秋月 真一

水処理工学、生態環境工学、資源循環工学、途上国支援工学

1. 光合成微生物の機能を利用した省エネルギー型廃水処理技術の開発
2. 月面での長期有人活動に向けた資源循環型尿処理技術の開発
3. エチオピア・タナ湖に過剰繁茂する水草バイオマスの高速メタン発酵処理技術の開発

1. 光合成微生物の機能を利用した省エネルギー型廃水処理技術の開発
   人間の活動と廃水の発生は切っても切れない関係にあり、廃水の適切な処理は水環境汚染や疫病蔓延を防ぐために不可欠です。しかし、既存の廃水処理技術は、経済的基盤が安定し、環境保全対策に費用を投じられる先進国を中心に普及したものであり、環境保全よりも経済成長が目下の課題となっている開発途上国にそのまま導入することは困難です。
   私の研究では、太陽光という無限に近いエネルギーを利用する光合成微生物による廃水処理に着目しています。例えば、機械的な曝気 (エアレーション)を必要とする従来の活性汚泥法に代わり、微細藻類による光合成とバクテリアによる有機汚濁物質除去を組み合わせた“微細藻類—バクテリア共存系”による廃水処理や、廃水中の有機性汚濁物質・栄養塩類を利用して体内にタンパク質、炭水化物、PHA、カロテノイド等の有用成分を蓄積する特徴を持つ“紅色光合成細菌”を利用した廃水処理に関する研究を進めています。これらの技術は、地球上では、特にサンベルト地域と呼ばれる北緯35度から南緯35度までに位置する、比較的温暖で太陽光が豊富な地域での利用に適しています。サンベルト地域には、廃水処理の普及度合が低い、中南米、アフリカ、東南アジア等の開発途上国が集約しています。本技術の研究開発を進め、知見とノウハウを蓄積することで、経済的基盤の有無に関わらず導入・普及可能な次世代型廃水処理技術として成熟できると期待しています。本学では主に基礎研究を実施し、応用研究と実証試験はメキシコやエチオピア等の共同研究機関と進めていきます。
   該当プロジェクト：
   流動担体を用いた微細藻類-硝化共生プロセスによる窒素含有廃水処理技術の開発
   日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究 (B) 17K12851 (2017-2018) 研究代表者
   URL: https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-17K12851/
   スポンジ担体を用いた微細藻類-硝化-脱窒素共生系による高濃度窒素含有廃水の処理
   日本学術振興会 海外特別研究員 201860754（2018-2020）研究代表者
   URL: https://www.jsps.go.jp/j-ab/ab_list/list_h30.html
   微細藻類-硝化菌固定化遮光ゲルによる窒素含有排水の低コスト処理：メキシコを例に
   日本学術振興会 科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金 (国際共同研究強化 (B)) 20KK0249 (2020-2024) 研究分担者
   URL: https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-20KK0249/
   紅色光合成細菌—メタン発酵共存系による養鶏場排水の高度処理と有用物質生産
   前川報恩会 2020年度学術研究助成 (2020-2022) 研究代表者
    
2. 月面での長期有人活動に向けた資源循環型尿処理技術の開発
   宇宙は人類に残された最大のフロンティアです。その開拓は、人類の生存圏・活動領域を広げ、有用な鉱物資源の獲得、宇宙環境を利用した研究による科学技術の進歩、宇宙利用産業創出等に繋がり、豊かで持続的な社会の発展に大きく寄与します。近年、先進各国による宇宙開拓競争が激化し、NASA、JAXA をはじめ、欧州、中国、インド等の宇宙開発機構が事業を進めています。次の30 年間は、特に月開拓に焦点を当てることが共通認識で、2040 年代には月面に有人居住地を建設し、民間企業の介入や一般市民の観光等の産業利用の開始を目指しています。月面の設置する居住地では、水、酸素、食料等の人類の生存に必須の資源が極めて限られています。そのため、長期有人活動には、居住地内で資源を循環利用する技術が不可欠です。特に尿は、日常的に発生し，窒素・リン等の豊富な栄養塩を含むため、宇宙空間での長期有人活動の際最も利用すべき資源の一つと考えられます。
   微細藻類は、尿中の栄養塩類を光合成により浄化でき、生産される微細藻類バイオマスは機能性食品、バイオ燃料、飼料・餌料等に利用できる潜在性があります。さらに、宇宙施設内での生命維持に不可欠な二酸化炭素除去と酸素供給も期待できるため、微細藻類による尿処理は月面居住地に適した技術と考えられます。私の研究では、微細藻類を起点とした尿資源の循環利用技術の確立に向けて、例えば微小重力環境が微細藻類の物質代謝にどのような影響を与えるか等の基礎的研究を進めています。
   該当プロジェクト：
   月レゴリス浸漬－微細藻類・凝集態硝化菌共存系システムによる月面尿処理技術の開発
   日本学術振興会　科学研究費助成事業 基盤研究 (B) 21H03665 (2021-2024) 研究代表者
   URL: https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03665/
    
3. エチオピア・タナ湖に過剰繁茂する水草バイオマスの高速メタン発酵処理技術の開発
   ナイル川の源流である広大なタナ湖は、元来自然環境豊かで風光明媚な地として知られています。しかし現在は、東京都23区の面積に匹敵する500 km2以上の湖面がホテイアオイに覆われ、50万人以上の農・漁業従事者に被害を及ぼし、適切な管理手法と処理方法の確立は国家的な急務となっています。本学では2020年度から、科学技術振興機構 (JST)と国際協力機構 (JICA)による地球規模課題対応国際科学技術協力プログラム (SATREPS)の採択を受けて、これらの問題解決に取り組んでいます。具体的には、タナ湖を対象にリモートセンシング技術等のInformation and Communication Technology (ICT) を利用したホテイアオイの管理手法を確立し、回収したホテイアオイを圧搾後に高速メタン発酵および炭化処理により有価物 (微細藻類、農作物等)へと転換するまでの一連のシステム開発を目指しています。私の研究では、ホテイアオイ圧搾液の高速メタン発酵技術の開発に向けて、圧搾液の省エネルギー・低コスト型前処理法や、バガス等の現地で入手可能な廃棄物を微生物担体として利用する固定床型メタン発酵法の検討を行っています。
   該当プロジェクト：
   ナイルの源流エチオピア・タナ湖で過剰繁茂する水草バイオマスの管理手法と有効利用プロセスの確立
   科学技術振興会 (JST) 国際協力機構 (JICA) 地球規模課題対応国際科学技術協力プログラム (2020-2025) 研究分担者 (テーマ2リーダー), プロジェクトマネージャー
   URL: https://www.jst.go.jp/global/kadai/r0205_ethiopia.html
   https://www.youtube.com/watch?v=WdPNfQOv3Lk

学歴
2010年 創価大学工学部環境共生工学科 卒業　学士 (工学)
2012年 創価大学大学院工学研究科環境共生工学専攻 博士前期課程 修了　修士 (工学)
2015年 創価大学大学院工学研究科環境共生工学専攻 博士後期課程 修了　博士 (工学)

職歴
2015年 創価大学理工学部 助教
2018年 日本学術振興会 海外特別研究員 (派遣先：メキシコ グアナファト大学工学部)
2020年 創価大学プランクトン工学研究所 講師

日本水環境学会、日本微生物生態学会、International Water Association

著書

1. Akizuki, S., S., Sato, S. Addis, G. Cuevas-Rodríguez (accepted).
   Treatment of piggery wastewater with an integrated microalgae-nitrifiers process: current status and prospects.
   -Integrated and Hybrid Process Technology for Water and Wastewater Treatment, Edited by W. Ang and A. Mohammad, Elsevier, BV, Amsterdam.

総説

1. 秋月真一・西健斗・戸田龍樹・井田旬一 (2020).
   硝化菌の光阻害緩和を目的とした固定化技術.
   -ケミカルエンジニヤリング, 65(1): 19-24.

学術論文 (査読付)

1. Akizuki S., K. Izumi, N. Nagao, T. Shiotani, C. Niwa, T. Toda (2013).
   Effect of COD/NO3−–N ratio and seed sludge on simultaneous methanogenesis and denitrification in intermittent organic solid waste treatment.
   - International Biodeterioration & Biodegradation, 83: 8-13.
2. Akizuki, S.*, T. K. Wong, Y. Aoki, G. Cuevas-Rodríguez, C. Niwa, T. Toda (2015).
   Effects of substrate COD/NO2−-N ratio on simultaneous methanogenesis and short-cut denitrification in the treatment of blue mussel using acclimated sludge.
   - Biochemical Engineering Journal, 99: 16-23.
3. Akizuki, S., T. Matsuyama, T. Toda (2016).
   An anaerobic-aerobic sequential batch system using simultaneous organic and nitrogen removal to treat intermittently discharged organic solid wastes.- Process Biochemistry, 51: 1264-1273.
4. Kodera, T., S. Akizuki, T. Toda (2017).
   Formation of simultaneous denitrification and methanogenesis granules in biological wastewater treatment.
   - Process Biochemistry, 58: 252-257.
5. Akizuki, S., N. Nagao, T. Toda (2018).
   A multifunctional single-stage process for the effective methane recovery and denitrification of intermittently discharged wastes.- International Biodeterioration & Biodegradation, 127: 201-208.
6. Akizuki, S., T. Toda (2018).
   An anaerobic-aerobic sequential batch process with simultaneous methanogenesis and short-cut denitrification for the treatment of marine biofoulings.
   - Waste Management, 74: 168-176.
7. Sekine, M., S. Akizuki, M. Kishi, T. Toda (2018).
   Stable nitrification under sulfide supply in a sequencing batch reactor with a long fill period.
   - Journal of Water Process Engineering, 25: 190-194.
8. Praveena, S. M., S. N. Mohamad Shaifuddin, S. Akizuki (2018).
   Exploration of microplastics from personal care and cosmetic products and its estimated emissions to marine environment: An evidence from Malaysia.
   - Marine Pollution Bulletin, 136: 135-140.
9. Akizuki, S., G. Cuevas-Rodríguez, T. Toda (2019).
   Microalgal-nitrifying bacterial consortium for energy-saving ammonia removal from anaerobic digestate of slaughterhouse wastewater.
   - Journal of Water Process Engineering, 31: 100753.
10. Fujiwara, M., M. Koyama, S. Akizuki, K. Watanabe, K. Ishikawa, S. Ban, T. Toda (2019).
    Seasonal changes in the chemical composition and anaerobic digestibility of harvested submerged macrophytes.
    - BioEnergy Research, 13: 683-692.
11. Akizuki, S., M. Kishi, G. Cuevas-Rodríguez, T. Toda (2020).
    Effects of different light conditions on ammonium removal in a consortium of microalgae and partial nitrifying granules.
    - Water Research, 171: 115445.
12. Sekine, M., S. Akizuki, M. Kishi, N. Kurosawa, T. Toda (2020).
    Simultaneous biological nitrification and desulfurization treatment of ammonium and sulfide-rich wastewater: Effectiveness of a sequential batch operation.
    - Chemosphere, 244: 125381.
13. Liu, X., M. Fujiwara, T. Kodera, K. Watanabe, S. Akizuki, M. Kishi, M. Koyama, T. Toda, S. Ban (2020).
    Conditions for continuous cultivation of Chlorella sorokiniana and nutrient removal from anaerobic digestion effluent of aquatic macrophytes.
    - International Biodeterioration & Biodegradation, 149: 104923.
14. Nishi, K., S. Akizuki, T. Toda, T. Matsuyama, J. Ida (2020).
    Development of light-shielding hydrogel for nitrifying bacteria to prevent photoinhibition under strong light irradiation.
    - Process Biochemistry, 94: 359-364.
15. Iweh, N. S., M. Koyama, S. Akizuki, S. Ban, T. Toda (2020).
    Novel wet-solid states serial anaerobic digestion process for enhancing methane recovery of aquatic plant biomass.
    - Science of The Total Environment, 730: 138993.
16. Akizuki, S., N. Natori, G. Cuevas-Rodríguez, T. Toda (2020).
    Application of nitrifying granular sludge for stable ammonium oxidation under intensive light.
    - Biochemical Engineering Journal, 160: 107631.
17. Sekine, M., A. Yoshida, S. Akizuki, M. Kishi, T. Toda (2020).
    Microalgae cultivation using undiluted anaerobic digestate by introducing aerobic nitrification–desulfurization treatment.
    - Water Science and Technology, 82: 1070-1080.
18. Akizuki, S., G. Cuevas-Rodríguez, T. Toda (2020).
    Anaerobic digestion effluent treatment using microalgae and nitrifiers in an outdoor raceway pond with fluidized carriers.
    - Water Science and Technology, 82: 1081-1091.
19. Qian, J., X. Liu, S. Ban, M. Fujiwara, T. Kodera, S. Akizuki, T. Toda (2020).
    pH treatments in continuous cultivation to maximize microalgal production and nutrient removal from anaerobic digestion effluent of aquatic macrophytes.
    - Journal of Applied Phycology, 32: 3349-3362.
20. Akizuki, S., G. Cuevas-Rodríguez, T. Toda (2021).
    Nitrification of anaerobic digestate using a consortium of microalgae and nitrifiers in an open photobioreactor with moving bed carriers.
    - Chemosphere, 263: 127948.
21. Cervantes-Avilés, P., J. B. Durán Vargas, S. Akizuki, T. Kodera, J. Ida, G. Cuevas-Rodríguez (2021).
    Cumulative effects of titanium dioxide nanoparticles in UASB process during wastewater treatment.
    - Journal of Environmental Engineering, 277: 111428.
22. Akizuki, S., H. Joo, M. Koyama, T. Toda (accepted).
    Mechanism of cell proliferation during starvation in a continuous stirred tank anaerobic reactor treating food waste.
    - Bioprocess and Biosystems Engineering.

個人ホームページ（主に研究活動の紹介）
URL: https://www.photobiotech-blog.com/resume