(57)【要約】【課題】本発明は、複合微生物を用いて放射能物質を非放射能物質に元素変換させる組成物及び該組成物の製造方法に関する。
2021532726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐放射性微生物、酵母、カビ、光合成細菌及び緑藻類からなる群から選ばれたいずれか２種類以上を含む複合微生物を含む、放射能物質を非放射能物質に元素変換できる組成物。
【請求項２】
前記耐放射性微生物は、デイノコッカス属、クリプトコッカス属又はバチルス属微生物で、
前記酵母は、クリプトコッカス属、サッカロマイセス属又はトリコスポロン属微生物で、
前記カビは、イルペックス属微生物又はファネロカエテ属微生物で、
前記光合成細菌は、ロドバクター属細菌（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｓｐ．）、クロロビウム属細菌（Ｃｈｌｏｒｏｂｉｕｍ  ｓｐ．）、クロマチウム属細菌（Ｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ  ｓｐ．）、ロドスピリルム属細菌（Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ  ｓｐ．）、ロドセンドモナス属細菌（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｎｄｏｍｏｎａｓ  ｓｐ．）、ロドシュードモナス属細菌（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｐ．）で、
前記緑藻類は、トレボウクシア属（Ｔｒｅｂｏｕｘｉａ  ｓｐ．）、スチココッカス属（Ｓｔｉｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．）、エリプトクロリス属（Ｅｌｉｐｔｏｃｈｌｏｒｉｓ  ｓｐ．）、或いはコッコミクサ属（Ｃｏｃｃｏｍｙｘａ  ｓｐ．）微生物である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記複合微生物は、組成物中に０．５ｘ１０２ＣＦＵ／ｍｌ〜２．５ｘ１０１０ＣＦＵ／ｍｌの濃度で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記複合微生物は、組成物の全体重量を基準として０．０５重量％〜６０重量％で含まれた、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記放射能物質は、セシウム（Ｃｓ）、ウラン、ヨウ素、ストロンチウム、イリジウム、ラジウム、又はプルトニウムである、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記組成物が環境的に許容可能な担体をさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項７】
前記組成物は、放射能廃棄物処理用、或いは放射能物質によって汚染した土壌や地下水又は廃水の処理用である、請求項１から５のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項８】
耐放射性微生物、酵母、カビ、光合成細菌及び緑藻類からなる群から選ばれたいずれか２種類以上を培養培地中でそれぞれ培養する段階；及び
前記培養された各微生物を混合し、複合微生物含有組成物を製造する段階；を含む、放射能物質を非放射能物質に元素変換できる組成物の製造方法。
【請求項９】
前記耐放射性微生物は、デイノコッカス属、クリプトコッカス属又はバチルス属微生物で、
前記酵母は、クリプトコッカス属、サッカロマイセス属又はトリコスポロン属微生物で、
前記カビは、イルペックス属微生物又はファネロカエテ属微生物で、
前記光合成細菌は、ロドバクター属細菌（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｓｐ．）、クロロビウム属細菌（Ｃｈｌｏｒｏｂｉｕｍ  ｓｐ．）、クロマチウム属細菌（Ｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ  ｓｐ．）、ロドスピリルム属細菌（Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ  ｓｐ．）、ロドセンドモナス属細菌（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｎｄｏｍｏｎａｓ  ｓｐ．）、ロドシュードモナス属細菌（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｐ．）で、
前記緑藻類は、トレボウクシア属（Ｔｒｅｂｏｕｘｉａ  ｓｐ．）、スチココッカス属（Ｓｔｉｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．）、エリプトクロリス属（Ｅｌｉｐｔｏｃｈｌｏｒｉｓ  ｓｐ．）、或いはコッコミクサ属（Ｃｏｃｃｏｍｙｘａ  ｓｐ．）微生物である、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記培養は、２０℃〜４０℃の温度範囲で１２時間〜７日間行う、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記複合微生物、その培養液、その混合物、又はその乾燥物に環境的に許容可能な担体を添加する段階をさらに含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記混合は撹拌しながら行う、請求項８から１０のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合微生物を用いて放射能物質を非放射能物質に元素変換させる組成物及び該組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模エネルギー源として原子力発電を継続して活用しようとする場合、原子力発電所で発生する中低準位放射性廃棄物のみならず、高準位放射性核廃棄物である使用後の核燃料を安全に処理するための根本的な解決策が設けられなければならない。現在、放射性廃棄物に対する根本的な解決策がないので、安全な場所に長期貯蔵する方法のみが唯一の対策として受け入れられている。
【０００３】
しかし、前記方法は、放射性物質廃棄場の貯蔵容量に限界があるので、根本的な解決策にはならない。放射性物質が放射線を出す状態である限り、如何なる方法も核廃棄物を処理するための根本的な解決策にはならない。
【０００４】
このような状況を克服するためには、放射性廃棄物を画期的に減少できる根本的な解決策が要求されており、このような方法としては、例えば、放射性物質であるＣｓ―１３７核種を、放射線を出さない安全な元素であるＢａ―１３７或いはＢａ―１３８に変える元素変換技術を考慮できるが、現在まで実用化された技術はない。
【０００５】
核種が変わる元素変換現象は、主に、原子番号が高い放射性物質で観察されてきたが、最近になって、常温核融合研究が進められながら常温で非常に低いエネルギーでも元素が変わる元素変換（ｔｒａｎｓｍｕｔａｔｉｏｎ）現象が観察されており、既存の核物理学理論ではこの現象を説明できないことが明らかになっている。学界では、これを既存の核反応と区分するために、「低エネルギー核反応」（ＬＥＮＲ、Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）、「格子補助核反応」（ＬＡＮＲ、Ｌａｔｔｉｃｅ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）、「凝集物質核科学」（ＣＭＮＳ、Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ  Ｍａｔｔｅｒ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ）、或いは「化学補助核反応」（ＣＡＮＲ、Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）という新造語で表現している。
【０００６】
微生物を用いた放射性廃棄物処理と関連して韓国で研究している内容は、放射性物質の拡散による地下水の汚染を減少させるために微生物を用いて放射性物質を捕集する技術であって、放射性物質（セシウムイオン）を水によく溶けない難溶解性物質（パウトバイト）に変えることによって汚染の拡散を防止することを目的としており、放射性物質を安全な元素に変えることによって放射線の危険を根本的に減少できる技術ではない（大韓民国特許登録第１０−１７５４７９０号）。
【０００７】
そのため、放射性廃棄物にある放射性元素を安全な元素に変換できた場合、放射性廃棄物に対する根本的な解決策が導出され得ると思われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一つの目的は、複合微生物を含む放射能物質を非放射能物質に元素変換できる組成物を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の一つの目的は、放射能物質を非放射能物質に元素変換できる組成物を製造するための方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の一つの目的は、本願に記述された組成物を放射能物質と接触させることを含む放射能物質を非放射能物質に変換させる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一様態は、複合微生物を含む放射能物質を非放射能物質に元素変換できる組成物に関する。
【００１２】
前記複合微生物は、耐放射性微生物、酵母、カビ、光合成細菌及び緑藻類からなる群から選ばれたいずれか２種類以上を含んでもよい。一例において、前記複合微生物は、耐放射性微生物、酵母、カビ、光合成細菌及び緑藻類からなる群から選ばれたいずれか３種類以上、より具体的にはいずれか４種類以上、又は５種類の全てを含んでもよい。元素変換効率面では、５種類の微生物を全て含むことが好ましい。他の例において、前記複合微生物は、耐放射性微生物及び光合成細菌は必ず含み、その他に酵母、カビ及び緑藻類のうち１種類以上を選択的に含んでもよい。更に他の例において、前記複合微生物は、耐放射性微生物、光合成細菌及び酵母は必ず含み、その他にカビ及び緑藻類のうち１種類以上を選択的に含んでもよい。更に他の例において、前記複合微生物は、耐放射性微生物、光合成細菌及びカビは必ず含み、その他に酵母及び緑藻類のうち１種類以上を選択的に含んでもよい。更に他の例において、前記複合微生物は、耐放射性微生物、光合成細菌及び緑藻類は必ず含み、その他にカビ及び酵母のうち１種類以上を選択的に含んでもよい。本願では、それぞれ微生物単独では放射能物質の非放射能物質への元素変換能がないが、これらを組み合わせて使用するときに元素変換能があることを明らかにした。
【００１３】
耐放射性微生物は、放射性物質の存在下でも生存し得る微生物であって、例えば、デイノコッカス属、クリプトコッカス属又はバチルス属微生物、具体的には、デイノコッカス・ラジオデュランス、バチルス・サフェンシス又はバチルス・プミルスを利用できるが、これに制限されることはない。一例において、バチルス・サフェンシス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓａｆｅｎｓｉｓ）ＫＣＣＭ１２１６３Ｐ菌株又はバチルス・プミルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｐｕｍｉｌｕｓ）ＫＣＣＭ１２１６５Ｐ菌株が利用可能である。前記各菌株は、それぞれ２０１７年１１月１０日に韓国微生物保存センター（Ｋｏｒｅａｎ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ、ソウル市西大門区弘済２街ギル１２０−８６１）に寄託番号ＫＣＣＭ１２１６３Ｐ及びＫＣＣＭ１２１６５Ｐで寄託されている。
【００１４】
酵母は、抗酸化能力を有するものであって、例えば、クリプトコッカス属、サッカロマイセス属又はトリコスポロン属微生物、具体的には、サッカロマイセス・ボウファルディ、サッカロマイセス・セレバジー、サッカロマイセス・セレビシエ、トリコスポロン・クタネウム、及び／又はトリコスポロン・ロウビエリを利用できるが、これに制限されることはない。一例において、サッカロマイセス・セレバジー（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｓｅｒｖａｚｚｉｉ）ＫＣＣＭ１２１５７Ｐ菌株及び／又はトリコスポロン・ロウビエリ（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ  ｌｏｕｂｉｅｒｉ）ＫＣＴＣ１０８７６ＢＰ菌株が利用可能である。前記トリコスポロン・ロウビエリ（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ  ｌｏｕｂｉｅｒｉ）ＫＣＴＣ１０８７６ＢＰは、米国特許第８，０３４，６０５Ｂ２号を通じて公知となったものであって、前記特許文献に記載された全ての内容は、本願発明と関連している範囲内で本願に組み込まれる。前記サッカロマイセス・セレバジー（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｓｅｒｖａｚｚｉｉ）ＫＣＣＭ１２１５７Ｐ菌株は、２０１７年１１月１０日に韓国微生物保存センター（Ｋｏｒｅａｎ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ、ソウル市西大門区弘済２街ギル１２０−８６１）に寄託番号ＫＣＣＭ１２１５７Ｐで寄託されている。
【００１５】
カビは、抗酸化能力を有するものであって、例えば、イルペックス属微生物又はファネロカエテ属微生物、具体的には、イルペックス・ラクテウス（Ｉｒｐｅｘ  ｌａｃｔｅｕｓ）、イルペックス・ハイドノイデス（Ｉｒｐｅｘ  ｈｙｄｎｏｉｄｅｓ）、ファネロカエテ・クリソスポリウム又はファネロカエテ・ソルディダを利用できるが、これに制限されることはない。一例において、ファネロカエテ・クリソスポリウム（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ  ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ）ＫＣＣＭ１０７２５Ｐ菌株が利用可能である。前記ファネロカエテ・クリソスポリウム（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ  ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ）ＫＣＣＭ１０７２５Ｐ菌株は、大韓民国特許第１０−０９０３６６６号を通じて公知となったものであって、前記特許文献に記載された全ての内容は、本願発明と関連している範囲内で本願に組み込まれる。
【００１６】
光合成細菌は、光エネルギーを用いて炭素同化作用を行う細菌であって、例えば、ロドバクター属細菌（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｓｐ．）、クロロビウム属細菌（Ｃｈｌｏｒｏｂｉｕｍ  ｓｐ．）、クロマチウム属細菌（Ｃｈｒｏｍａｔｉｕｍ  ｓｐ．）、ロドスピリルム属細菌（Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ  ｓｐ．）、ロドセンドモナス属細菌（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｎｄｏｍｏｎａｓ  ｓｐ．）、ロドシュードモナス属細菌（Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｐ．）などを挙げることができ、より具体的には、ロドバクター・スフェロイデス（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ）、又はロドバクター・カプシュラタス （Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ）などを利用できるが、これに制限されることはない。特定の理論に縛られることはないが、光合成細菌は、炭素同化作用においてプロトンであるＨ＋イオンを用いるので、複合微生物の元素変換において光合成細菌のこのような作用が重要になると推測される。
【００１７】
緑藻類は、葉緑素を有しているため緑色を帯びる藻類を言い、例えば、トレボウクシア属（Ｔｒｅｂｏｕｘｉａ  ｓｐ．）、スチココッカス属（Ｓｔｉｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．）、エリプトクロリス属（Ｅｌｉｐｔｏｃｈｌｏｒｉｓ  ｓｐ．）、或いはコッコミクサ属（Ｃｏｃｃｏｍｙｘａ  ｓｐ．）微生物、具体的には、コッコミクサ・ビリディス（Ｃｏｃｃｏｍｙｘａ  ｖｉｒｉｄｉｓ）又はスチココッカス属（Ｓｔｉｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．）を利用できるが、これに制限されることはない。
【００１８】
前記複合微生物は、それぞれの微生物の培養物を含む培養原液の形態で用いられてもよく、培養上清液を除去又は濃縮した微生物の混合物であってもよい。前記培養物の組成は、各微生物の培養に必要な成分のみならず、前記微生物の生長に相乗的に作用する成分をさらに含んでもよく、これによる組成は、当業界で通常の技術を有する者によって容易に選択可能である。
【００１９】
前記複合微生物中のそれぞれの微生物は、組成物中に０．５ｘ１０２ＣＦＵ／ｍｌ〜２．５ｘ１０１０ＣＦＵ／ｍｌ、具体的には５ｘ１０３ＣＦＵ／ｍｌ〜５ｘ１０１０ＣＦＵ／ｍｌ、より具体的には１ｘ１０５ＣＦＵ／ｍｌ〜５ｘ１０９ＣＦＵ／ｍｌの濃度で存在してもよい。複合微生物は、組成物重量の０．０５重量％〜６０重量％、具体的には５重量％〜５０重量％、より具体的には１０重量％〜４０重量％の範囲で含まれてもよい。
【００２０】
放射能物質は、α、β、又はγ線などの放射線を放出できる物質、例えば、セシウム（Ｃｓ）、ウラン、ヨウ素、ストロンチウム、イリジウム、ラジウム、プルトニウムなどであって、本願では、このような放射能物質が複合微生物によって非放射能物質に元素変換されることを明らかにした。
【００２１】
複合微生物と放射能物質の重量比は、９．９：０．１〜０．１：９．９であってもよく、具体的には８：２〜２：８、より具体的には７：３〜３：７であってもよい。
【００２２】
前記組成物及び／又は複合微生物は、液体状態又は乾燥状態であってもよく、具体的には乾燥した粉末状態であってもよい。
【００２３】
前記組成物は、環境的に許容可能な担体をさらに含んでもよく、担体と共に製剤化され、放射能廃棄物処理用或いは放射能物質によって汚染した土壌や地下水及び／又は廃水の処理用組成物として提供されてもよい。
【００２４】
本発明において、「環境的に許容可能な担体」という用語は、環境的被害がなく、複合微生物の生物学的活性及び特性を阻害しない担体又は希釈剤を意味する。
【００２５】
溶液に製剤化される場合、許容される担体としては、選抜された各複合微生物の栄養分として適したものとして、食塩水、滅菌水、緩衝食塩水、デキストロース溶液、マルトデキストリン溶液、グリセロール及びこれらの成分のうち１成分以上を混合して使用可能であり、必要に応じて、抗酸化剤、緩衝液、静菌剤などの他の通常の添加剤を添加してもよい。また、希釈剤、分散剤、界面活性剤、結合剤及び潤滑剤をさらに添加し、水溶液、懸濁液、乳濁液などの液体製剤、又は粉末などの固形製剤に製剤化してもよい。また、組成物の品質低下を防止するために、結着剤、乳化剤、保存剤などをさらに添加してもよい。
【００２６】
本発明の他の様態は、複合微生物を含む放射能物質を非放射能物質に元素変換できる組成物の製造方法に関する。
【００２７】
前記複合微生物は、耐放射性微生物、酵母、カビ、光合成細菌及び緑藻類からなる群から選ばれたいずれか２種類以上を含んでもよい。一例において、前記複合微生物は、耐放射性微生物、酵母、カビ、光合成細菌及び緑藻類からなる群から選ばれたいずれか３種類以上、より具体的にはいずれか４種類以上、又は５種類の全てを含んでもよい。元素変換効率面で５種類の微生物を全て含むことが好ましい。他の例において、前記複合微生物は、耐放射性微生物及び光合成細菌は必ず含み、その他に酵母、カビ及び緑藻類のうち１種類以上を選択的に含んでもよい。更に他の例において、前記複合微生物は、耐放射性微生物、光合成細菌及び酵母は必ず含み、その他にカビ及び緑藻類のうち１種類以上を選択的に含んでもよい。更に他の例において、前記複合微生物は、耐放射性微生物、光合成細菌及びカビは必ず含み、その他に酵母及び緑藻類のうち１種類以上を選択的に含んでもよい。更に他の例において、前記複合微生物は、耐放射性微生物、光合成細菌及び緑藻類は必ず含み、その他にカビ及び酵母のうち１種類以上を選択的に含んでもよい。前記複合微生物、担体及び組成物の種類、含量及び具体的な説明は、上述した組成物の様態と同じである。
【００２８】
組成物の製造方法は、まず、複合微生物を個別的に又は少なくとも部分的に共に培養することを含んでもよい。それぞれの微生物は、通常の培養方法を通じて培養されてもよい。
【００２９】
培養の培地としては、天然培地又は合成培地を使用可能である。培地の炭素源としては、例えば、グルコース、スクロース、デキストリン、デキストロース、グリセロール、澱粉などが使用可能であり、窒素源としては、ペプトン、肉エキス、全脂粉乳、酵母抽出物、乾燥した酵母、大豆、アンモニウム塩、硝酸塩、その他の有機又は無機窒素、硫黄含有化合物が使用可能であるが、これらの成分に限定されることはない。培地に含まれる無機塩としては、マグネシウム、マンガン、カルシウム、鉄、カリウム、ナトリウム、ホウ素、モリブデン、銅、コバルト、亜鉛などが使用可能であるが、これらに限定されることはない。前記炭素源、窒素源及び無機塩の成分以外に、アミノ酸、ビタミン、核酸及びそれと関連した各化合物が培地に添加されてもよい。
【００３０】
微生物は、２０℃〜４０℃の温度範囲、又は２５℃〜３５℃の温度範囲の培養温度条件で１２時間〜７日間、又は１２時間〜５日間培養してもよい。本願の複合微生物は、各菌株を個別的に培養して得た培養液の混合物の形態であってもよく、培養液からそれぞれ分離された菌株の混合物であってもよく、２個以上の菌株を共に培養して得る培養液の混合物の形態であってもよく、これから分離された菌株の混合物であってもよい。
【００３１】
前記製造方法は、その後、前記得られた複合微生物、その培養液、その混合物、その乾燥物に環境的に許容可能な担体を追加する段階を含んでもよい。前記複合微生物は、担体と共に製剤化され、放射能廃棄物処理或いは放射能物質によって汚染した土壌や地下水及び／又は廃水の処理に使用可能である。
【００３２】
次に、前記製造方法は、製造された組成物を液体又は固体に製剤化する段階を含んでもよい。溶液に製剤化される場合、許容される担体としては、選抜された各複合微生物の栄養分として適したものとして、食塩水、滅菌水、緩衝食塩水、デキストロース溶液、マルトデキストリン溶液、グリセロール及びこれら成分のうち１成分以上を混合して使用可能であり、必要に応じて、抗酸化剤、緩衝液、静菌剤などの他の通常の添加剤を添加してもよい。また、希釈剤、分散剤、界面活性剤、結合剤及び滑剤を付加的に添加し、水溶液、懸濁液、乳濁液などの液体製剤、又は粉末などの固形製剤に製剤化してもよい。
【００３３】
本発明の更に他の様態は、本願に記述された放射能物質を非放射能物質に元素変換できる組成物を放射能物質と接触させることを含む放射能物質の非放射能物質への変換方法に関する。
【００３４】
前記接触は、これに限定されることはないが、複合微生物を含む組成物と放射能物質を混合したり、共に培養したり、添加したり、同一反応系に位置させることを含む。具体例において、前記接触は、混合物状態で撹拌することを含んでもよい。前記接触は、２０℃〜４０℃の温度範囲、又は２５℃〜３５℃の温度範囲で１２時間〜３ヶ月間、１２時間〜２ヶ月間、２４時間〜６０日間、又は３６時間〜５６日間持続されてもよい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の方法によって製造された複合微生物は、放射能物質を非放射能物質に変換させる能力に優れ、放射能廃棄物の処理において活用価値が高い。
【００３６】
また、放射能物質を非放射能物質に変換させることができ、各放射能物質で汚染した土壌、地下水、原発の冷却水或いは廃水の処理に有用に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実験例で製造された放射性物質（セシウム１３７）が５０，０００ベクレルの濃度で添加された複合微生物組成物試料の写真である。
【図２】時間による組成物の放射線の強さを観察するために検出器に対して組成物を常に一定に位置させるように本願で製作・使用された試料支持台を示す写真である。
【図３】本発明の一実施例２で製造された放射線物質（Ｃｓ−１３７）が添加された複合微生物含有組成物試料を約４９日間保管したとき、放射能同位元素である１３７−セシウムで１秒当たり発生するガンマ線発生量の結果を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例１で製造された放射線物質（Ｃｓ−１３７）が添加された複合微生物含有組成物試料を約４９日間保管したとき、放射能同位元素である１３７−セシウムで１秒当たり発生するガンマ線発生量の結果を示すグラフである。
【図５】約６０日間の放射能試験を行った後、１３７Ｃｓで汚染した試料から初期に投入した複合菌株の生存有無を確認するために１０ｍｌずつ採取した試料を滅菌生理食塩水で１０４倍希釈し、これを菌株別栄養分が含まれた固体培地（ＮＡ、ＭＲＳ、ＴＳＡ、ＰＤＡ）に添加した後、生存して育つ微生物観察写真である。
【図６】比較例１の単独微生物組成物とセシウムとを接触させ、その後の１秒当たりのガンマ線発生量を測定して示したグラフである。
【図７】比較例２の単独微生物組成物とセシウムとを接触させ、その後の１秒当たりのガンマ線発生量を測定して示したグラフである。
【図８】比較例３の単独微生物組成物とセシウムとを接触させ、その後の１秒当たりのガンマ線発生量を測定して示したグラフである。
【図９】比較例４の単独微生物組成物とセシウムとを接触させ、その後の１秒当たりのガンマ線発生量を測定して示したグラフである。
【図１０】比較例５の単独微生物組成物とセシウムとを接触させ、その後の１秒当たりのガンマ線発生量を測定して示したグラフである。
【図１１】比較例６の単独微生物組成物とセシウムとを接触させ、その後の１秒当たりのガンマ線発生量を測定して示したグラフである。
【図１２】比較例７の単独微生物組成物とセシウムとを接触させ、その後の１秒当たりのガンマ線発生量を測定して示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。しかし、これらの実施例は、本発明を例示的に説明するためのものであって、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されることはない。
【００３９】
実施例１：複合微生物含有組成物１の製造
【００４０】
光合成細菌であるロドバクター・カプシュラタス（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ）は、精製水１リットルにＫ２ＨＰＯ４  １ｇ、ＭｇＳＯ４  ０．５ｇ及び酵母エキス１０ｇをそれぞれ添加したヴァン・ニールの酵母（Ｖａｎ  Ｎｉｅｌ’ｓ  ｙｅａｓｔ）培地で培養した。培地は、１２１℃での１５分間の高温高圧滅菌及び３０℃での放冷後、無菌状態で固体平板培地で培養された集落を２〜３白金耳接種した後で嫌気条件で２６℃の温度に維持し、タングステンランプで光を供給した状態で２日〜３日培養し、濃度１〜９×１０７ｖｉａｂｌｅ  ｃｅｌｌｓ／ｍＬの培養液を収得した。
【００４１】
緑藻類であるコッコミクサ・ビリディス（Ｃｏｃｃｏｍｙｘａ  ｖｉｒｉｄｉｓ）、エリプトクロリス属（Ｅｌｉｐｔｏｃｈｌｏｒｉｓ  ｓｐ．）、スチココッカス属（Ｓｔｉｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．）、トレボウクシア属（Ｔｒｅｂｏｕｘｉａ  ｓｐ．）は、精製水１リットルにＫＨ２ＰＯ４  ０．１７５ｇ、ＣａＣｌ  ２・２Ｈ２Ｏ  ０．０２５ｇ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  ０．０７５ｇ、ＮａＮＯ３  ０．２５ｇ、Ｋ２ＨＰＯ４  ０．０７５ｇ、ＮａＣｌ  ０．０２５ｇ、Ｎａ２ＥＤＴＡ  ０．１ｇ、ＫＯＨ  ０．０６２ｇ、ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  ０．０４９８ｇ、Ｈ３ＢＯ３  ０．１１５ｇ、ＭｎＣｌ２・４Ｈ２Ｏ  ０．００１８１ｇ、ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  ０．０００２２２ｇ、ＮａＭｏＯ４・５Ｈ２Ｏ  ０．０００３９ｇ、ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ  ０．００００７９ｇ、Ｃｏ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ  ０．００００４９４ｇをそれぞれ添加したＢＢＭ（Ｂｏｌｄ’ｓ  ｂａｓａｌ  ｍｅｄｉｕｍ）培地で培養した。培地は、１２１℃での１５分間の高温高圧滅菌及び２５℃での放冷後、無菌状態で固体平板培地で培養された緑藻類をセルスクレーパーで掻き集めて接種した後で好気条件で２０℃〜２５℃の温度に維持し、３０００ｌｕｘ以下の蛍光ランプで光を供給して１０日間培養した後、１．０×１０５〜１．０×１０６ｖｉａｂｌｅ  ｃｅｌｌｓ／ｍＬの培養液を収得した。
【００４２】
酵母であるサッカロマイセス・セレバジー（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｓｅｒｖａｚｚｉｉ）ＫＣＣＭ１２１５７Ｐ、トリコスポロン・ロウビエリ（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ  ｌｏｕｂｉｅｒｉ）ＫＣＴＣ１０８７６ＢＰ及びカビであるファネロカエテ・クリソスポリウム（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ  ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ）ＫＣＣＭ１０７２５Ｐは、精製水１リットルにポテトエキス（ｐｏｔａｔｏ  ｉｎｆｕｓｉｏｎ）２００ｇ、 デキストロース（ｄｅｘｔｒｏｓｅ）２０ｇをそれぞれ添加したＰＤＢ（ｐｏｔａｔｏ  ｄｅｘｔｒｏｓｅ  ｂｒｏｔｈ）培地で培養した。培地は、１２１℃での１５分間の高温高圧滅菌及び３０℃での放冷後、無菌状態で固体平板培地で培養された酵母を２〜３白金耳接種し、好気状態で３０℃の温度に維持して１日培養した後、１．０×１０７ｖｉａｂｌｅ  ｃｅｌｌｓ／ｍＬの培養液を収得した。
【００４３】
耐放射性細菌であるバチルス・サフェンシス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓａｆｅｎｓｉｓ）ＫＣＣＭ１２１６３Ｐ及びバチルス・プミルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｐｕｍｉｌｕｓ）ＫＣＣＭ１２１６５Ｐは、精製水１リットルにペプトン（ｐｅｐｔｏｎｅ）１０ｇ、牛肉エキス（ｂｅｅｆ  ｅｘｔｒａｃｔ）１０ｇ及び塩化ナトリウム （ｓｏｄｉｕｍ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）５ｇをそれぞれ添加したＮＢ（Ｎｕｔｒｉｅｎｔ  ｂｒｏｔｈ）培地で培養した。培地は、１２１℃での１５分間の高温高圧滅菌及び３０℃での放冷後、無菌状態で固体平板培地で培養された細菌集落を２〜３白金耳接種し、好気条件で３０℃の温度に維持して１日培養した後、１．０×１０７〜１０９ｖｉａｂｌｅ  ｃｅｌｌｓ／ｍＬの培養液を収得した。
【００４４】
その後、前記製造された各微生物の培養液を合わせ、これを任意に２個の群に分けた後、それぞれ１ｘ１０５〜１０９ｃｆｕ／ｍｌの濃度になるように実施例１の複合微生物含有組成物１及び２を製造した。
【００４５】
実施例２：複合微生物含有組成物２の製造
【００４６】
前記実施例１で使用された各微生物の代わりに、バチルス・プミルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｐｕｍｉｌｕｓ）ＫＣＣＭ１２１６５Ｐの培養液、サッカロマイセス・セレバジー（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｓｅｒｖａｚｚｉｉ）ＫＣＣＭ１２１５７Ｐの培養液、ファネロカエテ・クリソスポリウム（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ  ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ）ＫＣＣＭ１０７２５Ｐの培養液、及びロドバクター・カプシュラタス（Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ）の培養液を４種類のみ使用したことを除いては実施例１と同一に実施し、１ｘ１０７〜１０９ｃｆｕ／ｍｌの濃度の実施例２の複合微生物含有組成物１及び２を製造した。
【００４７】
比較例１：単独微生物含有組成物の製造
【００４８】
実施例１と同一の方法でバチルス・サフェンシス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓａｆｅｎｓｉｓ）ＫＣＣＭ１２１６３Ｐ微生物単独の培養液を収得し、これを比較例１の組成物とした。
【００４９】
比較例２：単独微生物含有組成物の製造
【００５０】
実施例１と同一の方法でロドバクター・カプシュラタス （Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ  ｃａｐｓｕｌａｔｕｓ）微生物単独の培養液を収得し、これを比較例２の組成物とした。
【００５１】
比較例３：単独微生物含有組成物の製造
【００５２】
実施例１と同一の方法でファネロカエテ・クリソスポリウム（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ  ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ）ＫＣＣＭ１０７２５Ｐ微生物単独の培養液を収得し、これを比較例３の組成物とした。
【００５３】
比較例４：単独微生物含有組成物の製造
【００５４】
実施例１と同一の方法でバチルス・プミルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｐｕｍｉｌｕｓ）ＫＣＣＭ１２１６５Ｐ微生物単独の培養液を収得し、これを比較例４の組成物とした。
【００５５】
比較例５：単独微生物含有組成物の製造
【００５６】
実施例１と同一の方法でサッカロマイセス・セレバジー（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｓｅｒｖａｚｚｉｉ）ＫＣＣＭ１２１５７Ｐ微生物単独の培養液を収得し、これを比較例５の組成物とした。
【００５７】
比較例６：単独微生物含有組成物の製造
【００５８】
実施例１と同一の方法でトリコスポロン・ロウビエリ（Ｔｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎ  ｌｏｕｂｉｅｒｉ）ＫＣＴＣ１０８７６ＢＰ微生物単独の培養液を収得し、これを比較例６の組成物とした。
【００５９】
比較例７：単独微生物含有組成物の製造
【００６０】
実施例１と同一の方法でスチココッカス属（Ｓｔｉｃｈｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．）微生物単独の培養液を収得し、これを比較例７の組成物とした。
【００６１】
実験例１：Ｃｓ−１３７及び組成物含有溶液で放射線の強さ測定
【００６２】
Ｃｓ−１３７（半減期：（３０．０５±０．０８）年、０．１  Ｍ  ＨＣｌ水溶液の状態、２０１８年０３月０３日を基準として５０ｋＢｑに該当、０．１５９ｍＬ）液体試料４００ｍｌに、前記実施例１で製造された複合微生物含有組成物１及び２  １００ｍｌと、前記実施例２で製造された複合微生物含有組成物１及び２  １００ｍｌとをそれぞれ混合した。混合された５００ｍｌの試料を２５℃の振盪培養器（ｓｈａｋｉｎｇ  ｉｎｃｕｂａｔｏｒ）を用いて約１２０ｒｐｍで振盪させると同時に１２時間の間隔で光を照射し、２４時間の間隔で発生する放射能を測定した。製作された試料には、通気性があり、水分蒸発量が少ない疎水性のシリコーンで製作された栓を使用した。準備された放射性同位元素が入った複合微生物試料は、シェーカー（（株）大韓科学のモデルＳＨＯ−２Ｄ）に載せた後、約１００ＲＰＭの速度で放射線の強さ測定のための約３０分を除いて継続して振った。実験期間の実験室温度は、人為的な調節は行わず２１℃〜２５℃の範囲に維持した。主に、業務時間は、実験室内の蛍光灯がオンになった状態であって、午後６時以降はオフになった状態に維持された。
【００６３】
放射線の強さ測定のために、相対効率約７０％を有するｐ−型高純度Ｇｅ−検出器を２台用いた。Ｇｅ−検出器の検出部位は、外部からのガンマ線を遮蔽するために鉛１０ｃｍ及び厚さ２ｍｍの銅板で内部を重ねた遮蔽体で覆っている構造体に入れて使用した。検出器は、垂直型冷却装置に設置されており、時間による試料の放射線の強さを観察するために検出器に対して試料を常に一定に位置させるように試料（又は線源）支持台を製作して使用した。アクリル円筒及び板を用いて製作された試料支持台は、遮蔽体の底を基準として垂直方向位置を固定し、円筒の内径を三角フラスコの外径に合わせて製作することによって水平方向位置を固定した。検出器との間に少しの間隔を置いて外郭に設置される支持台の円筒の中心が検出器の中心と可能な限り一致するように、アクリルをドーナツ形状に削って挟んだ。検出器の上面と試料を入れた三角フラスコの底面との間の間隔はそれぞれ約５ｍｍ及び５５ｍｍであった（図２）。
【００６４】
合計４９日間、複合微生物とセシウムとを接触させ、その後１秒当たり発生するガンマ線発生量を測定し、その結果を示した（図３及び図４）。
【００６５】
前記実験結果に基づいたすう勢線を用いて計算した結果、半減期が３０年である放射能同位元素の１３７−セシウムのガンマ線放出率増加（４月１２日〜４月１７日）による初期有効半減期は３９日で、放出率減少（４月１８日〜５月３１日）による後期有効半減期は８７日であると推定される。
【００６６】
このような結果によると、初期ガンマ線放出率の上昇時にはＣｓ−１３７の崩壊が微生物の作用で相対的に加速されたと仮定することができ、下降時には放射性崩壊の加速がなく微生物がＣｓ−１３７を直接安定同位元素（Ｂａ−１３７又はＢａ−１３８）に元素変換（Ｂｉｏｔｒａｎｓｍｕｔａｔｉｏｎ）させたと仮定することができる。
【００６７】
前記比較例１〜７のそれぞれの単独微生物組成物とセシウムとを接触させ、その後１秒当たり発生するガンマ線発生量を測定し、その結果を図６〜図１２に示した。単独微生物の使用時には、複合微生物の使用時と同じガンマ線放出率減少が現われないので、元素変換が起こらないことを確認できた。
【００６８】
実験例２：Ｃｓ−１３７及び組成物含有溶液での元素変換の確認
【００６９】
元素変換の有無を調査するために、高分解能誘導結合プラズマ質量分析機（ＨＲ−ＩＣＰ−ＭＳ）で実験例１のようなセシウム処理された複合微生物を６０日間保管し、その後に採取した試料内の１３７Ｂａ及び１３８Ｂａの濃度を分析した結果は下記の表１の通りである：
【００７０】
【表１】
2021532726.tif 000003
【００７１】
Ｄ：実施例２の複合微生物含有組成物＋セシウムの平均値
【００７２】
ＤＸ：実施例１の複合微生物含有組成物＋セシウムの平均値
【００７３】
対照群：セシウム含有組成物
【００７４】
前記結果を見ると、複合微生物を添加せずにセシウムのみを含有した対照群と比較したとき、１３７Ｂａの濃度は約１００倍〜１４０倍に増加し、１３８Ｂａの濃度は１４２倍〜１９４倍に非常に高く増加した。このような結果によると、添加された複合微生物によって放射能物質１３７Ｃｓが非放射能物質１３７Ｂａ及び１３８Ｂａに元素変換されたことが分かる。
【００７５】
実験例３：Ｃｓ−１３７及び組成物含有溶液での各微生物の生存力の確認
【００７６】
微生物の生存力を確認するために、実験例１のようなセシウム処理された複合微生物含有組成物を６０日間保管した後、初期に投入した複合菌株の生存有無を確認するために１０ｍｌずつ採取した試料を滅菌生理食塩水で１０４倍希釈し、菌株別栄養分が含まれた固体培地（ＮＡ、ＭＲＳ、ＴＳＡ、ＰＤＡ）で生存して育つ微生物菌株を観察した（図５参照）。
【００７７】
前記結果を見ると、高濃度（５０，０００ベクレル）で汚染させた放射能物質（１３７Ｃｓ）下でも、初期に投入した各複合微生物菌株が死ぬことなく高濃度（＞１ｘ１０５ｃｆｕ／ｍｌ）で生存することが分かる。
【００７８】
2021532726.tif 000004
【００７９】
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【００８０】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2021532726.tif 000011
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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