クロロエチレン類の好気的微生物分解のための高効率バイオリアクターシステムの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555222
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 川上 幸衛 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (70091345)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井嶋 博之 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (10274515) ; 陶山 明子 東和科学(株), 技術部・研究員 ; 古川 謙介 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (90221556) ; 小野 努 九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (30304752)
• Keywords: トリクロロエチレン / バイオレメディエーション / バイオリアクター / 固定化 / 賦活 / Pseudomonas putida

Research Abstract

【1】トリクロロエチレン(TCEと略称)の分解活性と安定性に及ぼすPseudomonas putida KF715-D6株の培養条件の効果について検討を行い,以下の知見を得た.本組み換え菌は物理的な剪断によって障害を受けることが明らかとなり,振盪速度80rpmで撹拌し,対数増殖期後期まで培養後集菌した菌体が最大のTCE分解活性と安定性を示した.
【2】分解-賦活-分解からなる一連の回分操作において,分解活性の賦活の効果を検討し,以下の最適条件を見い出した.
a)水中の分解において,BSMG賦活培地の至適pHは6.5であった.賦活温度を低下させると残存活性は向上し,4℃で無賦活の場合より50%向上した.残存活性の最大の向上を得るには約12時間の賦活操作が必要であった.賦活培地中の無機塩成分のなかでは,鉄イオンの存在が最も重要であった.
b)分解培地にもBSMGを用いると,水中の分解よりもTCE分解初期活性は50%,残存活性は無賦活の場合60%,賦活を行った場合20%向上した.また所要賦活時間は6時間に短縮された.
c)BSMG分解及び賦活培地にNADH再生のためにギ酸を添加すると,無添加の場合よりTCE分解活性及び残存活性は各々10%及び5%向上した.
【3】水中からのTCEの分離と分解を伴うバイオリアクターシステムの設計と性能評価に関する予備的検討を行った.
a)ポリオレフィン,テフロン,シリコーンなどの疎水性平膜を用いたH型バイオリアクターを試作し,TCEの膜透過速度,膜吸着速度などについて検討した.
b)ホローファイバー膜型バイオリアクターシステムの可能性について予備的検討を行った.ポッティング材へのTCEの吸着がおこったが,ホローファイバー膜によるTCEの分離と分解槽中に懸濁させた固定化菌体による分解とを組み合わせたシステムにより,70ppm程度のTCEが効果的に除去された.