| 研究課題/領域番号 |
16K00600
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
木野内 忠稔 京都大学, 複合原子力科学研究所, 講師 (90301457)
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| 研究分担者 |
小林 優 京都大学, 農学研究科, 准教授 (60281101)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 放射性セシウム / 除染 / ファイトレメディエーション / 土壌汚染 / 藻類 |
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| 研究実績の概要 |
福島第一原発事故に由来する放射性セシウム（Cs）による農地土壌の除染対策として、植物を用いた除染、即ちファイトレメディエーション（PRM）は、農地特有の生産能力を可能な限りそのままの状態で残せることから、除染後のすみやかな農業再開を目指す上で、他に代えがたい打開策として非常に期待されていた。しかしながら、水耕栽培では培養液中のCsを20%程度吸収するヒマワリでさえ、実際にCs汚染した土壌で栽培すると、その吸収率は0.04%程度で、実用性が見出せなかった。我々はPRMにおける水耕栽培と土耕栽培の効率の違いの原因として土壌微生物に着目し、その関与を汚染土壌に滅菌処理を施すことによって検討することにした。その結果、ガンマ線照射滅菌（60 kGy）やオートクレーブ滅菌（121℃、20分）によって、放射性Csが著しく植物に吸収されやすくなることが明らかになった。具体的には、上記滅菌処理をした土壌をポットに入れてハツカダイコンを栽培すると、そのCs吸収率が最大1%まで上昇した。PRM効果の上昇には、結合態として土壌微生物に収着されていたCsが滅菌処理によって可給態となったことが考えられたため、まず微生物におけるCsの収着様式について調べることにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
0.1、1、10 ppmの安定同位体Cs塩化物を含む培養液を調製して、様々な微生物を培養したところ、微細藻類がCsを良く収着することが明らかになった。明条件（18時間）での培養下では、特にChlorella vulgarisのCs収着率が高かった。そこで、C. vulgarisの細胞内におけるCsの局在を調べることにした。超音波破砕後に遠心分離によって細胞質、細胞壁、細胞膜に分画し、各画分におけるCs存在量を誘導結合プラズマ質量分析計（ICP-MS）で計測した。その結果、Csの分布の比率は、細胞質：94.50％、細胞壁： 3.93％、細胞膜：1.57％であった。各画分の組織重量に対するCs含有率を求めると、それぞれ細胞質：86.54％、細胞壁： 7.10％、細胞膜：6.37％であった。各画分の体積比も考慮すると、細胞膜と細胞壁にCsがより濃縮して収着していることが強く示唆された。その収着様式について調べるために、Csを収着した細胞壁を1 Mの塩化カリウム水溶液、もしくは酢酸アンモニウム水溶液に曝して溶脱するCs量を測定したところ、塩化カリウムではコントロールの水とほとんど変わらなかったが、酢酸アンモニウムでは水に対し30％ほどCs溶脱量が増えていた。
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| 今後の研究の推進方策 |
上記のように、微細藻類、特にC. vulgarisが良くCsを収着することが分かり、その細胞壁にCsが濃縮していることが明らかになった。分画した細胞壁を1 Mの塩化カリウム水溶液、もしくは酢酸アンモニウム水溶液に曝して交換態陽イオンとしてのCsを計測したが、Csの溶脱量は思いの外低かったことから、C. vulgarisの細胞壁には、イオン結合以外のCs収着機構が存在するのかもしれない。したがって今後は、Cs収着分子とその収着機構について明らかにし、たいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
微生物の培養に使い捨てのプラスティック器具等を使わずに済んだため、思いがけず消耗品費を使用しなかった。
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