エーテル類の分解方法
【課題】 エーテル類を資化あるいは共酸化により分解し、漏洩したエーテル類の分解、浄化を促進するための方法を提供する。
【解決手段】 エーテル類の分解方法であって、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物を用い、分解促進剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする方法。
【解決手段】 エーテル類の分解方法であって、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物を用い、分解促進剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好気的条件下で微生物を用いてエーテル類を分解する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンのオクタン価向上剤として、含酸素化合物であるアルコール類やエーテル類が用いられている。中でも３級アルコール誘導体であるターシャリーブチルエチルエーテル、ターシャリーブチルメチルエーテル、ターシャリーアミルメチルエーテルはエタノールと比較して吸水性が低く、ガソリンとの分離がおきにくいため、これらを含むガソリンを収容するガソリン車の燃料タンクや給油設備のゴムシールの劣化が少ないなどの利点が多い。そのため、ガソリン車の改造や運搬、輸送設備の改造等の必要性が少ないという利点がある。
【０００３】
しかしながら、３級アルコール誘導体であるターシャリーブチルエチルエーテル、ターシャリーブチルメチルエーテル、ターシャリーアミルメチルエーテルは生分解を受けにくく、土壌や水中に漏洩した場合、環境汚染の発生が懸念されている。現に米国カリフォルニア州では、地下への漏洩による飲料水の汚染が大きな問題となり、ターシャリーブチルメチルエーテルの添加を禁止する州は現在１９にも及んでいる。
【０００４】
また、エチレングリコールアルキルエーテル類は消火剤の成分や界面活性剤、可塑剤、あるいは熱安定性に優れている性質を利用して切削油の基材として広く用いられている。しかし化学消火剤として使用された場合には、土壌中や水系に流出し、環境汚染を引き起こす原因にもなる。さらに、エチレングリコールアルキルエーテル類が切削油に用いられた場合、活性汚泥での分解が遅いためにあらかじめ加圧浮上法などの前処理で油分を分離して、微生物処理を行う必要があるため、ゼロエミッション型工場を志向する場合にははなはだ不都合である。
【０００５】
難分解性物質を環境中から除去する方法としては、活性炭による吸着やRO膜による分離などの物理的方法がある。またオゾンや過酸化水素と水中UVランプあるいは酸化チタンを組み合わせて行う光化学的分解がある。また過マンガン酸塩による化学的酸化や２価の鉄塩と過酸化水素を組み合わせたフェントン反応によるラジカル分解も知られている。
【０００６】
一方、３級アルコールあるいはその誘導体は難分解性ではあるが、生分解を全く受けないわけではない。特に好気的条件下での微生物による分解が報告されている（非特許文献１，２）。これらの好気性微生物による分解は３級アルコール誘導体を資化、増殖するタイプと３級アルコール誘導体を資化できずに、他の栄養源を炭素源にして増殖し、その際共酸化により分解する、二つのタイプに分けられる。
【０００７】
資化するタイプの微生物は３級アルコール誘導体そのものの溶媒効果や毒性が微生物に作用し、高濃度の３級アルコール誘導体を分解しにくいため、低濃度条件下でのみ増殖するという傾向が強い。結果として、微生物の菌濃度が高まらず分解が遅い、あるいは全く分解されないという結果をもたらしている。
【０００８】
一方、共酸化で分解するタイプの微生物はプロパン、ブタンをはじめとするアルカン、イソアルカン、シクロアルカン等の炭化水素を炭素源とする。しかし、これらのアルカンは微生物が共酸化のエネルギーを獲得するために炭化水素を酸化する必要があり、その際エネルギーを消費するために、結果的に増殖が悪いかあるいは、あるいは共酸化する際、エネルギー不足で、共酸化能力があるにも関わらず３級アルコール誘導体を分解できない
か分解速度が遅いといった問題があった。
【０００９】
３級アルコール誘導体を資化または共酸化で分解する微生物は土壌や水中にはごく少量ではあるが存在している場合が多い。存在していない場合には人為的に分離し、培養した微生物を添加したり、すでに３級アルコール誘導体で汚染されている土壌や水、あるいは活性汚泥処理設備の汚泥を加えることができる。
【００１０】
【非特許文献１】Foyolle，et al.，（2001）Appl.Microbio.Biotechnol.，56，339-349
【非特許文献２】Kharoune，et al.，（2002）Environ.Toxcol.Chem.21，2052-2058
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、エーテル類を資化あるいは共酸化により分解し、漏洩したエーテル類の分解、浄化を促進するための方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、エーテル類の分解方法であって、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物を用い、分解促進剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする方法を提供する。
【００１３】
すなわち、本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）エーテル類の分解方法であって、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物を用い、分解促進剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする方法。
（２）微生物が、Rhodococcus属、Pseudomonas属、Arthrobacter属、Delftia属、Stenotrophomonas属、又はAcinetobacter属に属する微生物である、（１）に記載の方法。
（３）微生物が、Rhodococcus sp.、Pseudomonas sp.、Pseudomonas aeruginosa、Arthrobacter sp.、Delftia sp.、Stenotrophomonas sp.、又はAcinetobacter sp.である、（２）に記載の方法。
（４）微生物が、Rhodococcus sp. FERM P-20161、Arthrobacter sp. FERM P-20162、Pseudomonas sp. FERM AP-21212 (ET-2)、Pseudomonas sp. FERM AP-21213 (ET-3)、Pseudomonas sp. FERM AP-21214 (ET-4)、Pseudomonas sp. FERM AP-21215 (ET-6)、Pseudomonas
aeruginosa FERM AP-21216 (ET-7)、Arthrobacter sp. FERM AP-21217 (MT-3) 、Acinetobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4)、Delftia sp. FERM AP-21219 (MT-5)、Pseudomonas sp. FERM AP-21220 (TB-1)、又はStenotrophomonas sp. FERM AP-21221 (TB-2)である、（３）に記載の方法。
（５）エーテル類がエチルターシャリーブチルエーテルである、（１）〜（４）の何れか１項に記載の方法。
（６）分解促進剤がポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール又はそれらの誘導体である、（１）〜（５）の何れか１項に記載の方法。
（７）分解促進剤がメタノール、C２〜C８の１級アルコール、C３〜C８の２級アルコール、C１〜C８のジオール、C３〜C８のケトン、C１〜C８のヒドロキシカルボン酸、C１〜C８のモノカルボン酸、C２〜C８のジカルボン酸、C４〜C８の３級アルコール、Ｃ３〜Ｃ８のイソアルケン、又はＣ３〜Ｃ８のイソアルカンである、（１）〜（５）の何れか１項に記載の方法。
（８）さらに酸化剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする、（１）〜（７）の何れか１項に記載の方法。
（９）酸化剤が空気、酸素、過酸化水素、又はオゾンである、（８）に記載の方法。
（１０）さらに無機栄養源の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする、（１）〜（７）の何れか１項に記載の方法。
（１１）無機栄養源が窒素源、リン源、又は微量金属塩源である、（１０）に記載の方法
。
【発明の効果】
【００１４】
エーテル類を資化または共酸化で分解する好気性微生物が存在する環境下に、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、炭素源などの分解促進剤を添加すること、好ましくはさらに酸化剤、無機栄養源を添加することで、分解時間を短縮できるほか、より高い濃度の汚染に対処できる。
エーテル類により汚染された水または土壌を浄化できる。
エーテル類を資化または共酸化で分解する好気性微生物を添加することで、分解時間を短縮できるほか、より高い濃度の濃染に対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のエーテル類の分解方法は、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物を用い、分解促進剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする方法である。
【００１６】
例えば、エーテル類を含む試料に、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物と分解促進剤を加えて反応させ、エーテル類の分解を行うことができる。ここで、試料とは、エーテル類が含まれている土壌および／または水などが挙げられ、エーテル類の分解を必要とするものであれば全て対象となり得る。
【００１７】
また、本発明で分解の対象とするエーテル類としては、特に制限されないが、３級アルコールエーテルを挙げることができる。例えば、３級アルコールエーテルとしては、ターシャリーブチルエーテル、ターシャリーアミルエーテルを挙げることができ、さらに具体的には、メチルターシャリーブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、エチルターシャリーブチルエーテル（ＥＴＢＥ）、ジエチレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＤＥＧＢＥ）、ターシャリーアミルメチルエーテル、ターシャリーアミルエチルエーテルを挙げることができる。この中では、メチルターシャリーブチルエーテル、エチルターシャリーブチルエーテル、及びジエチレングリコールモノブチルエーテルがより好ましい。
【００１８】
本発明のエーテル類の分解方法に用いられる微生物としては、好気的条件下で、資化することによりエーテル類を分解する能力を有する微生物、或いは共酸化によりエーテル類を分解する能力を有する微生物を挙げることができる。これらの微生物としては、Rhodococcus属（例えば、Rhodococcus sp.）、Pseudomonas属（例えば、Pseudomonas sp.及びPseudomonas aeruginosa）、Arthrobacter属（例えば、Arthrobacter sp.）、Delftia属（例えば、Delftia sp.）、Stenotrophomonas属（例えば、Stenotrophomonas sp.）、Acinetobacter属（例えば、Acinetobacter sp.）に属する菌が挙げられる。
【００１９】
本発明の方法において用いられる菌株は、好ましくは、Rhodococcus sp. FERM P-20161、Arthrobacter sp. FERM P-20162、Pseudomonas sp. FERM AP-21212 (ET-2)、Pseudomonas sp. FERM AP-21213 (ET-3)、Pseudomonas sp. FERM AP-21214 (ET-4)、Pseudomonas sp. FERM AP-21215 (ET-6)、Pseudomonas aeruginosa FERM AP-21216 (ET-7)、Arthrobacter sp. FERM AP-21217 (MT-3)、Acinetobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4)、Delftia sp.
FERM AP-21219 (MT-5)、Pseudomonas sp. FERM AP-21220 (TB-1)、Stenotrophomonas sp. FERM AP-21221 (TB-2)である。Rhodococcus sp. FERM P-20161、Arthrobacter sp. FERM P-20162は、平成１６年８月１３日に、Pseudomonas sp. FERM AP-21212 (ET-2)、Pseudomonas sp. FERM AP-21213 (ET-3)、Pseudomonas sp. FERM AP-21214 (ET-4)、Pseudomonas sp. FERM AP-21215 (ET-6)、Pseudomonas aeruginosa FERM AP-21216 (ET-7)、Arthrobacter sp. FERM AP-21217 (MT-3) 、Acinetobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4)、Delfti
a sp. FERM AP-21219 (MT-5)、Pseudomonas sp. FERM AP-21220 (TB-1)、Stenotrophomonas sp. FERM AP-21221 (TB-2)は、平成１９年２月１４日に、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター（茨城県つくば市東１丁目１番地１中央第６）に寄託されている。本発明の方法において反応系に存在させる微生物の濃度としては、好ましくは１０3〜１０12ＣＦＵ／ｍｌ、より好ましくは１０4〜１０11ＣＦＵ／ｍｌ、さらに好ましくは１０5〜１０10ＣＦＵ／ｍｌである。
【００２０】
本発明においては、上記の菌の他、その自然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、前記した能力を有するものはすべて本発明に使用できる。
【００２１】
本発明のエーテル類の分解方法において、エーテル類の分解を促進するために、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、又はそれらの誘導体を用いることができる。具体的には、エーテル類により汚染された土壌および／または水に対し、微生物の他にポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、又はそれらの誘導体を存在させる。すると、エーテル類の分解を早めることができる。
【００２２】
上記のような分解を促進するために用いられるポリエチレングリコールの誘導体としては、具体的には、ジエチレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ポリプロピレンオキシド、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルが挙げられ、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルとしては、より具体的には、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等が挙げられる。ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、又はそれらの誘導体の分子量は特に制限されないが、好ましくは、３，０００〜２０，０００である。
【００２３】
本発明の分解促進剤としては、例えば、メタノール、C２〜C８の１級アルコール、C３〜C８の２級アルコール、C１〜C８のジオール、C３〜C８のケトン、C１〜C８のヒドロキシカルボン酸、C１〜C８のモノカルボン酸、C２〜C８のジカルボン酸、C４〜C８の３級アルコール、Ｃ３〜Ｃ８のイソアルケン、またはＣ３〜Ｃ８のイソアルカンから選ばれる炭素源を挙げることができる。より詳しくは、メタノール、ギ酸、酢酸、エチレングリコール、ｎ―プロパノール、i−プロパノール、以下同様に、アセトン、メチルエチルケトン、乳酸、β-乳酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、リンゴ酸、吉草酸、イソオクタン、イソペンタン、２-ジメチルブタン、２−ジメチルペンタン等が挙げられる。このような炭素源は、反応系に、好ましくは５ｍｇ〜１０ｇ／Ｌ、より好ましくは１０ｍｇ〜１ｇ／Ｌの濃度で添加される。
【００２４】
本発明の酸化剤としては、空気、酸素、過酸化水素、オゾンが挙げられる。このような酸化剤は、反応系中の酸素濃度が、０．１〜８ｐｐｍ、好ましくは０．５〜４ｐｐｍの範囲となるように添加される。
【００２５】
さらに、本発明の分解方法においては、微生物の生育を促進させるために、窒素源、リン源、又は微量金属塩源等の無機栄養源を加えてもよい。窒素源としては、硝酸塩、アンモニウム塩等の無機態窒素、尿素、アミノ酸等の有機態窒素が挙げられる。リン源としては、リン酸カリウム等のリン酸塩が挙げられる。微量金属塩としては、カリウム、マグネシウム、コバルト、銅、ニッケル等の金属の塩が挙げられる。このような上記無機栄養源は、好ましくは０．１ｍｇ〜５ｇ／Ｌ、より好ましくは１ｍｇ〜１ｇ／Ｌの濃度で添加される。
【００２６】
本発明のエーテル類の分解方法は、エーテル類により汚染された土壌および／または水
などの試料に対し、分解促進剤を注入し、好気的条件下で上記したような微生物を存在させることで行う。ここで、存在させるとは、微生物とエーテル類と分解促進剤とを注入、混合或いは混練等により、これらを一つの反応系に共存させることをいい、共存には、微生物とエーテル類と分解促進剤とを接触させる態様を含む。微生物とエーテル類と分解促進剤との共存は、具体的には、例えば、分解対象物であるエーテル類を含む土壌や水中に、分解促進剤を加え、微生物を該微生物の培養条件下に維持しておくというのがよい。尚、微生物が、例えば、エーテル類の分解に関与する酵素を菌体外に分泌するような場合には、エーテル類が直接菌体に接触することがなくともエーテル類の分解が行われるが、本発明はこのような態様も含むものである。
【００２７】
このようにして、微生物を、そのまま或いは水溶液に懸濁又は溶解して、エーテル類により汚染された土壌及び／又は水に存在させると、エーテル類は分解され、汚染された土壌及び／又は水を浄化することができる。
【００２８】
本発明のエーテル類の分解方法において、共酸化によりエーテル類が分解される場合には、微生物とエーテル類との共存箇所に、共酸化に利用される炭素源とともに、その他の分解促進剤を存在させてもよい。また、エーテル類を資化し増殖するタイプの微生物を用いてエーテル類を分解する場合においても、炭素源をエネルギー源として存在させてもよい。また、共酸化による場合であっても、エーテル類を資化する場合であっても、エーテル類が含まれている土壌及び／又は水などの試料に対し、複数の種類の分解促進剤を加えてもよいし、通常微生物の培養の際に培地に含ませることができる窒素源、リン源、又は金属塩等からなる無機栄養源をさらにエネルギー源として存在させてもよい。
【００２９】
なお、好気的条件下でエーテル類を資化または共酸化で分解する微生物は、土壌や水などの試料中にはごく少量ではあるが存在している場合が多く、単に分解促進剤を加えるだけでも分解反応を行うことができる。
【００３０】
一方、本発明の微生物が存在していない場合には、人為的に分離し、培養した微生物を添加して、すでにエーテル類で汚染されている土壌や水、あるいは活性汚泥処理設備の汚泥などの試料を加えることにより、分解反応を行うことができる。
【００３１】
本発明において、エーテル類の分解は、用いる微生物の培養条件にもよるが、一般には温度１０〜５０℃、ｐＨ４〜９の範囲内で行われる。
【００３２】
本発明において、好気的条件とは、酸素が十分にある条件を意味する。具体的には、酸素濃度が、反応系において、０．１〜８ｐｐｍ、好ましくは０．５〜４ｐｐｍであることをいう。
【実施例】
【００３３】
（実施例）
以下に、実施例を挙げて、本発明について更に詳細に説明を加えるが、本発明が、これら実施例にのみ、限定を受けないことは言うまでもない。
【００３４】
実施例１
表１に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテル（ETBE）を０．６ｍM添加し、エチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できるRhodococcus sp. FERM P-20161を植菌し、２８℃、28日間培養した。培養に際して、分解を促進するためにポリオキシエチレンソルビタンモノオレート（０．１ｇ／Ｌ）を加えた区（例１）と、比較のために添加しない区（例２）を設け
た。培養期間中は大気中にＥＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。サンプルは無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、ETBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表２に示す。
【００３５】
表１
培地成分 添加量
KH2PO4 0.4 (%)
K2HPO4 0.2 (%)
NH4Cl 0.2 (%)
MgSO4・7H2O 0.02 (%)
CaCl2・2H2O 400 (mg/l)
H3BO4 500 (mg/l)
CuSO4 40 (mg/l)
KI 100 (mg/l)
FeSO4・7H2O 200 (mg/l)
MnSO4・5H2O 400 (mg/l)
ZnSO4・7H2O 400 (mg/l)
Na2MoO・2H2O 100 (mg/l)
pH 7.0
【００３６】
表２
残存ETBE量(mM)
経過日数(日) 0 4 6 8 10 12 20 28
例1 分解促進剤あり 0.28 0.55 0.025 0 0 0 0 0
例2 分解促進剤なし 0.28 - 0.27 0.27 0.26 0.25 0.24 0.20
【００３７】
分解促進剤を加えないときは２８日経過後もＥＴＢＥが分解されないのに対し、分解促進剤を加えることによって約８日に短縮された。
【００３８】
実施例２
表１に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテルの代わりにメチルターシャリーブチルエーテル（MTBE）０．６ｍMを添加し、メチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できるArthrobacter sp. FERM P-20162を植菌したこと以外は同様の方法で、２８℃、２８日間培養した。培養に際して、分解を促進するためにポリオキシエチレンソルビタンモノオレート（０．１ｇ／Ｌ）を加えた区（例１）と、比較のために添加しない区（例２）を設けた。培養期間中は大気中にＭＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。サンプルは無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、MTBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表３に示す。
【００３９】
表３
残存MTBE量(mM)
経過日数(日) 0 4 6 8 10 18 28
例1 分解促進剤あり 0.27 0.12 0.01 0 0 0 0
例2 分解促進剤なし 0.27 0.26 0.25 0.20 0.03 0.02 0
【００４０】
分解促進剤を加えないときはＥＴＢＥの分解に１８日以上かかるのに対し、分解促進剤を加えることによって約８日に短縮された。
【００４１】
実施例３
表４に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテル（ETBE）を０．６ｍM添加し、次いでエタノール６ｍＭを加えた。例１−８にはエチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できる種々の菌株をそれぞれ植菌し、２８℃、２８日間培養した。例９には、菌株を使用しなかった。培養期間中は大気中にＥＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。結果を表５に示す。
【００４２】
表４
培地成分 添加量(%)
KH2PO4 0.4
K2HPO4 0.2
NH4Cl 0.2
MgSO4・7H2O 0.02
FeSO4・7H2O 0.01
MnCl2・4H2O 0.04
ZnSO4・7H2O 0.1
ENS培地 (Difco社製) 0.5
【００４３】
表５
経過時間(日)
7 28
分解促進剤 菌株 残存ETBE(mM)
例1 エタノール Rodococcus sp. FERM P-20161 0.02 0
例2 エタノール Arthrobacter sp. FERM AP-21217 (MT-3) 0.14 0.04
例3 エタノール Arthrobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4) 0.09 0
例4 エタノール Pseudomonas sp. FERM AP-21212 (ET-2) 0.15 0.11
例5 エタノール Pseudomonas sp. FERM AP-21215 (ET-6) 0.08 0
例6 エタノール Pseudomonas aeruginosa FERM AP-21216 (ET-7) 0.18 0.05
例7 エタノール Pseudomonas sp. FERM AP-21213 (ET-3) 0.14 0.08
例8 エタノール Pseudomonas sp. FERM AP-21214 (ET-4) 0.09 0
例9 エタノール なし 0.26 0.23
【００４４】
分解促進剤の存在下、微生物を用いることによりＥＴＢＥの分解が著しく促進された。
【００４５】
実施例４
表４に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテルの代わりにメチルターシャリーブチルエーテル（MTBE）０．６ｍMを添加し、次いでメタノール３ｍＭを加えた。例１にはメチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できるArthrobacter sp. FERM P-20162を植菌したこと以外は同様の方法で、２８℃、２８日間培養した（例１）。例２には菌株を使用しなかった。培養期間中は大気中にＭＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。サンプルは無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、MTBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表６に示す。
【００４６】
表６
経過日数(日)
7 28
分解促進剤 菌株 残存MTBE量(mM)
例1 メタノール Arthrobacter sp. FERM P-20162 0.18 0.12
例2 メタノール なし 0.27 0.24
【００４７】
分解促進剤の存在下、微生物を用いることによりＭＴＢＥの分解が著しく促進された。
【００４８】
実施例５
表４に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテルの代わりにメチルターシャリーブチルエーテル（MTBE）０．６ｍMを添加し、次いでメタノール３ｍＭを加えた。例１−４にはメチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できる種々の菌をそれぞれ植菌したこと以外は同様の方法で、２８℃、２８日間培養した。例５には菌株を使用しなかった。培養期間中は大気中にＭＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。サンプルは無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、MTBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表７に示す。
【００４９】
表７
経過日数(日)
7 28
分解促進剤 菌株 残存MTBE量(mM)
例1 メタノール Delftia sp. FERM AP-21219 (MT-5) 0.17 0.08
例2 メタノール Acinetobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4) 0.23 0.18
例3 メタノール Stenotrophomonas sp. FERM AP-21221 (TB-2) 0.24 0.16
例4 メタノール Pseudomonas sp. FERM AP-21220 (TB-1) 0.23 0.14
例5 メタノール なし 0.28 0.26
【００５０】
分解促進剤の存在下、微生物を用いることによりＭＴＢＥの分解が著しく促進された。
【００５１】
実施例６
表４に示す培地に種々の炭素源を添加し、５０ｍｌずつを坂口フラスコに分注し、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテルの代わりに化学消火剤、あるいは切削油の構成成分であるジエチレングリコールモノブチルエーテル（DEGBE）１０mMを添加し、メチルターシャリーブチルエーテル（例１）あるいはエチルターシャリーブチルエーテル（例３）を単一炭素源として増殖できる微生物を分解促進剤としてそれぞれメタノール、エタノールを３ｍＭ添加し、植菌したこと以外は同様の方法で、２８℃、４５日間培養した。例２，４には菌株を使用しなかった。培養期間中は無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、DEGBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表８に示す。
【００５２】
表８
経過日数(日)
7 28
分解促進剤 菌株 残存DEGBE量(mM)
例1 メタノール Arthrobacter sp. FERM P-20162 8.9 7.8
例2 メタノール なし 9.9 9.7
例3 エタノール Rhodococcus sp. FARM P-20161 8.2 7.4
例4 エタノール なし 9.6 9.4
【００５３】
分解促進剤の存在下、微生物を用いることによりＤＥＧＢＥの分解が促進された。
【００５４】
実施例７
表４に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテルの代わりにメチルターシャリーブチルエーテル（MTBE）０．６ｍMを添加し、次いでメタノール３ｍＭを加えた。メチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できるArthrobacter sp. FERM P-20162を植菌したこと以外は同様の方法で、２８℃、２８日間培養した。培養期間中は大気中にＭＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。具体的には、酸素の消費で減圧となると自動的に酸素が供給され、酸素濃度が０．５〜４ｐｐｍの範囲に納まるようにコントロールした（例１）。サンプルは無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、MTBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表９に示す。
【００５５】
表９
残存MTBE量(mM)
経過日数(日)
分解促進剤 菌株 7 28
例1 酸素補充あり Arthrobacter sp. FERM P-20162 0.14 0
例2 酸素補充なし Arthrobacter sp. FERM P-20162 0.22 0.16
【００５６】
酸素の添加によりＭＴＢＥの分解が著しく促進された。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明により、好気的条件下でエーテル類を迅速に分解することができる。従って、本発明は、エーテル類で汚染された土壌や水を浄化することができ、各種石油（化学）産業に関連する分野、工場等からの排水処理に関連する分野、ガソリンスタンド等石油取り扱い施設に関連する分野、或いは消火剤廃液や切削油廃液の処理に関連する分野などに適用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好気的条件下で微生物を用いてエーテル類を分解する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンのオクタン価向上剤として、含酸素化合物であるアルコール類やエーテル類が用いられている。中でも３級アルコール誘導体であるターシャリーブチルエチルエーテル、ターシャリーブチルメチルエーテル、ターシャリーアミルメチルエーテルはエタノールと比較して吸水性が低く、ガソリンとの分離がおきにくいため、これらを含むガソリンを収容するガソリン車の燃料タンクや給油設備のゴムシールの劣化が少ないなどの利点が多い。そのため、ガソリン車の改造や運搬、輸送設備の改造等の必要性が少ないという利点がある。
【０００３】
しかしながら、３級アルコール誘導体であるターシャリーブチルエチルエーテル、ターシャリーブチルメチルエーテル、ターシャリーアミルメチルエーテルは生分解を受けにくく、土壌や水中に漏洩した場合、環境汚染の発生が懸念されている。現に米国カリフォルニア州では、地下への漏洩による飲料水の汚染が大きな問題となり、ターシャリーブチルメチルエーテルの添加を禁止する州は現在１９にも及んでいる。
【０００４】
また、エチレングリコールアルキルエーテル類は消火剤の成分や界面活性剤、可塑剤、あるいは熱安定性に優れている性質を利用して切削油の基材として広く用いられている。しかし化学消火剤として使用された場合には、土壌中や水系に流出し、環境汚染を引き起こす原因にもなる。さらに、エチレングリコールアルキルエーテル類が切削油に用いられた場合、活性汚泥での分解が遅いためにあらかじめ加圧浮上法などの前処理で油分を分離して、微生物処理を行う必要があるため、ゼロエミッション型工場を志向する場合にははなはだ不都合である。
【０００５】
難分解性物質を環境中から除去する方法としては、活性炭による吸着やRO膜による分離などの物理的方法がある。またオゾンや過酸化水素と水中UVランプあるいは酸化チタンを組み合わせて行う光化学的分解がある。また過マンガン酸塩による化学的酸化や２価の鉄塩と過酸化水素を組み合わせたフェントン反応によるラジカル分解も知られている。
【０００６】
一方、３級アルコールあるいはその誘導体は難分解性ではあるが、生分解を全く受けないわけではない。特に好気的条件下での微生物による分解が報告されている（非特許文献１，２）。これらの好気性微生物による分解は３級アルコール誘導体を資化、増殖するタイプと３級アルコール誘導体を資化できずに、他の栄養源を炭素源にして増殖し、その際共酸化により分解する、二つのタイプに分けられる。
【０００７】
資化するタイプの微生物は３級アルコール誘導体そのものの溶媒効果や毒性が微生物に作用し、高濃度の３級アルコール誘導体を分解しにくいため、低濃度条件下でのみ増殖するという傾向が強い。結果として、微生物の菌濃度が高まらず分解が遅い、あるいは全く分解されないという結果をもたらしている。
【０００８】
一方、共酸化で分解するタイプの微生物はプロパン、ブタンをはじめとするアルカン、イソアルカン、シクロアルカン等の炭化水素を炭素源とする。しかし、これらのアルカンは微生物が共酸化のエネルギーを獲得するために炭化水素を酸化する必要があり、その際エネルギーを消費するために、結果的に増殖が悪いかあるいは、あるいは共酸化する際、エネルギー不足で、共酸化能力があるにも関わらず３級アルコール誘導体を分解できない
か分解速度が遅いといった問題があった。
【０００９】
３級アルコール誘導体を資化または共酸化で分解する微生物は土壌や水中にはごく少量ではあるが存在している場合が多い。存在していない場合には人為的に分離し、培養した微生物を添加したり、すでに３級アルコール誘導体で汚染されている土壌や水、あるいは活性汚泥処理設備の汚泥を加えることができる。
【００１０】
【非特許文献１】Foyolle，et al.，（2001）Appl.Microbio.Biotechnol.，56，339-349
【非特許文献２】Kharoune，et al.，（2002）Environ.Toxcol.Chem.21，2052-2058
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、エーテル類を資化あるいは共酸化により分解し、漏洩したエーテル類の分解、浄化を促進するための方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、エーテル類の分解方法であって、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物を用い、分解促進剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする方法を提供する。
【００１３】
すなわち、本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）エーテル類の分解方法であって、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物を用い、分解促進剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする方法。
（２）微生物が、Rhodococcus属、Pseudomonas属、Arthrobacter属、Delftia属、Stenotrophomonas属、又はAcinetobacter属に属する微生物である、（１）に記載の方法。
（３）微生物が、Rhodococcus sp.、Pseudomonas sp.、Pseudomonas aeruginosa、Arthrobacter sp.、Delftia sp.、Stenotrophomonas sp.、又はAcinetobacter sp.である、（２）に記載の方法。
（４）微生物が、Rhodococcus sp. FERM P-20161、Arthrobacter sp. FERM P-20162、Pseudomonas sp. FERM AP-21212 (ET-2)、Pseudomonas sp. FERM AP-21213 (ET-3)、Pseudomonas sp. FERM AP-21214 (ET-4)、Pseudomonas sp. FERM AP-21215 (ET-6)、Pseudomonas
aeruginosa FERM AP-21216 (ET-7)、Arthrobacter sp. FERM AP-21217 (MT-3) 、Acinetobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4)、Delftia sp. FERM AP-21219 (MT-5)、Pseudomonas sp. FERM AP-21220 (TB-1)、又はStenotrophomonas sp. FERM AP-21221 (TB-2)である、（３）に記載の方法。
（５）エーテル類がエチルターシャリーブチルエーテルである、（１）〜（４）の何れか１項に記載の方法。
（６）分解促進剤がポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール又はそれらの誘導体である、（１）〜（５）の何れか１項に記載の方法。
（７）分解促進剤がメタノール、C２〜C８の１級アルコール、C３〜C８の２級アルコール、C１〜C８のジオール、C３〜C８のケトン、C１〜C８のヒドロキシカルボン酸、C１〜C８のモノカルボン酸、C２〜C８のジカルボン酸、C４〜C８の３級アルコール、Ｃ３〜Ｃ８のイソアルケン、又はＣ３〜Ｃ８のイソアルカンである、（１）〜（５）の何れか１項に記載の方法。
（８）さらに酸化剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする、（１）〜（７）の何れか１項に記載の方法。
（９）酸化剤が空気、酸素、過酸化水素、又はオゾンである、（８）に記載の方法。
（１０）さらに無機栄養源の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする、（１）〜（７）の何れか１項に記載の方法。
（１１）無機栄養源が窒素源、リン源、又は微量金属塩源である、（１０）に記載の方法
。
【発明の効果】
【００１４】
エーテル類を資化または共酸化で分解する好気性微生物が存在する環境下に、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコールおよびその誘導体、炭素源などの分解促進剤を添加すること、好ましくはさらに酸化剤、無機栄養源を添加することで、分解時間を短縮できるほか、より高い濃度の汚染に対処できる。
エーテル類により汚染された水または土壌を浄化できる。
エーテル類を資化または共酸化で分解する好気性微生物を添加することで、分解時間を短縮できるほか、より高い濃度の濃染に対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のエーテル類の分解方法は、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物を用い、分解促進剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする方法である。
【００１６】
例えば、エーテル類を含む試料に、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物と分解促進剤を加えて反応させ、エーテル類の分解を行うことができる。ここで、試料とは、エーテル類が含まれている土壌および／または水などが挙げられ、エーテル類の分解を必要とするものであれば全て対象となり得る。
【００１７】
また、本発明で分解の対象とするエーテル類としては、特に制限されないが、３級アルコールエーテルを挙げることができる。例えば、３級アルコールエーテルとしては、ターシャリーブチルエーテル、ターシャリーアミルエーテルを挙げることができ、さらに具体的には、メチルターシャリーブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、エチルターシャリーブチルエーテル（ＥＴＢＥ）、ジエチレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＤＥＧＢＥ）、ターシャリーアミルメチルエーテル、ターシャリーアミルエチルエーテルを挙げることができる。この中では、メチルターシャリーブチルエーテル、エチルターシャリーブチルエーテル、及びジエチレングリコールモノブチルエーテルがより好ましい。
【００１８】
本発明のエーテル類の分解方法に用いられる微生物としては、好気的条件下で、資化することによりエーテル類を分解する能力を有する微生物、或いは共酸化によりエーテル類を分解する能力を有する微生物を挙げることができる。これらの微生物としては、Rhodococcus属（例えば、Rhodococcus sp.）、Pseudomonas属（例えば、Pseudomonas sp.及びPseudomonas aeruginosa）、Arthrobacter属（例えば、Arthrobacter sp.）、Delftia属（例えば、Delftia sp.）、Stenotrophomonas属（例えば、Stenotrophomonas sp.）、Acinetobacter属（例えば、Acinetobacter sp.）に属する菌が挙げられる。
【００１９】
本発明の方法において用いられる菌株は、好ましくは、Rhodococcus sp. FERM P-20161、Arthrobacter sp. FERM P-20162、Pseudomonas sp. FERM AP-21212 (ET-2)、Pseudomonas sp. FERM AP-21213 (ET-3)、Pseudomonas sp. FERM AP-21214 (ET-4)、Pseudomonas sp. FERM AP-21215 (ET-6)、Pseudomonas aeruginosa FERM AP-21216 (ET-7)、Arthrobacter sp. FERM AP-21217 (MT-3)、Acinetobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4)、Delftia sp.
FERM AP-21219 (MT-5)、Pseudomonas sp. FERM AP-21220 (TB-1)、Stenotrophomonas sp. FERM AP-21221 (TB-2)である。Rhodococcus sp. FERM P-20161、Arthrobacter sp. FERM P-20162は、平成１６年８月１３日に、Pseudomonas sp. FERM AP-21212 (ET-2)、Pseudomonas sp. FERM AP-21213 (ET-3)、Pseudomonas sp. FERM AP-21214 (ET-4)、Pseudomonas sp. FERM AP-21215 (ET-6)、Pseudomonas aeruginosa FERM AP-21216 (ET-7)、Arthrobacter sp. FERM AP-21217 (MT-3) 、Acinetobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4)、Delfti
a sp. FERM AP-21219 (MT-5)、Pseudomonas sp. FERM AP-21220 (TB-1)、Stenotrophomonas sp. FERM AP-21221 (TB-2)は、平成１９年２月１４日に、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター（茨城県つくば市東１丁目１番地１中央第６）に寄託されている。本発明の方法において反応系に存在させる微生物の濃度としては、好ましくは１０3〜１０12ＣＦＵ／ｍｌ、より好ましくは１０4〜１０11ＣＦＵ／ｍｌ、さらに好ましくは１０5〜１０10ＣＦＵ／ｍｌである。
【００２０】
本発明においては、上記の菌の他、その自然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、前記した能力を有するものはすべて本発明に使用できる。
【００２１】
本発明のエーテル類の分解方法において、エーテル類の分解を促進するために、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、又はそれらの誘導体を用いることができる。具体的には、エーテル類により汚染された土壌および／または水に対し、微生物の他にポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、又はそれらの誘導体を存在させる。すると、エーテル類の分解を早めることができる。
【００２２】
上記のような分解を促進するために用いられるポリエチレングリコールの誘導体としては、具体的には、ジエチレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ポリプロピレンオキシド、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルが挙げられ、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルとしては、より具体的には、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等が挙げられる。ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、又はそれらの誘導体の分子量は特に制限されないが、好ましくは、３，０００〜２０，０００である。
【００２３】
本発明の分解促進剤としては、例えば、メタノール、C２〜C８の１級アルコール、C３〜C８の２級アルコール、C１〜C８のジオール、C３〜C８のケトン、C１〜C８のヒドロキシカルボン酸、C１〜C８のモノカルボン酸、C２〜C８のジカルボン酸、C４〜C８の３級アルコール、Ｃ３〜Ｃ８のイソアルケン、またはＣ３〜Ｃ８のイソアルカンから選ばれる炭素源を挙げることができる。より詳しくは、メタノール、ギ酸、酢酸、エチレングリコール、ｎ―プロパノール、i−プロパノール、以下同様に、アセトン、メチルエチルケトン、乳酸、β-乳酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、リンゴ酸、吉草酸、イソオクタン、イソペンタン、２-ジメチルブタン、２−ジメチルペンタン等が挙げられる。このような炭素源は、反応系に、好ましくは５ｍｇ〜１０ｇ／Ｌ、より好ましくは１０ｍｇ〜１ｇ／Ｌの濃度で添加される。
【００２４】
本発明の酸化剤としては、空気、酸素、過酸化水素、オゾンが挙げられる。このような酸化剤は、反応系中の酸素濃度が、０．１〜８ｐｐｍ、好ましくは０．５〜４ｐｐｍの範囲となるように添加される。
【００２５】
さらに、本発明の分解方法においては、微生物の生育を促進させるために、窒素源、リン源、又は微量金属塩源等の無機栄養源を加えてもよい。窒素源としては、硝酸塩、アンモニウム塩等の無機態窒素、尿素、アミノ酸等の有機態窒素が挙げられる。リン源としては、リン酸カリウム等のリン酸塩が挙げられる。微量金属塩としては、カリウム、マグネシウム、コバルト、銅、ニッケル等の金属の塩が挙げられる。このような上記無機栄養源は、好ましくは０．１ｍｇ〜５ｇ／Ｌ、より好ましくは１ｍｇ〜１ｇ／Ｌの濃度で添加される。
【００２６】
本発明のエーテル類の分解方法は、エーテル類により汚染された土壌および／または水
などの試料に対し、分解促進剤を注入し、好気的条件下で上記したような微生物を存在させることで行う。ここで、存在させるとは、微生物とエーテル類と分解促進剤とを注入、混合或いは混練等により、これらを一つの反応系に共存させることをいい、共存には、微生物とエーテル類と分解促進剤とを接触させる態様を含む。微生物とエーテル類と分解促進剤との共存は、具体的には、例えば、分解対象物であるエーテル類を含む土壌や水中に、分解促進剤を加え、微生物を該微生物の培養条件下に維持しておくというのがよい。尚、微生物が、例えば、エーテル類の分解に関与する酵素を菌体外に分泌するような場合には、エーテル類が直接菌体に接触することがなくともエーテル類の分解が行われるが、本発明はこのような態様も含むものである。
【００２７】
このようにして、微生物を、そのまま或いは水溶液に懸濁又は溶解して、エーテル類により汚染された土壌及び／又は水に存在させると、エーテル類は分解され、汚染された土壌及び／又は水を浄化することができる。
【００２８】
本発明のエーテル類の分解方法において、共酸化によりエーテル類が分解される場合には、微生物とエーテル類との共存箇所に、共酸化に利用される炭素源とともに、その他の分解促進剤を存在させてもよい。また、エーテル類を資化し増殖するタイプの微生物を用いてエーテル類を分解する場合においても、炭素源をエネルギー源として存在させてもよい。また、共酸化による場合であっても、エーテル類を資化する場合であっても、エーテル類が含まれている土壌及び／又は水などの試料に対し、複数の種類の分解促進剤を加えてもよいし、通常微生物の培養の際に培地に含ませることができる窒素源、リン源、又は金属塩等からなる無機栄養源をさらにエネルギー源として存在させてもよい。
【００２９】
なお、好気的条件下でエーテル類を資化または共酸化で分解する微生物は、土壌や水などの試料中にはごく少量ではあるが存在している場合が多く、単に分解促進剤を加えるだけでも分解反応を行うことができる。
【００３０】
一方、本発明の微生物が存在していない場合には、人為的に分離し、培養した微生物を添加して、すでにエーテル類で汚染されている土壌や水、あるいは活性汚泥処理設備の汚泥などの試料を加えることにより、分解反応を行うことができる。
【００３１】
本発明において、エーテル類の分解は、用いる微生物の培養条件にもよるが、一般には温度１０〜５０℃、ｐＨ４〜９の範囲内で行われる。
【００３２】
本発明において、好気的条件とは、酸素が十分にある条件を意味する。具体的には、酸素濃度が、反応系において、０．１〜８ｐｐｍ、好ましくは０．５〜４ｐｐｍであることをいう。
【実施例】
【００３３】
（実施例）
以下に、実施例を挙げて、本発明について更に詳細に説明を加えるが、本発明が、これら実施例にのみ、限定を受けないことは言うまでもない。
【００３４】
実施例１
表１に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテル（ETBE）を０．６ｍM添加し、エチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できるRhodococcus sp. FERM P-20161を植菌し、２８℃、28日間培養した。培養に際して、分解を促進するためにポリオキシエチレンソルビタンモノオレート（０．１ｇ／Ｌ）を加えた区（例１）と、比較のために添加しない区（例２）を設け
た。培養期間中は大気中にＥＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。サンプルは無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、ETBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表２に示す。
【００３５】
表１
培地成分 添加量
KH2PO4 0.4 (%)
K2HPO4 0.2 (%)
NH4Cl 0.2 (%)
MgSO4・7H2O 0.02 (%)
CaCl2・2H2O 400 (mg/l)
H3BO4 500 (mg/l)
CuSO4 40 (mg/l)
KI 100 (mg/l)
FeSO4・7H2O 200 (mg/l)
MnSO4・5H2O 400 (mg/l)
ZnSO4・7H2O 400 (mg/l)
Na2MoO・2H2O 100 (mg/l)
pH 7.0
【００３６】
表２
残存ETBE量(mM)
経過日数(日) 0 4 6 8 10 12 20 28
例1 分解促進剤あり 0.28 0.55 0.025 0 0 0 0 0
例2 分解促進剤なし 0.28 - 0.27 0.27 0.26 0.25 0.24 0.20
【００３７】
分解促進剤を加えないときは２８日経過後もＥＴＢＥが分解されないのに対し、分解促進剤を加えることによって約８日に短縮された。
【００３８】
実施例２
表１に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテルの代わりにメチルターシャリーブチルエーテル（MTBE）０．６ｍMを添加し、メチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できるArthrobacter sp. FERM P-20162を植菌したこと以外は同様の方法で、２８℃、２８日間培養した。培養に際して、分解を促進するためにポリオキシエチレンソルビタンモノオレート（０．１ｇ／Ｌ）を加えた区（例１）と、比較のために添加しない区（例２）を設けた。培養期間中は大気中にＭＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。サンプルは無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、MTBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表３に示す。
【００３９】
表３
残存MTBE量(mM)
経過日数(日) 0 4 6 8 10 18 28
例1 分解促進剤あり 0.27 0.12 0.01 0 0 0 0
例2 分解促進剤なし 0.27 0.26 0.25 0.20 0.03 0.02 0
【００４０】
分解促進剤を加えないときはＥＴＢＥの分解に１８日以上かかるのに対し、分解促進剤を加えることによって約８日に短縮された。
【００４１】
実施例３
表４に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテル（ETBE）を０．６ｍM添加し、次いでエタノール６ｍＭを加えた。例１−８にはエチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できる種々の菌株をそれぞれ植菌し、２８℃、２８日間培養した。例９には、菌株を使用しなかった。培養期間中は大気中にＥＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。結果を表５に示す。
【００４２】
表４
培地成分 添加量(%)
KH2PO4 0.4
K2HPO4 0.2
NH4Cl 0.2
MgSO4・7H2O 0.02
FeSO4・7H2O 0.01
MnCl2・4H2O 0.04
ZnSO4・7H2O 0.1
ENS培地 (Difco社製) 0.5
【００４３】
表５
経過時間(日)
7 28
分解促進剤 菌株 残存ETBE(mM)
例1 エタノール Rodococcus sp. FERM P-20161 0.02 0
例2 エタノール Arthrobacter sp. FERM AP-21217 (MT-3) 0.14 0.04
例3 エタノール Arthrobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4) 0.09 0
例4 エタノール Pseudomonas sp. FERM AP-21212 (ET-2) 0.15 0.11
例5 エタノール Pseudomonas sp. FERM AP-21215 (ET-6) 0.08 0
例6 エタノール Pseudomonas aeruginosa FERM AP-21216 (ET-7) 0.18 0.05
例7 エタノール Pseudomonas sp. FERM AP-21213 (ET-3) 0.14 0.08
例8 エタノール Pseudomonas sp. FERM AP-21214 (ET-4) 0.09 0
例9 エタノール なし 0.26 0.23
【００４４】
分解促進剤の存在下、微生物を用いることによりＥＴＢＥの分解が著しく促進された。
【００４５】
実施例４
表４に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテルの代わりにメチルターシャリーブチルエーテル（MTBE）０．６ｍMを添加し、次いでメタノール３ｍＭを加えた。例１にはメチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できるArthrobacter sp. FERM P-20162を植菌したこと以外は同様の方法で、２８℃、２８日間培養した（例１）。例２には菌株を使用しなかった。培養期間中は大気中にＭＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。サンプルは無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、MTBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表６に示す。
【００４６】
表６
経過日数(日)
7 28
分解促進剤 菌株 残存MTBE量(mM)
例1 メタノール Arthrobacter sp. FERM P-20162 0.18 0.12
例2 メタノール なし 0.27 0.24
【００４７】
分解促進剤の存在下、微生物を用いることによりＭＴＢＥの分解が著しく促進された。
【００４８】
実施例５
表４に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテルの代わりにメチルターシャリーブチルエーテル（MTBE）０．６ｍMを添加し、次いでメタノール３ｍＭを加えた。例１−４にはメチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できる種々の菌をそれぞれ植菌したこと以外は同様の方法で、２８℃、２８日間培養した。例５には菌株を使用しなかった。培養期間中は大気中にＭＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。サンプルは無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、MTBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表７に示す。
【００４９】
表７
経過日数(日)
7 28
分解促進剤 菌株 残存MTBE量(mM)
例1 メタノール Delftia sp. FERM AP-21219 (MT-5) 0.17 0.08
例2 メタノール Acinetobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4) 0.23 0.18
例3 メタノール Stenotrophomonas sp. FERM AP-21221 (TB-2) 0.24 0.16
例4 メタノール Pseudomonas sp. FERM AP-21220 (TB-1) 0.23 0.14
例5 メタノール なし 0.28 0.26
【００５０】
分解促進剤の存在下、微生物を用いることによりＭＴＢＥの分解が著しく促進された。
【００５１】
実施例６
表４に示す培地に種々の炭素源を添加し、５０ｍｌずつを坂口フラスコに分注し、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテルの代わりに化学消火剤、あるいは切削油の構成成分であるジエチレングリコールモノブチルエーテル（DEGBE）１０mMを添加し、メチルターシャリーブチルエーテル（例１）あるいはエチルターシャリーブチルエーテル（例３）を単一炭素源として増殖できる微生物を分解促進剤としてそれぞれメタノール、エタノールを３ｍＭ添加し、植菌したこと以外は同様の方法で、２８℃、４５日間培養した。例２，４には菌株を使用しなかった。培養期間中は無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、DEGBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表８に示す。
【００５２】
表８
経過日数(日)
7 28
分解促進剤 菌株 残存DEGBE量(mM)
例1 メタノール Arthrobacter sp. FERM P-20162 8.9 7.8
例2 メタノール なし 9.9 9.7
例3 エタノール Rhodococcus sp. FARM P-20161 8.2 7.4
例4 エタノール なし 9.6 9.4
【００５３】
分解促進剤の存在下、微生物を用いることによりＤＥＧＢＥの分解が促進された。
【００５４】
実施例７
表４に示す培地５０ｍｌを坂口フラスコに入れ、１２１℃、１５分間殺菌した。培地を冷却後、一般下水場から入手した活性汚泥を１５０マイクロリットル加え、エチルターシャリーブチルエーテルの代わりにメチルターシャリーブチルエーテル（MTBE）０．６ｍMを添加し、次いでメタノール３ｍＭを加えた。メチルターシャリーブチルエーテルを単一炭素源として増殖できるArthrobacter sp. FERM P-20162を植菌したこと以外は同様の方法で、２８℃、２８日間培養した。培養期間中は大気中にＭＴＢＥが揮散しないように気相を還流し、消費された酸素分を純酸素で補充した。具体的には、酸素の消費で減圧となると自動的に酸素が供給され、酸素濃度が０．５〜４ｐｐｍの範囲に納まるようにコントロールした（例１）。サンプルは無菌的に培養液を抜き取り、除菌後、MTBE濃度をガスクロを用いて測定した。結果を表９に示す。
【００５５】
表９
残存MTBE量(mM)
経過日数(日)
分解促進剤 菌株 7 28
例1 酸素補充あり Arthrobacter sp. FERM P-20162 0.14 0
例2 酸素補充なし Arthrobacter sp. FERM P-20162 0.22 0.16
【００５６】
酸素の添加によりＭＴＢＥの分解が著しく促進された。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明により、好気的条件下でエーテル類を迅速に分解することができる。従って、本発明は、エーテル類で汚染された土壌や水を浄化することができ、各種石油（化学）産業に関連する分野、工場等からの排水処理に関連する分野、ガソリンスタンド等石油取り扱い施設に関連する分野、或いは消火剤廃液や切削油廃液の処理に関連する分野などに適用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エーテル類の分解方法であって、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物を用い、分解促進剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする方法。
【請求項２】
微生物が、Rhodococcus属、Pseudomonas属、Arthrobacter属、Delftia属、Stenotrophomonas属、又はAcinetobacter属に属する微生物である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
微生物が、Rhodococcus sp.、Pseudomonas sp.、Pseudomonas aeruginosa、Arthrobacter sp.、Delftia sp.、Stenotrophomonas sp.、又はAcinetobacter sp.である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
微生物が、Rhodococcus sp. FERM P-20161、Arthrobacter sp. FERM P-20162、Pseudomonas sp. FERM AP-21212 (ET-2)、Pseudomonas sp. FERM AP-21213 (ET-3)、Pseudomonas sp. FERM AP-21214 (ET-4)、Pseudomonas sp. FERM AP-21215 (ET-6)、Pseudomonas aeruginosa FERM AP-21216 (ET-7)、Arthrobacter sp. FERM AP-21217 (MT-3) 、Acinetobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4)、Delftia sp. FERM AP-21219 (MT-5)、Pseudomonas sp. FERM AP-21220 (TB-1)、又はStenotrophomonas sp. FERM AP-21221 (TB-2)である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
エーテル類がエチルターシャリーブチルエーテルである、請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
分解促進剤がポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール又はそれらの誘導体である、請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
分解促進剤がメタノール、C２〜C８の１級アルコール、C３〜C８の２級アルコール、C１〜C８のジオール、C３〜C８のケトン、C１〜C８のヒドロキシカルボン酸、C１〜C８のモノカルボン酸、C２〜C８のジカルボン酸、C４〜C８の３級アルコール、Ｃ３〜Ｃ８のイソアルケン、又はＣ３〜Ｃ８のイソアルカンである、請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
さらに酸化剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
酸化剤が空気、酸素、過酸化水素、又はオゾンである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
さらに無機栄養源の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
無機栄養源が窒素源、リン源、又は微量金属塩源である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１】
エーテル類の分解方法であって、好気的条件下でエーテル類を分解できる微生物を用い、分解促進剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする方法。
【請求項２】
微生物が、Rhodococcus属、Pseudomonas属、Arthrobacter属、Delftia属、Stenotrophomonas属、又はAcinetobacter属に属する微生物である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
微生物が、Rhodococcus sp.、Pseudomonas sp.、Pseudomonas aeruginosa、Arthrobacter sp.、Delftia sp.、Stenotrophomonas sp.、又はAcinetobacter sp.である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
微生物が、Rhodococcus sp. FERM P-20161、Arthrobacter sp. FERM P-20162、Pseudomonas sp. FERM AP-21212 (ET-2)、Pseudomonas sp. FERM AP-21213 (ET-3)、Pseudomonas sp. FERM AP-21214 (ET-4)、Pseudomonas sp. FERM AP-21215 (ET-6)、Pseudomonas aeruginosa FERM AP-21216 (ET-7)、Arthrobacter sp. FERM AP-21217 (MT-3) 、Acinetobacter sp. FERM AP-21218 (MT-4)、Delftia sp. FERM AP-21219 (MT-5)、Pseudomonas sp. FERM AP-21220 (TB-1)、又はStenotrophomonas sp. FERM AP-21221 (TB-2)である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
エーテル類がエチルターシャリーブチルエーテルである、請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
分解促進剤がポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール又はそれらの誘導体である、請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
分解促進剤がメタノール、C２〜C８の１級アルコール、C３〜C８の２級アルコール、C１〜C８のジオール、C３〜C８のケトン、C１〜C８のヒドロキシカルボン酸、C１〜C８のモノカルボン酸、C２〜C８のジカルボン酸、C４〜C８の３級アルコール、Ｃ３〜Ｃ８のイソアルケン、又はＣ３〜Ｃ８のイソアルカンである、請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
さらに酸化剤の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
酸化剤が空気、酸素、過酸化水素、又はオゾンである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
さらに無機栄養源の存在下でエーテル類を分解することを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
無機栄養源が窒素源、リン源、又は微量金属塩源である、請求項１０に記載の方法。
【公開番号】特開２００８−２０７０７３（Ｐ２００８−２０７０７３Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４４３１８（Ｐ２００７−４４３１８）
【出願日】平成１９年２月２３日（２００７．２．２３）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２３日（２００７．２．２３）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]