2017 Fiscal Year Research-status Report
貝殻が有する黄鉄鉱の風化抑制機能を利用した海成堆積物の低コスト汚染対策手法の開発
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16K00605
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| Research Institution | Center for Environmental Science in Saitama |
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Principal Investigator |
石山 高 埼玉県環境科学国際センター, 土壌・地下水・地盤担当, 主任研究員 (80297621)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八戸 昭一 埼玉県環境科学国際センター, 土壌・地下水・地盤担当, 担当部長 (70415397)
濱元 栄起 埼玉県環境科学国際センター, 土壌・地下水・地盤担当, 専門研究員 (40511978)
渡邊 圭司 埼玉県環境科学国際センター, 水環境担当, 主任 (50575230)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 海成堆積物 / 黄鉄鉱 / 風化抑制メカニズム / 硫黄酸化細菌 / 貝殻片 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、海成堆積物由来の土壌汚染が大きな環境問題となっている。この土壌汚染では、掘削直後における砒素やフッ素の溶出（短期リスク）と黄鉄鉱の風化後に発生するカドミウムや鉛などの溶出（長期リスク）が報告されている。本研究では、貝殻が有する黄鉄鉱の風化抑制効果を活用した海成堆積物の低コスト汚染対策法を開発する。今年度は、貝殻片の有する黄鉄鉱の酸化抑制効果について、そのメカニズムの解析を試みた。
貝殻を添加していない系において、風化実験開始前（試料A）、開始から1.5ヶ月後（試料B）、４ヶ月後（試料C）の試料で微生物解析（PCR法）を行った。その結果、試料Bから硫黄酸化酵素遺伝子(soxB）と硫黄酸化細菌（Acidithiobacillus属）が検出された。試料Bは黄鉄鉱の風化が進行している途中の試料であることから、風化反応には硫黄酸化細菌が関与していることが示唆された。試料C（風化反応終了後の試料）から硫黄酸化細菌は検出されなかったが、これは風化終了後の土壌pHが4付近まで低下したため硫黄酸化細菌が死滅したためと考えられる。硫黄酸化細菌の増殖状況を詳細に解析するため、風化実験で採取した全ての土壌試料を用いてPCR法でsoxBとAcidithiobacillus属を解析した。その結果、soxBは風化実験開始から0.5ヶ月で大幅に増殖し、1.5ヶ月後から減少する傾向を示した。一方、Acidithiobacillus属は実験開始から1ヶ月経過した段階で大幅に増殖し、2ヶ月後から減少する傾向を示した。soxBには中性条件で硫黄を酸化する微生物が含まれているのに対し、Acidithiobacillus属は酸性条件で硫黄を酸化する微生物種である。黄鉄鉱の風化には中性、酸性条件下で活性化する様々な硫黄酸化細菌が関与していることが示唆された。
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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
本研究では、海成堆積物に貝殻片と不溶化剤（鉄系不溶化剤やリン系不溶化剤など）を混ぜ込むことで、海成堆積物の長期汚染リスクと短期汚染リスクが同時に抑制できることを見いだすことができた。また、微生物解析を実施することで、黄鉄鉱の風化作用に関与する微生物種を特定するとともに、貝殻添加による黄鉄鉱の風化抑制メカニズムについても明らかにすることができた。したがって、本研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、埼玉県内の海成堆積物を掘削採取し（平成29年度に1地点掘削採取済み）、この海成堆積物を用いて、屋外で風化実験を実施する。室内と同様に屋外でも、開発した本技術により海成堆積物の長期・短期汚染リスクが同時に抑制できることを確認する。
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| Causes of Carryover |
次年度（最終年度）の前半に埼玉県内１地点で海成堆積物を掘削採取（掘削予定深度：30～40m）するため、次年度使用額を掘削費用として活用する。
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Research Products
(5 results)
