最終処分場での硫黄酸化細菌が改質硫黄水銀固型化物の水銀溶出・揮発に及ぼす影響評価

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K20479
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: 尾形 有香 国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環領域, 主任研究員 (50714200)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 水銀 / 改質硫黄水銀固型化物 / 硫黄酸化細菌 / 最終処分場

Outline of Annual Research Achievements

微生物反応が改質硫黄水銀固型化物の安定性に及ぼす影響を明らかにするため、硫化金属のバイオリーチング能力と最終処分場での存在が確認されている硫黄酸化細菌に着目し、水銀固型化物からの水銀の溶出・揮発に及ぼす影響を評価した。
本研究において、好気性の独立栄養細菌である硫黄酸化細菌の増殖維持とガス状水銀をトラップするための水銀捕集菅を設置した密閉バイアル試験系を構築した。破砕された水銀固型化物 (粒径1mm以下) を対象とし、2種の硫黄酸化細菌 (Acidithiobacillus thiooxidans NBRC 13701、Acidithiobacillus thiooxidans NBRC 13724) の存在有無による水銀固型化物からの水銀の溶出・揮発に及ぼす影響について検証した。その結果、両菌株ともに水銀固型化物からの水銀の揮発を促進することが明らかとなり、水銀の揮発量は、無菌系と比べ18-58倍高い値を示した。一方、溶存態の水銀は定量下限値以下であったことから、水銀固型化物から溶出した水銀は、速やかに揮発するものと考えられる。また、A. thiooxidans NBRC 13701の方がA. thiooxidans NBRC 13724よりも、揮発速度および揮発量が高く、硫黄酸化細菌の種類によって水銀の溶出、揮発能力が異なることが明らかになった。さらに、ここで得た水銀の放出特性を数理モデルで表現し、そのパラメータを水銀固型化物と細菌共存下で定量化した。試験条件下ではあるが、硫黄酸化細菌により水銀固型化物からの水銀放出の促進が確認されたことから、最終処分場において、水銀廃棄物を長期的に適正管理するためには、微生物反応に不適な環境条件の形成や水銀固型化物の破損防止等、微生物反応による水銀放出の抑制を考慮することが重要である。