成果報告書詳細
管理番号20130000000980
タイトル*平成22年度中間年報 最先端PG(Mega-ton Water System) 無薬注海水淡水化システム 微生物過程の基礎調査
公開日2014/1/10
報告書年度2010 - 2010
委託先名国立大学法人東京大学
プロジェクト番号P09025
部署名環境部
和文要約和文要約等以下本編抜粋
海水1mL中には約100万の微生物が存在し、有機物分解に主要な役割を果たし、それを通じて地球上の物質循環系を駆動している。微生物は小さいサイズ、速い増殖速度、多様な有機物の利用能を持つと同時に、大型動植物の体表や非生物体の表面にも付着し、増殖してバイオフィルムを作る性質を持つ。バイオフィルムは多種類の微生物に加え、より大型の動植物をも含めた複雑なシステムで、逆浸透膜の表面においてはフィルター孔をつまらせ、淡水化プラントの運転効率を減少させると同時に、膜自体の劣化を招く。しかし、このような微生物プロセスは殆ど解明されておらず、バイオフィルム形成がプラントにどのような影響を及ぼしているのかは不明確である。本研究の目的は、微生物のバイオフィルム形成の基礎的な記述を行うとともに、それを左右する環境要因を解明し、無薬注入下でのプラント運転の最適化を行うことである。平成22年度の具体的研究課題としては、淡水化プラントの各ステップ、および取水中における微生物の量的、質的変動を調べること、さらに膜上でのバイオフィルムの形成過程を実験的に調べ、Plantの中の微生物過程の一般様式を明らかにすることであった。このため主要に以下の4点について研究を進めた。(1)関連する研究についての情報収集および文献調査 2010年12月6日にIDAによるEnvironmental Symposium、”Desalination and the Gulf:The Relationship between the Environment and Meeting the Region’s Water Needs”に参加。 12月8日にKAUSTの、Water Desalination and Reuse Research Centerを訪問し相互の研究,今後の共同研究の可能性について議論した。 2011年2月17日に東レにて開催されたミニシンポジウムではDr.TalaveraとDr.Voutchkovと意見交換をした。(2)Mega-ton Water System プロジェクトの他グループとの情報交換および連携(3)淡水化プラントの実地見学 (4)微生物群集構造解析に関する予備的方法論的検討
英文要約1. Collection of information Scientific information was obtained either through literature, meeting with specialists in the fields, and also attending the conferences. As for the last, we attended the followings. 1) Environmental Symposium、”Desalination and the Gulf: The Relationship between the Environment and Meeting the Region’s Water Needs” organized by IDA(International Desalination Association) Dec 6, 7 at Crowne Plaza, Bahrain. 2) Seminar with a group by Gary Amy, the director of Water Desalination and Reuse Research Center, King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)、Thuwal, Saudi Arabia. Dec 8. We also met and discussed with Dr. Jose Luis Perez Talavera Director Tecnico de Explotaciones, and Dr. Nikolay Voutchkov, Water Globe Consulting, LLC in February 2011. 2. Examination of the plants. 1) Aug 31, 2010, Chatan Water Purification Plant, Okinawa Prefectural Enterprise Bureau 2) Feg, 23, 2011, Kochi Prefectural Deep Seawater Laboratory 3. Preliminary test of microbial community analyses Purposes: Microbial biomass, community structure and other environmental parameters will be obtained for this project. The optimum conditions for the community structural analyses were made by using DGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis). The method of cell concentration and DNA extraction were mainly examined. Water samples: taken from Uwakai, Ehime on Oct 8, Matsushima, Miyagi on Oct 8, and Misaki, Kanagawa on Nov 12. Procedures: Filtration: Sterivex (pore size,0.22-m),Pressurized, for 1 L Membrane filter (pore size 0.22 -m),Suction, for 500 ml DNA extraction: four methods were tried. Xanthogenate method, Beads beating method, Lysozyme digestion method, Alkaline-heating method PCR for16S rDNA,V3-5 region with Takara Ex Taq Hot Start Version Primer:341f - CCTACGGGAGGCAGCAG (position:341-357) 907r - CCGTCAATTCCTTTGAGTTT (position:907-926) Cycle:(98℃,10sec → 61℃,30sec[-0.5℃/cycle]→72℃,45sec)×10→(98℃,10sec → 56℃,30sec→72℃,45sec)×20 → 72℃,5min DGGE:Gel 8%, Gradient 30-70%,60℃ 100V 16h Conclusions: From the data described above, it is critical to concentrate microorganisms soon after the sample collection. There was no clear difference between the Sterivex and membrane filtration method. For DNA extraction, the method using Xanthogenate seems to be better than Beads beating method. These results will be considered for actual samplings.
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