| 研究課題/領域番号 |
17K14750
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| 研究機関 | 群馬工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
宮里 直樹 群馬工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (00435413)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | Bacillus属細菌 / 硫酸塩還元微生物 / 無機溶存物質 / 相互作用 / 硝化 / 脱窒 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、Bacillus属細菌の増殖に有効とされるミネラSi、Mgに注目し、回分式により培養してBacillus属細菌の増殖条件を検討した。また、回転円盤処理装置を用いて、Bacillus属細菌と窒素除去との関連性を検討したので報告する。
高崎市のA処理場(以下A系)の活性汚泥を用いたMiseq解析により、Bacillus属細菌はほとんど存在しないという結果が得られている。この汚泥を用い、ペプトンを主とし、Si、MgおよびSi+Mgを加えた条件下で20℃の恒温槽内にて馴養した。定期的に試料を採取した後、ニュートリエントブロスを主とした寒天培地を用いてBacillus属細菌のコロニーを培養し、コロニー数を計測した。同時に各系の水質分析をオートアナライザー(BL-TEC K.K.)により行った。 高専内に設置されている回転円盤試験機を用いて連続試験を行った。A系汚泥を種汚泥とし、高専下水を用いて馴養させた。2日毎に流入下水と処理水を採取後、各態窒素とリンを分析した。また、回転円盤に付着した生物膜の窒素処理能を検討するため、流入下水による回分試験を実施し、各態窒素・リンの分析を行った。また回転円盤に付着した生物膜のBacillus属細菌を培養後、コロニー数を計測した。
回分式による馴養開始から1週間後、Bacillus subtillusのコロニーは観察されなかった。しかし、2週間後にはどの条件下でも検出され、Si+Mgの条件において最も多く、1.4×104個/gのコロニーが観察された。連続試験において、経日的な水質分析の結果、流入するNH4-Nの減少が確認できたことから、硝化反応は良好である可能性があった。また、Inorg-Nの槽内における変化がほぼ無く、脱窒反応による窒素除去が行われていると考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は、活性汚泥中におけるBacillus属の微生物（以下、Bacillus属細菌）が硫酸塩還元微生物の活動にどのような影響を与えているのか、解明することを目的としている。このBacillus属の細菌は芽胞形成時にシリカを取り込むことが報告されるなど、これまで注目されてこなかった無機溶存物質が微生物の活動に影響を及ぼす可能性が示唆された。そのため、初年度は無機溶存物質が活性汚泥に存在するBacillus属細菌の優先占における要因になっていると仮設を基に研究を行なった。
硫酸塩還元微生物と硫酸塩還元活性、Bacillus属細菌のコロニー数との関連性について、Bacillus属細菌の培養によりコロニーが確認された活性汚泥を、ポリペプトンを主とした基質にシリカやマグネシウムを加えたものを用いて嫌気条件(20℃)で回分式により培養した。その結果、シリカやマグネシウムによる、Bacillusコロニー数や硫酸塩還元微生物（MPN数）に明確な差はほとんど確認できなかった。そのため、無機溶存物質による好気条件(20℃)におけるBacillus属細菌の増殖（菌数や活性の増加）条件を明確にする必要性があると判断し、上記実験と同様の基質を用いて回分式により培養した。ポリペプトンを主とし、シリカあり、マグネシウムあり、シリカとマグネシウムありの基質条件で培養した活性汚泥中のBacillusコロニー数を計測した結果、シリカとマグネシウムを添加した系で最も多くのBacillusコロニーを確認できた。しかし、シリカやマグネシウムの濃度に変化はなく、Bacillus属細菌の増殖に与える濃度は微量であることが示唆された。次年度以降、この結果を基に嫌気条件における硫酸塩還元微生物とBacillus属細菌の関連性を調査する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
好気条件下でシリカやマグネシウムの存在下でBacillus属細菌の増殖が良好であることが示唆される結果を得られた。今年度、無機溶存物質を上記の2種類に限定して行ったが、好気条件下でシリカやマグネシウムの存在下でBacillus属細菌の増殖が良好であることが示唆される結果を得られた。今年度、無機溶存物質を上記の2種類に限定して行ったが、鉄などの成分がBacillus属細菌の増殖に影響を与えるという報告もあるため、無機成分を増やした実験を行いう。また、馴養した活性汚泥試料に対する次世代シークエンサーによる解析(Miseq解析)行い、増殖条件を明らかにする予定である
上記の結果を嫌気条件下における馴養試験に適用し、硫酸塩還元微生物とBacillus属細菌の相互作用を検討する予定である。具体的には、馴養試験を行い、硫酸塩還元細菌によって生成される硫化水素の濃度を、簡易型ではあるが北川式検知管を用いて計測する。ガス回収器を用い、曝気により液体中から硫化水素を追い出して測定し、ケイ酸などの無機溶存物質が存在する場合の硫化水素濃度の変化を調べる予定である。また、単純にBacillus属細菌が確認できる活性汚泥試料を嫌気条件下に静置し、発生するガスの成分分析も行う予定である。さらに、抗生物質(iturin A)の存在確認についても実験を開始しする予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
申請時、購入品目に含めていた分析機器が支給額では購入できなかったため、代替となる機器の購入や借用、利用で補いました。そのため、申請額との差が発生しました。そのため、次年度使用額がプラスとなっています。予定していた機器の購入はでませんでしたが、代替機器を活用するための、付属品（消耗品など）の購入や試薬等で差額も使用する必要があります。
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