岩石の中の微生物が重金属汚染を食い止める―セレンによる地下水汚染の防止に微生物利用の見通し：産業技術総合研究所
(2020年9月15日発表)
（国）産業技術総合研究所 環境創生研究部門の青柳智研究員、堀知行主任研究員らの研究グループは9月15日、トンネル工事などで発生する岩石中に生きた微生物が存在することを発見したと発表した。岩石から流れ出す有害な重金属セレンによる地下水や河川水の汚染防止対策に、微生物の力を借りて無害化、修復するバイオレメディエーション実現の見通しがついたとしている。
金属セレンは天然に存在し、人間の体にとって必須元素として重要な働きをする。サプリメントなどにも含まれるが、反面で毒性が強いことから多く摂取すると健康被害を引き起こす。このため土木工事現場や事業所から排出されるセレンは、水質汚濁防止法、土壌汚染対策法で厳しい規制がかけられている。
高速道路や鉄道などのトンネル工事で切り崩された（堀削り）岩石からは、セレンのほか猛毒のヒ素やホウ素、パラジウム、カドミウム、銅、亜鉛など多種類の重金属イオンが大量に発生する。このため重金属が水に溶けないようにする不溶化対策が急務だった。
特にセレンの不溶化処理は、理論的には6価の原子価を段階的に0価にすることで水に溶けにくくできるが、簡単には実現しなかった。
研究グループは、堀削りの岩石中に含まれている6価のセレンに、乳酸を与え嫌気環境で14日間放置した。その結果、乳酸の添加でセレン濃度と乳酸濃度がはっきり減少した。比較した他の方法よりも顕著だった。乳酸がセレンの還元（不溶化）を進めた証拠とみている。
さらに遺伝子の塩基配列を高速に解読できる産総研の次世代シーケンサーを使い、太平洋セメントが持つ重金属の不溶化技術と連携し、発展させ、微生物の変化を調べた。
堀削りの中には数千種類の微生物が生きていた。セレン濃度と乳酸濃度が急速に減少し効果の見えた微生物群集では、Clostridiaとその仲間の微生物の数々が著しく増加していた。
これらの微生物がセレンを還元することは知られていなかったが、今回の検証によって乳酸酸化とセレン還元が電子のやり取りでセレンの不溶化を進めていることが明らかになった。
堀削りに生きている多種多様なセレン還元微生物が、乳酸のエサを与えられたことで活性化し、さらに複数のセレン還元反応が同時に働き、効率的に不溶化が進んだとみている。
今後は、山岳工事現場などからのセレンの溶け出し防止対策に、微生物の働きを活用する新たなバイオレメディエーションの実現化の方策がたったとしている。
