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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a new land restoration and conservation technology learned from beachrock formation mechanism

Research Project

Project/Area Number 16H04404
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

川崎 了  北海道大学, 工学研究院, 教授 (00304022)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsビーチロック / 炭酸カルシウム / 微生物 / 国土保全
Outline of Annual Research Achievements

2年目となる平成29年度は,(1)尿素分解菌に関する検討,(2)培養試験および強度発現メカニズムに関する検討,(3)小型円筒容器を用いた地盤の室内加速固化試験,(4)土槽を用いた地盤の室内加速固化試験,の4項目に関する研究を実施した。得られた主な成果の概要は,次のとおりである。
(1)炭酸カルシウムの析出に適した尿素分解菌の菌株を探索するため,国内外の海岸域および陸域の各地点から地盤材料を採取し,尿素分解菌の単離を実施した。また,単離された多くの尿素分解菌を対象としたウレアーゼ活性試験を行い,高いウレアーゼ活性を有する尿素分解菌の中から炭酸カルシウムの析出に適していると考えられる複数の菌株を選抜した。
(2)前記(1)で選抜された尿素分解菌の菌株を用いた異なる条件下における培養試験を行い,各菌株の最適な培養条件に関するデータを詳細に取得した。また,尿素分解菌による炭酸カルシウムの析出と地盤材料の強度発現に関するメカニズムについて検討した。
(3)最もウレアーゼ活性が高い菌株を用いて,地盤材料の室内シリンジ加速固化試験を実施した。室内加速固化試験では,効率的な炭酸カルシウムの析出による砂の固化条件について検討するため,培養液の菌数,固化溶液のカルシウムイオン濃度,試験時の温度,注入間隔などを変化させ,これらの試験条件が砂の加速固化に与える影響について考察した。
(4)前記(1)~(3)の検討結果を踏まえ,小型土槽を用いた模型地盤の室内加速固化試験を実施した。また,超音波パルス法によるP波・S波速度測定および炭酸カルシウム析出により地盤材料が白色化する傾向を利用した色計測を行い,実際の施工時における地盤の強度増加の定量的なモニタリング手法について検討した。さらに,模型地盤の炭酸カルシウム含有率,針貫入試験による推定一軸圧縮強さなどの諸物性値の分布特性について調査した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成29年度の研究の目的,実施計画,経費などの策定が適切であったこと,また,期待された研究成果がおおむね順調に得られたこと,さらに,研究代表者に健康上の問題が発生しなかったことなどが,主な理由として考えられる。

Strategy for Future Research Activity

当初計画のとおり,最終年度となる平成30年度は平成29年度までに実施してきた(1)尿素分解菌に関する検討,(2)培養試験および強度発現メカニズムに関する検討,(3)小型円筒容器を用いた地盤の室内加速固化試験,(4)土槽を用いた地盤の室内加速固化試験,の4項目に関する研究の深化に加え,(5)現場試験施工とその評価,(6)提案する技術の有効性評価,の2項目について研究を行い,本研究の計画策定時において予想された成果あるいはそれ以上の成果を得ることによって,本研究題目を終了する。

  • Research Products

    (32 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] アテネ大学(ギリシャ)

    • Country Name
      GREECE
    • Counterpart Institution
      アテネ大学
  • [Journal Article] Factors Affecting Sand Solidification Using MICP with Pararhodobacter sp.2018

    • Author(s)
      G. G. N. N. Amarakoon and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Materials Transactions

      Volume: Vol. 59, No. 1 Pages: 72-81

    • DOI

      https://doi.org/10.2320/matertrans.M-M2017849

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Laboratory conditions for maximal calcium carbonate precipitation induced by Sporosarcina pasteurii and Sporosarcina aquimarina bacteria2018

    • Author(s)
      Hamed A. Keykha, Afshin Asadi, Bujang B. K. Huat and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Environmental Geotechnics

      Volume: Ahead of Print Pages: 1-20

    • DOI

      https://doi.org/10.1680/jenge.16.00009

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fly ash incorporated with biocement to improve strength of expansive soil2018

    • Author(s)
      Mengmeng Li, Chaolin Fang, Satoru Kawasaki and Varenyam Achal
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8: 2565 Pages: 1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41598-018-20921-0

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Enhancement of microbially induced carbonate precipitation using organic biopolymer2018

    • Author(s)
      Thiloththama Hiranya Kumari Nawarathna, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      International Journal of GEOMATE

      Volume: Vol.14, Issue 41 Pages: 7-12

    • DOI

      https://doi.org/10.21660/2018.41.7223

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Whole-cell evaluation of urease activity of Pararhodobacter sp. isolated from peripheral beachrock2017

    • Author(s)
      Masahiro Fujita, Kazunori Nakashima, Varenyam Achal and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Biochemical Engineering Journal

      Volume: 124 Pages: 1-5

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.bej.2017.04.004

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Combination technology of geotextile tube and artificial beachrock for coastal protection2017

    • Author(s)
      Md. Al Imran, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      International Journal of GEOMATE

      Volume: Vol.13, Issue 39 Pages: 67-72

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.21660/2017.39.7144

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 尿素分解型バイオグラウトへの微生物反応シミュレーションの適用2017

    • Author(s)
      秋山 克,川﨑 了
    • Journal Title

      地盤工学ジャーナル

      Volume: Vol.12,No.3 Pages: 337-349

    • DOI

      https://doi.org/10.3208/jgs.12.337

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bioremediation of lead-contaminated mine waste by Pararhodobacter sp. based on the microbially induced calcium carbonate precipitation technique and its effects on strength of coarse and fine grained sand2017

    • Author(s)
      Wilson Mwandira, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Ecological Engineering

      Volume: Vol. 109(A) Pages: 57-64

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.09.011

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Solubilization and functional evaluation of silica-polymerizing enzyme2017

    • Author(s)
      Hidetoshi Oguri, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Organizer
      The 13rd The Asian Congress on Biotechnology 2017 (ACB2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bioremediation of lead-contaminated mine waste using microbially induced carbonate precipitation2017

    • Author(s)
      Wilson Mwandira, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Organizer
      Proceedings of International Symposium on Earth Resources Management and Environment (ISERME 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efect of organic bio-polymer on bio-mineralization of CaCO32017

    • Author(s)
      T. H. K. Hiranya, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Organizer
      Proceedings of International Symposium on Earth Resources Management and Environment (ISERME 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microbially induced carbonate precipitation for expressway slope protection2017

    • Author(s)
      Mitsuyama, S., Nakashima, K., Komatsu, M. and Kawasaki, S.
    • Organizer
      1st International KAMPAI Symposium on Sustainable Management of Resources and Environment in the 21st Century
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of cationic bio-polymer on CaCO3 crystallization by microbe2017

    • Author(s)
      T. H. K. Nawarathna, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Organizer
      1st International KAMPAI Symposium on Sustainable Management of Resources and Environment in the 21st Century
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Immobilization of Lead-Contaminated Mine Waste by Pararhodobacter sp.2017

    • Author(s)
      Mwandira, W., Nakashima, K., Kawasaki, S., Chirwa, M., Banda, K. E. and Nyambe I. A.
    • Organizer
      1st International KAMPAI Symposium on Sustainable Management of Resources and Environment in the 21st Century
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of microbial fuel cell using food wastes2017

    • Author(s)
      Yuta Yoshimura, Kazunori Nakashima, Masaji Kato, Kengo Inoue and Satoru Kawasaki
    • Organizer
      5th Joint Seminar on Geoenvironmental Engineering and Recycling
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] USEFULNESS OF ARTIFICIAL BEACHROCK AND GEOTEXTILE TUBE TECHNOLOGY2017

    • Author(s)
      Md. Al Imran, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Organizer
      Seventh International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of the organic biopolymer on the microbially induced carbonate precipitation and its morphology2017

    • Author(s)
      T. H. K.Nawarathna, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Organizer
      Seventh International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 氷核タンパク質をアンカーとした金属結合タンパク質の細胞表層提示2017

    • Author(s)
      岡本知之,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      資源・素材&EARTH 2017(札幌)
  • [Presentation] 食品廃棄物と底泥を用いた微生物燃料電池の開発2017

    • Author(s)
      吉村侑太,中島一紀,川﨑 了,加藤昌治,井上謙吾
    • Organizer
      資源・素材&EARTH 2017(札幌)
  • [Presentation] ビーチロック周辺から単離したウレアーゼ生産菌Pararhodobacter sp.の全細胞酵素活性評価2017

    • Author(s)
      中島一紀,藤田賢大,川﨑 了
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会(東京)
  • [Presentation] シリカ重合酵素の異種発現と活性評価2017

    • Author(s)
      小栗秀俊,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会(東京)
  • [Presentation] 金属チタンに結合する微生物細胞の作製2017

    • Author(s)
      岩田至叡,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      2017年度生物工学若手研究者の集い(若手会)夏のセミナー(福山)
  • [Presentation] 海岸域に生息する尿素分解菌のウレアーゼ活性評価2017

    • Author(s)
      木村修也,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      2017年度生物工学若手研究者の集い(若手会)夏のセミナー(福山)
  • [Presentation] 炭酸塩鉱物析出に着目した微生物探索法2017

    • Author(s)
      菅原雄太,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      2017年度生物工学若手研究者の集い(若手会)夏のセミナー(福山)
  • [Presentation] 海岸域に生息する尿素分解菌のウレアーゼ活性評価2017

    • Author(s)
      木村修也,三津山峻平,高津桃子,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      平成29年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(札幌)
  • [Presentation] 炭酸カルシウム析出菌の新規スクリーニング法の開発2017

    • Author(s)
      菅原雄太,藤田賢大,高津桃子,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      平成29年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(札幌)
  • [Presentation] チタン結合ペプチドを表層提示した大腸菌の作成と吸着特性2017

    • Author(s)
      岩田至叡,岡本知之,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      平成29年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(札幌)
  • [Presentation] ギ酸を用いたベンジルアミンのN-ホルミル化に及ぼす腐植酸の影響2017

    • Author(s)
      吉田光平,福嶋正巳,五十嵐真美,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      平成29年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(札幌)
  • [Presentation] 酸化酵素モデルとしての鉄ポルフィリンー過酸化水素触媒反応系によるフミン酸の構造変化2017

    • Author(s)
      竹田雄大,小林静紗,牛島健介,中島一紀,川﨑 了,福嶋正巳
    • Organizer
      平成29年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(札幌)
  • [Book] Making Artificial Beachrock Through Bio-cementation: A Novel Technology to Inhibition of Coastal Erosion. In: Hussain C. (eds) Handbook of Environmental Materials Management2018

    • Author(s)
      Md Nakibul Hasan Khan and Satoru Kawasaki
    • Total Pages
      24
    • Publisher
      Springer, Cham
    • ISBN
      ISBN978-3-319-58538-3
  • [Remarks] 北海道大学大学院工学研究院環境循環システム部門地圏循環工学分野資源生物工学研究室ホームページ

    • URL

      http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/bio-res/www/

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2019-10-18  

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