藻類を添加した嫌気性バイオフィルターによる農業排水からの栄養塩回収と大気炭素回収

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

🔬研究者:This study demonstrates a combined nutrient recovery and carbon capture system using algae in biofilters, offering a nature-based solution for agricultural runoff.

🏢実務担当者:Provides a potential technology for on-farm water treatment and nutrient recycling, but requires scale-up assessment.

🏛政策担当者:Supports circular agriculture and carbon removal, but further field validation needed.

農業排水による栄養塩汚染は、地表水の富栄養化を引き起こす。しかし、栄養塩は回収され、バイオ肥料として利用され得る。栄養塩回収技術は排水については確立されているものの、農業排水からの栄養塩回収は未だ十分に研究されていない。本研究では、藻類とバイオフィルターの微生物叢の複合作用を利用して農業排水から栄養塩を除去・回収する、新規の藻類添加型嫌気性バイオ浸透システム（バイオフィルター）を開発した。バイオフィルターの媒体は湛水層の下に沈められ、藻類は表層水中で培養された。硝酸塩（NO 3 − ）とリン酸塩（PO 4 3− ）を含む排水を間欠的に注入し、栄養塩除去性能を定量化した。実験終了時に藻類バイオマスを採取し、藻類に回収されたNとPの質量を決定した。NO 3 − の除去は主にバイオフィルター媒体内の脱窒によって促進され、除去された全Nの70.6 ± 2.2%を占め、一方、藻類による回収は除去された全Nの29.3 ± 2.2%を占めた。藻類の成長は、バイオフィルター媒体の間隙水中の溶存酸素（DO）濃度を上昇させることでNO 3 − 除去能を低下させ、脱窒微生物を不活性化させた可能性がある。それでもなお、バイオフィルターは注入されたNO 3 − の平均少なくとも80%を除去した。対照的に、藻類の取り込みがPO 4 3− の主要な除去経路であり、注入されたPの51.8 ± 6.5%を回収し、藻類の成長はPO 4 3− の除去に影響を与えなかった。栄養塩回収に加えて、藻類添加型バイオフィルターは大気中の炭素を隔離し、2609.5 ± 126.3 mgのCO 2 を除去した。全体として、このシステムは水処理、栄養塩回収、炭素捕捉を支援し、持続可能な農業と循環型農業経済を推進する。

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。

Nutrient pollution by agricultural runoff causes eutrophication in surface water bodies. However, nutrients can be recovered and used as biofertilizer. Although nutrient recovery technologies are established for wastewater, nutrient recovery from agricultural runoff remains underexplored. In this study, we developed a novel algae-supplemented anaerobic bioinfiltration system (biofilter) that uses the combined action of algae and biofilter microbiome to remove and recover nutrients from agricultural runoff. Biofilter media were submerged beneath a standing water layer, and algae were cultivated in the surface water. Runoff containing nitrate (NO 3 − ) and phosphate (PO 4 3− ) was intermittently injected, and nutrient removal performance was quantified. At the end of the experiment, algal biomass was harvested, and the mass of N and P recovered in algae was determined. NO 3 − removal was primarily driven by denitrification within the biofilter media, accounting for 70.6 ± 2.2% of total N removed, while algal recovery accounted for 29.3 ± 2.2% of the total N removed. Algal growth reduced NO 3 − removal capacity by increasing the dissolved oxygen (DO) concentration in the pore water of the biofilter media, possibly inactivating denitrifying microorganisms. Nevertheless, the biofilters still removed at least 80% of the injected NO 3 − on average. In contrast, algal uptake was the dominant PO 4 3− removal pathway, recovering 51.8 ± 6.5% of injected P, and algal growth did not affect PO 4 3− removal. Beyond nutrient recovery, algae-supplemented biofilters sequestered atmospheric carbon, removing 2609.5 ± 126.3 mg CO 2 . Overall, this system supports water treatment, nutrient recovery, and carbon capture, advancing sustainable agriculture and a circular agricultural economy.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.cejgas.2026.100082first seen 2026-06-17 05:13:48 · last seen 2026-06-17 07:13:13