Microbial encapsulation with porous polymer membrane for engineered microbial community

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PFAS分解細菌集積株を、まずアルギン酸ゲルビーズに固定化し、次にゲルビーズをポリスルホン（PSf）膜でコーティングすることで膜カプセルに封入した。このとき，PSf濃度を5％および10％としてポリマー濃度の比較を行った。微生物を封入したゲルビーズと微生物膜カプセルをPFOS 2mg/Lを含む培地に投入してPFOSの除去性能を比較した。その結果，細菌株固定しない細胞懸濁液ではPFOSは3週間で14%しか減少しなかったが、微生物膜カプセルに固定することでPFOSの除去率が52-74%まで高くなった。5%のPSf膜でコーティングした微生物カプセルでは，カプセルが数日で壊れてしまったが，10%のPSf膜でコーティングした微生物カプセルでは、最大で80%のPFOS除去率を示し、カプセルは6週間の物理的に安定であることも確かめられた。一方で，膜カプセルにPFOS除去率の大部分が膜への物理的吸着によるものであることも示唆された。PFOSの微生物分解の有無を確認するためにFTMSによる代謝産物分析を行ったところ、パーフルオロブタン酸（PFBA）および3,3,3-トリフルオロプロピオン酸を含む候補代謝物が検出され、PFOSの生物学的分解の可能性を示唆した。これらの結果を総合すると，微生物膜カプセルでは、カプセルの膜層へのPFOSの物理吸着と、コアとなるアルギン酸ゲルビーズに固定化されたPFOS還元菌によるその後の生物吸着と生物分解によって除去が進んでいることが示唆された。また，PFAS分解菌の利用方法として分解菌担持樹脂を検討するため，PFASに対する吸着能力及び選択性の高い樹脂を選抜し，これに分解菌を付着させてPFAS除去性能を評価した。本年度は，4つの陰イオン交換樹脂及びポリマー吸着剤を用いた回分試験を行い，超多孔性の強塩基性陰イオン交換樹脂がPFOS・PFOAに対して安定して高い吸着能力を示すことを明らかにした．