2009 Fiscal Year Annual Research Report
クリーニング作物と乳酸発酵を核とした地下水硝酸汚染抑制・資源循環システムの構築
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21310054
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
藤原 拓 Kochi University, 教育研究部・自然科学系, 教授 (10314981)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大年 邦雄 高知大学, 教育研究部・自然科学系, 教授 (00127060)
前田 守弘 岡山大学, 環境学研究科, 准教授 (00355546)
赤尾 聡史 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (30448196)
永禮 英明 北見工業大学, 工学部, 准教授 (60359776)
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| Keywords | 地下水汚染 / 亜酸化窒素 / 窒素 / リン / クリーニング作物 / 乳酸発酵 / 資源循環 |
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| Research Abstract |
地下水汚染抑制、温室効果ガス放出抑制、資源循環を同時に実現するクリーニング作物と乳酸発酵を核とした新規システムの構築を目指し、一連の研究を行った。
高知大学のビニルハウスにおいて、クリーニング作物を栽培する時の土壌水分が窒素溶脱およびN_2O放出に及ぼす影響をポット栽培試験により検討した結果、本研究の条件下ではpF=1.5±0.2の条件が最適と判断された。
硝酸性窒素濃度の高い地下水を浄化するために、脱窒の電子供与体としてポリL乳酸の利用可能性を検討した。その結果、比較的低分子量(5000)のポリL乳酸の場合は高級脂肪酸と同程度の浄化能を示すとともに、有機物による二次汚染の可能性は低いことがわかった。
異なる前処理方法を用いてクリーニング作物(トウモロコシ、ソルガム)の糖化率(酵素糖化)を比較した。その結果、クリーニング作物にはアルカリ系の前処理が適していることがわかった。また、糖化したバイオマスをもとに高温L-乳酸発酵を実施した。前処理後のバイオマスに対して、クリーニング作物では0.4以上の変換率(g/g)でL-乳酸を得た。
L-乳酸発酵過程におけるリン・窒素回収方法検討に関し、トウモロコシからのリン抽出方法を検討し、水または1%水酸化ナトリウムに24時間浸漬するだけでトウモロコシ中リンのほとんどを抽出できることが示された。また、L-乳酸発酵におけるリン収支を把握し、トウモロコシ中リンのほとんどが前処理廃液、洗浄廃液に移行していることが明らかとなった。この結果、発酵操作に入る前処理段階にてリンを抽出することが適切と考えられた。
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