2018 Fiscal Year Research-status Report
微生物による無機溶存物質存在下の硫酸塩還元抑制メカニズムの解明
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17K14750
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| Research Institution | Gunma National College of Technology |
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Principal Investigator |
宮里 直樹 群馬工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (00435413)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | Bacillus属細菌 / 硫酸塩還元微生物 / 無機溶存物質 / 相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、活性汚泥中におけるBacillus属の微生物（以下、Bacillus属細菌）が硫酸塩還元微生物の活動にどのような影響を与えているのかについて着目している。平成29年度、シリカとマグネシウムを添加した条件で多くのBacillusコロニーを確認できたが、シリカやマグネシウムの濃度に大きな変化は確認されず、微量でも影響のあることが示唆された。
そこで平成30年度では、回分式による活性汚泥の馴養（好気条件下）を、ポリペプトンを主体とした基質を用いた系（control）と、基質にシリカを添加した系（Si系）で実験を行なった。馴養期間中、7日ごとにBacillusコロニーの培養を行ない、次世代シークエンサーによる解析のためのDNA抽出を実施した。寒天培地を用いてBacillus属細菌のコロニーを培養・計測し、両系において差が出たことを確認した後、馴養汚泥による硫酸塩還元活性（硫化水素の生成状況）や硝化脱窒に着目した回分試験を行なった．
実験に用いた汚泥は，Bacillus属細菌が優占的に検出（コロニー培養の結果）されているものである。しかし，16S rRNA遺伝子による次世代シークエンサーによる解析（MiSeq解析）では，Bacillus属細菌が0.02%という結果であった．この活性汚泥について、馴養開始から約2週間後にBacillus subtillusのコロニー数計測したところ，Si系で10倍程度多く検出された．ControlとSi系の活性汚泥を用いた硫酸塩濃度の減少を求める回分試験の結果、硫酸塩還元活性に大きな変化を確認することはできなかかった。硝化脱窒に着目した回分試験の結果において、Si系の馴養汚泥を用いた系でNH4-N濃度の低下がやや早く，硝化活性が高いことが推察された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
群馬県では、し尿処理場や一部の都市下水処理場でBacillus属細菌が増殖しているという報告がある。河川水等の無機溶存物質は地質や土壌により影響を受けると考えられることから、本年度ではSiに注目し、予備的実験として河川水等のSi濃度を調査した．河川水や水道水等を採取し、SiO2-Si濃度分析をオートアナライザー（BL-TEC社、 Quaatro-2HR）で行った．その結果、採取された試料水のSiO2-Si濃度がやや高い傾向であることが示唆される結果が得られた。群馬高専の水道水は地下水であり濃度がやや高い値であるものの、群馬県の地質が火山灰土壌であることに起因していることが考えられる。Si（シリカ）は活性汚泥中の生物層に何らかの影響を与えることが示唆される結果だと考えている。
その後、先に述べたように回分式による活性汚泥の馴養（好気条件下）試験、および馴養汚泥を用いた回分試験を行なった。用いた活性汚泥は、Bacillus属細菌が優占的に検出されているが、MiSeq解析ではBacillus属細菌は0.02%という結果であり、非常に小さな値であった。今回、硫酸塩還元活性に大きな差は確認されなかったが、硝化活性には影響を及ぼす可能性が示唆される結果を得られた。しかし、活性汚泥中の微生物解析については未実施の試料もあるため、Si（シリカ）による影響なのか、微生物による影響なのか、明確になっていない。また、活性汚泥の馴養期間がやや短いこともあり、実験条件の再検討も必要だと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、Si（シリカ）に着目した基質条件（シリカを高濃度）を用い、馴養期間を長期にした培養試験を行いたいと考えている。生物層に与えるSiの影響や変化を明確にすることがねらいである。また次世代シークエンサーによる解析(Miseq解析)行い、生物層の変化を明らかにしたい。なお、硫酸塩還元細菌によって生成される硫化水素の濃度を、北川式検知管を用いて計測し、ケイ酸などの無機溶存物質が存在する条件での発生ガスの分析を行う。またこれまで未実施であった抗生物質の存在確認も、同時に行う予定である。
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| Causes of Carryover |
実験で使用予定であった試薬や消耗品等で在庫がややあったため、急ぎでの購入を行いませんでした。そのため、申請額との差が発生しました。よって、次年度使用額がプラスとなっています。
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