JPH0763355B2 - 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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- JPH0763355B2 JPH0763355B2 JP15475691A JP15475691A JPH0763355B2 JP H0763355 B2 JPH0763355 B2 JP H0763355B2 JP 15475691 A JP15475691 A JP 15475691A JP 15475691 A JP15475691 A JP 15475691A JP H0763355 B2 JPH0763355 B2 JP H0763355B2
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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 ofAgricult
ure and Food Chemistry, 第２５巻（１９７７年）５１
７〜５２２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 ofAgricult
ure and Food Chemistry, 第２５巻（１９７７年）５１
７〜５２２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」:Applied andEn
vironmental Microbiology,第５４巻１２号（１９８８
年１２月）２９５３〜２９５８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 Microbiology，第
３巻（１９８８年）３７７〜３８５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」：Appliedand Environmental
Microbiology, 第５１巻２号（１９８６年２月）４３
２〜４３４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」:Applied andEn
vironmental Microbiology,第５４巻１２号（１９８８
年１２月）２９５３〜２９５８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 Microbiology，第
３巻（１９８８年）３７７〜３８５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」：Appliedand Environmental
Microbiology, 第５１巻２号（１９８６年２月）４３
２〜４３４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２．０mm
の範囲であるが、約０．７５mmないし約１．０mm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４，７
７５，１６０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２．０mm
の範囲であるが、約０．７５mmないし約１．０mm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４，７
７５，１６０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 anatipestifer,ＡＴＣＣ No.５５
０５１）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 anatipestifer,ＡＴＣＣ No.５５
０５１）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ｐＨ７
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。
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ｐＨ７
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 No.３６０
６０）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 No.３６０
６０）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（０．６
２５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（０．６
２５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３５
０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。
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３５
０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９
９％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、３０ml／
分（保持時間１９分）のときには８２％を越えた。
（保持時間４２分）に増大させたところ、４日以内に９
９％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、３０ml／
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。
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１００
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。
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１００
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
を分解し得るモラクセラ・アナチペスチファー（Ｍｏｒ
ａｘｅｌｌａ ａｎａｔｉｐｅｓｔｉｆｅｒ）ＡＴＣＣ
Ｎｏ．５５０５０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
を分解し得る微生物モラクセラ・アナチペスチファー
（Ｍｏｒａｘｅｌｌａ ａｎａｔｉｐｅｓｔｉｆｅｒ）
ＡＴＣＣ Ｎｏ．５５０５１の生物学的純粋培養物。 - 【請求項３】 ＡＴＣＣ Ｎｏ．５５０５０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モラ
クセラ・アナチペスチファーＡＴＣＣ Ｎｏ．５５０５
１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 JPH04262776A (ja) | 1992-09-18 |
| JPH0763355B2 true 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) |
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