Microbial-mineral interactions of toxic metals for stabilization of mine waste

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H04302
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 64020:Environmental load reduction and remediation-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Hammaura Natsuko 九州大学, 理学研究院, 教授 (50554466)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 光延 聖 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (70537951) ; 鹿島 裕之 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究開発プログラム), 研究員 (70780914)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 微生物地球化学 / 微生物環境浄化 / 微生物金属代謝

Outline of Final Research Achievements

The objective of this study was to elucidate the microbial-mineral interactions that affect the stability and geochemical cycling of toxic metal(loid)s in contaminated environments. To investigate the diversity of microorganisms involved in the transformation of toxic metal(loid)s, arsenic- and antimony-metabolizing microorganisms were enriched and isolated from contaminated environmental samples. Phylogenetically diverse metal(loid)-transforming bacteria were obtained and their biotransformation mechanisms were characterized by using genomic approach. The metal metabolism mechanism of these novel microorganisms is expected to contribute to the recovery of useful metals by producing rare metal crystals and to the stabilization of Sb through the reduction of iron oxide minerals.

Free Research Field

微生物生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

固体の有害金属と微生物の相互作用は、廃棄物からの長期的な拡散や二次汚染に関与しており、鉱山廃棄物の安定性評価や汚染対策を講じる上でも、そのプロセスの解明が必要とされている。本研究では、新規汚染物質であるアンチモンの環境動態に影響を及ぼす多様な微生物機構を明らかにした。この成果により、有害金属の固定化・安定化に寄与する微生物機構が明らかになり、微生物を利用した環境浄化技術の発展に寄与できる。また、本研究で得られた微生物金属代謝機構を活用し、有用金属の回収やバイオミネラルの新規ナノマテリアル応用など、資源の有効利用と環境浄化の両立を図る技術としての貢献も期待できる。