秋田県立大学および産業技術総合研究所の共同研究グループは、パイロットスケールの現地試験によって、マンガン（Mn）酸化細菌と呼ばれる微生物を活用した坑廃水処理システムを開発した。
休廃止鉱山で発生する坑廃水は、有害金属を含むため、鉱害防止対策としていかに廃水を処理するかが大きな課題である。一般的には中和剤などの薬剤投入による処理が行われるが、環境負荷、コスト・エネルギーの低減が求められている。
中でも坑廃水に含まれる主要な有害金属の一つであるマンガン（Mn）は、処理しにくい金属とされ、Mn酸化細菌を活用した廃水処理技術の開発が模索されてきた。Mn酸化細菌はMn(II)イオンを酸化してMn(IV)酸化物にすることで不溶化させる能力を持つが、有機物を栄養源とするため、有機物に乏しい坑廃水で微生物の活性を維持する方法が必要だった。
本研究グループは、休廃止鉱山の坑道内に設置したMn酸化細菌を活用したパイロットスケールの坑廃水処理装置で、有機物無供給の条件での処理を試みた。その結果、有機物無供給でも、12時間の運転で廃水中のMnを98％以上除去できることを見出した。
Mn除去に寄与する微生物群集の遺伝子解析を行ったところ、金属由来の電子を利用してエネルギー代謝を行うとみられる細菌群を発見した。この細菌群は、二酸化炭素を還元して有機物に変換するための遺伝子セットも保有していた。
すなわち、(1)電子取り込み型のMn酸化細菌群が、Mn酸化を行いながら、他の細菌が必要とする有機物を供給、(2)生成された有機物でその他のMn酸化細菌が増殖し、高効率にMn除去、という有機物添加を必要としない坑廃水処理システムを明らかにした。
本研究成果により、低環境負荷かつ低コストの新しい坑廃水処理技術実用化に向けた展開が期待される。
