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深海域保全・活用を目的とした新しい「海底微生物地盤工学」分野創出の試み

研究課題

研究課題/領域番号 17K18909
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 土木工学およびその関連分野
研究機関広島大学 (2019-2021)
富山県立大学 (2017-2018)

研究代表者

畠 俊郎  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30435424)

研究分担者 千葉 元  大島商船高等専門学校, 商船学科, 教授 (20369961)
八木 光晴  長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 准教授 (90605734)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード地盤工学 / 海洋環境 / 微生物固化 / マイクロプラスチック / 地盤環境 / 深海環境 / 海底資源 / 海洋資源
研究成果の概要

本研究では深海域の鉱物・エネルギー資源の開発等への貢献を目指した「海底微生物地盤工学」の創出を目指し,既に現地に生息する微生物の機能を活用した地盤改良技術の提案などに取り組んだ. 具体的には,低温・高圧の深海域で採取したコアサンプルの微生物群集構造を解析や,単離微生物の持つ結晶化機能を活用したセメント改良土の劣化抑制効果などを明らかにした.
期間中の新型コロナウイルス感染拡大により,附属練習船による暴露試験体の設置・回収に制限を受けたため,緊急性が高く,地盤工学分野からの貢献が可能なマイクロプラスチックに焦点を当て,一般的に用いられている装置を用いた堆積物からのMP迅速検出法の提案に取り組んだ.

研究成果の学術的意義や社会的意義

海底に眠る未利用の鉱物・エネルギー資源の開発にあたっては原位置の生態系を可能な限り活用しつつ,環境への影響を最小限とした条件の下で必要とされる地盤強度等の機能強化が重要と考えられる.本研究では,このような観点を含めた「海底微生物地盤工学」の提案を目標とし,①深海底から回収した土壌サンプルから目的微生物を効率的に単離する方法,②セメントと微生物の組み合わせることによる長寿命化,③新たな環境問題として関心が高まっているマイクロプラスチックの堆積層内への蓄積状況の迅速評価法の提案,を行った.本検討の結果から,地盤工学的観点からの海洋微生物活用方法と,地盤工学的視点からのMP迅速検出法を提案できた.

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Southeast Univesity(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Hawaii, Manoa(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Indian Institute of Technology BOMBAY(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Southeast University(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Arizona State Univeristy/University of Hawaii, Manoa(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Spatiotemporal variations of surface water microplastics near Kyushu, Japan: A quali-quantitative analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Tsunefumi Kobayashi, Mitsuharu Yagi, Toshiya Kawaguchi, Toshiro Hata, Kenichi Shimizu
    • 雑誌名

      Marine Pollution Bulletin

      巻: 169 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.marpolbul.2021.112563

    • NAID

      120007180598

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal for an initial screening method for identifying microplastics in marine sediments.2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Hata, Ningjun Jiang
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 11(20651) 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-021-00228-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Geotechnical and geoenvironmental engineering education during the pandemic2021

    • 著者名/発表者名
      Jiang Ning-Jun、Hanson James L、Della Vecchia Gabriele、Zhu Cheng、Yi Yaolin、Arnepalli Dali N、Courcelles Benoit、He Jia、Horpibulsuk Suksun、Hoy Menglim、Takahashi Akihiro、Arulrajah Arul、Lin Chih-Ping、Dowoud Osama、Li Zili、Gao Zhiwei、Hata Toshiro et.al
    • 雑誌名

      Environmental Geotechnics

      巻: Ahead of Print 号: 3 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1680/jenge.20.00086

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mitigating deterioration of cement-treated clay by microbe-based calcite precipitation2021

    • 著者名/発表者名
      Ikoma Satoru、Hata Toshiro、Yagi Mitsuharu、Senjyu Tomoharu
    • 雑誌名

      Environmental Geotechnics

      巻: Ahead of Print 号: 6 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1680/jenge.20.00073

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatiotemporal variations of surface water microplastics near Kyushu, Japan: A quali-quantitative analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Tsunefumi、Yagi Mitsuharu、Kawaguchi Toshiya、Hata Toshiro、Shimizu Kenichi
    • 雑誌名

      biorxiv

      巻: openaccess ページ: 1-19

    • DOI

      10.1101/2021.03.22.436354

    • NAID

      120007180598

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 結晶析出機能を付加した機能性造粒物の表層固化技術への適用性評価2019

    • 著者名/発表者名
      生駒聖,畠俊郎
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 75 ページ: 995-1000

    • NAID

      130007725090

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] EICPを併用した覆砂材の有効性に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      生駒聖,畠俊郎
    • 学会等名
      令和元年度土木学会中部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanical properties of bio-mediated soils supported with deep-seabed microbes isolated from the methane hydrate-bearing layer around Japan islands2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiro HATA, Jun YONEDA and Koji YAMAMOTO
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detecting microplastics from marine sedimets via staning2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiro HATA
    • 学会等名
      ICFE2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the modified EICP focused on the high strength under low calcite precipitation rate2018

    • 著者名/発表者名
      Yusui Murata and Toshiro HATA
    • 学会等名
      GEOMATE2018 KL,2018November
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 改良型炭酸カルシウム法による地盤固化効果の検討2018

    • 著者名/発表者名
      村田湧水,畠俊郎
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 微生物固化処理技術のセメント改良土への適用性に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      生駒聖,畠俊郎,千手智晴
    • 学会等名
      平成30年度土木学会中部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 改良型炭酸カルシウム法を用いた地盤改良技術の提案2018

    • 著者名/発表者名
      村田湧水,畠俊郎
    • 学会等名
      平成30年度土木学会中部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 減圧法によるMH生産時を想定した微生物固化による出砂対策としての有効性評価に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      林祐斗,畠俊郎
    • 学会等名
      平成29年度土木学会中部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 表層型メタンハイドレートの有無が微生物固化処理土の強度特性に与える影響に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      木谷龍平,畠俊郎
    • 学会等名
      平成29年度土木学会中部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 表層型メタンハイドレートの有無が微生物固化処理土の強度特性に与える影響に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      木谷龍平,畠俊郎,米田純,山本晃司
    • 学会等名
      第9回メタンハイドレート総合シンポジウム プログラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 減圧法によるMH生産時を想定した微生物固化による出砂対策としての有効性評価に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      林 祐斗,畠俊郎,米田純,山本晃司
    • 学会等名
      第9回メタンハイドレート総合シンポジウム プログラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 炭化水素回収方法及び炭化水素回収システム2017

    • 発明者名
      山本晃司,畠俊郎,高橋裕里香
    • 権利者名
      山本晃司,畠俊郎,高橋裕里香
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-128959
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2023-01-30  

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