基質

最終更新日: 2026-09-04

基質とは

(1) 基質(substrate)は、微生物や酵素が反応・代謝で利用する作用対象となる物質です。浄化槽の生物処理では、汚水中の生分解性有機物などが代表的な基質になります。

(2) 初学者向けには「微生物のエサ」と表すことがありますが、基質を食べ物だけに限定しません。硝化ではアンモニア性窒素が硝化細菌の反応対象となり、微生物がエネルギーを得る反応と結び付きます。

浄化槽での例

(3) 有機物を分解する微生物にとって、生分解性有機物は代表的な基質です。国土交通省は生物処理を、活性汚泥や生物膜の微生物によって下水中の有機物を分解する処理として説明しています。

(4) 硝化ではアンモニア性窒素が酸化され、亜硝酸性・硝酸性窒素へ変化します。このときアンモニア性窒素は硝化反応の基質として捉えられます。

似た言葉との違い

(5) BOD・CODは基質そのものの名称ではありません。 BODは生物化学的な酸素要求量、CODは化学的な酸素要求量という水質指標で、基質となり得る物質の量や性状と関係していても同義ではありません。

(6) 炭素源は微生物が炭素を得る物質、電子供与体は反応で電子を供与する物質という機能を表します。脱窒では有機物が炭素源かつ電子供与体として働く場合がありますが、「基質」「炭素源」「電子供与体」を常に同じ言葉として扱いません。

(7) 窒素・リン等の栄養塩も微生物の増殖に必要ですが、栄養塩という分類と基質という反応上の役割は同じ軸ではありません。

担体・接触材とは別物

(8) 基質は微生物が反応で利用する物質です。一方、担体・接触材・支持体は、生物膜法などで微生物が付着・保持される場所や材料を指します。「基質に微生物が付着する」という意味で担体と混同しません。

(9) 浮遊生物法と生物膜法の保持方式、接触材・担体の役割は suspended-vs-attached-growth で扱います。本ページは「何に付着するか」ではなく「何を反応対象として利用するか」を扱います。

試験での見分け方

  • 「基質 = 担体・接触材」→ 誤り。反応対象と保持材料は別概念です。
  • 「基質 = BOD」→ 誤り。BODは水質指標です。
  • 「基質は必ず有機物」→ 誤り。硝化ではアンモニア性窒素が反応対象になります。
  • 「基質 = 必ず外部添加する薬剤」→ 誤り。流入汚水に元から含まれる物質も基質になります。

関連

  • 生物処理の代謝・増殖: biological-treatment
  • 浮遊/付着と担体・接触材: suspended-vs-attached-growth
  • 硝化・脱窒: JOK-OV-018
  • BOD: bod
  • COD: cod

出典・参考(2026-09-04確認)

基質に関する問題