要約：汚水の生物法処理は微生物の代謝反応を利用して水処理を行う方法である。処理中、微生物モニタリングは汚染状況の分析、処理効果の判断及び排出検出の重要な手段である。本文は弊社M 500型多機能生物モニタリング装置の汚水生物処理法における微生物モニタリングへの応用例を紹介することにより、弊社の多機能生物モニタリング装置の微生物モニタリングにおける重要な意義を明らかにした。

キーワード：下水処理コロニー数微生物鏡検査藻類浮遊動物バイオモニタリング

下水処理は生態環境の維持に重要な役割を果たしている。現在、下水処理によく用いられる方法は物理法、化学法、生物法にまとめることができる。物理法は常に前処理の手段として廃水処理に応用される。化学処理法は、排水にミョウバンなどの化学薬剤を加え、汚染物と化学反応させて無害物を生成する過程である。生物法は微生物による汚水処理を主とし、微生物の分解作用により汚水中の有機物を簡単な無機物に変換し、汚水を浄化する。物理法、化学法と比べて、微生物処理は経済的、利点があり、無害化、資源化を実現することができるため、長期にわたり重要な位置を占めてきた^[1]。

下水処理において、微生物モニタリングは汚染状況と排出水質測定の根拠を分析することができるだけでなく、活性汚泥の有効性を指示することもでき、原生動物の生物特徴と異なる環境条件における種属、数量、活性などの表現に基づいて、その組成と数量の分析を通じて、活性汚泥処理技術に有益な指示情報をもたらす。

下水処理中の微生物のモニタリングに対して、迅数M 500型多機能生物モニタリング装置中の全自動コロニー計数分析ソフトウェア、顕微画像分析システムソフトウェア、藻類知能鑑定計数ソフトウェアと浮遊動物計数ソフトウェアは上述の汚水処理中の細菌、藻類、原生動物、輪虫、甲殻類動物などに対する観察、計数、分析及びモニタリングを良好に助けることができる。

1細菌検査の応用

現在、国の現行の水質基準では、主に総大腸菌群または糞大腸菌群を生物学的指標としているとともに、下水中には様々な病原微生物が存在している。例

例えば、サルモネラ菌、志賀菌、カビ、酵母菌、弓形桿菌など^[2]活性汚泥中の細菌の数は約108〜109個／mLである。zuiによく見られる優勢種群は：アルカリ菌産生属、バチルス属、黄色バチルス属であり、その次にノカル菌、硝化細菌、大腸エヒ菌などがある。下水細菌検査において、主に用いられる方法は、注入法平板、塗布法平板、濾膜法平板、空気沈降法平板などである。迅数コロニー計数ソフトウェアは、上述の各種コロニープレートをサポートすることができる。

1.1 迅数コロニー技術の応用

計器は可変光比の広帯域懸濁式暗視野技術を採用し、千万画素のCMOS及び高明瞭レンズを配置し、光学原理を利用して、コロニーに対して極めて明瞭な空間立体映像効果を形成し、コロニーと背景のコントラスト、微小コロニーの識別度、及び不純物に対する区別度を高める。疾病制御、検査検疫、食品医薬品安全検査、環境水質モニタリング、科学研究などの分野に広く応用されている。

1.2 ソフトウェアアプリケーション

1.2.1コロニー数

迅数のColonfastコロニー画像知能識別技術は複雑なコロニーを識別することができ、大腸菌、黄色ブドウ球菌などの発色培地上に特定のコロニーの色と形態を持つ菌種を迅速に検出し、全自動コロニーカウント、コロニー形態分析、癒着分割、自動色識別、自動不純物除去、および形態分析、自動換算、測定、標定などの先進的な機能を実現する。自動計数コロニーの速度は500コロニー/秒より高く、zui小分解能コロニーの直径は0.01 mmに達した。

2 微生物顕微鏡検査の応用

下水処理場化学検査室において、微生物顕微鏡検査項目は近年ますます注目されている項目の一つである。微生物の計数と観察、特に指示性微生物の観察は特に重要である。指示性微生物とは、下水処理中に鏡検査観察が容易で、活性汚泥状態に良好な反応を示す微生物を指す。下水処理場のプロセスが異なり、工場に入る下水原液の成分が異なるため、各工場の各プロセスの中で主導的な役割を占める指示性微生物も異なる^[3]活性汚泥中の微生物は主に細菌、原生動物と藻類の3種類があり、そのほかに真菌、病原菌などがある。微生物中の細菌は有機物を分解する主役であり、次に原生動物にも一定の分解作用がある。迅数多機能生物モニタリング装置には強大な顕微画像分析システムが配置されており、ユーザーが汚水及び活性汚泥中の微生物の観察と計数を完了するのを助けることができる。

2.1 迅数顕微技術の応用

迅数顕微鏡画像解析システムは、高感度カラーCMOS、強力な機能を持つ顕微鏡画像解析ソフトウェア及び

顕微鏡組成は、顕微鏡細胞画像分析、工業金相組織分析、粉塵及び粒子検出、材料顕微鏡構造観察など多くの応用分野に広く適用されている。

2.2 ソフトウェアアプリケーション

2.2.1高品位動静的2パス観察

システムは「動・静的二重路並列観察技術」を有し、顕微鏡とCMOSを容易に調整することにより、顕微鏡とコンピュータを同期させて動的顕微鏡画像を直感的に表示することができ、同時に高精細な静的画像を観察することができる。また、システムは27種類の画像処理機能を備えており、ユーザーが高品質の目標物顕微画像を取得できるようにしている。

2.2.2細胞粒子数

ソフトウェアは細胞粒子自動計数機能（自動統計、分類統計、色識別統計、地域統計、癒着分割統計など）を持ち、輪郭のはっきりした細胞（球菌、バチルス、胞子など）や微粒子に対して、1秒以内に視野全体の自動計数を実現することができる。伝統的な人工肉眼による一つ一つの計数方式の不足を補い、統計効率を高め、細胞と粒子の計数作業を簡単に行いやすくし、半分の効率を高めた。

2.2.3測定

システムには測定ツールが付いており、目標物の直径、面積、周長、円度などのパラメータを自動的に分析することができ、直線、角度、円面積、弧長、任意の曲線などの特徴パラメータを測定することもできる。特に任意曲線測定機能は、放線菌、カビ、藻類の研究に極めて便利をもたらした。システムはまた、中国語と英語の文字および複数の図形の編集埋め込み機能を実現することができる。

3 藻類の観察と計数応用

人間活動の激化に伴い、工業廃水、生活汚水、窒素リンなどの栄養元素を含む農業排水が大量に水体に入って水体の富栄養化を招き、藻類、特に浮遊藻類を大量に繁殖させ、水華や赤潮を形成し、漁業と人間生活に深刻な影響を与える^[4]。そのため、生物モニタリングにおける藻類の役割がますます重視されている。藻類は生態系の初級生産者として、水質モニタリングと汚水処理の面でまた巨大な貢献を持って、敏感で正確な外部環境の変化を察知することができて、水生藻類の種類と数量などの群落特徴によって水体の汚染状況を判断することができて、同時に汚水処理の中で、藻類は汚水中の有害物質を吸収して除去して、水質を浄化することができます。

汚水処理中の藻類モニタリングは水質汚染状況の分析だけでなく、汚水浄化効果の検証でもある。多機能生物モニタリング装置の藻類知能鑑定計数ソフトウェアは藻類を綿密に観察、鑑別、計数と分析することができ、実験者と科学研究者に藻類を検出する便利な通路を提供した。

3.1 迅数藻類技術の応用

3.1.1藻類観察計数フロー

3.1.2藻類ソフトウェアの機能

藻類ソフトウェアには情報が豊富な藻類データベースが含まれており、全庫には11門、672属、3350種の藻類の文字記述、特徴画像及び精巧な顕微写真が含まれており、淡水藻類図庫は中国の7大水系、28の重点湖庫の一般的な品種をほぼカバーしており、海洋藻類図庫は中国の東海、渤海、黄海、南シナ海でよく見られる浮遊藻類を中心としている。

ソフトウェアには分類学的検索、一般藻類検索、キーワード検索がある。その中で知能捜索鑑定機能は2つのレベルの形態学捜索を通じて、鑑定が必要な藻類とギャラリーの中の藻類に対して迅速な比較鑑定を行い、そして藻群の面積、細胞直径、藻糸、分枝角度などのパラメータに対する精

測定するクロレラなどの単細胞藻類の全自動識別数。

ソフトウェアには、マイクロカプセル藻などの団状構造藻類に対するマイクロカプセル藻の独立分析モジュールが含まれている。分析モジュールは自動的にマイクロカプセル藻などの団状藻細胞の個数を測定計算し、団状藻種に対して正確な統計と分析を行うことができる。

4 浮遊動物の観察と計数応用

下水処理場の大部分は活性汚泥法を通じて2級下水処理技術を改善した。活性汚泥は各種細菌、真菌、藻類と原生動物などから構成される複雑な生態系であり、その中の原生動物は水質の改善、汚水工場の運転と処理効果の評価、指示の役割を果たしている。原生動物の種類組成、数量、個体生理の変化状況を直接観察することは、細菌の成長変化状況を反映することができ、すなわち汚水処理過程と処理効果の良否を間接的に評価することができ、それによって生産運行を指導する役割を果たす^[5]。

迅数多機能生物モニターは専門の浮遊動物計数ソフトを含み、浮遊動物に対して細かく観察することができる。ソフトウェアは1500種類以上の浮遊動物の顕微写真、手描き図と文字紹介を集積し、浮遊動物の種類を補助鑑定し、浮遊動物の高精細イメージング、分類カウント、自動総数積算、優占種ソートを迅速に実現することができる。

4.1 迅数浮遊動物の検出分析技術の応用

4.1.1浮遊動物カウントフロー

4.1.2浮遊動物計数ソフトウェア機能

ソフトウェアのプロセス化カウントは浮遊動物の分類統計、総数統計、自動計算優占種の並べ替え、豊度換算を実現することができる。データベースは6種類、460属、1500種類の浮遊動物の特徴文字記述と画像を持ち、類、属、種分類検索及び中国語名、ラテン語名に基づいて迅速に検索する。デジタルスケールを通じて浮遊動物の長さ、幅などの数値を直感的に測定することができ、操作者が直接観察しやすく、浮遊動物に対して初歩的な形態分析を行うことができる。

5 結び

汚水処理は長期的で困難な仕事である。微生物、藻類、浮遊動物の観察と検査は下水生物処理の重要な一環であり、処理効果に対して客観的で真実な評価を行うことができる。迅数多機能生物モニタリング装置は検査人員の煩雑化を簡略化し、コロニーの観察計数、微生物顕微分析、藻類と浮遊動物のモニタリングの運営を実現し、下水処理の順調な進行を確実に保障し、水環境の安全評価と下水水質浄化に安定で信頼性のあるデータと情報を提供した。