低分子ポリ乳酸を用いた低コスト型新規生物学的脱窒プロセスの開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21510084
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 山田 剛史 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90533422)
• 研究分担者: 平石 明 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40283486)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ポリ乳酸 / 脱窒細菌 / 固相脱窒法 / 未利用バイオマス / 電子供与体 / 環境浄化

研究概要

本研究では、ポリ乳酸(PLLA)を生物学的脱窒プロセスの外部電子供与体として利用する技術開発を行った。重量平均分子量および結晶化度の適切なコントロールが、PLLAからの非生物学的な乳酸(電子供与体)の放出には重要であった。また、nirSおよびnirK遺伝子の転写産物を標的とした分子生物学的解析は、プロセス内の主要な脱窒細菌が、コマモナス属、タウエラ属、アルカリジェネス属やカステルラニエラ属に属することを示した。

研究成果

• [雑誌論文] ポリ乳酸廃材を用いた環境浄化・エネルギー回収技術の開発と展望 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田剛史, 平石明
  • 雑誌名: 月刊ファインケミカル 巻: vol.40(9) ページ: 12-19
• [雑誌論文] Nitrate removal efficiency and bacterial community dynamics in denitrification processes using poly(L-lactic acid) as the solid substrate (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, M., T. Yamada, M. Tanno, H. Tsujiand A. Hiraishi.
  • 雑誌名: Microbes Environ 巻: vol.26 ページ: 212-219
  • 査読あり
• [雑誌論文] 「ポリ乳酸」の新しい活用法-生物学的脱窒プロセスにおける還元力供給材料- (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田剛史, 平石明
  • 雑誌名: MATERIAL STAGE 巻: vol.10(12) ページ: 23-26
• [雑誌論文] ポリ乳酸の廃水処理技術利用への展望-プロセス内で機能する微生物群に迫る- (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田剛史
  • 雑誌名: 微生物生態学会誌 巻: vol.1 ページ: 14-15
• [学会発表] ポリ乳酸添加固相脱窒リアクター内の脱窒細菌群集の動態と多様性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡宏行,山田剛史,辻秀人,平石明
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
  • 年月日: 20120323-26
• [学会発表] 脱窒細菌の細胞レベルにおける簡易生菌数計測法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川島淳一,山田剛史,平石明
  • 学会等名: 日本農芸化学会2012年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学
  • 年月日: 20120323-26
• [学会発表] ポリ乳酸系バイオポリマーを単一の電子供与体として用いた脱窒反応槽内の脱窒細菌群集の遷移および多様性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田剛史,辻秀人,平石明
  • 学会等名: 第46回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 東洋大学
  • 年月日: 20120314-16
• [学会発表] Gene-based fluorescence in situ hybridization to distinguish denitrifying bacteria having different nitrite reductase genes in ecosystems (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuba, M., T. Yamada, A. Hiraishi.
  • 学会等名: The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference 2011
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 20111117-18
• [学会発表] Nitrate removal and bacterial population dynamics in wastewater treatment processes using poly(L-lactic acid) waste for biological denitrification (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T., H. Tsuji, and A. Hiraishi.
  • 学会等名: The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference 2011
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 20111117-18
• [学会発表] ポリ乳酸を単一基質として用いた脱窒リアクター内の脱窒細菌群の動態と多様性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田剛史,辻秀人,平石明
  • 学会等名: 第27回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 20111008-10
• [学会発表] ポリ乳酸を基質とする固相脱窒系内のnirK型脱窒細菌の動態と多様性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横〓和哉, 山田剛史, 丹野基裕, 辻秀人, 平石明
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2011年度大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 20110620-21
• [学会発表] ポリ乳酸添加固相脱窒反応槽内における脱窒細菌群の動態および多様性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田剛史, 辻秀人, 平石明
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会
  • 発表場所: つくば大学
  • 年月日: 20101124-26
• [学会発表] 改質ポリ乳酸を用いた固相脱窒反応槽の硝酸除去特性と高活性脱窒細菌群集の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田剛史, 丹野基裕, 辻秀人, 平石明
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2010年度大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 20100621-22
• [学会発表] 改質ポリ乳酸を用いた固相脱窒プロセスによる硝酸除去特性と脱窒細菌群集構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田剛史, 丹野基裕, 辻秀人, 平石明
  • 学会等名: 第44回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 20100315-17
• [学会発表] 改質ポリ乳酸を用いた固相脱窒プロセスによる硝酸除去特性と脱窒細菌群集構造解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 丹野基裕, 山田剛史, 辻秀人, 平石明
  • 学会等名: 第25回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20091121-23
• [学会発表] 改質したポリ乳酸廃材を用いた新規生物学的窒素除去技術の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 丹野基裕, 山田剛史, 辻秀人, 平石明
  • 学会等名: 第61回日本生物工学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20090923-25
• [学会発表] 低分子ポリ乳酸廃材を用いた生物学的脱窒プロセスの窒素除去特性と細菌群集構造の比較 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田剛史, 丹野基裕, 高橋正亮, 辻秀人, 平石明
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2009年度大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 20090623-24
• [図書] Environmental application. In poly(lactic acid): Processing and Applications ed. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiraishi, A., R., Lim, L.-T., Selke, S. E. M., and Tsuji, H., Wiley
  • 総ページ数: 477-485
• [備考]
  • URL: http://ens.tut.ac.jp/microbes/
• [産業財産権] 電子供与体供給剤および、それを用いた環境浄化方法 (2012)
  • 発明者名: 山田剛史,平石明,辻秀人,松岡宏行,吉川成志
  • 権利者名: 豊橋技術科学大学,東洋製罐株式会社
  • 産業財産権番号: 特許権、特願2012-022257
  • 出願年月日: 2012-02-03
• [産業財産権] 電子供与体供給剤、電子供与体供給剤の製造方法および、それを用いた環境浄化方法 (2009)
  • 発明者名: 平石明,辻秀人,山田剛史
  • 権利者名: 豊橋技術科学大学
  • 産業財産権番号: 特許権、特願2009-264383,特開2011-104551
  • 出願年月日: 2009-11-21