JPH1128449A - 微生物の汚染物質分解活性の維持方法、及び環境修復方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微生物の分解活性をより長く維持させ、微生
物と汚染物質との接触頻度を向上させにくい環境におい
ても、環境修復の効率をより一層向上させる。 【解決手段】 汚染物質で汚染された環境の微生物を用
いた修復方法において、該汚染物質の分解活性を有する
微生物を含む、汚染物質で汚染された環境中の汚染物質
の量を測定し、その測定結果に応じて該環境の温度を、
該微生物の分解活性が発現する第１の温度、及び該微生
物の分解活性が発現しない第２の温度との間で制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微生物の汚染物質
分解活性の維持方法、及び環境修復方法に関する。特
に、芳香族化合物やハロゲン化脂肪族炭化水素化合物に
よって汚染された環境の修復に有効な生物的修復浄化方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、生体に対して有害でありかつ難分
解性である有機塩素化合物による環境汚染が大きな問題
となってきている。特に、国内外のＩＣ工場等のハイテ
ク産業地域の土壌中にはテトラクロロエチレン（ＰＣ
Ｅ）やトリクロロエチレン（ＴＣＥ）、ジクロロエチレ
ン（ＤＣＥ）等の有機塩素化合物による汚染がかなりの
範囲で拡がっていると考えられており、実際に環境調査
等で検出された事例が多数報告されている。これらの有
機塩素化合物は、土壌中に残留したものが雨水等により
地下水中に溶解して周辺地域一帯に拡がるとされてい
る。このような化合物は発癌性や生殖毒性の疑いがあ
り、また環境中で非常に安定であるため、特に飲料水の
水源として利用されている地下水の汚染は大きな社会問
題とされている。

【０００３】このようなことから、有機塩素化合物の分
解・除去による土壌の修復浄化は、環境保全の視点から
重要な課題であり、浄化に必要な技術の開発が行われて
きている。

【０００４】例えば、ＴＣＥ等の有機塩素化合物の、微
生物を用いた分解は、その実用化に向けて種々の研究が
なされている。この微生物を用いた分解処理は、用いる
微生物を選択することで有機塩素化合物を無害な物質に
分解できること、基本的に特別な薬品が不要であるこ
と、メンテナンスにかかる労力やコストを軽減できるこ
と等の利点がある。

【０００５】有機塩素化合物分解能を有する微生物が単
離された例としては、例えば、ＴＣＥ分解菌としては、
Welchia alkenophila sero 5(USP4877736,ATCC53570)、
Welchia alkenophila sero 33(USP4877736,ATCC5357
1)、Methylocystis sp.strain M(Agric.Biol.Chem.,53,
2903(1989)、Biosci.Biotech.Biochem.,56,486(1992)、
同56,736(1992))、Methylosinus trichosprium OB3b(A
m.Chem.Soc.Natl.Meet.Dev.Environ.Microbiol.,29,365
(1989)、Appl.Environ.Microbiol.,55,3155(1989)、App
l.Biochem.Biotechnol.,28,877(1991)、特開平02-92274
号公報、特開平03-292970号公報）、Methylomonas sp.M
M2(Appl.Environ.Microbiol.,57,236(1991))、Alcalige
nes denitrificans ssp.xylosoxidans JE75(Arch.micro
biol.,154,410(1990))、Alcaligenes eutrophus JMP134
(Appl.Environ.Microbiol.,56.1179(1990))、Alcaligen
es eutrophus FERM-13761(特開平07-123976号公報)、Ps
eudomonas aeruginosa JI104（特開平07-236895号公
報）、Mycobacterium vaccae JOB5(J.Gen.Microbiol.,8
2,163(1974)、Appl.Environ.Microbiol.,54.2960(198
9)、ATCC29678)、Pseudomonas putida BH(下水道協会誌,
24,27(1987))、Pseudomonassp.strain G4(Appl.Enviro
n.Microbiol.,52,383(1986)、同53,949(1987)、同54,95
1(1989)、同56,279(1990)、同57,193(1991)、USP492580
2,ATCC53617、この菌は初めPseudomonas cepaciaと分類
されていたが、Pseudomonas sp.に変更された。）、Pse
udomonas mendocina KR-1(Bio/Technol.,7.282(198
9))、Pseudomonasputida F1(Appl.Environ.Microbiol.,
54,1703(1988)、同54,2578(1988))、Pseudomonas fluor
escens PFL12(Appl.Environ.Microbiol.,54,2578(198
8))、Pseudomonas putida KWI-9（特開平06-70753号公
報）、Pseudomonas cepacia KK01（特開平06-227769号
公報）、Nitrosomonas europaea(Appl.Environ.Microbi
ol.,56,1169(1990))、Lactobacillus vaginalis sp.nov
(Int.J.Syst.Bacteriol.,39,368(1989)、ATCC49540)等が
挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
微生物を用いた環境修復においては、理想的には汚染物
質の分解活性がピークにある又はピークに近い状態にあ
る微生物と汚染物質とを効率よく接触させることが、環
境修復の効率化の上では好ましい。しかし、この理想的
な状況を実現するには種々の問題がある。

【０００７】例えば、微生物を用いた環境修復において
は、通常、汚染物質を分解可能な活性を備えた微生物を
所定数以上にまで増殖させる必要がある。そして、この
増殖は、修復しようとする環境中で行い環境修復と並行
して行うことが可能であるが、増殖の際の培養条件の制
御を環境中で正確に行うことは困難である。また、環境
中で増殖させる場合にはコンタミネーションを防ぐこと
が困難である。

【０００８】これらを考慮すると、コンタミネーション
の無い状況下で培養・増殖を行った後にその微生物を環
境に投入する方法が考えられる。しかし、微生物の増殖
過程と、この微生物の修復すべき環境中への投入との間
に時間的な間隔がある場合、微生物の有している汚染物
質の分解活性が低下してしまい、上記の理想条件を満た
し得ないことがある。

【０００９】また、微生物による環境中の汚染物質の分
解には、分解活性を有している微生物と汚染物質とが必
要であるが、実際の環境中では微生物の周囲に常に汚染
物質が存在しているとは限らない。例えば、微生物がそ
の存在領域の汚染物質を分解してしまった後に、その領
域に周囲から新たな汚染物質の流入が無い場合がある。
具体的には、汚染されている環境が、滞留している汚染
された地下水の場合、この地下水中に分解活性を有する
微生物を固定した担体を投入したとしても、地下水の循
環が無いため、担体の周囲にある地下水に含まれる汚染
物質が分解された後には、この担体の周囲には新たな汚
染物質が移動して来ず、微生物の周囲に汚染物質が存在
しないという状況が生じる。そして、汚染物質が周囲に
ない場合であっても、微生物の分解活性は経時的に低下
する。これらから、効率的な環境修復のためには、この
ような状況が解消されるように、攪拌などの物理的擾乱
をこの環境に加えて微生物と汚染物質との接触頻度を向
上させることが好ましいが、実際の環境ではこのような
擾乱を加えられない状況がほとんどである。

【００１０】そこで本発明は、このような問題点を鑑み
なされたものであり、微生物の分解活性をより長く維持
させることを目的とする。また、微生物と汚染物質との
接触頻度を向上させにくい環境においても、環境修復の
効率をより一層向上させることのできる環境修復方法を
提供することを目的とする。

【００１１】

【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。

【００１２】本発明は、芳香族化合物およびハロゲン化
脂肪族炭化水素化合物の少なくとも一方を分解可能な活
性を有している微生物を、該活性が発現しない温度に保
持することを特徴とする微生物の汚染物質分解活性の維
持方法に関する。

【００１３】また、本発明は、汚染物質で汚染された環
境の微生物を用いた修復方法において、該汚染物質の分
解活性を有する微生物を含む、汚染物質で汚染された環
境中の汚染物質の量を測定し、その測定結果に応じて該
環境の温度を、該微生物の分解活性が発現する第１の温
度、及び該微生物の分解活性が発現しない第２の温度と
の間で制御する工程を有することを特徴とする環境修復
方法に関する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を挙げ
て詳細に説明する。

【００１５】微生物による汚染物質の分解は、微生物に
分解菌として活性が存在すること、及び微生物と汚染物
質が接触することが必要である。汚染物質が分解菌の存
在領域に存在しない場合、例えば、分解菌がその存在領
域の汚染物質をすでに分解してしまって汚染物質が分解
菌の存在領域に流入してきていない場合や、汚染物質が
分解菌の存在領域に流入してきていない場合などがあ
る。分解菌に高い活性があったとしても汚染物質との接
触がない状態ではその活性は分解に利用されることがな
く、やがては消失してしまう。また、汚染物質が存在し
ていても、その濃度が接触する分解菌の分解活性に比べ
て、あるいは汚染領域全体の汚染濃度に比べてかなり低
い場合には、分解が全く行われないわけではないが、浄
化効率としては非常に悪いものとなる。

【００１６】具体的な例としては、例えば、汚染された
媒体が移動速度の緩慢な地下水の場合、微生物の存在領
域（例えば分解菌を担体に固定化したものを地下水通路
に埋め込んだとき）への地下水の流入が緩慢であるた
め、微生物存在領域を通過する汚染物質の量が大幅に変
動することがある。また、リアクター等のｏｎ−ｓｉｔ
ｅの浄化においても汚染物質の供給量に変動があること
がある。また、汚染された媒体が土壌であって、例えば
汚染物質がＴＣＥやＤＣＥのように揮発性物質の場合に
おいて、ポンプで土壌内の空気を循環させてこれらの揮
発性汚染物質を微生物存在領域に供給するときに、土質
などの影響により循環による汚染物質の移動が緩慢とな
り、微生物存在領域への供給速度の遅い場合が挙げられ
る。汚染された媒体が気体の場合は、例えば土壌から真
空抽出してきた汚染空気をリアクターで処理する際に、
抽出した空気中の汚染物質の含有量に変動がある場合が
挙げられる。これらの例は一例に過ぎず、汚染現場の多
様性を考えると、さらに様々な状況があり、またこれか
らも出現する可能性がある。

【００１７】そこで、分解菌の活性が高いときに分解菌
の存在領域に汚染物質がない場合、あるいはその濃度が
低い場合には、分解菌の活性を発現させずに活性を維持
させるようにし、分解菌の存在領域に汚染物質が高濃度
で存在するようになったときに再び活性を復活させるこ
とによって浄化効率は高まると考えられる。

【００１８】本発明の一つの実施形態は、汚染された媒
体中に分解菌が存在し、汚染物質が分解浄化され得ると
き（分解浄化期間中）において、分解菌の活性を発現さ
せずに活性を維持させる温度（活性維持温度）と、実際
に汚染物質の分解を行わせるために活性を発現させる温
度（活性発現温度）を、分解菌の存在領域においてその
領域内の汚染物質の濃度に応じて制御することによっ
て、汚染された媒体を効率的に修復浄化する方法であ
る。

【００１９】また、分解菌の存在環境を活性維持温度に
制御することは、分解菌が汚染媒体中に存在する以前に
おいても有効である。すなわち、分解菌を培養槽におい
て増殖させ、この分解菌を汚染媒体中に供給するにあた
り、分解菌の培養と汚染媒体中への供給との間に時間的
な隔たりがある場合、例えば培養槽から汚染現場までの
分解菌の移送に時間がかかる場合や、分解菌を高濃度に
濃縮して汚染媒体に供給する際の濃縮操作に時間がかか
る場合では、汚染媒体中において分解菌が汚染物質と接
触できたときには既に活性が低下してしまっている可能
性がある。特に汚染媒体中で分解菌が増殖を行わず、供
給した分解菌だけで汚染物質の分解を行わせる場合に
は、このときの分解菌の活性低下は浄化の大きな妨げに
なる。こうした場合には、分解菌を培養槽において増殖
させて分解活性を具備させた後に、分解菌の存在環境す
なわち培養液を活性維持温度に制御することによって活
性の維持を行うことができ、この状態で汚染媒体中への
供給を行えば、培養時からほとんど活性を低下させるこ
となく分解菌と汚染物質との接触を実現することができ
る。

【００２０】すなわち本発明の他の実施の形態は、分解
菌を培養して分解活性を具備させた後であって、分解菌
を汚染媒体中に供給して汚染物質の分解浄化をする以前
（分解浄化期間前）において、分解菌の存在環境を、分
解菌の活性を発現させずに活性を維持させる温度（活性
維持温度）に制御することにより、汚染された媒体を効
率的に修復浄化する方法である。

【００２１】活性維持温度は、通常の分解菌が活性を発
現しない温度、具体的には０〜１０℃、より好ましくは
２〜４℃の範囲である。この温度領域においては、微生
物の活性を高温領域よりも特に長期にわたって維持する
ことができる。一例としてＪＭ１の場合は、４℃で保存
した場合、３日で約６０％、５日で約４０％の活性が維
持される。

【００２２】分解浄化温度（活性発現温度）としては、
通常の分解菌が活性を発現する温度であればよく、速や
かに浄化を完了したい場合には至適温度に、比較的長期
にわたって活性を持たせたい場合にはそれよりもやや低
めの温度にする等、汚染媒体の汚染状況や温度、コスト
等に応じて最適な温度を設定すればよい。通常の分解菌
では具体的には５〜４０℃の範囲が好ましい。

【００２３】分解菌存在環境の温度の制御方法として
は、どのような方法を採っても構わない。例えば、分解
菌存在環境が水性媒体の場合や気体の場合は、サーモス
タット付きクーラーを導入するなどにより、比較的容易
に制御できる。分解菌存在環境が土壌中である場合に
は、冷却空気を直接的、あるいは導管を通す等の間接的
に導入する方法（この場合、密閉系であればアンモニア
ガス等の空気以外の気体でもよい。）、冷却水を散布す
る方法、冷却水を直接的、あるいは導管を通す等の間接
的に導入する方法（この場合、密閉系であれば冷媒や有
機溶媒でもよい。）、水に溶解する際に吸熱反応を起こ
し得る塩類等を導入する方法などがある。

【００２４】分解菌存在環境の温度制御時期を決定する
には、分解菌存在領域の汚染物質濃度をモニタリングす
るのが最適である。モニタリングのためのサンプリング
方法としては、汚染媒体が水性媒体のときは汚染水をサ
ンプリング管から採取する。汚染媒体が土壌のときは土
壌そのものを採取するか、採取できなければ埋設したサ
ンプリング管から、揮発性の汚染物質ならばガスを、揮
発性でなければ土壌水を採取する。汚染媒体が気体であ
れば気体そのものを採取する。採取された汚染物質は分
析機器等を用いて濃度を測定すればよい。

【００２５】本発明に用いる微生物としては、芳香族化
合物及び／或いは有機塩素化合物を分解し得る微生物で
あればいかなるものでもよく、具体的にはシュードモナ
ス（Pseudomonas）属、アシネトバクター（Acinetobact
er）属、アルカリゲネス（Alcaligenes）属、ビブリオ
（Vibrio）属、ノカルジア（Nocardia）属、バチルス
（Bacillus）属、ラクトバチルス（Lactobacillus）
属、アクロモバクター（Achromobacter）属、アルスロ
バクター（Arthrobacter）属、ミクロコッカス（Microc
occus）属、マイコバクテリウム（Mycobacterium）属、
メチロシナス（Methylosinus）属、メチロモナス（Meth
ylomonas）属、ベルキア（Welchia）属、メチロシスチ
ス（Methylocystis）属、ニトロゾモナス（Nitrosomona
s）属、サッカロミセス（Saccharomyces）属、カンジダ
（Ｃａｎｄｉｄａ）属、トルロプシス（Ｔｏｒｕｌｏｐ
ｓｉｓ）属に属する微生物が挙げられ、例えば、Ｊ１株
ＦＥＲＭ ＢＰ−５１０２、ＪＭ１株ＦＥＲＭ ＢＰ−
５３５２、シュードモナス・スピーシズＴＬ１株ＦＥＲ
Ｍ Ｐ−１４７２６、アルカリゲネス・スピーシズＴＬ
２株ＦＥＲＭ Ｐ−１４６４２等を挙げることができ
る。

【００２６】本発明に用いる微生物を培養するために用
いられる培地としては、ＬＢ培地、２ｘＹＴ培地などの
通常の微生物の生育に必要であって微生物が生育可能で
あればいかなる培地でもよく、例えばＭ９培地に炭素源
を添加したもので培養することも可能である。Ｍ９培地
の組成例として、Ｎａ₂ＨＰＯ₄：６．２ｇ、ＫＨ₂Ｐ
Ｏ₄：３．０ｇ、ＮａＣｌ：０．５ｇ、ＮＨ₄Ｃｌ：１．
０ｇ（培地１リットル中、ｐＨ７．０）が挙げられる。
培養は好気条件下で行なうことができ、１５〜３０℃程
度の培養温度での液体培養が望ましい。

【００２７】本発明における芳香族化合物及び／或いは
揮発性有機塩素化合物の分解処理は、水性媒体中、土壌
中、及び気相中の芳香族化合物及び／或いは有機塩素化
合物と分解菌とを接触させることによって行なうことが
できる。分解菌と芳香族化合物及び／或いは有機塩素化
合物との接触は、微生物が分解活性を発現し得る条件で
あればいかなる方法でも行なうことができ、バッチ法、
半連続法、連続法などの種々の方法を用いて実施でき
る。分解菌は半固定状態で或いは適当な担体に固定化し
て用いることもできる。廃液、土壌、気相等の被処理物
は、必要に応じて各種処理を行ってもよい。

【００２８】本発明における水性媒体中の芳香族化合物
及び／或いは有機塩素化合物の分解処理は、水性媒体中
に存在する芳香族化合物及び／或いは有機塩素化合物と
分解菌とを接触させることによって行なうことができ
る。以下に主な利用形態を述べるが、これらの形態に限
定されることなく、本発明の方法はいかなる水性媒体中
の芳香族化合物及び／或いは有機塩素化合物汚染の浄化
処理にも利用可能である。

【００２９】例えば、最も簡便な方法としては、芳香族
化合物及び／或いは有機塩素化合物によって汚染された
水性媒体中に直接に分解菌を導入する方法がある。この
場合、水性媒体のｐＨや、塩濃度、温度、汚染物質の濃
度等を調整することが望ましい。

【００３０】また別の利用形態としては、培養槽を設け
て分解菌を培養し、この培養槽に芳香族化合物及び／或
いは有機塩素化合物で汚染された水性媒体を所定の流量
で導入し、分解させる形態がある。水性媒体の導入およ
び排水は連続して行ってもよいが、処理能力に応じて間
欠的に、あるいはバッチ式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／或いは有機塩
素化合物の濃度に合わせてシステム制御し最適化を図る
とよい。

【００３１】さらに、分解菌を担体、例えば土壌粒子等
に付着させ、これを反応層に充填し、この反応槽内に芳
香族化合物及び／或いは有機塩素化合物汚染水性媒体を
導入して分解処理を行う形態がある。この場合、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、通気性を損なわな
いようなものがより望ましい。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、医薬品工業、食品
工業、廃水処理システム等で利用されているバイオリア
クタで汎用されているさまざま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、アンスラサイト等の無
機粒子状担体、デンプン、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、ゼラチン等のゲル状担
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、紙類といったセルロース系のもの、木
粉、樹皮といったリグニン系のものも利用可能である。

【００３２】本発明における土壌中の芳香族化合物及び
／或いは有機塩素化合物の分解処理は、土壌中に存在す
る芳香族化合物及び／或いは有機塩素化合物と分解菌と
を接触させることによって行なうことができる。以下に
主な利用形態を述べるが、これらの形態に限定されるこ
となく、本発明の方法はいかなる土壌中の芳香族化合物
及び／或いは有機塩素化合物汚染の浄化処理にも利用可
能である。

【００３３】例えば、最も簡便な方法としては、芳香族
化合物及び／或いは有機塩素化合物によって汚染された
土壌中に直接に分解菌を導入する方法がある。導入の方
法としては、土壌表面に散布する方法はもとより、比較
的深い地層中の処理の場合には、地中に挿入した井戸か
ら導入する方法がある。さらに、空気や水などによって
圧力をかけると広範囲に分解菌が拡がり、より効果的で
ある。この場合、土壌中の諸条件を分解菌に適するよう
に調整する必要があるが、分解菌の多くは土壌粒子等の
担体の存在下でより増殖が速められ、好都合である。さ
らに、通常、土壌中の平均温度とされている１５℃程度
でも遜色なく増殖し、十分に分解活性を維持し得る。

【００３４】また、分解菌を担体に付着させ、これを反
応槽に充填し、この反応槽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土壌の、主に帯水層中に導
入し分解処理を行う形態がある。反応槽の形態はフェン
ス状やフィルム状のような、土壌中の広範囲を網羅でき
るものが望ましい。この場合、使用する担体は、いかな
るものでも利用可能であるが、微物の保持能力に優れ、
通気性を損なわないようなものがより望ましい。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、医薬品工業、食品工業、廃水処理システム等で利用
されているバイオリアクタで汎用されているさまざまな
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、アンスラサイト等の無機粒子状担体、デンプン、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、ゼラチン等のゲル状担体、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、紙類とい
ったセルロース系のもの、木粉、樹皮といったリグニン
系のものも利用可能である。

【００３５】本発明における気相中の芳香族化合物及び
／或いは有機塩素化合物の分解処理は、気相中に存在す
る芳香族化合物及び／或いは有機塩素化合物と分解菌と
を接触させることによって行なうことができる。以下に
主な利用形態を述べるが、これらの形態に限定されるこ
となく、本発明の方法はいかなる気相中の芳香族化合物
及び／或いは有機塩素化合物気相汚染の浄化処理にも利
用可能である。

【００３６】例えば、培養槽を設けて分解菌を培養し、
この培養槽に芳香族化合物及び／或いは有機塩素化合物
で汚染された気体を所定の流量で導入し、分解させる形
態がある。気体の導入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、処理能力に応じて間欠的
に、あるいはバッチ式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／或いは有機塩素化合
物の濃度に合わせてシステム制御し最適化を図るとよ
い。

【００３７】また別の利用形態としては、分解菌を担
体、例えば土壌粒子等に付着させ、これを反応層に充填
し、この反応槽内に芳香族化合物及び／或いは有機塩素
化合物汚染気体を導入して分解処理を行う形態がある。
この場合、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、
通気性を損なわないようなものがより望ましい。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、医薬品工業、食品工業、廃水処理システム等で利用
されているバイオリアクタで汎用されているさまざまな
微生物担体が利用できる。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
ンスラサイト等の無機粒子状担体、デンプン、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
チン等のゲル状担体、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、紙類といったセルロ
ース系のもの、木粉、樹皮といったリグニン系のものも
利用可能である。

【００３８】さらに、分解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、その例を多く挙げることができる。すなわち、麦わ
ら等の穀物類の藁や、大鋸屑、米糠、雪化菜、砂糖黍の
絞りかす等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。

【００３９】汚染気体の浄化処理においては、担体にな
る物質を予め充填した上で分解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、分解菌の生育と通気性から、適宜選択す
ればよく、反応槽の形態は、処理する気体の量や濃度な
どにより適宜選択すればよいが、気体と担体に保持され
る分解菌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等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。

【００４０】汚染気体は、初め担体材料に吸着する場合
もあり、分解菌の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、その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ことにより、担体材料への吸着性
が再生される。このようにして、汚染除去能は飽和する
ことなく常に一定の分解が期待できる。

【００４１】以上のような浄化処理における分解菌の増
殖材料としては、先にも述べたようにー般に用いられる
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、２ｘＹＴ培地、Ｌ培地、あるいはポリペ
フトン、酵母エキス等と糖や有機酸などの炭素源とを任
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
状に調製したもの等、いずれも利用可能である。

【００４２】本発明の方法は、閉鎖系および開放系のい
ずれの廃液処理、土壌処理ならびに空気処理の方法にも
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。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明する
が、本発明はこれらに限定するものではない。

【００４４】（実施例１）ＪＭ１株による水性媒体中の
ＴＣＥ分解における分解浄化期間前での温度制御の効果 分解菌の培養を行ってから分解菌を汚染媒体に供給する
までの間に時間を要する場合をシミュレートし、分解浄
化期間前での温度制御の効果を評価した。

【００４５】リンゴ酸ナトリウム１．０％含有Ｍ９寒天
培地上のＪＭ１株のコロニーを、坂口フラスコ中のリン
ゴ酸ナリウム２．０％含有Ｍ９培地２００ｍｌに接種
し、１５℃で７０時間振とう培養を行ったものを４℃で
保存した。経時的にその内の１０ｍｌを２７．５ｍｌ容
バイアル瓶に移し、ブチルゴム栓およびアルミシールで
密閉した後、ガス状のＴＣＥをＴＣＥが液中に全てとけ
込んだと仮定して１０ｐｐｍとなるようにシリンジで加
え、１５℃で振とうし、１２時間後に気相部分のＴＣＥ
濃度をガスクロマトグラフィーで測定した。対照として
上記４℃で行った保存を全て１５℃で行ったものを用い
た。

【００４６】各菌液採取時間でのＴＣＥの残存率を表１
に示す。１５℃で保存した菌に比べ、４℃で保存した菌
は明らかに分解活性を維持していることがわかる。

【００４７】

【表１】 （実施例２）ＪＭ１株による水性媒体中のＴＣＥ分解に
おける分解浄化期間中での温度制御の効果 汲み上げた地下水中の汚染物質をリアクターで処理する
場合等において、地下水中の汚染物質の濃度が変化する
様子をシミュレートし、そのときの温度制御の効果を評
価した。

【００４８】リンゴ酸ナトリウム１．０％含有Ｍ９寒天
培地上のＪＭ１株のコロニーを、坂口フラスコ中のリン
ゴ酸ナトリウム２．０％含有Ｍ９培地２００ｍｌに接種
し、１５℃で７０時間振とう培養を行った。

【００４９】この培養液１０ｍｌを２７．５ｍｌ容バイ
アル瓶に移し、（１）ブチルゴム栓およびアルミシール
で密閉した後、ガス状のＴＣＥをＴＣＥが液中に全てと
け込んだとして１０ｐｐｍとなるようにシリンジで加え
た。（２）バイアル瓶を１５℃で１２時間振とうした
後、気相部分のＴＣＥ濃度をガスクロマトグラフィーで
測定した。（２）次に、密栓を開放し、ＴＣＥを揮散さ
せた後、４℃で１２時間保存した。以下、（１）〜
（３）の操作を繰り返した。対照として、上記４℃で行
った保存を全て１５℃で行ったものを用いた。

【００５０】ＴＣＥ添加１２時間後の各回のＴＣＥ残存
率を表２に示す。１５℃で保存した菌に比べ、４℃で保
存した菌は明らかに分解活性を維持していることがわか
る。

【００５１】

【表２】 （実施例３）ＪＭ１株による水性媒体中のＤＣＥ分解に
おける分解浄化期間中での温度制御の効果 汲み上げた地下水中の汚染物質をリアクターで処理する
場合等において、地下水中の汚染物質の濃度が変化する
様子をシミュレートし、そのときの温度制御の効果を評
価した。

【００５２】ＴＣＥの代わりに、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−Ｄ
ＣＥ）を１０ｐｐｍ、１，１−ジクロロエチレン（１，
１−ＤＣＥ）を５ｐｐｍとなるようにした以外は実施例
２と同様の方法でＤＣＥ濃度を測定した。対照として上
記４℃で行った保存を全て１５℃で行ったものを用い
た。

【００５３】ＴＣＥ添加４回目の各残存率を表３に示
す。１５℃で保存した菌に比べ、４℃で保存した菌は明
らかに分解活性を維持していることがわかる。

【００５４】

【表３】 （実施例４）Ｊ１株による水性媒体中のフェノール分解
における分解浄化期間中での温度制御の効果 汲み上げた地下水中の汚染物質をリアクターで処理する
場合等において、地下水中の汚染物質の濃度が変化する
様子をシミュレートし、そのときの温度制御の効果を評
価した。

【００５５】酵母エキス０．１％含有Ｍ９寒天培地上の
Ｊ１株のコロニーを、坂口フラスコ中の同組成培地２０
０ｍｌに接種し、２２℃で２４時間振とう培養を行っ
た。

【００５６】（１）この培養液にフェノールを１００ｐ
ｐｍとなるように加え、１５℃で１２時間振とうした
後、培養液中のフェノール濃度を測定した。（２）次に
この培養液を遠心分離（８０００ｒｐｍ、１０分、４
℃）することによって集菌し、Ｍ９培地２００ｍｌに再
懸濁して培養液中の残存フェノールを菌から除去し、４
℃で１２時間保存した。以下。（１）及び（２）の操作
を繰り返した。

【００５７】フェノールの定量方法としては、砂１０ｇ
に１０ｍｌの滅菌水を加え、１分間攪拌抽出した上澄み
中のフェノールに対し、アミノアンチピリンを用いたＪ
ＩＳ法による検出法（ＪＩＳ Ｋ０１０２−１９９３，
２８．１）で行った。対照として、上記４℃で行った保
存を全て１５℃で行ったものを用いた。

【００５８】フェノール添加１２時間後の各回のフェノ
ール残存率を表４に示す。１５℃で保存した菌に比べ、
４℃で保存した菌は明らかに分解活性を維持しているこ
とがわかる。

【００５９】

【表４】 （実施例５）ＴＬ１株による水性媒体中のクレゾール分
解における分解浄化期間中での温度制御の効果 汲み上げた地下水中の汚染物質をリアクターで処理する
場合等において、地下水中の汚染物質の濃度が変化する
様子をシミュレートし、そのときの温度制御の効果を評
価した。

【００６０】酵母エキス０．１％含有Ｍ９寒天培地上の
ＴＬ１株のコロニーを、坂口フラスコ中の同組成培地２
００ｍｌに接種し、２５℃で２４時間振とう培養を行っ
た。

【００６１】分解対象物としてフェノールに代わりにｏ
−クレゾ−ル及びｍ−クレゾール（共に３００ｐｐ
ｍ）、対照の保存温度を２０℃とした以外は、実施例４
と同様の方法でクレゾール濃度を測定した。

【００６２】各クレゾールの定量は、フェノ−ルと同様
の抽出法でｐ−ヒドラジノベンゼンスルホン酸を用いた
ＪＩＳ法による検出法（ＪｌＳ Ｋ０１０２−１９９
３，２８．２）により行った。

【００６３】各クレゾール添加３回目の残存率を表５に
示す。２０℃で保存した菌に比べ、４℃で保存した菌は
明らかに分解活性を維持していることがわかる。

【００６４】

【表５】 （実施例６）ＪＭ１株による土壌中のＴＣＥ分解におけ
る分解浄化期間前での温度制御の効果 分解菌の培養を行ってから分解菌を汚染媒体に供給する
までの間に時間を要する場合をシミュレートし、分解浄
化期間前での温度制御の効果を評価した。

【００６５】リンゴ酸ナトリウム１．０％含有Ｍ９寒天
培地上のＪＭ１株のコロニーを、坂口フラスコ中のリン
ゴ酸ナトリウム２．０％含有Ｍ９培地２００ｍｌに接種
し、１５℃で７０時間振とう培養を行った。

【００６６】この培養液を遠心分離（８０００ｒｐｍ、
１０分、４℃）することによって集菌し、Ｍ９培地に再
懸濁して菌濃度を５倍に高めた。この高濃度菌液を４℃
に保存した。次に、６８ｍｌ容バイアル瓶に佐原通し砂
（末滅菌）５０ｇを入れ、上記の菌液５ｍｌを経時的に
その砂中に加え、ブチルゴム栓およびアルミシールで密
閉した後、ガス状のＴＣＥをシリンジで加えた。このと
き、バイアル瓶の溶液中のＴＣＥ濃度が５０ｐｐｍ（全
てのＴＣＥが水中に溶解したときの濃度）となるように
した。１５℃で１２時間静置した後、気相部分のＴＣＥ
濃度をガスクロマトグラフィーで測定した。対照として
同様に作製した高濃度菌液を１５℃で保存したものを用
いた。

【００６７】各菌液採取時間でのＴＣＥの残存率を表６
に示す。１５℃で保存した菌に比べ、４℃で保存した菌
は明らかに分解活性を維持していることがわかる。

【００６８】

【表６】 （実施例７）ＪＭ１株による土壌中のＴＣＥ分解におけ
る分解浄化期間中での温度制御の効果 土壌中の汚染物質を空気循環によってｉｎ‐ｓｉｔｕで
処理する場合等において、循環空気中の汚染物質の濃度
変化によって分解菌存在領域への汚染物質の供給量が変
化する様子をシミュレートし、そのときの温度制御の効
果を評価した。

【００６９】リンゴ酸ナトリウム１．０％含有Ｍ９寒天
培地上のＪＭ１株のコロニーを、坂口フラスコ中のリン
ゴ酸ナトリウム２．０％含有Ｍ９培地２００ｍｌに接種
し、１５℃で７０時間振とう培養を行った。

【００７０】次に、６８ｍｌ容バイアル瓶に佐原通し砂
（未滅菌）５０ｇを入れ、上記のように培養した菌液を
クエン酸ナトリウム２．０％含有Ｍ９培地４．９５ｍｌ
に１／１００量接種した溶液５ｍｌをその砂中に加え、
綿栓をして１５℃で７０時間静置培養し、（１）ブチル
ゴム栓およびアルミシールで密閉した後、ガス状のＴＣ
Ｅを全てのＴＣＥが水中に溶解したときの濃度として５
０ｐｐｍとなるようにシリンジで加えた。（２）バイア
ル瓶を１５℃で１２時間静置した後、気相部分のＴＣＥ
濃度をガスクロマトグラフィーで測定した。（３）次に
密栓を開放し、ＴＣＥを揮散させた後、４℃で１２時間
保存した。以下、（１）〜（３）の操作を繰り返した。
対照として上記４℃で行った保存を全て１５℃で行った
ものを用いた。

【００７１】ＴＣＥ添加１２時間後の各回のＴＣＥ残存
率を表７に示す。１５℃で保存した菌に比べ、４℃で保
存した菌は明らかに分解活性を維持していることがわか
る。

【００７２】

【表７】 （実施例８）Ｊ１株による土壌中のＴＣＥ分解における
分解浄化期間中での温度制御の効果土壌中の汚染物質を
空気循環によってｉｎ−ｓｉｔｕで処理する場合等にお
いて、循環空気中の汚染物質の濃度変化によって分解菌
存在領域への汚染物質の供給量が変化する様子をシミュ
レートし、そのときの温度制御の効果を評価した。

【００７３】酵母エキス０．１％含有Ｍ９寒天培地上の
Ｊ１株のコロニーを、坂口フラスコ中の同組成培地２０
０ｍｌに接種し、２２℃で２４時間振とう培養を行っ
た。

【００７４】次に、６８ｍｌ容バイアル瓶に佐原通し砂
（未滅菌）５０ｇを入れ、上記のように培養した菌液を
フェノール５００ｐｐｍ及び酵母エキス０．２％含有Ｍ
９培地４．９５ｍｌに１／１００量接種した溶液５ｍｌ
をその砂中に加えた他は実施例７と同様の方法でＴＣＥ
残存率を測定した。

【００７５】ＴＣＥ添加１２時間後の各回のＴＣＥ残存
率を表８に示す。１５℃で保存した菌に比べ、４℃で保
存した菌は明らかに分解活性を維持していることがわか
る。

【００７６】

【表８】 （実施例９）ＴＬ１株による土壌中のＴＣＥ分解におけ
る分解浄化期間中での温度制御の効果 土壌中の汚染物質を空気循環によってｉｎ−ｓｉｔｕで
処理する場合等において、循環空気中の汚染物質の濃度
変化によって分解菌存在領域への汚染物質の供給量が変
化する様子をシミュレートし、そのときの温度制御の効
果を評価した。

【００７７】酵母エキス０．１％含有Ｍ９寒天培地上の
ＴＬ１株のコロニーを、坂口フラスコ中の同組成培地２
００ｍｌに接種し、２５℃で２４時間振とう培養を行っ
た。

【００７８】こうして得た菌液を用いた以外は実施例７
と同様にしてＴＣＥ残存率を測定した。

【００７９】ＴＣＥ添加１２時間後の各回のＴＣＥ残存
率を表９に示す。１５℃で保存した菌に比べ、４℃で保
存した菌は明らかに分解活性を維持していることがわか
る。

【００８０】

【表９】 （実施例１０）ＴＬ２株による土壌中のＴＣＥ分解にお
ける分解浄化期間中での温度制御の効果 土壌中の汚染物質を空気循環によってｉｎ−ｓｉｔｕで
処理する場合等において、循環空気中の汚染物質の濃度
変化によって分解菌存在領域への汚染物質の供給量が変
化する様子をシミュレートし、そのときの温度制御の効
果を評価した。

【００８１】酵母エキス０．１％含有Ｍ９寒天培地上の
ＴＬ２株のコロニーを、坂口フラスコ中の同組成培地２
００ｍｌに接種し、２５℃で２４時間振とう培養を行っ
た。実施例７と同様の方法でＴＣＥ残存率を測定した。

【００８２】ＴＣＥ添加１２時間後の各回のＴＣＥ残存
率を表１０に示す。１５℃で保存した菌に比べ、４℃で
保存した菌は明らかに分解活性を維持していることがわ
かる。

【００８３】

【表１０】 （実施例１１）ＪＭ１株による気相中ＴＣＥ分解におけ
る分解浄化期間前での温度制御の効果分解菌の培養を行
ってから分解菌を汚染媒体に供給するまでの間に時間を
要する場合をシミュレートし、分解浄化期間前での温度
制御の効果を評価した。

【００８４】リンゴ酸ナトリウム１．０％含有Ｍ９寒天
培地上のＪＭ１株のコロニーを、坂口フラスコ中のリン
ゴ酸ナトリウム２．０％含有Ｍ９培地２００ｍｌに接種
し、１５℃で７０時間振とう培養を行ったものを４℃で
保存した。

【００８５】上記培養液のうち、経時的に３０ｍｌを６
８ｍｌ容バイアル瓶に移し、これにＴＣＥ飽和溶液中で
曝気した空気を流量２０ｍｌ／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、１
５℃で振とう培養を行い（トータルで７２時間）、ＴＣ
Ｅの減少をガスクロマトグラフィーで測定した。対照と
して同様に作製した高濃度菌液を１５℃で保存したもの
を用いた。

【００８６】各菌液採取時間でのＴＣＥの残存率を表１
１に示す。１５℃で保存した菌に比べ、４℃で保存した
菌は明らかに分解活性を維持していることがわかる。

【００８７】

【表１１】 （実施例１２）ＪＭ１株による気相中ＴＣＥ分解におけ
る分解浄化期間中での温度制御の効果土壌から真空抽出
によって回収した空気中の汚染物質をリアクターで処理
する場合に、空気中の汚染物質の濃度が変化する様子を
シミュレートし、そのときの温度制御の効果を評価し
た。

【００８８】リンゴ酸ナトリウム１．０％含有Ｍ９寒天
培地上のＪＭ１株のコロニーを、坂口フラスコ中のリン
ゴ酸ナトリウム２．０％含有Ｍ９培地２００ｍｌに接種
し、１５℃で７０時間振とう培養を行った。

【００８９】上記培養液３０ｍｌを６８ｍｌ容バイアル
瓶に移し、（１）これにＴＣＥ飽和溶液中で曝気した空
気を流量２０ｍｌ／分で溶液中に３０分間流した後、ブ
チルゴム栓、アルミシールで密栓し、１５℃で振とう培
養を行い、１２時間後に気相部分のＴＣＥ濃度をガスク
ロマトグラフィーで測定した。（２）次に密栓を開放
し、ＴＣＥを揮散させた後、４℃で１２時間保存した。
以下（１）及び（２）の操作を繰り返した。対照として
上記４℃で行った保存を全て１５℃で行ったものを用い
た。

【００９０】ＴＣＥ添加１２時間後の各回のＴＣＥ残存
率を表１２に示す。１５℃で保存した菌に比べ、４℃で
保存した菌は明らかに分解活性を維持していることがわ
かる。

【００９１】

【表１２】

【００９２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、微生物の分解活性をより長く維持させることが
できる。また、微生物と汚染物質との接触頻度を向上さ
せにくい環境においても、環境修復の効率をより一層向
上させることができる。

フロントページの続き (72)発明者 大久保 幸俊 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 (72)発明者 東家 良行 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 (72)発明者 三原 知恵子 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

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芳香族化合物およびハロゲン化脂肪族炭
   化水素化合物の少なくとも一方を分解可能な活性を有し
   ている微生物を、該活性が発現しない温度に保持するこ
   とを特徴とする微生物の汚染物質分解活性の維持方法。
2. 【請求項２】 該温度が０〜１０℃の範囲の温度である
   請求項１記載の微生物の汚染物質分解活性の維持方法。
3. 【請求項３】 該芳香族化合物が、フェノール及びクレ
   ゾールから選ばれる少なくとも一方である請求項１記載
   の微生物の汚染物質分解活性の維持方法。
4. 【請求項４】 該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物が、
   ジクロロエチレン及びトリクロロエチレンの少なくとも
   一方である請求項１記載の微生物の汚染物質分解活性の
   維持方法。
5. 【請求項５】 該微生物が、Ｊ１株ＦＥＲＭ ＢＰ−５
   １０２である請求項１〜４のいずれか１項に記載の微生
   物の汚染物質分解活性の維持方法。
6. 【請求項６】 該微生物が、ＪＭ１株ＦＥＲＭ ＢＰ−
   ５３５２である請求項１〜４のいずれか１項に記載の微
   生物の汚染物質分解活性の維持方法。
7. 【請求項７】 該微生物が、ＴＬ１株ＦＥＲＭ Ｐ−１
   ４７２６である請求項１〜４のいずれか１項に記載の微
   生物の汚染物質分解活性の維持方法。
8. 【請求項８】 該微生物が、ＴＬ２株ＦＥＲＭ Ｐ−１
   ４６４２である請求項１〜４のいずれか１項に記載の微
   生物の汚染物質分解活性の維持方法。
9. 【請求項９】 汚染物質で汚染された環境の微生物を用
   いた修復方法において、 該汚染物質の分解活性を有する微生物を含む、汚染物質
   で汚染された環境中の汚染物質の量を測定し、その測定
   結果に応じて該環境の温度を、該微生物の分解活性が発
   現する第１の温度、及び該微生物の分解活性が発現しな
   い第２の温度との間で制御する工程を有することを特徴
   とする環境修復方法。
10. 【請求項１０】 該第１の温度が５〜４０℃の範囲の温
    度である請求項９記載の環境修復方法。
11. 【請求項１１】 該第２の温度が０〜１０℃の範囲の温
    度である請求項９記載の環境修復方法。
12. 【請求項１２】 該環境が水性媒体である請求項９記載
    の環境修復方法。
13. 【請求項１３】 該環境が土壌である請求項９記載の環
    境修復方法。
14. 【請求項１４】 該環境が気体である請求項９記載の環
    境修復方法。
15. 【請求項１５】 該汚染物質が芳香族化合物である請求
    項９記載の環境修復方法。
16. 【請求項１６】 該芳香族化合物が、フェノール及びク
    レゾールから選ばれる少なくとも一方である請求項１５
    記載の環境修復方法。
17. 【請求項１７】 該汚染物質がハロゲン化脂肪族炭化水
    素化合物である請求項９記載の環境修復方法。
18. 【請求項１８】 該ハロゲン化脂肪族炭化水素化合物
    が、ジクロロエチレン及びトリクロロエチレンの少なく
    とも一方である請求項１７記載の環境修復方法。
19. 【請求項１９】 該微生物がＪ１株ＦＥＲＭ ＢＰ−５
    １０２である請求項９記載の環境修復方法。
20. 【請求項２０】 該微生物がＪＭ１株ＦＥＲＭ ＢＰ−
    ５３５２である請求項９記載の環境修復方法。
21. 【請求項２１】 該微生物がＴＬ１株ＦＥＲＭ Ｐ−１
    ４７２６である請求項９記載の環境修復方法。
22. 【請求項２２】 該微生物がＴＬ２株ＦＥＲＭ Ｐ−１
    ４６４２である請求項９記載の環境修復方法。