ナ ホ トカ号 流 出重 油 の 日本 海沿 岸 海 域 微 生物 に よる分解 性 小 森
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(2) Concerning. the. components. dibenzothiophene, respectively. after. biostimulation. 38. heavy. oils,. fluoranthene days. treatment. oil-polluted. Key. of. pyrene,. of. by. the. were. incubation. adding. decomposition. 62 at. nutrients. %,. 20 •Ž.. would. percentages. 100 In be. %,. 63. conclusion,. able. to. of. %,. 68 it. is. accelerate. n-paraffins,. %. and. 81. %. suggested. oil. that. removal. from. coasts.. words:. Nakhodka's. heavy. oil,. n-paraffins,. dibenzothiophene,. benzo. (a). pyrene,. biodegrada-. tion. 1.は. そ れ ぞれ 採 取 した 海 水 を使 用 した 。 また,分 解試 験 対 象 じめ に. 1997年1月2日. の 油 は1997年2月10日. に発 生 した ロ シ ア タ ン カー 「ナホ トカ. た重 油 と,2月3日. にナ ホ トカ号 の 船 首 か ら抜 き取 っ に片 野 海 岸 に漂 着 した 油,さ. らに6. 号」 の 海難 事 故 に よ っ て,同 船 の積 載 さ れ た 中国 産 の 重. 月12日 に同 海 岸 で 採 取 した 油 砂(お そ ら く漂 着油 が砂 に. 油 が 日 本 海 へ 多 量 に 流 出 した 。 油 災 害 は 海 外 で は ト. 付 着 混 在 して ウ ェザ リ ン グ を受 け た もの と推 察 され る). リー ・キ ャニ オ ン号 事 故 を初 め と した幾 つ か の 大 規 模 な. を用 い た 。 以 後 の 文 中 で はそ れ ぞ れ 重 油,漂 着油,油 砂. 例 が あ り,我 が 国 で の大 規 模 な もの は,ジ ュ リ ア ナ号 事. とい う。 現 場 海 水 中 の 微 生 物 群 集 が 油 を分解 す る か ど う. 故 や 瀬 戸 内 海 の水 島製 油 所 タ ン ク ヤ ー ド事 故 に よ る油 汚. か の 確 認 の た め 比 較 対 照 と してn‑テ. 染 が 知 られ て い る1,2)。今 回 の 油 汚 染 は1)日. 本海海上. 加 え た実 験 も並 行 して 行 った 。 漂 着 油 は 片 野 海 岸 汀線 に. 事 故 に よる大 量 の油 流 出汚 染 で,し か も2)中. 国産重油. 漂 着 した 油 塊 で あ るが 海 水,浮 遊 物,砂 な どが 多 く混在. トラ デ カ ンだ け を. とい う これ ま で経 験 の無 い油 種 で の油 汚 染 で あ る こ と な. して い る た め,こ れ を ソ ッ ク ス レ ー抽 出 器 に よ りn‑ヘ. どに 加 え て3)冬. キサ ン にて 抽 出 して,ヘ. の長 期 間 に わ た る油 の 挙 動 や 動 態 が 事. キサ ン抽 出 物 質 を漂 着油 と して. 前 に ほ とん ど把 握 さ れ て い ない 未 経 験 な状 態 で の 油 汚 染. 用 い た。 しか し,油 砂 は比 較 的 サ ラサ ラ して取 り扱 い が. で あ っ た。 油 汚 染 に 関す る調 査 研 究 は生 態 系 へ の 影 響,. 容 易 なた め そ の ま ま用 い た 。. 残 留 油 分等 の 汚 染 実 態 な ど3'4)を中 心 に展 開 され るが,. 培 養 は、培 地 に添 加 した 油 と海 水 との混 合 を 良 く した. 油 汚 染 の収 束 問題 を議 論 す る う えで は環 境 に残 存 す る油. り,培 養 後 フ ラス コ側 壁 に付 着 した 油 の 溶媒 抽 出 を容 易. の分 解性 や そ れ に伴 う 自然 浄 化 作 用 の 把 握 が 重 要 な課 題. にす る た め,予. とな る 。特 に分 解 作 用 の主 要 な働 き をす る微 生 物 が どの. め径3mmの. ガ ラ ス ビ ー ズ25gを500m. l容 三 角 フ ラ ス コに 入 れ,重 油,漂 着 油200mg,油. 程 度 分解 す る か,そ の 分 解 性 は油 の 汚 染 成 分 の 消 長 に関. の 含 有 量 が5%未. 満 の た め,5gを. 砂 は油. そ れ ぞ れ 添 加 して. して も重 要 な課 題 とな る。 そ こ で今 回,災 害 発 生 の 約2. オー トク レー プ滅 菌 後,200mPの. ケ 月 後 か ら石 川 県沿 岸 海 域 に実 際 どの 程 度 の 石 油 分 解 細. にて 振 蘯 培 養,所 定 の 日数 ご とに フラ ス コを取 り出 し,. 海 水 試 料 を加 え,20℃. 菌 が現 場 海 水 中 に分 布 してい る か を調 査 す る と と も に,. 細 菌 数 の 計 測 や 培 養 液 中 の 残存 油 の 分析 を行 っ た 。ま た,. 現 場 海域 の海 水 中 の微 生 物 群 集 に よ る ナ ホ トカ号 の 積 載 重 油,流. 出漂 着 重 油 等 の分 解 性 につ い て 検 討 した の で 報. 告す る。 2.方 2.1調. 法 査方法. 石 油 分 解 細 菌 の 分 布 生 息 状 況 を 調 べ るた め,Fig.1に 示 した石 川 県 内灘 町 内 灘 海 岸 と石 川 県 で 初 め て 流 出 重 油 の 漂 着 が 確 認 さ れ た 加 賀 市 片 野 海 岸 で 海水 試 料 を採 取 し,石 川 県 沿 岸 にお け る石 油 分 解 細 菌 の 分 布 密 度 や 季 節 変 動 な ど を調 べ た 。 石 油 分 解 細 菌 数 はNSW培. 地 か ら酵. 母 エ キ ス を除 い た 培 地 に 栄 養 源 と し て0.5%(v/v)n ‑テ トラ デ カ ン を加 え たMPN法5)に 菌 数 はMarin. Agar. て,ま. 2216(Difco製)を. 平 板 法 に て,そ れ ぞ れ20℃,14日. た従属栄 養細. 用 い て 寒 天培 地. 培 養 後,計 数 した 。 現. Location. of sampling. 場 海 水 試 料 を用 い た石 油 分 解 実 験 は微 生 物 源 と して 上 記. Fig. 1. coastal. areas. の片 野 海 岸 や 内灘 海 岸 か ら1997年2月17日,6月17日. Japan. に. 788. in. points Ishikawa. at oil-polluted prefecture,.
(3) 環 境 化 学Vol.8,No.4[1998]. 海 水 試 料 を滅 菌 して微 生 物 反 応 以 外 の ウ ェザ リ ング よ る. 合 物 に は ク リ セ ンDを. 油 成 分 の物 理 化 学 的 変 化 を調 べ る た め,微 生 物 分 解 実 験. 分 析 計(島. と同様 期 間 の振 とう を行 っ た(Table4)。. さ らに,バ イ. 加 え,ガ. ス ク ロ マ トグ ラ フ質 量. 津Qp2000)でTable 1に. 示 す測定 条件 にて. 分 析 した。. オ レメ デ ェ ー シ ョ ン技 術 の基 礎 的 な検 討 と して,現 場 海 3.結. 域 に生 息 す る土 着 細 菌 の分 解 活 性 を高 め る た め窒 素 源 と してNH4NO3,リ と1%の. ン源 と してK2HPO4を. 果. 3.1石. 油 に対 し て10%. 重 量 比 の割 合 で添 加 し,同 様 な条 件 で培 養 し栄. と考 察. 油分解細菌の分布. 調 査 した両 沿 岸 海 域 の 海 水 中 に分 布 す る石 油 分 解 細 菌. 養 塩 を加 え な い場 合 との比 較 を行 っ た 。. 数 をTable2に. 示 し た 。 内 灘 海 岸 は1.5×103〜4.3×. 104/100ml(平. 2.2油. 9.1×101〜2.4×104/100ml(平. 成 分 の測 定. 油 の 分析 は200mlの 液 を80℃ で2時. 均1.6×104/100ml)で. ジ ク ロ ロ メ タ ン にて 抽 出 し,抽 出. あ り,片. 野海岸は. 均8.0×103/100ml)で,. 季 節 的 変 化 が 多 少 認 め ら れ る が 石 油 分 解 細 菌 密 度 は102 〜104/100mlの レベ ル で い ず れ の 海 域 に も生 息 して い. 間 乾 燥 した残 存 量 を ジ ク ロ ロ メ タ ン 抽. 出 物 重量 と して 測 定 した 。 さ らに,こ の抽 出物 を200m4. た 。 従 属 栄 養 細 菌 数 は 内 灘 海 岸 が2.4×105〜1.0×. のn‑ヘ. 107CFU/100ml(平. キ サ ンに て抽 出 し,こ のn‑ヘ. キサ ン抽 出 液 を同. 様 な操 作 でn‑ヘ. キ サ ン抽 出物 重 量 を求 め た。 こ れ らの. 抽 出物 はFig.2に. 示 す 分 析 フ ロー チ ャ ー ト6)に準 じて 操. 作 した。 す な わ ち,n‑ヘ. キサ ン抽 出物 を20mlに. 106CFU/100ml)で,い. 均3.5×. ず れ の海 岸 で もほ ぼ 同程 度 の値. で あ っ た 。 分 解 細 菌 の 分 布 密 度 と海 水 中 の 有 機 成 分 で あ. 充填 し. るTOCと. シ リカゲ ル(5%H2O)を. た カ ラ ム に 供 し,n‑ヘ. キ サ ン を展 開 溶 媒 と して0〜90. 溶 出 画 分 と90〜180mlの. 野 海 岸 が6.0×104〜1.7×107CFU/100ml(平. の 相 関 は 明確 に は認 め られ な か っ た。 石 油 分. 解 細 菌 数 は 計 数 に用 い る 炭化 水 素 の種 類 や 計 数 法 に よ っ. 溶 出画 分 に 分 取 した 。 前. 者 の 溶 出 画 分 は さ ら に アセ トニ トリ ルで 有 機 硫 黄 化 合 物. Table. 1. GC MS. operating. conditions. 成 分 を抽 出 し,抽 出 残 液 をパ ラ フ ィ ン成 分 試 料 と し,後 者 の 溶 出画 分 は多 環 芳 香 族 化 合 物 成 分 の試 料 と した 。 パ ラ フ ィ ン と してn‑パ. ラ フ ィ ン,有 機 硫 黄 化 合 物 と して. ジベ ン ゾチ オ フ ェ ン お よ び多 環 芳 香 族 化 合 物 と して ク リ セ ン,ベ ン ゾ(a)ピ レ ン,ピ レ ン,ベ ン ゾ(k)フ ル オ ラ ン テ ン,フ ル オ ラ ンテ ンを分 析 対 象 と して,そ れ ぞれ の成 分 に 内 部 標 準 物 質 と し てn‑パ. ラ フ ィ ンに は ピ レ ン,有. 機 硫 黄 化 合 物 に は ア セ ナ フテ ンDお. Fig.. 2. Analytical in. culture. method. よ び 多環 芳 香 族 化. for. n-paraffins,. あ り片. 定容 と. した 後,1mlを10gの. mlの. 均2.3×106CFU/100ml)で. dibenzothiophene. broth. 789. and. polycyclic. aromatic. hydrocarbons.
(4) Table 2. Fig.. 3. Seasonal changes and coastal distribution of Japan, 1997). Degradation sea. water. of at. Nakhodka's. Uchinada. heavy. fuel. oil. of hydrocarbon. and. weathered. degrading bacteria. oil. by. microbial. (in the Sea. populations. in. coast. て も異 な って くるが,瀬 戸 内 海 の 油濁 海域 で あ る 備 讃 瀬. 分解 能 を 有す る か,内 灘 海岸 の 現 場 海 水 試 料 に重 油,油. 戸 の 海 水 中 で 石 油 分 解 細 菌 数 は 平 均3.3×103/100ml,. 砂 お よ びn‑テ. 非 油 濁 海 域 の響 灘 で 平 均1.9×103/100mlま. た。 分解 実験 の結 果 をFig.3に,ま. 細 菌 数 は前 者 で平 均4.2×106/100ml,後 106/100ml,と. た従属栄 養 者 で 平均4.2×. トラ デ カ ン を そ れ ぞ れ 添 加 して 検 討 し. 水 の水 質 の結 果 をTable3に,そ. た,実 験 に用 い た海 れ ぞ れ示 した 。. 報 告 さ れ て い る7)。本 調 査 結 果 の 石 油 分. n‑テ. トラデ カ ンは 直 線 的 に 減 少 し,培 養38日 で ほ ぼ. 解 菌 数 は 汚 染 海 域 の 備 讃 瀬 戸 よ り若 干 高 い 値 で あ っ た. 100%分. 解 され た 。 こ れ に比 べ て,重 油 中 の ジ ク ロ ロ メ. が,従 属 栄 養 細 菌 数 は ほ ぼ 同程 度 で あ っ た。 現 場 環 境 に. タ ン 抽 出 物 の分 解 は17%,油. お け る石 油 分 解細 菌 の 分布 密 度 や分 解 活 性 に 関す るバ ッ. ザ リ ング を受 け た油 砂 の 油 は分 解 され に くい こ とが 示 さ. 砂 の そ れ は10%で,ウ. ェ. ク グ ラ ン ド値 は,自 然 の 自浄 作 用 の 把 握 や バ イ オ レ メ. れ た。 ま た,ヘ キサ ン抽 出物 で み る と,重 油 で は38日 の. デ ィエ ー シ ョ ンの基 礎 テ ー タ と して きわ め て重 要 で あ る. 培 養 で分 解 率33%,油. こ とか ら長期 的 な モ ニ タ リ ング が必 要 で あ る。. 重 油 の ウ ェザ リ ング 試験 で は ジ ク ロ ロ メ タ ンやn‑ヘ. 砂 の そ れ は17%で. あ っ た 。 一 方, キ. サ ン抽 出 物 重 量 変 化 は 期 間 を 通 じ て わ ず か で あ っ た 3.2重. 油 の微 生 物 分 解. (Table4)。. 以 上 の こ とか ら,一 般 に重 油 よ り油 砂 が 分. 現 場 海域 で の微 生 物 に よ る油 の浄 化 能 力 は炭 化 水 素 分. 解 さ れ に く く油 の 成 分 で はヘ キ サ ン抽 出 物 よ り重 質 油 成. 解 細 菌 の分 布 密 度 の み に依 存 す る ので は な く,そ の海 域. 分 が 多い と思 わ れ る ジ ク ロ ロ メ タ ン抽 出 物 が 分解 され に. に生 息 す る分 解 細 菌 の分 解 能 力 や 活 性 に も影 響 され る8)。. くい 傾 向 が み られ た 。. そ こ で,石 油 分 解 細 菌 が 生 息 す る海 水 が どの 程 度 の 重 油. こ の 間 の 石 油 分 解 細 菌 と従 属 栄 養細 菌 の増 殖 曲線 を. 790.
(5) 環 境 化 学Vol.8,No.4[1998]. Table. 3. Properties. of. Table. sea. 4. water. Result. used. for. oil-biodegradation. of weathering. tests. test. sγ〓boIs*:DBT=dibenzothiophene, NPF=n‑paraffins(C14‑C32), BaP=benzo(a)pyrene, PY=pyrene, CHS=chrysene, BKF=benzo (k)fluoranthene,. Fig,. 4. Growth. of. microbial. Fig.4に. bacteria in. sea. (MPN, •Ÿ). water. added. heterotrophic oil. at. Uchinada. bacteria. (CFU,•¡). in. coast. 群 集 が 石 油 に さ ら され る とそ れ に急 速 に レス ポ ンス して. 属 栄 養 細 菌 数 は10. で 約104/100meか. and various. 後 で 著 し い 変 動 は み ら れ な か っ た が ,石. 油 分 解 細 菌 数 は 培 養3日 100mPと. oil-degrading communities. 示 し た 。 い ず れ の 場 合 も,従. 7〜108/100ml前. FL=fluoranthene. そ の比 率 が たか ま る こ と を示 して い る 。 試料 採 取 時期 は. ら 約106/. 異 な るが,前 記 と同 様 に片 野 海 岸 で の 海水 試 料 を用 い て. 著 しい 増 加 が み ら れ た 。 こ れ は 海 水 中 の 微 生 物. 検 討 した 結 果 をFig.5に 示 した 。重 油 や 漂 着 油 中 のn‑. 791.
(6) Fig. 5. Effect of addition of inorganic nutrients (N, P) on degradation of Nakhodka's heavy fuel oil and spilled-oil by microbial populations sea water at Katano coast. ヘ キ サ ン抽 出物 の 減 少 パ ター ン は前 述 の 内 灘 海 岸 海 水 試. これ らの 違 い に よ る 分 解 性 に つ い て は 今 後 の課 題 と な. 料 を用 い た と き と同 様 な傾 向 を示 した が,分 解 率 は内 灘. る。. 海岸 の それ と比 べ 低 か った 。 内 灘 海 岸 の 海 水 中 の 平 均 石 油 分 解 細 菌 数 が 約100cells/mlで. あ り,ジ ク ロ ロ メ タ ン. 3.3油. 抽 出油 当 た りの減 量 か ら この 浄 化 能 力 は1.5〜3.3g/m3海 水/dayと. の成 分 変 化. 3.3.1 n‑パ. ラフ ィン. 重 油,油. 推 測 さ れ た。 この 値 は村 上91が 求 め た0.1〜1. 砂 に 含 ま れ たn‑パ. ラ フ ィ ンを 炭 素 数 の 長 さ. g/m3海 水/dayの 範 囲 よ り は大 きい 。 さ ら に,n‑ヘ キ サ ン抽 出油 当 た りの 減 量 か ら同 様 に 浄 化 能 力 を求 め る と. ご と に12〜20,21〜24,25〜28,29〜32と. 2.6〜5.2g/m3海 水/dayで. フ ィ ン の よ う な 直 鎖 状 炭 化 水 素 の 分 解 は 純 粋 分 離 され た 単. し たn‑パ. あ っ た 。 同様 に 片野 海岸 で も同. レベ ル の 石 油 分 解 細 菌 が い る と仮 定 す る とn‑ヘ キ サ ン 抽 出 油 当 た りで0.8〜2.3g/m3海. 水/dayと. グル ー プ 分 け. ラ フ ィ ン の 変 化 をTable5に. 示 し た 。n‑パ. ラ. 一菌 に よ る 検 討 例 が こ れ ま で 数 多 く報 告 さ れ て お り10‑12), 12パ. 推 測 され,沿. ラ フ ィ ン の 炭 素 数 に 応 じ て 分 解 性 が 異 な り,分. 解. 岸 海 域 の海 水 に よ って 油 の 分 解 能 力 に 違 い が み られ た 。. す る 微 生物 の種 類 も炭素 数 に よ っ て異 な る傾 向 が み られ. こ の 分 解 性 の違 い は,海 水 に 含 まれ て い るT‑NやT‑P. る 。 本 結 果 で は 炭 素 数C14か. が 内 灘 海 岸 の 海 水 が 片 野 海 岸 の もの よ り2倍 近 く高 く. は 培 養 前 の 重 油 に 比 べ て 培 養 後 で は 一様 に 減 少 し,全. (Table3),こ. れ らが 栄 養塩 と して浄 化 作 用 に影 響 して. ラ フ ィ ン で 約40%に. らC32ま. で のn‑パ. ラフ ィン パ. 減 少 した 。 分 解 の 特 徴 は 炭 素 数 がC12. い る と考 え られ る。 この 栄 養塩 濃 度 の 効 果 を さ ら に確 か. か らC20ま. め る ため,海 水 に重 油 や 漂 着 油 を入 れ,栄 養塩 で あ る 窒. 炭 素 数 が 増 え る ご と に 分 解 さ れ に くい 傾 向 を 示 し,こ. 素,リ. ま で の 報 告 と 同 様 な 結 果 で あ っ た 。こ の 分 解 性 に つ い て,. ン を添 加 した 場 合 と添加 しな い 場 合 との培 養 実験. を行 っ た(Fig.5)。. 分 解 率(100%‑残. 存 率)は 添加 しな. で が 約80%分. 解 さ れ る が,C20以. 上 にな る と れ. 対 数 で 表 し た 縦 軸 に パ ラ フ ィ ン 濃 度,横. 軸 に経 過 日数 で. 炭 素 数 毎 に プ ロ ッ ト し た 結 果 をFig.6に. 示 した。 分 解 直. るが,栄 養 塩 を添 加 した 場 合 は 分 解 率 が そ の倍 近 くに な. 後 か ら3日. の近似直線が存. り,30%以. 在 す る 。 そ こ で 前 者 を 第1,後. い場 合 が 重 油 で15%,漂. 着 油 で もほ ぼ 同 じ15%程 度 で あ. 上 に達 した 。 この よ うに 栄 養塩 を添加 す る と. 分 解 が一 層 促 進 さ れ,n‑ヘ. キ サ ン抽 出油 当 た りで の 浄. 化 能 力 で 推 算 す る と 片 野 海 岸 で は1.7〜5.0g/m3海 /dayと2倍. 似 し,そ. 水. 経 過 ま で と そ れ 以 降 と の2つ 者 を 第2の. 直 線 と して近. れ ぞ れ 下 記 に 示 す 一 次 反 応 と し て 表 し て 第1半. 減 期,第2半. 減 期 を 求 め,炭. 素 数 毎 に 表 し た(Fig.7)。. の 分 解 速 度 を持 つ よ う に な っ た。 こ れ は,. 現 場 に従 来 か ら生 息 す る十 着 の 菌 が 栄 養 塩 の供 給 が あ れ. dC/dt=‑A・C(1). ば,積 極 的 に油 を分 解 す る こ と を示 唆 す る もの で あ る 。. Ln(C/Co)=‑A・t(2). 本 実 験結 果 か ら,直 ち に油 の消 滅 速 度 や 量 を予 測 す る こ. T,=0.693/A(3). と は難 しい が,分 解 速 度 は最 大5.0g/m3海 水/dayと. 推定. され る。 しか しなが ら,油 の 分 解 は 海水 へ の 溶解 性 や油. こ こ で,C;濃. の分 散 状 況 に よ り差 が 生 じる こ と を経 験 して い る の で,. 数,t;日. 792. 度,CO;初. 数 で あ る。. 期 濃 度,Tl/2;半. 減 期,A;係.
(7) 環 境 化 学Vol.8,No.4[1998]. Table. 5. Changes. of n-paraffins. at Uchinada. Fig. 6. in Nakhodka's. heavy. fuel oil after. biodegradation. using. sea water. coast in the Sea of Japan. Relationship between Ln (Concentration of n-paraffin) and incubation pariod. 半 減 期 は こ の場 合,分 解 性 の 難 易 性 を表 す 指 標 とな る 。. る 。物 性 的 に は常 温 で はC20以 上 は,単 品 で 固 形 ワ ッ ク. 初 期 の第1半 減 期 は,第2半. ス 状 で あ っ て 分解 性 が悪 い。 しか しなが ら,重 油 の油 成. 減 期 よ り短 くバ ッチ 型 の微. 生 物 分 解 実 験 で の特 徴 が 現 れ て い る。 それ はFig.4に 示. 分 に溶 け て い る パ ラ フ ィ ンが 混 合 して い る場 合 で は,油. した よ う に実 験 開 始 後 数 日で 指 数 的 に微 生 物 が 増 加 し,. の 分 解性 に 関 係 す る 海水 へ の溶 解 性 が 単 品 とは異 な っ て. そ の後 定 常 状 態 に入 る現 象 が 二 つ の 半 減 期 の 長 さの 違 い. 増 加 し,結 果 的 に分 解 性 が増 加 す る こ と も考 え られ る。. に 関係 して い るの で は ない か と考 え られ る。 また,炭 素. 現 場 海 水 中 の微 生 物 群集 に は 多種 多 様 な分 解 生 物 が 含 ま. 数 が 多 い ほ ど半 減期 が 長 くな り分解 性 が悪 くな る結 果 を示. れ て お り,単 一 菌 で は み られ な い作 用,例. して い る。 本 実 験 で の 半 減 期 の 長 さ を炭 素 数C15,C20,. で 分 解 中 間 産 物 の や り取 りを す る こ とに よ っ て従 来 分 解. C29のn‑パ. ラ フ ィ ンに つ い て の活 性 汚 泥 に よ る分 解 実 験. の 結 果13)と比 較 す る と第2半. え ば異 種 菌 間. しず らい もの が 形 を か え,結 果 的 に分 解 さ れ る よ うな共. 減 期 の値 が 概 ね 合 っ て い. 同 作 用 が働 い て い る と思 わ れ る 。 こ れ は,本 実 験:は自然. 793.
(8) 海水 を使 用 して い るの で上 記 の よ う に多 種 多 様 な微 生 物. 重 油 中 の 多 環 芳 香 族 化 合物 の な か で特 に 発癌 性 化 合物 と. が存 在 し,し か も油 が 重 油 や 重 油 が 変 質 した漂 着 油 や 油. して 知 られ て い る ベ ン ゾ(α)ピレ ン,ベ ンゾ(k)フ ル オ ラ. 砂 で あ る か ら多 種 の油 成 分 を含 む混 合 系 で の 生 物 反 応 で. ンテ ン,ク リセ ン を測 定対 象 と した 。 ま た,化 学 構 造 と. あ る の で そ の可 能 性 は大 き く,従 来 の 単 一 菌 で 観 察 され. 分 解 性 の 関 連 か ら,上 記 化 合物 の 母体 で あ る4員 環 の ピ. た よ うな結 果 に は な ら ない こ と を意 味 して い る と考 え ら. レ ン,フ ル オ ラ ンテ ン につ い て も検 討 した。 こ れ らの石. れる。. 油 汚 染 由 来 の 化 合物 の微 生 物 に よる分 解 性 につ い て は, 土壌 を用 い た 詳 しい 分 解 実験 の報 告 が あ る14)。これ に よ. 3.3.2有. 機 硫 黄 化 合 物(ジ ベ ンゾ チ オ フ ェ ン)と. る と,ジ ベ ンゾ チ オ フ ェ ンは 日本 土壌 で は30℃ で,90日. 多環芳香族化合物. 経 過 後40%,ク. 本 実験 で は重 油 の 性 質,標 準 品 入 取 の 関 係 か ら有 機 硫. ウ ェー ト土壌 で60%分 解 す る。 多環 芳 香. 族 化 合 物 で は ピ レ ン,フ ル オ ラ ンテ ンの 分解 は上 述 と同. 黄 化 合物 と して は ジベ ン ゾチ オ フ ェ ン につ い て の み 海 水. 様 な 条 件 で,日 本 土壌 で は90%,70%,ク. 中 の微 生 物 群 集 に よ る生 分 解 性 の 経 時 的 変 化 を調 べ た 。. で0%,20%そ. ウ ェ ー ト土 壌. ジ ベ ンゾ チ オ フ ェ ンの 毒 性 は少 ない が 魚 体 中 に入 る と油. 他 の 化 合 物 で は ア セ ナ フテ ン,ア ン トラ セ ンお よ びペ リ. れ ぞ れ 分解 す る と述 べ られ て い る。 そ の. 臭 の 原 因 とさ れ る もの で,魚 の 商 品 価 値 を著 し く損 な う.. レ ン の 分 解 が 報 告 さ れ,日 本 十 壌 で は そ れ ぞ れ90%,. もの と して油 汚 染 で 問 題 と され る化 合 物 で あ る。 また,. 80%お. Fig.. 7. Relationship Nakhodka's. between heavy. half fuel. life. of. biodegradation. oil. 794. よび0%,ク. and. carbon. ウ ェ ー ト土 壌 で は20%,0%お. number. of. n-paraffins. in. the. よび.
(9) 環 境 化 学Vol.8,No.4[1998]. 0%の. 分 解 率 を 示 して い る 。 また,ベ. ン ゾ(a)ピ レ ン の. 海 水 を用 い て微 生 物 分 解 実験 や バ イオ レ メデ ェ ー シ ョ ン. 地 で ベ ンゾ(a). の 基 礎 的 実 験 を行 い,ま た 同 時 に分解 実験 に用 い た沿 岸. ピ レ ンが 最 大60%分 解 され た報 告 例15)があ る 。海 洋微 生. 海 域 の 海 水 中の 石 油 分 解 細 菌 の 分 布 密 度 を調 査 し,以 下. 物 で は フェ ナ ンス レ ンや ピ レ ン,フ ル オ ラ ンテ ンを分 解. の 結 果 を得 た。. す る菌 が 分 離 さ れ て い る が16)5員 環 で の 報 告 例 は 少 な. 1)石. 分 解 で は 土 壌 か ら単 離 した菌 か らTSB培. 川 県 沿 岸 の 内 灘 海 岸 や 片 野 海 岸 の 炭 化水 素 を分解. い。. す る石 油 分 解 細 菌 の 分 布 密 度 は 夏 季 に多 い 季 節 変 動. 海 水 に 添 加 した 重 油 や 油 砂 中 の ジ ベ ン ゾ チ オ フ ェ ン や 多 環 芳 香 族 化 合物 の 経 時 的 変 化 をTable6に. が 若 干 み られ た が102〜104MPN/100mlで. あ り,ほ. ぼ,日 本 沿 岸 海 域 にお け る レベ ル と同 程 度 で あ り,. 示 した 。. ジベ ンゾ チ オ フェ ンは13日 以 降殆 ど分 解 して しま う結 果. ま た いず れ の沿 岸 にお い て も広 く分 布 し てい る こ と. とな った 。 また,多 環 芳香 族 化 合物 に つ い て は,本 結 果. が 判 明 した。. で は4員 環 化 合物 は何 れ も早 期 に 分解 され,5員. 環 以上. 2)両. 海 岸 の海 水 を用 い た重 油 の 分 解 実 験 結 果 は38日 間. の 化 合 物 で は ベ ン ゾ(a)ピ レ ンが 分 解 さ れ,そ の割 合 は. の培 養 で は,12ヘ. ピ レ ンの32%(38日. 灘 海 岸 が33%で. 目)に 対 して ほ ぼ 同程 度 で あ り37%. キ サ ン抽 出 物 重 量 の 減 少率 で 内. あ り,片 野 海 岸 で は15%で あ り,試. (38日 目)で あ っ た 。… 方,ベ ンゾ(k)フ ル オ ラ ンテ ン,. 料 採 取 地点 に よっ て分 解 性 に差 が 認 め ら れ た。 この. ク リ セ ンは 若 干 減 少 傾 向 は 示 す もの の ベ ン ゾ(a)ピ レ ン. 差 は 海域 に よ る微 生 物 の分 解 活 性 の差 や 海 水 に含 ま. ほ ど分 解 され なか った 。 重 油 に 含 まれ る これ ら多 環芳 香. れ る 窒 素,リ. 族 化 合 物 の 分 解 性 に 関 す る 相 違 は構 造 的 な こ とや 溶 解. 推 定 され た 。片 野 海 岸 海水 に,窒 素 や リ ンを添 加 し. 性,微 生 物 毒 性等 様 々 な要 因 が 考 え られ る が,こ れ まで. て 同 様 な 分解 実験 を重 油 や漂 着 油 で行 っ た とこ ろ,. 難 分 解 性 と考 え られ た 多 環 芳 香 族 化 合 物 の一 部 に 上 述 の. 分解 の 割合 が ほ ぼ2倍 に増 加 す る こ とが 認 め られ,. 土 壌 細 菌 ほ ど大 き く は ない が 分 解性 を示 す 化 合 物 の 存 在. 重油 汚 染 に お け る窒 素,リ. が 観 察 され た こ とは,従 来 の 単 一 菌 で の 分 解 か らみ られ. デ ィー シ ョ ン適 用 の可 能性 が示 唆 され た 。. た 現 象 と は異 な り現 場 海 水 中 の 微 生 物 群 集 の 共 同 作 用 の. 3)重. 関 与 が 示 唆 され た 。. ンの栄 養 塩 濃 度 の 差 に由 来 す る もの と. ン添 加 に よ る バ イ オ レ メ. 油 成 分 の微 生 物 分解 性 で は,ジ. クロ ロ メ タ ン抽 出. 物 の よ う な重 質 油 成 分 を 含 む もの はn‑ヘ. キサ ン抽. 出物 に比 べ て 分解 され に くか っ た 。沿 岸 の 海水 中 に 4.ま. とめ. 通 常100ml当. 日本 海 に お け る海 洋 油 汚 染 物 質 で あ るナ ホ トカ号 重 油 や 流 出 した漂 着 油 お よ び油 砂 につ い て 石 川 県 沿 岸 の 現場. Table. 6. Changes. of dibenzothiophene. fuel oil after. biodegradation. り分 解 細 菌 の細 胞 が10000個 含 まれ て. い る1ト ンの 海 水 の 油 分 解 能 力 は最 大5g/dayと. 推. 定 され た 。 また,重 油 に 含 まれ る個 々 の 成 分 にお け. and polycyclic using sea water. 795. aromatic. hydrocarbon. at Uchinada. coast. in Nakhodka's. in the Sea of Japan. heavy.
(10) 11. る 分 解 性 は 炭 素 数 が24以 硫 黄 化 合 物(ジ ン,ピ. 下 のn‑パ. ラ フ ィ ン,有. ベ ン ゾ チ オ フ ェ ン),ベ. レ ン,フ. 機. ン ゾ(a)ピ. ル オ ラ ン テ ン が 分 解 さ れ や す く,ク. リ セ ン や ベ ン ゾ(k)フ. ル オ ラ ンテ ン は分 解 され に く. く,全. ベ ン ゾ チ オ フ ェ ン,ベ. パ ラ フ ィ ン,ジ. ピ レ ン,ピ. MPN Method for the Enumeration of Marine Hydrocarbon Degrading Bacteria, Bull. Jpn. Soc.. レ. Sci. Fish., 44, 1127-1134 (1978) 6) 内 山. レ ン お よ び フ ル オ ラ ン テ ン の38日. 間 にお. 山. け る 分 解 率 は そ れ ぞ れ62%,100%,63%,68%お よ び81%で. 充,武 田 明 治,斉 藤 行 生,樫 本. 夫,松 永和 義,今. ン ゾ(a). 光,直 井 家寿 太:海 洋 の油 汚 染 と海 産 食品 の 汚. 染 との 関連 性 に 関す る研 究,昭 和52年 度 環 境 保 全 研. あ った 。. 究 成 果 集(I), 7) Kimura,. 要. 約. 26・1‑26・34. B.,. Murakami,. Characterization. ナ ホ ト カ 号 重 油,そ. の 漂着 油 お よび油 砂 に つ い て 石川. Bacteria. of Oilpolluted. デ ェ ー シ ョ ン の 基 礎 的 実 験 を 行 い,ま. Nada,. 時 に沿 岸 海. 域 に お け る 石 油 分 解 細 菌 の 分 布 密 度 を 調 査 し,以. 下 の結 8). 油 の分 解 率 は海 水 中 の窒 素 や リン源 の濃 度. に よ っ て 大 き く 変 化 し,窒. ロ メ タ ン 抽 出 物 はn‑ヘ. n‑パ ラ フ ィ ン 有 機 硫 黄 化 合 物(ジ ベ ン ゾ(a)ピ. レ ン,ピ. や す く,ク. レ ン,フ. パ ラ フ ィ ン,ジ. (a)ピ レ ン,ピ. レ ン,フ. クロ. 日 本 海 洋 学 会 編:沿. of Heavy. from the Sea Water. Gakkaishi,. 55,. Hibi-ki. 1091-1095. 岸 環 境 調 査 マ ニ ュ ア ルII,恒. pp305‑355. 村上 昭 彦:石. 星. (1990). 油 の 海 洋 微 生 物 に よ る 分 解,ケ. ) 藤 沢 浩 明,村上. ル オ ラ ン テ ンは 分 解 さ. ベ ン ゾ チ オ フ ェ ン,ベ. Activity. H.;. 27,. 20‑25. ミカ. (1982). 10) Jobson, A., Cook, F. D, and Westlake, D. W. S.: Microbial Utilization of Crude Oil, Appl. Microbiol., 23, 1082-1089 (1972). 下の. ベ ン ゾ チ オ フ ェ ン),. ル オ ラ ン テ ン の 培 養38日. Fujisawa,. Seto and Oil-unpolluted. Suisan. ル ・エ ン ジ ニ ア リ ン グ,. ル オ ラ ン テ ンが 分 解 され. リ セ ン や ベ ン ゾ(k)フ. れ に く く,全. 9). キ サ ン抽 出 物 に比 べ て 分 解 さ れ. に く い 。 個 々 の 成 分 に お け る 分 解 性 は 炭 素 数 が24以. Isolated. Bisan. Nippon. 社 厚 生 閣,. 素 や リ ン の 添 加 に よ っ て 約2. 倍 ま で 増 加 し た 。(3)重 油 成 分 ご との 分 解 性 で は,ジ. and. (1989). 果 を 得 た 。(1)石 油 分 解 細 菌 の 密 度 は102〜101MPN/100m lで あ り,(2)石. (1977). M.. and Oildegrading. Oildegrading. 県 沿 岸 の 現場 海 水 を用 い て微 生 物 分 解実 験 やバ イ オ レメ た,同. 隆,中 村 彰. 中雅 章,足 立一 彦,黒 田弘 之,鹿. 正 忠:わ が 国 の沿 岸 海 域 にお け る炭. 化 水 素 酸 化 細 菌 に 関 す る 生 態 学 的 研 究 VI, J. Shimonoseki U. ンゾ. . Fish., 30 (1), 13‑24 12) 東 原 孝 規,丸. にお け. (1981). 山明 彦,河 野 泰 広,倉 根 隆一 郎:海 洋. る 分 解 率 は そ れ ぞ れ62%,100%,63%,68%,81%で. 石 油 分 解 微生 物 の 固定 化技 術 と油 濁 浄化 に係 わ る微. あ っ た.. 生物 生 態 系解 析 技 術 に 関 す る研 究(II)油. 濁浄化 に. 係 わ る 微生 物 生 態系 解 析 技 術 に 関す る研 究,平 成7 文. 献. 年 度 環 境 保 全 研 究 成 果 集(I), ・8 (1995). 1) 日本 水 産 学 会編:石 油 汚 染 と水 産生 物,恒 星 社 厚 生 閣, pp25‑32 2) 津 田. (1976). 13) 通 商 産 業 省 基 礎 産 業 局 化 学 品 安 全 課 監:化 審 法 の既. 覚:瀬 戸 内 海 の 油 汚 染,大. 日本 図 書, pp7‑46. 存 化 学 物 質 安 全 性 点 検 デ ー タ集,日. (1976) ュ. 14) 石 油 産業 活性 化 セ ン ター:微 生 物 に よる油 汚 染 浄 化. リア ナ 号 石 油流 出 事件 に よる 漁 業 へ の 影響 調 査報 告. 処 理 技 術 調査. (1973). 15) 峯 木. 4) 水 島 重 油 流 出 事 故 漁 業 影 響 調 査 推 進 協 議 会 編:水 島. 茂,杉. 16) 岩 渕 徳 郎:海 Sato,. A.. and. Shimidu,. U.:. 田. 藤純 雄,渡 辺 征 夫,溝 口次. 貢:多 環 芳 香 族 炭 化 水 素 の 微. 生 物 処 理,環 境 化 学, 4,813‑818. 度 (1975) T.,. (1997) 田和 俊,後. 夫,石 井 忠 浩,飯. 重 油流 出 事故 漁 業 影響 調 査報 告 書 昭和49年 度,50年. 5) Higashihara,. 本化学 物質安. 全 ・情報 セ ン ター (1992). 3) 日本 水 産 資 源 保 護 協 会 影 響 調 査 対 策委 員 会編:ジ. 書I, II. 42・II・1‑42・II. , 16 (11), 10‑15. An. 796. (1994). 洋 流 出 油 の 微 生 物 分 解,水 (1993). 環 境 学 会誌.
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