(57)【要約】【課題】  重金属の吸収・蓄積能力が高い植物を見出し、この植物を用いたファイトレメディエーションで、重金属で汚染された土壌等から汚染物質である重金属を、効率良く除去する方法を提供すること。【解決手段】ギンネムを、重金属を含む土壌で栽培し、次いで当該植物体を回収することを特徴とする土壌中重金属の除去・回収方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギンネムを、重金属を含む土壌で栽培し、次いで当該植物体を回収することを特徴とする土壌中重金属の除去・回収方法。
【請求項２】
回収する植物体が、根部である請求項１記載の土壌中重金属の除去・回収方法。
【請求項３】
重金属が鉛である請求項１または２記載の土壌中重金属の除去・回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重金属の除去・回収方法に関し、更に詳細には植物体を用いる重金属の除去・回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
重金属、例えば、鉛（Ｐｂ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）等の重金属によって汚染された土壌を浄化する方法として、従来より、例えば汚染土壌全体を掘削除去したり、客土と交換したりする処理が行われていた。しかしこの処理方法は、高濃度の汚染地に対しては有効であるが、多量のエネルギー投入と、膨大なコストが必要であるため、低濃度の汚染に対しては効率的ではなく、農作地のような場所では、土地や土の性状を著しく損なうおそれがあった。しかも、掘削除去した汚染土壌は、そのまま放置できず、別の場所へ移動して地下に埋設するような処理が必要となるため、新たな汚染問題を引き起こす危険性も指摘されている。
【０００３】
そこで近年、植物による重金属の吸収・蓄積能力を利用し、重金属汚染土壌を浄化する手法として、ファイトレメディエーション(Phytoremediation)と呼ばれる技術が開発され（非特許文献１参照）、種々の植物を利用する方法が報告されている。
【０００４】
具体的には、アカザ科アカザ属（Chenopodiaceae Chenopodium）、アカザ科ホウレンソウ属(Chenopodiaceae Spinacia)、アカザ科フダンソウ属(Chenopodiaceae Beta)又はマメ科タヌキマメ属(Fabaceae Crotalaria)に属する植物を利用する方法（特許文献１）、アブラナ科グンバイナズナ(Thlaspi caerulescens)属の植物を利用する方法（特許文献２および特許文献３）シダ植物を利用する方法（特許文献４）、アブラナ科、アオイ科、マメ科、アカザ科、ナス科、キク科、ヒユ科及びイネ科の植物を利用する方法（特許文献５）アブラナ科ハタザオ（Arabis）属あるいはアブラナ科タネツケバナ属（Cardamine）植物の植物を利用する方法（特許文献６および特許文献７）イネ科カラスムギ（Avena strigosa）属の、野生種えん麦を利用する方法（特許文献８）、タデ科、カタバミ科、アカザ科、サトイモ科、シュウカイドウ科、バショウ科の、シュウ酸を多く含む植物を利用する方法（特許文献９）同じくタデ科ソバ属植物を利用する方法（特許文献１０）等が知られている。
【０００５】
しかしながら、上記の植物には、重金属蓄積能力は高いが生産量が非常に少なく、しかも生長速度が遅く、結果的に実用化が難しい等の問題がある。
【０００６】
また、上記報告の多くの植物において、その重金属蓄積能力は、十分に満足しうるというものではない上、これらを栽培し、重金属を処理する場所にも制約があった。
【０００７】
従って、いままでに報告されていない、重金属蓄積能力が高い植物を見つけ出し、これを用いてファイトレメディエーションを行うことが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３３１２８２
【特許文献２】特表２００２−５３０５３３
【特許文献３】特開２０１１―４５８７５
【特許文献４】特表２００２−５４０９４３
【特許文献５】特開２００４−２２３３９３
【特許文献６】特開２００５−１２５１７１
【特許文献７】特開２００６−１５９１８１
【特許文献８】特開２００５−２７９６３７
【特許文献９】特開２００５−２９６９４１
【特許文献１０】特開２００６−７５７７７
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】“Bio.Tech.”vol.13. 468-474(1995).Phytoremedition : A                     Novel Strategy for the Removal of Toxic Metals from the                     Environment Using Plants
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、その課題は、重金属の吸収・蓄積能力が高い植物を見出し、この植物を用いたファイトレメディエーションで、重金属で汚染された土壌等から汚染物質である
重金属を、効率良く除去する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、主に沖縄に存在する植物について、その重金属吸収能およびその吸収部位について調査、検討を行っていたところ、マメ科の植物であるギンネム（Leucaena leucocephala）が高い重金属吸収能を有し、しかも吸収された重金属は、主にその根の部分に蓄積するので、効率よく重金属の除去・回収が可能であることを見出し、本発明を完成した。
【００１２】
すなわち本発明は、ギンネムを、重金属を含む土壌で栽培し、次いで当該植物体を回収することを特徴とする土壌中重金属の除去・回収方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明方法によれば、土壌中の重金属を効率よく植物体中に取り込むことができるので、重金属で汚染された土壌等から重金属を吸収することができる。
【００１４】
そして、ギンネムは、成長力旺盛な植物であり、重金属汚染地であっても生育し、かつ、重金属が主に根に蓄積するため、土壌中の重金属を極めて効率よく回収することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】重金属含有培地中で、ギンネムを２４時間および４８時間生育させた後の、各重金属の蓄積量を示す図面である。
【図２】重金属含有培地中で、ギンネムを７２時間生育させた後の、各重金属の部位毎の存在割合を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の土壌中重金属の除去・回収方法は、当該土壌においてマメ科植物であるギンネム（Leucaena leucocephala）を栽培し、当該植物体を収穫、回収し、この植物体中から土壌中に存在していた重金属を回収するものである。
【００１７】
本発明方法において用いられるギンネムは、世界中の熱帯・亜熱帯のアルカリ土壌地帯に繁茂している植物であり、帰化植物の一種である。この植物の原産地は、メキシコまたは南アフリカと言われており、盛んに天然更新を行い、種子生産量が多く、発芽、生長が良いものである。さらに、ギンネムは、葉や幹が被害を受けても被害後の萌芽力が極めて高いという特徴も持っている。
【００１８】
一方、本発明の対象となる土壌は、重金属を含むか、重金属に汚染された、農業用地、工業用地、市街地、住宅地等の土地の土壌である。重金属により人工的に高濃度に汚染された工場跡地のような土壌であっても構わないし、自然汚染の農地のような土壌であってもよい。
【００１９】
この土壌中の重金属とは、鉛、カドミウム、亜鉛、ニッケル、コバルト、銅、水銀等の金属種を意味する。本発明方法では、そのなかでも、特に鉛、カドミウム、亜鉛を有効に除去することができる。
【００２０】
また、対象となる土壌の性状は、本発明で用いるギンネムの生育力が旺盛であることから特に制約はないが、アルカリ性の土壌であることが好ましい。従って、極端な酸性土壌の場合は、予めアンモニウム、カリウム、リン酸、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム等のアルカリ性物質を含む土壌改質剤を散布してから処理することが望ましい。
【００２１】
本発明を実施するには、まず、重金属が存在するとされる場所の土壌を、必要により改質した後、ここにギンネムの種を播種するか、あるいはギンネムの幼苗を植えつける。前記のようにギンネムは生育力が旺盛であるので、基本的にはどちらでも良く、その後の手入れはほとんど不要である。
【００２２】
上記のように播種あるいは幼苗を植えつけ、ギンネムがある程度の大きさになった後、収穫する。収穫する時期は特に制約はないが、ある程度の大きさ、例えばその高さが５０ｃｍ〜１ｍ程度になった時に収穫すれば良い。なお、後記するようにギンネム中での重金属は、圧倒的に根に含まれるので、地上部のみを刈り取るのではなく、根を掘り出し、これから重金属を回収することが肝要である。
【００２３】
なお、ギンネムはその生育力が旺盛であるため、繰り返し同じ土壌で生育させることができる。従って、重金属汚染が甚だしい場合は、繰り返しギンネムの生育と収穫を繰り返しても良く、これにより、土壌中の重金属の除去回収率をさらに向上させることができる
【００２４】
かくして得られたギンネムから重金属を回収するには、ギンネムの植物体、特に根部を必要により乾燥等した後、焼却、粉砕、融解、微生物による分解、堆肥化等の方法によって分解処理し、その後、常法に従い、各金属として回収すれば良い。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。本発明は、下記実施例に何ら制
限されるものではない。
【００２６】
実  施  例  １
ギンネムの重金属蓄積量の測定：
（１）ギンネムの生育
琉球大学周辺に生息する野生ギンネムから、１００ないし２００個の種子を採集した。この種子の先端部分を、発芽を早めるためカットし、寒天培地（Agar 5g/L）上で発芽させた後、２週間生育させ、これを試料とした。
【００２７】
下記濃度の重金属塩水溶液を調製し、これを、それぞれろ紙をひいたペトリ皿（９０ｃｍ）に５ｍＬずつ加えた。前記試料を、１ペトリ皿当たり４植物体（０.６から０.７ｇ）になるように置き、その後、２５℃の暗条件下で２４時間および４８時間生育させた。また、コントロールとしては、蒸留水を用い、前記試料を上記２５℃の暗条件下で２４時間および４８時間での生育の他、１５℃および３７℃、暗条件下での２４時間および４８時間での生育も行った。
【００２８】
［重金属塩水溶液］
６ｍＭ  ＺｎＣｌ２（０.８１８ｍｇ／ｍＬ）
３ｍＭ  ＰｂＣｌ２（０.８３４ｍｇ／ｍＬ）
２ｍＭ  ＣｄＣｌ２（０.３６７ｍｇ／ｍＬ）
３ｍＭ  ＣｏＣｌ２（０.３８６ｍｇ／ｍＬ）
３ｍＭ  ＮｉＣｌ２（０.３６７ｍｇ／ｍＬ）
【００２９】
（２）重金属の蓄積量の測定
重金属塩水溶液を用い、２４時間および４８時間生育させた各試料をそれぞれバイアルに入れ、硝酸・過塩素酸混合溶液（３：１）１０ｍＬを加えた。スターラーで熱を加えながら回転子を回し、１時間かけて植物体を溶解した。その後シリンジを用いてろ過を行い、試料溶液としてポリ瓶またはファルコンチュープで保管した。この試料溶液を、蒸留水で５０倍希釈し、各試料中の重金属量を原子吸光分析法（ＡＡＳ、ＨＩＴＡＣＨＩ  Ｚ−２０１０）によって測定した。この結果を図１に示す。
【００３０】
（３）図１の結果から、重金属はいずれも植物体中に取り込まれ、特に鉛の植物体中の蓄積量が高いことが確認できた。また、その他の重金属においても、時間の経過とともに植物体中に蓄積されていることが確認できた。
【００３１】
実  施  例  ２
ギンネムの部位別重金属蓄積割合の測定：
（１）実施例１と同様の方法により、実施例１の重金属塩水溶液中で、７２時間ギンネムを生育させた。
【００３２】
（２）７２時間後に、各試料を取り、根、茎および葉の三部位に分けてバイアルに入れ、これに硝酸・過塩素酸混合溶液（３：１）１０ｍＬを加えた。スターラーで熱を加えながら回転子を回し、１時間かけて植物体溶解した。その後シリンジを用いてろ過を行い、試料溶液としてポリ瓶またはファルコンチューブで保管した。この試料溶液を蒸留水で５０倍希釈し、各試料の三部位別の重金属量を原子吸光分析法（ＡＡＳ）によって測定した。この結果を図２に示す。
【００３３】
（３）図２の結果から、いずれの重金属も根に最も多く蓄積されることがわかった。例えば、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｄでは、そのほとんどが根に蓄積されており、葉や茎にはわずかしか蓄積されていなかった。一方、ＣｏやＮｉでは、根の蓄積が最も多いが、茎や葉にもある程度蓄積されることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、ギンネムの利用により、鉛、亜鉛、カドミウム、コバルト、ニッケル等の重金属を含むか、これら重金属で汚染された土壌から、効率よく重金属を濃縮、除去することができる。
【００３５】
従って、本発明方法は、重金属、特に鉛、亜鉛、カドミウムで汚染された土地の土壌改良等に有効に利用できるものである。しかも、上記の重金属は、かなり高濃度にギンネムの根部に蓄積するため、重金属資源の回収方法としても利用できるものである。
以  上
【図１】
2014172026.tif 000003
【図２】
2014172026.tif 000004