KR20020062945A - 난분해성 유해 물질의 분해 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 토양, 재 또는 물에 포함된 난분해성 유해 물질을 미생물 또는 미생물의 생산 효소에 의해 분해하는 방법에 있어서, 상기 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 수중의 잡균의 저감 처리 또는 무균화 처리를 실시하고, 상기 처리된 토양, 재 또는 물을 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물 및/또는 상기 미생물의 생산 효소와 접촉시키는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해 물질의 분해 방법이다.
Description
인체에 유해한 물질로서 잘 알려져 있는 각종 난분해성 화학 물질은 도시 쓰레기 또는 산업 폐기물의 소각 설비 또는 각종 연소 설비, 기기류 등에서 자연계로 배출되고, 또한 화학 물질의 제조 공정에 있어서는 환경에 악영향을 미치는 각종 유기 화합물이 배출되어 큰 사회 문제가 되고 있다.
이와 같은 물질 중, 예컨대 디옥신류 등은 생물에 의해 분해되기 어렵기 때문에, 대부분의 생물 체내에 흡수되고, 음식물 연쇄에 의해 최종적으로는 동물 체내에 축적 농축되어, 발암성, 최기형성성(催畸形成性, teratogenicity) 또는 환경 호르몬 작용을 나타냈다는 것이 알려져 있다. 또한, 페놀류 또는 프탈산 에스테르류 중에도 환경 호르몬 작용이 문제시 되고 있는 화합물이 많다.
이들 디옥신류 등에 대해서는, 그 발생을 억제하는 방법이 검토 및 제안되고 있고, 예컨대 자동차 또는 소각로 등에서의 배출 가스를 고온 연소하는 방법이 제안되고 있다. 그러나, 이와 같은 방법에 있어서도 디옥신류 등의 발생을 억제하기에는 충분하지 못하다. 그래서, 대기중에 방출된 디옥신류 등은 재, 빗물 또는 눈과 함께 지상에 내려 토양 또는 수중에 축적된다. 이와 같이, 자연계에 방치된 디옥신류 등을 무해화하기 위한 유효 수단은 발견되어 있지 않다.
또한, 난분해성 페놀류에 대해서는, 활성탄 등에 의한 흡착 분리, 활성 슬러지 등에 의한 분해가 실행되고 있지만, 할로겐화 페놀류, 알킬 페놀류, 비스페놀류, 또한 프탈산 에스테르류 등은 그 화학 구조 때문에 생물학적으로 분해되기 어렵고, 환경 중에 축적되기 쉽다는 문제가 있고, 이들 화합물은 또한 음식물 연쇄에 의해 생물 농축되어, 사람 또는 환경 생물에 각종 피해를 가져오고 있다.
따라서, 난분해성 유해 물질의 제거 및 분해에 의한, 오염된 수성 매질(예: 지하수), 토양, 및 그에 수반되는 주변 대기의 정화는 환경 보전의 관점에서 매우 중요한 과제이며, 정화에 필요한 각종 기술이 개발되고 있다.
예컨대, 최근 디옥신류 등과 같은 자연계에서는 분해되기 어려운 화학물질을 미생물에 의해 분해하는 방법에 관해 연구되어, 어떤 종류의 미생물이 생산하는 리그닌 분해 효소가 디옥신류를 분해하는지 대해 보고되어 있다[문헌 "Bio Industry Vol.15, No.2, Pages 5 - 13 (1998)" 및 "화학 Vol.52, No.10, Pages 24 - 25 (1997)"].
또한, 상기 보고에서는, 미생물이 생산하는 리그닌 분해 효소에 의한 디옥신류의 분해에 관한 것으로, 담자 균류에 속하는 목재 부후균(rot fungi) 중 백색 부후균이 생산하는 리그닌 분해 효소가 디옥신류 등 각종 화학 물질을 분해할 수 있다는 것이 개시되어 있다. 또한, 이 백색 부후균이 목재중의 주성분인 다당류의 셀룰로오스 또는 헤미셀룰로오스를 영양분으로 하여 생육하고, 이를 에너지로 하여 목재중의 리그닌을 분해하는 취지가 기술되어 있다. 따라서, 이 백색 부후균이 서식하는 삼림 지대에서는, 대기중에서 빗물 등과 함께 지상에 내려온 디옥신류 등이 백색 부후균이 생산하는 리그닌 분해 효소에 의해 분해되기 쉬운 것으로 판단된다.
한편, 이 백색 부후균이 서식하는 삼림 지대를 제외한 대부분의 지역에서는, 디옥신류 등의 거듭된 축적이 진행되어 생물에 대한 영향이 심각한 문제로 될 우려가 크다.
발명의 요약
따라서, 소각 설비 등으로부터 자연계에 배출되는 난분해성 유해 물질을 포함하는 배출 가스, 폐수 및 소각 재, 및 이들에 의해 오염된 토양 또는 물에 축적된 난분해성 유해 물질을 분해하여 무해화하기 위한 기술 개발이 강하게 요구되고 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 자연계에 존재하는 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 물에 대하여, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 접종하면, 예컨대 오염된 토양의 경우에는 접종한 미생물과 토양 중에 서식하는 상재균과의 경쟁이 일어나서, 접종한 미생물의 증식 또는 그 작용이 발현되기 어려운 것으로 판명되고, 또한 이 상재균을 억제하면 접종한 미생물이 상재균에 의해 영향을 받는 일 없이 증식하여 그 작용을 발현할 수 있는 것을 발견하고, 이에 기초하여 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 소각 설비, 제조 설비 등으로부터 자연계에 배출되는 난분해성 유해 물질을 포함하는 배출 가스, 폐수 및 소각 재, 및 이들에 의해 오염된 물, 토양 등에 축적된 난분해성 유해 물질을 안정성이 높은 효소 또는 안정적인 효소 생산성을 갖는 미생물에 의한 분해에 의해 무해화하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 물과 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물 또는 상기 미생물의 생산 효소를 접촉시키기 전, 상기 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 수중에 서식하는 잡균을 그 성질에 따라 증식 또는 저감, 무균화하는 것이 난분해성 유해 물질의 분해에 유효하다는 것을 발견하고, 이에 기초하여 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 요지는 이하와 같다:
(1) 토양, 재 또는 물에 포함된 난분해성 유해 물질을 미생물 또는 미생물의 생산 효소에 의해 분해하는 방법에 있어서, 상기 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 수중의 잡균의 저감 처리 또는 무균화 처리를 실시하고, 상기 처리된 토양, 재 또는 물을 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물 및 상기 미생물의생산 효소로부터 선택되는 하나 이상의 미생물 또는 효소와 접촉시키는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해 물질의 분해 방법;
(2) 난분해성 유해 물질이 디옥신류, 할로겐화 비페닐류, 할로겐화 탄화수소류, 비스페놀류, 알킬페놀류, 할로겐화 페놀류 및 프탈산 에스테르류로부터 선택되는 것인 상기 (1)의 분해 방법;
(3) 미생물의 생산 효소가 망간 퍼옥시다아제, 리그닌 퍼옥시다아제, 리그닌 퍼옥시다아제, 라카아제, 벤젠 모노옥시게나아제 또는 벤젠 디옥시게나아제인 상기 (1)의 분해 방법;
(4) 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물이 망간 퍼옥시다아제 생산균, 리그닌 퍼옥시다아제 생산균, 라카아제 생산균, 벤젠 모노옥시게나아제 또는 벤젠 디옥시게나아제 생산균인 상기 (1)의 분해 방법;
(5) 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물이 시조필룸(Schizophillum), 플레우로투스(Pleurotus), 트라메테스(Trametes), 렌티누스(Lentinus), 리조크토니아 (Rhizoctonia), 푸날리아(Funalia), 피크노포루스(Pycnoporus), 메룰리우스 (Merulius), 미셀리오프토라(Myceliophtora), 코프리누스(Coprinus), 아가리쿠스 (Agaricus), 폴리오타(Pholiota), 플람물리나(Flammulina), 가노데르마 (Ganoderma), 다에달레오프시스(Daedaleopsis), 파볼루스(Favolus), 리오필룸 (Lyophyllum), 아스페르길루스(Asperugillus) 또는 아우리쿨라리아(Auricularia) 속에 속하는 미생물인 상기 (1)의 분해 방법;
(6) 잡균의 저감 처리 또는 무균화 처리를 가열 처리, 화학적 처리, 또는 가열 처리와 화학적 처리의 조합에 의해 실행하는 상기 (1)의 분해 방법;
(7) 가열 처리를 60℃ 이상의 온도에서 실시하는 상기 (6)의 분해 방법;
(8) 산소 또는 물과의 반응에 의해 발열하는 발열성 물질을 사용하여 가열 처리를 실행하는 상기 (6)의 분해 방법;
(9) (i) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에, 산소 또는 물과의 반응에 의해 발열하는 발열성 물질을 토양의 건조 중량에 대하여 5중량% 이상 첨가, 혼합 및 교반하는 공정, (ii) 상기 토양에 물을 첨가하고, 상기 발열성 물질과 반응시켜 토양 온도를 60℃ 이상으로 상승시키는 공정, 및 (iii) 상기 토양을 방치하고, 온도가 40℃ 이하로 저하된 후, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 첨가하는 공정을 순차적으로 실행하는 상기 (1)의 분해 방법;
(10) 상기 발열성 물질이 산화 칼슘, 철분, 흑연, 유황, 수산화철(II), 마그네슘, 몰리브덴, 니켈, 트리스(아세틸아세토나토)알루미늄, 비스(아세틸아세토나토)구리, 트리스(아세틸아세토나토)철(Ⅲ), 비스(아세틸아세토나토)마그네슘, 디벤젠몰리브데늄, 몰리브덴 헥사카보닐, 디에틸실란디올 및 디에틸 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 상기 (9)의 분해 방법;
(11) 상기 공정(ii)과 공정(iii) 사이에, 토양의 pH를 4 내지 10으로 조정하는 공정(ii')을 갖는 상기 (9)의 분해 방법;
(12) 상기 공정(iii) 후, 토양에 물을 첨가하고, 토양에 대한 수분 함량을 15중량% 이상으로 조정하는 공정을 추가로 포함하는 상기 (9)의 분해 방법;
(13) 화학적 처리를 에틸 알콜, 에틸렌옥사이드, 역성 비누(invert soap), 리모넨,베라트릴 알콜, 이탄산 디에틸, 과산화수소, 차아염소산, 염산 및 클로로피크린으로 선택되는 처리제를 사용하여 실행하는 상기 (6)의 분해 방법;
(14) 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 물에 상기 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물의 영양원을 첨가한 후, 상기 미생물과 접촉시키는 상기 (1)의 분해 방법;
(15) 잡균의 혼입을 차단한 시스템에서, 난분해성 유해 물질과 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물 또는 상기 미생물의 생산 효소를 접촉시키는 상기 (1)의 분해 방법;
(16) 난분해성 유해 물질 함유 폐수 중에 포함되어 있는 무기 잔류 염소 화합물을, 미생물과 접촉하기 전에 제거하거나 또는 염소 이온으로 분해하는 상기 (1)의 분해 방법;
(17) pH 3 내지 11에서, 폐수 중의 난분해성 유해 물질을 분해하는 상기 (1)의 분해 방법;
(18) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양 중의 상기 난분해성 유해 물질을 분해하는 방법으로서,
(a) 토양중에 함유된 난분해성 유해 물질을 동족체 분석하고, 상기 오염된 토양 단위량당 독성 당량(toxic equivalent, TEQ)을 산출하는 공정,
(b) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 증식시키고, 상기 (a)에서 특정된 난분해성 유해물질을 분해하는 능력이 높은 미생물군을 선정하는 공정,
(c) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에 존재하는 상재균이 난분해성 유해 물질의 분해능을 가질 경우 그 증식 촉진용의 영양원을 첨가하는 공정,
(d) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에 존재하는 상재균이 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물의 증식을 저해할 경우 상기 상재균의 증식 억제 처리를 실시한 후, 상기 오염된 토양에 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 접종하고 증식을 촉진하는 공정,
(e) 상기 미생물이 생산하는 효소에 의한 난분해성 유해 물질의 분해를 촉진하는 공정, 및
(f) 상기 미생물이 생산하는 난분해성 유해 물질 분해 효소의 상기 토양으로의 방출을 모니터링하고, 상기 미생물의 증식 조건을 조정하는 공정으로 구성되는 난분해성 유해 물질의 분해 방법; 및
(19) 상기 미생물이 생산하는 효소에 의한 난분해성 유해 물질의 분해 촉진을 계면활성제, 올레산, 올리브유, 아마인유, 어유 및 리모넨으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 첨가하여 실행하는 상기 (18)의 분해 방법.
본 발명은, 도시 쓰레기 또는 산업 폐기물의 소각 설비 또는 공장 폐수 등에서 배출되는 난분해성 유해 물질을 함유하는 배출 가스, 폐수 및 소각 재, 및 이들에 의해 오염된 물 또는 토양 중에 포함된 난분해성 유해 물질의 분해 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
본 발명의 난분해성 유해 물질의 분해 방법에 있어서는, 난분해성 유해 물질과 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물 및/또는 상기 미생물의 생산 효소를 접촉시킴으로써, 상기 난분해성 유해 물질을 분해하고, 인체 또는 다른 동물에대하여 독성이 없거나 더욱 위험성이 낮은 화합물로 전환시켜 무해화한다.
이 경우, 상기 난분해성 유해 물질을 토양, 소각 재 및 폐수로부터 분리하여 처리하는 것도 가능하지만, 그 취급에는 위험성이 따르기 때문에, 오염된 토양, 소각 재 및 폐수 그 자체를 처리하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 상기 난분해성 유해 물질로서, 디옥신류, 할로겐화 비페닐류, 할로겐화 탄화수소류, 비스페놀류, 알킬페놀류, 할로겐화페놀류, 프탈산 에스테르류 등을 들 수 있다.
디옥신류란 염소원자 또는 브롬원자를 1개 이상 갖는 디옥신류로서, 디벤조-p-디옥신 또는 디벤조푸란이 갖는 2개의 벤젠환에서의 수소원자가 염소원자 또는 브롬원자에 의해 치환된 화합물이다. 이 염소원자 또는 브롬원자의 치환 수 또는 벤젠환에서의 치환 위치에 따라 다종 다양한 화합물이 포함된다.
이들 디옥신류 중에도, 1분자 중에 염소원자를 4개 이상 갖는 다염소 화합물이 특히 인체에 대한 독성이 높고, 그와 같은 화합물로는 예컨대 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,7,8-펜타클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,4,7,8-헥사클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,4,6,7,8-헵타클로로벤조-p-디옥신, 1,2,3,4,6,7,8,9-옥타클로로디벤조-p-디옥신 등의 디벤조-p-디옥신의 다염소 화합물; 2,3,7,8-테트라클로로디벤조푸란, 1,2,3,7,8-펜타클로로디벤조푸란, 2,3,4,7,8-펜타클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,7,8-헥사클로로디벤조푸란, 1,2,3,6,7,8-헥사클로로디벤조푸란, 1,2,3,7,8,9-헥사클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,6,7,8-헥사클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,6,7,8-헵타클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,6,7,8,9-옥타클로로디벤조푸란 등의디벤조푸란의 다염소화물이 있다.
또한, 할로겐화 비페닐류로는, 예컨대 오르토 위치 이외에 염소원자가 치환된 공면의(coplanar) PCB가 있고, 구체적으로는 3,3',4,4'-테트라클로로비페놀, 3,3',4,4',5-펜타클로로비페놀, 3,3',4,4',5,5'-헥사클로로비페놀 등의 화합물을 들 수 있다.
상기 염소화물 중에도 가장 독성이 높은 화합물은 2,3,7,8-테트라클로로벤조p-디옥신이다.
또한, 비스페놀류로는 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판 또는 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산 등의 화합물을 들 수 있다. 이들 화합물 중, 본 발명의 방법에 적절한 것으로는 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판을 들 수 있다.
알킬페놀류로는 노닐페놀, 펜틸페놀, 옥틸페놀, 3급-부틸페놀 등의 화합물을 들 수 있다.
할로겐화 페놀류로는 디클로로페놀, 트리클로로페놀, 테트라클로로페놀, 펜타클로로페놀 등의 화합물을 들 수 있다.
프탈산 에스테르류로는 디부틸프탈레이트, 부틸벤질프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트 등의 화합물을 들 수 있다.
본 발명에서, 할로겐화 탄화수소류로는 예컨대 모노, 디, 트리, 테트라할로겐화 메탄, 1 내지 5개의 할로겐원자를 갖는 할로겐화 에탄, 1 내지 3개의 할로겐원자를 갖는 할로겐화 에틸렌, 2 내지 3개의 할로겐원자를 갖는 할로겐화 프로필렌 등을 들 수 있다.
구체적으로는, 모노클로로메탄, 디클로로메탄, 트리클로로메탄, 테트라클로로메탄, 모노클로로에탄, 디클로로에탄, 트리클로로에탄, 모노클로로에틸렌, 디클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 트리클로로프로필렌, 테트라클로로에틸렌 등을 들 수 있고, 특히 트리클로로에틸렌이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 상기 난분해성 유해 물질은 그 대부분이 소위 외인성 내분비 교란 물질로서 동물의 체내에 축적되어 각종 문제를 야기하는 것이 우려되고 있다. 이 물질은 환경 중에 편재되어 호르몬과 유사한 작용을 나타내고, 내분비를 교란하는 화학 물질을 가리키며, 극미량이라도 동물의 생태 또는 인체의 건강 장해, 예컨대 면역계, 내분비계 또는 신경계에 대한 영향이 크기 때문에, 이와 같은 외인성 내분비 교란 물질을 분해하여 무해화할 것이 요구되고 있다. 본 발명의 분해 방법은 난분해성 유해 물질 중 상기 외인성 내분비 교란 물질의 분해에 효과적이다.
상기 난분해성 유해 물질의 분해에 사용되는 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물로는, 효소 생산성이 높은 미생물, 예컨대 망간 퍼옥시다아제 생산균, 리그닌 퍼옥시다아제 생산균, 라카아제 생산균, 벤젠 모노옥시게나아제 생산균, 벤젠 디옥시게나아제 생산균이 사용되고, 특히 라카아제 생산균이 바람직하다. 상기 라카아제 생산균으로는 라카아제와 함께 리그닌 퍼옥시다아제, 망간 퍼옥시다아제 등을 병용 생산하여 구성되는 것도 포함한다. 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물로서, 구체적으로는 시조필룸, 플레우로투스, 트라메테스, 렌티누스, 리조크토니아, 푸날리아, 피크노포루스, 메룰리우스, 미셀리오프토라, 코프리누스,아가리쿠스, 폴리오타, 플람물리나, 가노데르마, 다에달레오프시스, 파볼루스, 리오필룸, 아스페르길루스 또는 아우리쿨라리아 속 등에 속하는 미생물을 사용할 수 있다. 이 경우, 미생물 그 자체를 사용할 수 있고, 이들 균체가 생산한 효소를 이온 교환 수지에 의한 분리법 등에 의해 배양액으로부터 분리하여 사용할 수도 있고, 또한 이들을 조합하여 사용할 수도 있다.
상기 미생물이 생산하는 효소로는 망간 퍼옥시다아제, 리그닌 퍼옥시다아제, 라카아제, 벤젠 모노옥시게나아제, 벤젠 디옥시게나아제 등이 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 상기 효소를 조합하여 사용할 수도 있는데, 예컨대 라카아제에 리그닌 퍼옥시다아제, 망간 퍼옥시다아제 등이 혼재한 것도 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 미생물의 생균체와 상기 생균체 배양액으로부터 분리한 효소의 혼합물을 사용할 수도 있다. 본 발명은 이들 중 어느 것을 사용해도 실시할 수 있지만, 효소의 활성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다는 점에서, 오염된 토양의 정화에 있어서는 미생물의 생균체를 사용하는 방법이 효과적이다. 또한, 물의 정화에 있어서는, 미생물 그 자체를 사용하는지, 효소만을 사용하는지, 또는 미생물과 효소를 조합한 것을 사용하는지는 조건에 따라 다르다.
상기 균체의 배양액으로부터 분리한 효소를 사용하는 경우에는, 상기 효소의 활성을 최대한 발휘시키기 위해 매개물질(mediator)을 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 매개물질로는 예컨대 페놀성 화합물(예: 1-하이드록시벤조트리아졸), 아닐린계 화합물(예: 2,2'-아지노비스(3-에틸벤조티아졸린-6-설폰산)) 또는 페노티아진계 화합물(예: 페노티아진-10-프로피온산)이 적절히 사용된다.
상기 미생물을 배양하는 방법에 대해서는, 통상의 미생물의 배양 방법과 마찬가지로 실행할 수 있는데, 예컨대 포테이토 덱스트로스 액체 배지, 오트밀(oat meal) 액체 배지, 또는 밀기울, 쌀겨，목재 칩, 보리 또는 볏짚(rice straw) 등을 혼합한 고체 배지를 사용하여 실행할 수 있다. 실험실에서, 포테이토 덱스트로스 배지내에서 5일 동안 20 내지 40℃에서 배양할 수 있다. 또한, 대량으로 배양하는 경우에는, 통상의 탱크에 의한 액체 배양에 의하는 것이 바람직하지만, 통밀(whole wheat) 등의 식물 유래의 고체 성분, 또는 당, 질소, 인, 미네랄 등을 함유하여 침지시킨 무기 다공질 담체 등을 사용하는 고체 배양에 의한 방법을 채용할 수도 있다.
또한, 배지 성분으로서, 목질계 셀룰로오스원을 영양원과 혼합하고, 이에 물을 첨가하고, 또한 살균 처리를 실시한 것을 이용할 수도 있다. 이 목질계 셀룰로오스원으로는 활엽수가 바람직하지만 침엽수를 이용할 수도 있다. 침엽수를 이용하는 경우에는 톱밥 또는 칩을 수개월 동안 풍우에 노출시켜 균의 증식을 저해하는 성분을 제거한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 활엽수와 침엽수의 혼합물로 구성되는 목질계 셀룰로오스원을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 영양원으로는 밀기울, 쌀겨, 옥수수겨, 대두 앙금(soybean cake), 감귤류의 과피 등이 사용된다.
상기 미생물의 배양에 있어서는, 이로부터 수득된 배양물의 균 농도가 식물성 유기물 건조 중량 1g당 1 × 102cfu(colony forming unit, 콜로니 형성 단위) 이상, 바람직하게는 1 × 102내지 1 × 107cfu, 더욱 바람직하게는 1 × 103내지 1× 107cfu의 범위로 한다. 상기 농도보다 낮으면, 난분해성 유해 물질을 포함하는 물 또는 토양에 균을 접종하였을 경우, 균의 번식의 지연을 초래할 우려 이외에도, 이미 존재하는 균에 대하여 접종한 균이 우선적으로 번식되기 어렵게 되는 경우가 있다.
또한, 이들 균의 배양에 있어서는, 균실체 및 포자 모두 사용할 수 있지만, 통상적으로는 배양이 용이한 균실체를 사용한다.
본 발명에 있어서는, 난분해성 유해 물질을 미생물 또는 그 생산 효소와 접촉시키기 전에, 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 수중의 잡균의 저감 또는 무균화 처리를 실행한다. 상기 잡균류의 저감 처리 또는 무균화 처리는 가열 처리 및/또는 화학적 처리에 의해 실행하는 것이 바람직하다. 이 경우, 가열 처리 및 화학적 처리를 함께 실행하면 더욱 효과적이다. 또한, 자외선 살균법, 필터 여과법 등을 단독 또는 상기 어느 방법과 조합하여 이용하는 것도 가능하다.
또한, 이 잡균의 저감 처리를 실시한 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 물과, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 접촉시키는 경우에는, 미리 상기 미생물의 영양원을 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 물에 첨가해 두는 것이 효과적이다. 이와 같은 영양원으로는 보리, 밀, 쌀, 옥수수 등의 곡식류 또는 그 부산물인 밀기울, 쌀겨，옥수수겨, 비지(bean-curd) 등이 바람직하다. 또한, 목재 칩 또는 코코넛 섬유 등의 셀룰로오스원, 및 감귤류 과피를 사용할 수 있다. 다공질 점토 광물에 흡착시킨 콘 스팁 리쿼(corn steepliquor), 고기 추출물, 고구마 추출물 등도 사용된다. 이들 영양원의 첨가량은 잡균의 저감 또는 무균화 처리의 대상으로 삼는 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 물에 대하여 1 내지 50중량%, 바람직하게는 5 내지 20중량%로 한다. 또한, 난분해성 유해 물질의 분해에 미생물의 생산 효소를 사용하는 경우에는, 이들 영양원의 첨가는 필요하지 않다.
이와 같이, 잡균류의 저감 처리 또는 무균화 처리에 미생물을 사용하는 경우에는 그 영양원을 첨가한 후, 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 물에 서식하는 잡균류의 저감 처리 또는 무균화 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
상기 가열 처리는 오염된 토양의 경우, 처리 온도를 60℃ 이상, 바람직하게는 65 내지 150℃에서 실행하는 것이 바람직하고, 가열 처리 시간은 처리 온도에 따라 다르지만, 5분 내지 48시간 범위 내로 하면 바람직하다. 또한, 오염된 물의 경우에는 가열 가압 처리하는 것이 가능하고, 처리 온도를 60℃ 이상, 바람직하게는 65 내지 121℃로 하고, 열 처리 시간을 3초 내지 3시간, 바람직하게는 10분 내지 3시간으로 하는 것이 바람직하다. 이 가열 처리는 60℃에서 수초 동안의 저온 살균법, 또는 100℃ 이상의 장시간 살균법일 수 있다. 60℃를 초과하는 온도에서 충분한 잡균의 저감 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 처리 온도의 상한을 121℃로 하는 것은, 이 온도에서는 대부분의 잡균이 사멸되기 때문에, 121℃를 초과하는 온도에서 처리할 필요는 없기 때문이다.
또한, 이 가열 처리의 대상으로 하는 오염된 토양 또는 야적된 소각 재 등에 대해서는, 이들을 모아 일괄 처리할 수도 있고, 경작지에서는 표토를 분리하는 일없이, 농업용의 투명 시이트로 피복하고, 그 내부를 히터, 온수 또는 스팀에 의해 가열할 수도 있다. 또한, 잡초가 생육하고 있는 공터에서는 가스 버너에 의해 잡초와 동시에 표토를 태워버림으로써, 그 곳에 서식하는 잡균의 저감 처리 또는 무균화 처리를 실행할 수 있다.
또한, 화학적 처리는 처리제로서 유기 살균제(예: 에틸 알콜, 에틸렌옥사이드, 역성 비누, 리모넨, 베라트릴 알콜 또는 이탄산 디에틸) 또는 무기 살균제(예: 과산화수소, 차아염소산, 염산 또는 클로로피크린)를 사용할 수 있다.
이들 중, 에틸 알콜을 사용하여 오염된 토양 또는 재를 처리하는 경우에는, 그 농도가 60 내지 100%(w/v), 바람직하게는 70 내지 100%(w/v)의 수용액이 바람직하게 사용된다. 이 에틸 알콜의 농도가 60%(w/v) 미만이면, 잡균의 저감 효과가 충분하지 않기 때문이다. 그리고, 이 오염된 토양의 처리에 사용하는 에틸 알콜의 양은 1 내지 10ℓ/m2이며, 여기서 한번에 처리할 수도 있고, 2 내지 3회분으로 분할하여 2 내지 3일 연속하여 처리할 수도 있다. 또한, 오염된 물을 처리하는 경우에는, 에틸 알콜의 사용량을 오염된 물 1ℓ당, 005 내지 0.3ℓ로 하는 것이 바람직하다. 또한, 처리제로서 리모넨, 베라트릴 알콜, 이탄산 디에틸을 사용하는 경우에는 에틸 알콜의 경우와 같이 실행할 수 있다. 또한, 이들 리모넨 및 베라트릴 알콜은 에틸 알콜과 병용할 수도 있다.
처리제로서 과산화수소를 사용하여 오염된 토양 또는 재를 처리하는 경우에는, 그 농도가 30%(w/v) 미만의 수용액을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 에틸 알콜과의 혼합 수용액으로서 사용할 수도 있다. 이 과산화수소수를 사용하여 토양을 처리하는 경우에는, 토양에 과산화수소수를 주입하면 발포하기 때문에 소량씩 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 처리제로서 차아염소산을 사용하여 오염된 토양 또는 재를 처리하는 경우에는, 차아염소산칼슘의 분말을 토양에 혼입하고, 공기중에서 물과 이산화탄소의 작용에 의해 차아염소산을 유리시킨다. 이 차아염소산은 분해하면 염소를 발생하기 때문에, 이 차아염소산칼슘의 배합 비율은 처리하는 토양 또는 재 10kg에 대하여 1 내지 10g의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 또한, 오염된 물의 처리에 있어서는 차아염소산칼슘의 사용량을 0.01 내지 1g/ℓ로 하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 유기 또는 무기계 살균제를 사용하는 경우에는, 난분해성 유해 물질과 미생물 또는 효소를 접촉시키기 전, 그 농도를 유해 물질의 분해를 저해하지 않는 농도 이하로 내릴 필요가 있다.
이들의 저감화·무균화 처리 방법 중, 비용, 조작의 번잡성 및 2차 오염의 방지 등의 점에서 가열 살균법이 바람직하다.
또한, 염소 화합물을 제조하는 공정 또는 염소를 반응에 사용하는 공정으로부터의 폐수를 처리하는 경우에는, 상기 난분해성 유해 물질 이외에 차아염소산, 차아염소산 이온, 이염화 산소, 분자상 염소 등이 포함되어 있는 것이 많다. 이들 무기 염소 화합물은 산화력이 강하고, 이 때문에 폐수 중의 잡균은 사멸되는 경우도 많다. 그러나, 그 잔류량이 많은 경우에는 난분해성 유해 물질의 분해 처리에 사용하는 미생물을 사멸시키거나, 그 생산 효소를 비활성화시키는 경우가 있다.따라서, 폐수 중의 무기 염소 화합물의 농도가 높은 경우에는, 이를 제거하거나 또는 염소 이온으로 분해하는 것이 매우 중요하다. 이 무기 잔류 염소 화합물의 제거 또는 분해 방법으로는 환원제의 첨가가 효과적이고, 처리 비용도 낮기 때문에 바람직하다. 그 밖에, 아황산염, 암모니아, 아질산, 티오 황산나트륨, 유기물, 활성탄 등에 의한 분해 또는 흡착 등의 방법도 사용할 수 있다. 유기물로는 콘 스팁 리쿼(CSL) 또는 테리아카(theriac), 쌀겨，밀기울 등과, 환원성 철 또는 망간 화합물 등을 사용할 수도 있다.
또한, 피처리 폐수 중에 존재하는 차아염소산, 차아염소산 이온 또는 분자상 염소의 제거는 그 피처리 폐수를 폭기(曝氣) 처리하는 방법에 의해 실행할 수도 있다. 이 경우에는 피처리 폐수에 공기 또는 불활성 가스를 흡입함으로써 이들 염소 화합물을 분해하여 염소 가스로 만들어서 피처리 폐수 중에서 제거할 수 있다.
이 무기 잔류 염소 화합물의 제거 또는 염소 이온으로 분해하는 처리는 상기 저감화·무균화 처리 후에 실행하는 것이 바람직하다.
난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 물에 존재하는 상기 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖지 않은 잡균을 저감 또는 무균화함으로써, 오염된 토양, 소각 재 또는 오염된 물에 서식하고 있던 잡균 중 95% 이상을 사멸시킬 수 있다. 즉, 이들 오염된 토양, 소각 재 또는 오염된 물에 서식하는 잡균을 아무런 처리도 실시하지 않고, 이들에 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물 또는 미생물 생산 효소를 접종해도, 그 접종균이 기타 미생물에 비해 우세하기는 어렵다. 따라서, 본 발명의 방법으로는, 이들 오염된 토양, 소각 재 또는 오염된 물에 서식하는잡균을 완전히 살균하기 위해 필요한 막대한 처리 경비, 노동력 또는 처리 시간에 비교하여, 상기 범위내에서의 잡균에 대한 처리 경비, 노동력 또는 처리 시간을 대폭 경감할 수 있는 것이다.
본 발명에 있어서는, 상기 잡균의 저감 또는 무균화를 가열 처리로 실행하는 경우, 이를 산소 또는 물과의 반응에 의해 발열하는 발열성 물질을 이용하여 실행할 수 있다. 이와 같은 방법으로서, 예컨대 (i) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에, 산소 또는 물과의 반응에 의해 발열하는 발열성 물질을 토양의 건조 중량에 대하여 5중량% 이상 첨가, 혼합 및 교반하는 공정, (ii) 상기 토양에 물을 첨가하고, 상기 발열성 물질과 반응시켜, 토양 온도를 65℃ 이상, 바람직하게는 70℃ 이상으로 상승시키는 공정, 및 (iii) 상기 토양을 방치하고, 온도가 40℃ 이하로 저하된 후, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 첨가하는 공정을 순차적으로 실행하는 난분해성 유해 물질의 분해 방법을 들 수 있다.
이하에, 상기 방법에서의 각 공정에 대하여 설명한다.
공정(i)에서는, 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에, 산소 및/또는 물과의 반응에 의해 발열하는 발열성 물질을 토양의 건조 중량에 대하여 5중량% 이상 첨가, 혼합 및 교반한다.
이 공정은 이후에 발열성 물질을 발열시킬 경우, 토양에 발열성 물질이 편중되게 분산하고, 발열하지 않는 부분이 남는 것을 방지하여 전체를 균일하게 발열시키기 위해 실행된다.
이 발열성 물질로는 산화칼슘, 철분, 흑연, 석묵, 유황, 수산화철(II), 마그네슘, 몰리브덴, 니켈, 트리스(아세틸아세토나토)알루미늄, 비스(아세틸아세토나토)구리, 트리스(아세틸아세토나토)철(III), 비스(아세틸아세토나토)마그네슘, 디벤젠몰리브데늄, 몰리브데늄헥사카보닐, 디에틸실란디올, 디에틸 아연 등을 들 수 있고, 산화칼슘 또는 철분이 바람직하게 사용된다. 산화칼슘은 물과의 반응에 의해 발열하고, 철분은 물 및 산소와 반응하여 발열한다. 또한, 철분은 이와 염화나트륨 및 활성탄의 혼합물로서 사용할 수 있다.
공정(i)에서, 발열성 물질은 토양의 건조 중량에 대하여 7중량% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 발열성 물질의 첨가량이 5중량% 미만이면 물을 첨가하였을 경우 토양이 충분히 가열되지 않는다.
공정(ii)은 토양에 물을 첨가하고, 발열성 물질과 반응시켜, 토양 온도 60℃ 이상, 바람직하게는 65 내지 150℃로 하는 공정이다.
이 공정은 토양에 존재하는 난분해성 유해 물질 분해능을 갖는 미생물의 증식을 저해하는 상재균를 살균하는 공정이다. 또한, 후 공정으로 난분해성 유해 물질 분해능을 갖는 미생물을 첨가할 경우, 그 온도 환경을 상기 미생물에 적절한 것으로 하기 위함이다.
또한, 물을 첨가한 후, 토양을 비닐 시이트로 피복하거나, 단열 용기로 에워싸서 보온하거나, 온수, 전열 히터, 적외선 등을 이용하여 가열할 수도 있다.
공정(iii)은 한번 가열한 토양을 방치하고, 온도가 40℃ 이하, 바람직하게는 20 내지 40℃로 저하된 후, 토양에 난분해성 유해 물질 분해능을 갖는 미생물을 첨가하는 공정이다. 상기 온도 범위는 이 온도가 난분해성 유해 물질 분해능을 갖는미생물이 활발히 활동할 수 있는 온도이기 때문에 바람직하다.
상기 발열성 물질이 산성 또는 알칼리성의 물질인 경우, 상기 공정(ii)와 공정(iii)의 사이에, 토양의 pH를 4 내지 10으로 조정하는 공정(ii')을 갖는 것이 바람직하다. pH는 통상의 알칼리성 또는 산성 물질을 첨가함으로써 조정하는 것이 바람직한데, 이는 pH 4.4 내지 9.5가 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물이 활발히 활동하는 pH이기 때문에 바람직하다.
상기 방법에 있어서는, 상기 공정(i) 전에 토양을 더욱 건조시키고, 토양에 대한 수분 함량을 10중량% 이하로 조정하는 것이 바람직하다. 발열성 물질을 첨가하기 전부터, 토양이 지나친 수분 함량을 포함하고 있으면, 물과 발열성 물질의 반응시 이상 발열하는 경우가 있기 때문이다.
또한, 상기 공정(iii) 후, 토양에 물을 추가로 첨가하여 토양에 대한 수분량을 15중량% 이상으로 조정하는 것이 바람직하고, 20중량% 이상으로 조정하면 더욱 바람직하다. 이 단계에서는 수분량이 많은 쪽이 토양에 첨가한 미생물의 활동이 더욱 활발해지기 때문이다. 이 수분량에 상한은 없지만, 지나치게 많으면 토양과 수분이 분리되어 토양이 유출되거나, 산소의 농도가 내려가기 때문에 필요 이상으로 가할 필요는 없다.
또한, 상기 공정(iii) 후, 토양을 비닐 시이트 또는 온실 등의 피복 장비로 피복하는 것이 비에 의한 토양 또는 균의 유출을 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 수중의잡균의 저감 처리 또는 무균화 처리를 실시하고, 상기 처리된 토양, 재 또는 물을 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물 및 상기 미생물의 생산 효소로부터 선택되는 1종 이상의 미생물 또는 효소와 접촉시킨다. 상기 미생물 또는 그 생산 효소를 사용하여 난분해성 유해 물질을 분해하기 위한 접촉 반응은 그 반응 온도를 10 내지 85℃, 바람직하게는 20 내지 80℃, 더욱 바람직하게는 20 내지 60℃로 한다. 이 반응 온도가 10℃ 미만이면, 물 또는 토양 중에서의 균의 증식이 느리고, 또한 효소의 반응도 느리고, 반응 온도가 85℃를 초과하면 효소가 비활성화되기 쉬워진다.
또한, 상기 반응을 실행할 경우, 상기 난분해성 유해 물질을 포함하는 물 또는 토양의 pH는 3 내지 11의 범위인 것이 바람직하고, 3.5 내지 10.5의 범위로 조정하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 pH가 3 미만이면 효소의 반응이 느리고, 또한 pH가 11을 넘어도 효소의 반응이 느리고, 효소가 비활성화되기 쉬워진다. 따라서, 물 또는 토양의 pH가 3 내지 11의 범위를 벗어나는 경우에는, 무기 또는 유기산 또는 알칼리 물질을 첨가하고 그 pH를 조정하여 효소의 반응을 원활하게 진행하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는 상기 미생물의 고체 배양물을 사용하는 경우는, 이는 예컨대 토양의 건조 중량에 대하여 0.1 내지 20중량% 첨가하는 것이 바람직하다. 0.1중량% 미만이면, 토양 중의 난분해성 유해 물질에 대한 충분한 무해화 효과를 얻을 수 없는 경우가 있고, 20중량% 넘게 첨가해도 첨가량에 비례한 효과를 얻을 수 없으며, 경제적으로 불리하다.
본 발명에 있어서는, 상기 미생물 및/또는 미생물 생산 효소를, 잡균의 저감화 처리 또는 무균화 처리가 실시된 물, 토양 등에 첨가하고, 또한 잡균의 혼입을 차단한 시스템에서 난분해성 물질을 분해하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폐수가 무균적으로 나오는 공장의 공정 폐수에 대해서는, 상기 폐수가 분해 장치로 들어가기까지, 배관 등으로 외기와 차단하여 분해 장치로 공급하고, 상기 미생물 또는 효소를 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 잡균의 혼입 방지가 어려운 소각 재의 매립 침출수 또는 일부의 소각장 세연(洗煙) 폐수는 분해 장치로 들어가기 직전에 무균화 처리를 실행하고 나서, 분해 장치로 공급하여 상기 미생물 또는 효소를 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 미생물 또는 효소에 의한 분해 반응에 있어서는, 산소를 필요로 하기 때문에, 무균계로 처리하는 경우에는 공기 등의 산소 함유 가스를 피처리물에 도입할 경우 필터 등으로 제균해 두는 것이 바람직하다.
난분해성 유해 물질을 분해하는 상기 접촉 반응시, 미생물 또는 효소 이외에, 구리 화합물을 첨가할 수도 있다. 첨가하는 구리 화합물로는 예컨대, 황산구리 또는 염화구리 등이 적절하게 사용된다. 상기 구리 화합물의 첨가량은 난분해성 유해 물질을 포함하는 물 또는 토양에 대하여, 0.01 내지 1밀리몰 농도가 되도록 하는 것이 바람직하고, 이들 구리 화합물의 첨가에 의해 효소의 생산성 또는 안정성이 더욱 양호하게 된다.
상기와 같은 난분해성 유해 물질의 분해 처리가 종료한 후에는, 필터 또는 원심분리기에 의해 고정화 균체, 고정화 효소, 현탁상의 균체 및 영양원을 처리수와 분리하고, 처리수는 일반 폐수와 같이 방류하면 된다. 또한, 여기서 회수된 고정화 균체, 고정화 효소, 현탁상의 균체 및 영양원은 또한 반복하여 사용할 수 있다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 소각 설비, 제조 설비 등으로부터 자연계로 배출되는 난분해성 유해 물질을 포함하는 배출 가스, 폐수 및 소각 재, 및 이들에 의해 오염된 물, 토양 등에 축적된 상기 난분해성 유해 물질을 안정성이 높은 효소 또는 안정된 효소 생산성을 갖는 미생물에 의한 분해에 의해 무해화하는 방법을 제공한다.
본 발명의 분해 방법을 실시할 경우의 한 형태로서, 하기 방법을 들 수 있다:
(a) 토양중에 함유된 난분해성 유해 물질을 동족체 분석하여, 상기 오염된 토양 단위량당 독성 당량(TEQ)을 산출하는 공정,
(b) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 증식시켜, 상기 (a)에서 특정된 난분해성 유해 물질을 분해하는 능력이 높은 미생물군을 선정하는 공정,
(c) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에 존재하는 상재균이 난분해성 유해 물질의 분해능을 가질 경우 그 증식 촉진용의 영양원을 첨가하는 공정,
(d) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에 존재하는 상재균이 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물의 증식을 저해할 경우 상기 상재균의 증식 억제 처리를 실시한 후, 상기 오염된 토양에 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을접종하고 증식을 촉진하는 공정,
(e) 상기 미생물이 생산하는 효소에 의한 난분해성 유해 물질의 분해를 촉진하는 공정, 및
(f) 상기 미생물이 생산하는 난분해성 유해 물질 분해 효소의 상기 토양으로의 방출을 모니터링하여 상기 미생물의 증식 조건을 조정하는 공정으로 구성되는, 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양 중의 상기 난분해성 유해 물질을 분해하는 방법.
상기 (a) 공정에 있어서는, 난분해성 유해 물질 오염된 토양에 포함된 난분해성 유해 물질을 동족체 분석하여, 상기 오염된 토양 단위량당 독성 당량(TEQ)을 산출한다. 이 오염된 토양에 포함되어 있는 난분해성 유해 물질의 측정은, 예컨대 1997년 2월에 일본 후생성 생활 위생국(Division of Living and Health, Ministry of Welfare)에서 발행된 문헌 「Standard Manual for Measurement of Dioxins in Industrial Waste Materials(폐기물 처리에 있어서의 디옥신류 표준 측정 매뉴얼)」 또는 일본 환경청(Environmental Protection Agency) 작성의 문헌 「Temporary Manual for Soil Investigation with respect to Dioxin(디옥신에 따른 토양 조사 잠정 매뉴얼)」에 준하여 실행할 수 있다.
그리고, 이 측정 결과를 기초로 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신의 활성에 대한 독성 당량을 산출한다. 이 경우의 환산 계수로는 국제 독성 환산 계수(international toxic equivalent factor, I-TEF)를 사용한다. 이 오염된 토양 단위량당 독성 당량(TEQ)이 판명되면, 그 토양의 오염 성분의 인체에 대한 위험성의 정도가 분명해지는 동시에, 토양 처리 조건 또는 그 긴급성의 정도가 판명되게 된다.
그다음, (b) 공정에 있어서는, 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 증식시켜, (a) 공정에서의 분석 결과로부터 처리 대상 토양에 함유된 특정의 난분해성 유해 물질을 분해하는 능력이 높은 미생물군을 선정한다. 즉, 이들 난분해성 유해물질의 분해능을 갖는 미생물에는 상술한 바와 같이 각종 속에 속하는 미생물이 있지만, 이들의 각종 균 중 어떤 균이 여기서의 처리 대상 토양에 함유된 특정의 난분해성 유해 물질의 분해에 대하여, 가장 높은 분해율을 나타내는지를 실제로 확인하는 것이다.
그리고, (c) 공정에 있어서는, 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에 존재하는 상재균이 난분해성 유해 물질의 분해능을 가질 경우 그 증식 촉진용의 영양원을 첨가한다. 이들 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 상재균의 증식 촉진용 영양원으로는 리그닌, 베라트릴 알콜, 리모넨, 신남산 및 신남알데히드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물 및 이들 화합물을 함유하는 물질이 특히 적절하다. 이들 영양원의 첨가량은 처리 대상 토양 1ℓ에 대하여, 리그닌 또는 베라트릴 알콜은 약 1 내지 10g, 신남산 또는 신남알데히드는 약 1 내지 2g으로 할 수 있다. 이들 영양원을 가함으로써, 오염된 토양에 서식하는 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 상재균, 특히 퍼옥시다아제 또는 라카아제를 생산하는 미생물을 다른 미생물에 우선하여 증식시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에 존재하는 상재균이 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 경우에 있어서도, 그 밖에 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물의 증식을 저해하는 상재균이 상기 토양 중에 존재하는 경우에는, 후자의 상재균의 증식 억제 처리를 실시한 후, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 접종하여 그 증식을 촉진하도록 하는 것이 효과적이다.
이 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물의 증식을 저해하는 상재균의 증식 억제 처리 방법은, 처리 대상이 오염된 토양 중의 증식 억제해야 할 상재균(이하, 단지 "상재균"이라 함)의 종류 또는 서식수의 많고 적음에 의해, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물의 증식에 대한 저해 정도를 판단하여, 적용하는 증식 억제 처리법 또는 그 정도를 선택할 수 있다.
그리고, 오염된 토양에 서식하는 상재균의 증식 억제 처리를 한 후, 이 처리가 종료된 토양에 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 접종하여 그 증식을 촉진하도록 한다.
그다음, (e) 공정에 있어서는, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물이 생산하는 효소에 의한 난분해성 유해 물질의 분해를 촉진하는 것이지만, 그 때문에 계면활성제, 특히 비이온계 계면활성제를 첨가한다. 이 비이온계 계면활성제 중에서도, 특히 바람직한 것은 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 트리올레에이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물을 주성분으로 하는 계면활성제이다. 이 계면활성제의 첨가량은 오염된 토양 1ℓ당 순물질 환산으로 0.1 내지 20g,바람직하게는 0.5 내지 10g으로 한다. 또한, 이 계면활성제 이외에, 올레산, 올리브유, 아마인유, 어유 또는 리모넨을 첨가해도 마찬가지로 상기 미생물이 생산하는 효소에 의한 난분해성 유해 물질의 분해를 촉진하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, (f) 공정에 있어서는, 상기 미생물의 난분해성 유해 물질 분해 효소의 오염된 토양으로의 방출을 모니터링하여, 이 미생물의 증식 조건을 추가로 조정한다. 이 경우의 난분해성 유해 물질 분해 효소의 오염된 토양으로의 방출 모니터링은 상기 미생물의 증식 기간중의 일정 기간마다 이들 난분해성 유해 물질 분해 효소의 토양 중의 농도를 측정할 수 있다. 그리고, 이들 효소의 농도가 낮은 경우에는, 상기 미생물의 영양원 또는 계면활성제 등의 첨가량을 증가시키거나, 오염된 토양 온도 또는 수분 함량을 조정하여, 상기 미생물의 증식 기간의 오염된 토양 중 효소량이 항상 높은 값으로 되도록 할 수 있다.
이하에, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
(1) 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 배양
1ℓ 용량의 삼각플라스크(Erlenmeyer flask)에 영양원으로서 보리 180g를 넣고, 이에 수돗물 100㎖를 첨가하여 6시간 방치한 후, 오토클레이브에서 121℃에서 15분 동안 멸균 처리를 하였다.
그다음, 이 삼각플라스크의 내용물을 실온에서 냉각하고, 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물로서 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]를 오트밀 한천 배지에 생육시킨 종균을 1백금 이식균하고, 이를 25℃에서 30일 동안에 걸쳐 정치 배양하였다. 그 결과, 균은 보리의 입자에서 생육하였다.
(2) 오염된 토양 중의 염소화 디옥신류의 분해
염소화 디옥신류에 의한 오염된 토양으로서 적갈색 토양 4㎏을 이용하고, 이에 영양원으로서 미리 121℃에서 15분 동안 멸균 처리를 한 밀기울 100g, 쌀겨 100g, 벚꽃 칩 50g 및 졸참나무 칩 50g을 첨가하여 혼합하고, 또한 수도물을 첨가하여 수분 함유율이 45중량%로 되도록 조정하였다.
그다음, 이렇게 하여 얻어진 영양원이 함입된 오염된 토양 80g을 지름 16㎝의 유리 샬레에 넣고, 가열 처리 조건을 가열 처리 온도 65℃, 가열 처리 시간 60분으로 하여 가열 처리하였다.
그다음, 이 가열 처리 완료된 영양원이 함입된 오염된 토양에, 상기 (1)로 배양한 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]이 생육된 보리의 입자 20개를 접종하여 혼합하였다. 그다음, 이 오염된 토양이 함입된 유리 샬레의 수분의 증발을 막기 위해, 이를 뚜껑이 부착된 플라스틱 박스에 수납하고, 25℃에서 유지된 인큐베이터내에 넣어 2 내지 3일에 한번의 비율로 플라스틱 박스의 뚜껑을 개방하여 환기하면서 30일 동안 배양하였다.
배양 종료 후, 배양물에서 톨루엔을 사용하여 잔존하는 염소화 디옥신류를 추출하고, 가스 크로마토그래피 질량 분석(GC-MS)법에 의해 정량하였다. 그리고, 여기서 검출된 각종 염소화물에 대하여, 그들 독성에 관해서 국제 계수(I-TEF)에 정하는 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신의 활성에 대한 상대 독성 계수(TEF)로 정한 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신 상당량(TEQ)을 구하였다. 이들 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 2]
(1) 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 배양
실시예 1의 (1)에서 사용한 시조필룸 커뮨을 대신하여, 트라메테스 베르시칼라[Trametes versicolor : IFO-494I]를 사용한 이외에는 실시예 1의 (1)과 같이 하였다.
(2) 오염된 토양 속의 염소화 디옥신류의 분해
실시예 1의 (2)에서 사용한 미생물이 생육된 보리 입자를 대신하여, 상기 (1)에서 얻어진 미생물이 생육된 보리 입자를 사용한 이외에는 실시예 1의 (2)와 동일하게 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 3]
(1) 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 배양
실시예 1의 (1)에서 사용한 시조필룸 커뮨을 대신하여, 플레우로투스 풀모나리스[Pleurotus pulmonaris : IFO-31345]를 사용한 이외에는 실시예 1의 (1)와 동일하게 하였다.
(2) 오염된 토양속의 염소화 디옥신류의 분해
실시예 1의 (2)에서 사용한 미생물이 생육된 보리 입자를 대신하여, 상기 (1)에서 얻어진 미생물이 생육된 보리 입자를 사용한 이외에는 실시예 1의 (2)와 동일하게 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 4]
실시예 1의 (2)에서의 가열 처리 시간을 240분 동안 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 5]
실시예 2의 (2)에서의 가열 처리 시간을 240분 동안 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 6]
실시예 1의 (2)에서의 가열 처리 시간을 360분 동안 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 7]
실시예 2의 (2)에서의 가열 처리 시간을 360분 동안 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 8]
실시예 3의 (2)에서의 가열 처리 시간을 360분 동안 한 것 이외에는 실시예 3과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 9]
실시예 1의 (2)에서의 가열 온도를 75℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 10]
실시예 2의 (2)에서의 가열 온도를 75℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 11]
실시예 3의 (2)에서의 가열 온도를 75℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 12]
실시예 1의 (2)에서의 가열 온도를 75℃로 하고, 또한 가열 처리 시간을 360분 동안 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 13]
실시예 2의 (2)에서의 가열 온도를 75℃로 하고, 또한 가열 처리 시간을 360분 동안 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 14]
실시예 1의 (2)에서의 가열 온도를 85℃로 한 것 이외에는 실시예 1 과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 15]
실시예 2의 (2)에서의 가열 온도를 85℃로 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 16]
실시예 3의 (2)에서의 가열 온도를 85℃로 한 것 이외에는 실시예 3과 같이하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 17]
실시예 1의 (2)에서의 가열 온도를 85℃로 하고, 또한 가열 처리 시간을 360분 동안 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 18]
실시예 2의 (2)에서의 가열 온도를 85℃로 하고, 또한 가열 처리 시간을 360분 동안 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 19]
실시예 1의 (2)에서의 가열 온도를 95℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 20]
실시예 2의 (2)에서의 가열 온도를 95℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 21]
실시예 3의 (2)에서의 가열 온도를 95℃로 한 것 이외에는 실시예 3과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 22]
실시예 1의 (2)에서의 가열 온도를 95℃로 하고, 또한 가열 처리 시간을 360분 동안 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 23]
실시예 2의 (2)에서의 가열 온도를 95℃로 하고, 또한 가열 처리 시간을 360분 동안 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 24]
실시예 1의 (2)에서의 오염된 토양을 밀봉 용기에 넣어 가열 온도를 121℃로 하고, 또한 가열 처리 시간을 15분 동안 한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 25]
실시예 2의 (2)에서의 오염된 토양을 밀봉 용기에 넣어 가열 온도를 121℃로 하고, 또한 가열 처리 시간을 15분 동안 한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[실시예 26]
실시예 3의 (2)에서의 오염된 토양을 밀봉 용기에 넣어 가열 온도를 121℃로 하고, 또한 가열 처리 시간을 15분 동안 한 것 이외에는 실시예 3과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
[비교예 1]
실시예 1에서 조제한 영양원이 함입된 오염된 토양을 가열 처리하지 않고,25℃에서 30일 동안 저장한 후, 실시예 1과 같이 하여 염소화 디옥신류를 분석하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타냈다.
| 가열 온도(℃) | 가열 시간(분) | 미생물 | TEQ(pg/g) | |
| 실시예 1 | 65 | 60 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,560 |
| 실시예 2 | 65 | 60 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,430 |
| 실시예 3 | 65 | 60 | 플레우로투스 팔모나리스(IFO-31345) | 2,580 |
| 실시예 4 | 65 | 240 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,550 |
| 실시예 5 | 65 | 240 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,390 |
| 실시예 6 | 65 | 360 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,500 |
| 실시예 7 | 65 | 360 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,410 |
| 실시예 8 | 65 | 360 | 플레우로투스 풀모나리스(IFO-31345) | 2,500 |
| 실시예 9 | 75 | 60 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,480 |
| 실시예 10 | 75 | 60 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,380 |
| 실시예 11 | 75 | 60 | 플레우로투스 풀모나리스(IFO-31345) | 2,520 |
| 실시예 12 | 75 | 360 | 시조필람 커뮨(IFO-6505) | 2,500 |
| 실시예 13 | 75 | 360 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,400 |
| 실시예 14 | 85 | 60 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,380 |
| 실시예 15 | 85 | 60 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,210 |
| 실시예 16 | 85 | 60 | 플레우로투스 팔모나리스(IFO-31345) | 2,330 |
| 실시예 17 | 85 | 360 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,310 |
| 실시예 18 | 85 | 360 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,120 |
| 실시예 19 | 95 | 60 | 시조필룸 커뮨(IFO-31345) | 2,260 |
| 실시예 20 | 95 | 60 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,010 |
| 실시예 21 | 95 | 60 | 플레우로투스 팔모나리스(IFO-31345) | 2,320 |
| 실시예 22 | 95 | 360 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,130 |
| 실시예 23 | 95 | 360 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 1,940 |
| 실시예 24 | 121 | 15 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,850 |
| 실시예 25 | 121 | 15 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 1,630 |
| 실시예 26 | 121 | 15 | 플레우로투스 풀모나리스(IFO-31345) | 2,020 |
| 비교예 1 | - | - | - | 2,890 |
[실시예 27]
(1) 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 배양
300㎖ 용량의 플라스틱제 멸균병에 영양원으로서 밀기울 100g를 넣고, 이에 수돗물 130g을 넣어 혼합한 후, 121℃에서 15분 동안 살균 처리하였다.
다음에, 이 플라스틱제 멸균병의 내용물을 실온까지 냉각하고, 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물로서, 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]을 오토밀 한천 배지에 생육시킨 종균을 1백금 이식균하고, 이를 25℃에서 1주 동안에 걸쳐 정치 배양하였다. 접종 후, 균의 생육 상황은 균이 배지 전체로 미쳐, 균계의 생육이 왕성하였다.
(2) 오염된 토양 중의 염소화 디옥신류의 분해
염소화 디옥신류로 오염된 토양으로서 적갈색 토양 1㎏을 사용하고, 이에 대하여 영양원으로서 미리 121℃에서 15분 동안 멸균 처리를 한 밀기울 100g을 첨가하여 균일하게 혼합하였다. 그다음, 이 영양원이 함입된 오염된 토양 80g을 지름 16㎝의 유리 샬레에 넣고, 잡균의 저감화 처리제로서 에틸 알콜을 10㎖ 첨가하였다. 그다음, 이 유리 샬레를 클린 벤치내에서 24시간 방치하였다.
그다음, 이 유리 샬레에 무균수 30㎖를 첨가하여 혼합한 후, 상기 (1)에서 배양한 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]의 종균 1g을 접종하여 혼합하였다. 그다음, 이 유리 샬레를 덮개가 부착된 플라스틱 박스에 넣고, 25℃에서 유지된 인큐베이터내에 넣고, 2 내지 3일에 한번 비율로 덮개를 개방하여 환기하면서 30일 동안 배양하였다.
배양 종료 후, 배양물로부터 추출한 염소화 디옥신류를 실시예 1의 (2)와 같이 분석하고, 또한 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신 상당량(TEQ)을 구하였다. 이들 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 28]
실시예 27의 (2)에서 사용한 미생물을 대신하여, 라메테스 베르시칼라(Trametes versicolor : IFO-4941)를 사용한 이외에는 실시예 27과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 29]
실시예 27의 (2)에서 사용한 미생물을 대신하여, 플레우로투스 풀모나리스 (Pleurotus pulmonaris : IFO-31345)를 사용한 이외에는 실시예 27과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 30]
실시예 27의 (2)에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜의 첨가량을 8.5㎖로 변경한 이외에는 실시예 27과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 31]
실시예 28에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜의 첨가량을 8.5㎖로 변경한 이외에는 실시예 28과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 32]
실시예 27의 (2)에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜의 첨가량을 7.5㎖로 변경한 이외에는 실시예 27과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 33]
실시예 28에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜의 첨가량을 7.5㎖로 변경한 이외에는 실시예 28과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 34]
실시예 27의 (2)에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜의 첨가량을 6.0㎖로 변경한 이외에는 실시예 27과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 35]
실시예 28에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜의 첨가량을 6.0㎖로 변경한 이외에는 실시예 28과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 36]
실시예 29에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜의 첨가량을 6.0㎖로 변경한 이외에는 실시예 29와 동일하게 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 37]
실시예 27의 (2)에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜의 첨가량을 3.0㎖로 변경한 이외에는 실시예 27과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 38]
실시예 28에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜의 첨가량을 3.0㎖로 변경한 이외에는 실시예 28과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 39]
실시예 30에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜을 대신하여, 농도90용량%의 에틸 알콜 수용액을 사용한 이외에는, 실시예 30과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 40]
실시예 31에 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜을 대신하여, 농도 90용량%의 에틸 알콜 수용액을 사용한 이외에는 실시예 31과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 41]
실시예 27에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜을 대신하여, 농도 70용량%의 에틸 알콜 수용액을 사용한 이외에는 실시예 27과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[실시예 42]
실시예 28에서 사용한 잡균의 저감화 처리제의 에틸 알콜을 대신하여, 농도 70용량%의 에틸 알콜 수용액을 사용한 이외에는 실시예 28과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
[비교예 2]
실시예 27의 (2)에서의 에틸 알콜을 첨가하지 않고, 또한 미생물의 종균의 접종을 하지 않은 이외에는 실시예 27과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 2에 나타냈다.
| 에틸 알콜 농도(W/V%) | 에틸 알콜 첨가량(ml) | 미생물 | TEQ(pg/g) | |
| 실시예 27 | 100 | 10.0 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,230 |
| 실시예 28 | 100 | 10.0 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 1,190 |
| 실시예 29 | 100 | 10.0 | 플레우로투스 팔모나리스(IFO-31345) | 1,320 |
| 실시예 30 | 100 | 8.5 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,210 |
| 실시예 31 | 100 | 8.5 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 1,320 |
| 실시예 32 | 100 | 7.5 | 시조필룸 커뮨(IFO-31345) | 1,330 |
| 실시예 33 | 100 | 7.5 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 1,270 |
| 실시예 34 | 100 | 6.0 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,480 |
| 실시예 35 | 100 | 6.0 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 1,380 |
| 실시예 36 | 100 | 6.0 | 플레우로투스 풀모나리스(IFO-31345) | 1,510 |
| 실시예 37 | 100 | 3.0 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,590 |
| 실시예 38 | 100 | 3.0 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 1,490 |
| 실시예 39 | 90 | 8.5 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,360 |
| 실시예 40 | 90 | 8.5 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 1,280 |
| 실시예 41 | 70 | 10.0 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,410 |
| 실시예 42 | 70 | 10.0 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 1,310 |
| 비교예 2 | - | - | - | 1,690 |
[실시예 43]
(1) 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 배양
실시예 1의 (1)과 같이 하여, 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]의 배양을 하였다.
(2) 오염된 토양 중의 염소화 디옥신류의 분해 염소화 디옥신류에 의한 오염된 토양으로서 적갈색 토양 1㎏을 이용하고, 이에 대하여 영양원으로 하여 미리 121℃에서 15분 동안 멸균 처리 종료된 밀기울 100g을 첨가하여 균일하게 혼합하였다. 그다음, 이 영양원이 함입된 오염된 토양 50g을 지름 16㎝의 유리 샬레에 넣고, 이에 잡균의 저감화 처리제로서 농도 30중량%의 과산화수소수 8㎖를 가한 후, 클린 벤치내에서 8시간 방치하였다.
그다음, 이 유리 샬레내의 화학적 처리한 오염된 토양에 상기 (1)에서 배양한 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]이 생육한 밀의 입자 20개를 첨가하고, 이 유리 샬레에 덮개를 한 후, 덮개가 부착된 플라스틱박스에 넣고, 25℃에서 유지된 인큐베이터내에 넣어 2 내지 3일에 한번 비율로 박스의 덮개를 개방하여 환기하면서 30일 동안 배양하였다.
배양 종료 후, 배양물에서 추출한 염소화 디옥신류를 실시예 1의 (2)와 같이 하여 분석하고, 또한 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신 상당량(TEQ)을 구하였다. 이들 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 44]
실시예 43의 (2)에서 사용한 미생물을 대신하여, 트라메테스 베르시칼라(Trametes versicolor : IFO-4941)를 사용한 이외에는 실시예 43과 같이 하였다. 얻어진 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 45]
실시예 43에 있어서의 과산화수소수의 첨가량을 4㎖로 한 것 이외에는 실시예 43과 같이 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 46]
실시예 44에 있어서의 과산화수소수의 첨가량을 4㎖로 한 것 이외에는 실시예 44와 동일하게 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 47]
실시예 43에 있어서의 과산화수소수의 첨가량을 2㎖로 한 것 이외에는 실시예 43과 같이 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 48]
실시예 44에 있어서의 과산화수소수의 첨가량을 2㎖로 한 것 이외에는 실시예 44와 동일하게 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 49]
실시예 43에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 차아염소산칼슘 1.5g을 첨가한 이외에는 실시예 43과 같이 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 50]
실시예 44에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 차아염소산칼슘 1.5g을 첨가한 이외에는 실시예 44와 동일하게 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 51]
실시예 43에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 차아염소산칼슘 1.0g을 첨가한 이외에는 실시예 43과 같이 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 52]
실시예 44에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 차아염소산칼슘 1.0g을 첨가한 이외에는 실시예 44와 동일하게 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 53]
실시예 43에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 차아염소산칼슘 0.5g을 첨가한 이외에는 실시예 43과 같이 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 54]
실시예 44에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 차아염소산칼슘 0.5g을 첨가한 이외에는 실시예 44와 동일하게 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 55]
실시예 43에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 베라트릴 알콜 0.2g를 첨가한 이외에는 실시예 43과 같이 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 56]
실시예 44에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 베라트릴 알콜 0.2g를 첨가한 이외에는 실시예 44와 동일하게 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 57]
실시예 43에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 리모넨 1.0g을 첨가한 이외에는 실시예 43과 같이 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 58]
실시예 44에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 리모넨 1.0 g을 첨가한 이외에는 실시예 44와 동일하게 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 59]
실시예 43에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 리모넨 2.0 g을 첨가한 이외에는 실시예 43과 같이 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 60]
실시예 44에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 리모넨 2.0 g을 첨가한 이외에는 실시예 44와 동일하게 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 61]
실시예 43에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 리모넨 3.0 g을 첨가한 이외에는 실시예 43과 같이 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[실시예 62]
실시예 44에 있어서 사용한 과산화수소수를 대신하여, 리모넨 3.0 g을 첨가한 이외에는 실시예 44와 동일하게 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[비교예 3]
실시예 43에 있어서 잡균의 저감화 처리제로서 사용한 과산화수소수를 사용하지 않은 이외에는 실시예 43과 같이 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
[비교예 4]
실시예 44에 있어서 잡균의 저감화 처리제로서 사용한 과산화수소수를 사용하지 않은 이외에는 실시예 44와 동일하게 하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.
| 잡균의 저감화 처리제(첨가량) | 미생물의 종류 | TEQ(pg/g) | |
| 실시예 43 | 과산화수소수(30%)(8ml) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,990 |
| 실시예 44 | 과산화수소수(30%)(8ml) | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 1,980 |
| 실시예 45 | 과산화수소수(30%)(4ml) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,080 |
| 실시예 46 | 과산화수소수(30%)(4ml) | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,140 |
| 실시예 47 | 과산화수소수(30%)(2ml) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,060 |
| 실시예 48 | 과산화수소수(30%)(2ml) | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,360 |
| 실시예 49 | 차아염소산 칼슘(1.5g) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,340 |
| 실시예 50 | 차아염소산 칼슘(1.5g) | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,160 |
| 실시예 51 | 차아염소산 칼슘(1.0g) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,410 |
| 실시예 52 | 차아염소산 칼슘(1.0g) | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,280 |
| 실시예 53 | 차아염소산 칼슘(0.5g) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,470 |
| 실시예 54 | 차아염소산 칼슘(0.5g) | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,490 |
| 실시예 55 | 베라트릴 알콜(0.5g) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,200 |
| 실시예 56 | 베라트릴 알콜(0.5g) | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,190 |
| 잡균의 저감화 처리제(첨가량) | 미생물의 종류 | TEQ(pg/g) | |
| 실시예 57 | 리모넨(1.0g) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,380 |
| 실시에 58 | 리모넨(1.0g) | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,420 |
| 실시예 59 | 리모넨(2.0g) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,210 |
| 실시예 60 | 리모넨(2.0g) | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,370 |
| 실시예 61 | 리모넨(3.0g) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,190 |
| 실시예 62 | 리모넨(3.0g) | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,140 |
| 비교예 3 | - | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,730 |
| 비교예 4 | - | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 2,810 |
[실시예 63]
(1) 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 배양
실시예 27의 (1)과 동일하게 하여 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]의 배양을 하였다.
(2) 오염된 토양속의 염소화 디옥신류의 분해
염소화 디옥신류에 의한 오염된 토양으로서 적갈색 토양 1㎏을 사용하고, 이에 대하여 영양원으로서 미리 121℃에서 15분 동안의 멸균 처리를 완료한 밀기울 100g을 첨가하여 균일하게 혼합하였다. 그다음, 이 영양원이 함입된 오염된 토양 80g에 수돗물 30㎖를 첨가하여 혼합한 후, 이를 지름 18㎝의 유리 샬레에 넣고, 75℃에서 1시간의 가열 처리를 하였다.
그다음, 이 가열 처리 완료된 오염된 토양을 클린 벤치내에서 16시간 방치한후, 이에 잡균의 저감화 처리제로서 에틸 알콜 8.5㎖를 첨가하여, 클린 벤치내에서 24시간 방치하였다.
그리고, 이와 같이 하여 가열 처리 및 화학적 처리를 실시한 오염된 토양에 상기 (1)에서 배양한 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]의 종균 1g을 접종하고, 이를 넣은 유리 샬레에 덮개를 한 후, 덮개가 부착된 플라스틱 박스에 넣고, 25℃에서 유지된 인큐베이터내에 넣고, 2 내지 3일에 한번 비율로 박스의 덮개를 개방하여 환기하면서 30일 동안 배양하였다.
배양의 종료 후, 배양물에서 추출한 염소화 디옥신류를 실시예 1의 (2)와 같이 하여 분석하고, 또한 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신 상당량(TEQ)을 구하였다. 이들 결과를 표 4에 나타냈다.
[실시예 64]
실시예 63에 있어서의 가열 처리 온도를 85℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 63와 동일하게 하였다. 결과를 표 4에 나타냈다.
[실시예 65]
실시예 63에 있어서 사용한 에틸 알콜의 사용량을 2.5㎖로 한 것 이외에는 실시예 63과 동일하게 하였다. 결과를 표 4에 나타냈다.
[비교예 5]
실시예 63에 있어서의 가열 처리 및 화학적 처리를 모두 하지 않은 이외에는 실시예 63과 동일하게 하였다. 결과를 표 4에 나타냈다.
[실시예 66]
(1) 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 배양
실시예 1의 (1)과 동일하게 하여, 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]의 배양을 하였다.
(2) 오염된 토양속의 염소화 디옥신류의 분해
염소화 디옥신류에 의한 오염된 토양으로서 적갈색 토양 1㎏을 사용하고, 이에 대하여 영양원으로서 미리 121℃에서 15분 동안 멸균 처리 완료된 밀기울 200g과, 5㎜ 이하로 세단한 시트러스 나츠다이다이 하야타(Citrus natsudaidai Hayata)의 과피 200g의 혼합물을 첨가하여 균일하게 혼합하였다. 그다음, 이 영양원이 함입된 오염된 토양 80g을 지름 16㎝의 유리 샬레에 넣고, 오토 클레이브속에서 85℃, 1시간의 가열 처리를 하였다.
그다음, 이 가열 처리 완료된 오염된 토양을 클린 벤치내에서 16시간 방치한 후, 이에 잡균의 저감화 처리제로서 농도 1%(w/v)의 과산화수소수 10㎖와 에틸 알콜 90㎖의 혼합액 20㎖를 사용하고, 이를 분무기에 의해 샬레내의 가열 처리 완료된 오염된 토양의 표면에 살포하였다. 그리고, 샬레에는 덮개를 하지 않고, 클린 벤치내에서 3시간 방치하였다.
그리고, 이렇게 하여 가열 처리 및 화학적 처리를 실시한 오염된 토양에 상기 (1)에서 배양한 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]의 생육한 보리 20입자를 넣은 유리 샬레에 덮개를 한 후, 덮개가 부착된 플라스틱 컨테이너에 넣고, 25℃에서 유지된 인큐베이터내에 넣어 2 내지 3일에 한번 비율로 박스의 뚜껑을 개방하여 환기하면서 30일 동안 배양하였다.
배양의 종료 후, 배양물에서 추출한 염소화 디옥신류를 실시예 1의 (2)와 동일하게 하여 분석하고, 또한 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신 상당량(TEQ) 결과를 표 4에 나타냈다.
[실시예 67]
실시예 66에 있어서 접종한 시조필룸 커뮨(Schizophyllum commune : IFO-6506)을 대신하여, 트라메테스 베르시칼라(Trametes : IFO-4941)를 사용한 이외에는 실시예 66과 동일하게 하였다. 얻어진 결과를 표 4에 나타냈다.
[실시예 68]
실시예 66에 있어서 접종한 시조필룸 커뮨(Schizophyllum commune : IFO-6506)을 대신하여, 플레우로투스 풀모나리스(Pleurotus pulmonaris : IFO-31345)를 사용한 이외에는 실시예 66과 동일하게 하였다. 결과를 표 4에 나타냈다.
[비교예 6]
실시예 66에 있어서의 가열 처리를 하지 않고, 또한 시조필룸 커뮨(Schizophyllum commune : IFO-6506)의 접종도 실행하지 않은 이외에는 실시예 66과 동일하게 하였다. 결과를 표 4에 나타냈다.
| 가열 처리 온도/시간 저감화 처리제 | 미생물의 종류 | TEQ(pg/g) | |
| 실시예 63 | 75℃/1시간에틸 알콜 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,090 |
| 실시에 64 | 85℃/1시간에틸 알콜(8.5ml) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,020 |
| 실시예 65 | 85℃/1시간에틸 알콜(2.5ml) | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,450 |
| 비교예 5 | -- | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 1,720 |
| 실시예 66 | 85℃/1시간에틸 알콜+과산화수소수 | 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 2,120 |
| 실시예 67 | 85℃/1시간에틸 알콜+과산화수소수 | 트라메테스 베르시칼라(IFO-4941) | 1,960 |
| 실시예 68 | 85℃/1시간에틸 알콜+과산화수소수 | 플레우로투스 팔모나리스(IFO-6505) | 2,320 |
| 비교예 6 | -- | - | 2,860 |
[실시예 69]
염소에 의해 표백한 펄프 폐수(디옥신 농도 120pg-TEQ/ℓ, 차아염소산 17ppm, 차아염소산 이온 14ppm)를 pH 7로 조정하고, 그 10ℓ를 유리병에 채우고, 아황산 나트륨 10g을 첨가하여 121℃에서 20분 동안 살균 처리하였다.
그다음, 이 살균 처리 폐수 500㎖를 2ℓ용 삼각 플라스크에 넣고, 이에 라카아제(트라메테스 베르시칼라 유래, 활성 14유닛/g) 2g을 첨가하고, 40℃에서 4시간 분해 반응을 실행하였다.
그 결과, TEQ 분해율은 95%이었다.
또한, 디옥신류에 대하여, TEQ 분해율은 하기 수학식 1에 의해 산출하였다.
상기 식에서,
A는 미생물 또는 효소 비첨가시의 잔존 디옥신량이고,
B는 미생물 또는 효소 첨가시의 잔존 디옥신량이다.
[비교예 7]
실시예 69에서, 펄프 폐수에 아황산나트륨을 첨가하지 않고, 또한 살균 처리를 하지 않은 것 이외에는 실시예 69와 동일하게 하여 실시하였다.
그 결과, TEQ 분해율은 5%이었다.
[실시예 70]
실시예 69와 같이 하여, 펄프 폐수의 pH 조정, 아황산나트륨 첨가 및 살균 처리를 하였다.
그다음, 이 살균 처리 폐수에 영양원으로서 오토밀 배지 분말 20g/ℓ를 첨가하고, 또한 미생물로서 시조필룸 커뮨(Schizophyllum commune : IFO-6505)을 첨가하고, 27℃에서 2주 동안 정치 배양하여 분해 반응을 실행하였다.
그 결과, TEQ 분해율은 89%이었다.
[실시예 71]
실시예 70에서, 펄프 폐수에 아황산나트륨을 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 70과 동일하게 하여 실시하였다.
그 결과, TEQ 분해율은 88%이었다.
[비교예 8]
실시예 70에서, 펄프 폐수를 살균 처리하지 않은 것 이외에는 실시예 70과동일하게 하여 실시하였다.
그 결과, TEQ 분해율은 3%이었다.
[비교예 9]
실시예 70에서, 펄프 폐수에 아황산나트륨을 첨가하지 않고, 또한 살균 처리하지 않은 것 이외에는 실시예 70과 동일하게 하여 실시하였다.
그 결과, TEQ 분해율은 5%이었다.
[실시예 72]
차아염소산 52ppm, 차아염소산 이온 71ppm 및 디옥신류 3250피코 g-TEQ/ℓ 및 세균 2.1×108개를 포함하는 공장 폐수를 121℃에서 20분 동안 살균하였다. 이에 탄산암모늄 1g, 아황산나트륨 2g을 첨가하고, 40℃의 항온조내에서 1시간 교반하였다. 이 폐수에 라카아제 40유닛/ℓ, 1-하이드록시벤조트리아졸 0.lg을 첨가하였다. 이 용액을 40℃, 30분 동안 교반하고, 그다음 황산을 첨가하여 pH 1로서 반응을 정지시킨 후, 전량을 톨루엔으로 추출하여 디옥신류를 분석하였다. 그 결과, 디옥신류의 분석율은 92%이었다.
[비교예 10]
실시예 72에서, 탄산암모늄 및 아황산나트륨을 전혀 첨가하지 않은 것, 및 무살균 조건으로 한 것 이외에는 실시예 72와 동일한 조건으로 실행하였다. 그 결과, 디옥신류의 분해율은 0이었다.
[실시예 73 내지 75 및 비교예 11]
이하의 각 공정으로 본 발명을 실시하였다.
우선, 염소화 디옥신류에 의해 오염된 토양의 시료로서 도시 쓰레기 소각 화로 주변의 잡초가 생육한 토지에서 지표로부터 20㎝ 깊이 까지의 토양을 박리하여 채취하였다.
이 염소화 디옥신류 오염된 토양의 시료를 사용하고, 환경청 작성의 디옥신에 따른 토양 조사 잠정 매뉴얼에 준하여, 이 오염된 토양에 포함되어 있는 염소화 디옥신류의 동족체의 분석을 하였다.
그 결과, 염소화 디옥신류의 동족체로서 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,7,8-펜타클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,4,7,8-헥사클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,6,7,8-헥사클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,7,8,9-헥사클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,4,6,7,8-헵타클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,4,6,7,8,9-옥타클로로디벤조-P-디옥신, 2,3,7,8-테트라클로로디벤조푸란, 1,2,3,7,8-펜타클로로디벤조푸란, 2,3,4,7,8-펜타클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,7,8-헥사클로로디벤조푸란, 1,2,3,6,7,8-헥사클로로디벤조푸란, 1,2,3,7,8,9-헥사클로로디벤조푸란, 2,3,4,6,7,8-헥사클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,6,7,8-헵타클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,7,8,9-헵타클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,6,7,8,9-옥타클로로디벤조푸란의 존재가 확인되었다.
이들 염소화 디옥신류에 대하여, 각각의 함유 비율을 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신의 활성에 대한 독성 당량(TEQ)을 산출한 결과, 상기 염소화 디옥신류 오염된 토양의 TEQ의 값은 2800피코그램/그램 토양이었다.
전 공정:
상기 염소화 디옥신류 오염된 토양을 수분량이 10중량%로 될 때까지 건조하였다. 이 염소화 디옥신류 오염된 토양 1㎏을 채취하여, 용량 5ℓ의 스테인레스 배트에 넣었다.
공정(i):
스테인레스 배트중의 오염된 토양에, 표 5에 나타내는 양의 산화칼슘을 첨가, 교반 및 혼합하고, 토양 중심부의 발열 온도를 측정하였다. 이 스테인레스 배트를 용량 10ℓ의 발포 폴리스티렌 수지의 보온 용기에 넣었다.
공정(ii):
오염된 토양에 물 200g을 첨가하고, 신속하게 혼합하여 발포 폴리스티렌 수지의 덮개를 씌웠다.
공정(ii'):
그다음 방치하고, 몇번인가 토양 중심부의 온도를 측정하여 40℃ 이하로 저하되었을 경우, 1N 황산 용액을 첨가하여 pH를 7로 조정하였다.
공정(iii):
그다음, 시조필룸 커뮨(Schizophyllum commune IFO-6505)를 밀기울 50중량%, 나라오가쿠즈 50중량%의 고체 배지로 배양해 둔 미생물제제(수분 65중량%) 100g을 첨가 혼합하였다.
후 공정:
혼합 후, 발포 폴리스티렌제의 덮개를 덮지 않은 상태로 3일에 한번 비율로혼합하고, 수분 함유량을 적외 수분계로 측정하여 수분량을 30중량% 이상을 유지하도록 수도물을 첨가하였다.
이상의 공정 후, 30일 경과 후, 토양 시료중의 염소화 디옥신류의 동족체를 분석하여 TEQ를 산출하고, 미생물의 첨가전의 염소화 디옥신류의 TEQ에 대한 감소 비율을 산출하여, 염소화 디옥신류의 분해율로 하였다. 그 결과를 표 5에 나타냈다.
| 산화 칼슘 첨가량(g) | 토양 발열 온도(℃) | 다이옥신류 분해율(%) | |
| 실시예 73 | 50 | 67 | 43 |
| 실시예 74 | 100 | 93 | 52 |
| 실시예 75 | 150 | 97 | 49 |
| 비교예 11 | 0 | 27* | 8 |
* 비교예 11은 산화칼슘을 첨가하지 않았기 때문에, 토양 발열 온도는 발열이 없는 토양 온도를 나타냈다.
표 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 73 내지 75에서는 높은 디옥신의 분해율을 나타낸 것에 대하여, 산화칼슘을 첨가하지 않은 비교예 11에서는 분해율은 매우 낮다.
[실시예 76]
실시예 73 내지 75에서, 염소화 디옥신류 대신에 할로겐화 페놀류로서 토양 1g당 디클로로페놀 1.2㎍ 및 펜타클로로페놀 1.7㎍에 오염된 토양을 사용하고, 공정(i)에서 산화칼슘 양을 110g으로 하고, 공정(ii')에서 pH를 6.5로 조정하고, 공정(iii)에서 미생물의 종류를 플레우로투스 풀모나리스(Pleurotus pulmonaris : IFO-31345)를 사용한 것 이외에는 동일하게 하여 정화를 실행하였다.
이상의 공정 후, 30일 경과 후에 토양 시료중의 할로겐화 페놀류의 감소 비율을 산출하여 분해율로 하였다. 그 결과를 표 6에 나타냈다.
[실시예 77]
실시예 76에서, 공정(iii)에서 미생물의 종류를 피크노포루스 코시네우스 (Pycnoporus coccineus : IFO-4923)로 한 것 이외에는 동일하게 하여 토양을 정화하고, 30일 경과 후, 토양 시료중의 할로겐화 페놀류의 감소 비율을 산출하여 분해율로 하였다. 그 결과를 표 6에 나타냈다.
[실시예 78]
실시예 76에서, 공정(iii)에서 미생물의 종류를 트라메테스 베르시칼라 (Trametes versicolor IFO-30388)로 한 것 이외에는 동일하게 하여 토양을 정화하고, 30일 경과 후, 토양 시료중의 할로겐화 페놀류의 감소 비율을 산출하여 분해율로 하였다. 그 결과를 표 6에 나타냈다.
| 미생물의 종류 | 산화 칼슘첨가량(g) | 토양 발열 온도(℃) | 할로겐화 페놀류분해율(%) | |||
| 디클로로페놀 | 펜타클로로페놀 | |||||
| 실시예 | 76 | 플레우로투스 풀모나리스 | 110 | 93 | 76 | 61 |
| 77 | 피크노포루스 코시네우스 | 110 | 91 | 70 | 62 | |
| 78 | 트라메테스 베르시칼라 | 110 | 94 | 89 | 69 |
[실시예 79 내지 81]
실시예 73 내지 75에서, 산화칼슘을 철분으로 변경하고, 또한 공정(ii')에서 pH 조정을 하지 않은 것 이외에는 동일하게 하여 정화를 실행하였다. 실시예 73 내지 75와 같이 분석한 결과를 표 7에 나타냈다.
| 철분 첨가량(g) | 토양 발열 온도(℃) | 다이옥신류 분해율(%) | ||
| 실시예 | 79 | 50 | 80 | 40 |
| 80 | 100 | 99 | 55 | |
| 81 | 150 | 103 | 55 |
[실시예 82 내지 84]
실시예 76 내지 78에서, 산화칼슘 110g을 철분 100g으로 변경하고, 또한 공정(ii')에서 pH 조정을 하지 않은 것 이외에는 동일하게 하여 정화를 실행하였다. 실시예 76 내지 78과 동일하게 분석한 결과를 표 8에 나타냈다.
| 미생물의 종류 | 철분첨가량(g) | 토양발열온도(℃) | 할로겐화 페놀류분해율(%) | |||
| 디클로로페놀 | 펜타클로로페놀 | |||||
| 실시예 | 82 | 플레우로투스 풀모나리스 | 100 | 99 | 70 | 60 |
| 83 | 피크노폴루스 코시네우스 | 100 | 99 | 65 | 62 | |
| 84 | 트라메테스 베르시칼라 | 100 | 97 | 90 | 66 |
[실시예 85]
(1) 염소화 디옥신류 오염된 토양의 분석
염소화 디옥신류에 의해 오염된 토양의 시료로서, 삼림 지대의 산간부에 건설되어 있는 도시 쓰레기 소각 화로 주변의 잡초가 생육한 경사지에서, 지표에서 20㎝ 깊이까지의 토양을 박리하여 채취하였다. 그리고, 이 토양을 1㎝ 눈금의 금속체에 걸려 사이에 낀 돌 등의 잡물을 제거하여 염소화 디옥신류 오염된 토양의 시료를 얻었다.
그다음, 이 염소화 디옥신류 오염된 토양의 시료를 사용하고, 환경청 작성의 디옥신에 따른 토양 조사 잠정 매뉴얼에 준하여, 이 오염된 토양에 포함되어 있는 염소화 디옥신류의 동족체 분석을 하였다.
그 결과, 염소화 디옥신류의 동족체로서, 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,7,8-펜타클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,4,7,8-헥사클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,6,7,8-헥사클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,7,8,9-헥사클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,4,6,7,8-헵타클로로디벤조-p-디옥신, 1,2,3,4,6,7,8,9-옥타클로로디벤조-p-디옥신, 2,3,7,8-테트라클로로디벤조푸란, 1,2,3,7,8-펜타클로로디벤조푸란, 2,3,4,7,8-펜타클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,7,8-헥사클로로디벤조푸란, 1,2,3,6,7,8-헥사클로로디벤조푸란, 1,2,3,7,8,9-헥사클로로디벤조푸란, 2,3,4,6,7,8-헥사클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,6,7,8-헵타클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,7,8,9-헵타클로로디벤조푸란, 1,2,3,4,6,7,8,9-옥타클로로디벤조푸란의 존재가 확인되었다. 이들 염소화 디옥신류에 관해서, 각각의 함유 비율을 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-P-디옥신의 활성에 대한 독성 당량(TEQ)을 산출한 결과, 상기 염소화 디옥신류 오염된 토양의 (TEQ)의 값은 2800피코그램/그램 토양이었다.
(2) 염소화 디옥신류의 분해능이 우수한 미생물의 선정
그다음, 상기 (1)에서 채취한 염소화 디옥신류 오염된 토양에 함유되어 있는 염소화 디옥신류의 분해에 가장 적절한 미생물을 탐색하였다.
이 토양 시료 100g에 영양원으로서 밀기울 10g 및 칩 10g을 가한 후, 물을 첨가하여 그 함유 비율이 65중량%로 되도록 조정하고, 오토클레이브내에서 121℃에서 30분 동안 살균 처리를 실행하였다. 이 영양원이 함입된 토양 시료에 미리 포테이토 덱스트로스 한천 배지상에서 배양한 시조필룸 속에 속하는 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505], 트라메테스 속에 속하는 트라메테스 베르시칼라[Trametes versicolor : IFO-4941] 및 플레우로투스 속에 속하는 플레우로투스 팔모나리스[Pleurotus pulmonaris：IFO-31345]의 3종균의 배양물을 각각 직경 7㎜의 코르크로 꿰뚫고, 그 중의 5개를 첨가하여 혼합하였다. 그다음, 이 혼합물을 25℃에서 유지된 인큐베이터에 넣어 2주 동안 증식시켰다. 그리고, 2주 동안 경과 후, 미리 멸균해 둔 밀기울을 5중량% 상당량을 첨가하고, 또한 멸균수를 그 함유 비율이 65중량%로 되도록 첨가하며, 또한 2주 동안 증식시켰다.
그다음, 이 증식 기간 경과 후, 토양 시료중의 염소화 디옥신류의 동족체 분석을 하고, 이들 미생물의 증식 전의 염소화 디옥신류의 함유량에 대한 미생물의 증식 전의 염소화 디옥신류의 함유량의 감소 비율로부터, 이들 미생물에 의한 염소화 디옥신류의 분해율을 산출하였다. 그 결과, 시조필룸 커뮨[Schizophyllumcommune : IFO-6505]의 배양물에서는 염소화 디옥신류의 분해율이 42%이고, 트라메테스 베르시칼라[Trametes versicolor : IFO-4941]의 배양물에서는 48%, 플레우로투스 풀모나리스[Pleurotus pulmonaris : IFO-31345]의 배양물에서는 35%이었다.
이들 검토 결과로부터, 상기 (1)에서 채취한 염소화 디옥신류 오염된 토양에 함유되어 있는 염소화 디옥신류의 분해에 적절한 미생물로는 트라메테스 속에 속하는 트라메테스 베르시칼라[Trametes versicolor: IFO-4941]가 가장 적절하고, 그 다음이 시조필룸 속에 속하는 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]이며, 플레우로투스 속에 속하는 플레우로투스 풀모나리스[Pleurotus pulmonaris : IFO-31345]는 염소화 디옥신류의 분해율이 약간 낮은 것이 판명되었다.
(3) 채취 토양 중의 상재균의 증식
그다음, 무균 필터를 구비한 덮개가 부착된 5개의 멸균 플라스틱병에 상기 (1)에서 채취한 염소화 디옥신류 오염된 토양을 각각 100g 넣었다.
이들 각 병을 (a) 내지 (e)로 표시하고, (a)에는 리그닌 5g, (b)에는 올레산 5㎖, (c)에는 신남산 0.5㎖, (d)에는 신남알데히드 0.5㎖를 첨가하고, (e)는 비첨가하였다. 여기서 첨가물을 가한 병에서는 그 첨가물과 토양을 혼합하였다. 그리고, 이들 모든 병을 25℃에서 유지된 인큐베이터에 2주 동안 넣고, 이 토양 중의 상재균의 증식을 촉진하였다. 2주 경과 후, 이들 각 병 내의 토양을 집어내고, 염소화 디옥신류의 잔존량을 측정하고, 첨가물을 첨가하지 않은 토양 중의 염소화 디옥신류의 잔존량을 기준으로 하여 이들 염소화 디옥신류 분해율을 산출하였다.
그 결과, (a) 리그닌 첨가의 경우 14.6%, (b) 올레산 첨가의 경우 3.4%, (c)신남산 첨가의 경우 12.8%, (d) 신남알데히드 첨가의 경우 3.4%이었다. 따라서, 상기 (1)에서 채취한 염소화 디옥신류 오염된 토양에는 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 상재균이 존재하는 것이 확인되었다. 이들 결과를 표 9에 나타냈다.
| 첨가물의 종류 | 염소화 다이옥신의 분해율(%) |
| 리그닌 | 14.6 |
| 올레산 | 3.4 |
| 신남산 | 12.8 |
| 신남알데히드 | 3.4 |
| (비첨가) | 0.0 |
(4) 채취 토양 중의 상재균의 증식 억제와 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 증식
그다음, 무균 필터를 구비한 덮개가 부착된 6개의 멸균 플라스틱병에 상기 (1)에서 채취한 염소화 디옥신류 오염된 토양을 각각 100g 넣었다. 그다음, 이들 각 병에 121℃에서 5분 동안 살균 처리한 밀기울 10g을 첨가하여 혼합하였다. 또한, 이들 각 병에 수돗물 18㎖를 첨가하여, 그 수분 함유율을 47중량%로 하였다.
그다음, 이들 6개의 병중 1개에 대해서는, 121℃에서 15분 동안 오토클레이브속에서 완전히 살균하였다. 또한, 이 중의 1개에 대해서는 전혀 처리하지 않았다.
그리고, 나머지 4개의 병에 대해서는 미리 85℃에서 60분 동안 가열 처리를 하고, 이 중의 1개의 병에는 또한 농도 70용량%의 에틸 알콜 수용액 10㎖를 첨가하여, 토양 중의 상재균의 증식 억제 처리를 하였다. 또한, 다른 1개의 병에는 또한농도 30중량%의 과산화수소수 2㎖를 첨가하고, 별도의 1개의 병에는 차아염소산칼슘 1g을 첨가하고, 모두 토양 중의 상재균의 증식 억제 처리를 하였다. 최후의 1개의 병에 대해서는 더 처리하지 않았다.
이와 같이, 채취 토양 중의 상재균에 대하여 각종 증식 억제 처리를 실시하고, 또한 일부의 것은 처리하지 않고 이들을 24시간 방치 후, 6개의 병 각각의 토양의 표면 중심부에 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물로서 선정된 시조필룸 속에 속하는 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]를 식균하고, 28℃에서 유지되어 있는 인큐베이터에 넣어 증식시켰다. 이 식균으로부터 4일째에 시조필룸 커뮨균의 증식 상태를 관찰한 결과를 표 10에 나타냈다.
| 가열 처리 조건 | 화학 처리제 | 균의 콜로니 직경(㎝) |
| 121℃, 15분 동안 | - | 5.3 |
| 85℃, 60분 동안 | 70% 에틸 알콜 | 2.1 |
| 85℃, 60분 동안 | 30% 과산화수소수 | 4.9 |
| 85℃, 60분 동안 | 차아염소산 | 4.1 |
| 85℃, 60분 동안 | - | 4.6 |
| (무처리) | - | 0.0 |
이들 결과에서, 상기 (1)에서 채취한 토양 중에는 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 증식을 저해하는 상재균이 존재하고 있다는 것이 확인되었다. 또한, 이러한 상재균에 대한 증식 억제 처리 방법으로는 121℃에서의 완전 살균 이외에, 미리 80℃ 전후의 온도로 가열 처리한 후, 에틸 알콜 또는 과산화수소수, 차아염소산칼슘에 의한 처리를 하는 것이 효과적이라는 것이 판명되었다.
그리고, 상기 (3)에서, 이 염소화 디옥신류 오염된 토양에 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 상재균이 존재하는 것이 확인되었지만, 또한 이 오염된 토양에는 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 증식을 저해하는 상재균도 존재하고 있다는 것이 확인되었기 때문에, 이 염소화 디옥신류에 의해 오염된 토양의 정화에는 상재균에 대한 증식 억제 처리를 실시한 후에 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물을 증식시키는 방법이 효과적이라고 판단하였다.
그래서, 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 배양을 하였다. 내부 치수가 25㎝ × 35㎝, 깊이 8㎝의 스테인레스 배트와 무균 필터를 구비한 덮개를 장착한 고체 배양기 3개에 각각 전입자 보리 500g와 수돗물 340㎖를 넣고, 6시간 방치한 후 오토클레이브내에서 121℃에서 15분 동안 살균 처리를 하였다.
그다음, 이 전입자 보리의 배지를 넣은 3개의 고체 배양기에 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물로서, 각각 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505] 및 트라메테스 베르시칼라[Trametes versicolor : IFO-4941], 플레우로투스 풀모나리스[Pleurotus pulmonaris : IFO-31345]균을 식균하고, 25℃에서 유지된 인큐베이터내에서 10일 동안 배양하였다.
그다음, 고체 배양을 위한 배지 성분으로서 벚꽃 나무의 톱밥 75㎏, 상수리 나무의 톱밥 7.5㎏, 밀기울 4㎏, 귤 껍질의 분쇄물 0.15㎏, 쌀겨 0.18㎏, 비지 0.12㎏, 보리 0.55㎏를 대형 혼련기에 공급하고, 또한 적외선 수분계로 수분 함량을 측정하면서 수도물을 첨가하여, 그 수분 함량이 65중량%인 배지를 제조하였다.
그리고, 내부 치수가 25㎝ × 35㎝, 깊이 8㎝의 스테인레스 배트와, 무균 필터를 구비한 덮개를 장착한 고체 배양기 9개에 이 배트 1개당 상기 배지 2㎏을 넣고, 121℃에서 40분 동안 살균 처리를 하였다. 이들 배트는 3개를 1조로 하고, 3조로 나눈 후, 각 조마다 각각 상기 배양한 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505], 트라메테스 베르시칼라[Trametes versicolor : IFO-4941] 및 플레우로투스 풀모나리스[Pleurotus pulmonaris : IFO-31345]균의 배양물을 1배트당 10g을 접종하였다. 그다음, 이들 배트를 대형 배양조에 넣어 25℃에서 35일 동안 배양하였다. 배양 기간 종료 후, 각 배트내의 배양물에는 균사가 충만하여 블록 형상으로 되고, 이 배양물을 배트에서 취출해도 배트 내면 형상대로 모양이 붕괴되는 일은 없었다.
그다음, 여기서 얻어진 대량 배양물을 사용하여, 대량의 염소화 디옥신류 오염된 토양의 정화 처리를 실시하였다. 오염된 토양으로서, 상기 (1)에서 채취한 장소와 동일 장소에서 채취한 토양 150㎏을 콘크리트 믹서를 사용하여 60분 동안 혼합하여 토양 전체를 균질화하였다. 또한, 이 오염된 토양 중의 수분 함유량을 측정한 바 32중량%이었다.
그리고, 이 토양을 플라스틱 컨테이너 5개에 컨테이너 1개당 상기 조제한 오염된 토양 30㎏을 넣었다. 여기서 사용한 플라스틱 컨테이너는 내부 치수가 40㎝ × 50㎝, 깊이 30㎝의 덮개가 부착된 플라스틱 컨테이너의 저면 및 덮개면에 각각 직경 4㎝의 구멍을 48개 내는 동시에, 컨테이너 저면에 눈 구멍이 1㎜인 플라스틱 네트를 부착하여 토양이 새지 않도록 해 두는 것을 사용하였다. 또한, 이 오염된 토양이 함입된 컨테이너는 내부 치수가 55㎝ × 70㎝, 깊이 40㎝인 대형 플라스틱 컨테이너에 수납하고, 내부 컨테이너로부터의 물이 시스템밖으로 유출되지 않도록하였다.
그다음, 이들 5개의 오염된 토양이 함입된 컨테이너 중, 4개에 대해서는 그 수납 토양 표면에 순도 100%의 에틸 알콜을 각각 500㎖ 균일하게 살포하였다. 그 후, 외측의 대형 플라스틱 컨테이너에 덮개를 하여 오토클레이브에 넣고, 85℃에서 3시간 가열함으로써 토양 중의 상재균의 증식 억제 처리를 하였다. 또한, 이 가열 처리 종료 후, 이 컨테이너를 유리 온실로 옮겨, 외측의 대형 플라스틱 컨테이너에 덮개를 개방하여 12시간 방치하였다. 그 후, 이들 컨테이너 중 3개에 대해서는 상기 배양한 3종의 균의 균상을 균종마다 별개의 컨테이너의 오염된 토양 표면의 네트 중앙부에 놓고, 이들 균을 생육시켰다. 또한, 나머지 1개의 컨테이너의 오염된 토양에는 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 접종은 하지 않았다.
(5) 미생물이 생산하는 효소에 의한 염소화 디옥신류의 분해의 촉진
상기 (4)에서, 컨테이너내의 오염된 토양에 접종한 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 증식과, 이들 미생물이 생산하는 효소에 의한 염소화 디옥신류의 분해를 촉진하기 위해서, 상수리 나무의 톱밥 50㎏과 리그닌 수용액(고형분 10중량%) 10㎏, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 300g 및 신남산 250g의 혼합물을 컨테이너 1개당 3㎏ 사용하여 이를 오염된 토양의 표면에 두고 토양에 일궈 넣었다. 또한, 이 컨테이너내의 오염된 토양에는 각 컨테이너마다 수돗물 9ℓ를 균일하게 살포하고, 외측 대형 플라스틱 컨테이너의 덮개를 제외한 전중량을 측정하였다.
그다음, 이들 컨테이너를 온실내로 옮겨 온실내의 온도가 20℃ 이하로 되지않도록 야간에는 난방을 하였다. 낮 동안의 온실내의 온도는 최고 41℃에 달하고, 컨테이너내의 오염된 토양의 온도도 최고 32℃에 에 달하였다. 이 온실내에서의 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 증식과 이들 미생물이 생산하는 효소에 의한 염소화 디옥신류의 분해는 3개월간 실행하고, 그 동안에는 일주일에 1번의 빈도로, 외측 대형 플라스틱 컨테이너의 덮개를 제외한 전중량을 측정하고, 당초 전중량에 대한 감량분만큼 멸균물을 보급하였다.
(6) 미생물이 생산하는 효소의 토양으로의 방출 모니터링에 의한 미생물의 증식 조건의 조정
상기 컨테이너내의 오염된 토양에 접종한 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물이 생산하는 라카아제의 상기 토양으로의 방출량을 하기와 같이 하여 모니터링하였다.
이 컨테이너내의 미생물을 증식중인 토양을 10g 취득, 이에 멸균물 100㎖를 첨가하고, 실온에 있어서 1시간 교반하였다. 얻어진 현탁액을 2000rpm으로 원심분리하여 그 웃물액을 추출액으로 하였다. 그리고, 이 추출액을 pH값을 4.5로 조정한 마롱산 완충액 100밀리몰을 포함하는 용액에 첨가하였다. 그다음, 이에 4-아미노안티피린 2밀리몰과 페놀 1밀리몰을 첨가하여 30℃에서 반응시켰다. 그리고, 이 반응의 종료 후, 파장 500㎚의 광에 대한 흡광도를 측정하고, 이 반응전의 용액의 흡광도로부터의 변화에 의해 라카아제 활성을 구하였다. 이 라카아제 활성의 값은 1㎝ 광로 길이에 있어서 1분 동안 흡광도를 1 증가시키는 효소량을 1유닛으로 하여 산출하였다.
그 결과, 시조필룸 커뮨[Schizophyllum commune : IFO-6505]균이 생산하는 라카아제의 토양 중 농도가 0.8유닛/g이고, 트라메테스 베르시칼라[Trametes versicolor : IFO-4941]균이 생산하는 라카아제의 토양 중의 농도가 0.9유닛/g, 또한 플레우로투스 풀모나리스[Pleurotus pulmonaris : IFO-31345]균이 생산하는 라카아제의 토양 중의 농도가 0.3유닛/g이었다.
이들 모니터링의 결과로부터, 상기 컨테이너내에서 증식중인 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 생육 조건을 적정화하고, 또한 염소화 이옥신류의 분해 소를 방출시키는 자극 질을 첨가함으로써, 한층 더 염소화 디옥신류 분해 효소의 상기 토양으로의 방출을 촉진시켰다.
(7) 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물에 의한 염소화 디옥신류의 분해량의 측정
상기 (5) 및 (6)에서 실시한 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물에 의한 오염된 토양 중의 염소화 디옥신류의 분해량을 측정하였다. 상기 (5)에서의 3개월간의 미생물 증식 공정을 종료한 후, 각 컨테이너의 덮개를 개방하고, 토양의 표면을 피복하는 균상 또는 상수리 나무 톱밥 및 네트를 제거하고, 토양 표면에서 하측 2㎝까지의 부위에서 채취한 토양 시료, 및 토양 표면에서 하측 2㎝보다 깊고 또한 토양 표면에서 하측 10㎝ 이내의 부위에서 채취한 토양 시료에 대하여, 이들에 잔존하는 염소화 디옥신류를 가스 크로마토그래피 질량 분석에 의해 정량하여, 2,3,7,8-테트라클로로디벤조-p-디옥신의 활성에 대한 독성 당량(TEQ)을 구하였다. 또한, 상기 (4)에서 채취한 오염된 토양에 어떤 처리도 하지 않은 것 및 에틸 알콜에 의한 처리만 실행한 것에 대해서도, 각각 1점의 토양 시료당 염소화 디옥신류의 정량을 하였다. 이들 결과를 표 11에 나타냈다.
| 접종한 미생물 | 토양 시료의 채취 부위 | 독성 당량(pg-TEQ/g) |
| 시조필룸 커뮨(IFO-6505) | 토양 표면밑 2㎝ 이내 | 630 |
| 토양 표면밑 2 내지 10㎝ | 1540 | |
| 트라메테스 베르시칼라균(IFO-4941) | 토양 표면밑 2㎝ 이내 | 450 |
| 토양 표면밑 2 내지 10㎝ | 1400 | |
| 플레오투스 풀모나리스균(IFO-31345) | 토양 표면밑 2㎝ 이내 | 1050 |
| 토양 표면밑 2 내지 10㎝ | 1920 | |
| 무처리 | 토양 표면밑 2㎝ 이내 | 2560 |
| 에틸 알콜 처리 | 토양 표면밑 2㎝ 이내 | 2340 |
표 11의 결과로부터, 컨테이너내의 토양에 함유된 염소화 디옥신류의 함유율이 그 토양 표면에 근접한 부위, 즉 염소화 디옥신류의 분해능을 갖는 미생물의 증식 개소에 근접한 부위의 토양 중의 염소화 디옥신류의 함유율이, 그 밖의 부위의 토양 중의 염소화 디옥신류의 함유율보다도 각별히 저하하고 있어, 염소화 디옥신류의 분해가 더욱 촉진되었다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 의하면, 소각 설비, 제조 설비 등으로부터 자연계로 배출되는 난분해성 유해 물질을 포함하는 배출 가스, 폐수 및 소각 재, 및 이들에 의해 오염된 물, 토양 등에 축적된 상기 난분해성 유해 물질을 안정성이 높은 효소 또는 안정된 효소 생산성을 갖는 미생물에 의한 분해에 의해 무해화할 수 있다. 본 발명은, 특히 농약중의 특정 성분, 화학 공업에 있어서의 원료 또는 제품, 또한 쓰레기 또는 산업 폐기물의 소각 처리시에 생성되는 특정한 화학 물질 등의 난분해성 유해 물질, 종이, 펄프 공업, 정밀 기계 관련 산업 등에 있어서 세정제 등으로서 사용되고 있는 난분해성 유해 물질 등의 분해에 효과적으로 사용된다.
Claims (19)
- 토양, 재 또는 물에 포함된 난분해성 유해 물질을 미생물 또는 미생물의 생산 효소에 의해 분해하는 방법에 있어서,상기 난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 수중의 잡균의 저감 처리 또는 무균화 처리를 실시하고, 상기 처리된 토양, 재 또는 물을 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물 및 상기 미생물의 생산 효소로부터 선택되는 하나 이상의 미생물 또는 효소와 접촉시키는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해 물질의 분해 방법.
- 제 1 항에 있어서,난분해성 유해 물질이 디옥신류, 할로겐화 비페닐류, 할로겐화 탄화수소류, 비스페놀류, 알킬페놀류, 할로겐화 페놀류 및 프탈산 에스테르류로부터 선택되는 분해 방법.
- 제 1 항에 있어서,미생물의 생산 효소가 망간 퍼옥시다아제, 리그닌 퍼옥시다아제, 라카아제, 벤젠 모노옥시게나아제 또는 벤젠 디옥시게나아제인 분해 방법.
- 제 1 항에 있어서,난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물이 망간 퍼옥시다아제 생산균, 리그닌 퍼옥시다아제 생산균, 라카아제 생산균, 벤젠 모노옥시게나아제 생산균 또는 벤젠 디옥시게나아제 생산균인 분해 방법.
- 제 1 항에 있어서,난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물이 시조필룸(Schizophillum), 플레우로투스(Pleurotus), 트라메테스(Trametes), 렌티누스(Lentinus), 리조크토니아 (Rhizoctonia), 푸날리아(Funalia), 피크노포루스(Pycnoporus), 메룰리우스 (Merulius), 미셀리오프토라(Myceliophtora), 코프리누스(Coprinus), 아가리쿠스 (Agaricus), 폴리오타(Pholiota), 플람물리나(Flammulina), 가노데르마 (Ganoderma), 다에달레오프시스(Daedaleopsis), 파볼루스(Favolus), 리오필룸 (Lyophyllum), 아스페르길루스(Asperugillus) 또는 아우리쿨라리아(Auricularia) 속에 속하는 미생물인 분해 방법.
- 제 1 항에 있어서,잡균의 저감 처리 또는 무균화 처리를 가열 처리, 화학적 처리, 또는 가열 처리와 화학적 처리의 조합에 의해 실행하는 분해 방법.
- 제 6 항에 있어서,가열 처리를 60℃ 이상의 온도에서 실시하는 분해 방법.
- 제 6 항에 있어서,가열 처리를 산소 또는 물과의 반응에 의해 발열하는 발열성 물질을 사용하여 실행하는 분해 방법.
- 제 1 항에 있어서,(i) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에, 산소 또는 물과의 반응에 의해 발열하는 발열성 물질을 토양의 건조 중량에 대하여 5중량% 이상 첨가, 혼합 및 교반하는 공정,(ii) 상기 토양에 물을 첨가하고, 상기 발열성 물질과 반응시켜 토양 온도를 60℃ 이상으로 상승시키는 공정, 및(iii) 상기 토양을 방치하고, 온도가 40℃ 이하로 저하된 후, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 첨가하는 공정을 순차적으로 실행하는 분해 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 발열성 물질이 산화칼슘, 철분, 흑연, 유황, 수산화철(II), 마그네슘, 몰리브덴, 니켈, 트리스(아세틸아세토나토)알루미늄, 비스(아세틸아세토나토)구리, 트리스(아세틸아세토나토)철(Ⅲ), 비스(아세틸아세토나토)마그네슘, 디벤젠몰리브데늄, 몰리브데늄헥사카보닐, 디에틸실란디올 및 디에틸 아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 분해 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 공정(ii)와 공정(iii)의 사이에, 토양의 pH를 4 내지 10으로 조정하는 공정(ii')을 추가로 포함하는 분해 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 공정(iii) 후, 토양에 물을 첨가하고, 토양에 대한 수분 함량을 15중량% 이상으로 조정하는 공정을 추가로 포함하는 분해 방법.
- 제 6 항에 있어서,화학적 처리를, 에틸 알콜, 에틸렌옥사이드, 역성 비누(invert soap), 리모넨, 베라트릴 알콜, 2탄산 디에틸, 과산화수소, 차아염소산, 염산 및 클로로피크린으로부터 선택된 처리제를 사용하여 실행하는 분해 방법.
- 제 1 항에 있어서,난분해성 유해 물질을 함유하는 토양, 재 또는 물에, 상기 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물의 영양원을 첨가한 후, 상기 미생물과 접촉시키는 분해 방법.
- 제 1 항에 있어서,잡균의 혼입을 차단한 시스템에서, 난분해성 유해 물질과 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물 또는 상기 미생물의 생산 효소를 접촉시키는 분해 방법.
- 제 1 항에 있어서,난분해성 유해 물질 함유 수 중에 포함되어 있는 무기 잔류 염소 화합물을, 미생물과 접촉하기 전에 제거하거나 또는 염소 이온으로 분해하는 분해 방법.
- 제 1 항에 있어서,pH 3 내지 11에서 수중의 난분해성 유해 물질을 분해하는 분해 방법.
- 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양 중의 상기 난분해성 유해 물질을 분해하는 방법으로서,(a) 토양중에 함유된 난분해성 유해 물질을 동족체 분석하고, 상기 오염된 토양 단위량당 독성 당량(toxic equivalent, TEQ)을 산출하는 공정,(b) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에, 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 증식시키고, 상기 (a)에서 특정된 난분해성 유해물질을 분해하는 능력이 높은 미생물군을 선정하는 공정,(c) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에 존재하는 상재균이 난분해성 유해 물질의 분해능을 가질 경우 그 증식 촉진용의 영양원을 첨가하는 공정,(d) 난분해성 유해 물질에 의해 오염된 토양에 존재하는 상재균이 난분해성 유해물질의 분해능을 갖는 미생물의 증식을 저해할 경우 상기 상재균의 증식 억제 처리를 실시한 후, 상기 오염된 토양에 난분해성 유해 물질의 분해능을 갖는 미생물을 접종하고 증식을 촉진하는 공정,(e) 상기 미생물이 생산하는 효소에 의한 난분해성 유해 물질의 분해를 촉진하는 공정, 및(f) 상기 미생물이 생산하는 난분해성 유해 물질 분해 효소의 상기 토양으로의 방출을 모니터링하고, 상기 미생물의 증식 조건을 조정하는 공정으로 구성되는 난분해성 유해 물질의 분해 방법.
- 제 18 항에 있어서,미생물이 생산하는 효소에 의한 난분해성 유해 물질의 분해를 계면활성제, 올레산, 올리브유, 아마인유, 어유 및 리모넨으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 첨가하여 촉진하는 분해 방법.
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