| Project/Area Number |
18710013
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Environmental dynamic analysis
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐藤 久 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 准教授 (80326636)
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| Project Period (FY) |
2006 – 2007
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2007)
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| Budget Amount *help |
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
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| Keywords | 環境計測 / 地球温暖化 / マイクロセンサ / メタンガス / 嫌気性廃水処理 / グラニュール / 水素ガス |
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| Research Abstract |
現在までの多数の研究により、温室効果ガス(GHG)の排出が地球温暖化を促進することは明らかであるが、自然界におけるGHG消長過程の詳細については明らかにされていない。そこで本研究ではGHGの一つであるメタンガス(CH_4)測定用マイクロセンサを開発すること、これを用いて嫌気性廃水処理リアクターで生成されているCH_4濃度を測定することを目的とした。
H18年度にCH_4測定用マイクロセンサを開発した。H19年度はCH_4測定用マイクロセンサの検量線を作成した。作製した全てのCH_4測定用マイクロセンサは、検出電流値がCH_4濃度に比例して変化した。代表的なマイクロセンサのCH_4濃度と検出電流値の近似曲線はy=-205x+5194であり、R^2=0.9633と相関は高かった。応答時間は濃度変化が大きい場合は数分、嫌気性廃水処理リアクター内に形成された微生物集塊(グラニュール)内のCH_4濃度を測定する場合には約60秒であった。
これらマイクロセンサを用いてグラニュール内の濃度プロファイルを測定した。その結果、H_2生成反応およびH_2消費反応はともにグラニュール表層(厚さ数100μm)で、CH_4生成反応は中層および深層で生じていることが明らかとなった。さらに、グラニュール汚泥の培養条件(酢酸、H_2および炭酸濃度)を変化させて内部のH_2およびCH_4濃度を測定した。酢酸濃度を変えた実験から、H_2資化性CH_4生成反応はグラニュール中層で、酢酸資化性CH_4生成反応はグラニュール深層で生じていることが明らかとなった。H_2濃度を増大させた結果、CH_4生成速度は増大した。炭酸濃度の増大に伴いH_2濃度は低下し、CH_4生成速度は増大した。H_2濃度は並行して開発したH_2測定用マイクロセンサにて測定した。グラニュール内にはCH_4酸化細菌が存在しなかったため、生成されたCH_4は全てグラニュール外に放出された。
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