海底における重金属濃縮機構の微生物学的及び鉱物学的実験による解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640486
• Research Institution: Hakodate National College of Technology
• Principal Investigator: 水上 正勝 函館工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (90041912)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 臼井 朗 産業技術総合研究所, 海洋資源研究部門, 研究グループ長
• Keywords: マンガンノジュール / 海底堆積物 / コバルトクラスト / マンガン酸化バクテリア / 重金属濃縮機構 / 粘土鉱物 / 青函トンネル / 海水

Research Abstract

1.微生物による重金属濃縮機構
海水中の重金属が微生物の作用によって海底下に析出する可能性とその機構を研究する目的で、マンガン酸化バクテリアが各種重金属を濃縮する過程を実験的に検証した。実験には、青函海底トンネルから採取したバクテリアを用い、海水中に溶存するほぼ全ての重金属の濃縮効果について実験した。その結果、多くの重金属がマンガン酸化バクテリアの微生物作用によって海水中から析出すること、およびその析出速度は重金属の種類によって大きく異なることが明らかとなった。このことは、マンガンノジュールやコバルトクラストなどの成因における微生物触媒作用の影響を探る上で重要な知見となる。
2.粘土鉱物による重金属濃縮機構
水-岩石相互作用に伴う重金属の研究に関連して、平成14年度において粘土鉱物(スメクタイト)によるについて実験的な検討を行った。その結果、多くの重金属が鉱物層に取り込まれること、また、重金属のイオン交換性はその種類及び反応温度によって異なることが明らかとなった。海底下における重金属リザーバーとしての粘土鉱物の役割が推測される。
3.海底堆積物試料の分析
実際の海底下における重金属分布を知る目的で、西太平洋およびバルト海で採取されたマンガンノジュールおよびクラストを分析した。EPMAによるマッピング分析の結果から、重金属がその種類によってグループごとに異なった濃縮傾向を示すことが明らかとなった。
これらの結果は、海底下における重金属濃縮過程の実際が微生物実験および鉱物実験の結果との対比によって理論的に解明される可能性が大きいことを示している。今後は、より具体的な検証を行う予定である。