ヘドロセラミクス製浮上性固定化担体を用いた水環境浄化プロセスの開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14658167
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 松村 正利 筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (50015781)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉浦 則夫 筑波大学, 農林工学系, 助教授 (10302374)
• Keywords: 微生物処理 / アオコ / 浮上性固定化担体 / ヘドロセラミクス

Research Abstract

「水面ターゲット浄化」モデルとして浮上性アオコの微生物処理を検討した。本研究において茨城県霞ヶ浦より単離したアオコ溶解性細菌を高密度に固定化する担体として浮上型に比重調整したヘドロセラミクスの利用を検討した。この比重調整型担体についてはクリエイトリソース(株)の技術協力によって現在試作段階まで進行させることができた。しかし焼成担体の微生物吸着性が不十分であったため、菌体の高密度固定化を図るために担体表面構造の改善を行った。
効果的なアオコ除去に必要な菌体量を検討したところ、10^7cells/ml以上の濃度で達成されることが明らかになった。焼成の際に生じる担体表層の硝子質除去やポリエチレンイミン等による化学的修飾を検討したが、いずれも十分な菌体吸着量、アオコ除去を達成することはできなかった。
菌体吸着量の改善と併せ、吸着した菌体の活性化を検討した。菌体の必須栄養源であるアミノ酸はアオコから供給されるため、炭素源の添加による菌体活性化を行ったところ、良好なアオコ除去を達成することができた。これらの知見から担体表面に微生物の資化可能な成分の探索を行った結果、糖質であるガムアラビックによって菌体をコーティング・包括固定化することでアオコの迅速除去を達成することが可能となった。
ガムアラビックを用いたことで、菌体の活性化が速やかに進行し、より迅速なアオコ除去が達成された。また純粋培養ではない自然採取のアオコにおいて他の微生物の存在下に関わらず、4日間で水面におけるクロロフィルaの除去を90%以上達成することができた。今後はこれらの知見から得られた条件をもとに「水面ターゲット浄化」モデル実験を行い、アオコ除去条件の最適化を検討する。

Research Products

• [Publications] N.Nakamura, K.Nakano, N.Sugiura, M.Matsumura: "Characterization of an algae-lytic substance secreted by Bacillus cereus, an indigenous bacterial isolated from Lake Kasumigaura."Water Science and Technology. 46巻11.12. 257-262 (2002)
• [Publications] N.Nakamura, K.Nakano, N.Sugiura, M.Matsumura: "A Novel Cyanobacteriolytic Bacteria, Bacillus cereus, Isolated from Eutrophic Lake."J.Bioscience and Biotechnology. 95巻No.2. 179-184 (2003)
• [Publications] N.Nakamura, K.Nakano, N.Sugiura, M.Matsumura: "A Novel Control Process of Cyanobacterial Bloom using Cyanobacteriolytic Bacteria Immobilized in Floating Biodegradable Plastic Carriers."Environmental Technology. 24巻. 1569-1576 (2003)