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有機物で汚染された内湾の生物環境を微生物機能を利用して改善・復元をはかるため、有用微生物としてごく微量の窒素化合物(NH_4Cl)を利用しうる低窒素同化細菌および各種有機物分解能を有する脱窒細菌を選別した。
1)分離された低窒素同化細菌株を窒素化合物除去処理に利用するために、窒素化合物利用能を検討した結果、NH_4Clの他、尿素、アミノ酸、アミン類など幅広い利用性が認められた。アクリルアミドによる低窒素同化細菌の包括固定化を試み、固定化ゲル内での細胞の活性化、NH_4^+取り込み活性の最適条件などを調べた。固定化細胞ペレット内での細菌数は活性化処理により10^<10>/mlレベルにまで増加させることができた。固定化細胞によるNH_4^+取り込みの最適温度は30℃付近、最適pHは7であり、懸濁細胞によるNH_4^+取り込みの最適温度および最適pHとほぼ同じであった。また、固定化細胞のNH_4^+取り込み活性は30℃以下、pH7で安定であった。固定化細胞によるNH_4^+除去のため、固定化細胞ペレットの連続使用を試み、活性の安定性を検討した結果、連続使用により窒素除去率は次第に低下した。さらに、固定化細胞ペレットを長期連続して使用する場合、1細胞にかかる窒素負荷を低減させること、すなわち固定化ペレット量を増加させる必要があった。また、固定化細胞ペレットをバイオリアクターとして用いて、終末処理水や事業所の廃水などの家庭雑排水・産業排水からの窒素の完全除去を試みた。
2)脱窒細菌による負荷総窒素量の低減をはかるため、固定化細胞の現場への応用のための担体としてゼオライト、イソライトなどを用いて、研究室内にモデル小型水槽を設定した。水槽に内湾底泥および海水を投入し、水質・底質を経日的に測定して、浄化能を検討した。
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