(57)【要約】【課題】微生物を用いて好気条件でセレンを含む溶液を処理する際に、セレンを低濃度まで、かつ、高い固化回収率で処理可能な、新規セレン還元微生物、及び該微生物を使用したセレン処理方法を提供すること。【解決手段】有効成分として、シュードモナス  シュードアルカリゲネスに属する微生物、特にセレン還元微生物であるシュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）  Ｂｐ１４−１株を含む、セレン還元剤、及び該セレン還元剤を、水溶性セレンを含む水溶液に加えて、好気性条件で反応させることにより、該水溶液中の前記水溶性セレンを沈殿処理させることを含む、セレンの処理方法。【選択図】図１
2016123314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有効成分として、シュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）に属する微生物を含む、セレン還元剤。
【請求項２】
シュードモナス  シュードアルカリゲネスに属する微生物が、シュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）  Ｂｐ１４−１株（国際寄託  受託番号  ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１９６１）である、請求項１に記載のセレン還元剤。
【請求項３】
セレン還元剤が、水溶液中の水溶性セレンを還元するセレン還元剤である、請求項１〜２のいずれかに記載のセレン還元剤。
【請求項４】
セレン還元剤が、水溶性セレン濃度が１ｐｐｍ以下である水溶液中の水溶性セレンを還元するセレン還元剤である、請求項１〜２のいずれかに記載のセレン還元剤。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のセレン還元剤を、水溶性セレンを含む水溶液に加えて、好気性条件で反応させることにより、該水溶液中の前記水溶性セレンを沈殿処理させることを含む、セレンの処理方法。
【請求項６】
処理対象の水溶性セレン濃度が１ｐｐｍ以下である、請求項５に記載のセレンの処理方法。
【請求項７】
セレン還元微生物であるシュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）  Ｂｐ１４−１株（国際寄託  受託番号  ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１９６１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セレン酸もしくは亜セレン酸等の水溶性のセレン化合物を含む溶液を、処理可能な新規セレン還元微生物、及び該微生物を使用したセレンの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水溶性のセレン化合物は、生物に対して毒性を有することが知られている。セレンの水質汚濁防止法による排水基準値は０．１ｍｇ／Ｌ以下に、環境基準値は０．０１ｍｇ／Ｌにそれぞれ設定されている。
【０００３】
一方、セレンはガラスの脱色剤、着色剤や冶金用として、鉄、銅などの切削性向上やマンガン電解の効率向上のための添加剤などの用途がある。また、家畜飼料、栄養補助剤等の用途もある。近年では薄膜太陽電池用の材料としても用いられている。そのため廃液等からセレンを効率的に回収することは、環境負荷低減のみならず、資源の有効活用としても有意義である。
【０００４】
廃水・排水など水溶液からのセレンの回収方法としては、化学的な還元後、鉄共沈物として回収する方法（特許文献１）、樹脂による吸着回収（特許文献２）などが提案され、実用化されてきている。
【０００５】
一方、生物的なセレン回収・処理方法としては、微生物としてのＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｔｕｔｚｅｒｉ  ＮＴ−１株を、水溶性セレン化合物および／または元素態セレンと接触させて気化させることを含む処理方法が提案されている（特許文献３）。本微生物は好気的培養条件下でセレン酸を亜セレン酸に効率的に還元し、さらに亜セレン酸を元素態セレンへ効率的に還元する能力を有する特徴がある。しかしながら、特許文献３に記載された微生物を使用する処理方法では、セレン還元能力を持つ微生物を培養するために、ＴＳＢ（Ｔｒｙｐｔｉｃａｓｅ  Ｓｏｙ  Ｂｒｏｔｈ）培地等の高価な培地を使用する必要があることが記載されている。
【０００６】
特許文献４には、シュードモナス属およびデスルフォビブリオ属微生物を用い、比較的安価な低級アルコールをエネルギーとして、水溶性セレンを排水から除去する方法が提案されている。しかしながら、特許文献４では上記特許文献３とは異なり、制御が困難な嫌気条件での処理が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５３０６７２号公報
【特許文献２】特開平１０−２２６８３２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４２１６６号公報
【特許文献４】特開２０１０−４１９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、好気的条件下でのセレンの微生物処理としてＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｔｕｔｚｅｒｉ  ＮＴ−１株を用いる方法が知られているが、同微生物を用いた場合、水溶液中のセレン濃度が十分に低下せず、可溶性セレン分が残存してしまう問題があった。また長期培養によりセレンの一部が気化するため、沈殿（固化）回収率が低下する問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、微生物を用いて好気条件でセレンを含む溶液を処理する際に、セレンを低濃度まで、かつ、高い固化回収率で処理可能な、新規セレン還元微生物、及び該微生物を使用したセレン処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、セレン酸化物還元微生物としてシュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）を使用して、セレンを含む溶液を処理することにより、好気条件下でセレンを効率的に沈殿物もしくは気化物として除去・回収できることを見出して、本発明に到達した。
【００１１】
以上の知見を基礎として完成した本発明は、好適な一の実施態様において、水溶性セレンを含む水溶液にシュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）株を加え、好気性条件で反応させることにより、水溶液中の水溶性セレンを沈殿させ、可能性セレンを１ｐｐｍ以下まで処理することを含むセレンの処理方法である。
【００１２】
本発明に係るセレンの処理方法は、好適な一の実施態様において、セレン還元微生物がシュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）  Ｂｐ１４−１株（国際寄託  受託番号  ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１９６１）である。
【００１３】
したがって、本発明は、以下の（１）〜にもある。
（１）
有効成分として、シュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）に属する微生物を含む、セレン還元剤。
（２）
シュードモナス  シュードアルカリゲネスに属する微生物が、シュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）  Ｂｐ１４−１株（国際寄託  受託番号  ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１９６１）である、（１）に記載のセレン還元剤。
（３）
セレン還元剤が、水溶液中の水溶性セレンを還元するセレン還元剤である、（１）〜（２）のいずれかに記載のセレン還元剤。
（４）
セレン還元剤が、水溶性セレン濃度が１ｐｐｍ以下である水溶液中の水溶性セレンを還元するセレン還元剤である、（１）〜（２）のいずれかに記載のセレン還元剤。
【００１４】
さらに、本発明は、以下の（１１）〜にもある。
（１１）
（１）〜（４）のいずれかに記載のセレン還元剤を、水溶性セレンを含む水溶液に加えて、好気性条件で反応させることにより、該水溶液中の前記水溶性セレンを沈殿処理させることを含む、セレンの処理方法。
（１２）
処理対象の水溶性セレン濃度が１ｐｐｍ以下である、（１１）に記載のセレンの処理方法。
（１３）
（１）〜（４）のいずれかに記載のセレン還元剤を、水溶性セレンを含む水溶液に加えて、好気性条件で反応させることによって、水溶性セレンを沈殿させる工程、
を含む、セレンの処理方法。
【００１５】
さらに、本発明は、以下の（２１）〜にもある。
（２１）
セレン還元微生物であるシュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）  Ｂｐ１４−１株（国際寄託  受託番号  ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１９６１）。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、微生物を用いてセレンを含む溶液を処理する際に、処理効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の培地成分のセレン除去処理能力、セレン化合物の濃度変化を表すグラフである。
【図２】比較例１の培地成分のセレン除去処理能力、各種セレン化合物の濃度変化を表すグラフである。
【図３】実施例２の培地成分のセレン除去処理能力（上清）を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１９】
［セレン水溶液］
本発明の実施の形態に係るセレンの処理方法が対象とする物質は、セレンを含む溶液である。より具体的には、水溶性セレン、即ちセレン酸（ＳｅＯ42-）及び亜セレン酸（ＳｅＯ32-）のいずれかを少なくとも含む水溶液が用いられる。このような水溶液としては、例えば銅電解製錬沈殿物を処理した後の廃水、或いはセレンを含む土壌を液中に分散させた水溶液が利用可能である。
【００２０】
［セレン濃度］
処理対象とする溶液中のセレン濃度は、処理効率を考慮すると、１０ｍＭ（８００ｐｐｍ）以下とすることが好ましく、より好ましくは０．１ｍＭ（８ｐｐｍ）〜１０ｍＭである。セレン濃度が１０ｍＭよりも高くなると微生物の増殖阻害もしくはセレン還元能力の阻害により、セレン処理速度が低下する場合がある。
【００２１】
［セレン還元微生物］
本発明に係るセレン処理では、セレンを含む溶液に対して、セレン還元微生物を添加する。添加されるセレン還元微生物としては、好気的にセレンを還元することが可能なシュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）が好ましい。その中でも製錬所敷地内より新たに分離した、シュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）  Ｂｐ１４−１株（国際寄託  受託番号  ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１９６１）は低濃度までセレン処理することができる特徴を有するため、本菌をセレン還元微生物として使用することが好ましい。
【００２２】
［Pseudomonas pseudoalcaligenes  Ｂｐ１４−１株］
シュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）Ｂｐ１４−１株は、ブダペスト条約に基づく国際寄託当局である、〒２９２−０８１８  日本国千葉県木更津市かずさ鎌足２−５−８−１２２  独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センターに、国際寄託  受託番号  ＮＩＴＥ  ＢＰ−０１９６１として、２０１４年１１月１４日に国際寄託されている。
【００２３】
このＢｐ１４−１株は、処理対象の水溶液中において、高濃度のセレンに対応できると同時に、最低セレン濃度が低く、いったん還元したセレンについては、元素態セレンが減少しないままに維持できるという優れた特徴があった。例えば、処理対象として、水溶性セレン濃度０．２５〜２．５ｐｐｍの範囲の濃度でも処理可能であり、処理後の水溶性セレン濃度０．２５〜１．０ｐｐｍの範囲の濃度へと処理可能である。
【００２４】
［反応条件］
セレン還元微生物を触媒として使用してセレン還元反応を行う反応条件としては、例えば、好気性条件を使用することができる。例えば、セレン還元微生物としてシュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）  Ｂｐ１４−１株を使用する場合は、セレンを含む溶液に対して微生物を添加し、微生物添加後の溶液に対して培地成分を添加し、添加後の溶液を、例えば、空気中でｐＨ６．０〜９．５、温度３０〜５０℃で、撹拌しながら２４〜１４４時間保持する。これにより、溶液中の微生物により溶液中のセレン酸及び亜セレン酸を還元処理させ、反応容器内でセレンを含む溶液を気相と液相と固相とに分離させる。これにより、セレンを含む溶液からセレンを除去することができる。
【００２５】
［Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｔｕｔｚｅｒｉ  ＮＴ−１株との対比］
本方法によれば、微生物としてシュードモナス  シュードアルカリゲネス（Pseudomonas pseudoalcaligenes）  Ｂｐ１４−１株を使用することにより、既知のＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｔｕｔｚｅｒｉ  ＮＴ−１での処理に比べ、処理後の可溶性セレン濃度を大幅に減らすことができる。このため、従来に比べて処理効率を向上でき、実用化・工業化により適したセレンの処理方法が提供できる。このＮＴ−Ｉ株は〒２９２−０８１８  千葉県木更津市かずさ鎌足２−５−８  独立行政法人製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センターに、表示ＮＴ−Ｉ  ＳＩＩＤ６９３７、受託番号ＮＩＴＥ  Ｐ−６８５の下、２００８年１２月４日に寄託されている。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２７】
［実施例１］
セレン酸４０ｐｐｍを含むｐＨ７の水溶液３Ｌに微生物としてPseudomonas pseudoalcaligenes  Ｂｐ１４−１株を植菌し、温度３０℃、撹拌速度１２０ｒｐｍ、通気量１Ｌ／ｍｉｎ、培地成分としてＴＳＢ培地を添加して処理を行った。上清中および沈殿中のセレン濃度を、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）（ｉＣＡＰ６３００ＤＵＯ：サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社）により分析した。結果を図１に示す。
【００２８】
図１に示すように、セレン酸は時間と共に減少して２５時間後にはグラフの横軸（０ｐｐｍ）に至るほどに減少した。セレン酸の減少と同時に亜セレン酸は増大して２５時間後にピーク（約２５ｐｐｍ）に達してその後減少し、５０時間後にはグラフの横軸（０ｐｐｍ）に至るほどに減少した。可溶性セレンは時間と共に減少して５０時間後にはグラフの横軸（０ｐｐｍ）に至るほどに減少した。元素態セレンは、時間と共に増大して５４時間後にピーク（約３３ｐｐｍ）となり、その後、時間と共にわずかずつ減少した。気化セレン及び未知の形態のセレンが、時間と共に生じたが、極めて微量であった。この結果から、同微生物を用いると、０．６ｐｐｍ程度の低濃度までセレン処理能力が確認できた。その場合の固化（沈殿）セレン回収率は８４．１％であった。
【００２９】
処理液中のセレン酸は、反応に従い亜セレン酸に変換され、その後沈殿（元素態）セレンと変換処理されることがわかった。また、長時間処理しても、気化セレンはほとんど生成しなかった。
【００３０】
［比較例１］
上記と同様の条件で、微生物としてＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｔｕｔｚｅｒｉ  ＮＴ−Ｉ株を用いてセレノオキソアニオン還元最適条件でセレン酸４０ｐｐｍの処理を行った。その際の可溶性セレン濃度の推移を図２に示す。この場合は処理後の可溶性セレン濃度は８ｐｐｍ（８時間目）でありその後１０ｐｐｍ以上に上昇した。長時間処理すると気化セレンが生成し、沈殿（元素態）セレンが減少する傾向があった。なお、図２には比較として実施例１におけるＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｓｅｄｏａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ Ｂｐ１４−１株のセレン酸４０ｐｐｍの可溶性セレン濃度推移を示した。
【００３１】
［実施例２］
セレン酸１ｐｐｍを含むｐＨ７．０の水溶液５０ｍＬに微生物としてPseudomonas pseudoalcaligenes  Ｂｐ１４−１株もしくはＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｔｕｔｚｅｒｉ  ＮＴ−１株を植菌し、温度３０℃、撹拌速度１２０ｒｐｍ、培地成分としてＴＳＢ培地を添加して処理を行った。上清中のセレン濃度を、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）（ｉＣＡＰ６３００ＤＵＯ：サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社）により分析した。結果を図３に示す。この結果から、Ｂｐ１４−１株０．２５ｐｐｍまで可溶性セレン濃度が低下した。一方、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｓｔｕｔｚｅｒｉ  ＮＴ−Ｉ株を用いると、０．６ｐｐｍ程度までしかセレン濃度が低下しなかった。
【図１】
2016123314.tif 000003
【図２】
2016123314.tif 000004
【図３】
2016123314.tif 000005