J. of Taroten

書評 Microbial Ecology of Activated Sludge, Robert Seviour & Per H. Nielsen (Ed.), IWA Publishing, 2010 (C6面: 書評, 2011.1.5)

洋書はJ. of Tarotenでは,初めての紹介です

 活性汚泥の微生物学というのは,生物学的水処理をやっている人には中心的な課題で,しかも,最近の分子生物学の進歩により,微生物の同定を含めて,新しい知見のある分野でもある。微生物群集が専門の方が解説すればより適切な解説になるかと思うが,たろてんが,内容を簡単に紹介しておこう。J. of Tarotenでは初の洋書です(→ 次:Guidelines for Drinking-water Quality - 4th Edition)。

本書の構成

 活性汚泥法の歴史などから入るので,教科書知識の確認にも良い構成になっています。そして,活性汚泥の微生物群集,異常発泡,バルキング,硝化脱窒,脱りん,研究方法,とそんな構成になっています。研究方法は,顕微鏡観察からPCR, FISH, MAR, マイクロアレー, T-RFLPなど,聞いたことがあるような方法をおさらいしてくれます。どうも,著者らは10年前にも同種の本を出版したらしく,序論で,10年間にたいそうな進歩があったため,というまっとうな出版理由とともに,これを機会に10年前の本の恥ずかしいミスを修正する機会を得た,とも書いている。どんな恥ずかしいミスなのかが気になるところだ。なお,よく環境系微生物生態学で話題になる嫌気性処理法,土壌浄化,同じ好気性処理の中でも生物膜法については,本書には記述はありません。

で,活性汚泥の本体は・・・

 古細菌については,古細菌由来のアンモニア酸化酵素をターゲットにしたPCRによる研究から,硝化菌には古細菌が相当いるらしい,というレベルの記述です。真正細菌では,門レベルで Proteobacteria が主なのは現状の 16S rRNAにもとづいた分類体系 では当たり前だが,綱レベルでは培養法でよく単離される Gammaproteobacteria ではなく,FISHやクローンライブラリーデータからは,Betaproteobacteria が多いことが示されているという。なかでも,Comomonadaceae の Acidovorax が活性汚泥の優占種らしい。門レベルでは,他に Actinobacteria や Chloroflexi なども活性汚泥には含まれ,Firmicutes もいるときにはよくいる,そして,他に, Bacteroidetes などから活性汚泥は成り立っているらしいです。

機能で見てみると・・・

 脱窒菌というのは,依然としてよくわからないらしいが,脱窒を担う菌として,Betaproteobacteria に属するAquaspirium (最近はCurvibacter という?), Azoarcus, Thauera, Zoogloea などが挙がっている。脱りんに関与するポリリン酸蓄積菌については,Betaproteobacteria の中のRhodocyclus に近縁のAccumulibacter phosphatis という,名前からもいかにもポリリン酸蓄積菌のような細菌が活躍していることが専門家にかなり受け入れられているのだという。脱りん菌にある程度,目星がついているというのは,5年くらい前からそういう状況らしいが,水処理界の実務の方にこういう新しい知識がどの程度広まっているのかが気になる。ちなみに,この本では,生物脱りんのメカニズムとしては,Comeau-Wentzel modelと味埜モデルが併記されています。

硝化菌は・・・

 硝化菌については,アンモニア酸化菌としては,前述の古細菌を除くと,Nitrosomonas に分類されているのは,20年前に習ったことのままでほっとさせられるが,こんな独立栄養細菌も Betaproteobacteria 綱に分類されているのだから, Proteobacteria 門は活性汚泥の立場からいうと,いささか,雑多すぎる門のように見える。他に,Betaproteobacteria 綱ではNitrosospira って言うのも土壌などにいるらしいが,活性汚泥では不明のようです。Gammaproteobacteria 綱の中の硝化菌Nitrosococcus は海水にはいるらしいが下水処理にはいないんじゃないかということです。一方,亜硝酸酸化細菌については,Nitrobacter (Alphaproteobacteria)というので20年前に習ったが,どうも,Proteobacteria とは別門の Nitrospirae 門のNitrospira の方が主役だ最近では考えられている。他に,NitrococcusNitrospina というのも海水ではいるらしいです。Nitrobacter は,人為的培養操作の結果,増殖が速く支配的と考えられてきただけで,生態学的に言うとr戦略者であって,Nitrospira こそが,活性汚泥の本体として汚泥環境でのK戦略者として生きている,と本書では述べられている。

全体としては

 障害生物(発泡,バルキング)の方に主力を置いた本のようで,そちらに興味がある方の方が読んでためになるかもしれません。廃水処理関連の微生物生態学分野を専門に研究なさっている方には,それほど新しくない内容でしょうが,たろてん的には程よいボリューム(全667ページ)で,「あ〜そういうことだったのね」と納得できるおすすめ本です。