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Jul 01, 2023

バイオ電気水素生成の利用

Scientific Reports volume 12、記事番号: 17779 (2022) この記事を引用 1732 アクセス 3 Altmetric Metrics の詳細 この現在の研究では、暗闇から収集された残りの残留物

Scientific Reports volume 12、記事番号: 17779 (2022) この記事を引用

1732 アクセス

3 オルトメトリック

メトリクスの詳細

本研究では、農業用わら廃棄物を水素エネルギーに生物変換する際に、活性汚泥のみを生体触媒とする暗所発酵微生物電解槽（DF-MEC）統合システムから収集された残留残留物を対象として、その実現可能性を検討した。一般に高価な無機肥料の潜在的な代替バイオ肥料として使用されます。 その結果、電気水素生成の残留物には、エンテロバクター (8.57%)、パエニバチルス (1.18%)、マイコバクテリウム (0.77%)、シュードモナス (0.65%)、ブラディリゾビウム (0.12%)、アゾスピリルムなど、植物の成長を促進するさまざまな微生物群集が豊富に含まれていることが明らかになりました。これらは、植物の成長に必要な、インドール-3-酢酸/インドール酢酸 (IAA) やジベレリンなどのさまざまな必須植物ホルモンを生成する能力で一般に知られています。 さらに、植物や作物の成長を促進するために必要な十分な量の同化可能なリンと窒素を著しく供給するリン酸可溶化微生物群と窒素固定微生物群の両方も含まれています。 さらに、残留物から多量栄養素および微量栄養素 (N、P、K などを含む) がすべて分析され、植物の成長促進に必要な適切な濃度が検出されました。 この現在の研究における肥料としての MEC 流出物の直接施用は、植物 (Solanum lycopersicum L. (トマト)、Capsicum annuum L. (唐辛子)、および Solanum melongena L. (ナス)) の成長を顕著に促進し、開花と結実を早めました。生成プロセス。 これらの発見に基づいて、電気水素生成残留物は間違いなく潜在的なバイオ肥料として考慮される可能性があります。 したがって、この技術は、農業残留物管理への新しいアプローチを提供し、同時に、高価な化学肥料に代わる可能性のある、持続可能で安価で環境に優しいバイオ肥料を提供します。

農業部門からの生分解性廃棄物の過剰生産は、適切に管理されなければ、必然的に私たちの生活環境に悪影響を与える可能性があります。 バイオガスやその他の生物活性分子の生産のための廃棄物の嫌気性発酵は、農業廃棄物の管理とエネルギー回収の両方において非常に興味深いものです1。 嫌気性発酵には、再生可能エネルギーの生産、温室効果ガス排出量の削減、農業廃棄物を引き起こす有害な問題の深刻さの軽減など、多くの有益な特徴が挙げられます2,3。 発酵プロセスは農業廃棄物を管理するための有望な戦略であると考えられていますが、バイオガスとともに発酵残留物（一般に消化物として知られている）が生成され、適切に対処しなければ環境汚染の問題が深刻化する可能性があります。 したがって、嫌気性発酵技術を大規模に導入するには、その適切な管理を考慮する必要があります。

廃棄物管理の前に、Directive et al. は、発酵排水が土壌の品質向上剤として使用でき、農業や生態系の改善につながる可能性があることを証明し、適切なアプローチとして採用されました。 ただし、農業を通じて発酵残留物の持続可能なリサイクルを確実にするためには、使用前にその組成の特徴、安定性、衛生性を特徴付ける必要があります4。 一般に、消化物はさまざまな栄養素を豊富にし、作物の収量、生産性、土壌品質を促進するために市販の無機肥料よりも有利に選択できます5、6。 さらに、消化物には、その生成基質よりも高い栄養素含有量が含まれていることが報告されています。 発酵プロセス中に大量の窒素がアンモニウム (NH4) として放出され、炭素がメタンと CO2 の両方の形で除去されますが、依然として適度な量の窒素、リン (P)、カリウム (K) が残ります。発酵残留物中7. したがって、発酵排水は土壌の品質や植物の健康に有益な影響を与える可能性があります。