Biogas production reactor using anaerobic groundwater containing a subterranean microbial community associated with the accretionary prism

使用含有与增生棱柱相关的地下微生物群落的厌氧地下水的沼气生产反应器

• 批准号: 20H04385
• 负责人: 木村 浩之
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Shizuoka 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04385/
• 关键词: 地下圏微生物; バイオリアクター; 温泉; 水素製造; 分散型エネルギー; メタン; 水素; 災害対策; メタン生成; 水素ガス生成; 分散型エネルギー生産; 未利用エネルギー; 微生物; 水素生成

付加体は、海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込む際に海底堆積物が大陸プレートの側面に付加してできた厚い堆積層である。付加体の堆積層の多くは泥岩砂岩互層からなり、泥岩層には多くの有機物が含まれている。一方、砂岩層には水が多く含まれており、地下水を貯えた帯水層となる。付加体の深部地下圏の帯水層には、地熱によって温められた嫌気性の地下水とメタンが蓄えられている。これまでの研究において、西南日本の付加体が分布する地域に構築された温泉用掘削井を介して深部帯水層に由来する地下水とメタンを採取した。そして、付加体の深部帯水層におけるメタン生成メカニズムを明らかにしてきた。本研究課題では、これらの深部帯水層に由来するメタン、地下水、微生物群集を活用した分散型エネルギー生成システムを創成する。特に、地下水に含まれる水素発生型発酵細菌と水素資化性メタン生成菌を用いたメタン生成リアクターおよび水素ガス生成リアクターを構築する。そして、温室効果ガス排出削減、エネルギーの地産地消、分散型エネルギー生産、災害時ライフライン供給システムの開発に貢献する。令和3年度は、静岡市内の深度910メートルの温泉用掘削井から嫌気性の地下水を採取し、１トン型バイオリアクターに添加した。その後、食品廃棄物等の有機基質を加え、最適化した温度にてリアクターをインキュベートし、水素ガス生成を試みた。同時にガス流量計を用いたバイオガス生成量の測定及びガスクロマトグラフを用いたガス組成分析を実施した。その結果、１日あたり2.3 Nm3の水素ガス生成に成功した。また、バイオリアクター内にて増殖した微生物群集の16S rRNA遺伝子を対象としたアンプリコンシーケンス解析も実施した。その結果、バイオリクター内にてメタン生成菌の増殖が阻害され、一方、多様な水素発生型発酵細菌が増殖していたことを確認した。

In addition, the ocean floor is under the continental floor, and the seabed deposits are under the continental floor. The accumulation layer of the Fujia body contains a lot of organic matter in the mudstone and sandstone interbeds. A square, sand formation, water bearing layer, groundwater storage layer. The deep underground water layer of the additional body is warm and warm, and the underground water layer is warm and warm. This study focuses on the distribution of groundwater in Southwest Japan and the construction of deep groundwater wells. The water layer in the deep part of the body is formed in the middle part of the body. This research topic is about the formation of a new type of distributed system for the utilization of groundwater and microbial communities in deep aquifer. In particular, groundwater contains water element production bacteria, water element production bacteria, and water element production bacteria. In addition, greenhouse effect emission reduction, environmental protection, decentralized environmental protection production, and disaster response contribute to the development of environmental protection systems. In 2003, Shizuoka City's deep 910-meter hot spring drilling well was added to the underground water. Organic substrates such as food waste are added to optimize the temperature of the substrate and the production of water. At the same time, the measurement of flow rate and the analysis of flow rate composition were carried out. The result is 1 day, 2.3 Nm, 3 days, and the water element is successfully generated. 16S rRNA gene analysis of microbial populations in the field of biological diversity The results showed that the growth of bacteria in the medium was inhibited, and the growth of bacteria in the medium was inhibited.

项目成果

付加体の深部帯水層に生息するメタン生成菌の多様性と代謝特性

深层增生含水层产甲烷菌的多样性和代谢特征

• 发表时间: 2021
• 作者: 高橋輝希;木村浩之
• 通讯作者: 木村浩之

熱分解起源のメタンが溶存する付加体深部帯水層中の菌叢の特徴

含有热解溶解甲烷的增生深层含水层细菌区系特征

• 发表时间: 2021
• 作者: 磯 真成;木村浩之
• 通讯作者: 木村浩之

駿河湾海底堆積物からの贈り物、メタン！ ～基礎研究から社会実装まで～

甲烷，来自骏河湾海底沉积物的礼物！

• 发表时间: 2020
• 作者: 原田 守啓;中島 大雅;瀧 健太郎;木村浩之
• 通讯作者: 木村浩之

Mechanisms Underlying the Temperature Adaptation in Prokaryotes

原核生物温度适应的机制

• DOI: 10.50963/jenvbio.21.1_17
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Environmental Biotechnology
• 作者: 佐藤 悠;岡野憲司;木村浩之;本田孝祐
• 通讯作者: 本田孝祐

メタン生成装置

甲烷发生器

• 发表时间: 2020