2017 Fiscal Year Annual Research Report
ヒ素可溶化細菌群とヒ素高蓄積植物を用いたハイブリッド土壌浄化システムの開発
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16H02979
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
山村 茂樹 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 主任研究員 (90414391)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮内 啓介 東北学院大学, 工学部, 教授 (20324014)
天知 誠吾 千葉大学, 大学院園芸学研究科, 教授 (80323393)
堀 知行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ付 (20509533)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ヒ酸塩還元細菌 / Fe(III)還元細菌 / モエジマシダ / バイオレメディエーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒ素可溶化細菌群を用いた土壌ヒ素抽出プロセスに関して、オンサイトでの処理を想定した上部開放型のラボスケールリアクターを用い、汚染土壌からのヒ素抽出試験を行った。炭素源としては前年度に選定した乳酸塩を用い、実験開始時に10mMの乳酸塩を添加(L10)、7-10日ごとに2mMを添加(L2)、及び無添加系の計3系を実施し、ヒ素抽出に及ぼす炭素源の濃度並びに添加のタイミングを検討した。結果、L10系では実験開始後から液相ヒ素濃度の大幅な上昇が見られ、14日目にピークを迎えた。しかしその後、ヒ素濃度は減少に転じ、45日目にはピーク時の8割程度が固相に戻った。それに対してL2系では、ヒ素溶出速度は緩やかであったが、液相濃度は期間中上昇を続け、45日目にはL10系のピーク時と同程度のヒ素が溶出していた。無添加系では、液相ヒ素濃度の上昇はほとんど確認されなかった。以上の結果から、汚染土壌からのヒ素の持続的抽出には、低濃度炭素源の段階的添加が有効であることが示された。
モエジマシダを用いた水中ヒ素除去プロセスついては、溶出された亜ヒ酸を吸収させるためのモデル実験として、500 ppbの亜ヒ酸を加えた精製水を用いてモエジマシダを水耕栽培した。その結果、亜ヒ酸濃度は5日目までは変化がなかったが、その後ヒ酸に変換され、さらにシダに吸収された。この水耕栽培液に亜ヒ酸を加えたところ速やかに酸化されたが、ろ過した液に亜ヒ酸を加えた場合は酸化されなかった。このことから、シダ根圏に存在する微生物によって亜ヒ酸酸化が行われていることが示唆された。また、同様の実験を抗生物質の存在下で行った結果、亜ヒ酸酸化が起こらなかったことから、モエジマシダ根圏における亜ヒ酸酸化細菌の存在が強く示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
土壌ヒ素抽出プロセスのスケールアップを行うとともに、抽出条件を確立した。また、水中ヒ素除去プロセスについては、栄養塩無添加でのモエジマシダによるヒ素除去・吸収に成功した。両プロセス統合に向けた基礎データを取得できたことから、当初目標をほぼ達成しており、順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度に得られたデータをもとに、土壌ヒ素抽出プロセスと水中ヒ素除去プロセスを統合したハイブリッド浄化システムによる浄化実験を行う。同型のシステムを複数設置し、有効性を検証するとともに、得られた知見を体系化し、本システムを実際の汚染土壌浄化に活用する際の基本モデルを提案する。関連研究者との積極的な意見交換から最新の知見を取り入れ、新たな研究展開にも柔軟に対応できるように推進する。
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Research Products
(4 results)
