Development of novel water treatment process based on algal bloom removal

基于藻华去除的新型水处理工艺的开发

基本信息

批准号：
21K04311
负责人：
天野佳正
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本申請研究は，浄水処理効率の低下を引き起こすミクロキスティスを主とするアオコの新規除去手法の開発を目的とするものである。前年度に引き続き，2022年度も富栄養化した湖沼（茨城県千波湖）にて発生したアオコを採取し，群体形成を担う強結合性細胞外多糖類（tightly-bound extracellular polysaccharides; TB-EPS）を単離し，粉末試料として回収した。ミクロキスティスが有する浮揚性を高めるために，明条件および暗条件にて前培養を24 h行い，前培養後のミクロキスティスを用いて浮揚実験を行った。その結果，暗条件で前培養を行ったミクロキスティスの浮揚性は，明条件で前培養を行ったものよりも高い浮揚性を示した。ミクロキスティスの細胞内炭水化物量を測定したところ，暗条件よりも明条件で培養した方が高かったため，細胞内炭水化物量の減少が浮揚性を高めた可能性が示唆された。また，暗条件の下，前培養の時間（48 hおよび96 h）について検討したところ，ミクロキスティスの浮揚性は前培養期間を96 hにした方がより高い浮揚性を示すことが明らかとなった。さらに，培養液にTB-EPSおよびカチオン（Ca(II)およびMg(II)）を同時添加した結果，より浮揚性が向上する結果となった。浮揚実験後，ミクロキスティスの群体サイズを計測したところ，TB-EPSおよびカチオン添加系の群体サイズは無添加系（control系）よりも大きいことがわかり，ミクロキスティスの浮揚性向上に群体サイズの拡大が有用であることが見出した。以上のように，本申請研究はアオコ（ミクロキスティス）の新たな除去手法の開発を行った。今後はさらなるミクロキスティスの浮揚性の向上を目指し，TB-EPS・カチオン添加（濃度や添加比率）条件，前培養条件（光照射強度や時間）について詳細に検討していく予定である。

这项研究应用的目的是开发一种去除导致水净化效率下降的蓝绿藻（主要是微囊藻）的新方法。继去年之后，我们将在2022年收集富营养化湖泊（茨城县仙波湖）中出现的蓝绿藻，并分离出负责菌落形成的紧密结合的细胞外多糖（TB-EPS）。并作为粉末样品收集。为了增强微囊藻的浮力，在明暗条件下预培养24 h，预培养后用微囊藻进行悬浮实验。结果，在黑暗条件下预培养的微囊藻的浮力高于在光照条件下预培养的微囊藻的浮力。当我们测量微囊藻细胞内碳水化合物的含量时，在光照条件下培养的细胞内碳水化合物含量高于在黑暗条件下培养的含量，这表明细胞内碳水化合物含量的减少可能会导致浮力增加。此外，当我们在黑暗条件下研究预培养时间（48小时和96小时）时，很明显，当预培养时间为96小时Ta时，微囊藻的浮力较高。此外，向培养液中同时添加TB-EPS和阳离子（Ca（II）和Mg（II））导致浮力进一步提高。浮选实验结束后，我们测量了微囊藻的菌落大小，发现添加TB-EPS和阳离子的系统的菌落大小比不添加系统（对照系统）的要大，需要增加发现改变菌落大小对于提高微囊藻的浮力是有用的。如上所述，该研究项目开发了一种去除蓝绿藻（微囊藻）的新方法。今后，我们计划详细研究TB-EPS和阳离子的添加条件（浓度和添加比例）以及预培养条件（光照强度和时间），以进一步提高微囊藻的浮力。