2013 Fiscal Year Research-status Report
活性バイオマンガン酸化物による多元素連続回収システム
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25340094
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
谷 幸則 静岡県立大学, 付置研究所, 准教授 (10285190)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | マンガン酸化菌 / 重金属回収 / 真菌 |
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| Research Abstract |
本研究では、菌体外Mn(II)酸化酵素によってバイオMn酸化物（Biogenic Manganese Oxide; BMO）を産生するMn(II)酸化真菌Acremonium strictum KR21-2株を利用し、多種類の重金属イオンに適応可能な除去・回収法を開発することを目的とした。
A. strictum KR21-2株をMn(II)を含むHAY培地で培養した直後にBMOを回収し、溶存酸素を除いた系、アジ化ナトリウムを添加した系、または加熱処理した系で、Mn(II)の酸化反応を追跡したところ、BMOのMn(II)酸化速度が認められなかった。一方、溶存酸素を含む系では、連続的なMn(II)の酸化が認められた。また、BMOを還元溶解し、その溶液を限外ろ過で濃縮したところ、BMO相にMn(II)酸化酵素が安定に保持されていることが明らかとなった。以上の結果から、A. strictum KR21-2株が産生したBMOは、活性を保ったMn(II)酸化酵素が保持されており、連続的にMn(II)を酸化できることが明らかとなった。
A. strictum KR21-2株が産生したBMOをCo(II)イオンと混合したところ、溶存酸素存在下では、高いCoの収着が認められた。この時、Mn(II)イオンの溶出は認められなかった。一方、溶存酸素を含まない場合やBMOを加熱して保持された酵素活性を失活させた場合には、Coの収着は大幅に低下し、また、Mn(II)の溶出が認められた。XANESの結果から、収着したCoの一部はCo(III)に酸化されて不溶化していることが明らかとなった。これらの結果から、BMO相に保持されたMn(II)酸化活性が、Co(II)の酸化によって溶出したMn(II)をすみやかに再酸化し、高いCoの収着に寄与していることが明らかとなった。
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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、菌体外Mn(II)酸化酵素によってバイオMn酸化物（Biogenic Manganese Oxide; BMO）を産生するMn(II)酸化真菌Acremonium strictum KR21-2株を利用し、多種類の重金属イオンに適応可能な除去・回収法を開発することを目的としているが、溶存態Mn(II)やCo(II)の濃縮が認められ、排水中からのこれらの重金属イオンの回収が可能なことが示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
A. strictum KR21-2株を形成したBMOには、Mn(II)酸化酵素活性が長期間に安定的に保持され、連続的なMn(II)の酸化が可能であること、その酵素活性による連続的なMn(II)の酸化が可能であることが示された。この特性を利用することで、多種類の重金属イオンの同時回収が可能であると考えられる。Mn2+, Co2+以外にZn2+, Ni2+, Cd2+などの重金属イオンの連続回収への可能性を検証し、本系を排水からの元素類の高い回収に必須であることを示していく。
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