北海道上ノ国人工湿地における重金属処理重金属の土壌への固定形態と土壌微生物の役割

摘要

重金属処理を目的とした北海道上ノ国人工湿地を3年間モニタリングした結果以下の結論を得た。酸性水中に含まれるMn，Fe，Zn，Cuの4金属イオンのうち最も処理困難であるMnは，酸化物結合型およびイオン交換型として人工湿地土壌に固定されるが，酸化物結合型は，還元溶解を受け再溶出し，一部はイオン交換型としで土壌中に残留する。湿地生態系において，重金属除去を進める主要な反応はFeのオキシ水酸化物や水酸化物の析出反応である。この反応は他の微量重金属イオンの動態を支配している。とくに夏期において， Znは炭酸塩結合型が，Cuは有機物結合型が比較的多い傾向が見られた。これらは恐らく微生物による有機物分解反応により，重炭酸イオンの増加や，腐植土壌の分解による有機酸の生成の促進と関係付けられる。湿地土壌中の硫酸還元菌生菌数は，湿地植物の根圏レベルである10－15cmの深さにおいて顕著に増大し，冬期と比較すると夏期には一桁から二桁高い値を示した。根圏レベルでは表層よりもpH，Ehが硫酸還元菌の至適条件に近づき，硫酸還元反応がこれら重金属の固定にも寄与していると考えられる。