植物根圏を利用した汚染土壌中の重金属除去

環境基準の数倍から数十倍程度の比較的低濃度重金属汚染土壌の修復方法として、植物を利用した汚染土壌の修復方法(いわゆるファイトレメディエーション)は有力な手法と考えられるが、具体的な検討は進んでいない。本研究では、重金属の模擬汚染土壌を作成し、各種の植物を用い、土壌微生物の活動を利用しながらその根の周辺に重金属類を移動・濃縮させることを試み、合わせて生成した重金属化合物の形態分析および重金属類移動量の定量的評価を実施し、重金属汚染土壌修復への適用可能性と金属資源リサイクルの可能性を検討することを目的とした。本年度は、模擬汚染土壌を用いた植物の育成実験として濃度段階を変えたヒ酸ナトリウムを混合した模擬汚染土壌を作成し、モエジマシダを播種して、人工気象器内で温度、日照時間をコントロールしながら栽培し、植物各部位におけるヒ素蓄積量の経時変化を測定するとともに各部位におけるグルタチオン量の定量を行った。ヒ素添加量が多い場合、葉におけるヒ素蓄積量は乾燥重量あたり10000mg/kgを越え、その場合葉におけるグルタチオン量の生産量も増大していた。また、亜鉛およびカドミウム汚染土壌で生育している植物を入手し、各植物体中におけるカドミウムと亜鉛濃度をその土壌で生育可能な植物を検索したところ、ナズナ科のハクサンハタザオが体内に亜鉛およびカドミウムを蓄積することが判明した。PIXE分析で体内の亜鉛分布を調べたところ、根、茎、葉ともほぼ同程度の亜鉛が分布していた。植物根圏周辺の酸性化状況を明らかにするため、走査型光化学顕微鏡(SCHEM)を用い、根周辺の微少領域のpH分布を明らかにする方法を確立した。

環境基準の数倍から数十倍程度の比較的低濃度重金属汚染土壌の修復方法として、植物を利用した汚染土壌の修復方法(いわゆるファイトレメディエーション)は有力な手法と考えられるが、具体的な検討は進んでいない。本研究では、重金属の模擬汚染土壌を作成し、各種の植物を用い、土壌微生物の活動を利用しながらその根の周辺に重金属類を移動・濃縮させることを試み、合わせて生成した重金属化合物の形態分析および重金属類移動量の定量的評価を実施し、重金属汚染土壌修復への適用可能性と金属資源リサイクルの可能性を検討することを目的とした。本年度は、模擬汚染土壌を用いた植物の育成実験として濃度段階を変えたヒ酸ナトリウムを混合した模擬汚染土壌を作成し、モエジマシダを播種して、人工気象器内で温度、日照時間をコントロールしながら栽培し、植物各部位におけるヒ素蓄積量の経時変化を測定するとともに各部位におけるグルタチオン量の定量を行った。ヒ素添加量が多い場合、葉におけるヒ素蓄積量は乾燥重量あたり10000mg/kgを越え、その場合葉におけるグルタチオン量の生産量も増大していた。また、亜鉛およびカドミウム汚染土壌で生育している植物を入手し、各植物体中におけるカドミウムと亜鉛濃度をその土壌で生育可能な植物を検索したところ、ナズナ科のハクサンハタザオが体内に亜鉛およびカドミウムを蓄積することが判明した。PIXE分析で体内の亜鉛分布を調べたところ、根、茎、葉ともほぼ同程度の亜鉛が分布していた。植物根圏周辺の酸性化状況を明らかにするため、走査型光化学顕微鏡(SCHEM)を用い、根周辺の微少領域のpH分布を明らかにする方法を確立した。