Development of a hybrid soil remediation system using arsenic-mobilizing bacteria and an arsenic hyperaccumulator plant

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H02979
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Environmental engineering and reduction of environmental burden
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: Yamamura Shigeki 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)
• 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, 主任研究員 (20509533)
• Research Collaborator: KOHDA Takeshi ; AOYAGI Tomo
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 環境技術 / 土壌汚染浄化 / ヒ酸塩還元細菌 / 鉄還元細菌 / モエジマシダ / バイオレメディエーション

Outline of Final Research Achievements

We developed a hybrid soil remediation system that combined the microbially-mediated arsenic mobilization with an arsenic hyperaccumulator plant Pteris vittata. The remediation system was constructed on a laboratory scale, in which hydroponics system of Pteris vittata was floated on the flooded arsenic-contaminated soil, and remediation experiments of arsenic-contaminated soil (200 mg-As/kg) were conducted. After 90 d of the experiments, As levels in the soils decreased to 66-117 mg/kg, which is below the soil concentration standard set by the Soil Contamination Countermeasures Law in Japan.

Free Research Field

環境工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、ヒ素を含め金属類で汚染された土壌は、ほとんどが掘削除去により処理されているが、極めて高コストである。一方、より低コストな手法として、植物を用いたファイトレメディエーションの研究が長年行われてきたが、浄化効果が限定的なため、実用技術としてほとんど普及していない。本研究は、微生物と植物の機能を組み合わせ、双方の特長を活用することで、実用レベルの浄化効果が得られる事を示した。本研究の成果は、ヒ素汚染土壌浄化へのファイトレメディエーション適用において、大きな突破口となり得る。