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線虫を用いた重金属汚染土壌のバイオレメディエーションプロセスの構築

线虫生物修复重金属污染土壤工艺的建立

基本信息

批准号：
17K20070
负责人：
中村道子
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-06-30 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17K20070/
关键词：
線虫バイオレメディエーション汚染土壌

项目摘要

植物バイオマスを微生物によって分解し、増殖した微生物が重金属を吸着・吸収し、この微生物を線虫による捕食で回収することができれば、生物濃縮を利用した新たなバイオレメディエ―ション技術の構築に繋がると考えた。本研究では、嫌気発酵汚泥に重金属を添加して培養し、バイオガス生成量及び、固相への重金属の移行量を測定した。さらに、次世代シークエンサーにより、汚泥を構成する菌叢構造を解析し、最後に、線虫Caenorhabditis elegansを使用し、汚泥に投与した重金属の回収試験を行った。除染対象の重金属として、公害の原因物質として知られるカドミウム(Cd)を用いた。嫌気発酵汚泥にでんぷんを発酵基質として加え、さらにCdを任意の濃度になるようにバイアル瓶に封入し、嫌気条件下で静置培養を行った。培養期間中のバイオガス生成量および、発酵終了汚泥の菌叢解析結果において、Cdの有無による変化が見られなかったため、汚泥がCd耐性を有しながら、嫌気発酵を良好に行っていることが明らかとなった。続いて、ICP-MSを用いて微生物による重金属吸収・吸着状態を逐次抽出法により分画化を行った。その結果、液相に投与したCdのうち約99%が微生物に吸着吸収、もしくは強固に結合しており、Cdは微生物近傍で固定化されることが明らかになった。最後に、Cdが移行した汚泥を餌として線虫を培養し、線虫が体内に吸収したCd量を測定したところ、汚泥中から8%のCdを回収できた。以上の結果から、微生物分解処理と生物濃縮を利用した新たなCd回収プロセスを構築できるのではないかと考えている。

Plant growth, microorganism absorption, microorganism predation, and utilization of new technologies In this study, the amount of heavy metals added to the fermentation sludge and the amount of heavy metals removed from the solid phase were determined. In addition, the next generation of bacteria and sludge composition analysis, the final use of Caenorhabditis elegans, sludge and heavy metal recycling test In addition to heavy metals, pollutants and substances that cause pollution, the use of heavy metals (Cd) is also known. The anaerobic sludge was incubated in a flask at an arbitrary concentration of Cd and then incubated under anaerobic conditions. During the incubation period, the amount of sludge produced is too high, the fermentation is finished, the bacteria analysis results of sludge are too high, the presence or absence of Cd is too high, the sludge is too high, and the fermentation is good. ICP-MS is used to analyze heavy metal adsorption by microorganisms. As a result, about 99% of Cd in the liquid phase was adsorbed by microorganisms, and Cd was immobilized near the microorganism. Finally, the amount of Cd absorbed in the sludge was determined by the amount of Cd absorbed in the sludge and the amount of Cd recovered in the sludge. As a result, microbial decomposition and bioconcentration are used to construct new Cd recovery systems.