TWI568701B - 硫酸還原菌之選擇性制菌方法 - Google Patents

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Description

硫酸還原菌之選擇性制菌方法
本發明係關於一種不抑制其他菌增殖而僅抑制硫酸還原菌增殖之硫酸還原菌之選擇性制菌方法。又，本發明係關於一種可抑制以石膏為硫源之硫化氫之產生的石膏組成物、石膏系固化材及石膏系建材。
硫酸還原菌係以硫酸根離子為電子接受體將有機物氧化而獲得能量的細菌。上述硫酸還原菌根據種類不同而其生長溫度區域不同，存在高溫性菌、中溫性菌、低溫性菌及好冷性菌。又，根據生長pH值之不同，存在於中性附近生長良好之菌、及於酸性或鹼性之條件下生長良好之菌。又，生存區域亦遍佈海洋泥、一般土壤、熱泉噴口、管線之中等廣泛區域。
於硫酸還原菌之能量獲得過程中，生成硫酸根離子之還原體即硫化氫。該硫化氫為毒性或腐蝕性較強、且散發惡臭之物質，因此，若大量生成則成為問題。例如，已知如下等問題：於硫酸還原菌以自然水、肥料(硫酸銨等)等中所含之硫酸根離子作為電子接受體而獲得能量時，產生硫化氫，於農田中阻礙作物之生長，或將鐵材(埋設 管等)腐蝕。
又，近年來，以被非法丟棄之石膏為硫源而產生硫化氫之情況成為問題。已知該硫化氫之產生與硫酸還原菌有關。
作為上述硫酸還原菌所導致之硫化氫之產生事例，報告有由廢石膏板產生硫化氫。廢石膏板除作為主成分之硫酸鈣(硫酸根離子)以外，亦包含糊劑或紙(營養成分)。因此，有土壤中之硫酸還原菌將廢石膏板同化(anabolism)而產生硫化氫之情形。
因此，正嘗試抑制硫酸還原菌之增殖而抑制硫化氫之生成。例如，本案申請人揭示有如下方法：藉由在以石膏為主材之土壤處理材料中添加蒽醌化合物，而抑制硫酸還原菌之增殖，抑制硫化氫之生成(參照專利文獻1)。
然而，專利文獻1中所記載之技術使用非常高價之蒽醌化合物，因此於製造成本方面存在問題。尤其於土壤處理材料等大量使用之用途中，有成本成為障礙而無法擴大利用之實情。
因此，本案申請人亦揭示有如下方法：藉由在石膏組成物中添加鋁硫酸鹽水合物[Al2(SO4)3‧nH2O(n=6、10、16、18、27)]等特定鋁化合物，而抑制硫酸還原菌之增殖，抑制硫化氫之生成(參照專利文獻2)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-177992號公報
[專利文獻2]日本專利特開2010-208870號公報
專利文獻2中所記載之方法係使用與蒽醌化合物相比廉價且容易獲取之鋁化合物，因此可解決專利文獻1中所記載之技術所具有之製造成本之問題。但是，於以下方面仍然留有改良之餘地。
即，根據專利文獻2中所記載之方法，雖然可抑制硫酸還原菌之增殖，可抑制硫化氫之生成，但有抑制硫酸還原菌以外之菌(以下，記為「其他菌」)之增殖之情形。於其他菌之增殖受到抑制之情形時，有土壤等之微生物相受到破壞而出現產生惡臭、妨礙植物生長等問題之情況。因此，期望確立可不抑制其他菌之增殖而選擇性地抑制硫酸還原菌之增殖的方法。
本發明係為了解決上述習知技術之課題而完成者。即，本發明提供一種可不抑制其他菌之增殖而選擇性地抑制硫酸還原菌之增殖的硫酸還原菌之選擇性制菌方法、石膏組成物、石膏系固化材及石膏系建材。
本發明者等人對上述課題進行潛心研究，結果發現螯合化Al具有選擇性地抑制硫酸還原菌之增殖之作用，從而完成本發明。
[1]硫酸還原菌之選擇性制菌方法：
即，根據本發明，提供一種硫酸還原菌之選擇性制菌方法，其特徵在於：藉由在硫酸還原菌存在之環境中使螯合化Al併存，而選擇性地抑制上述硫酸還原菌之增殖。
於本發明之方法中，較佳為於上述硫酸還原菌存在之環境中添加Al3+源及螯合劑，從而於上述環境中生成上述螯合化Al。又， 於本發明之方法中，上述Al3+源較佳為選自由Al2O3、AlCl3、Al(OH)3及Al2(SO4)3所組成之群中之至少一種Al化合物。進而，於本發明之方法中，上述硫酸還原菌較佳為於中溫域(20~45℃)且中性域(pH值5~9)中生存之菌。
[2]石膏組成物：
又，根據本發明，提供一種石膏組成物，其特徵在於：其含有石膏(A)、及螯合化Al(B)，且相對於上述石膏(A)100質量份以0.01~20質量份之範圍含有上述螯合化Al(B)。
於本發明之組成物中，較佳為含有Al3+源(b-1)及螯合劑(b-2)代替上述螯合化Al(B)。又，於本發明之組成物中，上述Al3+源(b-1)較佳為選自由Al2O3、AlCl3、Al(OH)3及Al2(SO4)3所組成之群中之至少一種Al化合物。
於本發明之組成物中，較佳為上述石膏之一部分或全部為廢石膏，且較佳為上述石膏之一部分或全部為燒石膏。
[3]石膏系固化材、石膏系建材：
進而，根據本發明，提供一種石膏系固化材，其特徵在於：其含有上述石膏組成物中上述石膏之一部分或全部為燒石膏者。又，根據本發明，提供一種石膏系建材，其特徵在於：其係於上述石膏組成物中上述石膏之一部分或全部為燒石膏者中添加水、進行成形、並使其固化而成。
本發明之選擇性制菌方法及石膏組成物等可選擇性地 抑制硫酸還原菌之增殖。因此，可抑制硫酸還原菌之增殖，抑制硫化氫之生成。另一方面，本發明之選擇性制菌方法及石膏組成物等不抑制其他菌之增殖，因此，亦不破壞土壤等之微生物相，而無出現產生惡臭、妨礙植物生長等問題之虞。
圖1係表示對螯合化Al之硫酸還原菌之增殖抑制效果進行評價之結果的曲線圖。
圖2係表示對螯合化Al之大腸菌之增殖抑制效果進行評價之結果的曲線圖。
圖3係表示對螯合化Al之酪酸菌之增殖抑制效果進行評價之結果的曲線圖。
圖4係表示對AlCl3之硫酸還原菌之增殖抑制效果進行評價之結果的曲線圖。
圖5係表示對AlCl3之大腸菌之增殖抑制效果進行評價之結果的曲線圖。
圖6係表示對AlCl3之酪酸菌之增殖抑制效果進行評價之結果的曲線圖。
以下，對本發明詳細地進行說明。但是，本發明不限定於下述實施形態，亦包括具有此發明限定事項之全部對象。
[1]硫酸還原菌之選擇性制菌方法：
本發明係關於一種選擇性地抑制硫酸還原菌之增殖的選擇性制菌 方法。
如上所述，所謂「硫酸還原菌」，係以硫酸根離子為電子接受體將有機物氧化而獲得能量之細菌。該細菌廣泛分佈於一般土壤或污水污泥等厭氧環境中。成為本發明之適用對象之硫酸還原菌之種類並無特別限定。例如，可為革蘭氏陰性菌，亦可為革蘭氏陽性菌，亦可為古細菌。
具體而言，可列舉：脫硫弧菌屬(Desulfovibrio；革蘭氏陰性厭氧性桿菌、革蘭氏陰性厭氧性螺旋菌)、脫硫單胞菌屬(Desulfuromonas；革蘭氏陰性厭氧性桿菌、革蘭氏陰性厭氧性螺旋菌)、脫亞硫酸菌屬(Desulfitobacterium；革蘭氏陰性絕對厭氧性菌)、脫硫彎桿菌屬(Desulfotomaculum；革蘭氏陽性內生胞子形成桿菌)等硫酸還原菌。
作為脫硫弧菌屬細菌之具體例，可列舉：普通脫硫弧菌(Desulfovibrio vulgaris)、非洲脫硫弧菌(Desulfovibrio africanus)、脫硫脫硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)、巨大脫硫弧菌(Desulfovibrio gigas)等。作為脫硫彎桿菌屬細菌之具體例，可列舉瘤胃脫硫腸狀菌(Desulfotomaculum ruminis)等。
本發明之方法對於上述全部硫酸還原菌，即，對於革蘭氏陰性菌、對於革蘭氏陽性菌、對於古細菌均產生抑制效果。其中，可對在中溫域(20~45℃)且中性域(pH值5~9)中生存之硫酸還原菌較佳地使用。已述之普通脫硫弧菌、非洲脫硫弧菌、脫硫脫硫弧菌、巨大脫硫弧菌、瘤胃脫硫腸狀菌為「於中溫域(20~45℃)且中性域(pH值5~9)中生存之硫酸還原菌」。
本發明之方法可理解為，螯合化Al作用於硫酸還原菌 之硫酸還原機制，藉此硫酸還原菌之硫酸還原機制停止，結果成為選擇性地抑制硫酸還原菌之增殖。所謂「選擇性」，意指增殖抑制效果對於硫酸還原菌為特異性。即，意指：可見對硫酸還原菌之增殖抑制效果，但幾乎未見對硫酸還原菌以外之菌(其他菌)之增殖抑制效果。
作為「其他菌」之代表例，可列舉大腸埃希氏菌(Escherichia coli；兼性厭氧性革蘭氏陰性桿菌，日本名稱：大腸菌)、酪酸桿菌(Clostridium butyricum；革蘭氏陽性內生胞子形成桿菌，日本名稱：酪酸菌)等。
再者，本發明中所謂之「制菌」，意指抑制細菌之增殖。即，無需達到殺菌或滅菌般直接減少細菌數量之程度。
[1-1]螯合化Al：
本發明之方法之特徵在於：於硫酸還原菌存在之環境中使螯合化Al併存。「硫酸還原菌存在之環境」係只要可確認硫酸還原菌之存在，則無特別限制。例如，可列舉硫酸還原菌廣泛分佈之一般土壤或污水污泥等厭氧環境。所謂「螯合化Al」，係由Al3+與螯合劑形成，更具體而言，為於成為中心離子之Al3+配位有螯合劑之錯合物。螯合化Al係藉由將後述Al3+源與螯合劑混合而迅速地形成。
所謂「螯合劑」，係配位於Al3+而形成螯合化Al之多牙配位子。於本發明中，螯合劑之種類並無特別限定。例如，可為鏈狀配位子，亦可為環狀配位子。
作為鏈狀配位子，例如可列舉如下等：草酸、丙二酸、酒石酸、戊二酸、蘋果酸、檸檬酸、馬來酸(均為雙牙配位子)等多元羧酸類；乙二胺(EDA、雙牙配位子)等多元胺類；乙二胺四乙酸(EDTA、 六牙配位子)等胺基多羧酸類；2,2'-聯吡啶、1,10-啡啉(均為雙牙配位子)等聯吡啶類。
作為環狀配位子，例如可列舉如下等：卟啉類(四牙配位子)；冠醚類(配位數因化合物而異。例如18-冠-6為六牙配位子)。
上述螯合劑中，較佳為配位於Al3+而容易地形成螯合化Al之螯合劑。又，本發明經常於自然環境中實施，因此，進而較佳為不對環境產生不良影響之螯合劑。具體而言，可列舉檸檬酸、丙二酸、酒石酸、戊二酸、蘋果酸、馬來酸等。
關於Al3+與螯合劑之量比，並無特別限定。根據螯合劑之種類，其與Al3+形成穩定錯合物之莫耳比不同。但是，較理想為以所添加之Al3+源之全部量螯合化且Al3+溶存之方式調節螯合劑之添加量(莫耳比)。例如，Al3+源與草酸形成穩定之錯合物之莫耳比為1：3，Al3+源與檸檬酸形成穩定之錯合物之莫耳比為1：2，Al3+源與EDTA形成穩定之錯合物之莫耳比為1：1。
再者，如後述，螯合化Al可由廉價且容易獲取之鋁化合物形成，與使用蒽醌化合物之情形相比，可使製造成本低廉化。尤其，於使用廉價且容易獲取之2~4元有機酸作為螯合劑之情形時，使製造成本低廉化之效果較大。
[1-2]Al3+源：
螯合化Al既可將其本身(即，已經螯合化之Al3+)添加於硫酸還原菌存在之環境中，亦可於上述環境中添加Al3+源及螯合劑而於上述環境中生成上述螯合化Al。即便於分別添加Al3+源與螯合劑之情形時，亦於上述環境中迅速地形成螯合化Al。
所謂「Al3+源」，係於水之存在下可生成成為螯合物之中心離子之Al3+的物質。具體之物質之種類並無特別限定。其中，較佳為選自由Al2O3、AlCl3、Al(OH)3及Al2(SO4)3所組成之群中之至少一種Al化合物。再者，由於為「至少一種」，因此既可單獨使用上述化合物之一種，亦可併用兩種以上上述化合物。
「Al2O3、AlCl3、Al(OH)3及Al2(SO4)3」中，當然包含該等之無水物，亦包含該等之水合物。又，該等化合物之形態可為結晶，亦可為非晶質(例如非晶氧化鋁等)。進而，作為該等化合物，無需使用純物質，亦可使用混合物。例如，亦可使用含有該等化合物之礦物作為Al3+源。
[2]石膏組成物：
本發明之石膏組成物係以石膏(A)為主成分者，其特徵在於：除上述石膏(A)以外，亦含有螯合化Al(B)，且相對於石膏(A)100質量份，以0.01~20質量份之範圍含有螯合化Al(B)。
[2-1]石膏：
本發明中所謂之「石膏」，係以硫酸鈣為主成分之礦物，可列舉硫酸鈣之1/2水合物、二水合物、無水合物等。因此，於本發明中，可單獨使用上述石膏中之1種，或亦可混合2種以上而使用。硫酸鈣之1/2水合物(CaSO4‧1/2H2O)亦被稱作半水石膏或燒石膏。例如可列舉β型半水石膏、α型半水石膏等。
又，於本發明中，較佳為上述石膏之一部分或全部為燒石膏。本發明中之「燒石膏」中，除上述半水石膏以外，亦包含吸收 空氣中之水分而容易地變化為半水石膏之無水硫酸鈣(CaSO4、亦被稱作可溶性無水石膏或III型無水石膏)。
因此，作為本發明中之燒石膏，可單獨使用β型半水石膏、α型半水石膏、III型無水石膏中之1種，或亦可混合2種以上而使用。
又，作為燒石膏之原料石膏，可使用天然物(半水石膏<bassanite>等)、副產石膏、廢石膏中之任一種。其中，就製造成本、促進回收、環境保護等觀點而言，較佳為石膏之一部分或全部為廢石膏。
[2-2]螯合化Al：
於本發明之石膏組成物中，可使用與已說明之本發明之制菌方法相同之螯合化Al。螯合劑之形態並無特別限定。其中，較佳為使用粉末狀之螯合劑。通常，作為本發明之石膏組成物之主材即石膏，使用粉末狀者。因此，與上述石膏同樣地使用粉末狀之螯合劑時容易操作。
本發明之石膏組成物相對於上述石膏(A)100質量份，以0.01~20質量份之範圍含有上述螯合化Al(B)。藉由使螯合化Al之含量為0.01質量份以上，可不抑制其他菌之增殖而選擇性地抑制硫酸還原菌之增殖，可抑制硫化氫之產生。又，於螯合化Al之含量達到20質量份之前，可獲得上述效果。
但是，相對於石膏(A)100質量份，較佳為以0.1~10質量份之範圍含有螯合化Al(B)，進而較佳為以0.2~2質量份之範圍含有螯合化Al(B)。藉由使螯合化Al(B)之含量為0.1質量份以上，可更加確實地抑制硫化氫之產生。另一方面，即便大量添加螯合化Al，其抑制效果亦非與量相應地增大。因此，藉由使螯合化Al(B)之含量為 10質量份以下，可防止製造成本超出需要地上升。
[2-3]Al3+源：
本發明之石膏組成物中，亦包含含有Al3+源(b-1)及螯合劑(b-2)代替螯合化Al(B)者。即便分別添加Al3+源與螯合劑，亦於石膏組成物之製造過程或使用時藉由所添加之水而於石膏組成物中迅速地形成螯合化Al。關於Al3+源、螯合劑，可使用與已說明之本發明之制菌方法相同者。
[3]石膏系固化材、石膏系建材：
如已述般，本發明之石膏組成物係以既定比率含有石膏及螯合化Al者。因此，本發明中包含滿足上述組成之全部石膏組成物。即，其用途不受限定。例如，於不利用石膏之化學性反應(水合反應)之用途中所使用之石膏組成物亦包含於本發明之範圍中。作為於不利用水合反應之用途中所使用之石膏組成物，可列舉：運動場等中所使用之白線用線材、肥料、瓦礫處理劑等。
但是，本發明之石膏組成物可較佳地用於利用石膏之水合反應之用途，具體而言可較佳地用作石膏系固化材或石膏系建材。本發明之石膏系固化材之特徵在於：其含有本發明之石膏組成物中石膏之一部分或全部為燒石膏者。又，本發明之石膏系建材之特徵在於：其係於本發明之石膏組成物中石膏之一部分或全部為燒石膏者中添加水、進行成形、並使其固化而成。
燒石膏(半水石膏。亦包含III型無水石膏)具有藉由水合反應而容易地變化為二水石膏(CaSO4‧2H2O)並形成強度較高之固化物的性質。因此，本發明之石膏組成物中，石膏之一部分或全部為燒 石膏者可較佳地用作石膏系固化材及石膏系建材。
本發明之石膏系固化材及石膏系建材可不抑制其他菌之增殖而選擇性地抑制硫酸還原菌之增殖，而可抑制硫化氫之產生。又，具有與習知之石膏系固化材或石膏系建材相比毫不遜色之性能(強度、耐火性、隔音性、耐震性等)、施工作業性。
石膏系固化材可為使其本身固化而成者，亦可為與他者混合並使混合物整體固化而成者。作為使其本身固化而成者，例如可列舉石膏糊料(塗壁材料)、石膏板用接縫處理材料(油灰)等濕式材料(石膏系濕式塗材)等。作為與他者混合並使混合物整體固化者，例如可列舉用以使建設殘土、污泥、泥土等固化之土壤處理用固化材等(石膏系土壤改良材)。
作為石膏系建材，可列舉天花板材、壁材、地板材等中所使用之石膏板或石膏塊等。作為上述石膏板，例如包括：石膏板之表面經板用原紙被覆之石膏板；石膏板之表面經玻璃纖維墊(片材)被覆之玻璃墊石膏板；石膏板之內部(距離表面1~2mm之內側)埋設有玻璃纖維墊(片材)之石膏板。又，上述石膏板之用途並不限定於構造用。例如亦可適用於裝飾用、吸音用、吸濕用等具有功能性之功能性石膏板。
[4]本發明之石膏組成物等之效果：
本發明之石膏組成物、石膏系固化材及石膏系建材係達成如下效果：於將該等置於硫酸還原菌存在之環境下之情形時，不抑制其他菌之增殖，而選擇性地抑制硫酸還原菌之增殖，抑制硫化氫之產生。
[實施例]
以下，藉由實施例及比較例進一步具體地說明本發明。 但本發明不限定於下述實施例之構成。再者，以下記載中之「份」、「%」只要未特別說明，即為質量基準。
[1]實施例1~3、比較例1(選擇性制菌方法)： [預培養]
於實施例及比較例中，使用作為代表性標準株之以下菌株。關於Desulfovibrio vulgariss DSM 644T，係由德國之標準菌株保存機關即DSMZ(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH)獲取。關於其他菌，係由製品評價技術基礎機構生物技術中心獲取。對於該等菌株，使用分售機關指定之培養基進行預培養。預培養期間係設為約1週。
(1)硫酸還原菌：Desulfovibrio vulgariss DSM 644T
(2)大腸菌：Escherichia coli NBRC 102203T
(3)酪酸菌：Clostridium butyricum NBRC 13949T
[繼代培養]
進行預培養後，僅將菌體回收，於表1~表3中所示之組成之培養基中對各菌進行繼代培養。將上述繼代培養後經收集、洗淨之菌體用於實施例及比較例。再者，表中之「去離子水/Al水溶液」表示：於所製備之Al水溶液之濃度為0mM之系統中使用去離子水，於所製備之Al水溶液之濃度為2mM、20mM之系統中使用後述Al溶液。
[Al溶液(AlCl3水溶液)之調整]
將既定量之AlCl3‧6H2O添加於蒸餾水中，利用高壓釜進行加熱溶解之後，添加適量KOH水溶液，將pH值調整為7.0附近。藉此，製備AlCl3之濃度為2mM、20mM之培養基添加用AlCl3水溶液。將該AlCl3水溶液供於比較例1之方法。
[Al溶液(螯合化Al水溶液)之調整]
將既定量之AlCl3‧6H2O添加於蒸餾水中，利用高壓釜進行加熱溶解之後，於經加熱溶解之AlCl3‧6H2O水溶液中添加與上述水溶液中之AlCl3等莫耳量之檸檬酸、及水，並攪拌1小時。其後，添加適量KOH水溶液，將pH值調整為7.0附近。藉此，製備檸檬酸‧Al螯合 物之濃度為2mM、20mM之培養基添加用螯合化Al水溶液。將該螯合化Al水溶液供於實施例1之方法。
除了於經加熱溶解之AlCl3‧6H2O水溶液中添加與上述 水溶液中之AlCl3等莫耳量之草酸、及水以外，以與實施例1相同之方式製備草酸‧Al螯合物之濃度為2mM、20mM之培養基添加用螯合化Al水溶液。將該螯合化Al水溶液供於實施例2之方法。
除了於經加熱溶解之AlCl3‧6H2O水溶液中添加與上述水溶液中之AlCl3等莫耳量之EDTA、及水以外，以與實施例1相同之方式製備EDTA‧Al螯合物之濃度為2mM、20mM之培養基添加用螯合化Al水溶液。將該螯合化Al水溶液供於實施例3之方法。
[添加Al之培養基之製備]
於以上述之方式製備之AlCl3水溶液或螯合化Al水溶液中以成為表1~表3中所記載之組成比之方式添加預先利用高壓釜進行過滅菌處理之表1~表3中所記載之培養基之成分，製備添加Al之培養基。添加適量氫氧化鉀及鹽酸而將該添加Al之培養基調整為表1~表3中所記載之pH值並使用。
[培養]
於經滅菌過之100ml(標稱)小瓶中，注入上述添加Al之培養基100ml，並對上述培養基以一定時間吹入經脫氧之氮氣，藉此使上述小瓶內為厭氧狀態。於該培養基中以菌體濃度成為106個之方式植入經繼代培養之各菌體(硫酸還原菌、大腸菌、酪酸菌)。其後，藉由丁基橡膠栓及鋁封件將小瓶密封，於37℃之培養箱內進行振盪培養。振盪培養係 以氫氧化物不沈澱之程度之振盪次數(110次/分鐘)進行。自培養液抽取樣品並用於評價中。
[評價方法(蛋白質量測定)]
自小瓶採取培養基1ml，將培養基成分去除，使其懸浮於滅菌蒸餾水1ml中。藉由超音波破碎機自該懸浮液萃取蛋白質，利用BCA法(二喹啉甲酸法)測定蛋白質量。根據該蛋白質的量評價對於各菌體之增殖抑制效果(制菌效果)。
[結果]
關於實施例1之方法(檸檬酸‧Al螯合物之添加)，將對於硫酸還原菌之制菌效果之曲線圖示於圖1，將對於大腸菌之制菌效果之曲線圖示於圖2，將對於酪酸菌之制菌效果之曲線圖示於圖3。又，關於比較例1之方法(AlCl3之添加)，將對於硫酸還原菌之制菌效果之曲線圖示於圖4，將對於大腸菌之制菌效果之曲線圖示於圖5，將對於酪酸菌之制菌效果之曲線圖示於圖6。於該等曲線圖中，橫軸表示經過時間(單位：小時)，縱軸表示蛋白質量(單位：mg/L)之對數值。
根據比較例1之方法(AlCl3之添加)，如圖4~圖6所示，於硫酸還原菌、大腸菌、酪酸菌之所有培養液中，蛋白質量之增加均受到抑制。即，根據比較例1之方法，不僅硫酸還原菌之增殖受到抑制，大腸菌及酪酸菌之增殖亦受到抑制。
又，根據實施例1之方法(檸檬酸‧Al螯合物之添加)，如圖1所示，於硫酸還原菌之培養液中，蛋白質的量之增加受到抑制。即，硫酸還原菌之增殖受到抑制。
另一方面，如圖2及圖3所示，於大腸菌、酪酸菌之培養液中，即便添加Al螯合物，亦與不添加之情形時相同地蛋白質的量增加。即，大腸菌及酪酸菌之增殖未受到抑制，對於實施例1之方法，可見選擇性之制菌效果。再者，雖然曲線圖中未表示，但對於實施例2之方法(Al‧草酸螯合物之添加)及實施例3之方法(Al‧EDTA螯合物之添加)，可見與實施例1相同之選擇性制菌效果。
[2]實施例4~8、比較例2、3(石膏組成物)： [石膏組成物之製備]
製備具有表4中所記載之組成之石膏組成物(實施例4~8、比較例2及3)。作為石膏，使用將廢石膏粉碎並進行煅燒而獲得之燒石膏。作為Al3+源，使用AlCl3。作為螯合劑，使用檸檬酸。
於經滅菌過之100ml(標稱)小瓶中投入表1中所記載之培養基100ml、及實施例4~8、比較例2及3中任一者之石膏組成物2g。進而，添加適量氫氧化鈣水溶液而將pH值調整為6.5。該pH值調整係為了防止培養液偏向酸性側而成為菌無法生存之環境而進行。
繼而，藉由在小瓶中以一定時間吹入經脫氧之氮氣，而使小瓶內為厭氧狀態。進而，於上述培養基中以菌體濃度成為106個之方式植入經繼代培養之硫酸還原菌。其後，藉由丁基橡膠栓及鋁封件將小瓶密封，於37℃之培養箱內進行100小時振盪培養。振盪培養係以氫氧化物不沈澱之程度之振盪次數(110次/分鐘)進行。再者，上述培養條件係為了使硫化氫產生而設為硫化氫容易產生之條件。即，上述培養條件並非將土壤改質現場或非法丟棄等之現場再現者。
[評價方法(蛋白質量測定)]
自小瓶採取培養基1ml，將培養基成分去除，使其懸浮於滅菌蒸餾水1ml中。藉由超音波破碎機自該懸浮液萃取蛋白質，藉由BCA法(二喹啉甲酸法)測定蛋白質量。根據該蛋白質的量評價對於各菌體之增殖抑制效果(制菌效果)。將其結果示於表5。
[評價方法(硫化氫產生量)]
利用孔徑0.22μm之薄膜過濾器將自小瓶所採取之培養液過濾，利用蒸餾水適當進行稀釋並利用HPLC(高速液相層析儀)測定硫化氫產生量。作為HPLC，使用包括泵、管柱加熱器、陰離子分析管柱、UV(ultraviolet，紫外線)檢測器之東梭公司製造之HPLC系統。將其結果示於表5。
實施例4~8之石膏組成物與比較例2之石膏組成物(不添加AlCl3及Al螯合物)相比，硫化氫產生量、蛋白質的量均顯著減少，硫酸還原菌之增殖受到抑制。再者，可認為硫化氫產生量未成為0之原因在於：於培養液中檢測出少許溶解之硫化氫。其中，實施例5~8之石膏組成物(Al螯合物0.2~20質量份)能夠以足夠之程度抑制硫化氫之產生。尤其，實施例6~8之石膏組成物(Al螯合物2~20質量份)可大致完全地抑制硫化氫之產生。
又，根據實施例8之石膏組成物之數據，可認為若添加10質量份之Al螯合物，則可充分地抑制硫化氫之產生。因此，可謂，若考慮製造成本方面，則較佳為實施例4~7之石膏組成物(Al螯合物0.02~10質量份)。亦可謂，就可大致完全地抑制硫化氫之產生、並且能夠以低成本進行製造方面而言，進而較佳為實施例5或6之石膏組成物(Al螯合物0.2~2質量份)。
另一方面，比較例3之石膏組成物(Al螯合物0.002質量份)與比較例2之石膏組成物(不添加AlCl3及Al螯合物)相比，硫化氫產生量、蛋白質量均減少，確認硫酸還原菌之增殖受到抑制。然而， 其效果並不充分。
再者，對含水比率40%之泥土1m3添加100kg實施例4~8之石膏組成物後，充分地混練並進行固化處理。其結果為，處理物均被固化並為具有可耐處理之充分強度者。又，確認：其等均為被判斷為對環境無影響之中性之範圍內。
又，實施例4~8之石膏組成物於由上述石膏組成物製造石膏糊料(JIS A6904中所記載)、石膏板用接縫處理材料(JIS A6914中所記載)、或石膏板製品(JIS A6901中所記載)等時，並未於生產線上產生任何問題。再者，上述石膏糊料及上述石膏板用接縫處理材料為粉粒狀之石膏組成物，為與水產生反應而硬化之石膏系固化材。又，上述石膏板製品為於石膏組成物中添加水、成形為板狀、並使其固化而成之石膏系建材。
進而，亦確認：實施例4~8之石膏組成物對上述石膏糊料、石膏板用接縫處理材料、石膏板製品等之性能或施工作業性未造成任何不良影響。進而，將以實施例4~8之石膏組成物為原料所製造之石膏板或石膏糊料作為樣品，實施相同之試驗，結果，與習知者相比硫化氫之產生明顯受到抑制。
(產業上之可利用性)
本發明之制菌方法可用於硫酸還原菌之增殖抑制、進而硫化氫之生成抑制。
又，本發明之石膏組成物可較佳地用作可抑制硫化氫之產生之石膏組成物、石膏系固化材及石膏系建材。更具體而言，可用作石膏糊料(塗壁材料)、石膏板用接縫處理材料(油灰)、土壤處理用固化材(使建設殘土、污泥、泥土等固化之固化材)等石膏系固化材。又， 可用作天花板材、壁材、地板材等石膏板材(gypsum plate)(包括石膏板(gypsum board))、石膏塊、構造用石膏板、功能性石膏板(裝飾用、吸音用、吸濕用等具有功能性之石膏板)等石膏系建材。進而，可用作白線用線材、肥料、瓦礫剝離劑等其他石膏組成物。

Claims (4)

  1. 一種硫酸還原菌之選擇性制菌方法，其特徵在於：藉由在革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌及古細菌中任一種之硫酸還原菌存在之環境中使螯合化Al併存，而選擇性地抑制上述硫酸還原菌之增殖。
  2. 如申請專利範圍第1項之選擇性制菌方法，其中，於上述硫酸還原菌存在之環境中添加Al3+源及螯合劑，而使上述環境中生成上述螯合化Al。
  3. 如申請專利範圍第2項之選擇性制菌方法，其中，上述Al3+源為選自由Al2O3、AlCl3、Al(OH)3及Al2(SO4)3所組成之群中之至少一種Al化合物。
  4. 如申請專利範圍第1項之選擇性制菌方法，其中，上述硫酸還原菌為於20~45℃且pH值5~9中生存之菌。
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