の一菌株
LBrにおけるグリフォセートの代謝」:Applie
d andEnvironmental Microb
iology,第54巻12号(1988年12月)2
953〜2958ページ〕には、シュードモナス属の一
菌株LBrによるグリフォセートの代謝が報告されてい
る。L.E.ハラスらの文献〔「工業用活性汚泥中での
グリフォセートの生物分解に関係する微生物の特性」:
Journal of Industrial Mic
robiology,第3巻(1988年)377〜3
85ページ〕には、顕微鏡観察によって、N−ホスホノ
メチルグリシン廃液処理用の2つの工業用活性汚泥から
微生物が検出されたことが報告されている。そこでは、
分解活性というものが普遍的特徴ではなく、その発現に
は特異的な選択圧による集積培養が必要であることが示
唆された。T.M.バルサゾールらの文献〔「工業用活
性汚泥から得られたグリフォセート分解性微生物」:A
ppliedand Environmental M
icrobiology, 第51巻2号(1986年
2月)432〜434ページ〕には、唯一のリン供給源
のN−ホスホノメチルグリシン分解性微生物を分離する
ための平板培地が開示されている。N−ホスホノメチル
グリシンを代謝してアミノメチルホスホン酸を生成する
ある精製分離物は、フラボバクテリウム属の一種と同定
された。
【0006】米国特許第4,859,594号には、自
然環境から分離精製されて遺伝子的に修飾された微生物
、およびそれらの微生物を基材に結合させることによっ
て固定化する方法が開示されている。生物触媒の組成物
は、多種の毒性物質を含む毒物汚染液の無毒化に有用で
ある。
然環境から分離精製されて遺伝子的に修飾された微生物
、およびそれらの微生物を基材に結合させることによっ
て固定化する方法が開示されている。生物触媒の組成物
は、多種の毒性物質を含む毒物汚染液の無毒化に有用で
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術には、ある
種の微生物がN−ホスホノメチルグリシンの分解に有用
なこと、および工業用池中でN−ホスホノメチルグリシ
ンが生物分解され得ることが開示されているが、そのよ
うな生物分解では、N−ホスホノメチルグリシンが実質
的に分解されるまでにかなりの時間を必要とする。そこ
で、順化されてN−ホスホノメチルグリシンを分解する
微生物混合物、および、高い有効性を有し、ごく短時間
にN−ホスホノメチルグリシンを分解するその微生物の
用途が提供される。
種の微生物がN−ホスホノメチルグリシンの分解に有用
なこと、および工業用池中でN−ホスホノメチルグリシ
ンが生物分解され得ることが開示されているが、そのよ
うな生物分解では、N−ホスホノメチルグリシンが実質
的に分解されるまでにかなりの時間を必要とする。そこ
で、順化されてN−ホスホノメチルグリシンを分解する
微生物混合物、および、高い有効性を有し、ごく短時間
にN−ホスホノメチルグリシンを分解するその微生物の
用途が提供される。
【0008】順化されてN−ホスホノメチルグリシンを
生物学的に分解する、アメリカン・タイプ・カルチャー
・コレクション(ATCC) No.55050の微生
物を提供することによって、一連の利点が得られる。こ
の微生物は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレク
ション No.55050の固定化微生物と水溶液とを
N−ホスホノメチルグリシンを実質的に分解するに充分
な時間接触させる工程を含む、水溶液中でN−ホスホノ
メチルグリシンを生物学的に分解する方法において有用
である。
生物学的に分解する、アメリカン・タイプ・カルチャー
・コレクション(ATCC) No.55050の微生
物を提供することによって、一連の利点が得られる。こ
の微生物は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレク
ション No.55050の固定化微生物と水溶液とを
N−ホスホノメチルグリシンを実質的に分解するに充分
な時間接触させる工程を含む、水溶液中でN−ホスホノ
メチルグリシンを生物学的に分解する方法において有用
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】ある種の微生物、特にモ
ンサント社のルイジアナ州ルーリングに位置するN−ホ
スホノメチルグリシン製造施設の汚水処理池に存在する
微生物が、N−ホスホノメチルグリシンの分解に効果的
であることが知られているため、この汚水処理池から約
40種の微生物を含む微生物コロニーを得た。これらは
池から汚泥試料として採取した。この汚泥を用いて、連
続的に混合および通気され、定常的な滴定でpH7に調
整され、増量のN−ホスホノメチルグリシンを含む水溶
液中に養分が補給されるバイオリアクターを作製した。 無機窒素は硝酸アンモニウムをこのバイオリアクターに
添加することによって、補充された。バイオリアクター
では、N−ホスホノメチルグリシンの分解、アミノメチ
ルホスホン酸の生成およびpHがモニターされた。N−
ホスホノメチルグリシンが分解した時点で、バイオリア
クターを2時間静置させ、液体容量の80%を捨てた。 次いで、バイオリアクターでN−ホスホノメチルグリシ
ン分解が完了するまで、2200mg/リットル以下の
N−ホスホノメチルグリシンを含む計量した新しい水溶
液を加えることにより、4時間かけてバイオリアクター
を再充填した。
ンサント社のルイジアナ州ルーリングに位置するN−ホ
スホノメチルグリシン製造施設の汚水処理池に存在する
微生物が、N−ホスホノメチルグリシンの分解に効果的
であることが知られているため、この汚水処理池から約
40種の微生物を含む微生物コロニーを得た。これらは
池から汚泥試料として採取した。この汚泥を用いて、連
続的に混合および通気され、定常的な滴定でpH7に調
整され、増量のN−ホスホノメチルグリシンを含む水溶
液中に養分が補給されるバイオリアクターを作製した。 無機窒素は硝酸アンモニウムをこのバイオリアクターに
添加することによって、補充された。バイオリアクター
では、N−ホスホノメチルグリシンの分解、アミノメチ
ルホスホン酸の生成およびpHがモニターされた。N−
ホスホノメチルグリシンが分解した時点で、バイオリア
クターを2時間静置させ、液体容量の80%を捨てた。 次いで、バイオリアクターでN−ホスホノメチルグリシ
ン分解が完了するまで、2200mg/リットル以下の
N−ホスホノメチルグリシンを含む計量した新しい水溶
液を加えることにより、4時間かけてバイオリアクター
を再充填した。
【0010】微生物コロニーを順化させて大量のN−ホ
スホノメチルグリシン負荷に耐えるようにしてから、当
該分野の技術者にはよく知られた方法で、このコロニー
を固定化担体上に移した。
スホノメチルグリシン負荷に耐えるようにしてから、当
該分野の技術者にはよく知られた方法で、このコロニー
を固定化担体上に移した。
【0011】この発明の微生物が結合した担体の固体基
材は多孔性であり、孔の容積は固形物質1gあたり少な
くとも0.2ミクロンであることが好ましい。孔の容積
は、固形物質1gあたり約0.2ミクロンないし約45
ミクロンの範囲であることが好ましいが、約5ミクロン
ないし約15ミクロンであることがより好ましい。粒子
のサイズは、一般には直径約0.5mmないし約2.0
mmの範囲であるが、約0.75mmないし約1.0m
mであることが好ましい。そのような基材上に形成され
た生物触媒を固定化層として用いる。生物触媒の粒子は
、一般に認められた工学原理に従ってサイズが揃えられ
、流出液と担体との好適な接触が得られるようになって
いる。そのような固体基材についての詳細は、米国特許
第4,775,160号および米国特許第4,859,
594号に記載されている。
材は多孔性であり、孔の容積は固形物質1gあたり少な
くとも0.2ミクロンであることが好ましい。孔の容積
は、固形物質1gあたり約0.2ミクロンないし約45
ミクロンの範囲であることが好ましいが、約5ミクロン
ないし約15ミクロンであることがより好ましい。粒子
のサイズは、一般には直径約0.5mmないし約2.0
mmの範囲であるが、約0.75mmないし約1.0m
mであることが好ましい。そのような基材上に形成され
た生物触媒を固定化層として用いる。生物触媒の粒子は
、一般に認められた工学原理に従ってサイズが揃えられ
、流出液と担体との好適な接触が得られるようになって
いる。そのような固体基材についての詳細は、米国特許
第4,775,160号および米国特許第4,859,
594号に記載されている。
【0012】微生物を結合し得る固体表面は、キタン、
キトサン、n−カルボキシキトサン、セルロースといっ
たアミノポリサッカリドの表面、またはアルミナ、シリ
カ、シリカ−アルミナ、粘土、けい藻土などの多孔性無
機酸化物の表面であることが好ましい。支持体としては
、キチンまたはキトサンを第二の固体支持体(例えば、
多孔性基質)上に分散させたものが好ましい。有用な多
孔性基質の種類は極めて多く、その典型的な例としては
、(1)合成物や天然物を含むシリカまたはシリカゲル
、粘土類、およびケイ酸塩類(例えば、アタパルジャイ
ト粘土、陶土、ケイ藻土、フラー土、カオリン、キーゼ
ルガーなど);(2)セラミックス、磁器、耐火レンガ
片、ボーキサイトなど;(3)アルミナ、二酸化チタン
、二酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化亜鉛、マグネ
シア、トリア、ボリア、シリカ−アルミナ、シリカ−マ
グネシア、クロミア−アルミナ、アルミナ−ボリア、シ
リカ−ジルコニア、シリカカーバイド、窒化ボロンなど
の、合成および天然の耐熱性無機酸化物;および(4)
天然物または合成物のモルデナイトおよび/またはフォ
ージャサイトのような結晶性ゼオライトのアルミノケイ
酸塩がある。ケイ藻土を用いると満足できる結果が得ら
れ、これを使用することが好ましい。
キトサン、n−カルボキシキトサン、セルロースといっ
たアミノポリサッカリドの表面、またはアルミナ、シリ
カ、シリカ−アルミナ、粘土、けい藻土などの多孔性無
機酸化物の表面であることが好ましい。支持体としては
、キチンまたはキトサンを第二の固体支持体(例えば、
多孔性基質)上に分散させたものが好ましい。有用な多
孔性基質の種類は極めて多く、その典型的な例としては
、(1)合成物や天然物を含むシリカまたはシリカゲル
、粘土類、およびケイ酸塩類(例えば、アタパルジャイ
ト粘土、陶土、ケイ藻土、フラー土、カオリン、キーゼ
ルガーなど);(2)セラミックス、磁器、耐火レンガ
片、ボーキサイトなど;(3)アルミナ、二酸化チタン
、二酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化亜鉛、マグネ
シア、トリア、ボリア、シリカ−アルミナ、シリカ−マ
グネシア、クロミア−アルミナ、アルミナ−ボリア、シ
リカ−ジルコニア、シリカカーバイド、窒化ボロンなど
の、合成および天然の耐熱性無機酸化物;および(4)
天然物または合成物のモルデナイトおよび/またはフォ
ージャサイトのような結晶性ゼオライトのアルミノケイ
酸塩がある。ケイ藻土を用いると満足できる結果が得ら
れ、これを使用することが好ましい。
【0013】微生物が結合した固体の支持体表面は、そ
の支持体上の微生物を処理すべき廃液にさらすいかなる
配置、形状またはサイズにおいても、この発明の方法に
適宜用いることができる。耐熱性無機酸化物の配置、形
状およびサイズの選択は、この発明の方法の特定の用途
に応じて異なる。一般に、担体表面は、丸薬、小丸薬、
顆粒、環状体、球体、棒状体、中空管などの粒子形態で
適宜用いることができる。顆粒はすでに商品化されてお
り、好ましい形態である。
の支持体上の微生物を処理すべき廃液にさらすいかなる
配置、形状またはサイズにおいても、この発明の方法に
適宜用いることができる。耐熱性無機酸化物の配置、形
状およびサイズの選択は、この発明の方法の特定の用途
に応じて異なる。一般に、担体表面は、丸薬、小丸薬、
顆粒、環状体、球体、棒状体、中空管などの粒子形態で
適宜用いることができる。顆粒はすでに商品化されてお
り、好ましい形態である。
【0014】当該分野の技術者には明らかなように、寄
託された微生物を有する担体を含む容器は、いかなるサ
イズまたは形状のものでも可能であって、処理すべき液
体の容量、水流中のN−ホスホノメチルグリシン濃度な
どの因子に応じて異なる。容器の設計は、N−ホスホノ
メチルグリシンを分解するに充分な時間(最適条件下で
は通常約10ないし30分)をかけて、廃液の内容物と
微生物とが接触可能なものであって、90%を越えるN
−ホスホノメチルグリシンが分解されることが必要であ
る。
託された微生物を有する担体を含む容器は、いかなるサ
イズまたは形状のものでも可能であって、処理すべき液
体の容量、水流中のN−ホスホノメチルグリシン濃度な
どの因子に応じて異なる。容器の設計は、N−ホスホノ
メチルグリシンを分解するに充分な時間(最適条件下で
は通常約10ないし30分)をかけて、廃液の内容物と
微生物とが接触可能なものであって、90%を越えるN
−ホスホノメチルグリシンが分解されることが必要であ
る。
【0015】この発明の方法では、順化されてN−ホス
ホノメチルグリシンを分解する微生物が重要である。ル
イジアナ州ルーリングの汚水処理池から採取した約40
種の微生物を含む培養物を順化させて、200mg/リ
ットルのN−ホスホノメチルグリシンを分解可能にした
後、試料をアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクシ
ョンにATCC No.55050として寄託した。順
化後に残存する微生物の種は不明なために、どの種がN
−ホスホノメチルグリシンを分解するかも不明である。 この培養物にみられる主要な特性を表1に示す。
ホノメチルグリシンを分解する微生物が重要である。ル
イジアナ州ルーリングの汚水処理池から採取した約40
種の微生物を含む培養物を順化させて、200mg/リ
ットルのN−ホスホノメチルグリシンを分解可能にした
後、試料をアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクシ
ョンにATCC No.55050として寄託した。順
化後に残存する微生物の種は不明なために、どの種がN
−ホスホノメチルグリシンを分解するかも不明である。 この培養物にみられる主要な特性を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】順化されたコロニー中でN−ホスホノメチ
ルグリシンに対して高い分解活性を示す微生物を1種類
分離し、バイオログ社(カリフォルニア州ヘイワード)
のGNマイクロログ(Microlog)プレート上で
同定した。このグラム陰性桿菌は、モラクセラ・アナチ
ペスティファー(Moraxella anatipe
stifer,ATCC No.55051)と同定さ
れた。この微生物の特性を表2に示す。
ルグリシンに対して高い分解活性を示す微生物を1種類
分離し、バイオログ社(カリフォルニア州ヘイワード)
のGNマイクロログ(Microlog)プレート上で
同定した。このグラム陰性桿菌は、モラクセラ・アナチ
ペスティファー(Moraxella anatipe
stifer,ATCC No.55051)と同定さ
れた。この微生物の特性を表2に示す。
【0018】
【表2】
【0019】微生物および順化されたコロニーの培養物
は、米国メリーランド州ロックビルのアメリカン・タイ
プ・カルチャー・コレクションに寄託され、各培養物に
はそれぞれ識別番号が付され、前記のように同定されて
いる。この寄託機関によって、寄託が永続的に行われる
とともに、(a)培養物は、37 CFR1.14お
よび35 USC 122により適格であるとされ
た者に特許出願の係属中、入手可能であること、および
(b)寄託された培養物の一般人の利用可能性に関する
制限は、特許が付与された時点で取り除かれることを保
証するという条件下で、特許が付与されると一般人に容
易に利用される。
は、米国メリーランド州ロックビルのアメリカン・タイ
プ・カルチャー・コレクションに寄託され、各培養物に
はそれぞれ識別番号が付され、前記のように同定されて
いる。この寄託機関によって、寄託が永続的に行われる
とともに、(a)培養物は、37 CFR1.14お
よび35 USC 122により適格であるとされ
た者に特許出願の係属中、入手可能であること、および
(b)寄託された培養物の一般人の利用可能性に関する
制限は、特許が付与された時点で取り除かれることを保
証するという条件下で、特許が付与されると一般人に容
易に利用される。
【0020】
【実施例】この発明は、以下の実施例によって開示され
るが、これに限定されるものではない。
るが、これに限定されるものではない。
【0021】実施例1 微生物の培養物は、ルイジア
ナ州ルーリングにあるモンサント社の施設内の廃液処理
池から採取した汚泥試料中で得られた。その汚泥を使用
して、連続的に混合および通気され、通常の滴定でpH
7に調整され、濃度500〜2000mg/リットルの
N−ホスホノメチルグリシン水溶液が供給されるバイオ
リアクターを作製した。そのバイオリアクター中で、N
−ホスホノメチルグリシンの分解、アミノメチルホスホ
ン酸の生成およびpHをモニターした。N−ホスホノメ
チルグリシンが完全に分解した時点で、バイオリアクタ
ーを2時間静置させ、液体容量の80%を捨てた。次い
で、濃度2200mg/リットル以下のN−ホスホノメ
チルグリシンを含む計量した新しい水溶液を加えること
により、4時間かけてバイオリアクターを再充填した。 濃度50mg/リットルの硝酸アンモニウムを添加する
ことによって、バイオリアクター中に無機窒素を補充し
た。これを、バイオリアクター中でN−ホスホノメチル
グリシンの分解が達せられるまで継続した。
ナ州ルーリングにあるモンサント社の施設内の廃液処理
池から採取した汚泥試料中で得られた。その汚泥を使用
して、連続的に混合および通気され、通常の滴定でpH
7に調整され、濃度500〜2000mg/リットルの
N−ホスホノメチルグリシン水溶液が供給されるバイオ
リアクターを作製した。そのバイオリアクター中で、N
−ホスホノメチルグリシンの分解、アミノメチルホスホ
ン酸の生成およびpHをモニターした。N−ホスホノメ
チルグリシンが完全に分解した時点で、バイオリアクタ
ーを2時間静置させ、液体容量の80%を捨てた。次い
で、濃度2200mg/リットル以下のN−ホスホノメ
チルグリシンを含む計量した新しい水溶液を加えること
により、4時間かけてバイオリアクターを再充填した。 濃度50mg/リットルの硝酸アンモニウムを添加する
ことによって、バイオリアクター中に無機窒素を補充し
た。これを、バイオリアクター中でN−ホスホノメチル
グリシンの分解が達せられるまで継続した。
【0022】微生物の培養物を順化して、高濃度のN−
ホスホノメチルグリシン負荷を可能とした後、細胞カラ
ムに充填した固定化担体上にコロニーを移した。そのカ
ラムは、長さ60cm(24インチ)のアクリル製チュ
ーブで出来ており、内径は8cm(3.25インチ)、
壁の厚みは0.625cm(0.25インチ)であった
。チューブの底にアクリル製の環を融合させ、中程度の
多孔性ガラスフリット(コーニング社のガラス製品 N
o.36060)を入れた350mlのブフナー漏斗の
周囲には、同一サイズのアクリル製の環を取り付けた。 環をC型クランプを用いて、ガラス漏斗の上縁が厚み0
.625cm(0.25インチ)のゴム製ガスケット中
に封止されるまで締め付けることによって、プラスチッ
クチューブにガラス漏斗を取り付けた。ガラスフリット
は、カラム中の生物担体に対して低部の支持体としての
役割を果し、底から漏斗を通して空気をカラム内に送り
込んだ。
ホスホノメチルグリシン負荷を可能とした後、細胞カラ
ムに充填した固定化担体上にコロニーを移した。そのカ
ラムは、長さ60cm(24インチ)のアクリル製チュ
ーブで出来ており、内径は8cm(3.25インチ)、
壁の厚みは0.625cm(0.25インチ)であった
。チューブの底にアクリル製の環を融合させ、中程度の
多孔性ガラスフリット(コーニング社のガラス製品 N
o.36060)を入れた350mlのブフナー漏斗の
周囲には、同一サイズのアクリル製の環を取り付けた。 環をC型クランプを用いて、ガラス漏斗の上縁が厚み0
.625cm(0.25インチ)のゴム製ガスケット中
に封止されるまで締め付けることによって、プラスチッ
クチューブにガラス漏斗を取り付けた。ガラスフリット
は、カラム中の生物担体に対して低部の支持体としての
役割を果し、底から漏斗を通して空気をカラム内に送り
込んだ。
【0023】ガラスフリット上の12.5cm(5イン
チ)のプラスチックチューブに開けた1.6cm(0.
625インチ)の穴を、廃液の流入口とした。その穴を
、中央部で90°に曲がった、長さ20cm(8インチ
)、直径0.625cm(0.25インチ)のステンレ
ス鋼のチューブの付いたゴム製ストッパーで封止した。 この給水管のガラスフリット上2.5cm(1インチ)
のところから廃液が放出される。フリットから35cm
(14インチ)および60cm(24インチ)上の所で
カラムに第2および第3の穴を開け、充填カラムにおけ
る廃液の直接流出口とした。
チ)のプラスチックチューブに開けた1.6cm(0.
625インチ)の穴を、廃液の流入口とした。その穴を
、中央部で90°に曲がった、長さ20cm(8インチ
)、直径0.625cm(0.25インチ)のステンレ
ス鋼のチューブの付いたゴム製ストッパーで封止した。 この給水管のガラスフリット上2.5cm(1インチ)
のところから廃液が放出される。フリットから35cm
(14インチ)および60cm(24インチ)上の所で
カラムに第2および第3の穴を開け、充填カラムにおけ
る廃液の直接流出口とした。
【0024】細胞固定化カラムを、プラスチックチュー
ブに高さ30cmのところまで生物担体(ケイ藻土、マ
ンビルR−635と同定)を充填することによって調製
した。その生物担体を、キトサンの酸性溶液中に一晩浸
してから、水中ですすぎ、カラムに添加する前にpH7
.0に調整した。次いで、上述のような一連の工程を経
て順化させた微生物の培養物をカラムに添加してバイオ
リアクターを作製した。バイオリアクターを連続的に混
合および通気し、通常の滴定によってpH7に調整し、
濃度500〜2000mg/リットルのN−ホスホノメ
チルグリシン水溶液を数バッチ供給した。このバイオリ
アクターでは、グリフォセートの分解、アミノメチルホ
スホン酸の生成およびpHをモニターした。
ブに高さ30cmのところまで生物担体(ケイ藻土、マ
ンビルR−635と同定)を充填することによって調製
した。その生物担体を、キトサンの酸性溶液中に一晩浸
してから、水中ですすぎ、カラムに添加する前にpH7
.0に調整した。次いで、上述のような一連の工程を経
て順化させた微生物の培養物をカラムに添加してバイオ
リアクターを作製した。バイオリアクターを連続的に混
合および通気し、通常の滴定によってpH7に調整し、
濃度500〜2000mg/リットルのN−ホスホノメ
チルグリシン水溶液を数バッチ供給した。このバイオリ
アクターでは、グリフォセートの分解、アミノメチルホ
スホン酸の生成およびpHをモニターした。
【0025】次いで、濃度400mg/リットルのN−
ホスホノメチルグリシン水溶液を3ml/分の速度でポ
ンプからカラムに注入した際、カラム中での保持時間は
350分であった。99%を越えるN−ホスホノメチル
グリシンが直ちに分解された。この貯水を9日間処理す
るとN−ホスホノメチルグリシン濃度が1400mg/
リットルに高まり、分解活性は5日後に約85%に低下
したが、その2日後には99%を越えるまでに回復した
。微生物量の有意な増加が見られた。
ホスホノメチルグリシン水溶液を3ml/分の速度でポ
ンプからカラムに注入した際、カラム中での保持時間は
350分であった。99%を越えるN−ホスホノメチル
グリシンが直ちに分解された。この貯水を9日間処理す
るとN−ホスホノメチルグリシン濃度が1400mg/
リットルに高まり、分解活性は5日後に約85%に低下
したが、その2日後には99%を越えるまでに回復した
。微生物量の有意な増加が見られた。
【0026】27日目にポンプの給水速度を25ml/
分(保持時間42分)に増大させたところ、4日以内に
99%を越える分解活性が見られた。次いで、実施例2
のパイロットプラントに先立って、高速での実験を行っ
た。微生物層の深さを30cm(12インチ)にするこ
とによって、保持時間が短縮された。貯水中のN−ホス
ホノメチルグリシン濃度は段階的に低下して、50mg
/リットルになった。分解活性は、給水速度が25ml
/分(保持時間23分)のときには98%を越え、30
ml/分(保持時間19分)のときには82%を越えた
。
分(保持時間42分)に増大させたところ、4日以内に
99%を越える分解活性が見られた。次いで、実施例2
のパイロットプラントに先立って、高速での実験を行っ
た。微生物層の深さを30cm(12インチ)にするこ
とによって、保持時間が短縮された。貯水中のN−ホス
ホノメチルグリシン濃度は段階的に低下して、50mg
/リットルになった。分解活性は、給水速度が25ml
/分(保持時間23分)のときには98%を越え、30
ml/分(保持時間19分)のときには82%を越えた
。
【0027】実施例2 ルーリングにある廃液処理池
から採取した汚泥試料から、微生物の培養物(37.8
リットル、10ガロン)が得られた。汚泥を使用して、
実施例1で記載したものと同様のN−ホスホノメチルグ
リシン分解活性を得た。活性が得られた時点で、実施例
1のように、45.5kg(100ポンド)のR635
固体支持体の入ったドラム罐(208リットル、55ガ
ロン)に集積培養した汚泥が移された。底が貫通した洗
浄管(内径10cm)を用いて、ドラム罐の中央に凹部
を作った。生物担体、汚泥、およびN−ホスホノメチル
グリシン水溶液(500mg/リットル)が中心管を取
り巻く形になった。中央の凹部の底からドラム罐の上部
まで溶液をポンプで給水することによって、その水溶液
が担体層を循環するようにした。空気拡散器によって酸
素を供給した。N−ホスホノメチルグリシンの分解が完
了した時点で、溶液をドラム罐から排水し、新しい溶液
を供給した。
から採取した汚泥試料から、微生物の培養物(37.8
リットル、10ガロン)が得られた。汚泥を使用して、
実施例1で記載したものと同様のN−ホスホノメチルグ
リシン分解活性を得た。活性が得られた時点で、実施例
1のように、45.5kg(100ポンド)のR635
固体支持体の入ったドラム罐(208リットル、55ガ
ロン)に集積培養した汚泥が移された。底が貫通した洗
浄管(内径10cm)を用いて、ドラム罐の中央に凹部
を作った。生物担体、汚泥、およびN−ホスホノメチル
グリシン水溶液(500mg/リットル)が中心管を取
り巻く形になった。中央の凹部の底からドラム罐の上部
まで溶液をポンプで給水することによって、その水溶液
が担体層を循環するようにした。空気拡散器によって酸
素を供給した。N−ホスホノメチルグリシンの分解が完
了した時点で、溶液をドラム罐から排水し、新しい溶液
を供給した。
【0028】均一化用水槽(1900リットル)および
上向式の充填層カラム(2.74×7.3m)を備えた
パイロットプラントを作った。水槽に、分離ラインによ
って空気を送り込み、N−ホスホノメチルグリシンおよ
び硝酸アンモニウムを含む水溶液を供給した。実施例1
のように、pHは均一化用水槽中で調整した。約900
kg(2000ポンド)の新しい担体を、N−ホスホノ
メチルグリシン分解性微生物を含む順化担体と混合させ
た。実施例1と同様に、一連の工程によって生物担体の
至るところで微生物の増殖が促進された。まず、pHを
調整しながらカラム中で水溶液を再循環させた(18.
9リットル/分)。N−ホスホノメチルグリシンが消失
した後、酵母菌抽出物(25〜50mg/リットル)を
含む新しい水溶液を添加した。処理が実際に行われてい
るか否かは、酸素、pH、および温度を解析することに
よってモニターした。機械的性能は、水および空気の流
速解析ならびにポンプ操作の解析によってモニターした
。
上向式の充填層カラム(2.74×7.3m)を備えた
パイロットプラントを作った。水槽に、分離ラインによ
って空気を送り込み、N−ホスホノメチルグリシンおよ
び硝酸アンモニウムを含む水溶液を供給した。実施例1
のように、pHは均一化用水槽中で調整した。約900
kg(2000ポンド)の新しい担体を、N−ホスホノ
メチルグリシン分解性微生物を含む順化担体と混合させ
た。実施例1と同様に、一連の工程によって生物担体の
至るところで微生物の増殖が促進された。まず、pHを
調整しながらカラム中で水溶液を再循環させた(18.
9リットル/分)。N−ホスホノメチルグリシンが消失
した後、酵母菌抽出物(25〜50mg/リットル)を
含む新しい水溶液を添加した。処理が実際に行われてい
るか否かは、酸素、pH、および温度を解析することに
よってモニターした。機械的性能は、水および空気の流
速解析ならびにポンプ操作の解析によってモニターした
。
【0029】生物担体が500mg/リットルのN−ホ
スホノメチルグリシン分解に順化された後、連続的な流
出操作を開始した。まず、50mg/リットルのN−ホ
スホノメチルグリシンおよび25mg/リットルの無機
窒素を含む水溶液を3.78リットル/分(保持時間1
00分)のポンプ流速でカラムに供給した。N−ホスホ
ノメチルグリシンの検出限界が3〜5mg/リットルで
あるため、分解活性は90〜95%であることが確認さ
れた。 操作および機械面をいくつか変更することによって、そ
の後35日間にわたって最適の性能が得られた。流速は
19リットル/分に増大した(保持時間20分)。酵母
菌抽出物を時々添加して、微生物の増殖を促進させた。 分解活性を良好な状態に保つには、pHの上昇限度は1
〜1.5単位であることもわかった。最後に、流速37
8リットル/分のポンプを用いて、カラムの流動化を達
成した。これによって過剰の汚泥が除去され、N−ホス
ホノメチルグリシンの分解が安定化した。
スホノメチルグリシン分解に順化された後、連続的な流
出操作を開始した。まず、50mg/リットルのN−ホ
スホノメチルグリシンおよび25mg/リットルの無機
窒素を含む水溶液を3.78リットル/分(保持時間1
00分)のポンプ流速でカラムに供給した。N−ホスホ
ノメチルグリシンの検出限界が3〜5mg/リットルで
あるため、分解活性は90〜95%であることが確認さ
れた。 操作および機械面をいくつか変更することによって、そ
の後35日間にわたって最適の性能が得られた。流速は
19リットル/分に増大した(保持時間20分)。酵母
菌抽出物を時々添加して、微生物の増殖を促進させた。 分解活性を良好な状態に保つには、pHの上昇限度は1
〜1.5単位であることもわかった。最後に、流速37
8リットル/分のポンプを用いて、カラムの流動化を達
成した。これによって過剰の汚泥が除去され、N−ホス
ホノメチルグリシンの分解が安定化した。
【0030】第2期の30日間で、N−ホスホノメチル
グリシンの最大負荷率を決定した。3段階で流速を高め
ていった結果、15、10、および8分の保持時間が得
られた。保持時間が8分のときに、若干の分解活性が見
られた。しかし、保持時間が10分(水理学的ターンオ
ーバー144回/日)のときには、一貫して90%を越
えるN−ホスホノメチルグリシンの分解活性が維持され
た。
グリシンの最大負荷率を決定した。3段階で流速を高め
ていった結果、15、10、および8分の保持時間が得
られた。保持時間が8分のときに、若干の分解活性が見
られた。しかし、保持時間が10分(水理学的ターンオ
ーバー144回/日)のときには、一貫して90%を越
えるN−ホスホノメチルグリシンの分解活性が維持され
た。
【0031】固定化された微生物の回復力を試験するた
め、生存能および調圧の試験も行った。流速は3.78
〜11.3リットル/分に低下したがpH調整に関係す
る化学的変化は21日間全く見られなかった。21日目
に、流速が37.8リットル/分(保持時間10分)に
増大した。5日間で、N−ホスホノメチルグリシン濃度
は50mg/リットルに増大した。分解活性が発現する
までには2日を要し、90%を越えるN−ホスホノメチ
ルグリシンの除去が見られるまでにはさらに2日を要し
た。
め、生存能および調圧の試験も行った。流速は3.78
〜11.3リットル/分に低下したがpH調整に関係す
る化学的変化は21日間全く見られなかった。21日目
に、流速が37.8リットル/分(保持時間10分)に
増大した。5日間で、N−ホスホノメチルグリシン濃度
は50mg/リットルに増大した。分解活性が発現する
までには2日を要し、90%を越えるN−ホスホノメチ
ルグリシンの除去が見られるまでにはさらに2日を要し
た。
【0032】順化された汚泥試料を、固体支持体から採
取した。それを、約200mg/リットルのN−ホスホ
ノメチルグリシンを含む無機塩培地に(T.M.バルサ
ゾールらの記載の通り)移した。この化合物が生物学的
分解を受けた後、試料を分離した。試料の半分は混合培
養物としてアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクシ
ョンに寄託され、ATCC No.55050が付され
た。試料の別の半分は、標準法によって個々の微生物に
分離された。高い分解活性を発現する1種類の培養物が
同定され、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクシ
ョンに寄託された。それが、モラクセラ・アナチペスチ
ファー(ATCCNo.55051)である。
取した。それを、約200mg/リットルのN−ホスホ
ノメチルグリシンを含む無機塩培地に(T.M.バルサ
ゾールらの記載の通り)移した。この化合物が生物学的
分解を受けた後、試料を分離した。試料の半分は混合培
養物としてアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクシ
ョンに寄託され、ATCC No.55050が付され
た。試料の別の半分は、標準法によって個々の微生物に
分離された。高い分解活性を発現する1種類の培養物が
同定され、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクシ
ョンに寄託された。それが、モラクセラ・アナチペスチ
ファー(ATCCNo.55051)である。
【0033】この発明は、極めて詳細に説明された特定
の実施態様の形式で記載したが、単に例示を目的とする
ものであって、他の実施態様および操作技術についても
、この開示から当該分野の技術者に容易であることが理
解されよう。従って、この発明の趣旨から逸脱すること
なく、変更を行うことができる。
の実施態様の形式で記載したが、単に例示を目的とする
ものであって、他の実施態様および操作技術についても
、この開示から当該分野の技術者に容易であることが理
解されよう。従って、この発明の趣旨から逸脱すること
なく、変更を行うことができる。
Claims (9)
- 【請求項1】 順化されてN−ホスホノメチルグリシ
ンを分解し得るATCCNo.55050微生物の混合
培養物。 - 【請求項2】 順化されてN−ホスホノメチルグリシ
ンを分解し得るATCC No.55051微生物モラ
クセラ・アナチペスチファー(Moraxella a
natipestifer)の生物学的純粋培養物。 - 【請求項3】 ATCC NO.55050微生物の
混合培養物を不活性固定化支持体に結合させる工程、お
よびN−ホスホノメチルグリシン分解に充分な時間、該
N−ホスホノメチルグリシンを含む水流を該固定化支持
体上の微生物と接触させる工程からなるN−ホスホノメ
チルグリシンの分解方法。 - 【請求項4】 上記混合培養物中の微生物の一種が、
順化されてN−ホスホノメチルグリシンを分解し得るA
TCC No.55051のモラクセラ・アナチペスチ
ファーである、請求項3記載の方法。 - 【請求項5】 90%を越えるN−ホスホノメチルグ
リシンが分解される、請求項3記載の方法。 - 【請求項6】 N−ホスホノメチルグリシンを含む水
流を、微生物を結合させた支持体と30分未満接触させ
る、請求項3記載の方法。 - 【請求項7】 接触時間が20分未満である、請求項
6記載の方法。 - 【請求項8】 微生物の混合培養物をケイ藻土の不活
性支持体に結合させる、請求項3記載の方法。 - 【請求項9】 上記支持体に微生物を結合させる前に
ケイ藻土をキトサンまたはキチンの溶液に浸す、請求項
8記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/544,436 US5288635A (en) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | Microbes and their use to degrade N-phosphonomethylglycine in waste streams |
US544436 | 1990-06-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04262776A true JPH04262776A (ja) | 1992-09-18 |
JPH0763355B2 JPH0763355B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=24172183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15475691A Expired - Lifetime JPH0763355B2 (ja) | 1990-06-27 | 1991-06-26 | 廃液中のn−ホスホノメチルグリシン分解性微生物およびその微生物の用途 |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5288635A (ja) |
EP (1) | EP0465452B1 (ja) |
JP (1) | JPH0763355B2 (ja) |
AR (1) | AR243137A1 (ja) |
AT (1) | ATE121056T1 (ja) |
AU (1) | AU650027B2 (ja) |
CA (1) | CA2045752C (ja) |
DE (1) | DE69108798T2 (ja) |
DK (1) | DK0465452T3 (ja) |
ES (1) | ES2071286T3 (ja) |
HK (1) | HK1007133A1 (ja) |
MY (1) | MY108620A (ja) |
NZ (1) | NZ238707A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4208698C2 (de) * | 1992-03-18 | 1995-10-12 | Branko Pospischil | Verfahren zur simultanen biologischen Stickstoffelimination |
BR9611966A (pt) * | 1995-10-04 | 1999-02-17 | Monsanto Co | Biossuportes poliméricos porosos e seu uso no biotratamento de correntes residuais aquosas |
US6045700A (en) * | 1996-07-29 | 2000-04-04 | Solutia Inc. | Retrievable organic carbon scavengers for cleaning of contaminated surface water sediments |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5499347A (en) * | 1978-01-23 | 1979-08-06 | Nagoya Daigaku Gakucho | Method of purifying waste water containing phosphorus by microorganisms |
US4859594A (en) * | 1986-10-14 | 1989-08-22 | Louisana State University Board Of Supervisors, Louisana State University | Microorganisms for biodegrading toxic chemicals |
DD279498A1 (de) * | 1989-01-12 | 1990-06-06 | Akad Wissenschaften Ddr | Verfahren zum mikrobiellen abbau von phosphono- bzw. phosphinoverbindungen |
-
1990
- 1990-06-27 US US07/544,436 patent/US5288635A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-06-26 AR AR32002491A patent/AR243137A1/es active
- 1991-06-26 MY MYPI91001151A patent/MY108620A/en unknown
- 1991-06-26 AU AU79327/91A patent/AU650027B2/en not_active Ceased
- 1991-06-26 JP JP15475691A patent/JPH0763355B2/ja not_active Expired - Lifetime
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- 1991-06-26 AT AT91870100T patent/ATE121056T1/de not_active IP Right Cessation
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- 1991-06-26 EP EP19910870100 patent/EP0465452B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-26 ES ES91870100T patent/ES2071286T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-26 NZ NZ238707A patent/NZ238707A/en unknown
-
1998
- 1998-06-24 HK HK98106385A patent/HK1007133A1/xx not_active IP Right Cessation
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Publication number | Publication date |
---|---|
DK0465452T3 (da) | 1995-07-31 |
MY108620A (en) | 1996-10-31 |
HK1007133A1 (en) | 1999-04-01 |
EP0465452A1 (en) | 1992-01-08 |
CA2045752C (en) | 1996-09-24 |
US5288635A (en) | 1994-02-22 |
NZ238707A (en) | 1993-08-26 |
AU650027B2 (en) | 1994-06-09 |
EP0465452B1 (en) | 1995-04-12 |
AU7932791A (en) | 1992-01-02 |
CA2045752A1 (en) | 1991-12-28 |
AR243137A1 (es) | 1993-07-30 |
ES2071286T3 (es) | 1995-06-16 |
JPH0763355B2 (ja) | 1995-07-12 |
DE69108798T2 (de) | 1995-10-26 |
DE69108798D1 (de) | 1995-05-18 |
ATE121056T1 (de) | 1995-04-15 |
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