(57)【要約】【課題】生物処理装置の立ち上げ直後から高い生物活性で処理することができる生物処理装置の立ち上げ方法および生物処理方法を提案する。【解決手段】生物処理装置を新たに立ち上げる際、原水中の微生物群集またはその増殖物を試料として採取し、この試料の微生物群集構造をＤＮＡに基づいて解析する原水微生物解析工程と、他の生物処理装置から採取した微生物群集またはその保存物を試料とし、この試料の微生物群集構造をＤＮＡに基づいて解析する種微生物解析工程と、原水微生物解析工程の解析データと、種微生物解析工程の解析データとを対比し、原水微生物解析工程の解析データに近似している解析データを種微生物解析工程の解析データの中から選定する選定工程とを含み、前記選定工程で選定された解析データの試料となった微生物群集またはその保存物を新たに立ち上げる生物処理装置の種微生物として利用して生物処理装置を立ち上げ、生物処理を行う。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物処理装置を新たに立ち上げる際、原水中の微生物群集またはその増殖物を試料として採取し、この試料の微生物群集構造をＤＮＡに基づいて解析する原水微生物解析工程と、
他の生物処理装置から採取した微生物群集またはその保存物を試料とし、この試料の微生物群集構造をＤＮＡに基づいて解析する種微生物解析工程と、
原水微生物解析工程の解析データと、種微生物解析工程の解析データとを対比し、原水微生物解析工程の解析データに近似している解析データを種微生物解析工程の解析データの中から選定する選定工程と
を含み、前記選定工程で選定された解析データの試料となった微生物群集またはその保存物を新たに立ち上げる生物処理装置の種微生物として利用する
生物処理装置の立ち上げ方法。
【請求項２】
生物処理装置を新たに立ち上げる際、原水中の微生物群集またはその増殖物を試料として採取し、この試料の微生物群集構造をＴ−ＲＦＬＰ法によりＤＮＡに基づいて解析する原水微生物解析工程と、
他の生物処理装置から採取した微生物群集またはその保存物を試料とし、この試料の微生物群集構造をＴ−ＲＦＬＰ法によりＤＮＡに基づいて解析する種微生物解析工程と、
原水微生物解析工程の解析データと、種微生物解析工程の解析データとを対比し、原水微生物解析工程の解析データに近似している解析データを種微生物解析工程の解析データの中から選定する選定工程と
を含み、前記選定工程で選定された解析データの試料となった微生物群集またはその保存物を新たに立ち上げる生物処理装置の種微生物として利用する
生物処理装置の立ち上げ方法。
【請求項３】
原水微生物解析工程および種微生物解析工程から得られるＴ−ＲＦＬＰ法による解析データを基に多次元尺度法により解析データ間の類似度を演算し、これらの類似度を対比することにより、原水微生物解析工程の解析データに近似している解析データを種微生物解析工程の解析データの中から選定する請求項２記載の生物処理装置の立ち上げ方法。
【請求項４】
種微生物解析工程は原水微生物解析工程の前に予め実施しておく請求項１ないし３のいずれかに記載の生物処理装置の立ち上げ方法。
【請求項５】
種微生物解析工程は原水微生物解析工程の前に予め実施しておき、解析データをコンピューターに蓄積しておく請求項１ないし３のいずれかに記載の生物処理装置の立ち上げ方法。
【請求項６】
生物処理装置が生物活性炭装置である請求項１ないし５のいずれかに記載の生物処理装置の立ち上げ方法。
【請求項７】
生物活性炭装置が有機塩素化合物分解除去用のものである請求項６記載の生物処理装置の立ち上げ方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかの方法により立ち上げられた生物処理装置に原水を供給して生物処理を行う生物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生物処理装置の立ち上げ方法、特に生物活性炭装置に適した生物処理装置の立ち上げ方法、および立ち上げられた生物処理装置を用いる生物処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、井戸水、河川水中などに存在する有機物を分解除去する方法として、生物活性炭を利用する方法が利用されてきたが、新品の活性炭には分解微生物が付着しておらず、生物分解能を利用するためには１か月以上の立ち上げ期間が必要であった。
予め分解微生物を植菌増殖させようにも、分解微生物の種類は原水（被処理水）の種類によって異なり、特定の微生物を増殖させておいて利用すれば良いというものではない。
【０００３】
分解微生物の種類を調査する従来法として、活性炭表面に生息する微生物を剥離し、適度に希釈した後、寒天培地に塗布し、生育したコロニーから分解微生物の種類を特定する方法がある。しかし、寒天培地でコロニーを形成する微生物は全体の１０％以下であり、出現したコロニーを調査してもそれが主たる分解微生物である確率は低く、培養に頼る方法では有効な分解微生物を的確に特定することはできなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、生物処理装置の立ち上げ直後から高い生物活性で処理することができる生物処理装置の立ち上げ方法、および上記により立ち上げられた生物処理装置を用い立ち上げ直後から高い生物活性で処理することができる生物処理方法を提案することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は次の生物処理装置の立ち上げ方法である。
（１）　生物処理装置を新たに立ち上げる際、原水中の微生物群集またはその増殖物を試料として採取し、この試料の微生物群集構造をＤＮＡに基づいて解析する原水微生物解析工程と、
他の生物処理装置から採取した微生物群集またはその保存物を試料とし、この試料の微生物群集構造をＤＮＡに基づいて解析する種微生物解析工程と、
原水微生物解析工程の解析データと、種微生物解析工程の解析データとを対比し、原水微生物解析工程の解析データに近似している解析データを種微生物解析工程の解析データの中から選定する選定工程と
を含み、前記選定工程で選定された解析データの試料となった微生物群集またはその保存物を新たに立ち上げる生物処理装置の種微生物として利用する
生物処理装置の立ち上げ方法。
（２）　生物処理装置を新たに立ち上げる際、原水中の微生物群集またはその増殖物を試料として採取し、この試料の微生物群集構造をＴ−ＲＦＬＰ法によりＤＮＡに基づいて解析する原水微生物解析工程と、
他の生物処理装置から採取した微生物群集またはその保存物を試料とし、この試料の微生物群集構造をＴ−ＲＦＬＰ法によりＤＮＡに基づいて解析する種微生物解析工程と、
原水微生物解析工程の解析データと、種微生物解析工程の解析データとを対比し、原水微生物解析工程の解析データに近似している解析データを種微生物解析工程の解析データの中から選定する選定工程と
を含み、前記選定工程で選定された解析データの試料となった微生物群集またはその保存物を新たに立ち上げる生物処理装置の種微生物として利用する
生物処理装置の立ち上げ方法。
（３）　原水微生物解析工程および種微生物解析工程から得られるＴ−ＲＦＬＰ法による解析データを基に多次元尺度法により解析データ間の類似度を演算し、これらの類似度を対比することにより、原水微生物解析工程の解析データに近似している解析データを種微生物解析工程の解析データの中から選定する（２）記載の生物処理装置の立ち上げ方法。
（４）　種微生物解析工程は原水微生物解析工程の前に予め実施しておく（１）ないし（３）のいずれかに記載の生物処理装置の立ち上げ方法。
（５）　種微生物解析工程は原水微生物解析工程の前に予め実施しておき、解析データをコンピューターに蓄積しておく（１）ないし（３）のいずれかに記載の生物処理装置の立ち上げ方法。
（６）　生物処理装置が生物活性炭装置である（１）ないし（５）のいずれかに記載の生物処理装置の立ち上げ方法。
（７）　生物活性炭装置が有機塩素化合物分解除去用のものである（６）記載の生物処理装置の立ち上げ方法。
（８）　（１）ないし（７）のいずれかの方法により立ち上げられた生物処理装置に原水を供給して生物処理を行う生物処理方法。
【０００６】
本発明において微生物群集構造とは、多種類の微生物全体の構成を意味する。これは複数の微生物を含む微生物群集中の微生物の種類および含有率を反映したＤＮＡまたはＤＮＡ断片の分析、例えばＴ−ＲＦＣＰ法による解析により得られる。微生物相と類似した用語であるが、含有される微生物の種類（名称）の特定を必ずしも行わなくてもよい。
【０００７】
本発明において立ち上げの対象となる生物処理装置は、微生物を利用して水中の不純物を処理する装置であって、その処理方式は制限されず、好気性処理でも嫌気性処理でもよく、また流動床方式でも固定床方式でもよい。また種類に制限はないが、有機物などを分解する微生物を活性炭に付着させた生物活性炭に被処理水を接触させて被処理水中の有機物などを分解する生物活性炭装置が好ましい。具体的には、好気性条件でアルコール、有機塩素化合物、その他の有機物を分解する生物活性炭装置、井戸水、河川水中の有機物を分解除去する生物活性炭装置などがあげられる。本発明の生物処理方法により処理対象となる被処理水は、生物処理により処理可能な不純物を含む水であり、発生源、不純物の種類などは限定されない。
【０００８】
本発明における原水微生物解析工程および種（たね）微生物解析工程では、ＤＮＡに基づいて微生物群集構造を解析するが、試料中の菌種まで特定する必要はない。原水微生物解析工程および種微生物解析工程では、Ｔ−ＲＦＬＰ（Ｔｅｒｍｉｎａｌ　Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）法やＤＧＧＥ（Ｄｅｎａｔｕｒｉｎｇ　Ｇｒａｄｉｅｎｔ　Ｇｅｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）法など、試料から採取したＤＮＡを定法によりＰＣＲ、制限酵素処理を行い、電気泳動してバンドまたはエレクトロフェログラム（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｅｒｏｇｒａｒｍ；電気泳動パターン）などを得る。このバンドまたはエレクトロフェログラムは試料中に含まれている微生物の種類および量を反映した特有のパターンを示すので、試料中の微生物の種類または存在量が異なる場合、異なったバンドまたはエレクトロフェログラムが得られる。例えば、多く存在する微生物ほどその微生物に由来するエレクトロフェログラムのピークは大きくなる。このため、バンドまたはエレクトロフェログラムは微生物群集構造を示す解析データとしてそのまま利用することができる。
【０００９】
本発明では試料中の菌種まで特定しないが、生態学的環境条件、例えば原水水質と物理化学的環境条件が類似していれば、近似した微生物群集構造が自然に形成され、したがって混合微生物に含まれる個々の菌種の機能が分からなくても微生物群全体としての群集構造が近似していれば、微生物群集が持つ機能は近似しているといえるから、微生物群集全体を例えば有機物分解微生物群集、有機塩素化合物分解微生物群集などとみなすことが可能である。
【００１０】
ＤＮＡに基づく微生物群集構造の解析は、Ｔ−ＲＦＬＰ法、ＤＧＧＥ法など公知の方法を利用することができるが、データベース構築上また種微生物に係るエレクトロフェログラムを予め採取しておくことができるのでＴ−ＲＦＬＰ法が好ましい。
【００１１】
以下に、生物活性炭装置を立ち上げる際、Ｔ−ＲＦＬＰ法を用いた場合について詳しく説明する。
Ｔ−ＲＦＬＰ法それ自体は公知の方法であり、遺伝子の制限酵素断片多型（ＲＦＬＰ）解析の一方法である。例えば、次のような方法で解析することができる。
【００１２】
まず、原水微生物解析工程として、原水中の微生物群集またはその増殖物を試料として採取する。原水中に含まれる有機物がほとんど分解されており、原水中の微生物の濃度が高い場合（１０５ｃｅｌｌｓ／ｍｌ以上）は、増殖させることなくそのまま用いることもできるが、増殖物を試料としてもよい。増殖物としては、原水を浮遊微生物が含まれた状態で２５℃で１週間程度培養して微生物を増殖させたもの；原水から発生した付着微生物、例えば原水が長期間流れている付近に発生する付着微生物などがあげられる。微生物はフィルターで濾過することにより集菌し、この微生物を試料とすることができる。この試料からＤＮＡを公知の方法で抽出する。
【００１３】
抽出したＤＮＡをテンプレートにし、プライマーを用いてＤＮＡをＰＣＲにより増幅させる。このＤＮＡとしては１６ＳｒＤＮＡが適しているが、他に５ＳｒＤＮＡ、２３ＳｒＤＮＡ、ｇｙｒＢなど、Ｔ−ＲＦＬＰ法に供することができるものであれば何でもよい。ＤＮＡ増幅の際には、上流側および下流側に２種類のプライマーを使用するが、どちらか一方または両方のプライマーの５’末端または３’末端を蛍光色素などで標識したものを利用する。
【００１４】
増幅されたＰＣＲ産物は、残存プライマーを取り除いた後、適当な制限酵素で切断し、ＤＮＡ塩基配列を決定するプレートまたはキャピラリー電気泳動装置にかけ、標識した蛍光で検出する。この操作によって、５’末端または３’末端のＤＮＡ断片はサイズの小さいものから分離、検出される。
上記制限酵素としては公知のものが使用でき、例えばＢｓｔＵＩ、ＨｈａＩ、ＲｓａＩ、ＨａｅＩＩＩ、ＭｓｐＩ、ＣｆｏＩ、ＭｒｎＩ、ＴａｑＩ、Ｓａｎ９６Ｉ、ＦｏｋＩ、ＡｌｎＩ、ＤｄｅＩ、ＨｉｎｆＩ、ＭｂｏＩなどがあげられる。これらの制限酵素は１種単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００１５】
検出データはエレクトロフェログラムとして得られる。この場合、使用する制限酵素を変えて複数のエレクトロフェログラムを得ることができる。
Ｔ−ＲＦＬＰ法では培養不可能な微生物も検出されるので混合微生物群集の微生物群集構造を的確に把握することができる。なおＴ−ＲＦＬＰ法による解析では微生物の種類、名称などを特定する必要はないので、短時間で解析することができる。
上記のようにして原水中の微生物群集またはその増殖物からエレクトロフェログラム（以下、原水微生物に係るエレクトロフェログラムという）を得る（原水微生物解析工程）。
【００１６】
種微生物解析工程では、生物処理が行われている生物処理装置、あるいは微生物付着層などから、微生物試料を採取し、この試料について原水微生物解析工程と同様にしてエレクトロフェログラム（以下、種微生物に係るエレクトロフェログラムという）を得る。生物活性炭装置の場合、生物活性炭を用いた処理が行われている別の生物活性炭装置から試料を採取し、同様に種微生物に係るエレクトロフェログラムを得ることができる。試料は、生物処理が行われている生物処理装置、あるいは微生物付着層などから、微生物群集を集めることにより得ることができる。生物活性炭装置の場合、新たに立ち上げる生物活性炭装置とは別の生物活性炭装置から生物活性炭を取り出し、この生物活性炭中に棲息している微生物群集を超音波処理などの方法により剥離することにより試料を得ることができる。生物活性炭は保管しておくこともでき、必要なときに試料を採取することもできる。
【００１７】
種微生物解析工程は原水微生物解析工程と並行して行うこともできるし、原水微生物解析工程の前または後に行うこともできるし、予め行っておくこともできる。
別の生物活性炭装置に係る試料はできるだけ多くの種類を採取し、種微生物に係るエレクトロフェログラムはできるだけ多く採取しておくのが好ましい。
【００１８】
上記のようにして得た原水微生物に係るエレクトロフェログラムおよび種微生物に係るエレクトロフェログラムを対比し、原水微生物に係るエレクトロフェログラムに近似したエレクトロフェログラムを種微生物に係るエレクトロフェログラムの中から選定する（選定工程）。この場合、最も近似したエレクトロフェログラムを選択するのが好ましいが、近似したエレクトロフェログラムが複数ある場合は、複数選択することもできる。また原水微生物に係るエレクトロフェログラムを、使用する制限酵素の種類または組み合わせを変えて採取している場合、それぞれのエレクトロフェログラムに近似するエレクトロフェログラムを、同じ制限酵素を使用したエレクトロフェログラムの中から選定することもできる。
【００１９】
本発明の生物処理装置の立ち上げ方法では、上記のようにして選定したエレクトロフェログラムの試料となった微生物群集またはその保存物を、新たに立ち上げる生物活性炭装置などの生物処理装置の種（たね）微生物として使用する。生物活性炭装置の場合、種微生物としては種微生物が付着した活性炭を使用することもでき、この場合新しい活性炭と混合して使用できる。新しい活性炭と混合して使用する場合、新しい活性炭２〜５容量、好ましくは３〜４容量に対し、種微生物が付着した活性炭を８〜５容量、好ましくは７〜６容量混合するのが好ましい。
【００２０】
本発明の生物処理装置の立ち上げ方法では、種微生物解析工程は原水微生物解析工程の前に予め実施しておくことができ、この場合、種微生物解析工程は原水微生物解析工程の前に予め実施しておき、解析データをコンピューターに蓄積しておくことができる。このようなコンピューターは生物処理装置が生物活性炭装置である場合、超純水の製造系等の生物活性炭装置を含む処理系に設置される。生物活性炭装置としては、特に超純水製造用水中の有機物、例えば有機塩素化合物分解除去用の生物活性炭装置として用いられるものがあげられる。
【００２１】
本発明の生物処理方法は、上記の方法により立ち上げられた生物処理装置に原水を供給して生物処理を行う方法である。具体的な処理方法はそれぞれの生物処理装置につき一般的に行われている方法がそのまま採用できる。
【００２２】
このような本発明によれば、処理対象の原水に含まれる有機物を効果的に分解する微生物を種（たね）微生物として利用できるため、生物活性炭装置等の生物処理装置の立ち上げ期間を大幅に短縮でき、効率よく生物処理を行うことができる。
【００２３】
上記のような方法によれば、微生物を培養、単離、特定しなくても、種微生物を的確に選定することができる。
またＴ−ＲＦＬＰ法では培養不可能な微生物も検出されるので混合微生物群集の微生物群集構造を的確に把握することができる。
さらに試料からのＤＮＡの抽出およびエレクトロフェログラムを得るまでの操作は約１日で完了するので、短期間で種微生物を選定することができる。
【００２４】
上記のようにエレクトロフェログラムを直接対比して近似したエレクトロフェログラムを選定することもできるが、エレクトロフェログラムを、検出ピーク位置すなわちＤＮＡ断片の大きさと、そのピーク面積すなわち存在量で整理して数値化し、この数値化解析データを基に多次元尺度法による多変量解析（統計処理）を行い、類似性の最も高い試料を選定することもできる。
【００２５】
多次元尺度法それ自体は公知の多変量解析の一手法である。多次元尺度法を行う場合、数値化解析データを公知の多次元尺度法により解析し、数値化解析データ間の類似度を演算する。類似度は２次元または３次元空間内に布置された２次元または３次元プロット図として表示する。２次元プロット図の方が誰にでも判別しやすいが、場合によっては３次元以上でもかまわない。
類似度の演算および２次元もしくは３次元プロット図の作成は、市販のコンピュータ用ソフトフェア、例えばＳＰＳＳ（ＳＰＳＳ社、商標）などを用いてパソコン上で行うのが簡単である。
【００２６】
多次元尺度法では対象間の関係の強弱が空間上の距離として表示される。従って、２次元または３次元空間上にプロットされた複数の類似度間において、空間上での距離が近い点同士は、試料の微生物群集構造が近似しており、離れているほど微生物群集構造が異なっていることを示す。このため、距離が近い点を選択することにより、近似する微生物試料を選択することができる。
【００２７】
Ｔ−ＲＦＬＰ法はＤＧＧＥ法などの他の方法に比べ、得られたデータを数値化して蓄積できるため、そのままコンピュータによる演算に利用できる。したがって、測定と演算に個人差が入り込む部分がなく、微生物知識のない者でも正しく処理することができる。
【００２８】
本発明では、ＰＣＲ後の増幅ＤＮＡ試料を分割し、複数個の制限酵素で処理し、同様に多次元尺度解析を行うこともできる。こうして得られた並列データを対比するとにより、操作が面倒になるものの、精度が向上するので細かい監視、管理が可能になる。
【００２９】
本発明はパソコンなどのコンピュータおよびデータベースを用いて行うことができる。データベースには数値化解析データを蓄積しておき、コンピュータに新たに数値化解析データ（原水微生物に係る数値化解析データ）を入力すると、このデータは前記データベースに蓄積されるとともに、原水微生物に係る数値化解析データおよび上記データベースに蓄積されている過去の数値化解析データ（種微生物に係る数値化解析データ）を基に多次元尺度法によりデータ間の類似度が演算され、これらの類似度が２次元または３次元空間内に布置された２次元または３次元プロット図として出力装置に出力するように構成するのが好ましい。データはキーボードなどの入力装置から入力することができる。出力装置に出力された２次元または３次元プロット図から、近似した微生物試料を選択することができる。
【００３０】
多次元尺度法の演算に利用することができるソフトフェアである前記ＳＰＳＳは、入力されたデータを蓄積する機能および２次元または３次元プロット図の出力機能を備えてるので、ＳＰＳＳを使用することによりデータの蓄積、類似度の演算および２次元もしくは３次元プロット図の表示を容易に行うことができる。またデータベースを構築するコンピューターソフトウェアとしてＭｉｃｒｏｓｏｆｔ社製のＭｉｃｒｏｓｏｆｔ　ＥｘｅｌやＭｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ａｃｃｅｓｓ（いずれも商標）などの市販のソフトウェアを使用し、これらのソフトフェアと多次元尺度法による類似度を演算するソフトフェアとを組み合わせて使用することもできる。ソフトフェアはこれらに限定されるものではなく、目的にそったものであればどのようなものでも使用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の生物処理装置の立ち上げ方法によれば、原水中の微生物群集またはその増殖物の微生物群集構造をＤＮＡに基づいて解析し、この微生物解析構造と近似した微生物解析構造を有する他の微生物群集を新たに立ち上げる生物処理装置の種微生物として利用するので、次のような効果が得られる。
１）水中の残留有機物を分解する分解微生物など、増殖速度が遅い微生物を利用する生物処理装置であっても、立ち上げ期間を大幅に短縮して、生物処理することができる。
２）種（たね）微生物として有効な微生物を的確に選定することができる。
３）従来は管理が不可能であった活性炭に付着する微生物も容易に管理できる。
【００３２】
本発明の生物処理方法によれば、原水中の微生物群集またはその増殖物の微生物群集構造をＤＮＡに基づいて解析し、この微生物解析構造と近似した微生物解析構造を有する他の微生物群集を新たに立ち上げる生物処理装置の種微生物として利用して生物処理装置を立ち上げるので、生物処理装置の立ち上げ直後から高い生物活性で処理することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
実施例１：河川水のＴＯＣ除去に効果を発揮する微生物の植種
次の方法で河川水のＴＯＣ除去に効果を発揮する微生物の植種を選択し、生物活性炭装置の立ち上げに使用した。
まず、Ａ市の河川水を生物活性炭で処理するため、河川水をそのまま２５℃の恒温培養室中で１週間静置培養し、河川水中に含まれる分解性ＴＯＣで増殖する微生物を増やした。次に、下記ＤＮＡ抽出法によりＤＮＡを抽出した。
【００３４】
１）ＤＮＡ抽出
上記培養液を０．２２μｍの孔経を有するフィルターで濾過することにより集菌し、この微生物を２ｍＬ容のチューブに入れ、８０００　ｘ　ｇにて４℃で１０分間遠心分離した。さらにそのチューブにＺｉｒｃｏｎｉａ／Ｓｉｌｉｃａ　Ｂｅａｄｓ（直径０．１ｍｍ）１ｍＬおよびＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ　Ｂｕｆｆｅｒ（１００ｍＭ　Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ［ｐＨ８．０］、１００ｍＭ　ｓｏｄｉｕｍ　ＥＤＴＡ［ｐＨ８．０］、１００ｍＭ　ｓｏｄｉｕｍ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ［ｐＨ８．０］、１．５　Ｍ　ＮａＣｌ）１ｍＬを加え、細胞破砕機Ｂｅａｄ　Ｂｅａｔｅｒで２分間処理した。次に凍結融解を３回繰り返した後、１０μＬのＰｒｏｔｅｉｎａｓｅＫ（１０ｍｇ／ｍｌ）を加え、３７℃にて３０分間保温した。この液に、２５０μＬの１０％ＳＤＳ溶液を加え、６５℃で２時間保温、再び上記のＢｅａｄ　Ｂｅａｔｅｒ処理を行った。その後８０００　ｘ　ｇにて室温で１０分間遠心分離し、上清を採取した。上清はクロロホルムで夾雑タンパク質を除去した後、上部の水相を分離し、これに等量のイソプロパノールを添加後、室温で６０分間静置、８０００　ｘ　ｇにて室温で２０分間遠心分離し、ＤＮＡを沈殿させた。沈殿は７０％エタノールで洗浄後、乾燥させ、１００μＬの滅菌蒸留水に溶解した。
【００３５】
２）Ｔ−ＲＦＬＰ法による解析
上記で抽出したＤＮＡをテンプレートに、ＰＣＲ反応条件によりＰＣＲ反応を行った。ＰＣＲ反応は、Ｐｒｅ−ｈｅａｔｉｎｇ；９４℃、２分に続き、第１段階；９４℃、２０秒、第２段階；５５℃、３０秒、第３段階；７２℃、２分を３０サイクル繰り返し、Ｐｏｓｔ　ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ；７２℃、７分を行った。この際、プライマーはＢａｃｔ０００９（５’−ＧＡＧＴＴＴＧＡＴＣ　Ｃ／ＡＴＧＧＣＴＣＡＧ−３’）の５’末端を４，７，２’，４’，５’，７’−ｈｅｘａｃｈｌｏｒｏ−６−ｃａｒｂｏｘｙｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎ（ＨＥＸ）で標識したものを使用した。ＰＣＲ増幅産物はアガロース電気泳動にかけ、目的である１６ＳｒＤＮＡ（約１．５ｋｂ）断片を含む部分を切り出し精製した。その後、エタノール沈殿によりＤＮＡを回収し、少量の滅菌蒸留水に溶解させ、適量を制限酵素（ＢｓｔＵＩ、ＨｈａＩ、ＲｓａＩ）で切断した。切断した１６ＳｒＤＮＡはＡＢＩ　ＰＲＩＳＭ　３１０　Ｇｅｎｅｔｉｃ　Ａｎａｌｙｚｅｒ（アプライドバイオシステムズ社）によりＧｅｎｅ　Ｓｃａｎモードで解析し、Ｔ−ＲＦＬＰ（０〜５５０　ｂａｓｅｓの範囲）のエレクトロフェログラムを得た。Ｔ−ＲＦＬＰのエレクトロフェログラムは１６ＳｒＤＮＡの５’末端および３’末端に関して得られたが、ここでは５’末端のＨＥＸによる解析結果のみを利用した。このＴ−ＲＦＬＰのエレクトロフェログラムを図１の（ａ）に示す。なお、内部標準にはＧｅｎｅＳｃａｎ５００　ＲＯＸ（ＲＯＸ：６−ｃａｒｂｏｘｙ−Ｘ−ｒｏｄａｍｉｎｅ、Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ製）を利用した。
【００３６】
３）他のエレクトロフェログラムの採取
生物活性炭装置から採取し、種（たね）の活性炭として保存していた４種類の活性炭（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を超音波処理し、活性炭から微生物を剥離させて微生物懸濁物を得た。この微生物懸濁液を上記１）および２）と同じ方法で分析し、エレクトロフェログラムを得た。得られたエレクトロフェログラムを図１の（ｂ）〜（ｅ）に示す。
【００３７】
４）エレクトロフェログラムの対比および装置の立ち上げ
図１の（ａ）のエレクトロフェログラムと、他のエレクトロフェログラムとを対比した。その結果、図１の（ｄ）のピークパターンが最もよく似ていることが分かった。また（ａ）〜（ｅ）のエレクトロフェログラムを、ＳＰＳＳにより多次元尺度法で解析すると図２のようになり、（ａ）（ｄ）が最も近く、似ていることがわかる。
【００３８】
次に、新品の活性炭７　ｌｉｔｅｒに上記活性炭Ａ、ＢまたはＣをそれそれ３　ｌｉｔｅｒ混合し、この混合した活性炭を生物活性炭装置に充填し、ＳＶ＝２０（１／ｈｒ）で処理対象の河川水を通水した。
その結果、新しい活性炭の吸着能によるＴＯＣ除去が１０日間続いた後、付着微生物によるＴＯＣの分解反応が著しくなった。その結果、Ｃの活性炭を混合したものは、運転１０日目以降のＴＯＣ（０．８ｍｇ／Ｌ）除去率が６０％（難分解性のフミン質は残る）と安定していたが、ＡまたはＢの活性炭を混合したものは１０日目のＴＯＣ除去率が４０％で、６０％に達するには約１か月がかかった。
【００３９】
上記結果から、処理対象水のＴＯＣを分解する微生物が付着した活性炭を的確に選択できており、これにより生物活性炭の立ち上げ期間が短縮され、運転を開始して直ぐにＴＯＣ分解の効果が得られることがわかる。
【配列表】
2004089911.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で得られたＴＲＦＬＰ法によるエレクトロフェログラムである。全てのグラフにおいて、縦軸は蛍光強度、横軸はＴＲＦ（Ｔｅｒｍｉｎａｌ　Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ　Ｆｒａｇｍｅｎｔ）の長さ（ｂａｓｅｓ）である。（ａ）は実施例１の処理対象となる河川水から分離した微生物のＤＮＡのエレクトロフェログラム、（ｂ）は活性炭Ａから分離した微生物のＤＮＡのエレクトロフェログラム、（ｃ）は活性炭Ｂから分離した微生物のＤＮＡのエレクトロフェログラム、（ｄ）は活性炭Ｃから分離した微生物のＤＮＡのエレクトロフェログラム、（ｅ）は活性炭Ｄから分離した微生物のＤＮＡのエレクトロフェログラムである。
【図２】図１（ａ）〜（ｅ）のエレクトロフェログラムを、ＳＰＳＳにより多次元尺度法で解析結果を示すグラフである。
【図１】
2004089911.tif 000003
【図２】
2004089911.tif 000004