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炭素・窒素安定同位体比を指標とした排水処理システムにおける浄化機構と食物網の解析(平成 25年度)
Evaluation of food webs and purification mechanism in wastewater treatment systems using carbon and nitrogen stable isotope ratios

予算区分
CD 文科-科研費
研究課題コード
1314CD005
開始/終了年度
2013~2014年
キーワード(日本語)
炭素・窒素安定同位体比,排水処理システム,食物網,微生物生態系
キーワード(英語)
Carbon and nitrogen stable isotope ratios, wastewater treatment system, food web, microbial ecosystem

研究概要

生物学的排水処理リアクターは、微生物の捕食・被捕食作用等を巧みに利用した技術であり、細菌、原生動物、後生動物など、餌や栄養段階が異なる微生物群によって形成された食物網において、排水の浄化や余剰汚泥の分解が進行している。しかし、微生物群集における食物網(微生物生態系)を理解する上で重要な摂餌関係(捕食—被捕食の関係)に関する知見は限られている。そこで本研究では、自然環境における食物網の解析に適用されてきた炭素・窒素安定同位体比の指標に基づき、生物学的排水処理リアクターにおける浄化機構や食物網の解析を進め、処理性能の安定化・効率化のための基礎的知見を得ることを目的とする。

研究の性格

  • 主たるもの:基礎科学研究
  • 従たるもの:技術開発・評価

全体計画

本研究では、代表的な生物学的排水処理システムである活性汚泥法、散水ろ床法、嫌気性処理法における、流入下水、処理水、保持汚泥、余剰汚泥、後生動物に対して、炭素・窒素安定同位体の測定を行う。同時に、各処理システムにおける処理性能や汚泥特性などの基礎的データを取得する。この結果から、汚泥における微生物生態系の上位に属する後生動物の摂餌関係や栄養段階などの解明を進める。また、各システムにおける安定同位体比の変動から、物質フロー、浄化機構、微生物生態系の解析を試みる。これにより、各処理システムの汚泥における食物網と浄化機構の比較評価を行なう。さらに、排水処理システムへの安定同位体比解析の適用を通じて、実験方法、データ解析、評価方法などの最適化・洗練化を行う。

今年度の研究概要

代表的な生物学的排水処理リアクターである、嫌気性処理法、散水ろ床法における、炭素・窒素安定同位体比を明らかにするとともに、水質や汚泥に関するデータなども取得し、安定同位体比に基づく解析を進めていく。サンプルとして、各リアクターから流入下水、処理水、保持汚泥、余剰汚泥、主要な後生動物を取得する。安定同位体比は、リアクターの処理性能や汚泥特性などの基礎的データとの比較を行う。これにより、(1)下水、汚泥、後生動物の関係、(2)流れ方向における変化、(3)各リアクターでの違いなどを明らかにする。また、安定同位体比解析により、リアクターの汚泥に生息する主要な後生動物の摂餌関係に関する知見を得る。

関連する研究課題
  • 0 : 地域環境研究分野における研究課題

課題代表者

小野寺 崇

  • 地域環境研究センター
    環境技術システム研究室
  • 主任研究員
  • 博士(工学)
  • 土木工学,生物工学
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