2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidating N2O production mechanisms by ammonia-oxidizing bacteria based on nitrogen atoms and electron flows
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26701009
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
寺田 昭彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30434327)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 亜酸化窒素（N2O） / 生成経路 / 部分硝化 / 硝化菌脱窒 / ハイブリッド反応 / ヒドロキシルアミン酸化 / 同位体比アナライザー / 15Nトレーサー法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. N2O同位体比アナライザーを利用したN2O生成経路同定手法の開発：N2O同位体比アナライザーは秒単位でのN2O生成量および生成経路を追跡することを可能にするが、15Nトレーサー法で生成する分子量46のN2Oは検出できない。そこで、溶存N2O濃度の追跡と総括N2O移動容量係数を算出することにより、ガスとして排気される分子量46のN2O生成を予測可能なモデルを構築した。このモデルにより予測される分子量46のN2O濃度は四重極型GC/MSで測定されたN2O濃度と概ね一致したため、モデルの妥当性を示すことができた。
2. 部分硝化リアクターの溶存酸素（DO）濃度がN2O生成経路に及ぼす影響評価：N2O同位体比アナライザーおよび四重極型GC/MSを用いて、部分硝化リアクターから生成するN2O濃度と生成経路についての考察を行った。ＤＯ濃度コントローラーを用いて部分硝化リアクターの濃度を一定に制御して、ＤＯ濃度がN2O生成量と経路に及ぼす影響を調査したところ、低ＤＯ濃度ではN2Oの半分以上が硝化菌脱窒により生成することが明らかになった。一方で、ＤＯ1.0 mg/L以上においては、ヒドロキシルアミンと亜硝酸イオンから生成するハイブリッド反応によるN2Oの割合が増加することが示された。一方、これまで報告されていたヒドロキシルアミン酸化によるN2O生成は、適用したＤＯ濃度範囲ではほぼ無視できることが明らかになった。以上より、部分硝化リアクターの設定ＤＯ濃度によりN2Oの生成経路が大きく異なることを示した。
3. 単一槽型部分硝化-アナモックスリアクターからのN2O生成量および生成経路の調査：1.で構築した技術を部分硝化-アナモックスリアクターに適用した。生成したN2Oの半分以上は硝化菌脱窒経路によるものであった。一方で、ハイブリッド反応によるN2O生成も起こりうることを示した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Hybrid nitrous oxide production from a partial nitrifying bioreactor: Hydroxylamine interactions with nitrite2017
Author(s)
A. Terada, S. Sugawara, K. Hojo, Y. Takeuchi, S. Riya, W.F. Harper, T. Yamamoto, M. Kuroiwa, K. Isobe, C. Katsuyama, Y. Suwa, K. Koba, M. Hosomi
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Journal Title
Environmental Science & Technology
Volume: 51
Pages: 2748-2756
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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