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2018 年度 実績報告書

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)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードヒ酸塩還元細菌 / モエジマシダ / バイオレメディエーション
研究実績の概要

微生物による土壌ヒ素抽出プロセスと、モエジマシダによる水中ヒ素除去プロセスを組み合わせたハイブリッド土壌浄化システムを構築し、ラボスケールでの汚染土壌浄化実験を行った。実験は、5L容量のプラスチック容器に、ヒ素汚染土壌(200 mg-As/kg)200gと水4Lを加え、その上に発泡スチロール浮体に設置したモエジマシダ4株を浮かせる形で行った。微生物の炭素源として10mMの乳酸を15日ごとに加えた系(L)、乳酸とリボフラビンを加えた系(LR)、及び無添加系(NA)で同様の実験を実施した。実験開始後、L及びLRでは液相中ヒ素濃度が急激に上昇し、実験中期(40日目ごろ)から緩やかに減少した。一方NAでは、開始直後から液相中ヒ素濃度が減少し、その後ほとんど検出されなかった。モエジマシダを植栽しない対照系では、NA以外で同様に液相中ヒ素濃度が上昇したが、植栽系のような中期以降の濃度減少は見られなかった。リボフラビン添加によるヒ素溶出の差異はほとんどなかった。実験開始92日目に土壌からヒ素を抽出し、残留濃度を測定したところ、Lで66 mg-As/kg、LRで68 mg-As/kg、NAで117 mg-As/kgと、大幅な濃度の低下が見られ、いずれの系においても土壌汚染対策法の含有量基準(150 mg-As/kg)を下回る値が得られた。また、同様にモエジマシダを回収し、部位別(羽片、根茎、根)にヒ素を抽出・分析した結果、いずれの系においてもモエジマシダへのヒ素の蓄積が確認され、50%以上が羽片に移行していた。以上の結果から、本ハイブリッド土壌浄化システムが、ヒ素汚染土壌の浄化に有効であることが示された。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3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 ページ: e01735-18

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1128/MRA.01735-18

    • 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 ページ: 印刷中

    • 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
  • [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
  • [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

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公開日: 2019-12-27  

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