令和5年度 汚水処理特論 問16は、硝化脱窒素法における硝化工程に関する正誤問題です。誤っているものを選びます。
硝化は、好気条件でアンモニア態窒素を亜硝酸態・硝酸態窒素へと酸化する工程です。これを担う硝化細菌の最大の特徴は、有機物に頼らず無機物（アンモニアや亜硝酸）の酸化でエネルギーを得て、二酸化炭素を炭素源に増える独立栄養細菌だという点。引っかけの核心はまさにここで、選択肢(2)は硝化細菌を「有機化合物を利用して増殖する従属栄養細菌」と書いていますが、これは逆です。有機物を栄養にするのは従属栄養細菌（脱窒に関わる細菌など）であり、硝化細菌の性質と取り違えやすい論点です。
※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。
正解：選択肢(2)（誤っている記述）
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ○（正しい） | 好気条件下でアンモニア態窒素を亜硝酸態・硝酸態窒素まで酸化する工程です。硝化の定義どおりの正しい記述です。 |
| (2) | ×（誤り） | 硝化細菌を「有機化合物を利用して増殖する従属栄養細菌」とする点が誤りです。実際は無機物の酸化でエネルギーを得る独立栄養細菌です。 |
| (3) | ○（正しい） | アンモニア酸化のNitrosomonas、亜硝酸酸化のNitrobacterが知られます。代表菌を述べた正しい記述です。 |
| (4) | ○（正しい） | 窒素1g当たりおよそ4.6gの酸素を要するという量的関係を述べた正しい記述です。硝化は酸素消費が大きい工程です。 |
| (5) | ○（正しい） | 酸化でH⁺が生じpHが下がるため、アルカリ添加が必要になる場合があります。pH管理を述べた正しい記述です。 |
栄養の取り方で細菌を分けると、有機物を炭素源・エネルギー源にするのが従属栄養細菌、無機物の酸化でエネルギーを得て二酸化炭素を炭素源にするのが独立栄養細菌です。硝化細菌（Nitrosomonas、Nitrobacterなど）は後者で、アンモニアや亜硝酸という無機物を酸化してエネルギーを得て増えます。選択肢(2)はこれを「有機化合物を利用して増殖する従属栄養細菌」と正反対に説明している点が誤りです。硝化細菌は独立栄養、有機物を必要とする従属栄養と混同しないことが分かれ目です。なお硝化細菌は増殖が遅いことも、独立栄養で生育がゆっくりな性質と結びつけて覚えると整理できます。
硝化細菌は独立栄養細菌と従属栄養細菌のどちら？
独立栄養細菌です。アンモニアや亜硝酸という無機物の酸化でエネルギーを得て、二酸化炭素を炭素源に増えます。有機物を栄養にするのは従属栄養細菌です。
アンモニア態窒素を酸化する菌と、亜硝酸態窒素を酸化する菌の代表は？
アンモニア酸化がNitrosomonas、亜硝酸酸化がNitrobacterです。二段階で硝酸態窒素まで進みます。
この問題に関連する用語解説
出典
※ この記事の確認日：2026年6月