汚染物質分解細菌の新規分離技術の創成と生物学的浄化法への援用

難分解性物質により汚染された土壌にあらかじめ培養した分解菌を外部から添加する生物学的浄化法としてバイオオーグメンテーションがある。一方で磁化活性汚泥(MAS)法は、磁性粉を添加した活性汚泥を用いることで、磁気力で処理水と磁化活性汚泥を分離する培養法である。本研究では、汚染物質分解細菌を効率的に汚泥内に濃縮・優占化させるためMAS法に着目した。モデル汚染物質として1,4-ジオキサンを用いて長期間にわたりMASを運転し1,4-ジオキサン分解汚泥の馴養及び汚泥内菌叢解析を試みた。運転開始後1057日目よりMLSS, MLVSSともに減少したため、1101日目にMAS内に磁性粉を添加したところ、MLSSは27654mg/Lまで増加し、1138日目から1221日目にかけて26136mg/L～28774mg/Lの範囲で一定となった。しかしながら、汚泥量が増加した期間におけるCOD除去率は84～85%に留まり、処理水中の1,4-ジオキサンも6.2ppmが残存した（除去率95.0%）。この期間のDO濃度は0.3 ppm以下であり曝気不足による酸素供給の低下により1,4-ジオキサン分解が低下したと考えられた。そこで1227日目に汚泥の引抜きを行ったところ、DO濃度は4mg/L以上に回復しCOD除去率(96.3%)、残存1,4-ジオキサン濃度(0.28mg/L)共に良好な処理性能を示した。また16S rRNA遺伝子アンプリコン解析より、門レベルではBacteroidota門とProteobacteria門が全検出細菌の60～70%を占め、長期間の馴養においても門レベルでは大きな菌叢変化は見られなかった。

難分解性物質により汚染された土壌にあらかじめ培養した分解菌を外部から添加する生物学的浄化法としてバイオオーグメンテーションがある。一方で磁化活性汚泥(MAS)法は、磁性粉を添加した活性汚泥を用いることで、磁気力で処理水と磁化活性汚泥を分離する培養法である。本研究では、汚染物質分解細菌を効率的に汚泥内に濃縮・優占化させるためMAS法に着目した。モデル汚染物質として1,4-ジオキサンを用いて長期間にわたりMASを運転し1,4-ジオキサン分解汚泥の馴養及び汚泥内菌叢解析を試みた。運転開始後1057日目よりMLSS, MLVSSともに減少したため、1101日目にMAS内に磁性粉を添加したところ、MLSSは27654mg/Lまで増加し、1138日目から1221日目にかけて26136mg/L～28774mg/Lの範囲で一定となった。しかしながら、汚泥量が増加した期間におけるCOD除去率は84～85%に留まり、処理水中の1,4-ジオキサンも6.2ppmが残存した（除去率95.0%）。この期間のDO濃度は0.3 ppm以下であり曝気不足による酸素供給の低下により1,4-ジオキサン分解が低下したと考えられた。そこで1227日目に汚泥の引抜きを行ったところ、DO濃度は4mg/L以上に回復しCOD除去率(96.3%)、残存1,4-ジオキサン濃度(0.28mg/L)共に良好な処理性能を示した。また16S rRNA遺伝子アンプリコン解析より、門レベルではBacteroidota門とProteobacteria門が全検出細菌の60～70%を占め、長期間の馴養においても門レベルでは大きな菌叢変化は見られなかった。