修士課程学生

板坂　紗花　修士1年　/　Sayaka Itasaka　M1

• 居室: FS棟 6-07号室
• 電話番号： 011-706-5587
• e-mail：itasaka.sayaka.o5@elms.hokudai.ac.jp
• 出身高校：仙台高等専門学校（宮城県）

研究テーマ

生物電気化学的な硝酸・亜硝酸還元アンモニ ア再生技術の開発

研究概要

環境中の窒素は、窒素固定、硝化、脱窒などのプロセスを通じて大気、土壌、水域、生物体内に形を変化させながら循環しているが、過去数十年間にわたる人為的活動、特に農業や工業の影響で、大気中の窒素が地表に固定される量が増加している。窒素循環を撹乱している主な人為的要因は肥料の前駆体であるアンモニアの合成であり、主にハーバー・ボッシュ法が採用されている。この方法は、空気中の窒素と水素を反応させる必要があり、水素の精製には現在、化石燃料(天然ガス70%、石炭30%)が利用されている。また、窒素と水素を反応させるために650K~750Kの高温、50~200barの高圧条件を必要とし、大量のエネルギーを消費する。このため、化石燃料の使用による資源の枯渇(世界エネルギー消費量の約2%)と温室効果ガスによる地球温暖化(世界の二酸化炭素排出量の約1~2%)を促進している。さらに、生成されたアンモニアは肥料として地表に施用されるが、過剰に施肥されると、その一部は植物に吸収されず、土壌中で好気微生物によって硝化され、硝酸塩または亜硝酸塩に変化することで、地下水や河川、湖沼に流出し、水域の富栄養化を引き起こす原因となる。これらの問題を解決するため、大腸菌の持つ硝酸・亜硝酸還元酵素を生物触媒とした、生物電気化学的な低濃度流域からのアンモニア回収システムの開発に取り組んでいる。

学会発表

• Bioelectrochemical NH₄⁺ Regeneration by NO₃⁻ reduction using Escherichia coli as a Biocatalyst
  Itasaka S., Takahashi N., Okabe S., Oshiki M.
  The Water and Environment Technology Conference 2025 (WET2025), City Hall Plaza-Aôre (Nagaoka, Japan), 5–6 July 2025.
• Heterologous expression of ammonia-forming nitrite reductase (NrfA) for Bioelectrochemical removal of nitrogen pollutants from the environment
  Itasaka S., Okabe S., Oshiki M.
  The 15th Asian Symposium on Microbial Ecology (ASME2025), Chungbuk National University (Cheongju, South Korea), 28–30 March 2025
• Escherichia coliおよびShewanella oneidensisを用いたNH₃生成型亜硝酸還元酵素の発現
  板坂 紗花、押木 守、岡部 聡
  日本農芸化学会2025年度大会 5A030, 2025年3月4日–9日, 北海道大学(札幌)