統合型微細藻類-アクアポニックスシステムによる水処理と食料安全保障の向上：プロセス統合と資源回収の最近の進歩に関する批判的レビュー

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a comprehensive synthesis of IAMS performance and challenges, useful for researchers in sustainable agriculture and water treatment.

🏢実務担当者:Offers insights into potential resource recovery and water savings, but commercial viability remains uncertain for corporate adoption.

🏛政策担当者:Highlights regulatory gaps and the need for policy support to scale IAMS, relevant for sustainable agriculture and water policy.

食料不安、水不足、環境劣化の収束は、持続可能な農業モデルを求める世界的な探求を激化させている。統合的微細藻類–アクアポニックスシステム（IAMS）は、水産養殖、水耕栽培、微細藻類培養を資源効率的な食料生産と水回収のための閉ループ型枠組みに統合する、新規の多栄養段階プラットフォームとして登場した。本批判的レビューは、2008年から2024年の間に発表された実証的知見と工学的進歩を統合し、従来の農業および循環式水産養殖システム（RAS）と比較したIAMSの性能を評価する。管理された実験室およびパイロットスケール条件下で報告されたところによると、IAMSは窒素およびリンの回収効率が95%を超え、従来の農業と比較して水消費量を最大90%削減する可能性がある。微細藻類フォトバイオリアクターの統合は、栄養塩保持を強化し、内部炭素回収に寄与する可能性があり、バイオ肥料やタンパク質豊富な水産飼料を含む多様な副産物の生成を可能にする。それにもかかわらず、商業的スケールアップに対する重大な障壁が残っており、多栄養段階の同期を維持するための生物学的複雑性、高い初期資本支出（CAPEX）、廃棄物由来の藻類バイオマスの安全性に関する規制上の曖昧さが含まれる。フォトバイオリアクターのスケールアップ、バイオファウリング制御、エネルギー最適化などの技術的課題が批判的に議論される。最後に、本レビューは、IAMSと国連持続可能な開発目標2、6、13との整合性を評価し、IAMSをパイロットスケールの革新から実行可能な産業ソリューションへ移行させるための、技術経済モデリング、自動化、政策開発における将来の研究優先事項を概説する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

The convergence of food insecurity, water scarcity, and environmental degradation has intensified the global search for sustainable agricultural models. Integrated Microalgal–Aquaponic Systems (IAMS) have emerged as a novel multi-trophic platform that unites aquaculture, hydroponics, and microalgal cultivation into a closed-loop framework for resource-efficient food production and water recovery. This critical review synthesizes empirical findings and engineering advancements published between 2008 and 2024, evaluating IAMS performance relative to traditional agriculture and recirculating aquaculture systems (RAS). Reported under controlled laboratory and pilot-scale conditions, IAMS have achieved nitrogen and phosphorus recovery efficiencies exceeding 95% while potentially reducing water consumption by up to 90% compared to conventional farming. The integration of microalgal photobioreactors enhances nutrient retention, may contribute to internal carbon capture, and enables the generation of diversified co-products, including biofertilizers and protein-rich aquafeeds. Nevertheless, significant barriers to commercial scalability persist, including the biological complexity of maintaining multi-trophic synchrony, high initial capital expenditure (CAPEX), and regulatory ambiguity regarding the safety of waste-derived algal biomass. Technical challenges such as photobioreactor upscaling, biofouling control, and energy optimization are critically discussed. Finally, the review evaluates the alignment of IAMS with UN Sustainable Development Goals 2, 6, and 13, and outlines future research priorities in techno-economic modeling, automation, and policy development to facilitate the transition of IAMS from pilot-scale innovations to viable industrial solutions.

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