JP3450518B2 - 新規微生物j1、これを用いた芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物の生物分解処理方法及び環境修復方法 - Google Patents

新規微生物j1、これを用いた芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物の生物分解処理方法及び環境修復方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規な微生物菌株及びそ
れを用いたトリクロロエチレン(TCE)やジクロロエ
チレン(DCE)のような有機塩素化合物の生物分解処
理方法、特に有機塩素化合物を含む排水や廃液等の水性
媒体の浄化、それによって汚染された土壌の修復、及び
有機塩素化合物によって汚染された空気(気相)の浄化
に有用な生物分解浄化方法及び環境修復方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、有害で難分解性である多種多様な
化合物が環境中に蓄積していることが各種環境調査で明
らかとされてきており、一般生活さらには生態系に与え
る影響が懸念されている。したがって、これらの汚染の
拡大を防止していくとともに、汚染された環境を再生し
ていく技術の確立が強く望まれている。環境修復技術の
一例として、微生物の機能を利用して有害物質を分解、
無公害化する技術があり、微生物を利用して環境の修復
を行うことよりバイオレメディエーションと呼ばれてい
る。こうした技術は、例えば、半導体製造工場跡地、金
属加工工場の汚染土壌、化学プラント跡地などの有機塩
素系化合物で汚染された環境の修復などに適用できる。
例えば、土壌の汚染は土地の再利用を妨げるだけでな
く、汚染物質が地下水に流れ込むことにより一層の汚染
拡大を引き起す元凶となっている。特にTCEは洗浄工
程などで多量に汎用されてきたこともあり、各地に規模
の大きな汚染を引き起しており、さらに、TCEが難分
解である点から、環境中での自然な浄化作用が期待でき
ないため、その環境汚染は深刻である。さらには、発ガ
ン性についても数多くの報告がなされており、TCEに
よる環境汚染はきわめて重大な社会問題になってきてい
る。
【0003】TCEの除去手段としては、土壌汚染では
真空抽出法が一般に広く利用されている。これは汚染土
壌中に井戸を形成し真空ポンプで吸引することにより揮
発性物質であるTCEを吸引、除去するものである。し
かしながら、この方法では、コスト、操作性等に問題が
あり、たとえこの方法を採用したとしても、吸引された
TCEは分解されることなく気相中に残留したままであ
り、この残留TCEの処理が大きな課題となっている。
またこれは空気汚染の抱える問題でもある。空気汚染は
先に述べたハイテク工場内などで発生した汚染を意味
し、この場合も気相中のTCEの除去なくして大気、環
境中への放出を行うことはできない。
【0004】現在、気相中に存在するTCEを除去する
手段としては、液化処理、活性炭への吸着処理などが知
られている。しかしながら、活性炭使用の場合はその再
生が問題であり、液化処理においては、大規模な装置を
必要とするわりには気相中の汚染濃度が低いので、その
コストがきわめて大きいことが問題である。さらには、
これらの方法は単なるTCEの除去手段にしか過ぎず、
その分解を伴うわけではないために、本質的な解決策で
あるとはとうてい言い難い。このように気相汚染の浄化
に関して、コスト、操作性に優れた本質的な浄化手段が
強く求められている。
【0005】環境汚染を分解微生物を利用して浄化する
アプローチがあり、特に水処理分野においては微生物の
利用は古くより行われてきている。土壌、大気について
は歴史は浅く、最近注目され始めた領域である。TCE
汚染の微生物処理に関しては、多くの研究が進行してい
るものと推察されるが、TCE分解能を有する微生物で
単離された例は少なく、例えば、TCE分解能を有する
微生物としては、Welchia alkenophila sero 5 (USP 48
77736, ATCC 53570)、Welchia alkenophila sero 33 (U
SP 4877736, ATCC 53571) 、Methylosinus trichospori
um OB3b (Whittenbury R, J.Gen Microbiol 61:205-218
1970)、Acinetobacter sp G4 (NelsonMJK et al, Appl
Environ Microbiol Aug:383-384 1986; Folsom BR et
53617 Appl Environ Microbiol May:1279-1285 1990; U
SP 4925802, ATCC 53617 、(この菌は初めPseudomonas
cepacia と分類されていたが、Acinetobacter spに変
更された)、Methylomonas sp. MM2 (Henry SM et al,
Appl Environ Microbiol Jan:236-244 1991)、Alcalige
nes denitrificans ssp. xylosoxidsans JE75 (Ewers J
at al, Arch Microbiol 154:410-413 1990)、Alcalige
nes eutrophus JMP134 (Harker AR & Kim Y, Appl Envi
ron Microbiol Apr:1179-1181 1990) 、Pseudomonas pu
tida F1 (Gibson DT et al, Biochem 7:2653-2662 196
8; Wackett LP& Gison DT, Appl Environ Microbiol Ju
ly:1703-1708 1988)、Mycobacteriumvaccae JOB5 (Beam
HW & Perry JJ, J Gen Microbiol 82: 163-169 1974;
Wackett LP et al, Appl Environ Microbiol Nov:2960-
2964 1989, ATCC 29678) 、Nitrosomonas europaea (Ar
ciero D et al, Biochem Biophys Res Comm 159: 640-6
43 1989) 、Pseudomonas fluoescens PFL12 (Vandenber
gh PA & Kunka BS, Appl Environ Microbiol Oct:2578-
2579 1988) 、Lactobacillus fructivorans RE(Kunkee,
Int J Syst Bact 30:313-314 1980; J Appl Bact 34:5
41-545 1971)、Lactobacillus vaginalis sp.nov.(Embl
ey TM et al, Int J.Syst Bacteriol 39:368-370 1989
ATCC 49540)、Methylosinus trichosporium(特開平2-
92274 号公報、 特開平3-292970号公報)などがあるにす
ぎない。
【0006】そして、微生物を用いてTCEを分解する
方法に用いる場合の実用上の諸条件を満たし、なおかつ
十分な分解能を持つという観点で眺めてみると、現在既
知の菌種の範囲では十分なものは見当らない。
【0007】そこで、実用上要求される特性を満足する
菌種の獲得が強く要望されているのが現状である。
【0008】これらの菌の多くはメタン分解菌であり、
TCEの分解にはメタンあるいはエタノールを要求する
など、土壌修復あるいは気相処理を行う観点から言えば
現在の既知菌種の範囲においては実用上十分とは言え
ず、更なる菌種の取得が必要である。新たな菌種であれ
ば、十分なTCE分解能を有することはもちろんである
が、既知菌種とは生育条件が異なる、つまり応用範囲の
拡大がより容易である、あるいはその利用形態がより豊
富となることが期待されるので好ましい。例えば、TC
E汚染土壌あるいはこれを含む気相の処理を想定した場
合、用いる微生物はTCEの分解能もさることながら、
汚染土壌中あるいは汚染雰囲気中でダメージを受けにく
く、さらには劣悪な環境下でも生育可能であり、かつT
CE分解能を維持できることが要求される。すなわち、
多くの微生物にとって有害であるような化学物質に対し
て耐性を有し、また、生育至適温度よりも低温において
なお高い水準のTCE分解能を維持できることが実用上
期待される。このように、TCE分解能を有し、かつ従
来既知菌種よりも実用上有利な特性を有する菌種を利用
した環境修復の方法が強く求められている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、芳香
族化合物及び/又は有機塩素化合物分解の為の強力な新
規微生物及びその微生物を利用する芳香族化合物及び/
又は有機塩素化合物の分解、特に廃水、廃液中に含有さ
れる芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物を分解処理
する方法を提供することである。
【0010】又、本発明の目的は、芳香族化合物及び/
又は有機塩素化合物分解能を有する新規微生物を利用し
た芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物汚染土壌の修
復方法を提供することにある。
【0011】更に、本発明の目的は、芳香族化合物及び
/又は有機塩素化合物分解能を有する新規微生物を利用
した芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物気相汚染の
浄化方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の本
発明によって達成される。
【0013】すなわち本発明は第1に新規微生物J1で
あり、そしてこの微生物を芳香族化合物及び/或いは有
機塩素化合物で汚染された媒体に接触させて、これら汚
染物質を分解する汚染媒体の生物分解浄化方法の発明で
ある。
【0014】本発明者らは、芳香族化合物及び/又は有
機塩素化合物を分解する菌種を探索した結果、芳香族化
合物及び/又は有機塩素化合物汚染土壌中から高濃度の
芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物分解能を有する
新たな菌種を取得し、この菌種株を芳香族化合物及び/
又は有機塩素化合物を含む環境と接触させることによ
り、環境中の芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物を
分解する方法を見いだした。
【0015】まず、本発明で新たに取得された菌株の菌
株的性質を以下に示す。 A.形態的性状 グラム染色:陽性 細胞の大きさおよび形:長さ1〜6μm、幅0.5〜2
μm前後の多型性を示す桿菌 運動性:なし コロニー:クリームから淡いピンク色、粘稠 B.各種培地における生育状況 BHIA 発育良好 MacConkey 発育不可 C.生育至適温度 25℃>30℃>35℃ D.生理的性質 好気性、嫌気性の区別 好気性 TSI(slant/butt) アルカリ/アルカリ、H2
(−) オキシダーゼ 陰性 カタラーゼ 陽性 糖の発酵 グルコース 陰性 シュークロース 陰性 ラフィノース 陰性 ガラクトース 陰性 マルトース 陰性 ウレアーゼ 陽性 エスクリン 陽性 硝酸 陰性 以上の諸性質から、本菌株は、コリネバクテリウム属に
属していることは明らかであり、該当種が判明しないこ
とから、コリネバクテリウム・スピーシズ(Corynebact
erium sp. (group D2))に属せしめるのが適当であると
認められた。
【0016】また、後述する実施例からも明らかなよう
に、本菌は、卓越した有機塩素化合物分解能を有してい
る。コリネバクテリウムに属する菌において有機塩素化
合物を好気的に分解する菌はこれまで知られていないこ
とから、本菌を新菌株に認定し、コリネバクテリウム・
スピーシズJ1株と命名し、工業技術院生命工学工業技
術研究所に寄託した(受託番号:FERM BP−51
02)。
【0017】J1株は後述する実施例に示されるよう
に、15℃前後の低温においても比較的高い有機塩素化
合物分解活性を実現できることに特徴を持つ。通常、処
理されるべき廃液の水温あるいは土壌内の温度は10〜
20℃と、一般的な微生物の至適生育温度を下回ってい
る。この温度はJ1株にとっても、至適生育温度に比べ
ると低いが、こうした低温でも実用的な範囲で有機塩素
化合物分解活性を維持できるので、廃液を加温する設備
やコストが不要であり、加温しないから従って揮発性の
高い有機塩素化合物の空気中への散逸も防ぐことができ
る。また後記の様にJ1株はフェノール、クレゾール等
も分解し、必然的にこれらの有機化合物に対する耐性を
持ち合わせている。こうして化学物質は通常殺菌剤とし
て用いられることからもわかるように、多くの微生物に
とって有害であり、しかも現実には廃液の成分としてあ
るいは土壌、気相中の複合汚染成分として含まれている
機会も多いが、J1株はこれらの物質が混入していて
も、死滅や活性阻害などの障害を受けることなく有機塩
素化合物の分解処理を実現することが可能である。
【0018】本菌の培養は、通常コリネバクテリウムの
培養に用いられる培地で行えばよいが、とりわけ2YT
培地での生育が良好である。また、生育は遅いものの、
無機塩培地、例えばM9培地に若干の炭素源としてグル
タミン酸ナトリウムを添加したもので培養することも可
能である。
【0019】以下に2YT培地、M9培地の組成を示
す。
【0020】2YT培地(1リットル中) ポリペプトン 16g イースト・エクストラクト 10g NaCl 5g (pH7.2) M9培地(1リットル中) Na2 HPO4 6.2g KH2 PO4 3.0g NaCl 0.5g NH4 Cl 1.0g (pH7.0) 培養は、好気条件下で行うことができ、液体培養でも固
体培養でもよい。培養温度は30℃前後が好ましい。
【0021】本菌を自然に、もしくは人工的手段によっ
て変異させて得られる変異株であっても、良好なTCE
分解活性を有する限りすべて本発明に包含されるものと
する。
【0022】本発明における芳香族化合物及び/又は有
機塩素化合物の分解処理は、廃液などの水性媒体、土壌
中、あるいは気相中の芳香族化合物及び/又は有機塩素
化合物と上記コリネバクテリウム・スピーシズJ1株を
接触させることによって行うことができる。微生物と水
性媒体中の芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物の接
触は、芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物を含む水
性媒体中で該微生物を培養する、あるいは該水性媒体を
該微生物の培養系に添加する等の方法によって行うこと
ができ、バッチ法、半連続法、連続法等種々の方法を用
いて実施できる。該微生物は半固定状態で、あるいは適
当な担体に固定化して用いることもできる。廃液等の被
処理物は、必要に応じて各種処理を行ってもよい。例え
ば、芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物の濃度、p
H、各種栄養物質の補充等を行ってもよい。芳香族化合
物及び/又は有機塩素化合物の分解処理領域内での濃度
は、10ppm程度またはそれ以下に調整するとよい。
【0023】土壌中の芳香族化合物及び/又は有機塩素
化合物を分解させる場合、該微生物は微生物単独で、あ
るいは適当な担体に固定化して用いることができる。ま
た、処理する汚染土壌には各種栄養物の補強など、必要
に応じて他の方法と併用してもよい。
【0024】気相中の芳香族化合物及び/又は有機塩素
化合物を分解させる場合、例えば、培養槽を設けJ1株
を培養し、この培養槽に芳香族化合物及び/又は有機塩
素化合物で汚染された気体を所定の流量で導入、分解さ
せる形態がある。気体の導入方法についてはなんら制限
はないが、気体の導入により培養液が攪拌されエアレー
ションが促進される形態がより望ましい。気体の導入お
よび排気は連続して行ってもよいが、処理能力にあわせ
て間欠的、あるいはバッチで処理することも可能であ
る。このような制御を芳香族化合物及び/又は有機塩素
化合物の残留濃度にあわせシステムを制御し最適化を図
るとよい。
【0025】また別の利用形態としてはJ1株を担体、
例えば土壌粒子などに付着させ、これを反応槽に充填
し、この反応槽内に芳香族化合物及び/又は有機塩素化
合物汚染気体を導入し分解せしむ形態がある。使用する
担体は、土壌粒子に限らずいかなるものでも利用可能で
あるが、微生物の保持能力に優れ通気性を損わないよう
なものがより好ましい。例えば、微生物の棲息空間を与
えるような材料として、従来より医薬品工業、食品工
業、廃水処理システムなどで利用されるバイオリアクタ
ーで汎用されている様々な微生物用担体が利用できる。
より具体的には、多孔質ガラス、セラミクス、金属酸化
物、活性炭、カオリナイト、ベントナイト、ゼオライ
ト、シリカゲル、アルミナ、アンスラサイトなどの粒子
状担体、でんぷん、寒天、キチン、キトサン、ポリビニ
ルアルコール、アルギン酸、ポリアクリルアミド、カラ
ギーナン、アガロース、ゼラチンなどのゲル状担体、イ
オン交換性セルロース、イオン交換樹脂、セルロース誘
導体、グルタルアルデヒド、ポリアクリル酸、ポリウレ
タン、ポリエステル等が挙げられる。また天然物とし
て、綿、麻、紙類なども利用可能である。
【0026】これら担体に微生物を担持させる具体的な
手段は、微生物の培養液を担体に接触させることが最も
簡単なことである。
【0027】また、本菌の増殖材料としては、先にも述
べたように一般に用いられる微生物培養用の培地を使用
できる。例えば、ブイヨン培地、M9培地、2YT培
地、L培地、あるいはポリペプトン、酵母エキスなどと
グルコースなどの炭素源を任意に混合した培地などが有
効である。また、これらの培地は液状、あるいはアガロ
ースを加えることによりゲル状に調製したもの、いずれ
も利用可能である。
【0028】さらに、菌の保持と栄養供給を兼用できる
材料としては、農林水産業関係で利用される堆肥などに
その例を多く挙げることができる。すなわち、麦わらな
どの穀物類の藁や大鋸屑、米糠、雪花菜、砂糖黍の絞り
かすなどの植物由来の乾燥物、またカニやエビの殻など
の海産廃棄物などが利用できる。
【0029】芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物汚
染気体の浄化は、担体になる物質を予め充填した上で菌
を導入してもよいし、前培養してもかまわない。分解反
応をより効率的に行わせるためには、先に述べた栄養素
や含水比、酸素濃度などを所望の条件に保つとよい。ま
た、反応槽内の担体と水分量の比は微生物の生育と通気
性から、反応槽の形態は処理する気体の量、濃度などに
より適宜選択すればよいが、気体と担体に保持される微
生物との接触が促進されるように配慮するとよく、例え
ば、カラム、チューブ、タンク、箱形のものを利用する
ことができる。さらにこのような形状のものを排気ダク
トやフィルタなどとユニット化してもよいし、能力にあ
わせていくつかを連続させてもよい。
【0030】汚染気体は、初め担体材料に吸着する場合
もあり、微生物利用の効果がうまく観察されない例も稀
にあるが、一定期間の後には担体材料に付着した汚染物
質が分解されて、また汚染物質の分解した材料表面に再
度汚染物質が吸着するということで、担体材料への吸着
性が再生される場合もある。このようにして、芳香族化
合物及び/又は有機塩素化合物除去能は飽和することな
く常に一定の分解が期待できる。
【0031】人工的な改変を行った菌を除き、すべての
既知有機塩素化合物分解菌は分解活性を発現するために
誘導物質と呼ばれる化学物質の存在が必要である。すな
わち、誘導物質を分解するために発現した酵素によって
目的とする有機塩素化合物を分解することができるよう
になる。誘導物質の種類としては、例えばMethylosinus
trichosporium OB3b ではメタンが、Pseudomonas cepa
cia KK01ではフェノール等の特定の芳香族化合物が誘導
物質になる。J1株の後者の芳香族化合物を誘導物質と
するタイプであり、わかっているだけでフェノール、o
−クレゾール、m−クレゾールを誘導物質として利用す
ることができる。従って、本菌に用いて有機塩素化合物
を分解するためには、分解系内にこれら誘導物質が常時
存在するように添加していく必要がある。これらの有効
な濃度としては、10〜500ppm、より好ましくは
50〜200ppmが良い。
【0032】これら誘導物質は、本菌によって大部分が
易分解性の物質に変換され、一般的に用いられている廃
液処理槽等を経由させれば、問題なく完全に分解され
る。
【0033】本発明の方法は、閉鎖系、開放系いずれの
廃液処理方法、汚染土壌修復にも適用できる。なお、微
生物を担体等に固定して用いたり、生育を促進する各種
の方法を併用してもよい。
【0034】以下に実施例をもって本発明を詳細に説明
するが、これらは本発明の範囲をなんら限定するもので
はない。
【0035】
【実施例】
実施例1 コリネバクテリウム・スピーシズJ1による
芳香族化合物の分解 寒天培地上のJ1株のコロニーを、100ppmのフェ
ノール、o−クレゾール、m−クレゾールを各々添加し
た試験管中の5mlのM9培地に接種し、30℃で振盪
培養を行った。経日的に培養液を採取し、0.22μm
のフィルターで菌体を除去した後、濾液中のフェノー
ル、o−クレゾール、m−クレゾール濃度を分光光度計
で測定した。この結果を図1に示す。
【0036】各芳香族化合物は12〜18時間の間に分
解が進み、分解産物によって培地は黄色を呈した。また
各芳香族化合物を資化することによって菌数も増加し、
10 6 cell/ml程度の初期菌数から108 cel
l/ml程度に増殖した。
【0037】実施例2 コリネバクテリウム・スピーシ
ズJ1によるTCEの分解 寒天培地上のJ1株のコロニーを、坂口フラスコに注入
した250mlの2YT培地に接種し、30℃で24時
間振盪培養を行った。
【0038】次に100ppm前後のTCE並びに誘導
物質として各100ppmのフェノールあるいはo−ク
レゾールあるいはm−クレゾールを含む30mlの培地
(M9、0.2%グルタミン酸ナトリウム)をバイアル
瓶に注入し、これに先の培養液0.1mlを接種した
後、ブチルゴム栓及びアルミシールで完全密封し、30
℃で振盪培養した。TCE量は、ヘッドスペース法によ
りガスクロマトグラフィーによって定量し、経日的にT
CEの減少量を測定した。この結果を図2、図3に示
す。
【0039】フェノールを添加した系では最初の2日間
で初期濃度に対し35%程度までTCEは減少し、o−
クレゾール、m−クレゾールを添加した系では55%程
度までTCEは減少した。TCE濃度が10ppm前後
という高濃度での分解としてはこれまで発見されている
TCE分解菌の中でもトップレベルの分解速度である。
【0040】実施例3 J1株によるDCEの分解 培地中の分解対象物質をcis−1,2−ジクロロエチ
レン(cis−1,2−DCE)、trans−1,2
−ジクロロエチレン(trans−1,2−DCE)及
び1,1−ジクロロエチレン(1,1−DCE)それぞ
れ10ppmとし、誘導物資としてフェノールを用いた
他は実施例2と同様の方法で経時的にDCEの減少を測
定した。結果を図4(cis−1,2−DCE)、(t
rans−1,2−DCE)、(1,1−DCE)にそ
れぞれ示す。
【0041】実施例4 15℃におけるコリネバクテリ
ウム・スピーシズJ1によるTCEの分解 実施例2と同様の方法で誘導物質として100ppmの
フェノールを用い、15℃において振盪培養して同様に
経日的にTCEの減少量を測定した。この結果を図5に
示す。
【0042】30℃での培養に比べ、2日間程度で分解
速度は遅くなるものの、15℃という低温においてもT
CE分解活性が実用的なレベルで維持されることがわか
った。
【0043】実施例5 J1株による土壌中の芳香族化
合物の分解 2YT寒天平板培地に単離されたJ1株のコロニーを、
坂口フラスコ中の50mlの2YT培地に接種し、30
℃で24時間培養した。
【0044】100ppmのフェノール、o−クレゾー
ル、m−クレゾールそれぞれ含む30mlのM9培地
(0.2% グルタミン酸ナトリウムを含む)をバイア
ル瓶に注入し、これに滅菌した褐色森林土を水面まで加
え、さらに先の培養液より0.1mlを分取し菌を接種
した後、ブチルゴム栓、アルミシールで完全に密封し、
30℃で振盪培養した。なお、フェノールの定量はアミ
ノアンチピリンを用いたJIS法による検出法(JIS
K0102−1993,28.1)で行った。結果を
図6に示す。
【0045】実施例6 30℃でのコリネバクテリウム
・スピーシズJ1株による土壌中のTCEの分解 2YT寒天平板培地に単離されたJ1株のコロニーを、
坂口フラスコ中の50mlの2YT培地に接種し、30
℃で24時間培養した。
【0046】10ppmのTCEと、100ppmのフ
ェノール、o−クレゾール、m−クレゾールのいずれか
を誘導物質としてそれぞれ含む30mlのM9培地
(0.2% グルタミン酸ナトリウムを含む)をバイア
ル瓶に注入し、これに滅菌した褐色森林土を水面まで加
え、さらに先の培養液より0.1mlを分取し菌を接種
した後、ブチルゴム栓、アルミシールで完全に密封し、
30℃で振盪培養した。TCE量は、ヘッドスペース法
によりガスクロマトグラフィーで定量し、経日的にTC
Eの減少量を測定した。
【0047】結果を図7に示す。
【0048】フェノールを誘導物質として加えた場合、
TCEは最終的に検出限界以下まで分解された。TCE
の初期濃度が10ppm程度という高濃度での分解とし
ては、これまでに発見されたTCE分解菌と比肩しうる
分解活性を有することがわかった。
【0049】実施例7 J1株による土壌中のDCEの
分解 分解対象物を10ppmDCEとした他は実施例4と同
様の方法で経時的にDCEの減少を測定した。結果を図
8に示す。
【0050】実施例8 15℃でのコリネバクテリウム
・スピーシズJ1株による土壌中のTCEの分解 TCEの分解評価を15℃での振盪培養により行った以
外は実施例6とまったく同様の系において、TCEの経
日的な減少量を測定した。
【0051】結果を図9に示す。
【0052】30℃での培養に比較し、2日間程度分解
が遅れるものの、15℃という低温においてもTCE分
解活性が実用的な範囲に維持されることがわかった。
【0053】実施例9 コリネバクテリウム・スピーシ
ズJ1株を利用した、培養液曝気による気相中のTCE
の浄化方法(30℃) M9寒天平板培地(0.2%グルタミン酸ナトリウムを
含む)に単離されたJ1株のコロニーを、坂口フラスコ
中の50mlのM9培地に接種し、30℃で24時間培
養を行った。
【0054】この培養菌液0.1mlを、100ppm
フェノールを誘導物質として含むバイアル瓶中の30m
lのM9培地(0.2%グルタミン酸ナトリウムを含
む)に加えた。これにTCE飽和溶液中で曝気した空気
を流量60ml/分で溶液中に30分間流した後、ブチ
ルゴム栓、アルミシールで完全密封し、30℃で振盪培
養を行った。TCE量は、ヘッドスペース法によるガス
クロマトグラフィーで定量し、経日的にTCEを測定し
た。
【0055】対照として、同様の実験系においてJ1株
を加えない系でのTCE量の定量も併せて行い、対照の
TCE量に対する残存率を求めた。
【0056】結果を図10に示す。
【0057】実施例10 コリネバクテリウム・スピー
シズJ1株を利用した、培養液曝気による気相中のTC
Eの浄化方法(15℃) 実施例9の場合と全く同じ培養菌液を用い、同じ装置で
経日的にTCE量を測定したが、振盪培養の温度を30
℃でなく15℃で行った。
【0058】対照として、同様の実験系においてJ1株
を加えない系でのTCE量の定量も併せて行い、対照の
TCE量に対する残存率を求めた。
【0059】結果を図10に示す。
【0060】実施例11 J1株を利用した、培養液曝
気による気相中のDCEの浄化方法 気相中での分解対象の物質をcis−1,2−ジクロロ
エチレン(cis−1,2−DCE)、trans−
1,2−ジクロロエチレン(trans−1,2−DC
E)及び、1,1−ジクロロエチレン(1,1−DC
E)とした他は実施例10と同様の方法で経時的にDC
Eの減少を測定した。結果を図11に示す。 実施例12 コリネバクテリウム・スピーシズJ1株を
利用した、土壌通気による気相中のTCEの浄化方法
(30℃) 実施例9の培養菌液を用いた。
【0061】この培養菌液0.1mlを、100ppm
フェノールを誘導物質として含むバイアル瓶中の30m
lのM9培地(0.2%グルタミン酸ナトリウムを含
む)に加え、さらに滅菌した褐色森林土を水面まで加え
た。ブチルゴム栓で封をして30℃で終夜放置の後、過
剰の培養液をデカントして取除いた。これにTCE飽和
溶液中で曝気した空気を流量60ml/分で土壌中に3
0分間流した後、ブチルゴム栓、アルミシールで完全密
封し、30℃で振盪培養を行った。TCE量は、ヘッド
スペース法によるガスクロマトグラフィーで定量し、経
日的にTCE量を測定した。
【0062】対照として、同様の実験系においてJ1株
を加えない系でのTCE量の定量も併せて行い、対照の
TCE量に対する残存率を求めた。
【0063】結果を図12に示す。
【0064】実施例13 コリネバクテリウム・スピー
シズJ1株を利用した、土壌通気による気相中のTCE
の浄化方法(15℃) 実施例12におけると同じ培養菌液、試験装置を用いた
が、振盪培養の温度だけは30℃に代えて15℃で行っ
た。
【0065】対照として、同様の実験系においてJ1株
を加えない系でのTCE量の定量も併せて行い、対照の
TCE量に対する残存率を求めた。
【0066】結果を図12に示す。
【0067】実施例14 コリネバクテリウム・スピー
シズJ1株を利用した、培養液連続曝気による気相中の
TCEの浄化方法(30℃) 実施例9と同じ培養菌液を用いた。
【0068】この培養菌液0.1mlを、100ppm
フェノールを誘導物質として含むバイアル瓶中の30m
lのM9培地(0.2%グルタミン酸ナトリウムを含
む)に加え、ブチルゴム栓、アルミシールで完全密封し
た後に、TCE飽和溶液中で曝気した空気を流量0.5
ml/分で溶液中に連続して流しながら、30℃で静置
培養を行った。TCE量は、流出してきた空気中のTC
E量をガスクロマトグラフィーで定量することにより行
い、経日的にTCE量を測定した。
【0069】対照として、同様の実験系においてJ1株
を加えない系でのTCE量の定量も併せて行い、対照の
TCE量に対する残存率を求めた。
【0070】結果を図13に示す。
【0071】実施例15 コリネバクテリウム・スピー
シズJ1株を利用した、培養液連続曝気による気相中の
TCEの浄化方法(15℃) 実施例14と全く同じ培養菌液を用い、全く同じ手法に
よって経日的にTCE量を測定したが、静置培養の温度
だけは30℃ではなく15℃で行った。
【0072】対照として、同様の実験系においてJ1株
を加えない系でのTCE量の定量も併せて行い、対照の
TCE量に対する残存率を求めた。
【0073】結果を図13に示す。
【0074】実施例16 コリネバクテリウム・スピー
シズJ1株を利用した、土壌連続通気による気相中のT
CEの浄化方法(30℃) 実施例9の培養菌液を用いた。
【0075】この培養菌液0.1mlを、100ppm
フェノールを誘導物質として含むバイアル瓶中の30m
lのM9培地(0.2%グルタミン酸ナトリウムを含
む)に加え、さらに滅菌した褐色森林土を水面まで加え
た。ブチルゴム栓で封をして30℃で終夜放置の後、過
剰の培養液をデカントして取除いた。これをブチルゴム
栓、アルミシールで完全密封した後に、TCE飽和溶液
中で曝気した空気を流量0.5ml/分で土壌中に連続
して流しながら、30℃で静置培養を行った。TCE量
は、流出してきた空気中のTCE量をガスクロマトグラ
フィーで定量することにより行い、経日的にTCE量を
測定した。
【0076】対照として、同様の実験系においてJ1株
を加えない系でのTCE量の定量も併せて行い、対照の
TCE量に対する残存率を求めた。
【0077】結果を図14に示す。
【0078】実施例17 コリネバクテリウム・スピー
シズJ1株を利用した、土壌連続通気による気相中のT
CEの浄化方法(15℃) 実施例16に於けると全く同じ培養菌液を用い全く同様
の手法を行って、流出してきた空気中のTCE量を経日
的に測定したが、静置培養の温度だけは30℃に代えて
15℃で行った。
【0079】対照として、同様の実験系においてJ1株
を加えない系でのTCE量の定量も併せて行い、対照の
TCE量に対する残存率を求めた。
【0080】結果を図14に示す。
【0081】
【発明の効果】本発明によってもたらされる新規な芳香
族化合物及び/又は有機塩素化合物分解菌により、従来
とは異なる生育特性を利用した芳香族化合物及び/又は
有機塩素化合物の生物分解が可能となり、芳香族化合物
及び/又は有機塩素化合物を含む廃液等の効率良い生物
処理が可能となる。
【0082】又、本発明により、従来困難であった芳香
族化合物及び/又は有機塩素化合物による土壌汚染の修
復が可能となった。とりわけ、実際の土壌温度付近での
分解活性の低下が至適温度のそれに比してごくわずかな
ものであることから、きわめて実用的な汚染土壌の修復
方法を提供することが可能となった。
【0083】更に、本発明により、従来実用的には殆ど
不可能であった芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物
による気相汚染の浄化が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】J1株のフェノール等の分解を示すグラフ
【図2】フェノール添加系におけるJ1株のTCE分解
を示すグラフ
【図3】クレゾール添加系におけるJ1株のTCE分解
を示すグラフ
【図4】J1株のDCE分解を示すグラフ
【図5】15℃におけるJ1株のTCE分解を示すグラ
【図6】土壌中の芳香族化合物の分解を示すグラフ
【図7】J1株による30℃での土壌中TCEの分解を
示す図
【図8】J1株による土壌中のDCEの分解を示すグラ
【図9】J1株による15℃での土壌中TCEの分解を
示す図
【図10】実施例9および10におけるTCE残存率の
経日変化を示す図
【図11】J1株を用いた気相中のDCE分解を示すグ
ラフ
【図12】実施例12および13におけるTCE残存率
の経日変化を示す図
【図13】実施例14および15におけるTCE残存率
の経日変化を示す図
【図14】実施例16および17におけるTCE残存率
の経日変化を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C02F 11/02 C02F 11/02 //(C12N 1/20 C12N 1/20 C12R 1:15) C12R 1:15 (72)発明者 今村 剛士 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−134432(JP,A) 国際公開93/12042(WO,A1) Yokota K.et al., J.Bacteriol.,vol. 169(9),pp.4049−4054(1987) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 1/20 BIOTECHABS(STN) JICSTファイル(JOIS) BIOSIS/WPIDS(STN) WPIDS(STN)

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 新規コリネバクテリウム・スピーシズJ
    1(生命工学工業技術研究所受託番号:FERM BP
    −5102)
  2. 【請求項2】 芳香族化合物及び/或いは有機塩素化合
    物で汚染された媒体に、新規コリネバクテリウム・スピ
    ーシズJ1(FERM BP−5102)を接触させ
    て、芳香族化合物及び/或いは有機塩素化合物を分解す
    ることを特徴とする有機塩素化合物汚染媒体の生物分解
    浄化方法。
  3. 【請求項3】 コリネバクテリウム・スピーシズJ1は
    誘導物質により芳香族化合物及び/又は有機塩素化合物
    分解活性が誘導されることを特徴とする請求項2記載の
    生物分解処理方法。
  4. 【請求項4】 誘導物質が芳香族化合物である請求項3
    記載の生物分解処理方法。
  5. 【請求項5】 芳香族化合物が、フェノール、o−クレ
    ゾール、m−クレゾールのいずれか一つ以上である請求
    項4記載の生物分解処理方法。
  6. 【請求項6】 汚染媒体が水性媒体であることを特徴と
    する請求項2に記載の方法。
  7. 【請求項7】 接触は該微生物を担持させた担体に芳香
    族化合物及び/或いは有機塩素化合物を含む水性媒体を
    接触させることを特徴とする請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 接触が該微生物を担持させた担体を容器
    に収容し、その容器の一方から芳香族化合物及び/或い
    は有機塩素化合物を含む水性媒体を導入し、他方から排
    出させることを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 芳香族化合物がフェノール、o−クレゾ
    ール、m−クレゾールのいずれか一つ以上であることを
    特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項10】 有機塩素化合物がトリクロロエチレン
    (TCE)、ジクロロエチレン(DCE)のいずれか一
    つ以上であることを特徴とする請求項6から8のいずれ
    かに記載の方法。
  11. 【請求項11】 汚染媒体が土壌であることを特徴とす
    る請求項2に記載の方法。
  12. 【請求項12】 分解は該微生物を含む水性媒体を汚染
    土壌中に導入し、栄養素及び/或いは酸素を付与して該
    微生物を該土壌中で増殖させることを含むことを特徴と
    する請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 該微生物の土壌中への導入は土壌に設
    けた注入井よりの圧力によって行うことを特徴とする請
    求項12に記載の方法。
  14. 【請求項14】 接触は該微生物を含む液相中に芳香族
    化合物及び/或いは有機塩素化合物を含む土壌を導入す
    ることを特徴とする請求項11に記載の方法。
  15. 【請求項15】 接触は該微生物を担持させた担体に芳
    香族化合物及び/或いは有機塩素化合物を含む土壌を接
    触させることを特徴とする請求項11に記載の方法。
  16. 【請求項16】 芳香族化合物がフェノール、o−クレ
    ゾール、m−クレゾールのいずれか一つ以上であること
    を特徴とする請求項11から15のいずれかに記載の方
    法。
  17. 【請求項17】 有機塩素化合物がトリクロロエチレン
    (TCE)、ジクロロエチレン(DCE)のいずれか一
    つ以上であることを特徴とする請求項11から15のい
    ずれかに記載の方法。
  18. 【請求項18】 汚染媒体が空気であることを特徴とす
    る請求項2に記載の方法。
  19. 【請求項19】 接触は該微生物を含む液相中に芳香族
    化合物及び/或いは有機塩素化合物を含む空気を導入す
    ることを特徴とする請求項18に記載の方法。
  20. 【請求項20】 接触は該微生物を担持させた担体に芳
    香族化合物及び/或いは有機塩素化合物を含む空気を接
    触させることを特徴とする請求項18に記載の方法。
  21. 【請求項21】 接触が該微生物を担持させた担体を容
    器に収容し、その容器の一方から芳香族化合物及び/或
    いは有機塩素化合物を含む空気を導入し、他方から排出
    させることを特徴とする請求項20に記載の方法。
  22. 【請求項22】 有機塩素化合物がトリクロロエチレン
    (TCE)、ジクロロエチレン(DCE)のいずれか一
    つ以上であることを特徴とする請求項18から21のい
    ずれかに記載の方法。
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