助成番号
研 究 成 果 報 告 書（国立情報学研究所の民間助成研究成果概要データベース・登録原稿）
研究テーマ（和文） ＡＢ

上水処理プロセスにおける高負荷かび臭物質分解菌の高濃度固定化法の開発

研究テーマ（欧文） ＡＺ

Immobilization of geosmin-degrading bacteria cells for drinking water treatment
process研究氏
代表名者

ｶﾀｶﾅ ＣＣ姓） スギウラ名） ノリオ

研究期間 Ｂ

２０１０～ ２０１2

漢字 ＣＢ

杉浦則夫

報告年度 ＹR

２０１2

年

ﾛｰﾏ字 ＣＺ

SugiuraNorio

研究機関名

筑波大学

研究代表者 ＣＤ
所属機関・職名年

筑波大学 生命環境系・教授

概要 ＥＡ (600 字～800 字程度にまとめてください。)
近年、国内外における上水源池の窒素やリンの流入により富栄養化という汚濁が進行しているために，かび臭（ジェオスミン，2-MIB）が大発生している。国内においては，水道法によりかび臭物質は上水中に10 ng/L 以下の濃度に処理しなければならず、粉末活性炭を用いた処理に多大なコストをかけている。そのコストは年々増大しており，地域財政を圧迫している。粉末活性炭は再生可能であり，再生にかかるエネルギーと二酸化炭素排出は，今後も増大し，環境に与える負荷は大きくなるといえる。
そこで，本研究では実稼働している生物処理装置のかび臭物質分解特性の解析およびかび臭物質分解菌の固定化によるかび臭物質分解の高効率化を目的として実施した。
生物処理装置から生物膜を採取し，室内実験においてかび臭物質分解特性を解析した。かび臭物質分解効率は，生物膜の採取時の水温とかび臭物質濃度に影響を受け，低水温時にはかび臭物質分解効率は低く，高かび臭物質濃度時にはかび臭物質分解効率は高かった。けれども，一年を通して毎月採取した生物膜はかび臭物質分解能力を保持しており，低水温となる冬場においても高い分解効率を維持していた。さらに，生物膜中の微生物群はかび臭物質に応答しかび臭分解効率を上昇させることを見いだした。これは，ジェオスミン単独よりもジェオスミンと 2-MIB の混合時の方が顕著にみられた。その微生物群の群集構造をPCR-DGGE 法で解析したところ，環境水中で最もかび臭物質が高濃度であった 4 月に採取した生物膜が最も多様性に富んでいた。また，2 つの新規分解菌を単離した。
一方，高濃度固定化法を既往の分解菌群と新規に単離した分解菌を用いて試みた。しかしながら，かび臭物質分解効率の上昇はさほどみられなかった。
本研究により，未解明であった生物処理装置内の生物膜によるジェオスミン分解の一端を明らかにすることができた。

キーワード ＦＡ

上水処理プロセス

かび臭物質

かび臭物質分解菌（以下は記入しないでください。）
助成財団ｺｰﾄﾞ ＴＡ

研究課題番号 ＡＡ

研究機関番号 ＡＣ

シート番号- 1 -生物学的処理法

発表文献（この研究を発表した雑誌・図書について記入してください。）
論文標題ＧＢ雑著者名 ＧＡ

誌
ページ ＧＦ
論文標題ＧＢ雑著者名 ＧＡ

誌

ページ ＧＦ

Geosmin degradation by seasonal biofilm from a biological treatment facility
Xue Q., Shimizu K.,
Sakharkar
M.K.,
Utsumi M., Cap G., 雑誌名 ＧＣLi M., Zhang Z., andSugiura N.
700 ～ 707

発行年 ＧＥ

Environmental Science and Pollution Research

2012

巻号 ＧＤ

19

Biodegradation of geosmin by biofilm from water treatment plant in winter season
Xue Q., Utsumi M.,
ShimizuK.,
Sakharkar
M.K.,
Chen H., Li M., Xu 雑誌名 ＧＣ
C.,
Zhang
Z.,
Zhang
Q.,
and
Sugiura N.
30 ～ 34

発行年 ＧＥInternational Journal of Integrative Biology

2011

巻号 ＧＤ

11

著者名 ＨＡ
図書名 ＨＣ書出版者 ＨＢ発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

発行年 ＨＤ

総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

著者名 ＨＡ図

書名 ＨＣ

書
出版者 ＨＢ

欧文概要 ＥＺ

Initial geosmin degradation was closely related to water temperature and natural geosmin concentration ofsampling environment. Low temperature may decrease the activity of enzymes in geosmin-degrading bacteria
and high geosmin concentration in water environment may probably keep the geosmin degrading genes in anactivated state. Efficient geosmin removal was confirmed throughout the year. Furthermore, at an initialgeosmin concentration of 2500 µg/L, geosmin removal was 73.2%, 73.1% and 80.6% by biofilms collected atDecember, January and February, respectively. And in the presence of mixed musty odor compounds(geosmin and MIB) as carbon source, geosmin degradation was enhanced compared to sole carbon source(geosmin alone). PCR-DGGE analysis revealed a rich community structure within the biofilm during rapid
geosmin removal period, April. PCA revealed that the significant change in bacterial communities occurredfrom day 1 to day 2. Two novel geosmin-degrading bacteria were isolated from the biofilm of the biologicaltreatment unit.
The present study provides further insights into the unknown microbiological processes that occur during thebiological removal of geosmin through water treatment and could facilitate the geosmin bioremediation incontaminated habitats.

- 2 -