2021 年度研究成果報告書

土壌の窒素浄化機能を極限にまで高める水質浄化用高機能土壌団粒の創製

研究課題

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研究課題/領域番号	18K05925
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分41050:環境農学関連
研究機関	島根大学
研究代表者	佐藤邦明島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (60533289)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード	土壌式水質浄化 / 土壌団粒 / 硝化 / 脱窒
研究成果の概要	土壌を利用した水質浄化法で最も重要なことは，いかに有効に汚水を土壌へ接触浸透させるかであると示されてきた。そこで，水質浄化用土壌団粒を作成し，土壌への汚水の接触を極限にまで高めようと考えた。本研究では，窒素除去プロセスである「硝化」および「脱窒」に特化した高機能土壌団粒を創製し，土壌の窒素浄化機能を極限にまで引き出すことを試みた。アンモニアや硝酸吸着能を有する資材を土壌に混合し，人工的に土壌団粒を作成することで，窒素浄化能を高めることが可能であった。また，資材や運転管理によって硝化や脱窒菌群などの微生物群集を制御できる可能性が示唆された。
自由記述の分野	土壌圏生態工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	従来の土壌を利用した水質浄化方式では，汚水を土壌に導入する方法の改良に過ぎなかった。これに対し，本研究では土壌団粒の物理化学的制御により，硝化や脱窒に寄与する生物性をもコントロールすることによって，水質浄化機能を高めることが可能であることを示した。共同体として発揮される土壌微生物群の活動の場を，土壌団粒によって人工的に創出しようとする発想は今までになかった。土壌は世界中普遍に存在しており，土壌を利用した水質浄化法は低コストでローメンテナンスな技術である。土壌など地域に存在する資源を利用した水質浄化技術の発展は，世界規模での水環境問題の解決や地域資源循環型社会の構築に大きく寄与できる。