| 研究課題/領域番号 |
21H03636
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
宮田 直幸 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (20285191)
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| 研究分担者 |
渡邊 美穂 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (70867184)
佐藤 由也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80711291)
所 千晴 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90386615)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | マンガン酸化細菌 / 低栄養細菌 / 坑廃水 / 炭酸固定 / 坑廃水処理 / マンガン含有坑廃水 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
鉱山から排出されるマンガン含有坑廃水ではマンガン酸化菌を利用した処理が国内外で研究されているが、これまで検討されてきたマンガン酸化菌は従属栄養であるため、有機物等の基質の供給が課題である。本研究では、低栄養細菌群による有機物供給システムと従属栄養細菌によるマンガン酸化システムを内包した微生物培養系を利用して、有機性基質の外部供給を必要としないマンガン含有坑廃水処理技術を研究開発する。微生物群集における有機物供給やマンガン酸化の機構を解明するとともに、坑廃水処理を検討して適用性を評価する。
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| 研究成果の概要 |
Mn酸化細菌を利用した低環境負荷の坑廃水処理技術の確立を目指して、代表者らが構築してきたMn酸化集積培養系の有機物供給機構とMn酸化機能を明らかにすること、及びMn含有坑廃水処理への適用性を評価することを目的として研究を実施した。有機性基質無添加条件において、集積培養系内では低栄養細菌が有機物供給者としての役割を担い、従属栄養Mn酸化細菌の維持に関与することが示唆された。分離された低栄養細菌は炭酸固定能力を有し、貧栄養環境での有機物生成への寄与も示された。有機性基質無添加条件で集積されるMn酸化集積培養系は実坑廃水に対して十分機能し、坑廃水処理への適用性は高いと結論付けられた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
休廃止鉱山では有害金属を溶解した坑廃水が発生するため、半恒久的な対策が必要である。Mn酸化細菌はMnイオンを酸化して不溶性酸化物を析出させるため、Mn含有坑廃水への適用が期待されている。しかしながら、利用可能なMn酸化細菌は従属栄養性であるため、エネルギー源・炭素源となる有機性基質を供給する必要があった。本研究により、低栄養細菌の働きで集積培養系内に有機物が供給され、Mn酸化細菌の維持に寄与し得ることが明らかになった。Mn酸化微生物系において低栄養細菌の機能を初めて提示することができた。また、微生物を利用したMn含有坑廃水処理の実用化を大きく前進させる成果を得ることができた。
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