硝酸態窒素を蓄積するイオウ酸化細菌による堆積物からの硫化物の溶出抑制機構

• 研究課題/領域番号: 18201005
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 左山 幹雄 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 主任研究員 (20344145)
• 研究分担者: 浦川 秀敏 東京大学, 海洋研究所・先端海洋システム研究センター, 准教授 (90370262)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 51,610千円 (直接経費: 39,700千円、間接経費: 11,910千円); 2009年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2008年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円); 2007年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2006年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
• キーワード: 青潮 / 堆積物 / 硫化物 / イオウ酸化細菌 / 硝酸態窒素 / 物質循環

研究概要

青潮の原因である堆積物からの溶存硫化物(H_2S)溶出抑制機構について研究を行い、既知の過程(酸化鉄による化学的酸化とイオウ酸化細菌による生物学的酸化)以外に、これまで全く未知の生物電気化学的過程が存在していること、そしてそのような過程が東京湾湾央部において量的に重要な役割を果たしている時季のあることを明らかにした。自然環境下において空間的に隔たっている酸化還元反応が電流により共役していることを解明した研究成果は、生物地球化学及び微生物生態学のパラダイムに対して革新的変更を迫るものである。

研究成果

• [雑誌論文] Electric currents couple spatially separated biogeochemical processes in marine sediment (2010)
  • 著者名/発表者名: Nielsen, L.P., N. Risgaard-Petersen, H. Fossing, P.B. Christensen, M. Sayama
  • 雑誌名: Nature 463 ページ: 1071-1074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric currents couple spatially separated biogeochemical processes in marine sediment (2010)
  • 著者名/発表者名: Nielsen, L.P., N.Risgaard-Petersen, H.Fossing, P.B.Christensen, M.Sayama
  • 雑誌名: Nature 463 ページ: 1071-1074
  • 査読あり
• [雑誌論文] ADVを用いた底面境界層における流動観測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上徹教、中村由行、左山幹雄
  • 雑誌名: 水工学論文集 53 ページ: 1405-1410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flow Velocity Measurement in the Benthic Boundary Latyer by Acoustic Doppler Velocimeter (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue, A., Y. Nakamura, M. Sayama
  • 雑誌名: Journal of atmospheric and oceanic technology 25-5 ページ: 822-830
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有明海泥質干潟堆積物における現場脱窒活性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 左山幹雄
  • 雑誌名: 海洋と生物 29-6 ページ: 544-561
• [学会発表] 堆積物における生物電気化学的過程による溶存硫化物の酸化 (2010)
  • 著者名/発表者名: Nielsen, L.P., N.Risgaard-Petersen, H.Fossing, P.B.Christensen, M.Sayama
  • 学会等名: 2010年度日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学(東京)
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] Extracellular Electron Transport Coupling Biogeochemical Processes Centimeters Apart (2010)
  • 著者名/発表者名: Risgaard-Petersen, N., H. Fossing, P.B. Christensen, M. Sayama, L.P. Nielsen
  • 学会等名: Goldschmidt 2010, Earth, Energy and the Environment
  • 発表場所: USA
• [学会発表] Instant coupling of sulfide oxidation and oxygen reduction over centimeter distance indicates electric currents in marine sediments (2010)
  • 著者名/発表者名: Risgaard-Petersen, N., L.P. Nielsen, H. Fossing, P.B. Christensen, M. Sayama
  • 学会等名: American Society of Limnology and Oceanography 2010 Summer meeting
  • 発表場所: USA
• [学会発表] 左山幹雄、堆積物における生物電気化学的過程による溶存硫化物の酸化 (2010)
  • 著者名/発表者名: Nielsen, L.P., N. Risgaard-Petersen, H. Fossing, P.B. Christensen
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] Electric shortcuts of biogeochemical processes (2010)
  • 著者名/発表者名: Nielsen, L.P., N. Risgaard-Petersen, H. Fossing, P.B. Christensen, M. Sayama
  • 学会等名: General Assembly 2010
  • 発表場所: Austria
• [学会発表] 左山幹雄、堆積物における生物電気化学的過程による溶存硫化物の酸化 (2010)
  • 著者名/発表者名: Nielsen, L.P., N. Risgaard-Petersen, H. Fossing, P.B. Christensen
  • 学会等名: 2010年度日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 富栄養化内湾堆積物からの硫化物の溶出抑制機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 左山幹雄
  • 学会等名: 第7回環境研究機関連絡会成果発表会
  • 発表場所: 学術総合センター一橋記念講堂(東京)
  • 年月日: 2009-11-11
• [学会発表] 東京湾湾央部堆積物表層における溶存硫化物の酸化過程 (2009)
  • 著者名/発表者名: 左山幹雄
  • 学会等名: 2009年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 京都大学(京都)
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 富栄養化内湾堆積物からの硫化物の溶出抑制機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 左山幹雄
  • 学会等名: 第7回環境研究機関連絡会成果発表会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 東京湾湾央部堆積物表層における溶存硫化物の酸化過程 (2009)
  • 著者名/発表者名: 左山幹雄
  • 学会等名: 2009年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 富栄養化内湾堆積物からの硫化物の溶出抑制機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 左山幹雄
  • 学会等名: 2008年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 呉、広島
  • 年月日: 2008-09-27
• [学会発表] Electric currents in marine sediment (2008)
  • 著者名/発表者名: Nielsen, L. P., N. Risgaard-Petersen, H. Fossing, P. B. Christensen, M. Sayama
  • 学会等名: 12th International Society for Microbial Ecology Conference
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2008-08-22
• [学会発表] Electric currents in marinesediment (2008)
  • 著者名/発表者名: Nielsen, L. P., N. Risgaard-Petersen, H. Fossing, P.B. Christensen, M. Sayama
  • 学会等名: 12th International Society for Microbial Ecology Conference, Cairns
  • 発表場所: Australia
  • 年月日: 2008-08-02
• [学会発表] 富栄養化内湾堆積物からの硫化物の溶出抑制機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 左山幹雄
  • 学会等名: 平成20年度 産総研 環境・エネルギーシンポジウム シリーズ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-06-27
• [学会発表] 富栄養化内湾堆積物からの硫化物の溶出抑制機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 左山幹雄
  • 学会等名: 2008年度日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] Electric currents in marine sediment (2008)
  • 著者名/発表者名: Nielsen, L.P., N. Risgaard-Petersen, H. Fossing, P.B. Christensen, M. Sayama
  • 学会等名: 12th International symposium on microbial ecology
  • 発表場所: Australia
• [学会発表] 富栄養化内湾堆積物からの硫化物の溶出抑制機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 左山幹雄
  • 学会等名: 2008年度産業技術総合研究所環境・エネルギーシンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 微生物機能を活用した硝酸性窒素による硫化物のオンサイト浄化による青潮対策技術 (2007)
  • 著者名/発表者名: 左山 幹雄
  • 学会等名: 産総研環境管理研究部門シンポジウム
  • 発表場所: 茨城県つくば市梅園1-1-1産業技術総合研究所
  • 年月日: 2007-05-21
• [学会発表] 微生物機能を活用した硝酸性窒素による硫化物のオンサイト浄化による青潮対策技術 (2007)
  • 著者名/発表者名: 左山幹雄
  • 学会等名: 産業技術総合研究所環境管理研究部門シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Interactions between Beggiatoa and Environments Results from field investigation and experiments (2006)
  • 著者名/発表者名: Sayama, M
  • 学会等名: Invitational Seminar Series at the Max Planck Institute for Marine Microbiology
  • 発表場所: Bremen
  • 年月日: 2006-11-16
• [学会発表] SEASONAL STUDY ON BEGGIATOA IN TOKYO BAY (2006)
  • 著者名/発表者名: Sayama, M
  • 学会等名: 2nd Workshop on Big Sulfur Bacteria
  • 発表場所: Aarhus, Denmark
  • 年月日: 2006-11-08
• [学会発表] Alternative biological mechanism by nitrate accumulating Beggiatoa for creating and maintaining sulfide free anoxic zone in eutrophicated coastal marine sediments (2006)
  • 著者名/発表者名: Sayama, M
  • 学会等名: 11th International symposium on microbial ecology
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2006-08-21
• [学会発表] Importance of nitrate accumulating Beggiatoa as biological barrier against sulfide emission from sediment to water in eutrophicated coastal marine environments (2006)
  • 著者名/発表者名: Sayama, M
  • 学会等名: International Symposium on Research and Management of Eutrophication in Coastal Ecosystems
  • 発表場所: Nyborg, Denmark
  • 年月日: 2006-06-20
• [学会発表] Interactions between Beggiatoa and Environments (2006)
  • 著者名/発表者名: Sayama, M
  • 学会等名: Results from field investigation and experiments, Invitational Seminar Series at the Max Planck Institute for Marine Microbiology
  • 発表場所: Germany
• [学会発表] Importance of nitrate accumulating Beggiatoa as biological barrier against sulfide emission from sediment to water in eutrophicated coastal marine environments (2006)
  • 著者名/発表者名: Sayama, M
  • 学会等名: International Symposium on Research and Management of Eutrophication in Coastal Ecosystems
  • 発表場所: Denmark
• [備考] 読売新聞、「海洋堆積物中で空間的に隔たっている生物地球科学的過程の電流による共役」の研究論文に関する取材、左山幹雄、2010/02/23
• [備考] 日本経済新聞社、「海洋堆積物中で空間的に隔たっている生物地球科学的過程の電流による共役」の研究論文に関する取材、左山幹雄、2010/02/24