地球表層のバイオミネラリゼーションの実験的研究

地表层生物矿化实验研究

• 批准号: 08228222
• 负责人: 山中 建生
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Nihon University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08228222/
• 关键词: 地球表層; 風化; バイオミネラリゼーション; 硫酸還元菌; 硫黄酸化細菌; 好酸性鉄酸化細菌; 土地の盤膨れ; パイライト

地球表層の変化は、単なる風化だけでなく微生物の関与するバイオミネラリゼーションによっても起こる。バイオミネラリゼーションは数種類の微生物の協調作用によって起こることが示唆されている。たとえば、硫化鉄(のうちのパイライト)を比較的多く含む地方で住宅の被害をもたらしている盤膨れは、硫酸還元菌が生成した硫化水素を硫黄酸化細菌が酸化して硫酸を生じ、その結果土壌のpHが低下して好酸性鉄酸化細菌の活動を引き起こして硫酸イオンが大量に生産され、結果として、硫酸カルシウムやジャロサイトが生じて引き起こされることが予想されている。本研究は、この予想を実験的に証明するために行った。まず、地盤膨れのある地方の土壌を硫化ナトリウム(硫化水素の代り)を加えた硫黄酸化細菌用の培地に入れて振とう培養してpHの低下することでその土壌中に硫黄酸化細菌が生息していることを確認した。次に、好酸性鉄酸化細菌を培養する培地に上記の土壌を加えて振とう培養して2価鉄が3価鉄に酸化されることでこの土壌中にこの細菌が生息することを確認した。さらに、硫黄酸化細菌用培地(pH7)にパイライトと硫化ナトリウムを加え、これにこの土壌を加えて培養すると、鉄イオンがどんどん増加して(ということは硫酸イオンも増加して)pHが低下しパイラトが酸化されていることが分かった。つまり、盤膨れを起こすところの土壌中には、硫黄酸化細菌と好酸性鉄酸化細菌が生息していて、pH中性の培地に硫化物とパイライトを加えてやればpHが低下して硫酸イオンが増加することがわかった。実験では硫化ナトリウムを加えたが、自然界では硫酸還元菌の生成する硫化水素が供給されるので、本研究により、硫化水素の供給があれば、好酸性鉄酸化細菌の作用で硫酸イオンの増加が起こるということが証明されたことになる。

表面层的变化不仅通过风化，而且通过涉及微生物的生物矿化而发生。有人提出，生物矿化是通过几种微生物的协调作用发生的。例如，可以预期，锅的肿胀会导致含有硫化硫化铁的含量相对较高的农村地区损坏，这是通过硫酸盐减少细菌的硫酸盐氧化细菌而氧化的，从而导致硫酸含量，从而导致硫酸盐的含量，从而导致糖化细菌的含量，从而导致糖化剂的氧化物氧化剂，从而导致糖化剂氧化氧化物的氧化剂，从而导致了氧化剂氧化的氧化剂，氧化剂氧化了氧化剂，氧化含量是氧化剂的氧化剂，氧化含量是氧化剂的氧化氧化物，氧化含量是氧化剂的氧化氧化物，氧化含量是氧化剂的氧化氧化物，氧化含量是氧化剂的氧化剂。导致硫酸钙和jarosites。进行了这项研究以实验证明这一预测。首先，我们将土壤放置在硫化硫化硫化钠（代替硫化氢）中添加并通过摇动以降低pH的氧化细菌（代替硫化氢）的区域，并培养硫化物，证实硫酸氧化细菌生活在土壤中。接下来，将上述土壤添加到一种培养基中，以培养嗜酸铁氧化细菌，并通过摇动培养，并将二价铁氧化以三价铁氧化，证实细菌生活在土壤中。此外，当将黄铁矿和硫化钠添加到硫氧化的细菌培养基（PH7）中时，将这种土壤添加到培养物中时，发现铁离子继续增加（这意味着硫酸盐离子也增加了），并且pH值降低，导致pyrat氧化。换句话说，发现硫化细菌和嗜酸铁氧化细菌生活在板膨胀的土壤中，并将硫化物和黄铁矿添加到pH-中性培养基中可减少pH值并增加硫酸盐离子。尽管在实验中添加了硫化钠，但自然提供由硫酸盐还原细菌产生的硫化氢，因此该研究证明，如果提供硫化氢，嗜酸性铁氧化细菌的作用将增加硫酸盐离子的数量。

项目成果

山中建生: "微生物が地盤の隆起の原因になっていることを探る実験的研究" 鉱物学雑誌. 特集号(印刷中). (1997)

Takeo Yamanaka：“探索微生物是否是地面隆起原因的实验研究”《矿物学杂志》特刊（1997 年）。