课题基金 / 基金详情

微小電極による微生物凝集増殖体(生物膜・グラニュール汚泥)の生態学的構造解析

微小電極による微生物凝集増殖体(生物膜・グラニュール汚泥)の生態学的構造解析
使用微电极分析微生物聚集体（生物膜/颗粒污泥）的生态结构
批准号：
08650642
负责人：
原田 秀樹
金额：
$1.41万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
1996 至 --
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650642/
关键词：
水処理装置生物膜グラニュール微小電極硝化・脱窒溶存酸素センサーグルコースセンサーイオンセンサー

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
これまでの生物膜型水処理装置の開発研究では,反応器をブラックボックス的に取り扱う経験工学的な方法論に多分に頼ってきた.しかしながら,生物膜プロセスの信頼性,安定性,融通性を拡大するためには,このブラックボックスを開いて、生物膜やグラニュールなどのアグリゲート体の微生物生態学的構造を明らかにし、その構成フローラのダイナミックスをより精確に把握したうえで,その能力をより効果的に発揮させうるような生息環境をつくり出すことが必要である.そこで本研究では、集塊化増殖体内でのin situな物質代謝特性と微生物生態学的構造を直接的に把握するために,先端径が10〜20μm程度のガラス製チップで構成される種々の微小電極(Microelectrodes)セサ-を開発し,嫌気性微生物アグリゲート(UASB反応器で培養されたグラニュール汚泥)および好気性微生物アグリゲート(固定担体上に形成された生物膜)に適用して,アグリゲート体内の任意の現位置での目的物質濃度検出を行った.さらに,基質の消長,生産物蓄積やその結果として生起するpH勾配の様相などを記述する生態学的構造モデルを構築し,別途回分実験より求めた動力学的パラメーター値を用いたシミレーションによってモデルの検証を行った.開発した微小電極は,pHセンサー,硫化イオンセンサー,アンモニア性窒素センサー,硝酸性窒素センサー,グルコースセンサー,溶存酸素センサーの7種類で,UASBグラニュール汚泥,人口生物膜,回転円板生物膜に適用した.測定した基質濃度プロファイルは構築した生態学的構造モデルによるシミレーションとほぼ一致しており,生物膜やグラニュールなどのアグリゲート体の微生物生態系の機構が明らかになった.
英文摘要
これまでの生物膜型水処理装置の開発研究では,反応器をブラックボックス的に取り扱う経験工学的な方法論に多分に頼ってきた.しかしながら,生物膜プロセスの信頼性,安定性,融通性を拡大するためには,このブラックボックスを開いて、生物膜やグラニュールなどのアグリゲート体の微生物生態学的構造を明らかにし、その構成フローラのダイナミックスをより精確に把握したうえで,その能力をより効果的に発揮させうるような生息環境をつくり出すことが必要である.そこで本研究では、集塊化増殖体内でのin situな物質代謝特性と微生物生態学的構造を直接的に把握するために,先端径が10〜20μm程度のガラス製チップで構成される種々の微小電極(Microelectrodes)セサ-を開発し,嫌気性微生物アグリゲート(UASB反応器で培養されたグラニュール汚泥)および好気性微生物アグリゲート(固定担体上に形成された生物膜)に適用して,アグリゲート体内の任意の現位置での目的物質濃度検出を行った.さらに,基質の消長,生産物蓄積やその結果として生起するpH勾配の様相などを記述する生態学的構造モデルを構築し,別途回分実験より求めた動力学的パラメーター値を用いたシミレーションによってモデルの検証を行った.開発した微小電極は,pHセンサー,硫化イオンセンサー,アンモニア性窒素センサー,硝酸性窒素センサー,グルコースセンサー,溶存酸素センサーの7種類で,UASBグラニュール汚泥,人口生物膜,回転円板生物膜に適用した.測定した基質濃度プロファイルは構築した生態学的構造モデルによるシミレーションとほぼ一致しており,生物膜やグラニュールなどのアグリゲート体の微生物生態系の機構が明らかになった.
期刊论文(4)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
菊池香,原田秀樹,大橋晶良: "酸素微小電極の感度に影響を及ぼす因子" 土木学会新潟会研究調査発表論文集. 14. 407-408 (1996)
Kaoru Kikuchi、Hideki Harada、Akira Ohashi：“影响氧微电极灵敏度的因素”新泻土木工程师学会会议记录，14. 407-408 (1996)
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
風間哲也,原田秀樹,大橋晶良,菊池香枝: "微小電極による生物膜の硝化・脱窒特性の評価" 日本水環境学会年会講演集. 31(印刷中). (1997)
Tetsuya Kazama、Hideki Harada、Akira Ohashi、Kae Kikuchi：“使用微电极评估生物膜的硝化和反硝化特性”日本水环境学会年会记录 31（出版中）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
大橋晶良,渡辺亮,原田秀樹: "微小電極と数学的モデルによる嫌気性微生物グラニュール内の基質濃度とpHプロファイルの評価" 環境工学研究論文集. 33. 235-245 (1996)
Akira Ohashi、Ryo Watanabe、Hideki Harada：“使用微电极和数学模型评估厌氧微生物颗粒中的底物浓度和 pH 曲线”《环境工程研究杂志》33. 235-245 (1996)。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
菊池香枝,原田秀樹,大橋晶良,風間哲也: "微小電極による回転円板生物膜の酸素・基質プロファイルの測定" 日本水環境学会年会講演集. 31(印刷中). (1997)
Kae Kikuchi、Hideki Harada、Akira Ohashi、Tetsuya Kazama：“使用微电极测量旋转盘生物膜的氧气和底物剖面”日本水环境学会年会记录 31（出版中）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
廃棄物埋立地土壌の微生物生態構造解析に基づく温暖化ガス放出の土木工学的抑制対策
  • 批准号：
    18656151
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
  • 资助金额：
    $2.24万
  • 财政年份：
    2006
  • 负责人：
    原田 秀樹
  • 依托单位：
    Tohoku University
開発途上国のための低コスト、維持簡便型の新規下水処理システムの開発
  • 批准号：
    06F06143
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.54万
  • 财政年份：
    2006
  • 负责人：
    原田 秀樹
  • 依托单位：
    Tohoku University
開発途上国が適用可能なエネルギー最小消費の新規の下廃水処理システムの開発
  • 批准号：
    03F03101
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $0.9万
  • 财政年份：
    2003
  • 负责人：
    原田 秀樹
  • 依托单位：
    Nagaoka University of Technology
開発途上国が適用可能なエネルギー最小消費の新規の下廃水処理システムの開発
  • 批准号：
    03F00101
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $0.9万
  • 财政年份：
    2003
  • 负责人：
    原田 秀樹
  • 依托单位：
    Nagaoka University of Technology
国内基金
海外基金
Fuc-EAGa@Lev靶向生物膜治疗耐药铜绿假单胞菌肺炎及其机制
  • 批准号：
    2026JJ80902
  • 项目类别：
    省市级项目
  • 资助金额：
    --
  • 批准年份：
    2026
  • 负责人：
    徐坤
  • 依托单位：
    湖南师范大学
绿原酸-氧化石墨烯界面协同抑制生物膜的形成及其作用机制
  • 批准号：
    2026JJ80662
  • 项目类别：
    省市级项目
  • 资助金额：
    --
  • 批准年份：
    2026
  • 负责人：
    刘诗马
  • 依托单位：
    吉首大学
基于“抗生物膜-免疫调控”构建促进慢性创面无瘢痕化愈合和毛囊再生的重编程微针贴片
  • 批准号：
    2026JJ82420
  • 项目类别：
    省市级项目
  • 资助金额：
    --
  • 批准年份：
    2026
  • 负责人：
    邓晚军
  • 依托单位：
    南华大学附属南华医院
基于群体感应调控的奥奈达希瓦氏菌生物膜电极提取盐湖卤水中铀的抗逆性与选择性富集效能
  • 批准号：
    2026JJ50033
  • 项目类别：
    省市级项目
  • 资助金额：
    --
  • 批准年份：
    2026
  • 负责人：
    孙静
  • 依托单位：
    南华大学