JPWO2005100268A1 - ヒ素の無害化方法 - Google Patents
ヒ素の無害化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2005100268A1 JPWO2005100268A1 JP2006512308A JP2006512308A JPWO2005100268A1 JP WO2005100268 A1 JPWO2005100268 A1 JP WO2005100268A1 JP 2006512308 A JP2006512308 A JP 2006512308A JP 2006512308 A JP2006512308 A JP 2006512308A JP WO2005100268 A1 JPWO2005100268 A1 JP WO2005100268A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arsenic
- microorganism
- detoxifying
- microorganisms
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/103—Arsenic compounds
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mycology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
微生物によってヒ素を含む被処理物を無害化し、且つ、微生物自体も無害化することの可能なヒ素の無害化方法を提供する。前記ヒ素の無害化方法は、ヒ素を含む被処理物に対して、ヒ素を取り込んで有機ヒ素化合物を合成する活性のある微生物を接触させる工程と、前記微生物の育成環境下に置く工程と、前記微生物に被処理物中のヒ素を取り込ませ、無害な有機ヒ素化合物を合成させる工程とを有する。
Description
本発明は、ヒ素を含む被処理物に対して微生物を接触させて無害化するヒ素の無害化方法に関する。
このようなヒ素の無害化方法では、従来、微生物としてバチルス・シルクランスを用いて無害化する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献によれば、ヒ素で汚染された乾燥土壌を用意し、その乾燥土壌とバチルス・シルクランスを担持させた鉱石の粉末とを混合し、これとは別に、純水に前記鉱石の粉末を添加して放置した後の上澄み液を用意した。この上澄み液中に上述した混合物と、更に前記鉱石の粉末とを添加して無害化した。その結果、上澄み液中および土壌中のヒ素の濃度が減少したとされた。その結果が表１として記載されている。
特開２０００−１０６８７０号公報（８頁右欄〜９頁左欄）
この特許文献によれば、ヒ素で汚染された乾燥土壌を用意し、その乾燥土壌とバチルス・シルクランスを担持させた鉱石の粉末とを混合し、これとは別に、純水に前記鉱石の粉末を添加して放置した後の上澄み液を用意した。この上澄み液中に上述した混合物と、更に前記鉱石の粉末とを添加して無害化した。その結果、上澄み液中および土壌中のヒ素の濃度が減少したとされた。その結果が表１として記載されている。
この特許文献に記載の表１を見る限り、上澄み液中および土壌中のヒ素の濃度は確かに減少している。しかし、ヒ素を無害化した後のバチルス・シルクランス、つまり、微生物に取り込まれたヒ素についての言及がない。
すなわち、たとえ、微生物を用いてヒ素を含む被処理物を無害化しても、微生物自体が有害なヒ素化合物を保持していたのでは、つぎに、その微生物の処理が問題となる。従って、ヒ素無害化の最終的な目的を達成したとは言いがたい。
すなわち、たとえ、微生物を用いてヒ素を含む被処理物を無害化しても、微生物自体が有害なヒ素化合物を保持していたのでは、つぎに、その微生物の処理が問題となる。従って、ヒ素無害化の最終的な目的を達成したとは言いがたい。
本発明者らは、微生物によるヒ素の無害化につき研究および実験を繰り返した。その結果、被処理物中のヒ素を比較的害の少ないヒ素化合物に合成させる微生物の存在を確認するに至った。
本発明は、この新たな知見に基づくもので、その目的は、微生物によってヒ素を含む被処理物を無害化し、且つ、微生物自体も無害化することの可能なヒ素の無害化方法を提供することにある。
本発明は、この新たな知見に基づくもので、その目的は、微生物によってヒ素を含む被処理物を無害化し、且つ、微生物自体も無害化することの可能なヒ素の無害化方法を提供することにある。
本発明の第１の特徴構成は、ヒ素を含む被処理物に対して有機ヒ素化合物への合成に活性のある微生物を接触させる工程と、前記微生物の育成環境下に置く工程と、前記微生物により被処理物中のヒ素を無害な有機ヒ素化合物に合成させて無害化する工程とを有する点にある。
本発明の第１の特徴構成によれば、以下の３工程を有する。即ち、
（ａ）ヒ素を含む被処理物に対して、ヒ素を取り込んで有機ヒ素化合物を合成する活性のある微生物を接触させる工程
（ｂ）前記微生物の育成環境下に置く工程
（ｃ）前記微生物に被処理物中のヒ素を取り込ませ、無害な有機ヒ素化合物を合成させる工程
これらの工程を有することによって、ヒ素を含む被処理物を無害化できる。加えて、後に詳しく説明するように、微生物自体も無害化できる。その結果、ヒ素の無害化処理に関して、前記非処理物の無害化に利用した微生物の後処理が必要なくなった。
尚、上記各工程は、その記載順に実施する必然性はなく、同時に実施することも可能である。例えば、前記被処理物と前記微生物とを混合した後に微生物の生育に適した環境に置いて被処理物中のヒ素を微生物に取り込ませ、無害な有機ヒ素化合物を合成させた場合には、工程（ａ）の後に工程（ｂ）、（ｃ）がほぼ同時に行われか、工程（ｂ）の後に工程（ｃ）が起こる。或いは、前記微生物がその育成環境に置かれている状態で非処理物を接触させれば、工程（ａ）〜（ｃ）が同時に実施される。
（ａ）ヒ素を含む被処理物に対して、ヒ素を取り込んで有機ヒ素化合物を合成する活性のある微生物を接触させる工程
（ｂ）前記微生物の育成環境下に置く工程
（ｃ）前記微生物に被処理物中のヒ素を取り込ませ、無害な有機ヒ素化合物を合成させる工程
これらの工程を有することによって、ヒ素を含む被処理物を無害化できる。加えて、後に詳しく説明するように、微生物自体も無害化できる。その結果、ヒ素の無害化処理に関して、前記非処理物の無害化に利用した微生物の後処理が必要なくなった。
尚、上記各工程は、その記載順に実施する必然性はなく、同時に実施することも可能である。例えば、前記被処理物と前記微生物とを混合した後に微生物の生育に適した環境に置いて被処理物中のヒ素を微生物に取り込ませ、無害な有機ヒ素化合物を合成させた場合には、工程（ａ）の後に工程（ｂ）、（ｃ）がほぼ同時に行われか、工程（ｂ）の後に工程（ｃ）が起こる。或いは、前記微生物がその育成環境に置かれている状態で非処理物を接触させれば、工程（ａ）〜（ｃ）が同時に実施される。
本発明の第２の特徴構成は、前記無害な有機ヒ素化合物がアルセノベタインであるところにある。
本発明の第２の特徴構成によれば、前記微生物により合成される有機ヒ素化合物が、後に詳しく説明するように、無害なヒ素化合物のなかでも、特に害の少ないアルセノベタインであると、極端な場合には、そのまま放置することも可能である。従って、その後の微生物の処理が一層容易となる。
本発明の第３の特徴構成は、前記微生物が動物性プランクトンであるところにある。
本発明の第３の特徴構成によれば、ヒ素無害化のための微生物が動物性プランクトン、例えば、ヤムシ、コペポーダ、端脚目、オキアミ目などの動物性プランクトンであるから、日本近海等において比較的入手し易く、実用性はきわめて高い。
本発明の第４の特徴構成は、前記動物性プランクトンがコペポーダであるところにある。
本発明の第４の特徴構成によれば、動物性プランクトンがコペポーダであるから、上述したように比較的入手し易い。加えて、そのコペポーダにより合成される有機ヒ素化合物が、特に害の少ないアルセノベタインであるから、極端な場合には、そのまま放置することも可能である。従って、その後のコペポーダの処理が一層容易となる。
本発明によるヒ素の無害化方法につき、その実施の形態を説明する。
本発明の方法は、例えば、ヒ素を含む土壌や排水などの各種の被処理物に対して微生物を接触させて無害化する方法である。そのために、微生物として動物性プランクトン、例えば、ヤムシ、コペポーダ、端脚目、オキアミ目などの海洋性の動物性プランクトンが使用される。
これら海洋性の動物性プランクトンは、種々の実験を通して、有機ヒ素化合物の合成活性のあることが判明した。そして、これらの海洋性プランクトンは、比較的容易に入手することができ、例えば、日本近海においても採取できる。
本発明の方法は、例えば、ヒ素を含む土壌や排水などの各種の被処理物に対して微生物を接触させて無害化する方法である。そのために、微生物として動物性プランクトン、例えば、ヤムシ、コペポーダ、端脚目、オキアミ目などの海洋性の動物性プランクトンが使用される。
これら海洋性の動物性プランクトンは、種々の実験を通して、有機ヒ素化合物の合成活性のあることが判明した。そして、これらの海洋性プランクトンは、比較的容易に入手することができ、例えば、日本近海においても採取できる。
その実験の一例について言及すると、人工の海水を用意し、それに亜ヒ酸を添加して、ヒ素濃度が日本国の環境基準の１０倍に相当する１ｍｇ／Ｌ（１．０ｐｐｍ）の被処理用海水を作製した。これらの被処理用海水を、実験用サンプル及び比較用サンプルの作製に使用した。
前記実験用サンプルは、ヒ素濃度が１ｍｇ／Ｌ（１．０ｐｐｍ）の前記被処理用海水を５０ｍＬ分取し、ここに０．１〜０．２ｇのコペポーダを添加して作製した。前記比較用サンプルは、前記被処理用海水を５０ｍＬ分取したのみで、コペポーダを添加せずに作製した。ついで、これら実験用サンプルと比較用サンプルをコペポーダの育成環境下に置いた。
前記実験用サンプルは、ヒ素濃度が１ｍｇ／Ｌ（１．０ｐｐｍ）の前記被処理用海水を５０ｍＬ分取し、ここに０．１〜０．２ｇのコペポーダを添加して作製した。前記比較用サンプルは、前記被処理用海水を５０ｍＬ分取したのみで、コペポーダを添加せずに作製した。ついで、これら実験用サンプルと比較用サンプルをコペポーダの育成環境下に置いた。
具体的には、以下のとおりである。
前記実験用サンプルと前記比較用サンプルを２５℃の培養温度下に置いた。その後、実験用サンプルと比較用サンプルにおける海水中のヒ素濃度を測定した。また、実験用サンプルについては、そのコペポーダ中のヒ素化合物の分析を行った。なお、ヒ素濃度は、ＩＣＰ（inductively coupled plasma）発光分光法を用いて測定した。ヒ素化合物の分析には、ヒ素分析システム（島津製作所製のＡＳＡ−２Ｐ）を使用した。
前記実験用サンプルと前記比較用サンプルを２５℃の培養温度下に置いた。その後、実験用サンプルと比較用サンプルにおける海水中のヒ素濃度を測定した。また、実験用サンプルについては、そのコペポーダ中のヒ素化合物の分析を行った。なお、ヒ素濃度は、ＩＣＰ（inductively coupled plasma）発光分光法を用いて測定した。ヒ素化合物の分析には、ヒ素分析システム（島津製作所製のＡＳＡ−２Ｐ）を使用した。
サンプル作製の１日後に測定したところ、比較用サンプルにおける海水中のヒ素濃度は０．８ｐｐｍであった。これに対し、実験用サンプルにおける海水中のヒ素濃度は０．７ｐｐｍにまで減少していた。従って、１日でおよそ０．１ｐｐｍのヒ素がコペポーダに取り込まれていることが判明した。
さらに、コペポーダに取り込まれたヒ素を分析した。この結果、無害な有機ヒ素化合物であるアルセノベタイン（（ＣＨ３）３ＡｓＣＨ２ＣＯＯ−）が合成されていることが判明した。このアルセノベタインは、現実に種々の魚介類に普遍的に含まれている有機ヒ素化合物で、毒性はきわめて低い。
さらに、コペポーダに取り込まれたヒ素を分析した。この結果、無害な有機ヒ素化合物であるアルセノベタイン（（ＣＨ３）３ＡｓＣＨ２ＣＯＯ−）が合成されていることが判明した。このアルセノベタインは、現実に種々の魚介類に普遍的に含まれている有機ヒ素化合物で、毒性はきわめて低い。
さらに、コペポーダによるヒ素の取り込み状態を経時的に調べる実験も行った。その結果を図１に示す。
この実験結果から、３５ｐｐｂであった無機ヒ素濃度が、６時間後におよそ１／１０程度にまで減少していること、及び、それに対して、およそ４ｐｐｂのアルセノベタインが、コペポーダにより合成されていることが理解できる。
その後、無機ヒ素濃度が徐々に減少するのに対し、アルセノベタインは、１２時間程度で最高濃度を示し、その後は若干減少する傾向にある。
この実験結果から、３５ｐｐｂであった無機ヒ素濃度が、６時間後におよそ１／１０程度にまで減少していること、及び、それに対して、およそ４ｐｐｂのアルセノベタインが、コペポーダにより合成されていることが理解できる。
その後、無機ヒ素濃度が徐々に減少するのに対し、アルセノベタインは、１２時間程度で最高濃度を示し、その後は若干減少する傾向にある。
図２は、ラットあるいはマウスでの実験例によるヒ素化学種の半致死量（ＬＤ５０）、つまり、半数が死亡すると推定される体重１ｋｇ当たりの投与量を示している。
無機態ヒ素（三価）が４．５ｍｇ／ｋｇ、無機態ヒ素（五価）が１４〜１８ｍｇ／ｋｇ程度であるのに対し、アルセノベタイン（ＡＢ）は１０，０００ｍｇ／ｋｇ程度であり、毒性はきわめて低い。
例えば、食塩の半致死量が３，０００ｍｇ／ｋｇ程度であることを考えれば、アルセノベタインの毒性が如何に低いかを容易に理解することができる。
無機態ヒ素（三価）が４．５ｍｇ／ｋｇ、無機態ヒ素（五価）が１４〜１８ｍｇ／ｋｇ程度であるのに対し、アルセノベタイン（ＡＢ）は１０，０００ｍｇ／ｋｇ程度であり、毒性はきわめて低い。
例えば、食塩の半致死量が３，０００ｍｇ／ｋｇ程度であることを考えれば、アルセノベタインの毒性が如何に低いかを容易に理解することができる。
〔別実施形態〕
先の実施形態では、有機ヒ素化合物への合成に活性のある微生物としては、コペポーダをはじめとして、ヤムシ、端脚目、オキアミ目などの海洋性の動物性プランクトンが使用可能であることを示した。加えて、植物性プランクトン等のその他の微生物であって、ヒ素を取り込んで有機ヒ素化合物を合成する活性のあるものも使用可能である。
先の実施形態では、有機ヒ素化合物への合成に活性のある微生物としては、コペポーダをはじめとして、ヤムシ、端脚目、オキアミ目などの海洋性の動物性プランクトンが使用可能であることを示した。加えて、植物性プランクトン等のその他の微生物であって、ヒ素を取り込んで有機ヒ素化合物を合成する活性のあるものも使用可能である。
ヒ素を含む土壌や排水などの各種の被処理物の無害化に利用できる。
Claims (4)
- ヒ素を含む被処理物に対して、ヒ素を取り込んで有機ヒ素化合物を合成する活性のある微生物を接触させる工程と、
前記微生物の育成環境下に置く工程と、
前記微生物に被処理物中のヒ素を取り込ませ、無害な有機ヒ素化合物を合成させる工程とを有するヒ素の無害化方法。 - 前記無害な有機ヒ素化合物がアルセノベタインである請求項１に記載のヒ素の無害化方法。
- 前記微生物が動物性プランクトンである請求項１または２に記載のヒ素の無害化方法。
- 前記動物性プランクトンがコペポーダである請求項３に記載のヒ素の無害化方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004120224 | 2004-04-15 | ||
| JP2004120224 | 2004-04-15 | ||
| PCT/JP2005/006853 WO2005100268A1 (ja) | 2004-04-15 | 2005-04-07 | ヒ素の無害化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2005100268A1 true JPWO2005100268A1 (ja) | 2008-03-06 |
Family
ID=35149910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006512308A Pending JPWO2005100268A1 (ja) | 2004-04-15 | 2005-04-07 | ヒ素の無害化方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2005100268A1 (ja) |
| WO (1) | WO2005100268A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008012953A1 (en) | 2006-07-26 | 2008-01-31 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Alkylation composition, and method for detoxification of toxic compound using the composition |
| US8133912B2 (en) | 2006-07-26 | 2012-03-13 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Methyl aquocobyrinic acid derivative, alkylation composition, and method for detoxifying a harmful compound by utilizing the composition |
| CL2007003415A1 (es) | 2006-11-28 | 2008-05-23 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Metodo para destoxificar un compuesto con metilo que comprende hacer reaccionar un compuesto organico halogenado con un compuesto de metilo que incluye un elemento seleccionado de as, sb y se para convertir el compuesto de metilo en sustancias mas in |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001275683A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-09 | Taiheiyo Cement Corp | 重金属吸収能を有する形質転換生物体及びそれを用いた重金属類浄化方法 |
| JP4454906B2 (ja) * | 2002-03-19 | 2010-04-21 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ヒ素耐性に関わる遺伝子 |
-
2005
- 2005-04-07 WO PCT/JP2005/006853 patent/WO2005100268A1/ja active Application Filing
- 2005-04-07 JP JP2006512308A patent/JPWO2005100268A1/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2005100268A1 (ja) | 2005-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Caumette et al. | Arsenobetaine formation in plankton: a review of studies at the base of the aquatic food chain | |
| Cao et al. | Interaction between earthworms and arbuscular mycorrhizal fungi on the degradation of oxytetracycline in soils | |
| Singh et al. | Critical review on biogeochemical dynamics of mercury (Hg) and its abatement strategies | |
| Klevenz et al. | Concentrations and distributions of dissolved amino acids in fluids from Mid-Atlantic Ridge hydrothermal vents | |
| Fuchida et al. | Concentrations and distributions of amino acids in black and white smoker fluids at temperatures over 200 C | |
| Lin et al. | Chemical treatment of contaminated sediment for phosphorus control and subsequent effects on ammonia-oxidizing and ammonia-denitrifying microorganisms and on submerged macrophyte revegetation | |
| Mahmoud Mehdinia et al. | Rice husk silica adsorbent for removal of hexavalent chromium pollution from aquatic solutions | |
| JP2006239583A (ja) | 水質浄化用焼結体及びその製造方法 | |
| Nair et al. | Ammonia-oxidizing bacterial and archaeal communities in tropical bioaugmented zero water exchange shrimp production systems | |
| JPWO2005100268A1 (ja) | ヒ素の無害化方法 | |
| Gärdes et al. | Detection of photoactive siderophore biosynthetic genes in the marine environment | |
| Sibi | Factors influencing heavy metal removal by microalgae—A review | |
| JP2009189930A (ja) | 汚染地盤又は汚染地下水の原位置浄化方法 | |
| Kieu et al. | Optimization of sulfide production by an indigenous consortium of sulfate-reducing bacteria for the treatment of lead-contaminated wastewater | |
| Jayaram et al. | Mechanism of microbial detoxification of heavy metals: A review | |
| Krishnani et al. | Bioremediation of aquatic toxicants: Application of multi-omic approaches | |
| Naseem et al. | Mycoremediation-Effective strategy to ameliorate arsenic toxicity | |
| Scragg et al. | Inhibition of microalgal growth by silver nitrate | |
| Mandal et al. | Biodegradation of benzo [a] pyrene by Rhodotorula sp. NS01 strain isolated from contaminated soil sample | |
| Liu et al. | Effects of flooding and ferrhydrite on copper fractionation in paddy soil | |
| CN105502686B (zh) | 一种利用大肠杆菌处理水中汞的方法 | |
| JP2005205299A (ja) | 汚染土壌および汚染水の浄化方法 | |
| JP2007300802A (ja) | 抽出組成物及び当該抽出組成物を用いた有害化合物の無害化方法 | |
| Fuchida et al. | Concentrations of amino acids in hydrothermal sediments collected from the Izena and Yoron Cauldrons, Okinawa Trough | |
| KR101436589B1 (ko) | 화약물질 분해용 촉매 및 이를 이용한 화약물질 분해방법 |