JPH07155173A - ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルに対して分解性能を示す微生物及びその使用法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
（ＡＰＥ）に対して分解性能を有する微生物を提供す
る。 【構成】 シュウードモナス・エスピーＡＰＥ６株（工
業技術院生命工学工業技術研究所 寄託菌、受託番号Ｆ
ＥＲＭ Ｐ−１３８７０）として寄託されている微生
物。前記微生物をポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテルを含む処理系に添加することにより、その処理系
内のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル濃度を
減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭用合成洗剤あるい
は工業用界面活性剤として使用されているポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル（以下、ＡＰＥという）
を分解する能力を有する微生物に関するものであり、こ
の微生物を利用してＡＰＥを含有する生活排水及び産業
排水を浄化する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、界面活性剤は公衆衛生面の向上の
ための洗浄剤としてだけではなく、工業分野でも乳化剤
や湿潤剤として使用されるようになり、現代社会にとっ
て不可欠の化学物質となっており、工業発展とともに多
種多様な界面活性剤が作り出され使用されている。ポリ
オキシエチレン型の界面活性剤は、耐酸性・耐アルカリ
性・耐硬水性が高く、低濃度の使用であっても充分な界
面活性を示すことより、様々な分野で利用されている。
このポリオキシエチレン型の界面活性剤の中でもＡＰＥ
は、使用量が最も多い界面活性剤の一つである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】界面活性剤が混入して
いる排水の処理は、一般に活性汚泥を用いて処理されて
いる。しかしながら、陰イオン界面活性剤である直鎖ア
ルキルベンゼンスルホン酸塩（ＬＡＳ）及び非イオン界
面活性剤であるＡＰＥなどは微生物による分解を受けに
くく、分解されずに排水処理水中に残った状態で放出さ
れる。また、このような界面活性剤により長期間かけて
活性汚泥を馴養培養しても分解能力を呈するようになる
のはごくわずかしかなく、その分解能力を得るまでに要
する馴養時間は長いので、この馴養培養方法による生分
解作用の向上はほとんど期待できない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような事情に鑑み、
本発明者等はＡＰＥに対し、単独で優れた生分解性を示
す微生物を広く自然界に求め、種々の試験を繰り返した
結果、ＡＰＥに対して分解能力を持つシュードモナス
（Pseudomonas)に属するある種の細菌を見い出し、本発
明を完成した。

【０００５】即ち、本発明のＡＰＥに対して分解性能を
示す微生物は、シュウドモナス・エスピー（Pseudomona
s sp.)ＡＰＥ６株として、工業技術院生命工学工業技術
研究所に平成５年９月２２日付けで寄託されているもの
で（工業技術院生命工学工業技術研究所寄託菌、受託番
号ＦＥＲＭ Ｐ−１３８７０。以下、ＦＥＲＭ Ｐ−１
３８７０という）、その細菌学的性質は以下のとおりで
ある。

【０００６】（Ａ）形態的性質 ＣＧＹ寒天培地上で３０℃の温度で２４時間培養したと
き、以下の形態的特徴が観察される。 １）細胞形態 ：単かん菌 ２）グラム染色性 ：陰 性 ３）胞子形成能 ：な し ４）運動性 ：あ り

【０００７】（Ｂ）培養的性質 １）ＣＧＹ寒天平板培養 コロニーの色 ：乳白色 コロニーの透明度 ：なし コロニーの光沢 ：あり 表面の形態 ：なめらか 隆起状態 ：やや隆起

【０００８】（Ｃ）生理的性質 １）硝酸の還元 ：陽 性 ２）脱窒反応 ：陰 性 ３）ＭＲテスト ：陰 性 ４）ＶＰテスト ：陰 性 ５）インドールの生成 ：陰 性 ６）硫化水素の生成 ：陰 性 ７）デンプンの加水分解：陰 性 ８）クエン酸の利用 ：陽 性 ９）色素の生成 ：陰 性 １０）ゼラチナーゼ ：陽 性 １１）ウレアーゼ ：陰 性 １２）オキシターゼ ：陽 性 １３）カタラーゼ ：陽 性 １４）生育の範囲 ｐＨ ：５〜９ １５） 温度 ：１５〜３５℃ 普通ブイヨンにおける生育：良好 １６）酸素に対する態度 ：好気性 １７）Ｏ−Ｆテスト ：酸化的 １８）糖類からの酸及びガスの生成：表１に示すとおり

【０００９】

【表１】

【００１０】前記細菌学的性質の試験は、「バージーズ
・マニュアル・オブ・システマテイック・バクテリオロ
ジー」（Bergey's Manual of Systematic Bacteriolog
y）及び長谷川武治著「微生物の分類と同定」（学会出
版センター刊）に記載されている方法あるいは培地組成
により行った。これらの試験結果から、本発明の微生物
はシュウードモナス（Pseudomonas)属に属する細菌であ
ることが判った。

【００１１】本発明の実施において、処理系におけるＡ
ＰＥの濃度を減少させるためには、燐酸一水素カリウ
ム、燐酸二水素カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネ
シウム、塩化ナトリウム及び塩化鉄などを併用すること
により、より効率よくＡＰＥの濃度減少を促進させるこ
とができる。また、必要に応じて処理系に酵母エキス等
の有機微量栄養素を添加することにより、菌の増殖を促
進することもできる。

【００１２】本発明の実施において本発明細菌を処理系
に組み込む方法としては、培養菌体をそのまま接種する
方法、乾燥菌体または乾燥製剤にして用いる方法及び細
菌を担体担持または包括固定して用いる方法がある。本
発明の実施において、本発明細菌の培養温度は２８℃程
度が好適であり、また処理系のｐＨは６〜８の範囲であ
り、特にｐＨ７．２程度が好適である。

【００１３】

【作用】本発明の細菌が有する酵素等の作用機構につい
ては、現在のところ不明であるが、本細菌がＡＰＥを分
解する能力に優れていることは確認された。従って、本
細菌をＡＰＥを含む排水処理系あるいは河川水中に添加
することにより、ＡＰＥを効率良く分解し除去すること
ができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例によって具
体的に説明する。なお、これらの試験において、ＡＰＥ
を定量する方法としては、ＪＩＳ Ｋ３３６２「合成洗
剤の生分解試験方法」に準拠したテトラチオシアノコバ
ルト酸吸光光度法（ＣＴＡＳ法）、つまり非イオン界面
活性剤とテトラシアノコバルト酸アンモニウムとの錯体
をベンゼンで抽出して、紫外部の吸光度（３２２ｎｍ）
を測定する方法により行った。

【００１５】（実施例１）表２に示す所定量のＡＰＥを
肉エキス１００ｍｇ、Ｋ₂ ＨＰＯ₄ ５００ｍｇ、ＮＨ₄
Ｈ₂ ＰＯ₄ ６６０ｍｇ、ＮａＣｌ２５ｍｇ、ＣａＣｌ₂
・２Ｈ₂ Ｏ２５ｍｇ、ＭｇＳＯ・７Ｈ₂ Ｏ２５ｍｇ及び
ＦｅＣｌ₃ ・６Ｈ₂ Ｏ５ｍｇと共に蒸留水１リットルに
溶解し、この溶液を水酸化ナトリウムあるいは塩酸を用
い、ｐＨを７．０に調整して分解試験用培地を調製し
た。

【００１６】前記の分解試験用培地を３００ｍｌ容積の
三角フラスコに１００ｍｌ分注し、１２０℃の温度で２
０分間高圧滅菌して培養液とした。この培養液に一白金
耳の本発明シュウードモナス・エスピーＡＰＥ６株（Ｆ
ＥＲＭ Ｐ−１３８７０）を接種し、２２℃の温度で往
復振盪培養機を用いて振盪培養を２４時間行ったのち、
この培養液１ｍｌを新しい培地に継代し培養した。この
一連の継代培養操作を２回行ったのち、３回目の培地中
における界面活性剤濃度の低減量を測定した。

【００１７】ＡＰＥの分解率と生菌数を測定した結果は
表２に示すとおりであり、本発明の菌株は、ＡＰＥ濃度
２０００ｍｇ／Ｌ以下の濃度範囲においてよく増殖し、
効率よくＡＰＥを分解しうることが判った。

【００１８】

【表２】

【００１９】（比較例１）比較試験として実施例１にお
ける前記培地にシュウードモナス・エスピーＡＰＥ６株
（ＦＥＲＭ Ｐ−１３８７０）を接種せずに試験を行な
ったところ、ＡＰＥの分解は全く認められなかった。

【００２０】（実施例２及び比較例２）本発明の菌株を
栄養培地で充分に培養して得られた培養液を植物性繊維
からなる粉体に混合し、乾燥して乾燥製剤とした。この
時の乾燥製剤の水分量は、平均５．６％であった。

【００２１】実施例１において調製したＡＰＥ２００ｍ
ｇ／Ｌを含有する培養液に、下記に示す三とおりの接種
量の本発明の菌株等を所定量添加し、培養を開始し、新
鮮な培地に２回継代培養を行ったのち、３回目の２４時
間培養において界面活性剤の分解量及び全有機炭素濃度
の除去量を測定した。その結果は表３に示すとおりであ
り、本菌株は乾燥菌剤に加工してもＡＰＥを分解する能
力を失わず、良好な処理を行えることが判明した。なお
ブランク試験としては、標準活性汚泥のみを用いた時の
処理能力を調べた。

【００２２】 （試験区） （接種量） Ａ：本菌株 １白金耳植菌 Ｂ：本菌株乾燥菌剤 200mg/l Ｃ：標準活性汚泥＋本菌株乾燥菌剤 汚泥濃度1000mg/l＋乾燥菌剤 200mg/l Ｄ：標準活性汚泥（ブランク試験） 汚泥濃度1000mg/l

【００２３】

【表３】

【００２４】（実施例３）主に家庭廃水を処理している
活性汚泥方式下水処理施設より採取した活性汚泥を用い
てＡＰＥを含有する排水の連続処理試験を行った。容量
１０Ｌの曝気槽を有する活性汚泥連続処理装置を２系列
用意し、この処理系にエキス４０ｇ、ペプトン６０ｇ、
ＮａＣｌ１．５ｇ、ＭｇＳＯ₄ ・７Ｈ₂ Ｏ１．３ｇ、Ｋ
Ｃｌ０．７ｇ、ＣａＣｌ₂ １．８ｇ、ＮａＨＣＯ₃ ４２
ｇ及び水道水１リットルからなる合成下水を連続的に流
入させ、３日間活性汚泥を培養した。

【００２５】なお、活性汚泥連続処理装置の運転は、次
に示すとおりの条件で行った。 運転条件 槽容積 ：１０Ｌ 水滞留時間（ＨＲＴ） ：約８時間 汚泥滞留時間（ＳＲＴ）：約７日 ＴＯＣ−容積負荷 ：０．２Ｋｇ／ｍ³ 返送汚泥比 ：４０％ 流入水量 ：２０Ｌ／日 ＭＬＳＳ ：１０００ｍｇ／Ｌ 温度 ：２０±２℃

【００２６】次に、前記合成下水にＡＰＥ２００ｍｇ／
Ｌを添加した合成下水を用いて活性汚泥の連続処理試験
を行い、培養を継続した。その際に、本菌株添加区に
は、実施例１における分解試験用培地組成で増殖させた
本菌（生菌数１０⁸ ＣＦＵ／ｍｌ）の培養液を５００ｍ
ｌ投入した。この培養液には１ｍｌ中１０⁸ 個以上の細
胞数が存在していた。また、対照区には添加せず、ブラ
ンク試験とした。

【００２７】連続処理試験において経時的に界面活性剤
濃度（ＣＴＡＳ濃度）、排水の有機物量としての全有機
炭素濃度（ＴＯＣ濃度）及び処理水中に浮遊している汚
泥量（ＳＳ濃度）を測定した。その測定結果は、図１な
いし図３に示すとおりであり、処理系に本菌株を投入し
た系と、していない系とでは明らかな差がみられた。

【００２８】ＡＰＥが処理系内に流入することにより、
活性汚泥に影響を生じ、ＡＰＥを分解しなくなるだけで
なく、処理水中のＴＯＣ濃度が上昇すると共に、処理水
中に汚泥の流出が起こった。これに対して本菌株を投入
した系においては、ＡＰＥを分解し、良好な処理を行う
ことができた。

【００２９】

【発明の効果】本発明のシュウドモナス・エスピーＡＰ
Ｅ６株（ＦＥＲＭ Ｐ−１３８７０）を生活排水、産業
排水あるいは非イオン界面活性剤等により汚染された河
川水などに接触させることにより、それら排水に含まれ
ているＡＰＥを効率良く分解除去することができるの
で、環境浄化に多大な効果を与える。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例３における本発明の微生物を用いた排水
処理系及び用いなかった排水処理系の処理水中の界面活
性剤濃度の経日変化を示すグラフ図。

【図２】実施例３における本発明の微生物を用いた排水
処理系及び用いなかった排水処理系の処理水中の全有機
炭素濃度の経日変化を示すグラフ図。

【図３】実施例３における本発明の微生物を用いた排水
処理系及び用いなかった排水処理系の処理水中の浮遊汚
泥（ＳＳ）濃度の経日変化を示すグラフ図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シュウドモナス・エスピー（Pseudomona
   s sp.)ＡＰＥ６株（工業技術院生命工学工業技術研究所
   寄託菌、受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１３８７０）として寄
   託されているポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
   ルに対して分解性能を示す微生物。
2. 【請求項２】 シュウドモナス・エスピー（Pseudomona
   s sp.)ＡＰＥ６株（工業技術院生命工学工業技術研究所
   寄託菌、受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１３８７０）をポリオ
   キシエチレンノニルフェニルエーテル含有排水処理系に
   加えて培養し、処理系のポリオキシエチレンノニルフェ
   ニルエーテル含有濃度を減少させることを特徴とする微
   生物の使用法。