畜産環境における耐性菌パンデミック防御のための抗菌剤磁気分離と嫌気性消化への展開

磁性分离抗菌剂和开发厌氧消化以预防牲畜环境中的耐药细菌流行

• 批准号: 20H03107
• 负责人: 井原 一高
• 金额: $ 10.57万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03107/
• 关键词: 動物用抗菌剤; 抗生物質耐性菌; 磁気分離; 嫌気性消化; 畜産廃水; 乳牛糞尿; 抗生物質; 耐性菌

検討項目1： 畜産廃水等の液相に残留する抗生物質の磁気分離除去法の確立のため，乳牛糞尿の固液分離後の液分を対象とし，抗生物質の磁気フィルタによる分離と無害化プロセスに接続するための磁気フィルタからの回収について検討した。電気化学凝集反応を用いた抗生物質への磁気シーディング法において，電流密度の影響は小さい一方で，投入電気量が除去率に影響することを明らかにした。磁気フィルタからの分離物回収手法の開発のため，マグネタイトを模擬物質として磁気力による分離と回収試験を実施した。対象物を分離後，脱磁操作が回収率向上に寄与することを示すとともに，磁気フィルタによる分離の諸条件が回収率に影響することを明らかにした。検討項目2： メタン発酵による乳牛糞尿に残留する抗生物質耐性菌低減を目的として，嫌気性消化プロセスにおける酸生成過程とメタン生成過程における抗生物質耐性菌の消長について，乳牛糞尿を用いた2段階バッチ試験によって検討した。セファゾリンを添加した場合，酸生成過程においてVFA蓄積を招き，結果として耐性菌の消長に影響を与えた。メタン生成過程は，薬剤耐性菌低減の主たるフェーズであることが明らかになった。検討項目3： 生物処理の前処理として、排水中の抗生物質を除去することが、いくつかの報告で示されている。しかし、微生物群集構造、排水処理性能、抗生物質耐性菌の出現などを引き起こさない最小限の抗生物質濃度が明らかでないため、前処理のガイドライン値は明らかにされていない。そこで本研究では、微生物群集構造および排水処理性能に影響を与えない最小限の抗生物質濃度を求めるため、排水処理性能および微生物群集の動的変化を解析した。得られた結果より，前処理時のLVXのガイドライン値として0.5 mg-LVX/L以下に設定することが提案できると考えられた。

Discussion item 1: Establishment of magnetic separation and removal method for antibiotic residues in liquid phase of livestock water, etc., liquid phase separation of cow feces and urine, magnetic separation and harmless separation of antibiotic substances, and investigation of magnetic separation and recovery of antibiotics. The effect of current density is small, but the effect of the amount of electricity input on the removal rate is small. The separation and recovery of magnetic particles are carried out in the simulation of magnetic particles. After the separation of the image, the magnetic separation conditions affect the return rate. Item 2: To reduce antibiotic resistant bacteria remaining in cow feces and urine during fermentation and to reduce the succession of antibiotic resistant bacteria during acid production and protein production during anaerobic digestion, the second stage of cow feces and urine use was examined. In the case of acid addition, the accumulation of VFA in the process of acid formation is affected by the succession of resistant bacteria. In the process of formation, the resistant bacteria are reduced. Discussion item 3: biological pretreatment, removal of antibiotics from wastewater, and report on treatment Microorganism community structure, drainage treatment performance, occurrence of antibiotic-resistant bacteria, minimum antibiotic concentration, pretreatment, etc. In this study, we analyzed the effects of microbial community structure and wastewater treatment performance on the minimum concentration of antibiotics, wastewater treatment performance and microbial community dynamics. The result is that LVX is set below 0.5 mg-LVX/L when pre-processing.

项目成果

Tackling Antibiotic Inhibition in Anaerobic Digestion: The Roles of Fe3+ and Fe3O4 on Process Performances and Volatile Fatty Acids Utilization Pattern

解决厌氧消化中的抗生素抑制：Fe3 和 Fe3O4 对工艺性能和挥发性脂肪酸利用模式的作用

• 发表时间: 2021
• 作者: Fetra Andriamanohiarisoamanana;Ikko Ihara;Gen Yoshida;Kazutaka Umetsu
• 通讯作者: Kazutaka Umetsu

リスク物質処理のための磁気フィルタによる分離・回収プロセスの検討

利用磁力过滤器处理危险物质的分离回收工艺研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Kim Duck-Hyun;Park Jun Chul;Lee Young Hwan;Hagiwara Atsushi;Lee Jae-Seong;寺野真季，山本千莉，刑部祐里子，刑部敬史，梅澤俊明，飛松裕基;高橋一生;高山侑也，長野宇規，吉川夏樹;小沢直輝，佐野真子，松尾拓実，吉村和己，滝沢憲治，福島崇志;江村寛，吉田弦，井原一高
• 通讯作者: 江村寛，吉田弦，井原一高

不溶性アノードを用いた廃棄乳に含有する動物用抗菌剤の分解

不溶性阳极降解废奶中的动物抗菌剂

• 发表时间: 2022
• 作者: 野村匠，陳海博，Fetra J. Andriamanohiarisoamanana;吉田弦，井原一高，梅津一孝
• 通讯作者: 吉田弦，井原一高，梅津一孝

磁気力制御による畜産廃水からの抗生物質の選択分離

磁力控制从畜牧废水中选择性分离抗生素

• 发表时间: 2021
• 作者: Pui Ying Lam;Yuki Tobimatsu;Laura E. Bartley;Toshiaki Umezawa;井原一高，吉田朋高，Fetra ANDRIAMANOHIARISOAMANANA，吉田弦
• 通讯作者: 井原一高，吉田朋高，Fetra ANDRIAMANOHIARISOAMANANA，吉田弦

電気化学凝集による家畜糞尿液分からの抗生物質の除去と磁気分離への応用

电化学混凝去除畜禽粪便中抗生素及其磁分离应用

• 发表时间: 2021
• 作者: 楢原優貴，Fetra J. Andriamanohiarisoamanana;吉田弦，井原一高，梅津一孝
• 通讯作者: 吉田弦，井原一高，梅津一孝