地球温暖化防止のための下水・排水処理における耐酸素性脱窒素微生物活用技術の研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360258
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 土木環境システム
• 研究機関: 東北学院大学
• 研究代表者: 遠藤 銀朗 東北学院大学, 工学部, 教授 (80194033)
• 研究分担者: 中村 寛治 東北学院大学, 工学部, 教授 (90382655) ; 宮内 啓介 東北学院大学, 工学部, 教授 (20324014)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 地球温暖化ガス排出削減 / 硝化脱窒 / 温室効果ガス / 亜酸化窒素(N_2O) / 耐酸素性脱窒細菌 / 分子生物学的解析

研究概要

本研究では、 N2OR 遺伝子(nosZ 遺伝子)をターゲットとした定量 PCR 法(リアルタイム PCR法)による硝化脱窒素プロセス内でのこの遺伝子の消長を追跡する方法を確立した。ついで、 耐酸素性脱窒素細菌として知られている Pseudomonas stutzeri TR2 株を硝化・脱窒素系に導入して、 生残性や脱窒素活性を調べた。 さらに、 廃水処理システム由来の活性汚泥から、好気条件、亜硝酸存在下において脱窒素細菌をスクリーニングすることにより、P. stutzeri TR2 株と同様に酸素存在下でも高い脱窒能力を有する脱窒素細菌を 20 株単離した。 これらの単離細菌のいくつかは溶存酸素存在下でも亜酸化窒素(N_2O)を発生させずに優れた脱窒素能力を発揮し、かつN_2O を電子受容体として与えた時に良好な生育を示したことから、活性汚泥から単離したこれらの脱窒素細菌は N_2O 削減技術に利用可能と考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Bioaugmentation of a wastewater bioreactor system with the nitrous oxide-reducing denitrifier Pseudomonas stutzeri strain TR2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Wakako Ikeda-Ohtsubo, Morio Miyahara,Sang-Wan Kim, Takeshi Yamada, Masaki Matsuoka, Akira Watanabe, Shinya Fushinobu, Takayoshi Wakagi, Hirofumi Shoun, Keisuke Miyauchi, Ginro Endo
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: Vol.115, No.1 ページ: 37-42
  • DOI: DOI:doi.org/10.1016/j.jbiosc.2012.08.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Community structure and population dynamics of ammonia oxidizers in composting processes of ammonia-rich livestock waste (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Yamada, Shinya Araki, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Keiko Okamura, Akira Hiraishi, Hideyo Ueda, Yasuichi Ueda, Keisuke Miyauchi, and Ginro Endo
  • 雑誌名: Systematic and Applied Microbiology
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.syapm.2013.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Survival of the aerobic denitrifier Pseudomonas stutzeri strain TR2 during co-cultures with activated sludge under the denitrifying conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: Morio Miyahara, Sang-Wan Kim, Shengmin Zhou, Shinya Fushinobu, Takeshi Yamada, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Akira Watanabe, Keisuke Miyauchi, Ginro Endo, Takayoshi Wakagi, and Hirofumi Shoun
  • 雑誌名: Bioscience Biotechnology and Biochemistry 巻: Vol.76,No.3 ページ: 495-500
  • DOI: DOI:DOI:10.1271/bbb.110785
  • 査読あり
• [雑誌論文] コンポスト製造過程において発生する亜酸化窒素の削減に関与する脱窒細菌遺伝子の多様性と消長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 進藤絵里香、大坪和香子、上田裕一、上田英代、宮内啓介、遠藤銀朗
  • 雑誌名: 土木学会論文集 G(環境) 巻: Vol.67, NO.7 ページ: 441-448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aerobic denitrification by Pseudomonas stutzeriTR2 has the potential to reduce nitrous oxide emission from wastewater treatment plants (2010)
  • 著者名/発表者名: Morio Miyahara, Sang-Wan Kim, Shinya Fushinobu, Koki Takaki, TakeshiYamada, Akira Watanabe, Keisuke Miyauchi, Ginro Endo, Takayoshi Wakagi,and Hirofumi Shoun
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: Vol.76, No.14 ページ: 4619-4625
  • DOI: DOI:10.1128/AEM.01983-09
  • 査読あり
• [学会発表] 窒素化合物を高濃度に含む有機性廃水・廃棄物のバイオ処理プロセスにおける亜酸化窒素の発生メカニズムと発生抑制に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 遠藤銀朗
  • 学会等名: 第20回北海道大学衛生工学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館、北海道札幌市
  • 年月日: 2012-12-04
• [学会発表] Pilot scale bioaugmentation for removing nitrous oxide (N2O) using denitrifying bacterium Pseudomonas stutzeri strain TR2; a case study, Environmental Microbiology and Biotechnology 2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Ikeda-ohtsubo, M. Miyahara, K. Sang-Wan, A. Watanabe, S. Fushinobu, T. Wakagi, H. Shoun, K. Miyauchi, G. Endo
  • 学会等名: Environmental Microbiology and Biotechnology 2012
  • 発表場所: School of Engineering, Alma Mater Studiorum, University of Bologna, Bologna
  • 年月日: 2012-04-11
• [図書] IFO 微生物学概論 (2010)
  • 著者名/発表者名: 遠藤銀朗、他
  • 総ページ数: 15
  • 出版者: 培風館