Nakashima, Susumu

Yagi, Masakazu

Okayama University Scientific Achievement Repository

R芝草研究 62 247-252(1991)生物 (Baciluscereus)活性炭ろ過による臭物質 (2-methylisoborneol,geosmin)の分解第2報 かび臭物質が同時に存在する時八 木 正 一 ･中 島 進緒 言今日水道水のかび臭物質が全国的広がりをもって社会問題化し,おいしい水が流行語のようになっている.このかび臭物質は緩速砂ろ過でよく除去できることから,生物分解できることは早くから知られていた.しかし,かび臭物質を定畳する分析技術か無かったので,定性的に感覚で判定していたのである.著者ら1)の大津市の緩速ろ過についての報告が定立した報告の黄初である.かび臭物質分解バクテリ7そのものについてはSilveyら2)のBaciluscereusのgeosminに関する報告が最初で,ついでSilveyのグループの NarayanとNunez3)が土壌の培養から,BaciltLqCeYletLS,B.subtilisを含め数枚を分離している.これらの報告は主として感覚的に判断したもので,かび臭物質の定盤までには至っていない.Danglotら4)は Narayanらが Ecerew より分解能がよいと言っているB.sublilisを用いてgeosminの分解実験を行っているが,成功していない.著者ら5)はB.sublilisを付着させた活性炭ろ過屑を用いたろ過実験で 2-methylisoborneol(MIB)及び geosminか生物分解されることを報告した.牽近になって住友ら6)はPseudomonasj7uorescensがgeosminを,池El7)はFlavobacler-ium属のバクテリアがgeosm inを,Pseudomonas属とFlauobacterium属のある種がMIBを,また宮島ら8)はPseudomonasPulidaが MTBをよく分解することを報告している.著者らはB.ceTleuS及びB.subtilisを数回継代培亜したものを用いた場合に,分解しないことがあったので,生物分解を再確認し,また琵琶湖などでは,MIB とgeosminは濃度には差があっても,同時に検出するので.両臭気物質が共存する場合を想定して,生物活性炭ろ過実験を行った.実 験 方 法1.バクテリア活性倹ろ過層の調整クロマト管 (内径15cm)を用い,これに粒状活性炭 (カルゴンF400)を10cm (約 8g)平成3年 1月21日受理247詰め,蒸留水で逆洗して細粉炭を除いた.その後,蒸留水を張ったままオー トクレー7で滅菌した.このろ層に,3日間培巷したバクテリ7をリン酸緩衝希釈液で100倍に希釈したもの300mlをろ過して,バクテリアを活性炭に接種した.これを1日室温に静置培養し,実験ろ過層とした.同様に準備レ クヾテリアを接種しないろ層を対照とした.バクテリアは東京大学応用微生物研究所からもらいうけた BaciluscereusIAM 12605を,桜井液体培地 (日本水道協会鳳 上水試験方法,1985)で3日間,20℃増菌培菜したものを用いた.2.ろ過原水のかび臭漉度MIB及びgeosminともに和光純薬製のものを用い,リン酸緩衝希釈水で,それぞれ200fig/Cの混合液になるよう調整した.3.ろ過速度及びろ過水の採取方法ろ過速度は300m/dayと60m/dayに調節する予定であったが,実際には382m/dayと73m/dayであった.4.活性炭吸漬物竿の抽出方法20mLのクロロホルムで3回振とう (各5分間)し,計60mlにした後,クロロホルムを加えて100mlにし,パージ･トラッ7o法で濃縮後,GC-MSで測定した9).5.実験室温度25℃の恒温室で行った.実 験 結 果 と考 察1.高速ろ過と低速ろ過におけるかび臭物賞の分解の比較a)ろ過水へのバクテリアの流出バクテリア接種液及びかび臭原水中のバクテリア (従属性細菌)数はTablelのとおりである.活性炭ろ層に鞍稚 1日後にろ過を行った.ろ過水中のバクテリア数はTable2のとおりである.高速ろ過の方か多少多い傾向が認められるか,あまり差はない.ろ過水中のバクテリア数からみて,かなりろ過層中でバクテリアが増加しているものと思われる.この数は1986年の実験結果と大きい差はない.しかし,1986年の実験ではかび臭の分解は認められない結果に終わっている.Tab)ei.ThenumberofcoloniesofheterotrophicbacteriainthesolutionseededwithandwithoutB.cereus.(Totalvolumeoffiltrate:12)Seededwith WithoutB.cerleuSB cereus (Control)NumberofcoloniesoFheterolro-phicbacteria(N/ml)248290×104 0農 学 研 究■lb)ろ過水中へのかび臭物質のろ出約380m/day と約70m/dayのろ過速度における壕初 (0-200ml),中間 (400-600ml),最後 (800-lOOOmI)のろ過水中のかび臭物質の浪度を示すと,Table3のとおりである.この実験の時間内 (高速ろ過 :21分間,低速ろ過 .111分間)では最初と麓彼でもあまり差はなかった.低速ろ過の対照では,時間の経過によってろ出超が減少している傾向か認められるが.これはろ過開始時のろ過速度調盤の影轡が出たのかも知れない.高速ろ過と低速ろ過を比較すると,高速ろ過の方が10-20倍ろ出畳が多くなっている.しかし,同じろ過速度ではバクテリアを植槌したものと,しないものとの間に差はない.Table2.Thenumberofcoloniesofheterotrophicbacteriainthefiltrate(N/ml).(Totalvolumeoffiltrate:1A)Filtrationspeed(m/day)382 73Seededwith Without Seededwith WithoutB.cere〟ぶ B.cereus B.cereus BcereusFiltr･ate(ml)0-200 76×103 0 12×104 0400-600 67×103 0 9×103 0800-1000 3×103 0 3×104 0Table3.Mustyodorcompounds(MIBandgeosmin)intheflltrate(Totalvolumeoffiltraヒe-1A)1 Filtrationspeed'382m/daySeededwithBcere紘S WithoutB.cereusMustyodorcompoundMrB Geutlmln MrB GeosminUnit /`g/】 % 〟g/1 % 〟g/1 % 〟g/1 %Filtrate(ml)0-200400-600800-100024 12 20 10 20 10 19 1022 11 17 8 22 11 21 1124 12 17 9 18 9 17 82 Filtrationspeed 73m/daySeededwithB,cere之LSWithoutB,cereusMustyodorcompoundMTB Geosmm MTB GeosminUnit FL富/1 % pg/1 % FLg/1 % Jjg/1 0/oFiltrate(ml)0-200400-600800-10002 1 1 1 4 2 3 12 1 2 1 2 1 3 12 1 1 1 1 1 2 162巷 (1991) 249これまでの実験ではバクテリアを植挿した方が多くろ出していた.今回は実験かび臭繊度が前の報告4)より低かったことによるのかも知れない.高速ろ過でも低速ろ過でもMIBよりgeosminの方が,ろ出しにくい傾向か認められた.C)ろ過水中の pHかび臭原水は pHを7.1に調整した.ろ過水の pHは,バクテリアを植捜したものではあまり変わりなかった.しかし,対照のろ過水では少々高くなった.結果をTable4に示す.この程度の pHでは実験結果に大して影等削まない.d)ろ過fi内での′くクテリアによるかび臭物質の分解Table5に示すように,新しく碑F)受けたバクテJ)ア (B.cere鮎)を用いると,対照と比較してバクテリアを相槌したものの方がよい分解結果を示した.しかし,B,subtilisを用いた時の成績 4)よりも悪い.これがバクテリアの種の違いによるものか,それともMIBとgeosminが実際には出現しないような高浪度 (日本で,これまでの蔵商は geosminでは相模湖の8,3J`g/A,MJBでは手賀沼の約10pg/A)で共存していたことによるものなのかは,さらに検討が必要である.e)バクテリアによるMIB とgeosminの分解の容易さの比較さきに,B.subtilisによる単独のかび臭物質の分解を比較して,MIBよりgeosminの方が分解され易いことは報告した5).今回の結果もTable5 (高速ろ過の場合)に示すように,geosminの方が MIBより分解かよい.高速の場合で1.7倍,低速の場合で1.6倍であった.ろ過速度か違っても,そのTable4.pHofthefiltrate.(Totalvolumeoffiltrate■12)SeededwithB.cereus WithoutB,cereusFiltrationspeed(m/day)382 73 382 73Fltrate(ml)0-200200-400400-600600-800800-1000??????? ??????? ???? ???? ????????????????Table5,DegradationofmustyodorcompoundsbyB,cereusIDifferenceinthedegradationofMIBandgeosmln(FiltrationspeedI382m/day:Totalvolumeoffi】trate 1A)WithB.cere弘S WithoutB.cereusFiltrationtime(min) 21.3 21,3Mustyodorcompound MIB Geosmin MIB GeosmlnLoadingofmustyodorcompoundL′g) 200 200 200 200Concentrationin川trate(〟g) 23 18 20 19Estimatedadsorbedamount(JLg) 177 182 180 181ExtractedamountUJg)(fromcarbonbed) 146 130 170 178EstimateddegradatlOn(〟g) 31 52 10 5EstimateddegradatlOn(%) 18 39 6 3250 )A 学 研 究分解比率は変わらなかった.摘 要B.cereusもMIBよりもgeosminの方が分解しやすいことを明らかにした.二つのかび臭物暦が共存している場合でもその傾向は変わらない,本実験は短時間の結果であるが,高速ろ過(382m/day)で.200FLg/P浪度のものが,MIBで20Jg/A,geosminでも20Jg/e以下になる.人間の感覚で,MIBの 1FLg/Pを児常と感知できるが.かび臭と判断できるのは水道局に寄せられる苦情からMIBで20FLg/P程度以上,geosminで30pg/P程度以上と考えられる10).実際池での成紺からこの効力はかなり持続するものと考えられる.ただし生物活性炭ろ過層でバクテリアが増殖するから,ろ過水のバクテリアの数は多くなる.引 用 文 献l YagI,M.KaJlnO,M,Matsuo,Y,Ashltani,K.KLta.T andNakamura.T 19830dorprobZemsinLakeBiwaWatSctTech15 3111321.2.Silvey,JKGandRoach.A.W 1964.StuJleSOnmicroblOllCCyCleslnSurlacewaterJAm WaterWorksAssoc56 60-72.3 Narayan,LV.andNunez,W J.1974.B10LUg1Calconlrolandbacterialoxldationofthe〔aste-andodorcompoundgeosminJAm WaterWorksAssoc66 532-536.4.Danglot.C,Amar.G andVHag)nes,R1983.AblltyOlBac‡lustodegradegeosminWafScITech15(6/7):29ト299.5 Yagi,M.,Nakashlma,SandMuramoto,S.1988Biologicaldegrada亡10nOFmustyodorcompounds.2-methylisoborneolandgeosmin.inabio-activatedcarbonfllterWal一ScITech20(8/9) 255-260.6.住友 恒 .石田浩昭 ･佐々木邦臣 1989. L一水臭気骨解曲の坤轍 ･同定 -上水臭気の生物分解装課の開発研究 (2)-.水道協会琵 58:15-20.7 池tEl勝洋 1990.柘度浄水処理実証7'ラントにおけるかび臭物質分解菌について.水道単葉研究 126号 .78-101.8,宮島年9才.布浦雅子 .荒井基夫 1990.水道協会箆 59 12-18.9 梶野勝司 ･芦谷和芳 ･藤本信之 ･八木正- 1984 パ-ゾ.トラノ70-マスフラクメントクラ7イによる水中及Ur藍蒲郡培饗液中の2-メチルイソボルネオールとジオスミンの超篠虻分析水道協会鑑 53 29-41.10.Yagi,M andNakaShlma,S 1989.AstudyofstandardsformustyodourconlPOundsindrlnklngWaterlnJapanWaterSupply7 153-160.62番 (1991) 251Bio･DegradationofMustyOdorCompounds,2-MethylisoborneolandGeosmin,withBio-ActivatedCarbonFilterSeededwithBaciluscereus(IAM12605)MasakazuYAGiandSusumuNAKASHIMASummaryThemustyodorcompounds,2-methyHsoborneoHMIB)andgeosmin,weredegradedduringfZHtrationinabio-activatedcarbonfilterseededwithBacilhiSCereuS(JAM12605).Degradationratesofmustyodorcompoundsadsorbedonthecarbonwere39%and18% forgeosminandMIB,respectively.B,cereuShadstrongerabilitytodegradegeosminthanMIBwhenbothcompoundswerepresentintherawwateratthesametlme.252 鹿 学 研 究

Bio-Degradation of Musty Odor Compounds，2-Methylisoborneol and Geosmin, with Bio-Activated Carbon Filter Seeded with Bacillus cereus (LAM 12605)

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