2022 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a treatment system for mine drainage containing manganese by using constructed wetlands with soil, plants, and microorganisms

Research Project

Project/Area Number	19K22935
Research Institution	Ritsumeikan University
Principal Investigator	惣田訓立命館大学, 理工学部, 教授 (30322176)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	宮田直幸秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (20285191)
Project Period (FY)	2019-06-28 – 2023-03-31
Keywords	人工湿地 / マンガン / 微生物 / 植物 / バイオオーグメンテーション
Outline of Annual Research Achievements	ある鉱山の坑廃水を再現するため、マンガン66mg/Lと亜鉛12mg/Lを含む模擬坑廃水を作成した。模擬坑廃水を石灰石が充填された中和槽で1日前処理した後、軽石1.5kgが充填された湿地容器へ移した。人工湿地には、沈水植物であるオオカナダモまたは浮遊植物であるホテイアオイを植栽した。人工湿地内で、4日間滞留させた後に処理水を排出することを繰り返し、非植栽系も同様の操作をした。昨年度の第I,II期に続き、第Ⅲ期では16回、第Ⅳ期ではバイオオーグメンテーションとして微生物を植種するため、活性汚泥法にて発生した処理水を加え、オオカナダモとホテイアオイの植栽系では15回の処理を、非植栽系では17回の処理を行った。第Ⅲ期はマンガンの排水基準（10 mg/L）を満たさなかった。第Ⅳ期における微生物を植種していない植栽系では、半数程度の処理でしかマンガンの排水基準を満たさなかったが、微生物を植種した植栽系では、安定して排水基準を満たしており、オオカナダモ植栽系では、微生物を植種することで有意にMn除去が促進し、バイオオーグメンテーションの有効性が検証できた。亜鉛は、第Ⅳ期ではオオカナダモ植栽系とホテイアオイ植栽系において、微生物を植種したことで除去が進行した。処理実験後、マンガン含有量は、汚泥に加え、オオカナダモとホテイアオイの根の値が高く、100mg/g程度にもなった。亜鉛含有量も、オオカナダモとホテイアオイの根の値が高かった。結論として、模擬坑廃水からのマンガンと亜鉛の除去には、オオカナダモ・ホテイアオイ植栽系では微生物植種によってマンガンと亜鉛の除去が進行し、バイオオーグメンテーションの有効性が検証できた。オオカナダモとホテイアオイの根には金属が多く含まれており、バイオマスと金属回収に期待できる結果であった。