ダウンフローハンギングスポンジ反応器におけるマンガン酸化細菌の濃縮に対するMNO2の抗菌効果

マンガン酸化菌（MNOB）を濃縮するための原子炉を開発するために、非生物的MNO2の使用に焦点を当てました。これは、有害な重金属含有廃水の治療および有用なマイナー金属の回復に使用される可能性があります。ダウンフローハンギングスポンジ（DHS）反応器は、MNOB濃縮の可能性を調査するために、好気性および開いた条件下で使用されました。Mn（II）を含む有機飼料溶液の継続的な供給を必要とする実験の結果は、MnoB濃縮とMn（II）除去が、Plain Spongeキューブを使用したときにDHS反応器で失敗したことを実証しました。しかし、MNOB濃縮は、最初に非生物MNO2を含むスポンジキューブがインストールされた非常に短い運用期間内に成功しました。微生物群集の分析とMNOB分離の結果は、ComamonadaceaeまたはPseudomonasに属するMNOBがMN（II）酸化に大きな役割を果たしたことを明らかにしました。成功したMNOB濃縮は、MNO2を含むスポンジキューブで成長することができないMNO2に不耐性であると推定される、キチノファガ科とゲマタセ科のいくつかの正体不明の種に起因していました。現在の結果は、MNO2が抗菌効果を発揮し、MNO2に不耐性の特定の非MNOB基の成長を阻害し、それにより濃縮されたMNOBがMNO2不耐性細菌よりも多くの基質を競合的に消費できることを示しています。

We focused on the use of abiotic MnO2 to develop reactors for enriching manganese-oxidizing bacteria (MnOB), which may then be used to treat harmful heavy metal-containing wastewater and in the recovery of useful minor metals. Downflow hanging sponge (DHS) reactors were used under aerobic and open conditions to investigate the potential for MnOB enrichment. The results of an experiment that required a continuous supply of organic feed solution containing Mn(II) demonstrated that MnOB enrichment and Mn(II) removal were unsuccessful in the DHS reactor when plain sponge cubes were used. However, MnOB enrichment was successful within a very short operational period when sponge cubes initially containing abiotic MnO2 were installed. The results of a microbial community analysis and MnOB isolation revealed that MnOB belonging to Comamonadaceae or Pseudomonas played a major role in Mn(II) oxidation. Successful MnOB enrichment was attributed to several unidentified species of Chitinophagaceae and Gemmataceae, which were estimated to be intolerant of MnO2, being unable to grow on sponge cubes containing MnO2. The present results show that MnO2 exerted anti-bacterial effects and inhibited the growth of certain non-MnOB groups that were intolerant of MnO2, thereby enabling enriched MnOB to competitively consume more substrate than MnO2-intolerant bacteria.