井上 千弘

(1)東日本大地震・津波による有害無機化合物による環境汚染の実態調査、(2)有害無機化合物を吸収する候補植物のモデル汚染土壌を用いた栽培実験、(3)有害無機化合物高蓄積植物によるヒ素、カドミウムおよび水銀の吸収・蓄積能力決定への汚染化合物変換微生物の関与の解析、(4)有害無機化合物高蓄積植物栽培実験による津波侵入土壌汚染除去特性の解析、(5)植物土壌浄化方法の費用対効果の解析と浄化復旧政策の策定

003年の土壌汚染対策法施行に伴い、都市部での土壌・地下水対策は大幅に前進したが、その一方でいわゆる「自然由来の重金属による汚染」にどのように対処すべきかの問題が浮上してきた。例えば、ある大都市の地下鉄建設工事において発生する重金属含有残土は約60万m3であるが、この残土を全量産業廃棄物処分場に埋め立て処理すると、低めに見積もっても100億円以上の処理費用が発生する試算になる。同様の問題は全国各地で顕在化しており、膨大な社会的コストが要求される状況になってきている。しかしながら現在の土壌溶出量基準による評価方法では、環境条件により重金属類の存在形態が変化することが考慮されておらず、汚染のリスク評価や対策を考える上で問題が大きい。したがって「自然由来の重金属含有岩石・土壌」に対し、科学的根拠に立脚した評価手法を開発、確立することが求められている。この観点から、本研究では以下の4項目に沿って検討を進め、自然由来重金属含有岩石・土壌が持つ土壌・地下水汚染のポテンシャルを評価する方法論を確立し、もって「自然由来の重金属による汚染」の判定方法を提案することを目的とする。

地震や津波で流出したヒ素を含む有害な土壌から微生物や植物の作用によりヒ素を除去する技術を開発する

東北大学で構築した気液の物質移動や熱移動、鉱物の溶解に伴う反応熱などを組み込んだ黄銅鉱のヒープリーチングに関するモデルに改良を加え、JOGMECがチリで実施する1,000トン規模のパイロット試験実施に向けての基本条件を提示するとともに、その結果に基づくモデルの修正と試験結果の解析を行い、将来の黄銅鉱ヒープリーチング実用化に向けた指針を提示する

土壌環境中における鉱物油を含む汚染土壌の特性および経時変化に関する基礎的なデータを取得し、地圏環境評価システムに必要な入力データとして石油系炭化水素の微生物分解や物理化学的特性の環境パラメータを集積する。また、微生物分解などによる鉱物油の劣化や風化の特性、さらには自然減衰の速度論的な評価手法を確立する。

国内各所および海外数カ所から鉄酸化細菌の分離を行う。分離された鉄酸化細菌の各菌株を用い黄銅鉱の回分浸出実験を行い、銅浸出率を比較する。各単離株について能力の検討と系統解析を行って、その微生物的な特性を評価する。また、リーチングヒープ内で起こる物質移動と熱移動のモデル化を行う。

チリのIOGC鉱床地帯において採取された微生物に対するヒープリーチングの適用可能性を明らかにし、その微生物学的な特徴を検討する。具体的には、IOGC鉱床地帯の鉱石試料を用いて、実験室内で試料中に含まれる鉄酸化細菌をはじめとする微生物の培養を行い、菌体数、ｐＨ、第１鉄イオン濃度等について研究を行う。

リーチング現場からの中温性鉄酸化細菌の採取と単離 単離株の重金属耐性の評価 単離細菌と集積培養菌による硫化銅鉱物浸出速度の測定

有機塩素化合物の代表としてトリクロロエチレンを用い、模擬汚染土壌を作成した上で鉄粉を混合し、小型バイアル瓶に充填する。一定時間毎に分析を行い、分解反応の反応速度と分解経路を求め、土壌構成成分や粒子径、土壌含水率等の差異が、反応速度や反応生成物の経時変化に及ぼす影響を実験的に明らかにするとともに、現象を表現するモデルを構築する。この結果より、鉄粉による有機塩素化合物汚染土壌浄化プロセス設計に必要な各種パラメーターを得る。

好気性細菌である鉄酸化細菌を用いて、Fe(Ⅲ)存在下の嫌気的条件下で硫化鉱物のバイオリーチングを実施し、その反応機構の解明を行う