原油を含む温泉水における銅藍の生体鉱物化作用

フォーマット:

論文

責任表示:

脇元, 理恵 ; 田崎, 和江 ; Wakimoto, Rie ; Tazaki, Kazue

言語:

日本語

出版情報:

地学団体研究会 The Association for the Geological Collaboration in Japan, 2006-07-25

著者名:

• 脇元, 理恵
• 田崎, 和江
• Wakimoto, Rie
• Tazaki, Kazue

掲載情報:

地球科学 = Earth Science

ISSN:

0366-6611      
2189-7212      

巻:

60

通号:

4

開始ページ:

275

終了ページ:

286

バージョン:

publisher

概要:

金沢大学理工研究域地球社会基盤学系<br />新潟県月岡温泉は,原油と共に噴出したpH7.3,Eh-184mV,49.2℃の化石海水型の温泉で,その源泉井戸には黒色の原油と緑色バイオマットが存在する.このバイオマット中には糸状細菌および球菌が存在し,銅藍(covellite; CuS)の鉱物化が認められた.銅藍の構成元素であるCuは原油に由来している.SEM観察により,油滴表面での糸状細菌のコロニー形成および溶菌作用によるバイオフィルムの形成が認められ,さらに,そ … の表面に銅藍の結晶化が認められた.微生物の培養実験により,バイオマット中には石油分解菌である糸状細菌と硫酸還元菌である球菌が同定された.さらに,有機結合およびリン脂質分析により,バイオマット中のリン脂質,特に,界面活性作用を持つレシチンおよびリン酸エステルの存在が明らかになった.また,糸状細菌は二重膜および細胞外多糖類(EPS)を持ち,リン脂質はこの部分に含まれると考えられる.糸状細菌はバイオマット表面に付着した油滴を栄養源とし,球菌が生成した硫酸塩を電子授与体として代謝を行い,溶菌後,バイオフィルムを形成する.油滴中のCuは温泉水中に溶出し,中性で還元的な環境下において銅藍の結晶を形成する.すなわち,本研究において,石油分解菌の細胞膜およびEPSの有機界面活性作用と硫酸還元菌による水質の還元化が,油滴表面での銅藍の形成に重要な役割を果たしていることが明らかになった.この結果は,土壌および地下水圏の石油汚染地域における石油の分解・除去メカニズムの解明の糸口となると考えられる.<br />The inner wall of the Tsukioka hot spring well was covered with green microbial mats which contained black crude oil. The hot spring is located in Tsukioka, Niigata, Japan. The hot spring water (pH 7.3, Eh -184 mV and 49.2℃) that was produced from a 280m in depth originated from fossil seawater. The aim of this study was to investigate of covellite biomineralization in the green microbial mats with crude oil from the Tsukioka hot spring water. Observations by optical and electron microscopy, phospholipid analysis and bacterial cultivation showed that the biomineralization of covellite (CuS) was found on the surface of crude oil droplets. ED-XRF analysis showed that the crude oil contained SO3 (67.6wt%), CaO (24.8wt%) and Cu2O (2.6wt%). Observations by optical and epifluorescence microscopy as well as scanning electron microscopy (SEM) showed that two morphological types of bacteria (i.e., filamentous and coccus typed bacteria) were found on crude oil droplets. Transmission electron microscopic (TEM) observations further revealed that the cell wall of the filamentous bacteria had a double membrane and was surrounded by Extracellular Polymeric Substance (EPS), which might provide the favorable nucleation sites for CuS. X-ray diffraction and electron diffraction analyses of the microbial mats showed that the materials precipitated on the surface of the oil droplets were highly crystallized covellite (CuS). FT-IR spectra of the microbial mats that contained covellite showed the appearance of C-N-H, P=O, P-O-C and N-H bands, indicating the presence of phospholipids (lecithin and phosphoric ester) in the microbial mats. Cultivation experiments, furthermore, demonstrated that the cultivated bacteria were identified as sulfate reducing bacteria (for coccus typed bacteria) and oil decomposing bacteria (for filamentous bacteria). A schematic formation model is here suggested to better understand the interaction between bacterial cells and oil droplets under anaerobic conditions in the Tsukioka hot spring water. The biomineralization of covellite described in this study might have profound implications for bioremediation of oilcontaminated site. 続きを見る

URL:

http://hdl.handle.net/2297/00061669