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

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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。