JPH01148398A - ジメチルホルムアミドの除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ジメチルホルムアミドを含有する液中のジメ
チルホルムアミドを分解、除去する方法に関し、さらに
詳細には、ジメチルホルムアミドを含有する液中のジメ
チルホルムアミドを、細菌を使用して分解、除去する方
法に係わる。

〔従来の技術、発明が解決しようとする問題点〕ジメチ
ルホルムアミドは、親水性であり、熱に対して安定であ
り、極性が大きく、かつ、多くの有機化合物および無機
化合物に対して大きい溶解力を有しており、優れた溶剤
であることから、近年、その使用量が著しく増大しつつ
ある化合物である。

しかして、その主たる用途は、合成繊維製造時および合
成皮革製造時のそれぞれの溶剤、アクリル系合成樹脂お
よびビニル系合成樹脂のそれぞれの溶剤、医薬原料なら
びに塗料および顔料のそれぞれの溶剤などである。これ
らの用途に使用された後のジメチルホルアミドを含有す
るこれらの排液は、魚類などの水棲動物、微生物および
藻類などに対して有害であるので、環境衛生上、無害化
処理を施してから放流しなければならない。しかしなが
ら、ジメチルホルアミドは、一般に、微生物に対する毒
性が大きいために、従来の活性汚泥処理により無害化す
ることができなかった。

一方、ジメチルホルアミドを含有する排液中のジメチル
ホルアミドを分解、除去する方法としては、たとえば、
特公昭５４−１７９２号公報に記載されている方法があ
る。この方法は、ミクロコツカス属に属する微生物の菌
体中の酵素を用いて分解する方法であるが、その処理能
力は、実用に供するには不充分である。

この、安定で、分解され難いジメチルホルアミドを、効
率よく資化乃至分解し得る微生物を見出すことができれ
ば、この微生物を用いてジメチルホルムアミドを含有す
る排液を効率よく無害化することが可能となる。

〔問題点を解決するための手段、作用〕本発明者らは、
自然界を広く探索した結果、ジメチルホルムアミドを旺
盛に資化し得るか、乃至は、強力に分解し得る微生物を
見出し、この微生物を使用する本発明を完成した。

すなわち、本発明は、ジメチルホルムアミドを含有する
液と、ミコバクテリウム属に属しジメチルホルムアミド
を資化１分解し得る細菌の菌体および／または該細菌の
菌体処理物とを接触させて、該液中のジメチルホルムア
ミドを分解、除去することを特徴とするジメチルホルム
アミドの除去方法である。

本発明に用いられる細菌は、ミコバクテリウム属に属し
、ジメチルホルムアミドを効率よく資化。

分解する能力を有する菌株であればよく、特に制限はな
い。

これらの菌株の代表例としては、ミコバクテリウム　メ
タノリカ（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｍｅｔｈａｎ
ｏｌｉｃａ）ＴＩ−３５（微工研菌寄第９４９７号）が
ある。

この菌株は、本発明者らが、土壌から分離した菌株であ
る。

この菌株の菌学的性質を以下に示す。

■、形態 肉汁液体培地および肉汁寒天培地のそれぞれで３７°Ｃ
で３日間培養した。

■　細胞の形状および大きさ 通常は短桿菌。幅０．５〜０．８−　長さ１〜３ｔＩｍ
、■型の***細胞が認められる。

■　運動性　　　　　　　　　なし。

■　胞子の有無　　　　　　　生産されない。

■　ダラム染色　　　　　　　陽性。

■　抗酸性　　　　　　　　　陽性。

２、次の各培地における生育状態 （特に断らなければ３７°Ｃで３日間の培養）■　肉汁
寒天培地 中程度の生育を示す。

コロニーの形態および性状： 外形−円形、大きさ一２〜３ｍｍ。

***−半球形、構造−均質５表面−粗面。

辺縁−波状９色−黄白色で光沢なし。

透明度−不透明、硬度−バター質。

■　メタノール含有寒天平板培地 肉汁寒天平板培地におけると同じ。

■　肉汁寒天斜面培地 接種線に一様に中程度な生育を示す。

コロニーの形態および性状： ***−中程度１表面−粗面１辺縁−波状。

色−黄白色で光沢なし、透明度−不透明硬度−バター質
。

■　メタノール含有寒天斜面培地 肉汁寒天斜面培地におけると同じ。

■　肉汁液体培地 白クリーム色の閉環を形成する。また、皮膜を形成する
。

■　ペプトン水液体培地 肉汁液体培地におけると同じ。

■　メタノール含有液体培地 旺盛に生育する。白クリーム色の閉環を形成する。また
、皮膜を形成する。

■　肉汁ゼラチン穿刺培養 ２０°Ｃで４週間培養。

生育する。しかし、ゼラチン液化性はない。

■　リドマスミルク ３７°Ｃで４週間培養。

生育し、培養液は、アルカリに変化（ｐＨ６，８→ｐＨ
８，３）するが、ペプトン化はしない。

［相］　１χ小川培地 旺盛に生育する。集落形状はスムースである。

（［１）ＨＡ培地（塩酸ヒドロキシルアミン５００屑／
ｍｌ添加１χ小川培地） ３７°Ｃで５日間培養。

弱く生育する。

＠　　ＰＡＳ培地（パラアミノサリチル酸ナトリウム２
　ｍｇ　／　ｍｅ添加１χ小川培地）旺盛に生育し、培
地が黒変する。

■　ピクリン酸培地（０，２χピクリン酸添加変法５ａ
ｕｔｏｎ培地） ３７°Ｃで２週間培養。

旺盛に生育し、培地が赤褐色となる。

［相］　ＰＮＢ培地（パラニトロ安息香酸５００ｎ＃＋
２添加１２小川培地） ３７°Ｃで７日間培養。

旺盛に生育する。

■　ＥＢ培地（エタンブトール５　ｐｇ　／　ｍ１添加
１χ小川培地） ３７°Ｃで７日間培養。

旺盛に生育する。

３、生理学的性質 ■　硝酸塩の還元　　硝酸塩を亜硝酸塩に還元する。

■　ＭＲテスト　　　　　　　陰性。

■　ＶＰテスト　　　　　　　陰性。

■　インドールの生成　　　　陰性。

■　硫化水素の生成　　　　　陽性。

■　でん粉の加水分解　　　　陰性。

■　窒素源の利用 アンモニウム塩、硝酸塩、尿素およびペプトンを窒素源
としてそれぞれ利用する。

■　色素の生成　　　　　　　生成しない。

■　ウレアーゼ　　　　　　　陽性。

［相］　カタラーゼ　　　　　　　陽性。

■　アンモニアの生成　　　　生成する。

＠　脱窒反応　　　　　　　　陰性。

■　オキシダーゼ　　　　　　陰性。

ｏ　Ｏ−Ｆテスト（ヒユー　ライフソン　Ｉｔ　ｕ　ｇ
　ｈしｅｉｆｓｏｎ法による）　　　陰性。

■　生育の範囲 ｐＨ５〜９の範囲で生育する。ｐＨ６〜８の範囲が好ま
しい。

温度５°Ｃ３４３°Ｃでは生育しない。１０〜４０゛Ｃ
が好ましい。

■　酸素に対する態度　　　　好気性。

（以下余白） ■　Ｉ！類の資化性および酸の生成 ［相］　糖類以外の炭素源の資化性 ［相］　耐塩性 ３ｗｔχＮａＣ１含有培地で旺盛に生育する。

６ｗｔχＮａＣ１含有培地では生育しない。

［相］　ビタミン要求性　　　　　なし。

■　光発光試験　　　　　　　陰性。

＠　暗発色試験　　　　　　　陰性。

０　ツイーン８０水解試験　　開隔性。

［相］　ミコール酸の含有　　　　陽性。

［相］　ＧＣ（グアニン＋シトシン）含量６６．４ｍｏ
ｌχ ［相］　主要な菌体脂肪酸組成 直鎖脂肪酸　　　　Ｃ，、、。

モノ不飽和脂肪酸　ＣＩ６＋ｌｌ　　ｃ＋ｓ：＋１０メ
チル脂肪酸　　１０−ｍｅｔｈｙｌ　Ｃ＋ｑ＋。

＠　キノン・タイプ　　メナキノンＭＫ−９（Ｈｚ）［
相］　細胞壁の構造 ｍｅｓｏ−ジアミノピメリン酸を含有する。

０　分離源　　　　　　　　　土壌。

この菌株は、「バージイズ　マニュアル　オブシステマ
ティック　バクテリオロジー（（Ｂｅｒｇｅｙ“ＳＭａ
ｎｕａｌ　ｏｆ　Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　Ｂａｃｔｅｒ
ｉｏｌｏｇｙ）第２巻１編集者　スニース（Ｓｎｅａ　
ｔｈ）　＋　マイアー（Ｍａ＋ｒ）、　　シャープ（Ｓ
ｈａｒｐｅ）およびホルト（ｔｌａｌｔ）　：ウィリア
ムズアンド　ゥィルキンス（Ｗｉｌｌｉａｍｓ　＆　Ｗ
ｉｌｋｉｎｓ）社。

（１９８６）　）によると、この菌株は、桿菌であり、
運動性がなく、ダラム陽性であり、抗酸性であり、ミコ
ール酸を含有し、好気的であるところから、この菌株は
、ミコバクテリウム属（Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）
に属する細菌であると判断した。このことは、さらに、
ＧＣ含量、菌体脂肪酸組成、キノン・タイプおよび細胞
壁の構造などの諸点からも支持される。

さらに、本発明者らの１人のなした発明に基づいた特許
出願（特願昭６ｌ−１５１５６５）に開示されたミコバ
クテリウム　メタノリカと非常によく類似しており、こ
の菌株は、ミコバクテリウム　メタノリカに属する細菌
と同定された。

本発明において、菌学的性質を調べるための実験方法は
、「バージイズ　マニュアル　オブ　システマティック
　バクテリオロジー〔“Ｂｅｒｇｅｙ’　ｓＭａｎｕａ
ｌ　ｏｆ　Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ
ｏｇｙ”第１巻編集者　クリーブ（Ｋｒｉｅｇ）および
ホルト（Ｈｏｌｔ）：ウィリアムズ　アンド　ゥィルキ
ンス（Ｗｉｌｌｉａｍｓ＆　Ｗｉｌｋｉｎｓ）社、（１
９８４））　Ｊ、［バージイズ　マニュアル　オブ　シ
ステマティック　バクテリオロジー〔“Ｂｅｒｇｅｙ’
ｓ　　Ｍａｎｕａｌ　ｏｆ　Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　Ｂ
ａｃｔｅｒ−ｉｏｌｏｇｙ”第２巻　編集者　スニース
（Ｓｎｅａ　ｔｈ）　＋　マイアー（Ｍａｉｒ）、　　
シャープ（Ｓｈａｒｐｅ）およびホルト（ｌｌｏｌｔ）
：ウィリアムズ　アンド　ゥィルキンス（Ｗｉ　ｌｌｉ
ａｍｓ＆　Ｗｉｌｋｉｎｓ）社、（１９８４）　Ｊ　、
医科学研究所学友金属「細菌学実習提要Ｊ　（１９５８
）および長谷用　武治編著［微生物の分類と同定Ｊ　（
１９７５）に準拠した。

メタノール含有寒天平板培地およびメタノール含有寒天
斜面培地は次の如くにして調製された。

すなわち、（Ｎ１１４）２５０４３ｇ、　ＫＨ２ＰＯ４
１，４ｇ、　ＮａｚＨＰＯ４２，１ｇ、　Ｍｇ５Ｏｎ’
７Ｈｚ００．２ｇ、　ＣａＣＩｚ・２Ｈｚ０３０ｍｇ。

ＦｅＣ，、ＨｓＯ＝°Ｘｌ１ｚＯ３０ｍｇ、　ＭｎＣ１
ｚ°４Ｈ２０５ｍｇ、　ＺｎＳＯ４゜７ｔｌｚ０５ｍｇ
、　ＣｕＳＯ４°５Ｈ，ＯＯ，５ｍｇおよび酵母エキス
０．２ｇを純水１１に溶解し、ｐＨを７．１に調整した
後、さらに寒天１５ｇ／ｌを添加し、これを加温溶解し
た後、これにメタノール８−／！を添加し、次いで、１
ｋｇ／ｃｎ！Ｇで２０分間殺菌した。

メタノール含有液体培地としては、前記のメタノール含
有寒天平板培地およびメタノール含有寒天斜面培地の組
成において、寒天を添加しない培地を用いた。

また、ジメチルホルアミド含有寒天平板培地およびジメ
チルホルアミド含有寒天斜面培地は次の如くにして調製
された。すなわち、ＣＮ１１ａ）ｔｓＯａ　３ｇ　。

ＫＨ２ＰＯ４１，４ｇ、　ＮａｚＨＰＯａ　２．１ｇ、
　ＭｇＳＯ４’７８ｚ００．２ｇ。

ＣａＣ１ｇ’２ｆｌｚ０３０ｍｇ、　ＦｅＣ，、Ｏ５０
，・ＸＨ２Ｏ３０ｍｇ、　ＭｎＣｌｚ・４Ｈｚ０５ｍｇ
、　ｚｎｓｏ４−’７１１２ｏ　５ｍｇ、　ＣｌｌＳＯ
４’５８２００．５ｍｇ。

および酵母エキス０．２ｇを純水１１に溶解し、ｐＨを
７．１に調整した。これに、さらに寒天１５ｇ／ｆを添
加して、加温溶解した後、ジメチルホルアミド５ｇ／ｌ
を添加し、Ｉｋｇ／ｃｎｌＧで２０分間殺菌した。

ジメチルホルアミド含有液体培地としては、前記のジメ
チルホルアミド含有寒天平板培地およびジメチルホルア
ミド含有寒天斜面培地の組成において、寒天を添加しな
い培地を用いた。

ジメチルホルムアミドを含有する液（以下　被処理液　
と記すこともある）を無害化するためには、被処理液に
各種の栄養成分を添加して、これを培地として、ミコバ
クテリウム属に属し、ジメチルホルムアミドを資化１分
解し得る細菌（以下本細菌　と記す）を培養するとの方
法がある。

すなわち、被処理液に添加される栄養成分は、使用され
る本細菌が資化し得る物質であればよく、特に制限はな
く、炭素源、窒素源、無機成分およびその他の成分があ
る。

炭素源としては、被処理液中のジメチルホルムアミドの
みでもよいが、使用される本細菌が資化し得る他の炭素
源−たとえば、Ｄ−グルコース。

およびＤ−フラクトースなどのＩＪ！［、Ｄ−ソルビト
ールおよびＤ−マンニトールなどの糖アルコール類、安
息香酸などの有機酸類、メタノールおよびエタノールな
どのアルコール類ならびにモノメチルアミン、ジメチル
アミンおよびトリメチルアミンなどのアルキルアミン類
などを併用することもできる。

窒素源としては、たとえば、アンモニウム塩および硝酸
塩などの無機窒素化合物および／またはたとえば、アル
キルアミン類、コーン・ステイープ・リカー、カゼイン
、ペプトンおよび肉エキスなどの有機窒素含有物が用い
られる。

なお、ジメチルホルムアミドは、窒素化合物であるので
、他の窒素源を特に添加しなくても、本細菌はいずれも
充分に生育、増殖し、ジメチルホルアミドを資化１分解
することができる。

また、無機成分としては、たとえば、カルシウム塩、マ
グネシウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、りん酸塩、
マンガン塩、亜鉛塩、鉄塩、銅塩、モリブデン塩、コバ
ルト塩、はう素化合物およびよう素化合物などが用いら
れる。

さらにビタミンなどの栄養物質を要求する菌株を使用す
る場合には、その菌株が要求する栄養物質を添加する。

被処理液中のジメチルホルムアミドの濃度は、使用され
た本細菌が資化２分解できるような濃度であればよく、
特に制限はないが、通常は、３ｗｔ％以下が好ましく、
２ｗｔ％以下が特に好ましい。

培養条件は、使用される細菌が生育、増殖できる条件で
あればよいが、一般には、たとえば、温度は５〜４３℃
、好ましくは、１０〜４０℃とされ、ｐＨは５〜９、好
ましくは、６〜８とされる。

このような条件で好気的に培養を行なう。

また、培養液の溶存酸素濃度は、本細菌が生育。

増殖できるような溶存酸素濃度であればよ（、特に制限
はないが、通常は、０．５〜２０ｐｐｍ程度が好ましい
。このような溶存酸素濃度とするためには、通気ガス量
を調節したり、撹拌したり、通気ガスとして酸素ガスま
たは酸素と空気との混合ガスを使用したり、また、培養
槽内の圧力を高めるなどの手段が採用される。

本細菌の生育、増殖が比較的悪くなり、ジメチルホルム
アミド類除去１分解の効率が相対的に低下するが、これ
らの条件をはずして培養することを妨げない。

また、培養方式は、回分培養、連続培養または半連続培
養のいずれでもよい。

窒素源として、アンモニウム塩またはアルキルアミン塩
を使用した場合には、培養期間中に、アンモニアおよび
アミンのそれぞれが菌体生産のために消費されて培養液
のｐｌ＋が低下する。この場合には、培養液のｐＨを所
定の値に保つために、アンモニア、アミン、苛性カリお
よび苛性ソーダなどのアルカリを添加するが、アンモニ
アを添加することが最も好ましい。

前記のような被処理液を培地として本細菌を培養するこ
とにより、ジメチルホルアミドを分解。

除去して、この被処理液を無害化するとの方法の他に、
予め培養された本細菌の菌体ならびに本細菌の菌体処理
物−たとえば、本細菌の菌体を含有する培養液、本細菌
の菌体の破砕物および本細菌の菌体を合成樹脂などで固
定化した固定化菌体−（これらを総称して、以下　菌体
類　と記することもある）などを被処理液に接触させる
こともできる。

たとえば、（イ）菌体類を被処理液に添加する（口）前
記の菌体、培養液および菌体の破砕物などが混入された
活性汚泥と被処理液とを接触させるおよび（ハ）固定化
菌体が充填されたカラム中を被処理液を通過させるなど
の方法がある。

なお、ジメチルホルムアミドを含有している排液には、
他の物質も含有している場合が多いので、このような排
液の処理には、他の物質を分解し得る菌株を本細菌とと
もに併用することができ、かつ、好ましい。

処理終了後、被処理液中のジメチルホルムアミドの濃度
が許容濃度以下になった処理済の液は、そのまま、また
は、必要に応じて菌体および／または菌体処理物を除去
した後、放流される。

〔実施例〕

実施例によって、本発明をさらに具体的に説明する。な
お、本発明は、実施例に限定されるものではない。

実施例１ 純水１１あたり、（ＮＨ４）　２Ｓ０４３　ｇ　、ＫＨ
ｚＰＯ４１，４ｇ　。

ＮａｚＨＰＯ４２，１ｇ、　ＭｇＳＯ４’７ＨｚＯ０，
２ｇ、　ＣａＣ１ｚ°２１ｈＯ３０ｍｇ、　ＦｅＣ６Ｈ
５Ｏ，’ＸＨ２Ｏ３０ｍｇ、　ＭｎＣＩｚ’４Ｈｚ０５
ｍｇ、　Ｚｎ５Ｏｎ’７Ｈｚ０５ｍｇ、　ＣｕＳＯ４°
５ＨｚＯＱ、５ｍｇおよび酵母エキス０．２ｇを添加し
ｐＨ７，１に調整した培地を基礎培地とし、この基礎培
地に、ジメチルホルムアミド濃度が０．５ｗｔ％、　１
ｗｔχ、　１．５ｗｔ％、　２ｗｔχ、３−ｔχおよび
５ｗｔχとなるようにジメチルホルムアミドを添加して
、培地を作成した。これらの培地のそれぞれに、ミコバ
クテリウム　メタノリカＴＨ−３５を接種し、３０°Ｃ
で７日間培養して、ジメチルホルムアミド類の資化性を
調べた。

結果を第１表に示す。

第１表 実施例２ 純水１ｊ２あたり、（Ｎ１１４）ｚｓＯ４３ｇ、　ＫＩ
ｌｚＰＯ４１，４ｇ＋ＮａｚＨＰＯ４２，１ｇ　、　Ｍ
ｇＳＯ４・７Ｈｚ８０．２ｇ　、　ＣａＣ１ｚ’２）１
ｇ。

３０ｍｇ、　ＦｅＣ６Ｈ５０７°Ｘ１１２０３０ｍｇ、
　ＭｎＣ１ｇ’４Ｈｚ０５ｍｇ、　Ｚｎ５Ｏｎ’７Ｈｚ
０５ｍｇ、　ＣｕＳＯ４’　５８２００．５ｍｇ、酵母
エキス０．２ｇおよびジメチルホルアミド５ｇを添加し
、ｐＨ７，１に調整された培地２００ｍ１を１！容三角
フラスコに入れ、１２０°Ｃで２０分間殺菌した。

この培地に、これと同様な培地で予め培養して得られた
ミコバクテリウム　メタノリカＴ１１−３５の前培養液
（菌体濃度０．０．６１０−１．５）を、１ｖｏｌχと
なるように接種して、３０°Ｃで４０時間培養した。

得られた培養液の吸光度（０，０，４＋ｏｆｉ−）およ
び培養液のｐｉは、それぞれ、２゜０および６．４であ
り、また、培養液からジメチルホルアミドは検出されな
かった。なお、世代時間は、約３．５時間であった。

実施例３ ジメチルホルムアミドを１ｗｔχ含有し、ｐＨ６，８の
工場排液に、実施例１における基礎培地の組成から（Ｎ
ｌ（４）　ｚｓＯ４を除いた培地組成となるように栄養
成分を添加し、さらにｐＨ７，０に調整した液１２に、
実施例２と同様な培地で予め培養して得られた前培養液
から分離されたミコバクテリウム　メタノリカＴＨ−３
５の菌体１ｇを懸濁させて、通気および撹拌しながら、
培養液のｐＨおよび液温を、それぞれ、７．０および３
０°Ｃに保った。

この工場排液中からジメチルホルムアミドが検出されな
くなるまでには約２０時間要した。

なお、前記の各実施例において、液中のジメチルホルム
アミドの分析は、ガスクロマトグラフィによった。

機　　　　種：　Ｓｈｉｍａｄｚｕ　７Ａ　ＧＣ（ＦＩ
Ｄ）カ　　ラ　　ム　：　Ｕｎｉｓｏｌｅ　　３０Ｔ　
　５２：　　　　Ｕｎｉｐｏｒｔ　　ＨＰ　　８０／１
００Ｇｌａｓｓ　Ｃｏｌｕｍｎ　（３φ×２ｍ）カラム
温度ニア０°Ｃ 流　　　速：Ｎ２（標準状態）　３０ｍ１／ｍｉｎ。

〔発明の効果〕

本発明により、安定で分解され難く、有害な物質である
ジメチルホルムアミドを効率よく分解。

除去することが可能となり、以て、ジメチルホルムアミ
ドを含有する有害な排液を効率よく無害化することがで
き、環境衛生保全上の価値は極めて高い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ジメチルホルムアミドを含有する液と、ミコバクテリウ
   ム属に属しジメチルホルムアミドを資化分解し得る細菌
   の菌体および／または該細菌の菌体処理物とを接触させ
   て、該液中のジメチルホルムアミドを分解、除去するこ
   とを特徴とするジメチルホルムアミドの除去方法。