2021 年度研究成果報告書

近赤外線を利用する光合成アンモニア酸化微生物の獲得と革新的排水処理プロセスの構築

研究課題

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研究課題/領域番号	18K18884
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分22:土木工学およびその関連分野
研究機関	広島大学
研究代表者	金田一智規広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (10379901)
研究期間 (年度)	2018-06-29 – 2022-03-31
キーワード	アナモックス / 光合成
研究成果の概要	本研究では無酸素で光エネルギーを利用(光合成)するアンモニア酸化反応を担う微生物の培養を行い、革新的な排水処理プロセスの開発することを目的とする。培養は通常の光合成微生物が増殖しないように、可視光をカットした近赤外線を照射し、光合成アンモニア酸化微生物が保有するバクテリオクロロフィルにのみ光エネルギーが吸収されるように工夫した。近赤外線をリアクターに照射した結果、一部緑変したバイオマス中には通常のクロロフィルを持つシアノバクテリアが40-50％を占める結果となったが、リアクターの窒素収支から僅かながら窒素除去が行われており、光合成アンモニア酸化微生物がわずかに存在する可能性も示唆された。
自由記述の分野	排水処理工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	水(酸素発生型)や硫化水素(非酸素発生型)と光エネルギーを用いてCO2を同化する光合成微生物はよく知られている。一方、本研究で対象とするアンモニアと光エネルギーを用いてCO2を同化する光合成微生物はこれまでに発見されておらず、その微生物の発見・培養自体が極めて探索的性質の強い研究である。アンモニア光合成微生物の培養ができれば、植物工場で使用されている近赤外線LED による光照射を組み合わせることで、大量の酸素消費と低効率が問題となっていた排水処理の硝化プロセスを大きく転換させる革新的水処理プロセスとなり得る。