クオラムセンシングに着目したMBR法におけるバイオファウリング形成機構の解明

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H05535
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 本多 了 金沢大学, サステナブルエネルギー研究センター, 助教 (40422456)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 膜分離活性汚泥法 / 細胞外ポリマー（EPS） / アシルホモセリンラクトン / 微生物群集構造解析

Outline of Annual Research Achievements

実下水処理施設の汚泥中に存在するアシルホモセリンラクトン（AHL）の検出を目的として，活性汚泥からのAHLの抽出方法の最適化を行った。複数の抽出方法を比較検討した結果，活性汚泥を超音波破砕後に酢酸エチルにて抽出・濃縮したものを水またはアセトニトリルにて溶解するのが，バイオアッセイを用いた場合に最も感度良くAHLを検出できることがわかった。同方法にて実処理場の活性汚泥中のAHLを薄層クロマトグラフィーにより分析した結果，標準物質として用いたC4-HSL, C6-HSL, C8-HSL以外のAHLの存在が示唆された。
下水処理プロセス中においてAHLが活性汚泥中の細胞外ポリマー（EPS）産生と微生物群集構造に与える影響を明らかにすることを目的として，AHL添加模擬下水による活性汚泥のバッチ培養試験を行った。その結果，MBR法の曝気条件を模した系（24時間曝気）ではAHLを添加した系の方が汚泥中EPSの糖・タンパク含量が増えることがわかった。また，EPS生産量を標準活性汚泥法の曝気条件を模した系（6時間曝気－2時間静置）と比較した結果，MBR法の曝気条件下の方がEPS生産量が大きくなった。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成28年度に予定していた実下水処理施設におけるAHL検出手法の最適化と実試料による検出ができたことと，平成29年度に予定していたバッチ培養によるAHL添加実験が，試料分析の一部を除いてほぼ終了したため。

Strategy for Future Research Activity

実下水処理施設におけるAHL分析を経時モニタリングするとともに，地域と処理法の異なる施設との比較を行う。バッチ培養によるAHL添加試験におけるDNA抽出試料から次世代シーケンシング解析を用いて16SrRNA遺伝子に基づく微生物群集構造に与えた影響を明らかにする。また，実験室規模のMBRによるAHL添加実験を開始し，膜ファウリングに与える影響を調べるとともに，EPS産生と微生物群集構造について標準活性汚泥法での影響との比較を行う。