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シリカと微生物を用いた地球表層水中のアルミニウムの制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 10355039
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 資源開発工学
研究機関九州大学

研究代表者

井澤 英二 (伊澤 英二)  九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50037751)

研究分担者 緒方 靖哉  九州大学, 生物資源環境科学研究院, 教授 (20038277)
曽 南石  九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (20294887)
渡辺 公一郎  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (10182916)
和田 信一郎  九州大学, 生物資源環境科学研究院, 助教授 (60108678)
横山 拓史  九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (20136419)
彌富 信義  日鉄鉱業(株), 研究開発センター, 研究主査
研究期間 (年度) 1998 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
21,320千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 720千円)
2001年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2000年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1999年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1998年度: 13,000千円 (直接経費: 13,000千円)
キーワードイモゴライト / 珪酸質沈殿物 / イエローストーン / シリカスケール / アルミニウム / NMR / 微生物-アルミ-シリカ / イオンの吸着現象 / 温泉沈殿物 / イモグライト / 微生物 / 40Ar / 39Ar年代 / アルミニウムゲル / シリカ / ICP-MS / シンター / イエローストン / ハイドロタルサイト
研究概要

本研究は地球表層水に溶存しているアルミの性質や濃度を制御する方法を開発するために企画され、アルミとシリカあるいは微生物との間の反応機構を理解するデータを得ることに努めた。得られた主な成果は次のとおりである。
1.土壌中のアルミの固定に重要な役割を持つイモゴライトの生成条件について、土壌溶液中に共存するCa、Na、Clイオンの効果を求めた。また、溶解度と生成の自由エネルギーを測定した。
2.イエローストーンの珪酸質沈殿物から、DNA分析によって微生物の優先種としてThermus属が存在することを見出した。珪酸質沈殿物から著量のアルミが検出され、NMRによる化学状態の検討から6配位のアルミの存在が確認された。
3.地熱発電所のシリカスケールより分離したThermus sp. TMY株は、400ppm以上の過飽和シリカ含有TM液体培地で培養するとSilica induced protein (Sip)と命名した誘導性膜タンパク質が著量産生されることを見いだした。
4Thermus sp. TMY株の菌体増殖はアルミ濃度に比例して阻害され、特に200ppm添加した培養液では、無添加の場合と比較して約40%低下した。しかし、100ppm添加した培養液で培養したTMY株の菌株を、アルミ添加培地に移し替えたところ、菌体増殖阻害が軽減化され、Al-toleranceを示す事が分かった。一方、シリカ溶存培地中では、アルミ単独添加の培養と比較して、菌体増殖が増大した。これらの結果は、シリカとアルミイオンはTMY株に対する影響を互いに抑制し合うことを示している。
5.微生物-アルミ-シリカの相互作用を解明するため、陽イオン交換樹脂(BioRex70)とキレート樹脂を用いたモデル実験を行った。NMRによって結合状態を判定した結果、シリカの割合が増加することによって4配位のアルミが増加することが分かった。

報告書

(5件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (34件)

  • [文献書誌] Shin-ichiro WADA: "Effect of Monosilicic Acid on Hydrolytic Polymerization of Fe(III) and Structure of Hydrolytic Products"Soil Sci. Plant Nutr.. Vol.47. 727-735 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shin-ichiro WADA: "Major Ion and Electrical Potential Distribution in Soil under Electrokinetic Remediation"Environ. Sci. Technol.. Vol.35. 2151-2155 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akiko UCHIDA: "Gold content in siliceous deposits formed from acidic and iron-rich geothermal waters at Hatchobaru, central Kyushu, Japan"Resource Geology. Vol.51. 269-271 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takushi YOKOYAMA: "Uptake of Au(III) Ions by Aluminum Hydroxide and Their Spontaneous Reduction to Elemental Gold (Au(0))"Jour. Colloid and Interface Sci.. Vol.233. 112-116 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumio INAGAKI: "Silicified microbial community at Steep Cone hot spring, Yellowstone National Park"Microbes and Environments. Vol.16. 125-130 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井澤 英二: "微生物が関与する地熱熱水からの珪酸質鉱物生成"資源・素材関係学協会合同秋季大会企画発表,[C]資源と環境. 189-192 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Eiji IZAWA: "Gold and Hydrothermal Systems"Kyushu University. 184 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumio INAGAKI: "Effect of Thermophilic Bacteria on the Siliceous Deposition and Phylogenetic Analysis of the Bacterial Diversity in Silica Scale"Jour. Fac. Agr. Kyushu Univ.. Vol.44, No. 3/4. 309-316 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shin-ichro WADA: "Effect of Calcium, Sodium and Chloride Ions on the growth of Imogolite Tubes as Measured by Gel Forming Property"Clay Science. Vol.11. 115-123 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shin-ichro WADA: "Solubility and Standard Gibbs Free Energy of Formation of Natural Imogolite at 25C and 1 atm"Soil Sci. Plant Nutr.. Vol.45. 947-953 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makiko WATANABE: "Aluminum Concentrations in Sclerotia from a Buried Humic Horizon of Volcanic Ash Soils in Mt. Myoko, Central Japan"Soil Sci. Plant Nutr.. Vol.47. 411-418 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shin-ichro WADA: "Effect of Monosilicic Acid on Hydrolytic Polymerization of Fe(III) and Structure of Hydrolytic Products"Soil Sci. Plant Nutr.. Vol.47. 727-735 (2001)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takushi YOKOYAMA: "Uptake of Au(III) Ions by Aluminum Hydroxide and Their Spontaneous Reduction to Elemental Gold (Au (0))"Jour. Colloid and Interface Sci.. Vol.233. 112-116 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shin-ichro WADA: "Major Ion and Electrical Potential Distribution in Soil under Electrokinetic Remediation"Environ. Sci. Technol.. Vol.35. 2151-2155 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumio INAGAKI: "Silicified microbial community at Steep Cone hot spring, Yellowstone National Park"Microbes and Environments. Vol.16. 125-130 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akiko UCHIDA: "Gold content in siliceous deposits formed from acidic and iron-rich geothermal waters at Hatchobaru, central Kyushu, Japan"Resource Geology. Vol.51. 269-271 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takushi YOKOYAMA: "Geochemical study on gold in siliceous deposit formed from geothermal water"Proc. Int. Symp. on Gold and Hydrothermal Systems. 129-134 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akiko UCHIDA: "Effect of aluminum on the fixation, reduction and concentration of gold during the formation of low-sulfidation epithermal gold deposits"Proc. Int. Symp. on Gold and Hydrothermal Systems. 171-176 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshinobu ARAMAKI: "A model experiment for the uptake of aluminum ions on the surface of microbe"Proc. Int. Symp. on Gold and Hydrothermal Systems. 177-182 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shin-ichro WADA: "Effect of Monosilicic Acid on Hydrolytic Polymerization of Fe(III) and Structure of Hydrolytic Products"Soil Sci.Plant Nutr.. Vol.47. 727-735 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shin-ichiro WADA: "Major Ion and Electrical Potential Distribution in Soil under Electrokinetic Remediation"Environ.Sci.Technol.. Vol.35. 2151-2155 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takushi YOKOYAMA: "Uptake of Au(III) Ions by Aluminum Hydroxide and Their Spontaneou Reduction to Elemental Gold (Au(O))"Jour.Colloid and Interface Sci.. Vol.233. 112-116 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio INAGAKI: "Silicified microbial community at Steep Cone hot spring, Yellowstone National Park"Microbes and Environments. Vol.16. 125-130 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Akiko UCHIDA: "Gold content in siliceous deposits formed from acidic and iron-rich geothermal waters at Hatchobaru, central Kyushu, Japan"Resource Geology. Vol.51. 269-271 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Eiji IZAWA: "Hishikari gold mineralization : A case study of the Hosen No.1 vein hosted by basement Shimanto sedimentary rocks, southern Kvushu, Japan"Soc.Economic Geologist, Guidebook Ser.. Vol.34. 21-30 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Eiji IZAWA: "Gold and Hydrothermal Systems"Kyushu University. 184 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takushi YOKOYAMA et al.: "Uptake of Au (111) Ions by Aluminum Hydroxide and Their Spontaneous Reduction to Elemental Gold (Au(0))"Jour.Colloid & Interface Science. Vol.233. 112-116 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shin-ichiro WADA: "Effect of Calcium, Sodium and Chloride Ions on the Growth of Imogolite Tubes as Measured by Gel Forming Property"Clay Science. Vol.11. 115-123 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio INAGAKI et al.: "Effect of Thermophilic Bacteria on the Siliceous Deposition and Phylogenetic Analysis of the Bacterial Diversity in Silica Scale"Jour.Fac.Agr.Kyushu Univ.. Vol.44,No.3/4. 309-316 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Akiko UCHIDA et al.: "A concentration mechanism of gold in siliceous deposits formed from geothermal wate"Proc.22nd New Zealand Geothermal Workshop. 57-62 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 和田信一郎: "Solubility and standard free energy of formation of natural imogolite at 25℃ and 1atm"Soil Sci,Plant Nutr,. 45巻・4号. 947-953 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 稲垣 史生: "好熱菌がシリカ鉱物形成を促進する"バイオサイエンスとインダストリー. 59巻・2号. 34-35 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio INAGAKI: "Bio-deposition of Amorphous Silica byam Extremely Tlenephilic Bacterium." Biosci. Bitechnol. Biochem. 62(6). 1271-1272 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 伊澤 英二: "微生物が関与する地熟熱水からの珪酸塩鉱物生成" 資源・素材関係学協会合同秋季大会企画発表[C]資源と環境. 189-192 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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