(57)【要約】【課題】面積が広い水域や、外部と開放された開放水域（例えば海域）であっても、水中の有機性汚染物質やヘドロを効率的かつ低コストで浄化処理が可能な水域浄化方法を提供する。【解決手段】水質浄化機能を有する有用細菌の残骸を少なくとも含む原料を、水質浄化すべき特定の水域Ｗより取水された水と共に同一の過密培養用タンクＴ４内に投入して、そのタンクＴ４内で、該水域Ｗの水に存する現地生息菌を、酵素結晶が生じるまで過密培養する過密培養工程と、前記過密培養工程で過密培養された前記現地生息菌の次世代菌を、該過密培養で生じた酵素結晶と共に前記水域に散布する散布工程とを含む。【選択図】図２
2011120984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水質浄化機能を有する有用細菌の残骸を少なくとも含む原料を、水質浄化すべき特定の水域（Ｗ）より取水された水と共に同一の過密培養用タンク（Ｔ４）内に投入して、そのタンク（Ｔ４）内で、該水域（Ｗ）の水に存する現地生息菌を、酵素結晶が生じるまで過密培養する過密培養工程と、
前記過密培養工程で過密培養された前記現地生息菌の次世代菌を、該過密培養で生じた酵素結晶と共に前記水域（Ｗ）に散布する散布工程とを少なくとも含むことを特徴とする、水域浄化方法。
【請求項２】
水質浄化機能を有する有用細菌の残骸と土壌菌とを少なくとも含む原料を、水質浄化すべき特定の水域（Ｗ）より取水された水と共に複数の前処理用タンク（Ｔ１〜Ｔ３）内に順次投入して、その前処理用タンク（Ｔ１〜Ｔ３）内で、該水域（Ｗ）の水に存する現地生息菌と前記土壌菌とを培養すると共に、該土壌菌を海水に徐々に慣らす前処理工程と、  前記前処理工程で培養された前記土壌菌及び前記現地生息菌を、同一の過密培養用タンク（Ｔ４）内で酵素結晶が生じるまで過密培養する過密培養工程と、
前記過密培養工程で過密培養された前記現地生息菌及び前記土壌菌の各々の次世代菌を、該過密培養で生じた酵素結晶と共に前記水域（Ｗ）に散布する散布工程とを少なくとも含むことを特徴とする、水域浄化方法。
【請求項３】
前記過密培養工程では、過密培養用タンク（Ｔ４）内で繰り返される細菌発酵循環サイクルにおける好気性培養過程と嫌気性培養過程との切換タイミングを、前記過密培養タンク（Ｔ４）内での臭気の発生状況に基づいて制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の水域浄化方法。
【請求項４】
前記過密培養においては、細菌に対し栄養となる多量の栄養物質を前記過密培養用タンク内に付加することを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の水域浄化方法。
【請求項５】
前記原料には、地殻変動で地表に現れている古代の海底地層から採取された珪藻土を用いることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の水域浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水質が汚染された水域（例えば河川、河口、海域等）を浄化するための水域浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記水域の浄化手法としては、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等の無機材料を汚染水域に直接散布して、水中の浮遊物（ＳＳ）と凝集沈殿を起こし水底に堆積させるようにしたものが知られている。この手法では、上記凝集沈殿により水中の浮遊物が除去され、水の透明度が改善される。その後、汚染水域の水底に堆積した無機材料は水底堆積土壌の上層部数センチを嫌気性から好気性に改善し、好気性細菌の活動によりヘドロを浄化して、好気性細菌、植物性プランクトン、海底部生息動物（ゴカイ、アサリ等）の生息を促すものである（下記特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７６２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の手法では、無機材料が汚染物質と接触して一度、化学反応を起こすと役目が終わり、それで使い切りとなってしまうため、汚染物質の量に見合った大量の無機材料を用意する必要がある。特に広い水域、潮流の早い水域、水深の深い水域では膨大な量の無機材料が必要となり、また散布した無機材料も汚染物質と接触する前に急速に拡散してしまい、十分な水質浄化効果を出すのが難しいといった問題がある。
【０００５】
また、細菌の分解能力を利用したバイオマスで水質浄化する手法も既に提案されているが、この方法は、バイオマス装置内に汚染海水、ヘドロを引き込み、装置内で浄化して汚染海域に戻す方法であるため、面積が狭い閉鎖水域では効果が期待できるものの、オープンフィールドである広い海域では、巨大な処理タンクが必要となって現実的ではない。
【０００６】
本発明は、上記に鑑み提案されたものであり、面積が広い水域や、外部と開放された開放水域（例えば海域）であっても、水中の有機性汚染物質やヘドロを効率的かつ低コストで浄化処理が可能な水域浄化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、水質浄化機能を有する有用細菌の残骸を少なくとも含む原料を、水質浄化すべき特定の水域より取水された水と共に同一の過密培養用タンク内に投入して、そのタンク内で、該水域の水に存する現地生息菌を、酵素結晶が生じるまで過密培養する過密培養工程と、前記過密培養工程で過密培養された前記現地生息菌の次世代菌を、該過密培養で生じた酵素結晶と共に前記水域に散布する散布工程とを少なくとも含むことを特徴とし、また請求項２の発明は、水質浄化機能を有する有用細菌の残骸と土壌菌とを少なくとも含む原料を、水質浄化すべき特定の水域より取水された水と共に複数の前処理用タンク内に順次投入して、その前処理用タンク内で、該水域の水に存する現地生息菌と前記土壌菌とを培養すると共に、該土壌菌を海水に徐々に慣らす前処理工程と、前記前処理工程で培養された前記土壌菌及び前記現地生息菌を、同一の過密培養用タンク内で酵素結晶が生じるまで過密培養する過密培養工程と、前記過密培養工程で過密培養された前記現地生息菌及び前記土壌菌の各々の次世代菌を、該過密培養で生じた酵素結晶と共に前記水域に散布する散布工程とを少なくとも含むことを特徴とする。
【０００８】
また請求項３の発明は、請求項１又は２の前記特徴に加えて、前記過密培養工程では、過密培養用タンク内で繰り返される細菌発酵循環サイクルにおける好気性培養過程と嫌気性培養過程との切換タイミングを、前記過密培養タンク内での臭気の発生状況に基づいて制御することを特徴とする。
【０００９】
また請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかの前記特徴に加えて、前記過密培養においては、細菌に対し栄養となる多量の栄養物質を前記過密培養用タンク内に付加することを特徴とする。
【００１０】
また請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの前記特徴に加えて、前記原料には、地殻変動で地表に現れている古代の海底地層から採取された珪藻土を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、水質浄化機能を有する有用細菌の残骸を少なくとも含む原料を、水質浄化すべき特定の水域より取水された水と共に同一の過密培養用タンク内に投入して、そのタンク内で、該水域の水に存する現地生息菌を、酵素結晶が生じるまで過密培養すると、有用細菌の残骸に含まれる、水質浄化機能に関する遺伝子情報が現地生息菌に効率よく転写されて、過密培養後の現地生息菌の次世代菌が有用細菌の水質浄化機能を持つようになる。従って、この次世代菌を、過密培養で生じた酵素結晶と共に元の水域に散布することにより、該水域において水質浄化機能を持つ次世代菌の自然培養（更なる世代交代）が繰り返され、且つ散布された酵素結晶の遺伝子情報が該水域の既存の現地生息菌にも転写されることで全体として、水質浄化機能を有する細菌の増殖が促進される。以上により、有用細菌に由来する水質浄化機能を持つ細菌の密度を該水域において長期間に亘り高く保つことができるため、その増殖細菌により該水域の水質浄化が効果的になされ、従って、面積が広い水域や、外部と開放された開放水域（例えば海域）であっても、有機性の汚染物質やヘドロ等を効率的且つ低コストで清浄化することができる。
【００１２】
また特に請求項２の発明によれば、汚染水域が特定の海域であり、また出発原料中に、水質浄化機能を持たない土壌菌が不可避的に含まれていても、その土壌菌を前処理工程で海水に徐々に慣らすことができ、この海水に慣らした土壌菌をも同時に過密培養して、その次世代土壌菌にも、有用細菌の水質浄化機能を持たせられるため、この次世代土壌菌をも酵素結晶等と共に元の海域に散布することにより、該海域において、水質浄化機能を有する細菌の増殖が一層促進され、その増殖細菌により該海域の水質浄化が更に効果的になされる。
【００１３】
また特に請求項３の発明によれば、過密培養工程では、過密培養用タンク内で繰り返される細菌発酵循環サイクルにおける好気性培養過程と嫌気性培養過程との切換タイミングを、過密培養タンク内での臭気の発生状況に基づいて制御するので、その好気性培養過程と嫌気性培養過程との切換を的確に行うことができて、細菌発酵循環サイクルを支障なく繰り返すことができ、過密培養を効率よく且つ継続的に行うことが可能となる。
【００１４】
また特に請求項４の発明によれば、前記過密培養においては、細菌に対し栄養となる多量の栄養物質を過密培養用タンク内に付加することで、過密培養を効果的に促進させることができる。
【００１５】
また特に請求項５の発明によれば、原料には、地殻変動で地表に現れている古代の海底地層から採取された珪藻土を用いるので、その珪藻土に含まれる有用細菌の残骸を遺伝子情報として有効活用して、水域の現地生息菌に水質浄化機能を効率よく転写可能となる。しかも入手及び取扱いが比較的容易で且つ安価な珪藻腐植土を使用できるため、作業効率の向上及びコスト節減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係る処理プラントを搭載した作業船の概要図
【図２】本発明の一実施例に係る処理プラントの概略全体図
【図３】細菌の発酵循環サイクルを示す説明図
【図４】酵素結晶（複合酵素）を撮影した蛍光Ｘ線解析写真（撮影倍率は１万倍）
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１８】
先ず、図１，２を参照して、本発明方法を実施するための処理システムの構造の一例について説明する。この処理システムは、水質浄化すべき被浄化水域としての特定海域Ｗまで移動しそこに停船する作業船Ｓと、その作業船Ｓに搭載された処理プラントＰＬとから構成される。
【００１９】
その処理プラントＰＬには、前記海域ＷからポンプＰ０で汲み上げた海水を貯める海水タンクＴ０と、前処理用の複数の（図示例では第１〜第３）タンクＴ１〜Ｔ３と、過密培養用の第４タンクＴ４と、放流液貯溜用の第５タンクＴ５と、淡水を貯めるタンクＴｗとを備える。
【００２０】
第１タンクＴ１には、原料を詰めた透水性の袋１が、原料とタンクＴ１内の水との接触を可能として支持される。また第１〜第４タンクＴ１〜Ｔ４には、その貯溜液に対する曝気用エアポンプＡと、攪拌羽根等の攪拌手段Ｂとがそれぞれ設けられる。
【００２１】
前記原料としては、地殻の変動、隆起で地表に現れている古代の海底地層から採取された珪藻土を粉砕し或いはエキス状としたものが使用される。近年の研究で、古代の深海底に生息していたシアノバクテリア（藍色細菌）やプロクロロコッカス等の細菌（以下、本明細書では単に「有用細菌」という）は、海水等に対する高い水質浄化機能を有していたことが知られており、前記珪藻土は、このような有用細菌の大量の死骸が古代の深海底に堆積して化石となったものが使用される。その有用細菌の残骸の大部分は、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム等の海水成分とほぼ同等のミネラル成分であり、更にその残骸には、前記有用細菌の細胞内に含まれるカルボキシソーム、ｍＲＮＡ，ｍｔＤＮＡ等の、水質浄化機能に関する有用な遺伝子情報を有する物質が含まれる。
【００２２】
前記カルボキシソームは、大きさ80-140ｎｍの多面体構造で、タンパク質の殻と内部にあるルビスコからなり、厚さ3-4 ｎｍの殻タンパク質の層に包まれているため、深海底のような極限環境状態でも壊れにくい。而して、このカルボキシソーム、ｍＲＮＡ，ｍｔＤＮＡなどに含まれる水質浄化機能等の有用な遺伝子情報が、後述するように被浄化水域の海水に含まれる現地生育菌（乳酸菌、大腸菌、シアノバクテリア等）に対し、培養による世代交代を通して情報転写されて水質浄化能力を発揮し得るようになる。
【００２３】
また前記珪藻土は、地表に現れてから長い年月が経過しているため、土壌菌を含む腐植土が多量に付着、混在しており、その珪藻土内に生息している土壌菌は、長い期間大気に曝されていたため好気性細菌である。これを嫌気性である海水中で培養可能とするため、本実施例では、前記した前処理用タンクＴ１〜Ｔ３で淡水と海水の混合比率を徐々に高めて、海水中で長期間生息できる細菌に培養するようにしている。
【００２４】
海水タンクＴ０には、その貯溜海水を第１〜第３タンクＴ１〜Ｔ３に分配供給する切換弁Ｖ１，Ｖ２付き海水供給配管Ｌが設けられる。また第１タンクＴ１と第２タンクＴ２間には、第１タンクＴ１の処理液を第２タンクＴ２に供給する処理液供給配管Ｌ１が設けられ、更に第２タンクＴ２と第３タンクＴ３間、第３タンクＴ３と第４タンクＴ４間、第４タンクＴ４と第５タンクＴ５間にも、同様の機能を有する処理液供給配管Ｌ２〜Ｌ４がそれぞれ設けられる。また前記各供給配管Ｌ，Ｌ１〜Ｌ４の各上流端には給送ポンプＰがそれぞれ設けられる。また、処理液供給配管Ｌ４には、必要に応じて、砂濾過器Ｆ１及びセラミックフィルタＦ２が直列に介装され、海に放流する直前の処理液中の大粒の不純物（例えば栄養残渣）を除去する。尚、これら濾過器Ｆ１，Ｆ２としては、上記不純物は濾過するが、後述する酵素結晶や細菌類は通過させる程度の、比較的粗い目のものが採用される。
【００２５】
次に前記処理プラントＰＬの処理手順の一例を説明する。先ず、第１タンクＴ１内には、前記海域Ｗで採取され海水タンクＴ０に貯溜された海水と、淡水タンクＴｗからの淡水とが、海水１対淡水２の比率で投入される。次に珪藻土を詰めた前記袋１を第１タンクＴ１の上蓋に吊るしてタンクＴ１内の水に珪藻土を十分に接触させ、また第１タンクＴ１内のエアポンプＡを適時作動させて曝気用の空気を放出させると共に攪拌羽根Ｂを回転させてタンクＴ１内の水をかき混ぜる。これにより、第１タンクＴ１内で、海水中の現地生息菌と珪藻土中の土壌菌とが緩やかに培養される。
【００２６】
この細菌培養過程では、そのタンク内の海水中の現地生息菌および珪藻土中の土壌菌の各々の次世代菌に、珪藻土中の有用細菌の残骸に含まれるカルボキシソーム、ｍＲＮＡ，ｍｔＤＮＡなどの、水質浄化機能に関係した遺伝子情報が転写され、それらの次世代菌の少なくとも一部が、珪藻土中の有用細菌が元々有していた水質浄化機能を持つようになる。
【００２７】
次に第１タンクＴ１内の処理液と、海水タンクＴ０に貯溜された海水とが、第２タンクＴ２内で海水１対淡水１の比率で投入される。この第２タンクＴ２内でも、エアポンプＡを適時作動させて曝気用の空気を放出させると共に攪拌羽根Ｂを回転させてタンクＴ２内の水をかき混ぜる。これにより、第２タンクＴ２内で、海水中の現地生息菌と珪藻土中の土壌菌とが、第１タンクＴ１内よりも高い（即ちより海水に近い）塩分濃度の環境で緩やかに培養される。尚、この細菌培養過程でも、前記した遺伝子情報の次世代菌への転写が行われる。
【００２８】
次に第２タンクＴ２内の処理液と、海水タンクＴ０に貯溜された海水とが、第３タンクＴ３内で海水２対淡水１の比率で投入される。この第３タンクＴ３内でも、エアポンプＡを適時作動させて曝気用の空気を放出させると共に攪拌羽根Ｂを回転させてタンクＴ３内の水をかき混ぜる。これにより、第３タンクＴ３内で、海水中の現地生息菌と珪藻土中の土壌菌とが、第２タンクＴ２内よりも更に高い（即ち更に海水に近い）塩分濃度の環境で緩やかに培養される。尚、この細菌培養過程でも、前記した遺伝子情報の次世代菌への転写が行われる。
【００２９】
而して、第１〜第３タンクＴ１〜Ｔ３内では、図３に示すような細菌の発酵循環サイクルが繰り返されるが、このサイクルにおいて、図３で左半分の好気性培養過程は、エアポンプＡを作動させてタンク内を曝気することで、好気性の酸化細菌にとって良好な生息環境に整えることで培養過程が進行し、一方、右半分の嫌気性培養過程は、エアポンプＡを作動停止させてタンク内の曝気を止めることで、嫌気性の還元細菌にとって良好な生息環境に整えることで培養過程が進行する。
【００３０】
従って、各タンクＴ１〜Ｔ３内が発酵循環サイクルのどのプロセスにあるかを見極めて、好気性培養過程ではエアポンプＡを作動させ、また嫌気性培養過程ではエアポンプＡを作動停止させることで、発酵循環サイクルが進み細菌培養が促進される。このため、好気性培養過程と嫌気性培養過程との切換、即ちエアポンプＡの作動・停止の切換のタイミングをどのようにして設定するのかが、発酵循環サイクルをスムーズに進行させ、細菌の培養を進める上で重要なポイントとなる。
【００３１】
そこで本実施例では、細菌発酵循環サイクル中のコハク酸生成酸化細菌培養時とリンゴ酸生成酸化細菌培養時に比較的感知し易い特徴的で強い臭気が発生することを利用する。即ち、この臭気を従来公知の臭気測定器で感知してその感知時期のデータを予め取得、蓄積しておき、そのデータに基づいて、細菌発酵循環サイクルの好気性培養過程から嫌気性培養過程への切換時期と、その逆の切換時期とを予測する実験式を算出する。そして、臭気測定器がコハク酸生成酸化細菌培養時とリンゴ酸生成酸化細菌培養時の各臭気を測定した時期データと前記実験式とに基づいて前記切換タイミングを決定すれば、エアポンプＡの作動タイミングの最適化が図られ、発酵循環サイクルをスムーズに進行させることが可能となる。以上の処理はマイコンで行われ、これにより、エアポンプＡの作動制御が自動管理される。尚、第１〜第３タンクＴ１〜Ｔ３において、処理液の塩分濃度が異なるため、細菌の培養速度も当然に異なり、前記実験式も各タンクＴ１〜Ｔ３毎に割り出す必要がある。
【００３２】
このように細菌発酵循環サイクルにおける好気性培養過程と嫌気性培養過程との切換タイミングを、各タンクＴ１〜Ｔ３内での臭気の発生状況に基づいて制御すれば、その好気性培養過程と嫌気性培養過程との切換を容易且つ的確に行うことができて、細菌発酵循環サイクルを支障なく繰り返すことができる。
【００３３】
なお、発酵循環サイクルの好気性培養過程と嫌気性培養過程の切換タイミングの見極め作業は、例えば日本酒の発酵を管理する杜氏が発酵管理を杜氏の長年の経験や五感で行うことと似ているため、本実施例においても各タンクＴ１〜Ｔ３を管理する作業員の経験、五感に基づいて上記切換タイミングを人為的に決めることも可能であるが、処理プラントＰの運営自動化を図る上では、臭気測定器の臭気測定結果に基づいて上記切換タイミングを決めることが望ましい。
【００３４】
次に第３タンクＴ３内の処理液を第４タンクＴ４内に給送するが、この第４タンクＴ４内には、細菌に対し栄養となる多量の栄養物質（例えばアルコール、糖類）が大量に添加され、またこの第４タンクＴ４内でも、エアポンプＡを適時作動させて曝気用の空気を放出させると共に攪拌羽根Ｂを回転させてタンクＴ３内の水をかき混ぜる。即ち、この第４タンクＴ４内でも、第１〜第３タンクＴ１〜Ｔ３内と同様、細菌発酵循環サイクルにおける好気性培養過程と嫌気性培養過程との切換タイミング、即ちエアポンプＡの作動・停止の切換タイミングが、タンクＴ４内での臭気の発生状況に基づいて自動制御されるので、細菌発酵循環サイクルが迅速に進行する。
【００３５】
これにより、第４タンクＴ４内では、前記栄養物質を十分に摂取した海水中の現地生息菌と珪藻土中の土壌菌とが急速且つ大量に増殖する過密培養状態となる。そして、この過密培養過程においても、珪藻土中の有用細菌の残骸に含まれるカルボキシソーム、ｍＲＮＡ，ｍｔＤＮＡ等の、水質浄化機能に関する有用な遺伝子情報が現地生息菌及び土壌菌の次世代菌に転写されるため、過密培養後の現地生息菌及び土壌菌の次世代菌の多くに水質浄化機能を持たせることができるようになる。
【００３６】
また、この過密培養により第４タンクＴ４内において細菌が過密となりその増殖限界に達する（即ち細菌個数が１０9 個／ｃｍ3 を超える）と、細菌は自己保存のために個体の大きさを縮小させると共に酵素結晶を個体外に多量に（即ちその細菌個数とほぼ同数の１０9 個／ｃｍ3 以上）放出するようになる。この酵素結晶は、放出元の細菌が保有していた遺伝子情報（カルボキシソーム、ｍＲＮＡ，ｍｔＤＮＡ、ｒＲＮＡ等）、従って水質浄化機能に関する遺伝子情報を有している。このため、その過密培養により生じた酵素結晶を後述するように被浄化海域Ｗに放流すると、それが海域Ｗの現地生息菌と接触することで、その現地生息菌の次世代菌に、水質浄化機能等の遺伝子情報を転写して、水質浄化機能を持たせることができるようになる。
【００３７】
本発明者は、過密培養後の培養液をフィルターで濾過し、細菌や、培養に使用した栄養素残渣等の固形物を除去した後の溶液を分析した。そして、分析依頼先の長崎大学で、溶液を遠心分離して得た粒の成分分析を実施したところ、その粒がタンパク質だという分析結果から過密培養時に細菌が生産する酵素結晶であると結論付けた。この酵素結晶の粒はμ単位の極く微小であるが、本発明者は、その酵素結晶を、過密培養を繰り返すことにより生じたより比較的大きな粒の形態、即ち複合酵素（即ち酵素結晶相互が結合したもの）の状態で撮影することに成功し、図４には、その蛍光Ｘ線解析写真（撮影倍率は１万倍）を示す。
【００３８】
上記のようにして過密培養が進んだ処理液は、砂濾過器Ｆ１及びバイオセラミックフィルタＦ２で大粒の不純物を除去された後、第５タンクＴ５に給送、貯溜され、そこから元の海域Ｗに放流される。
【００３９】
本発明者が第４タンクＴ４から抽出した酵素結晶入りの処理液を、汚染海域Ｗの海水と混合してその水質浄化効果を確認したところ、下記表１のような結果を得た。
【００４０】
【表１】
2011120984.tif 000003
【００４１】
この実験データは、海水１トンに対し処理液を１００ｃｃ添加して、２０分が経過した後のものであり、これによれば、浮遊物質量（ＳＳ）、ＢＯＤ，ＣＯＤ、塩素イオンが何れも短時間で大幅に改善されたことが判る。
【００４２】
また本発明者が第４タンクＴ４から抽出した酵素結晶入りの処理液を、或る工場の工場排水と混合してその水質浄化効果を確認したところ、下記表２のような結果を得た。
【００４３】
【表２】
2011120984.tif 000004
【００４４】
この実験データは、工場排水３０トンに対し処理液を３０００ｃｃ添加して、６０分が経過した後のものと、半年が経過したものとであり、これによれば、浮遊物質量（ＳＳ）、ＢＯＤ，ＣＯＤ等が何れも短時間で大幅に改善されたことが判る。
【００４５】
而して、第４タンクＴ４から第５タンクＴ５を経て元の海域Ｗへ放流される処理液は、前記珪藻土の有用細菌の残骸に由来する水質浄化機能を備えた増殖細菌のみならず、水質浄化機能を高める遺伝子情報を持つ酵素結晶を多量に有しているため、処理液１トン当たり１万トンの海水を効率よく水質浄化できる。その作用機序としては、本処理液が海域Ｗに放流された場合、水質浄化機能を備えた増殖細菌が水域Ｗに増えるだけでなく、酵素結晶を遺伝子情報伝達物質として利用して海域Ｗの現地生育菌に対し、水質浄化機能を高める遺伝子情報が転写され、浄化能力を保有した菌数が該水域Ｗに飛躍的に増えていくことによるものである。ただし、そのような菌の増殖は無制限に行われるわけではなく、実験では添加した処理液量の一万倍の海水量が限度である。尚、酵素結晶に基づく水質浄化速度が比較的速いのは、酵素反応速度が、化学反応、金属触媒などより早いことも起因していると推測される。
【００４６】
ところで第１タンクＴ１に投入される前記珪素土は、その主成分が前述のようにミネラル成分であり、この物質を汚染海域の海水に単純に添加しても何等の浄化反応も生じなかった。しかるに汚染海域の海水を使用して現地育成菌等の培養、世代交代を実施した後に、汚染物質の浄化反応が発生することが判明し、この現象から、本発明者は、珪藻土中に遺伝子情報物質が含まれており、且つそれが珪藻土中の有用細菌の残骸に含まれるカルボキシソーム、ｍＲＮＡ，ｍｔＤＮＡ等の遺伝子情報物質であると判断した。一般的に遺伝子情報の転写に際しては、細菌の世代交代時（細菌培養時）の細菌の分裂による遺伝子情報がメッセンジャーＲＮＡを使用して情報転写することが周知の事実であり、本ケースにおいても、現地育成菌との培養時に上記遺伝子情報転写が実施できていなければ、培養液は腐敗して、培養液中に生育している菌が死滅するはずであるが、本実施例では、そのような細菌の死滅（腐敗）を回避しつつ培養された処理液により海域Ｗの水質浄化が果たされている。
【００４７】
以上のように本実施例によれば、水質浄化機能を有する有用細菌の残骸を含む、古代海底に堆積していた珪藻土を、被浄化海域Ｗより取水された海水と共に同一の過密培養用タンクＴ４内に投入して、そのタンクＴ４内で、該海域Ｗの海水に存する現地生息菌と珪藻土中の土壌菌とを、酵素結晶が生じるまで過密培養させることができるため、珪藻土中の有用細菌の残骸に含まれるカルボキシソーム、ｍＲＮＡ，ｍｔＤＮＡ等の、水質浄化機能に関する有用な遺伝子情報が現地生息菌及び土壌菌に効率よく転写され、これにより、過密培養後の現地生息菌及び土壌菌の次世代菌の大部分が、珪藻土中の有用細菌の元々有していた水質浄化機能を持つようになる。従って、これらの次世代菌を、過密培養で生じた酵素結晶と共に元の海域Ｗに散布することにより、該海域Ｗにおいて水質浄化機能を持つ次世代菌の自然培養（更なる世代交代）が繰り返され、且つ散布された酵素結晶が遺伝子情報伝達物質となって、その遺伝子情報が該海域Ｗの既存の現地生息菌にも転写されるため、全体として、水質浄化機能を有する細菌の増殖が促進される。
【００４８】
かくして、前記珪藻土中の有用細菌の残骸に由来する水質浄化機能を持つ細菌の密度を被浄化海域Ｗにおいて長期間に亘り高く保つことができるため、その増殖細菌により該海域Ｗの水質浄化が長期間に亘り効果的になされる。その結果、被浄化水域Ｗが面積の広い水域や、外部と開放された開放水域であっても、水質汚染の原因となっている有機性の汚染物質やヘドロ等を効率的且つ低コストで清浄化することができる。
【００４９】
その上、本実施例では、原料として使用される珪藻土中に腐植土（従って土壌菌）が少なからず混じる点に鑑み、海水濃度を順次高めた第１〜第３タンクＴ１〜Ｔ３における前処理工程で珪藻土中の土壌菌を海水に徐々に慣らしつつ培養している。そして、その前処理段階（即ち過密培養前）の細菌培養過程でも、珪藻土中の有用細菌の残骸に含まれるカルボキシソーム、ｍＲＮＡ，ｍｔＤＮＡなどの、水質浄化機能に関係した遺伝子情報が海水中の現地生息菌及び土壌菌の次世代菌の一部に転写されるため、その一部の細菌に、前記有用細菌が元々有していた水質浄化機能を持たせることができる。従って、引き続く第４タンクＴ４での過密培養過程では、海水中の現地生息菌のみならず、海水に徐々に慣らした土壌菌をも同時に過密培養して、その次世代菌にも、有用細菌の水質浄化機能を持たせられるため、この次世代菌をも酵素結晶等と共に元の海域Ｗに散布することにより、該海域Ｗにおいて、水質浄化機能を有する細菌の増殖が一層促進される。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５１】
例えば、前記実施例では、処理プラントＰＬを汚染水域Ｗに停船する作業船Ｓ上に搭載したものを示したが、本発明では、処理プラントを汚染水域Ｗの周辺の陸上施設に設置してもよい。
【００５２】
また前記実施例では、入手容易性、コスト面から腐植土（従って土壌菌）が混ざる珪藻土を使用し、そのため土壌菌を海水に徐々に慣らすために第１〜第３タンクＴ１〜Ｔ３での前処理工程を、第４タンクＴ４での過密培養工程前に実行しているが、本発明（請求項１）では、腐植土（従って土壌菌）を含まない珪藻土や、有用細菌の残骸のみを原料とする場合に、前記前処理工程を省略可能である。また被浄化水域が淡水域の場合も、前記前処理工程を省略可能である。
【００５３】
また前記実施例では、第１〜第４タンクＴ１〜Ｔ４間の処理液の移動をポンプＰで強制的に行うようにしているが、本発明では、処理液を上流側のタンクから順次、オーバフローさせて、下流側に隣接するタンクへ移動させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
Ｔ１〜Ｔ３・・前処理用タンクとしての第１〜第３タンク
Ｔ４・・・・・過密培養用タンクとしての第４タンク
Ｗ・・・・・・水域としての海域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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