| 研究課題/領域番号 |
17K06627
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人国立環境研究所 |
|---|
研究代表者 |
小林 拓朗 国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 主任研究員 (10583172)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | 生物膜 / 嫌気性処理 / 産業排水 / カチオン |
|---|
| 研究実績の概要 |
一部の産業排水処理等の微生物にとって過酷な環境下での嫌気性微生物群集による生物膜形成を対象として、影響因子と解決策の模索を行なった。また、この研究を進める上で、生物膜の形成速度を迅速に評価する目的で、水晶センサーを用いた測定システムの構築を試みた。本年度は、水晶振動子センサー上での生物膜形成量を定量的に把握すること、高塩濃度下での生物膜形成速度の定量的評価を目的として研究を遂行した。
センサー表面の絶縁コーティングとポリマーコーティングを施した後、分散した嫌気性微生物細胞と特定の濃度に設定したカチオンを含むミネラル溶液を別々にフローセルに供給し、フローセル内に設置されたセンサー表面に生物膜を形成させることで、有意な生物膜形成が確認できた。センサーが示す周波数の減少量と、付着生物膜量の間には正の相関が認められ、定量的な生物膜量の把握およびその量の変化のモニタリング方法が確立できた。
この方法を用いることで、様々に変化させたカチオン濃度の下での、嫌気性生物膜の形成速度を評価し、共存カチオンの種類および濃度と生物膜形成との間の相関関係を検討した。まず、異なるCa濃度の下での測定から、Ca2+濃度0-8mMの間で生物膜形成の増進効果があり、16mM以上では8mM時と比較して速度が減衰することがわかり、適切なCa濃度に制御することで生物膜形成を促進できることが示された。しかしながらNa+の共存によりカチオン吸着の競合が起き、上記のポジティブな効果が減少することがわかった。150mMのNa濃度下では、Ca濃度によるポジティブな影響がほとんど打ち消された。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本年度は、水晶センサー上での生物膜発達量の適切な定量を行う条件を確立するところまでを達成目標としていたが、それを達成した上で、さらに実際に生物膜形成速度を異なるカチオン条件下で測定することで、生物膜形成に及ぼすカチオンの種と濃度の影響を検討するところまで進展した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究から、Ca2+濃度0-8mMの間で生物膜形成の増進効果があり、16mM以上では8mM時と比較して速度が減衰することがわかり、適切なCa濃度に制御することで生物膜形成を促進できることが示された。しかしながらNa+の共存によりカチオン吸着の競合が起き、上記のポジティブな効果が減少することがわかった。150mMのNa濃度下では、Ca濃度によるポジティブな影響がほとんど打ち消された。このような問題を踏まえて、本年度は、高濃度Naのネガティブな効果を克服する方策を検討する。具体的にはカチオンポリマーの添加を試みる。
|
