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下水処理場のエネルギー供給拠点化実現に向けて、下水道が有する栄養を活用した微細藻類培養・エネルギー化技術の開発に注目が集まっている。本事業では、高油脂含有の土着藻類培養を目的として、栄養塩濃度変化が土着藻類中有機物組成に与える影響を経時的に把握した。
実下水処理水を用いて培養した土着藻類において、窒素濃度減少に対して、まず炭水化物が蓄積され、その後、蓄積した炭水化物の分解に伴い脂質が蓄積されることが分かった。このことから、炭水化物および脂質がそれぞれ第一次および第二次の炭素/エネルギー貯蔵物質として活用されていること、また、この窒素濃度減少下での炭水化物・脂質の蓄積は、土着藻類での活性酸素生成の抑制に寄与している可能性が示唆された。一方で、土着藻類を長期間窒素が枯渇した条件に曝しても、脂質蓄積能は向上しないことが分かった。窒素濃度の上昇に対して、窒素濃度上昇から脂質分解が生じるまでの時間は、窒素濃度が上昇する前の下水処理水中窒素の残存状況で異なっていた。具体的には、窒素が残存している状況下で窒素濃度が上昇した場合、脂質の分解が生じるまでに約1日を要した。一方で、窒素が枯渇している状況で上昇した場合、脂質は速やかに分解された。脂質分解の開始に時間的差異が生じた原因として、土着藻類での炭水化物含有量が影響している可能性が示された。
以上に記した栄養塩濃度変化に対する土着藻類中有機物蓄積・分解特性を踏まえ、高油脂含有の土着藻類培養を実施する上で重要となる、培養システムでの操作因子・管理項目を示した。
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