藻類の生体濃縮機能を利用した重金属汚染土壌の回復

利用藻类的生物浓缩功能修复重金属污染土壤

• 批准号: 12878097
• 负责人: 竹下 健二
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12878097/
• 关键词: 藻類; Chlorella vulgaris; 重金属回収; 収着機構; イオン交換; 土壌回復; 土壌水; 環境保全; C.vurgaris; ソフト金属

本研究では、安価でかつ環境への負荷が少ない単細胞緑藻類Chlorella vulgaris(以下C.Vulgaris)を用いて汚染土壌及び土壌水からの重金属の回収プロセスの成立性について検討した。既往の研究では、単細胞緑藻類の重金属収着については収着メカニズムの検討が十分ではないことから、対象金属をカドミウム、銅、亜鉛、鉛とし、模擬汚染土壌水のpHやイオン強度などを変化させて単細胞緑藻類への重金属収着メカニズムを検討した。C.Vulgarisによる金属の収着はpHの影響を強く受け、pHが低いほど収着容量も減少した。また、金属が収着することにより溶液のpHは低下し、液層中にH^+が放出された。収着はイオン交換反応により起きていることが示唆された。そこで、液層中に放出されるH^+量を定量し、収着容量と放出されるH^+量の関係から、金属収着に関与している官能基の数を明らかにした。その結果、銅のみが二座配位で、他の金属は単座配位であった。以上の結果から、次に種類の銀を含む水溶液にC.vulgarisを添加した場合における金属収着の選択性を調べた。まず、単一金属のみが存在する系で二優位に収着される金属の順序は、鉛>銅>>カドミウム>亜鉛であった。一方、二成分収着系における金属の優位性は、銅>鉛>カドミウム〜亜鉛であり、単成分収着系とはその順序が異なった。収着される金属の優位性は、金属と官能基の親和性が大きく影響していると考えられるが、二成分収着系では、その親和性に加え、多座配位の金属が優位性に収着されることが示唆された。また、土壌を含むスラリーからの金属回収も行ったが、イオン強度が高くなりすぎない(0.01M以下)場合には土壌水と同様に金属イオンが回収できることがわかった。これらの結果は単細胞緑藻類C.vulgarisによる汚染度浄水の回復を目的としたバイオプロセスの合理的な設計に対して有用な知見となる。

This study で は, Ann 価 で か つ environment へ の load less が な い 単 cells green alga Chlorella vulgaris (c. ulgaris) を with い て water pollution soil 壌 and び soil 壌 か ら の heavy metal の back 収 プ ロ セ ス の established sex に つ い て beg し 検 た. Always の research で は, green algae の heavy metal 収 単 cells に つ い て は 収 the メ カ ニ ズ ム の beg が 検 very で は な い こ と か ら, like metal seaborne を カ ド ミ ウ ム, lead, copper, 亜 lead と し, simulated 壌 の water pollution soil pH や イ オ ン strength な ど を variations change さ せ て 単 green algae へ の 収 with heavy metals メ カ ニ ズ ム を beg し 検 た. C. vulgaris による metal <s:1> has a strong influence on <s:1> pH, を is strongly affected by け, and when pHが is low, the capacity of <s:1> ほ ほ <e:1> decreases <s:1> by た. Youdaoplaceholder0, metal が holds する とによ とによ. When the <s:1> pH of the <s:1> solution is, <s:1>, and the にH^+が in the liquid layer releases された. It contains 応によ, <s:1>, <s:1>, <s:1>, とが, とが, indicating された. そ こ で, liquid layer に release さ れ る H ^ + を quantitative し, 収 と release the capacity さ れ る H ^ + quantity の masato is か ら, metal 収 に masato and し て い る functionality の number を Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0 そ result, copper みが two-seat coordination で, other <s:1> metal 単 単 seat coordination であった. の above results か ら, times に の silver を aqueous solution containing む に c. ulgaris を add し た occasions に お け る metal 収 の sentaku sex を adjustable べ た. ま ず, 単 a metal の み が exist す で る department two optimal bit に 収 the さ れ る metal の order は copper, lead, > > > カ ド ミ ウ ム > 亜 lead で あ っ た. One party, two component 収 the に お け る metal の primacy は, cu > pb > カ ド ミ ウ ム ~ 亜 lead で あ り, 単 composition 収 the と は そ が の order different な っ た. 収 the さ れ る metal の primacy は, metal と functionality の affinity が big き く influence し て い る と exam え ら れ る が, two component 収 the で は, そ の affinity に え, more coordination の metal が primacy に 収 the さ れ る こ と が in stopping さ れ た. Contains ま た, soil 壌 を む ス ラ リ ー か ら の metal back 収 も line っ た が, イ オ ン strength が high く な り す ぎ な い below (0.01 M) occasions に 壌 は soil water と with others in に metal イ オ ン が back 収 で き る こ と が わ か っ た. Green algae こ れ ら の results は 単 cells c. ulgaris に よ る pollution water at の を purpose と し た バ イ オ プ ロ セ ス の reasonable な design に し seaborne て な useful knowledge と な る.

项目成果

藤田純, 竹下健二, 中野義夫, 石川均: "藻類を用いた水溶液からの重金属回収"化学工学会第34回秋季大会研究発表講演要旨集. E121 (2001)

Jun Fujita、Kenji Takeshita、Yoshio Nakano、Hitoshi Ishikawa：“利用藻类从水溶液​​中回收重金属”化学工程师协会第 34 届秋季会议摘要 E121（2001 年）。

竹下健二, 藤田純, 中野義夫: "単細胞緑藻類の重金属イオン収着能を利用したBiosorptionプロセス"化学工学会第67年会研究発表講演要旨集. J206 (2002)

Kenji Takeshita、Jun Fujita、Yoshio Nakano：“利用单细胞绿藻重金属离子吸附能力的生物吸附过程”化学工程师学会第 67 届年会摘要 J206（2002 年）。

K.Takeshita, J.Fujita, Y.Nakano: "Biosorption of Heavy Metals to Chlorella vulgaris"Proc. of IWA 2^<nd> World Water Congress (Berlin). CD-ROM. 2055 (2001)

K.Takeshita、J.Fujita、Y.Nakano：“重金属对小球藻的生物吸附”Proc。

竹下健二,藤田純,中野義夫,石川均: "藻類による水溶液中のソフト金属回収"化学工学会第66年講演要旨集. Q321(未定). (2001)

Kenji Takeshita、Jun Fujita、Yoshio Nakano、Hitoshi Ishikawa：“藻类在水溶液中回收软金属”日本化学工程师学会第 66 届年会摘要（待定）（2001 年）。

竹下健二, 藤田純, 中野義夫, 石川均: "藻類による水溶液中のソフト金属回収"化学工学会第66年会研究発表講演要旨集. Q312 (2001)

Kenji Takeshita、Jun Fujita、Yoshio Nakano、Hitoshi Ishikawa：“藻类在水溶液中回收软金属”化学工程师学会第 66 届年会论文集 Q312 (2001)。