透過型浄化壁における微生物群集構造の長期モニタリング

透明净化墙内微生物群落结构的长期监测

基本信息

批准号：
19656239
负责人：
平島剛
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度終了したカラム通水実験のカラム内容物の化学成分分析を蛍光X線分析法およびX線回折分析によりおこなった。蛍光X線分析結果からヒ素はカラム入り口から出口へと蓄積量が減少する傾向が顕著に見られ、X線回折分析からはゲータイト、レピドクロサイト、マグネタイト、フェリックアルセネイトの形成が見られ、Fe(III)系鉱物とヒ素が共沈している可能性およびFe(III)との沈殿形成が強く示唆された。カラム残渣の形態を走査電子顕微鏡により観察し、その一部をSEM-EDXにより元素マッピングをおこなったところ、炭酸カルシウムの析出部分にヒ素の分布が重なっており、炭酸塩との共沈も明らかとなった。また一部の試料中のヒ素の化学状態をX線光電子分光法により測定し解析した結果、ヒ素はヒ酸および亜ヒ酸ともに鉄粉表面に検出され、吸着と酸化、共沈により不動化されたものと考えられる。ヒ酸を還元する微生物の寄与は固体分析からは明らかにはならなかった。硫酸還元菌により生じたはずである硫化物の存在はX線回折分析から明らかとはならず、結晶性が低かったためと思われる。このように前年度おこなったカラム試験では、固体残渣分析によれば、化学的な作用によるヒ素の不動化の証拠が強く表われて、微生物作用によるヒ素の不動化の証拠はそれに隠れ目立たない結果となった。しかし、溶液分析によれば、硫黄同位体効果やDGGE-PCR法による微生物群集構造解析から、確かに硫酸還元菌が寄与していたことが確かめられた。これらのことから、数十年持続させる透過型浄化壁に対して嫌気性微生物反応を主な浄化コンセプトとする場合、内容物に含める炭素源の選択、その供給量は、設計段階で予測しなければならない重要な要素となることが確認された。

利用X射线荧光分析和X射线衍射分析对去年完成的柱水流实验中柱内容物的化学成分进行了分析。荧光X射线分析结果显示，从柱入口到柱出口，砷的累积量呈减少趋势，X射线衍射分析表明，形成针铁矿、纤铁矿、磁铁矿和砷酸铁，以及与Fe共存的可能性。 -强烈建议砷与(III)矿物的沉淀以及与Fe(III)的沉淀物的形成。当用扫描电子显微镜观察柱残渣形貌并用SEM-EDX对部分柱渣进行元素图谱时，发现砷的分布与碳酸钙的沉淀区域重叠，与碳酸盐共沉淀也很明显。此外，利用X射线光电子能谱法对一些样品中砷的化学状态进行测定和分析，结果发现砷以砷酸和亚砷酸盐的形式存在于铁粉表面，并通过吸附、氧化和固相固定化。据认为，共沉淀。固态分析尚不清楚微生物对减少砷酸盐的贡献。硫化物的存在本应由硫酸盐还原菌产生，但从 X 射线衍射分析中并不明显，这可能是由于结晶度低所致。这样，在前一年进行的柱测试中，固体残留物分析显示了由于化学作用而固定化砷的有力证据，而由于微生物作用而固定化砷的证据则隐藏在这背后，成为一个不显眼的结果。然而，根据溶液分析、硫同位素效应和使用 DGGE-PCR 的微生物群落结构分析证实，硫酸盐还原菌确实发挥了作用。由于这些原因，如果厌氧微生物反应是持续数十年的渗透性净化墙的主要净化概念，则必须在设计阶段预测内容物中碳源的选择和供应量已证实这是一个必要要素。