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ヒ素可溶化細菌群とヒ素高蓄積植物を用いたハイブリッド土壌浄化システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H02979
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境技術・環境負荷低減
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

山村 茂樹  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 主任研究員 (90414391)

研究分担者 宮内 啓介  東北学院大学, 工学部, 教授 (20324014)
天知 誠吾  千葉大学, 大学院園芸学研究科, 教授 (80323393)
堀 知行  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (20509533)
研究協力者 黄田 毅  
青柳 智  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2016年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード環境技術 / 土壌汚染浄化 / ヒ酸塩還元細菌 / 鉄還元細菌 / モエジマシダ / バイオレメディエーション / Fe(III)還元細菌 / 水質汚濁・土壌汚染防止・浄化
研究成果の概要

微生物のヒ素可溶化能と、モエジマシダのヒ素超吸収・蓄積能を組み合わせたハイブリッド土壌浄化システムの開発を行った。それぞれのプロセスの効率化を図ったうえで、湛水状態の土壌上部にモエジマシダ水耕栽培系を設置する土壌浄化システムをラボスケールで作成・運転し、汚染土壌の浄化実験を行った。200 mg-As/kgの汚染土壌中のヒ素濃度を、90日で66~117 mg-As/kgまで低減し、土壌汚染対策法の含有量基準値をクリアすることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、ヒ素を含め金属類で汚染された土壌は、ほとんどが掘削除去により処理されているが、極めて高コストである。一方、より低コストな手法として、植物を用いたファイトレメディエーションの研究が長年行われてきたが、浄化効果が限定的なため、実用技術としてほとんど普及していない。本研究は、微生物と植物の機能を組み合わせ、双方の特長を活用することで、実用レベルの浄化効果が得られる事を示した。本研究の成果は、ヒ素汚染土壌浄化へのファイトレメディエーション適用において、大きな突破口となり得る。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Draft Genome Sequence of a Novel Lactate-Fermenting Bacterial Strain of the Family Sporomusaceae within the Class Negativicutes2019

    • 著者名/発表者名
      Aoyagi Tomo、Kashiwabara Yuta、Kurasawa Hibiki、Amachi Seigo、Nakajima Nobuyoshi、Hori Tomoyuki、Yamamura Shigeki
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 号: 10

    • DOI

      10.1128/mra.01735-18

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression of genes and proteins involved in arsenic respiration and resistance in dissimilatory arsenate-reducing Geobacter sp. OR-12019

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Tatsuya, Ehara Ayaka, Kasahara Yasunori, Hamamura Natsuko, Amachi Seigo
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of extracellular electron shuttles on arsenic-mobilizing activities in soil microbial communities2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Yamamura, Takayuki Sudo, Mirai Watanabe, Shun Tsuboi, Satoshi Soda, Michihiko Ike, Seigo Amachi
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 342 ページ: 571-578

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2017.08.071

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of suitable hydroponics system for phytoremediation of arsenic contaminated water using an arsenic hyperaccumulator plant Pteris vittata2016

    • 著者名/発表者名
      Yi Huang, Keisuke Miyauchi, Chihiro Inoue, Ginro Endo
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 80 ページ: 614-618

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Anaeromyxobacter sp. PSR-1における異化的ヒ酸還元メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      村松郁香、殿村美森、山田樹奈、笠原康裕、天知誠吾
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒ素可溶化微生物群に及ぼす乳酸とリボフラビンの影響2018

    • 著者名/発表者名
      山村茂樹、柏原湧太、堀知行、青柳智、天知誠吾
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第32回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 微生物を用いた土壌からのヒ素可溶化:知られざる発酵細菌の重要性2018

    • 著者名/発表者名
      天知誠吾、堀知行、山村茂樹
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 土壌細菌群と電子メディエーターによるヒ素可溶化メカニズムの推定2017

    • 著者名/発表者名
      山村茂樹、倉澤響、堀知行、天知誠吾
    • 学会等名
      第51回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(熊本県熊本市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of arsenic-mobilizing activities in soil microbial communities by electron shuttles2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Yamamura, Seigo Amachi
    • 学会等名
      23rd International Symposium on Environmental Biogeochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of soil microbial community involved in reductive dissolution of arsenic with different carbon sources2017

    • 著者名/発表者名
      Hibiki Kurasawa, Seigo Amachi, Tomoyuki Hori, Shigeki Yamamura
    • 学会等名
      23rd International Symposium on Environmental Biogeochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 土壌からのヒ素可溶化に関与する微生物群集の網羅的解析2017

    • 著者名/発表者名
      倉澤響, 天知誠吾, 堀知行, 山村茂樹
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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