充填式生物脱臭担体上における脱窒菌群の存在様態の可視化

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24780263
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 安田 知子 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産草地研究所 畜産環境研究領域, 主任研究員 (50391371)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 生物脱臭

Outline of Annual Research Achievements

堆肥化施設からのアンモニアを主体とした臭気除去に利用される生物脱臭装置内において、現状では脱窒反応が不十分なため窒素が蓄積することが問題となっている。そこで、本研究では走査型電子顕微鏡-in situ hybridization法を用いて特定の微生物群を可視化し、「脱窒機能を強化した脱臭装置」の開発に向けて、脱臭担体の微生物的特性に関する知見を得ることを目的とした。
今年度は脱臭担体への応用に向け、水循環式生物脱臭装置での担体上の微生物群の遺伝情報を取得するとともに、走査型電子顕微鏡とin situ hybridization法とのカップリングによる微生物の存在様態の可視化を試みた。脱臭担体としてロックウール充填物と軽石凝灰岩について調査した。
ロックウール充填物では、脱窒菌のnosZ遺伝子をターゲットにした解析で、水循環条件下で主要な脱窒菌群が明らかとなった。また、16S rRNA遺伝子を網羅的に解析した結果、ロックウールと軽石凝灰岩で微生物種の存在割合および主要な微生物種が異なることが明らかとなった。ロックウールと軽石凝灰岩は、形状、物理化学性（陽イオン交換容量、保水性）のみならず微生物性も異なり、同等のアンモニア除去性能を示していても異なるメカニズムでアンモニアおよび窒素除去が行われていることが示唆された。本研究により、脱臭槽内での微生物群集を決定する要因である脱臭担体の影響の重要性が再確認された。走査型電子顕微鏡-in situ hybridization法による特定微生物種の可視化については、完全な識別は困難であるものの、脱臭担体の評価手法の一つとして活用できると考えられたので、今後は、脱臭担体上の微生物の存在様態の情報を用い、脱臭担体の違いにより異なる微生物群集が形成されるメカニズムの解明を進めていきたい。