微生物は,低炭素/窒素比の市町村の廃水の脱窒化を促進し,N2O排出量を減らす.代謝物は,炭素の流れを窒素生物還元に促進する
Zhiyi Qin1, Qimeng Liu1, Lei Dong2
1State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse, School of Environmental Science and Engineering, Tongji University, 1239 Siping Road, Shanghai 200092, China.
2つの微生物を導入することで,炭素と窒素の比率が低い廃水で窒素の除去が強化され,N2Oの排出が減少しました. このアプローチは,外部炭素源を追加することなく,窒素生物還元のための炭素流を最適化しました.
科学分野:
- 環境微生物学
- バイオテクノロジー
- 汚水処理
背景:
- 窒素除去は 微生物による 炭素の供給源に依存しています
- 排水中の炭素と窒素の比率が低いため,効率的な脱窒化が困難になり,N2Oの排出が増加します.
- 炭素の流れを最適化することは 脱窒化を促進するために不可欠です
研究 の 目的:
- 低C/Nの都市廃水における脱窒化を促進し,N2Oの排出量を減らすための新しい方法を開発する.
- 導入された微生物が窒素生物還元に向けて炭素の流れを増加させるメカニズムを調査する.
- 特定の微生物添加物の窒素除去効率とN2O削減への影響を評価する.
主な方法:
- モデルデニトリファイア (Pseudomonas denitrificans) とシェワネラ・オニデンス MR-1 とバチルス・サブティリスを共培養する.
- 微生物コミュニティ内の炭素流量配分を操作する
- 微生物の代謝と細胞膜の性質の変化を分析するためにプロテオミクスを利用する.
- 全窒素除去効率とN2O排出量を測定する.
主要な成果:
- 総窒素除去効率はC/N3で48.1%から87.4%に増加した.
- N2Oの排出量は,S. oneidensis MR-1とB. subtilisを加えることで63. 2%減少した.
- B. subtilisのバイオサーファクタントは P. denitrificansの細胞膜の透過性を変化させ,炭素の流れを誘導した.
- S. oneidensis MR-1 の代謝物とリケニシンにより電子伝達と酵素活性が強化された.
結論:
- P. denitrificansとS. oneidensis MR-1とB. subtilisを共培養することは,C/Nが低い廃水における脱窒素化を促進する効果的な戦略です.
- 強化されたデニトリフィケーションは,最適化された炭素流量配分と改善された電子転送経路に起因する.
- この微生物学的アプローチは,排水からの窒素汚染とN2O排出量を減らすための持続可能な解決策です.
さらに関連する動画
08:05Measurement of the Potential Rates of Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium Based on 14NH4+/15NH4+ Analyses via Sequential Conversion to N2O
Published on: October 7, 2020
08:13A Novel Bioreactor for High Density Cultivation of Diverse Microbial Communities
Published on: December 25, 2015
関連する概念動画
Environmental Applications of Microorganisms
Overview of Nitrogen Metabolism
The largest pool of nitrogen available in the terrestrial ecosystem is gaseous nitrogen (N2) from the air, but this...
Metabolism of Chemolithotrophs
Bioremediation
Inorganic Nitrogen Assimilation
The Nitrogen Cycle
