特許ウォッチ

公開番号2025106785
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-16
出願番号2024143209
出願日2024-08-23
発明の名称分解菌叢複合系を使用する多環芳香族化水素の分解方法
出願人南京農業大学
代理人個人
主分類C12N 1/20 20060101AFI20250709BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】分解菌叢複合系を使用する多環芳香族化水素の分解方法を提供する。
【解決手段】分解菌叢複合系を使用する多環芳香族化水素の分解方法を開示し、この方法は以下のステップを含み:まず有機汚染水中に分解菌叢を添加し、1～48h反応させ、次に前複合体を添加し、合計時間が72hになるまで連続的に反応させ、分解菌叢と前複合体が複合系を形成し、この過程は、前複合体による分解菌叢に対する悪影響を回避し、分解を正常に達成することができ、本発明は、分解菌叢、過酸化カルシウムと硫酸第一鉄七水和物の前複合体を複合系として多環芳香族化水素汚染水に添加し、分解反応により、多環芳香族化水素を効果的に除去することができ、従来の微生物浄化や酸化浄化に比べて、本方法は効率的で環境に優しく、高い適用性を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｓ１、まず有機汚染水に１～１１ｗｔ％の添加量に従って分解菌叢を添加し、１５０ｒｐ
ｍの加振機で１～４８ｈ分解反応させ、前記有機汚染水は多環芳香族化水素によって汚染
された水域であり、前記分解菌叢は、プロテオバクテリアのアシネトバクター属（Ａｃｉ
ｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）、ステノトロフォモナス（Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓ）
、コマモナス属（Ｃｏｍａｍｏｎａｓ）の３種類細菌を１:１:１の重量比で混合するステ
ップと、
Ｓ２、次に前複合体を添加し、１リットルの有機汚染水中の前複合体の添加量は１．３９
～２７．８０ｇであり、前記分解菌叢と前記前複合体は分解菌叢複合系を形成し、加振機
で合計時間が７２ｈになるまで連続的に反応させ、分解を完成するステップと、を含み、
ここで、前記前複合体は過酸化カルシウムおよび硫酸第一鉄七水和物からなり、過酸化カ
ルシウムと硫酸第一鉄七水和物の質量比は１～１３．９０：０．３９～１３．９０である
、
ことを特徴とする分解菌叢複合系を使用する多環芳香族化水素の分解方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
Ｓ１において、１５０ｒｐｍの加振機で２４ｈ分解反応させる、ことを特徴とする請求項
１に記載の方法。
【請求項３】
Ｓ１において、前記有機汚染水のｐＨ値は５～７であり、前記多環芳香族化水素はフェナ
ントレン、ピレンである、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
Ｓ２において、１リットルの有機汚染水で、過酸化カルシウムの添加量は２．４１ｇであ
り、硫酸第一鉄七水和物の添加量は７．５１ｇである、ことを特徴とする請求項１に記載
の方法。
【請求項５】
前記前複合体の調製方法は以下の通りであり：
Ｓ２－１、２５℃で、３：０．５の質量比で１～１０μｍの活性炭、酸化マグネシウムを
混合して担体を得て、
Ｓ２－２、１５ｇ：１～２ｍｌの割合で、前記担体の表面にヘキサデシルアミンオクタン
酸炭酸塩を噴霧し、
Ｓ２－３、－１５～－１０℃の温度下で、前記担体と過酸化カルシウムを１～０．８：１
の重量比でヘキサデシルアミンオクタン酸炭酸塩を噴霧した担体と過酸化カルシウムを混
合し、２５℃まで加熱し、２５℃で１～２ｈ乾燥させ、前複合体を得て、
Ｓ２－４、過酸化カルシウムと硫酸第一鉄七水和物を１～１３．９０：０．３９～１３．
９０の質量比で、前記前複合体と硫酸第一鉄七水和物を混合して前複合体を形成する、こ
とを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記Ｓ２において、前複合体の添加方法は以下のとおりであり：過酸化カルシウム、硫酸
第一鉄七水和物をそれぞれ３等分し、まず２５℃で、３分の１の過酸化カルシウムを添加
し、１５０ｒｐｍの加振機で５～１５ｍｉｎ反応させ、次に３分の１の硫酸第一鉄七水和
物を添加し、１２０ｒｐｍの加振機で３～４ｈ反応させ、その後温度を２５℃から５～１
０℃に下げ、同時に３分の１の過酸化カルシウムと３分の１の硫酸第一鉄七水和物を添加
し、１８０ｒｐｍの加振機で２～３ｈ反応させ、その後残りの過酸化カルシウムを添加し
、１５０ｒｐｍの加振機で２０～２５ｍｉｎ反応させ、残りの硫酸第一鉄七水和物を添加
し、１３０ｒｐｍの加振機で完了まで反応させる、ことを特徴とする請求項１に記載の方
法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染水域浄化の技術分野に関し、具体的に、分解菌叢複合系を使用する多環芳
香族化水素の分解改良方法に関する。
続きを表示（約 4,700 文字）【背景技術】
【０００２】
多環芳香族化水素は、水相中に一般的に見出される有毒な有機汚染物質の一種であり、通
常、非極性、疎水性、親油性であり、少なくとも２つのベンゼン環を含み、環境中に残留
し得る。これらの多環芳香族化水素の特性により、汚染媒体中の多環芳香族化水素を浄化
することは困難である。ほとんどの場合、生分解戦略は分解スペクトルが狭く、高度な酸
化技術ほど効率的ではない。また、様々な環境要因も生物浄化効率を低下させる。従来の
化学的浄化技術はコストが高く、二次汚染を引き起こしやすい。
既存の多環芳香族化水素汚染水域の浄化技術では、微生物の分解効率は低く、分解スペク
トルは狭く、酸化技術は効率的で徹底的であるが、コストが高く、毒性の強いハロゲン系
やニトロ系の副生成物を生成する可能性がある。微生物による浄化技術と酸化による浄化
技術の欠点を改善するために、研究者らは生物浄化と酸化浄化を併用することに注目し始
めている。分解細菌叢と過酸化カルシウム複合体を用いて水中の水中の多環芳香族化水素
を浄化する技術では、過酸化カルシウム、硫酸第一鉄の分解系で発生するフリーラジカル
が分解菌の増殖を阻害するという解決すべき問題が存在する。
【発明の概要】
【０００３】
上記問題を解決するために、本発明は、分解菌叢複合系を使用する多環芳香族化水素の分
解方法を提供し、以下のステップを含み：
Ｓ１、まず有機汚染水に１～１１ｗｔ％の添加量に従って分解菌叢を添加し、１５０ｒｐ
ｍの加振機で１～４８ｈ分解反応させ、前記有機汚染水は多環芳香族化水素によって汚染
された水域であり、前記分解菌叢は、プロテオバクテリアのアシネトバクター属（Ａｃｉ
ｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）、ステノトロフォモナス（Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓ）
、コマモナス属（Ｃｏｍａｍｏｎａｓ）の３種類細菌を１:１:１の重量比で混合し、
Ｓ２、次に前複合体を添加し、１リットルの有機汚染水中の前複合体の添加量は１．３９
～２７．８０ｇであり、前記分解菌叢と前記前複合体は分解菌叢複合系を形成し、加振機
で合計時間が７２ｈになるまで連続的に反応させ、分解を完成し、
ここで、前記前複合体は過酸化カルシウムおよび硫酸第一鉄七水和物からなり、過酸化カ
ルシウムと硫酸第一鉄七水和物の質量比は１～１３．９０：０．３９～１３．９０である
。
説明：上記方法は、過酸化カルシウム＋硫酸第一鉄の分解系における分解菌叢に対する毒
性の問題を解決することができ、従来の微生物分解技術による水中有機汚染物、特に多環
芳香族化水素の除去効率が低く、分解スペクトルが狭いという問題を解決するのに良好な
解决効果を有し、過酸化カルシウムの酸素放出性と酸化性を利用し、分解技術による水中
の多環芳香族化水素の分解能力を著しく向上させ、過酸化カルシウム＋硫酸第一鉄の分解
系は良好な分解効果を有するが、過酸化カルシウム＋硫酸第一鉄の分解系で発生するフリ
ーラジカルは汚染物を除去するだけでなく、分解菌の増殖も阻害し、上記添加方法と反応
時間の制御により、上記影響を効果的に低減することができ、ここで、過酸化カルシウム
体系は補強だけでなく、補完でもあり、従来の微生物浄化または酸化浄化に比べて、該方
法はより効率的で環境に優しく、高い適用性を有する。
本発明の一態様として、Ｓ１において、１５０ｒｐｍの加振機で２４ｈ分解反応させる。
説明：上記反応時間は、汚染物を除去しながら分解菌を保持する平衡点であり、汚染物を
除去する同時に分解菌の生存率が高くなる。
本発明の一態様として、Ｓ１において、前記有機汚染水のｐＨ値は５～７であり、前記多
環芳香族化水素はフェナントレン、ピレンである。
本発明の一態様として、Ｓ２において、１リットルの有機汚染水で、過酸化カルシウム添
加量は２．４１ｇであり、硫酸第一鉄七水和物添加量は７．５１ｇである。
本発明の一態様として、前記前複合体の調製方法は以下のとおりであり：
Ｓ２－１、２５℃で、３：０．５の質量比で１～１０μｍの活性炭、酸化マグネシウムを
混合して担体を得、
Ｓ２－２、１５ｇ：１～２ｍｌの割合で、前記担体の表面にヘキサデシルアミンオクタン
酸炭酸塩を噴霧し、
Ｓ２－３、－１５～－１０℃の温度下で、前記担体と過酸化カルシウムを１～０．８：１
の重量比でヘキサデシルアミンオクタン酸炭酸塩を噴霧した担体と過酸化カルシウムを混
合し、２５℃まで加熱し、２５℃で１～２ｈ乾燥させ、前複合体を得、
Ｓ２－４、過酸化カルシウムと硫酸第一鉄七水和物を１～１３．９０：０．３９～１３．
９０の質量比で、前記前複合体と硫酸第一鉄七水和物を混合して前複合体を形成する。
説明：上記方法により調製された前複合体は、有機汚染物と過酸化カルシウムおよび硫酸
第一鉄七水和物との反応のための担体を提供し、ひいては汚染水の分解効果を向上させ、
活性炭、酸化マグネシウムは多孔質材料であり、酸化マグネシウムは化合物の分解を触媒
して促進する作用を有し、同時に担体の使用は、過酸化カルシウムおよび硫酸第一鉄七水
和物による分解菌叢に対する抑制作用を低減することができ、体系の分解能力をさらに向
上させることができる。
本発明の一態様として、前記Ｓ２において、前複合体の添加方法は以下のとおりであり：
過酸化カルシウム、硫酸第一鉄七水和物をそれぞれ３等分し、まず２５℃で、３分の１の
過酸化カルシウムを添加し、１５０ｒｐｍの加振機で５～１５ｍｉｎ反応させ、次に３分
の１の硫酸第一鉄七水和物を添加し、１２０ｒｐｍの加振機で３～４ｈ反応させ、その後
【図面の簡単な説明】
【０００４】
実施例２０によりスクリーニング・濃縮された分解菌叢の組成である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下、本発明の利点をより良く反映するために、具体的な実施形態に関連して本発明をよ
り詳細に説明する。
実施例１
分解菌叢複合系を使用する多環芳香族化水素の分解方法は、以下のステップを含み：
Ｓ１、まず有機汚染水に５ｗｔ％の添加量で分解菌叢を添加し、１５０ｒｐｍの加振機で
２４ｈ分解反応させ、
ここで、前記有機汚染水のｐＨ値は６であり、前記有機汚染水は多環芳香族化水素によっ
て汚染された水域であり、前記多環芳香族化水素はフェナントレン、ピレンであり、前記
分解菌叢は、プロテオバクテリアのアシネトバクター属（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）
、ステノトロフォモナス（Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓ）、コマモナス属（Ｃｏｍ
ａｍｏｎａｓ）の３種類細菌を１:１:１の重量比で混合し、
Ｓ２、次に前複合体を添加し、１リットルの有機汚染水中の前複合体の添加量は９．９２
ｇであり、前記分解菌叢と前記前複合体は分解菌叢複合系を形成し、加振機で合計時間が
７２ｈになるまで連続的に反応させ、分解を完成し、
ここで、前記前複合体は過酸化カルシウムおよび硫酸第一鉄七水和物からなり、過酸化カ
ルシウムと硫酸第一鉄七水和物の質量比は２．４１：７．５１である。
【０００６】
実施例２
本実施例は実施例１とは以下の点で異なり：Ｓ１において、分解菌叢の添加量は有機汚染
水の１ｗｔ％である。
実施例３
本実施例は実施例１とは以下の点で異なり：Ｓ１において、分解菌叢の添加量は有機汚染
水の１１ｗｔ％である。
実施例４
本実施例は実施例１とは以下の点で異なり：Ｓ１において、１５０ｒｐｍの加振機で１ｈ
分解反応させる。
実施例５
本実施例は実施例１とは以下の点で異なり：Ｓ１において、１５０ｒｐｍの加振機で４８
ｈ分解反応させる。
実施例６
本実施例は実施例１とは以下の点で異なり：Ｓ１において、有機汚染水のｐＨ値は５であ
る。
実施例７
本実施例は実施例１とは以下の点で異なり：Ｓ１において、有機汚染水のｐＨ値は７であ
る。
実施例８
本実施例は実施例１とは以下の点で異なり：Ｓ２において、１リットルの有機汚染水中の
前複合体の添加量は１．３９ｇであり、ここで、過酸化カルシウムは１ｇであり、硫酸第
一鉄七水和物は０．３９ｇである。
実施例９
本実施例は実施例１とは以下の点で異なり：Ｓ２において、１リットルの有機汚染水中の
前複合体の添加量は２７．８０ｇであり、ここで、過酸化カルシウムは１３．９ｇであり
、硫酸第一鉄七水和物は１３．９ｇである。
実施例１０
本実施例は実施例１とは以下の点で異なり：前記前複合体の成分を改良し、改良後の前複
合体は過酸化カルシウムと硫酸第一鉄七水和物の２成分以上を含み、改良後の前複合体の
調製方法は以下のとおりであり：
Ｓ２－１、２５℃で、３：０．５の質量比で１～１０μｍの活性炭、酸化マグネシウムを
混合して担体を得、
Ｓ２－２、１５ｇ：１ｍｌの割合で、前記担体の表面にヘキサデシルアミンオクタン酸炭
酸塩を噴霧し、
Ｓ２－３、温度－１５℃で、前記担体と過酸化カルシウムを１～：１の重量比でヘキサデ
シルアミンオクタン酸炭酸塩を噴霧した担体と過酸化カルシウムを混合し、２５℃まで加
熱し、２５℃で１ｈ乾燥させ、前複合体を得、
Ｓ２－４、過酸化カルシウムと硫酸第一鉄七水和物を質量比１：０．３９で、前記前複合
体と硫酸第一鉄七水和物を混合して前複合体を形成する。
実施例１１
本実施例は実施例１０とは以下の点で異なり、Ｓ２－２において、担体とヘキサデシルア
ミンオクタン酸炭酸塩の割合は１５ｇ：２ｍｌである。
実施例１２
本実施例は実施例１０とは以下の点で異なり、Ｓ２－２において、担体とヘキサデシルア
ミンオクタン酸炭酸塩の割合は１５ｇ：１．８ｍｌである。
実施例１３
本実施例は実施例１０とは以下の点で異なり、Ｓ２－３において、温度－１２℃で、前記
担体と過酸化カルシウムを０．９：１の重量比でヘキサデシルアミンオクタン酸炭酸塩を
噴霧した担体と過酸化カルシウムを混合し、２５℃まで加熱し、２５℃で１．５ｈ乾燥さ
せ、前複合体を得る。

関連特許