生活排水の土壌処理法における硝化阻害剤の窒素除去への影響 Impact of Nitrification Inhibitor on Nitrogen Removal and Related Enzyme Activities during Soil Infiltration Treatment of Domestic Wastewater

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Abstract

ジシアンジアミド(Dicyandiamide, DCD)は、土壌中の硝化プロセスの阻害剤としてよく利用されている。本研究では土壌処理法において、汚染物質の除去に及ぼすDCDの影響を究明するために、水理学的負荷を0.01-0.02 m<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>/dに設定し、3つの異なる組成のカラムにより実験室レベルで実験を平行に実施した。DCDの濃度は1.5 mg/<i>l</i>で、COD、TP、NH<sub>3</sub>を効率的に除去され、それぞれの除去率が90.68-92.11%、>99%、98.96-99.72%に維持された。3つの異なるカラムのTNの除去率に差異が見られ、B、CカラムのTN除去率においては微小なDCDの影響を受け、86.87-93.10%であったことに対し、カラムAの場合には大きな影響を受け、TNの除去率は26.19%に過ぎなかった。また、3つのカラムのすべての深さにおいて、酵素の活性の分析によりウレアーゼ(urease)の活性が阻害された。さらに、3つの異なるカラムにおけるDCDの硝酸還元酵素(nitrate reductase, NAR)と亜硝酸還元酵素(nitrite reductase, NIR)への阻害特性は異なった。このことから、カラムAの場合、硝化プロセスと脱窒プロセスの間に不均衡が生じ、TNの除去率が悪化し、土壌の全深さでのNAR とNIRの活性がDCDにより阻害されたことが原因と考えられる。

Dicyandiamide (DCD) is widely used as nitrification inhibitor in soil. In order to examine the influence of DCD application on pollutant removals through soil infiltration treatment (SIT), three soil columns with different constituents were run under hydraulic loading rate of 0.01–0.02 m<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>/d in parallel in laboratory. The results indicated that effective removals of COD (90.68–92.11%), TP (>99%), and NH<sub>3</sub>–N (98.96–99.72%) maintained during 1.5 mg/<i>l</i> of DCD application. The performance of TN removal differed among columns: little detrimental effects observed on two columns (B and C) with TN removal being 86.87–93.10%, while detrimental to one column (A) with only 26.19% of TN removal achieved. Enzyme activity assay showed that DCD application inhibited the expression of urease activity at all depths of soil in the three columns, and the inhibition effect of DCD on activities of nitrate reductase (NAR) and nitrite reductase (NIR) differed among the three columns. An unbalanced nitrification/denitrification process occurred in the column (A) with deteriorated TN removal, resulting from DCD inhibition on both NAR and NIR activities at all soil depths. The relationship was also disclosed between the activity of urease, NIR, NAR, or catalase and influencing factors including influent COD/TN, soil C/N, and TN removal.

Journal

  • Japanese Journal of Water Treatment Biology

    Japanese Journal of Water Treatment Biology 46(1), 35-45, 2010-03-15

    Japanese Society of Water Treatment Biology

References:  25

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    10026416083
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN00351126
  • Text Lang
    ENG
  • Article Type
    ART
  • ISSN
    09106758
  • NDL Article ID
    10620239
  • NDL Source Classification
    ZM24(科学技術--科学技術一般--用水・廃水)
  • NDL Call No.
    Z14-557
  • Data Source
    CJP  NDL  J-STAGE 
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