鉄酸化細菌を利用したウランの酸化還元と分離プロセスへのその応用

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16360472
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 山本 一良 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50023320)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 榎田 洋一 名古屋大学, エコトピア科学研究機構, 教授 (40168795) ; 津島 悟 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80312990) ; 澤田 佳代 名古屋大学, エコトピア科学研究機構, 助手 (90372531)
• Keywords: 鉄酸化細菌 / ウラン / 吸着

Research Abstract

本年度は、鉄酸化細菌とウランとの相互作用について調べることを目的としていた.鉄酸化細菌とウランの相互作用を研究するにあたり、まず、ウラン溶液中に鉄酸化細菌を接種し、ウランの鉄酸化細菌への吸着が起こるか否を調べた.ウランを使用する際、UO_2は水に難溶であるため、硝酸ウラニル(VI)溶液を作製した.UO_2粉末をHNO_3溶液に溶かし、攪拌しながら熱し、水分を蒸発させ、硝酸ウラニルを作製し、これをH_2Oに溶かし、ウラン溶液を作製した.実験に使用した鉄酸化細菌は、9K培地中で30℃、回転数100rpmの条件下で100時間培養させた.そして、孔径3μmのフィルターによる吸引ろ過操作および遠心分離操作により、9K培地成分と培養した鉄酸化細菌を分離させた.この鉄酸化細菌をpH4.03のH_2SO_4溶液で希釈したウラン溶液に接種し、30℃、100rpmで攪拌した.一定時間ごとにこのサンプルを回収し、アルセナゾIIIによる吸光光度法を行い、ウラン濃度を測定した.結果、鉄酸化細菌を接種したサンプルの溶液中ではウラン濃度は減少し、接種していないサンプルの溶液中ではウラン濃度の減少は見られなかった.このことから、ウランが鉄酸化細菌へ吸着したといえる.吸着量としては、58.6mg of U/g of biomassを得た.当初の予定では、濃度の異なる硝酸ウラニル溶液を9K培地に加え、その培液中で鉄酸化細菌の生育状態を調べることにより、鉄酸化細菌がどの程度まで高い濃度まで生育可能かも調べる予定であったが、9K培地中に含まれるFeSO_4・7H_2O濃度は40g/Lと非常に大きく,U濃度の測定を妨害する.また,吸着する量は微量であるため,できるだけ簡単な系で実験を行う方が確認しやすいと考えられる.以上の2点から9K培地ではなく,U溶液を用いて吸着を確認した.電気化学的手法による4価ウラン溶液の作製はおこなっていないため、鉄酸化細菌がウラン(IV)と共存する系での実験による、鉄酸化細菌がウラン(IV)を直接酸化する能力を有するか否か、またウラン(IV)を酸化することにより鉄酸化細菌が増殖することができるか否か、確認できていない.