シリカと微生物を用いた地球表層水中のアルミニウムの制御に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10355039
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 伊澤 英二 九州大学, 工学研究科, 教授 (50037751)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 彌富 信義 日鉄鉱業(株), 研究開発センター, 研究主査 ; 和田 信一郎 九州大学, 生物資源環境科学研究科, 助教授 (60108678) ; 横山 拓史 九州大学, 理学研究科, 助教授 (20136419) ; 緒方 靖哉 九州大学, 農学部, 教授 (20038277) ; 渡辺 公一郎 九州大学, 工学研究科, 助教授 (10182916)
• Keywords: シリカ / 微生物 / アルミニウム / ICP-MS / シンター / イエローストン / ハイドロタルサイト

Research Abstract

1. 地球表層水中に微量に溶存するアルミニウムの全濃度を測定するため、イエローストーン地熱地城などの地熱熱水を試験試料として分析法を検討した。ICP発光分光分析法と黒鉛炉フレームレス原子吸光分析法で、アルミニウム濃度が0.0n ppm以上の試料について分析可能であることを確認した。さらに微量のアルミニウムの場合は、分析室の環境からの汚染の影響が問題となる。地熱熱水中のアルミニウム濃度は一般に0.n ppmであった。
2. 九重火山地域で地質調査を行い熱水沈殿物を採取した。また、イエローストーン地熱地域の沈殿物中のアルミニウム含有率を蛍光X線分析法とEPMAを用いて求めた。湧出口付近の珪酸質沈殿物からは1%を超えるアルミニウムが検出された。沈殿物を構成する物質の同定にはX線回折装置のほかNMRを用いた。
3. 土壌溶液中のアルミニウムと珪酸の濃度をICP発光分光分析法を用いて調査した。珪酸は数10ppmで変動が少ないが、アルミニウムは土壌溶液が中性(pH>5)のときは数ppm以下であり、酸性(例えばpH=4)では20ppmを超えるようにになる。大部分は単量体であり、一部有機酸と錯体を作る。
4. 地熱熱水中に多様な微生物が棲息することが知られるようになった。そのなかで、高温域で比較的普遍的なThermusを用いて、珪酸の沈殿実験を行った。熱水中に微生物が存在するとき、珪酸濃度は純粋な水-シリカ系の場合の溶解度以下になることが見出された。アルミニウムを加えても変化は認められなかった。
5. アルミニウム濃度の高い溶液にマグネシウムを加えるとハイドロタルサイトとしてアルミを除去することができる。
6. 含アルミニウム物質の微細形態および微生物試料の観察に使用するため、低真空走査顕微鏡を設置した。イエローストーン地熱地域からの含アルミ珪酸質沈殿物(シンター)の観察に使用した。

Research Products

• [Publications] Fumio INAGAKI: "Bio-deposition of Amorphous Silica byam Extremely Tlenephilic Bacterium." Biosci. Bitechnol. Biochem. 62(6). 1271-1272 (1998)
• [Publications] 伊澤 英二: "微生物が関与する地熟熱水からの珪酸塩鉱物生成" 資源・素材関係学協会合同秋季大会企画発表[C]資源と環境. 189-192 (1998)