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Cemented Carbide Scraps by Metel - Biotechnologyᗈᓥ኱Ꮫ኱Ꮫ㝔ᕤᏛ◊✲⛉໬ᏛᕤᏛᑓᨷ㻌 ༤ኈㄢ⛬ᚋᮇ⇕ὶయᕤᏛ◊✲ᐊ∾㔝㻌 ㈗ᙪ (D163780)

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5.5 ཧ⪃ᩥ⊩㻌 㻌 㻌 䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉

76➨ 6 ❶㻌 ⤖ゝ㻌 㻌 㻌 䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉䞉78

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5.4 䜎䛸䜑

-5-

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2008 ᖺ䛻⊂❧⾜ᨻἲே▼Ἔኳ↛䜺䝇䞉㔠ᒓ㖔≀㈨※ᶵᵓ䛿䚸䛂ᕼᑡ㔠ᒓ➼㧗ຠ⋡ᅇ཰䝅䝇䝔䝮㛤Ⓨ஦ᴗ䛃䛾䜂䛸䛴䛸䛧䛶䚸䛂ᗫ㉸◳ᕤල䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁➼䛾ᅇ཰䛃䛾䛯䜑䛾ᢏ⾡㛤Ⓨ䛻䛴䛔䛶䛾䝥䝻䝆䜵䜽䝖䜢ᥦၐ䛧䛶䛔䜛䚹㔠ᒓຍᕤ⏝ษ๐ᕤල䛻Ḟ䛛䛩䛣䛸䛾䛷䛝䛺䛔㉸◳ᕤල䛿䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛜୺ཎᩱ䛸䛧䛶ྵ䜎䜜䛶䛚䜚䚸䝁䝞䝹䝖䚸䝍䞁䝍䝹䚸䝙䜸䝤䚸䝏䝍䞁䚸䝞䝘䝆䜴䝮䚸䝰䝸䝤䝕䞁䛺䛹䛾䝺䜰䝯䝍䝹䜒ྵ䜎䜜䛶䛔䜛䚹౑⏝῭䜏䛾ᗫ㉸◳ᕤල䛻㛵䛧䛶䛿䚸䛣䜜䜎䛷䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛺䛹䛾ᅇ཰䛜⾜䜟䜜䛶䛝䛯䛜 7䚸ከ䛟䛾ᕤ⛬䜢せ䛧䚸䜶䝛䝹䜼䞊ᾘ㈝䚸ᗫᾮ㔞䛜ከ䛟䚸䛭䜜䛻క䛖䝁䝇䝖䛜㧗䛔䛸䛔䛖ၥ㢟䜢ᢪ䛘䛶䛔䜛䚹䛣䛾సᴗᕤ⛬䜢኱ᖜ䛻๐ῶ䛩䜛䛣䛸䛷┬䜶䝛໬䛧䚸䜘䜚ప䝁䝇䝖䛷ᐇ⌧ྍ⬟䛺䝸䝃䜲䜽䝹ᢏ⾡䜢㛤Ⓨ䛩䜛䛣䛸䛜ᮃ䜎䜜䛶䛔䜛䚹

1.2 ୍⯡ⓗ䛺㔠ᒓ䛾ᅇ཰᪉ἲ 8
1.2.1 ໬ᏛỿẊἲ㻌 ໬ᏛỿẊἲ䛿᧯స䛜ẚ㍑ⓗ⡆༢䛷ຠ⋡ⓗ䛷䛒䜛䛯䜑䚸ᕤሙ䛾䝥䝻䝉䝇䛷ᗈ䛟୍⯡ⓗ䛻౑⏝䛥䜜䛶䛔䜛䚹䛣䛾ỿẊ䝥䝻䝉䝇䛷䛿໬Ꮫ≀㉁䛜㔜㔠ᒓ䛸཯ᛂ䛧⁐ゎ䛧䛺䛔ỿẊ≀䛜ᙧᡂ䛥䜜䜛䚹ᙧᡂ䛥䜜䛯ỿẊ≀䛿䚸ỿẊἲ䜔䜝㐣䛻䜘䛳䛶Ỉ䛸ศ㞳䛩䜛䛣䛸䛜䛷䛝䜛䚹୍⯡ⓗ䛻䛿Ỉ㓟໬≀䜔◲໬≀䛜౑⏝䛥䜜䜛䚹

1.2.2 䜲䜸䞁஺᥮ἲ㻌 䜲䜸䞁஺᥮ἲ䛿䚸㧗䛔ฎ⌮ᐜ㔞䚸㧗䛔㝖ཤຠ⋡䚸㏿䛔཯ᛂ䛸䛔䛳䛯ከ䛟䛾฼Ⅼ䛛䜙ᗈ䛟౑⏝䛥䜜䛶䛔䜛䚹-6-䜲䜸䞁஺᥮ᶞ⬡䛿䚸ྜᡂᶞ⬡䜎䛯䛿ኳ↛ᅛయᶞ⬡䛾䛔䛪䜜䛛䛷䛒䜚䚸䛭䛾䜹䝏䜸䞁䜢ᗫỈ୰䛾㔠ᒓ䛸஺᥮䛩䜛≉ᐃ䛾⬟ຊ䜢᭷䛩䜛䚹 䜲䜸䞁஺᥮ἲ䛷౑⏝䛥䜜䜛ᮦᩱ䛾୰䛷䚸ྜᡂᶞ⬡䛿୍⯡䛻⁐ᾮ䛛䜙㔜㔠ᒓ䜢㝖ཤ䛩䜛䛾䛻᭷ຠ䛷䛒䜛䚹

1.2.3 ྾╔๣䛻䜘䜛ᅇ཰㻌 ྾╔䛿䚸㔜㔠ᒓᗫỈฎ⌮䛾䛯䜑䛾ຠᯝⓗ䛛䛴⤒῭ⓗ䛺᪉ἲ䛸䛧䛶⌧ᅾㄆ㆑䛥䜜䛶䛔䜛䚹 ྾╔䝥䝻䝉䝇䛿タィ䛚䜘䜃᧯స䛻䛚䛔䛶ᰂ㌾䛷䛒䜚䚸ከ䛟䛾ሙྜ䚸㧗ရ㉁䛾ฎ⌮䛥䜜䛯ὶฟ≀䜢⏕ᡂ䛩䜛䚹 䛥䜙䛻྾╔䛿䚸᫬䛻ྍ㏫ⓗ䛷䛒䜛䛯䜑䚸㐺ษ䛺⬺╔䝥䝻䝉䝇䛻䜘䛳䛶྾╔๣䜢෌⏕䛩䜛䛣䛸䜒䛷䛝䜛䚹

1.2.4 ⭷ℐ㐣㻌 ␗䛺䜛䝍䜲䝥䛾䝯䞁䝤䝺䞁䜢౑⏝䛧䛯⭷ℐ㐣ᢏ⾡䛿䚸㧗ຠ⋡䚸ᐜ᫆䛺᧯స䚸䛚䜘䜃┬䝇䝨䞊䝇䛾䛯䜑䛻䚸㔜㔠ᒓ㝖ཤ䛻ᑐ䛩䜛኱䛝䛺ྍ⬟ᛶ䜢♧䛧䛶䛔䜛䚹 ᗫỈ䛛䜙㔠ᒓ䜢㝖ཤ䛩䜛䛯䜑䛻౑⏝䛥䜜䜛⭷䝥䝻䝉䝇䛿䚸㝈እℐ㐣䚸㏫ᾐ㏱䚸䝘䝜ℐ㐣䛚䜘䜃㟁Ẽ㏱ᯒ䛷䛒䜛䚹

1.2.5 จ㞟䚸䝣䝻䞊䜻䝳䝺䞊䝅䝵䞁㻌 ỿ㝆䛚䜘䜃ℐ㐣䛻䜘䜛จᅛ䚸จ㞟䛿᤼Ỉ䛛䜙㔜㔠ᒓ䜢㝖ཤ䛩䜛䛯䜑䛻౑⏝䛥䜜䜛䚹䜰䝹䝭䝙䜴䝮䚸◲㓟➨୍㕲䚸ሷ໬➨஧㕲䛾䜘䛖䛺ᚑ᮶䛾ᗫỈฎ⌮ᕤ⛬䛷䛿䚸ከ䛟䛾จᅛ๣䛜౑⏝䛥䜜䛶䛚䜚䚸⢏Ꮚ䛾㟁Ⲵ୰࿴䜔ᙧᡂ䛥䜜䛯㠀ᬗ㉁㔠ᒓỈ㓟໬≀ᯒฟ≀䜈䛾୙⣧≀䛾౵ධ䛻䜘䜛᤼Ỉᚤ⢏Ꮚ໬䜔୙⣧≀䛾㝖ཤ䛜ຠᯝⓗ䛷䛒䜛䚹㻌 䝣䝻䞊䜻䝳䝺䞊䝅䝵䞁䛸䛿䚸⢏Ꮚ䜢኱䛝䛺จ㞟ሢ䛸䛧䛶⤖ྜ䛥䛫䜛䝫䝸䝬䞊䛾స⏝䛷䛒䜛䚹

1.2.7 㟁Ẽ໬Ꮫฎ⌮ἲ㻌 㟁Ẽ໬Ꮫⓗ᪉ἲ䛿䚸䜹䝋䞊䝗⾲㠃ୖ䛾㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾䝯䝑䜻䜰䜴䝖䜢ྵ䜏䚸ඖ⣲㔠ᒓ≧ែ䛾㔠ᒓ䜢ᅇ཰䛩䜛䛣䛸䛜䛷䛝䜛䚹 㟁Ẽ໬Ꮫⓗ᤼Ỉᢏ⾡䛿䚸ẚ㍑ⓗ኱䛝䛺タഛᢞ㈨䛸Ⳙ኱䛺㟁ຊ䜢క䛖䛯䜑䚸ᗈ䛟㐺⏝䛥䜜䛶䛔䛺䛔䚹 䛧䛛䛧䚸ᗫỈ䛾᤼ฟ䛻㛵䛩䜛ཝ䛧䛔⎔ቃつไ䛻䜘䜚䚸㟁Ẽ໬Ꮫᢏ⾡䛿㐣ཤ 20 ᖺ㛫䛻ୡ⏺
୰䛷㔜せᛶ䜢ᅇ᚟䛧䛶䛔䜛䚹

1.2.8 䝯䝍䝹䝞䜲䜸ἲ䝯䝍䝹䝞䜲䜸ᢏ⾡䛸䛿䚸ᚤ⏕≀䛾⎔ቃί໬ᶵ⬟䜢฼⏝䛧䛯䝥䝻䝉䝇䛷䛒䜛䚹䛣䜜䜎䛷䛿䚸᭷ᶵ໬Ꮫ≀㉁䛾ί໬䛻䛿ከ䛟฼⏝䛥䜜䛶䛔䛯䛜䚸㔠ᒓ㢮䛿ᚤ⏕≀䛻䜘䜚ศゎ䛩䜛䛣䛸䛜䛷䛝䛺䛔䛸䛥䜜䛶䛔䛯䚹䛧䛛䛧䚸᭱㏆䛾◊✲ሗ࿌䛷䛿䚸㔠ᒓ㢮䛾⎔ቃί໬䚸ಟ᚟䛜ᩘከ䛟ሗ࿌䛥䜜䛶䛔䜛䚹ヲ⣽䛿ᚋ㏙䛩䜛䛜䚸ᇶᮏⓗ䛻ᚤ⏕≀䛿䚸ప䝁䝇䝖䛛䛴⎔ቃ㈇Ⲵ䛜ᑠ䛥䛔䛯䜑䚸᪂䛯䛺ί໬ᡭἲ䛸䛧䛶኱ኚᮇᚅ䛥䜜䛶䛔䜛䚹

1.3 䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾⌧≧ 5,7,9-7-

㻌 䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛿䚸㧗 䛷䛾◳ᗘ䜔⪏⇕ᛶಖᣢ䛺䛹䛾ඃ䜜䛯≉ᛶ䛛䜙䚸୺䛸䛧䛶Ⅳ໬≀䠄䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜹䞊䝞䜲䝖䠅䛾ᙧ䛷Fig. 1-1䛾䜘䛖䛺㉸◳ᕤල䛻⏝䛔䜙䜜䜛䚹≉Ṧ㗰ศ㔝䛷䛿䚸㧗㏿ᗘ㗰䚸⪏⇕㗰䚸ᙉ㠎ᕤල㗰➼䛻䛚䛔䛶䝣䜵䝻䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜔䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䜹䝹䝅䜴䝮䛜౑⏝䛥䜜䛶䛔䜛䚹㔠ᒓ䝍䞁䜾䝇䝔䞁䠄㔠ᒓ䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜔䝍䞁䜾䝇䝔䞁ྜ㔠䠅䛿㧗⼥Ⅼ䚸ẚ㍑ⓗ㧗䛔㟁Ẽ᢬ᢠ䛸䛔䛖≉ᛶ䜢฼⏝䛧䚸⥺䚸Წ䚸᥋Ⅼ䚸㟁ᴟᲬ䛻ຍᕤ䛥䜜䚸↷᫂ᇶ㒊䚸㟁Ꮚᶵჾ䚸⮬ື㌴䚸ᕤసᶵᲔ➼䛷฼⏝䛥䜜䛶䛔䜛䚹䛭䛾௚䛻䜒䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁໬ྜ≀䛜⬺◪䞉㧗ศᏊ໬Ꮫ⏝➼䛾ゐ፹䚸㢦ᩱ䚸䝎䜲䝲ᕤල䛾๪◒⢏➼䛷⏝䛔䜙䜜䛶䛔䜛䚹᭦䛻䚸▼Ἔ໬Ꮫ䝥䝻䝉䝇䛻䛚䛡䜛Ỉ⣲ῧຍ⏝䜔᤼↮⬺◪⏝䛾ゐ፹䛸䛧䛶䜒౑⏝䛥䜜䛶䛚䜚䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛿⌧௦⏘ᴗ䛻䛚䛔䛶Ḟ䛟䛣䛸䛾䛷䛝䛺䛔ᚲ㡲䛺㔠ᒓᇶ♏ᮦᩱ䛷䛒䜛䚹
2015ᖺ䛻䛚䛡䜛㖔▼⏕⏘㔞䛿87,000t䛷䛒䜚䚸୰ᅜ䛿䛭䛾82%(71,000t)䜢༨䜑䛶䛔䜛䚹2008 ᖺ䛾⛅ཱྀ䛻Ⓨ⏕䛧䛯䚸⡿ᅜ䛾䝃䝤䝥䝷䜲䝮䝻䞊䞁ၥ㢟䛻➃䜢Ⓨ䛧䛯㔠⼥༴ᶵ䛜䚸ᐇయ⤒῭䛻䜒ᙳ㡪䜢ཬ䜌䛧䚸䛭䜜䜎䛷ᛴ㦐䛧䛶䛔䛯ཎἜ䜔㔠ᒓཎᩱ➼䛾㈨※౯᱁䜔✐≀౯᱁䛾ᛴⴠ䜢ᣍ䛝䚸䝺䜰䝯䝍䝹䛻䛚䛔䛶䜒䝰䝸䝤䝕䞁䛜䠁34/kg 䛛䜙䠁9.5/kg 䛻䚸䝁䝞䝹䝖䛜䠁51/lb 䛛䜙䠁15/lb 䛻䚸䝙䝑䜿䝹䛜䠁22/lb 䛛䜙䠁5/lb 䛻ᛴⴠ䛧䛯䚹䛧䛛䛧䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛻㛵䛧䛶䛿䠁252/10kg 䛛䜙䠁220/10kg䛻ഹ䛛15䠂ୗⴠ䛧䛯䛻㐣䛞䛺䛔䚹䛭䛾ᚋ䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜒ᚎ䚻䛻౯᱁䜢ୗ䛢䠁185/10 kg 䜎䛷ୗ䛢䛯䛜䚸2009 ᖺᚋ༙䛾ᬒẼᅇ᚟䛸䛸䜒䛻್䜢ᡠ䛧䛴䛴䛒䜚䚸ᖺᮎ䛻䛿$200/kg䜢ఛ䛖䝺䝧䝹䜎䛷ᅇ᚟䛧䚸2010 ᖺ䛷䛿䝇䝫䝑䝖䛷䠁210/kg䛾ྲྀᘬ౯᱁䜒ぢཷ䛡䜙䜜䜛䜘䛖䛻䛺䜚䚸ⴠ䛱㎸䜏䛜ᑠ䛥䛟ᅇ᚟䜒᪩䛛䛳䛯䚹䛣䜜䛿䚸๓㏙䛾ᵝ䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㖔▼㈨※䛜୰ᅜ䛻೫ᅾ䛧䛶䛚䜚䚸୰ᅜ䛾ᐻ༨≧ែ䛻䛒䜛ୖ䚸䛣䛾ᵝ䛺ᕷἣᝏ໬䛾≧ἣୗ䛻䛚䛔䛶䜒䚸ᅜ⟇䛸䛧䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㍺ฟ⥲㔞つไ䜢⥅⥆ⓗ䛻ᐇ᪋䛧䚸㖔ᒣ䛾⏕⏘㔞䜢ㄪᩚ䛧䛶౯᱁䛾ୗⴠ䜢㜵Ṇ䛧䜘䛖䛸䛧䛶䛔䜛䛯䜑䛷䛒䜛䚹᭦䛻䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㍺ฟရ䜢㖔▼䛛䜙ᕝୗ〇ရ䠄APT䚸WO3䚸䝣䜵䝻䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸W⢊ᮎ䚸WC⢊ᮎ䚸W〇ရ䜔㉸◳ྜ㔠䠅䜈䛸㌿᥮䛩䜛ᨻ⟇䛜㐍䜑䜙䜜䛶䛔䜛䚹௒ᚋ䚸ᅜ㝿ⓗ⤒῭༴ᶵ䛜཰䜎䜚䚸෌䜃ᡂ㛗㌶㐨䛾ᡠ䜛㝿䛻䛿䚸୰ᅜ䚸䝻䝅䜰䚸䜲䞁䝗䛺䛹䛾⤒῭Ⓨᒎ䛻క䛔䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᛴ⃭䛺㟂せ䛾ቑຍ䛜ண 䛥䜜䚸㟂⤥䝞䝷䞁䝇䛻䛚䛔䛶㏆䛔ᑗ᮶䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛿౪⤥୙㊊䛻㝗䜛䛣䛸䛜ᠱᛕ䛥䜜䜛䚹᪥ᮏ㈠᫆⤫ィ䛻ᇶ䛵䛟䝍䞁䜾䝇䝔䞁㈨※䛾㍺ධ㔞᥎ィ䛻䜘䜛䛸䚸᪥ᮏ䛻䛚䛡䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁౪⤥䛻༨䜑䜛㖔▼䛾๭ྜ䛿ᖺ䚻ῶᑡ䛧䚸2005 ᖺ௨㝆䛿䜋䛸䜣䛹↓䛟䛺䛳䛶䛔䜛䚹䛭䛾⫼ᬒ䛻䛿๓㏙䛾䜘䛖䛻୰ᅜ䛜䝍䞁䜾䝇䝔䞁㖔▼䛾㍺ฟ䜢⚗Ṇ䛧䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㍺ฟ䜢㖔▼䛛䜙ᕝୗ〇ရ䜈䛸㌿᥮䛩䜛ᨻ⟇ኚ໬䛜ᙳ㡪䛧䛶䛔䜛䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹ᡃ䛜ᅜ䛻䛚䛔䛶䛿䚸ᕝୗ䛾䝣䜵䝻䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸 ⢭〇䛥䜜䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟ሷ୪䜃䛻WC ⢊ᮎ䛺䛹䚸䛭䛾௚Ṥ䛹䛜୰ᅜ䛛䜙㍺ධ䛥䜜䛶䛔䜛᪥ᮏ䛻䛚䛡䜛䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᾘ㈝㔞䛿㉸◳ᕤල䛜5220 t䠋ᖺ䛷඲య䛾79䠂䜢༨䜑䚸௨ୗ䚸≉Ṧ㗰䛜14䠂䚸㔠ᒓ䝍䞁䜾䝇䝔䞁〇ရ䛜4䠂䚸䛭䛾௚
3䠂䛷䛒䜛䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᾘ㈝䛻༨䜑䜛㉸◳ᕤල䛾๭ྜ䛿኱䛝䛔䚹௨ୖ䛾⫼ᬒ䛛䜙䚸㉸◳ᕤල䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝸䝃䜲䜽䝹ᢏ⾡䛾㛤Ⓨ䛿㔜せ䛺ㄢ㢟䛷䛒䜛䚹-8-

Fig. 1-1 䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾฼⏝౛䠄㉸◳ᕤල䠅

1.4㻌㻌 䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ἲ䛻䛴䛔䛶 11,12
ୖグ䛷㏙䜉䛯ᵝ䛻䚸ᮏ◊✲䛷䛿ᕷሙ䛚䜘䜃〇㐀ᕤ⛬䛛䜙཰㞟䛧䛯౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ศ㞳ᅇ཰䛻䛴䛔䛶᳨ウ䜢⾜䛖䛜䚸䛣䛣䛷⌧ᅾᐇ᪋䛥䜜䛶䛔䜛ᗫ㉸◳ᕤල䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰᪉ἲ䛸ᮏ◊✲䛷⾜䛖䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰᪉ἲ䛻䛴䛔䛶ẚ㍑䚸ㄝ᫂䛩䜛䚹᪤ 䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ἲ䛿኱䛝䛟ศ䛡䛶ᅛᙧ䛾䝇䜽䝷䝑䝥䜢ᵓᡂᡂศ䛾䜎䜎⢊ᮎ䛻෌⏕䛩䜛┤᥋ἲ䛸䚸䝇䜽䝷䝑䝥䜢໬Ꮫⓗ䛻⁐ゎ䛧䚸䛭䛾ᚋᡂศ䛤䛸䛻ศ㞳ᅇ཰䛩䜛㛫᥋ἲ䛾஧䛴䛻኱ู䛥䜜䜛䚹

1.4.1㻌 ┤᥋ἲ┤᥋ἲ䛾௦⾲౛䛿ள㖄ฎ⌮ἲ䛷䛒䜛䚹䛣䛾᪉ἲ䛿໬Ꮫ⸆ရ䜔Ỉ⁐ᾮ䜢౑⏝䛫䛪䚸ள㖄䜒ᅇ཰෌฼⏝䛜ྍ⬟䛷䚸䜶䝛䝹䜼䞊ᾘ㈝䜒ᑡ䛺䛔Ⅼ䛷ඃ䜜䛶䛚䜚䚸ฎ⌮タഛ䜈䛾ᢞ㈨㢠䜒኱䛝䛟䛺䛟䚸ᑠつᶍ䛷ᕤᴗ⏕⏘䛜ᡂ䜚❧䛴฼Ⅼ䛜䛒䜛䚹䛧䛛䛧䚸┤᥋ἲ䛷䛿䝇䜽䝷䝑䝥䛜䛭䛾䜎䜎䛾⤌ᡂ䚸⢏ᗘ䛷ᅇ཰䛥䜜䜛䛸䛔䛖ၥ
㢟Ⅼ䛜䛒䜛䛯䜑䚸ฎ⌮๓䛻㑅ู䜢䛧䛳䛛䜚䛸⾜䛖ᚲせ䛜䛒䜚䚸㑅ู䝁䝇䝖䛜㈇ᢸ䛸䛺䛳䛶䚸䝥䝻䝉䝇䝁䝇䝖䛜ୖ䛜䛳䛶䛧䜎䛖䚹䜎䛯䚸⏕⏘ẚ⋡䛜㧗䛔ษ๐ᕤල䛾⿕そᒙᡂศ䛚䜘䜃䚸ษ๐䛥䜜䛯㔠ᒓᮦᩱ䛜ྠ᫬䛻ᅇ཰䛥䜜䜛䛯䜑෌⏕ᚋ䛾㉸◳ᕤල䛾⣧ᗘ䚸ရ㉁䛜పୗ䛩䜛ၥ㢟䛜䛒䜛䚹䛣䜜䜙䛾⌮⏤䛛䜙᪂⢊䛻㐺㔞ΰ䛬䛶౑⏝䛩䜛ᚲせ䛜䛒䜛➼䚸㐺⏝ไ㝈䛜䛒䜛䛾䛜኱䛝䛺ၥ㢟䛷䛒䜚䚸㐺⏝⠊ᅖ䜢ᣑ኱䛷䛝䜛⏝㏵䜢ྠ᫬䛻㛤Ⓨ䛩䜛䛣䛸䛜ㄢ㢟䛸䛺䛳䛶䛔䜛䚹-9-

1.4.2㻌㻌 㛫᥋ἲ㛫᥋ἲ䛷䛒䜛‵ᘧ໬Ꮫฎ⌮ἲ䛻䛚䛔䛶䚸NaOH Ỉ⁐ᾮ䛷䜰䝹䜹䝸ᢳฟ䜢⾜䛖ሙྜ䛻䛿䚸㉸◳ྜ㔠䛿
WC-Co 䜢୺ᡂศ䛸䛩䜛䛯䜑䚸㉸◳䝇䜽䝷䝑䝥䜢஦๓䛻㓟໬↎↝䛩䜛ᚲせ䛜䛒䜛䚹◊๐䝇䝷䝑䝆䛺䛹䛾⢊≧䛾䝋䝣䝖䝇䜽䝷䝑䝥䛾ሙྜ䛿䚸㓟໬↎↝䛜ᐜ᫆䛷䛒䜛䛜䚸ᅛᙧ䛾䝝䞊䝗䝇䜽䝷䝑䝥䛾ሙྜ䛿䛭䛾䜎䜎↎↝䛧䛶䜒⾲㠃䛧䛛㓟໬䛥䜜䛺䛔䛾䛷䚸㓟໬䛥䜜䛯㒊ศ䜢๐䜚ⴠ䛸䛧䛺䛜䜙㓟໬↎↝䜢⧞䜚㏉䛩ᚲせ䛜䛒䜛䚹䛣䛾䜘䛖䛻䝝䞊䝗䝇䜽䝷䝑䝥䛾ฎ⌮䛿䜶䝛䝹䜼䞊ຠ⋡䛜ᝏ䛟䚸኱䛝䛔䝝䞊䝗䝇䜽䝷䝑䝥䛿ᐇ㉁ⓗ䛻ฎ⌮䛜㞴䛧䛔䛸䛔䛖ၥ㢟䛜䛒䛳䛯䚹䛣䛾ၥ㢟䜢ゎỴ䛩䜛䛯䜑䚸䜰䝹䜹䝸⁐⼥ἲ䛸࿧䜀䜜䜛 NaNO3䚸NaOH䚸Na2CO3 ➼䛾䝘䝖䝸䜴䝮ሷ䜢⁐⼥䛥䛫䛯ሷ䜢⏝䛔䛶䝝䞊䝗䝇䜽䝷䝑䝥䜢㓟໬䛩䜛䛸ྠ᫬䛻䜰䝹䜹䝸⁐ᾮ䛻⁐ゎ䛩䜛᪉ἲ䛜ᐇ᪋䛥䜜䛶䛔䜛䚹䛣䛾᪉ἲ䜢⏝䛔䜛䛣䛸䛻䜘䜚㓟໬↎↝ᕤ⛬䜢┬␎䛩䜛䛣䛸䛜䛷䛝䜛䛜䚸⃭䛧䛔཯ᛂ䜢క䛖䛯䜑䚸⢊ᮎ⣔䛾䝇䜽䝷䝑䝥᫬䛾ฎ⌮䛜㞴䛧䛔䛸䛔䛖ḞⅬ䜒䛒䜛䚹䜎䛯䚸㉸◳ྜ㔠⾲㠃䛾⿕⭷䛜䛒䜛䛸䚸཯ᛂ䛿ⴭ䛧䛟పୗ䛩䜛䛯䜑䚸஦๓䛻◚○䛩䜛ᚲせ䜒䛒䜛䚹⁐⼥ᚋ䛿䚸Ỉ䜢ᢞධ䛧䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䝘䝖䝸䜴䝮(Na2WO4)Ỉ⁐ᾮ䜢ᚓ䚸ᅛᾮศ㞳䜢⾜䛳䛯ᚋ䚸CaCl2 䜢ῧຍ䛧䛶 CaWO4 䛾ỿẊ䜢ᙧᡂ䛧䚸䛣䛾䝇䝷䝸䞊䛻HCl 䜢ຍ䛘䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䠄H2WO4䠅䛾ỿẊ䜢⏕ᡂ䛩䜛䚹䛭䛾ᚋ䚸H2WO4 䛻 NH4OH 䜢ຍ䛘䜛䛣䛸䛷䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䜰䞁䝰䝙䜴䝮ሷ[䠄NH4䠅2WO4]䛾Ỉ⁐ᾮ䜢⏕ᡂ䛧䚸䛣䛾⁐ᾮ䜢ຍ⇕䞉⃰⦰䛩䜛䛣䛸䛻䜘䜚䚸䝟䝷䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䜰䞁䝰䝙䜴䝮䠄APT䠅䜢ᬗฟ䛥䛫䜛䚹䛣䛾᪉ἲ䛿୍⯡ⓗ䛻⁐፹ᢳฟἲ䛸࿧䜀䜜䚸ྂ඾ⓗ䛺㛫᥋ἲ䛷䛒䜛䚹
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APT 䜢ᚓ䜛᪉ἲ䛷䛒䜛䚹⁐፹ᢳฟἲ䛸ẚ㍑䛩䜛䛸䚸ᶞ⬡ෆ䛷⏕ᡂྍ⬟䛺䛯䜑䚸ᕤ⛬ᩘ䛿๐ῶ䛷䛝䜛䚹䛧䛛䛧䚸⬺㞳䚸ᶞ⬡෌⏕䛻ከ䛟䛾⸆ᾮ䜢せ䛩䜛䛸䛔䛖ㄢ㢟䛜䛒䜛 13䚹᭱ᚋ䛻䚸୧ᡭἲ䛷ᚓ䛯 APT 䜢⇕ศゎ䛩䜛䛣䛸䛷㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䠄WO3䠅䜢ᚓ䜛䛸䛔䛖ᕤ⛬䛷䛒䜛䚹௨ୖ
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1.5㻌 ᚤ⏕≀䛾ྛ✀ᶵ⬟(䝯䝍䝹䝞䜲䜸ᢏ⾡䛻䛴䛔䛶)ୖ㏙䛾ᵝ䛺⎔ቃởᰁၥ㢟䛚䜘䜃䝺䜰䝯䝍䝹㧗ຠ⋡ᅇ཰䝅䝇䝔䝮䜢ゎỴ䛩䜛᪉ἲ䛸䛧䛶䚸ᚤ⏕≀䛾⎔ቃί໬ᶵ⬟䜢฼⏝䛧䛯䝞䜲䜸䝺䝯䝕䜱䜶䞊䝅䝵䞁䛜ὀ┠䛥䜜䛶䛔䜛䚹ᚑ᮶䚸䝞䜲䜸䝺䝯䝕䜱䜶䞊䝅䝵䞁䛿᭷ᶵ໬Ꮫ≀㉁䛻䛿ከ䛟฼⏝䛥䜜䛶䛔䛯䛜䚸㔠ᒓ㢮䛿ᚤ⏕≀䛻䜘䜚ศゎ䛩䜛䛣䛸䛜䛷䛝䛺䛔䛸䛥䜜䛶䛔䛯䚹䛧䛛䛧䚸᭱㏆䛾◊✲ሗ࿌䛷䛿䚸㔠ᒓ㢮䛾⎔ቃί໬䚸ಟ᚟䛜ᩘከ䛟ሗ࿌䛥䜜䛶䛔䜛䚹ᚤ⏕≀䛾⎔ቃί໬ᶵ⬟䛻䛴䛔䛶䛾ᴫ␎ᅗ䜢 Fig. 1-2 䛻♧䛩䛜䚸௨ୗ䛾ᵝ䛻ᵝ䚻䛺ᶵ⬟䛜ሗ࿌䛥䜜䛶䛔- 10 -

䜛䚹䜲䜸䞁஺᥮䚸✀䚻䛾ᐁ⬟ᇶ➼䛻䜘䛳䛶ᾮయ୰䛾㔠ᒓ䜲䜸䞁䜢㝖ཤ䛩䜛䛂䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛃䚸⣽⬊ෆ䛻㔠ᒓ䜲䜸䞁䜢⵳✚䛩䜛䛂䝞䜲䜸䜰䜻䝳䝮䝺䞊䝅䝵䞁䛃䚸㑏ඖస⏝䚸䝯䝏䝹໬స⏝䛻䜘䜚Ẽ໬䛩䜛స⏝䛷䛒䜛䛂䝞䜲䜸䝪䝷䝍䝸䝊䞊䝅䝵䞁䛃䚸┤᥋䛚䜘䜃㛫᥋㓟໬స⏝䛻䜘䛳䛶ᅛᒙ䛛䜙㔠ᒓ㢮䜢ᢳฟ䛩䜛䛂䝞䜲䜸䝸䞊䝏䞁䜾䛃䚸䛣䛾௚䛻䜒᎘Ẽ࿧྾䛾฼⏝䚸⪏ᛶᶵᵓ䛻䜘䛳䛶┦ኚ໬䚸⁐ゎᗘ䛾ቑῶ䞉↓ẘ໬䛩䜛స⏝䚸◲໬≀ሷ䚸Ⅳ㓟ሷ䚸䝸䞁㓟ሷ䛺䛹㞴⁐ᛶሷᙧᡂ䛻䜘䜛ỿẊ㝖ཤ䚸㕲䞉䝬䞁䜺䞁㓟໬≀ᙧᡂ䛻క䛖㔠ᒓ㢮䛾໬Ꮫⓗ㓟໬䞉྾╔䛺䛹ᵝ䚻䛺ᶵ⬟䛜ሗ࿌䛥䜜䛶䛔䜛䚹ᇶᮏⓗ䛻ᚤ⏕≀䛿䚸ప䝁䝇䝖䛛䛴⎔ቃ㈇Ⲵ䛜ᑠ䛥䛔䛯䜑䚸䛣䜜䜙䛾ᶵ⬟䛿⎔ቃί໬䛾᪂䛯䛺ᡭἲ䛸䛧䛶኱ኚᮇᚅ䛥䜜䛶䛔䜛䚹䝞䜲䜸䜰䜻䝳䝮䝺䞊䝅䝵䞁⵳ ✚䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁
䞁
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M 2+
M2+

M 3+
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M 2+ 䝸䞊䝏䞁䜾
ᐁ⬟ᇶ
-COOH
-NH2

㑏 ඖ

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M 3+

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M 2+

䝞䜲䜸䝭䝛䝷䝸䝊䞊䝅䝵䞁㑏 ඖ䞉ᯒ ฟ M 3+
Fig. 1-2 ᚤ⏕≀䛾⎔ቃί໬ᶵ⬟䛾ᴫ␎ᅗ
1.5.1㻌㻌 䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛸䛿ᮏ◊✲䛷䛿䚸ୖグ䛷㏙䜉䛯✀䚻䛾ᚤ⏕≀䛾⎔ቃί໬ᶵ⬟䛾䛖䛱䚸䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻╔┠䛩䜛䚹䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛸䛿䚸ᚤ⏕≀䛾⏕⣽⬊䛒䜛䛔䛿Ṛ⣽⬊䛾⾲㠃䛻㔠ᒓ㢮䜢྾╔䚸㘒య໬䛩䜛཯ᛂ䛾䛣䛸䜢䛔䛖䚹䛣䛾ᶵ⬟䜢⏝䛔䜛䛣䛸䛷䚸ᅵተ䜔ᆅୗỈ䚸ᕤሙᗫỈ䛻ྵ䜎䜜䜛᭷ᐖ䛺㔜㔠ᒓ䛾㝖ཤ䛻฼⏝䛷䛝䜛䚹㏻ᖖ䚸ᚤ⏕≀䛾⣽⬊⾲ᒙ䠄⣽⬊ቨ䠅䛻䛿䚸ᐁ⬟ᇶ䛸䛧䛶䜹䝹䝪䝅䝹ᇶ䜔䝸䞁㓟ᇶ䛜ᩘከ䛟Ꮡᅾ䛧䛶䛚䜚䚸䛣䛾䛣䛸䛛䜙⣽⬊ቨ䛿㟁Ⲵ䜢ᖏ䜃䛶䛔䜛䚹䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛸䛿䛣䛾ᖏ㟁䛧䛯⣽⬊ቨ䛻㔜㔠ᒓ㢮䛾䜲䜸䞁䛜྾╔䛩䜛స⏝䛻ᇶ䛵䛟䜒䛾䛷䛒䜛䚹䛭䛾ᴫ␎ᅗ䜢 Fig. 1-3 䛻♧䛩䚹⣽⬊ቨ⮬య䛷䛺䛟⾲㠃䛻⏕ᡂ䛥䜜䛯ከ⢾䛺䛹䛾䝞䜲䜸䝫䝸䝬䞊䜈䛾྾╔䞉⃰⦰䜒䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛾୍䛴䛷䛒䜛䚹ᮏ◊✲䛷䛿 pH 䜢ㄪᩚ䛧⣽⬊⾲ᒙ䛾㟁Ⲵ䜢ኚ໬䛥䛫䜛䛣䛸䛷䚸㔜㔠ᒓ㢮䛾䜲䜸䞁䜢⣽⬊ቨ䜈྾╔䛥䛫䜛䛣䛸䛻ᡂຌ䛧䚸䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䜢⏝䛔䛯䝺䜰䝯䝍䝹ᅇ཰ᢏ⾡䛾᭷⏝ᛶ䜢㧗䜑䛯䚹

- 11 -

Fig. 1-3 䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛾ᴫせ1.5.2㻌㻌 䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䛚䛡䜛᪤ 䛾◊✲ሗ࿌䛣䜜䜎䛷䛾䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛾◊✲ሗ࿌౛䜢 Table 1-1 䛻♧䛩䚹䛣䜜䜎䛷䚸ᵝ䚻䛺ᚤ⏕≀䛻䜘䜛㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾ᅇ཰౛䛜ሗ࿌䛥䜜䛶䛔䜛䛜䚸ᚤ⏕≀䛾✀㢮䛻䜘䛳䛶ᇵ㣴᮲௳䚸౯᱁䚸Ᏻ඲ᛶ䚸䜎䛯✀䚻䛾㔠ᒓ䜲䜸䞁䛸䛾ぶ࿴ᛶ䛜␗䛺䜚䚸౑⏝┠ⓗ䚸᮲௳䛻䜘䛳䛶᭱㐺䛺ᚤ⏕≀䜢㑅ᢥ䛩䜛ᚲせ䛜䛒䜛䚹䜎䛯㧗㏿ᇵ㣴䛜ྍ⬟䛷䛒䜚䚸Ᏻ඲䛛䛴Ᏻ౯䛷䛒䜛䛸䛔䛖≉㛗䜢ᣢ䛴 E.coli 䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䛴䛔䛶䛾ሗ࿌౛䛜䛺䛔䛯䜑䚸ᮏ◊✲䛷䛿䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䜢ά⏝䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛻䛴䛔䛶᳨ウ䛧䚸䛭䛾ᅇ཰ຠ⋡䜢㧗䜑䜛ᅉᏊ䛻䛴䛔䛶䜒᳨ウ䛧䚸㧗ຠ⋡䛺䝥䝻䝉䝇໬䛻䛴䛔䛶䜒᳨ウ䛧䛯䚹
Table 1-1 ᪤   䛾䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜛㔠 ᒓ ᅇ ཰ 䛾◊ ✲ ሗ ࿌ 1 4 - 2 2ᚤ⏕≀䛾✀㢮
┿ᛶ⣽⳦䠄኱⭠⳦, etc…䠅㝖ཤ䜒䛧䛟䛿ᅇ཰ᑐ㇟䛾㔠ᒓ
Cr, Cd, Fe, Ni, Ag ,Cu, La

⸴㢮

Cr, Cd, Fe, Ni, Au, Ag, Cu, Pb, Zn

⳦㢮䠄㓝ẕ, 䜹䝡, etc…䠅

Cr, Cd, Fe, Ni, Cu, Pb, Zn, Fe

1.6 䜾䝷䝮㝜ᛶᱰ⳦ Esherichia.coli 䛻䛴䛔䛶㻌 Escherichia coli䠄E.coli䠅䛿䜾䝷䝮㝜ᛶ䛾ᱰ⳦䛷䛒䜚䚸㏻ᛶ᎘Ẽᛶ⣽⳦䛷䛒䜛䚹E.coli 䛿䚸ಸຍ㏿ᗘ
䛜 20 ศ䛸㏿䛟䚸ᇵᆅసᡂ䜒ẚ㍑ⓗᐜ᫆䛷䛒䜛䛯䜑䚸ᇵ㣴䛜ᐜ᫆䛷䛒䜛䚹䜎䛯䚸኱⭠⳦⮬య䛜㠀ᖖ䛻Ᏻ౯䛷䛒䜚䚸≉Ṧ䛺⣽⳦䛷䛿䛺䛔䛾䛷ᐜ᫆䛻ධᡭྍ⬟䛺䝴䝡䜻䝍䝇䛺ᚤ⏕≀䛷䛒䜛䚹ᮏ◊✲䛷䛿䚸
ATCC ᰴ䛾 Escherichia coli DH5A carrying recombinant plasmid 䜢⏝䛔䛯䚹䛣䜜䜎䛷䛻䚸Ag+ , Cd2+ ,Cu2+ , La3+䛺䛹䜢 E.coli 䜢⏝䛔䛶ᅇ཰䛷䛝䜛䛣䛸䛜ሗ࿌䛥䜜䛶䛔䜛䛜䚸W6+ 䛾ᅇ཰䛻䛴䛔䛶䛿ሗ࿌䛥䜜䛶䛔䛺䛔䚹

1.7 L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䛻䛴䛔䛶㻌 L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䛿䝠䝖䛾ᚲ㡲䜰䝭䝜㓟䛾୍✀䛷䛒䜛䝸䝆䞁䜢Ỉ䛻⁐ゎ䛥䛫䛯ᚋ䛻ሷ㓟䛷ฎ⌮䛩䜛䛣䛸䛷⏕- 12 -

ᡂ䛥䜜䜛䝸䝆䞁䛾ሷ㓟ሷ䛷䛒䜛䚹䝸䝆䞁䛰䛡䛻␃䜎䜙䛺䛔䛜䜰䝭䝜㓟䛻䛿ගᏛ␗ᛶయ䛸䛧䛶 D ᆺ䛸 L ᆺ䛾 2✀㢮䛒䜚䚸䛭䛾ෆ䛾 L ᆺ䛾䝸䝆䞁䚸䛴䜎䜚䚸L-䝸䝆䞁䜢ᇶ䛻⏕ᡂ䛥䜜䜛䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䜢 L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䛸ゝ䛖䚹ᮏ◊✲䛷䛿࿡䛾⣲䝦䝹䝅䞊䝃䝥䝷䜲ᰴᘧ఍♫䛷㣫ᩱ⏝䛸䛧䛶ᕷ㈍䛥䜜䛶䛔䜛 L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䜢౑⏝䛧䛯䚹ከ䛟䛾䜰䝭䝜㓟䛜ᵝ䚻䛺ᙧ䛷㈍኎䛥䜜䛶䛔䜛୰䚸䛣䛾 L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䛿䜰䝭䝜㓟ᒅᣦ䛾Ᏻ䛔౯᱁䠄䢠43/kg,
Alibaba.com䠅䛷㈍኎䛥䜜䛶䛔䜛䚹⣧ᗘ䛿 98.5%௨ୖ䛾ရ఩䛜ಖド䛥䜜䛶䛔䜛䚹䜎䛯䚸䝸䝆䞁䛿Ỉ⁐ᾮ䛾pH 䛻䜘䛳䛶䛭䛾㟁Ⲵ䜢ኚ䛘䚸䛭䛾 pKa 䛾್䛿䛭䜜䛮䜜 pKa1=2.16 䚸pKa2=9.06䚸 pKa3=10.54 䛷䛒䜚䚸㓟ᛶୗ䛷䛿ṇ䛻ᖏ㟁䛩䜛䛯䜑䚸㈇䛻ᖏ㟁䛩䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䜲䜸䞁(WO42-)䛸཯ᛂ䛩䜛䛣䛸䛜ᮇᚅ䛷䛝䜛䚹ᮏ◊✲䛷䛿䛣䛾 L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䜢┤᥋䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸཯ᛂ䛥䛫䚸ᅇ཰䛩䜛䛣䛸䜢᳨ウ䛧䛯䚹䛺䛚䚸䛣䛾䜘䛖䛺
ヨ䜏䛿᪤Ꮡ䛾◊✲䛷䛿䛥䜜䛶䛿䛔䛺䛔䚹

1.8㻌㻌 ᮏ◊✲䛾┠ⓗ㻌 ௨ୖ䜘䜚ᮏ◊✲䛷䛿䚸ୖ㏙䛾⎔ቃ䛻ඃ䛧䛟䛛䛴䚸㧗ຠ⋡䛺䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰䝥䝻䝉䝇ᵓ⠏䜢୺┠ⓗ䛸䛩䜛䚹䛭䛾ᡭẁ䛸䛧䛶ᚤ⏕≀䛾ί໬ᶵ⬟䜢฼⏝䛧䛯䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䜢⏝䛔䜛䚹➨ 1 ẁ㝵䛸䛧䛶䚸䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰䛾ྍ⬟ᛶ䚸ᐇ⌧ᛶ䜢☜ㄆ䛧᭷ຠᛶ䜢᳨ウ䛩䜛䚹䛭䛾ᚋ䚸➨ 2 ẁ㝵䛸䛧䛶䚸➨ 1 ẁ㝵䛷ᚓ䛯▱ぢ䜢ᛂ⏝䛧䚸⌧ᐇⓗ䛺ప⎔ቃ㈇Ⲵ䚸㧗ຠ⋡ᅇ཰䝥䝻䝉䝇䜢ᥦ᱌䚸ᵓ⠏䛩䜛
(Fig.1-4)䚹䛭䛧䛶䚸䛭䛾䝥䝻䝉䝇䜢᪤Ꮡ䝥䝻䝉䝇䛸ẚ㍑䛧䚸䛭䛾ඃ఩ᛶ䛻䛴䛔䛶᳨ウ䛩䜛䛣䛸䜢┠ᶆ䛸䛧䛯䚹- 13 -

Fig. 1-4 䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝸䝃䜲䜽䝹䝣䝻䞊a) CaCl2 䜢⏝䛔䛯ỿẊἲ b) 䜲䜸䞁஺᥮ἲ䚸c) 䝯䝍䝹䝞䜲䜸ἲ䠄ᮏ◊✲ᥦ᱌䠅

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(2) Ⲷᓫ䚸ᑠすᗣ⿱䠖ᚤ⏕≀䜢⏝䛔䛯䜲䞁䝆䜴䝮䛾ᅇ཰䚸䜿䝭䜹䝹䜶䞁䝆䝙䝲䝸䞁䜾䚸2010䚸55䚸䠄5䠅䚸40-45䠊
(3) ⸨⏣ṇ᠇䞉ụ㐨ᙪⴭ䚸䝞䜲䜸⎔ቃᕤᏛ䚸CMCฟ∧䚸2006䚸44-47(4) JOGMEC NEWS vol. 1.6䠄2009䠊3䠅䠖㒔ᕷ㖔ᒣ䡚ᗫᲠ≀䛾ᒣ䜢㈨※䛻ኚ䛘䜙䜜䜛䛛䠛- 14 -

(5) ⤒῭⏘ᴗ┬䠖㉸◳ᕤල䝇䜽䝷䝑䝥䛾䝸䝃䜲䜽䝹ಁ㐍䛻ྥ䛡䛯㑅ู䞉ಖ⟶䞉ฎศ䛻㛵䛩䜛䜺䜲䝗䝷䜲䞁(6) ᑠཱྀ᭸ᜨ䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝬䝔䝸䜰䝹䝣䝻䞊䚸㔠ᒓ㈨※䝺䝫䞊䝖䚸2014䚸77-82(7) ⊂❧⾜ᨻἲே▼Ἔኳ↛䜺䝇䞉㔠ᒓ㖔≀㈨※ᶵᵓ䠖ᗫ㉸◳ᕤල䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁➼ᅇ཰ᢏ⾡㛤Ⓨ䚸ཬ䜃ᗫᑠᆺᐙ㟁䛛䜙䛾䝺䜰䝯䝍䝹ᅇ཰㛤Ⓨ(8) Fu, F.; Wang, Q., Removal of heavy metal ions from wastewaters: a review. Journal of environmental
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➨2❶ᚤ⏕≀୰╔๣(E.coli)䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㑅ᢥⓗᅇ཰䚸෌㈨※໬ 1, 2
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2.2 ᐇ㦂᪉ἲ- 16 -

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1.25

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2.5

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2.2.3 㔠ᒓ䜲䜸䞁Ỉ⁐ᾮ䛾ㄪ〇᪉ἲ㻌 ྛ✀㔠ᒓ䜲䜸䞁⁐ᾮ䛾ㄪᩚ䛿䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁※䛸䛧䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁(VI)㓟䝘䝖䝸䜴䝮஧Ỉ࿴≀䠄Na2WO4䞉
2H2O䠅䚸䝰䝸䝤䝕䞁※䛸䛧䛶䝰䝸䝤䝕䞁㓟(VI)஧䝘䝖䝸䜴䝮⁐ᾮ䠄Na2MoO4䞉2H2O䠅䚸䝞䝘䝆䜴䝮※䛸䛧䛶㓟໬䝞䝘䝆䜴䝮(V)䠄V2O5䠅䜢䛭䜜䛮䜜㉸⣧Ỉ䛻⁐ゎ䛥䛫䜛䛣䛸䛷䚸30 mM 䛾ྛ✀༢ᡂศ䛚䜘䜃ከᡂศ䛾㔠ᒓ䜲䜸䞁⁐ᾮ䜢ㄪ〇䛧䛯䚹

2.2.4 ౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛾ㄪᩚ㻌 ᮏ❶䛷⏝䛔䛯౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛾ᡂศ䜢䚸Table 2-2 䛻♧䛩䚹ศᯒ䛿 ICP 䜢⏝䛔䛯䚹ᑡ㔞䛷䛒䜛䛜䚸䝁䝞䝹䝖䛜☜ㄆ䛥䜜䛯䚹- 17 -

䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛿䚸ᐇ㝿䛾౑⏝῭䜏ཪ䛿〇㐀ᕤ⛬䛷Ⓨ⏕䛩䜛䝇䜽䝷䝑䝥䜢 800䉝㉸䛾኱Ẽ㞺ᅖẼୗ䛷㓟໬䛧䚸䛭䛾㓟໬⢊ᮎ䜢Ỉ㓟໬䝘䝖䝸䜴䝮(NaOH)Ỉ⁐ᾮ䛷 7 ᫬㛫㑏ὶ䛧䛯䚹ᐊ 䜎䛷෭༷ᚋ䚸ᅛᾮศ㞳䛧䚸䛭䛾ୖ⃈䜏䜢 80䉝-12h ஝⇱䛥䛫⢊ᮎ䛸䛧䛯䚹
Table 2-2㻌 䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛾 ICP ศᯒ⤖ᯝඖ⣲⃰ᗘ / [wt%]䝍䞁䜾䝇䝔䞁 (W)39䝰䝸䝤䝕䞁 (Mo)0.3

䝞䝘䝆䜴䝮 (V)0.1䝁䝞䝹䝖 (Co)0.1䝘䝖䝸䜴䝮 (Na)26䜹䝸䜴䝮㻌 (K)0.1

2.2.5 ༢ᡂศ䝰䝕䝹ᗫᾮ䜢⏝䛔䛯྾╔ᐇ㦂༢ᡂศ⣔䛾ヨ㦂⁐ᾮ䛾ㄪᩚ䛸䛧䛶䚸䜎䛪㉸⣧Ỉ䚸⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䛚䜘䜃ᾮ┦ pH ㄪᩚ⏝䛾 1 mol/l 䛾ሷ㓟䠄HCl䠅䛾ΰྜ⁐ᾮ䜢ㄪᩚ䛧䛯䠊䛣䛾ΰྜỈ⁐ᾮ䛻ᑐ䛧䛶䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛷䛒䜜䜀 Na2WO4 Ỉ⁐ᾮ䚸䝰䝸䝤䝕䞁䛷䛒䜜䜀 Na2MoO4 Ỉ⁐ᾮ䚸䝞䝘䝆䜴䝮䛷䛒䜜䜀 V2O5 Ỉ⁐ᾮ䜢䛭䜜䛮䜜ᡤᐃ䛾⃰ᗘ䛻䛺䜛䜘䛖䛻ΰྜ䛥䛫䜛䛣䛸䛷 30 ml 䛾ヨ㦂⁐ᾮ䜢ㄪᩚ䛧䛯䚹㔠ᒓ䜲䜸䞁䜢ὀධ䛧䛯᫬㛫䜢ᐇ㦂䛾㛤ጞ䛸䛧䚸ᐇ㦂䜢㛤ጞ䛧䛶䛛䜙䚸ᡤᐃ䛾᫬㛫䛤䛸䛻ヨ㦂⁐ᾮ䜢䝅䝸䞁䝆䛷᥇ྲྀ䛧䚸䝣䜱䝹䝍䞊䛷䜝㐣䛩䜛䛣䛸䛷䝃䞁䝥䝸䞁䜾䜢స〇䛧䛯䚹ᐇ㦂᮲௳䛿䚸ዲẼⓗ⎔ቃୗ䚸 ᗘ 20~53qC䚸ᾮ┦ pH1.0 ~ 8.0䚸ྛ✀ึᮇ㔠ᒓ䜲䜸䞁⃰ᗘ䚸0.1 ~340mM䚸⣽⬊⃰ᗘ 0.64×108 ~ 2.1㽢1011cells/ml 䛸䛧䛯䚹

2.2.6 ከᡂศ䝰䝕䝹ᗫᾮ䜢⏝䛔䛯྾╔ᐇ㦂ከᡂศ⣔䛾ヨ㦂⁐ᾮ䛾ㄪᩚ䛸䛧䛶䚸䜎䛪㉸⣧Ỉ䚸⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䛚䜘䜃ᾮ┦ pH ㄪᩚ⏝䛾 1 mol/l 䛾ሷ㓟䠄HCl䠅䛾ΰྜ⁐ᾮ䜢ㄪᩚ䛧䛯䠊䛣䛾ΰྜỈ⁐ᾮ䛻ᑐ䛧䛶䚸Na2WO4 Ỉ⁐ᾮ䚸Na2MoO4 Ỉ⁐ᾮ䚸V2O5 Ỉ⁐ᾮ䛾 3 ✀㢮䛾㔠ᒓ䜲䜸䞁Ỉ⁐ᾮ䜢䛭䜜䛮䜜ᡤᐃ䛾⃰ᗘ䛻䛺䜛䜘䛖䛻ΰྜ䛥䛫䜛䛣䛸䛷 30 ml 䛾ヨ㦂⁐ᾮ䜢ㄪᩚ䛧䛯䚹㔠ᒓ䜲䜸䞁䜢ὀධ䛧䛯᫬㛫䜢ᐇ㦂䛾㛤ጞ䛸䛧䚸ᐇ㦂䜢㛤ጞ䛧䛶䛛䜙䚸ᡤᐃ䛾᫬㛫䛤䛸䛻ヨ㦂⁐ᾮ䜢䝅䝸䞁䝆䛷᥇ྲྀ䛧䚸䝣䜱䝹䝍䞊䛷䜝㐣䛩䜛䛣䛸䛷䝃䞁䝥䝸䞁䜾䜢స〇䛧䛯䚹ᐇ㦂᮲௳䛿䚸ዲẼⓗ⎔ቃୗ䚸 ᗘ 25qC䚸ᾮ┦ pH1.0 ~ 8.0䚸ྛ✀ึᮇ㔠ᒓ䜲䜸䞁⃰ᗘ䚸0.8 mM䚸⣽⬊⃰ᗘ 0.64 ~ 82.7㽢108 cells/ml䛸䛧䛯䚹

2.2.7 ౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䜢⏝䛔䛯྾╔ᐇ㦂౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛾ヨ㦂⁐ᾮ䛾ㄪᩚ䛸䛧䛶䚸䜎䛪㉸⣧Ỉ䚸⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䛚䜘䜃ᾮ┦ pH ㄪᩚ⏝䛾
1 mol/l 䛾ሷ㓟䠄HCl䠅䛾ΰྜ⁐ᾮ䜢ㄪᩚ䛧䛯䠊䛣䛾ΰྜỈ⁐ᾮ䛻ᑐ䛧䛶䚸2.2.4 䛷ㄪᩚ䛧䛯౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䜢ᡤᐃ䛾⃰ᗘ䛻䛺䜛䜘䛖䛻ῧຍ䛩䜛䛣䛸䛷 30 ml 䛾ヨ㦂⁐ᾮ䜢ㄪᩚ䛧䛯䚹㔠ᒓ䜲䜸䞁䜢ὀධ䛧䛯- 18 -

᫬㛫䜢ᐇ㦂䛾㛤ጞ䛸䛧䚸ᐇ㦂䜢㛤ጞ䛧䛶䛛䜙䚸ᡤᐃ䛾᫬㛫䛤䛸䛻ヨ㦂⁐ᾮ䜢䝅䝸䞁䝆䛷᥇ྲྀ䛧䚸䝣䜱䝹䝍䞊䛷䜝㐣䛩䜛䛣䛸䛷䝃䞁䝥䝸䞁䜾䜢స〇䛧䛯䚹ᐇ㦂᮲௳䛿䚸ዲẼⓗ⎔ቃୗ䚸 ᗘ 25qC䚸ᾮ┦ pH1.0 ~ 8.0䚸⣽⬊⃰ᗘ 2.0㽢108 ~ 2.1㽢1010cells/ml 䛸䛧䛯䚹䝡䞊䝹㓝ẕ஝⇱⢊ᮎ䛻䛴䛔䛶䛿⮬↛೺ᗣ♫䝞䝹䜽஦ᴗ㒊䛛䜙ධᡭ䛧䛯䚹

2.3 ᐇ㦂⤖ᯝ䛸⪃ᐹ
2.3.1 E.coli 䛾 SEM ほᐹᮏ◊✲䛷ᚤ⏕≀྾╔๣䛸䛧䛶⏝䛔䛯 E.coli 䛾⾲㠃ᵓ㐀ほᐹ䛩䜛䛯䜑䛻 SEM ほᐹ䜢⾜䛳䛯䚹Fig. 2-1
䛻ほᐹ䛧䛯 SEM ീ䜢♧䛩䚹SEM ෗┿䜘䜚䚸E.coli 䛿ᱰ≧⣽⳦䛷䛒䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛷䛝䚸ᖹᆒ䛾㛗ᚄ䛚䜘䜃▷⤒䛿䛭䜜䛮䜜 2.78 μm䚸䛚䜘䜃 0.89 μm 䛷䛒䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹䜎䛯䚸⣽⬊䛾⢏ᗘศᕸ䛜ᗈ䛔⠊ᅖ䛻Ꮡᅾ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛷䛝䛯䚹

2μmFig. 2-1 E.coli 䛾 SEM ീ

2.3.2 E.coli 䛾⾲㠃✚䛾ศᕸ㻌 ᚤ⏕≀䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁྾╔䛻䛚䛔䛶䛿䚸⣽⬊䛾⾲㠃✚䛜䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾྾╔㔞䛻኱䛝䛺ᙳ㡪䜢ཬ䜌䛩䛸⪃䛘䜛䚹2.3.1 䜘䜚䚸⣽⬊䛻䛿⢏ᗘศᕸ䛜䛒䜛䛯䜑䚸㛗ᚄ䛚䜘䜃▷ᚄ䛛䜙䛛䜙⾲㠃✚䜢⟬ฟ䛧䛯䚹E.coli 䛾⾲㠃✚䜢ᐃ䛩䜛䛣䛸䛿ᅔ㞴䛷䛒䜛䛣䛸䛛䜙䚸ᮏ◊✲䛷䛿 Fig. 2-2 䛻♧䛩䐟E.coli 䛾㛗ᚄ

(2.78μm)䛸䚸䐠▷ᚄ䠄0.89 μm䠅䜘䜚 E.coli ⣽⬊⾲㠃✚䛾ᴫ⟬䜢⟬ฟ䛧䛯䚹䜎䛯䚸ୖグ䛾ᴫ⟬᪉ἲ䛻䜘䜚⟬ฟ䛧䛯 E.coli 䛾⾲㠃✚䛾ศᕸ䜢 Fig. 2-3 䛻♧䛩䚹䛺䛚䚸ᖹᆒ⾲㠃✚䛿 16.7 μm2 䛷䛒䛳䛯䚹䐟䐠

E.coli䐟, 䐠䜢Fig. 2-2 E.coli ⣽⬊⾲㠃✚䛾ᴫ⟬䛻䛴䛔䛶- 19 -

䐠ᐃ

The number of a cell [cells]

25
20
15
10
5
0

10

20

30

2

Surface area [˩m ]40

Fig. 2-3 E.coli 䛾⾲㠃✚䛾ศᕸ

2.3.3 E.coli 䛾⾲㠃㟁఩㻌 E.coli ⣽⬊䛸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾཯ᛂ䛿䚸㟁Ẽⓗ䛺┦஫స⏝(䜲䜸䞁)䛻䜘䜛䛯䜑䚸E.coli 䛾⣽⬊⾲㠃㟁఩䜢ᐃ䛩䜛䛣䛸䛜㔜せ䛷䛒䜛䛸⪃䛘䜛䚹䛭䛾䛯䜑䚸䝊䞊䝍㟁఩䜢⏝䛔⾲㠃㟁఩䜢ᾮ┦ pH 䛻䜘䜛ኚ໬䛻䛴䛔䛶ᐃ䛧䛯䚹⣽⬊䛾⾲㠃㟁఩䜢ᐃ䛧䛯⤖ᯝ䜢 Fig. 2-4 䛻♧䛩䚹⣽⬊⾲㠃䛿 pH1.28 ~ pH2.90 䜎䛷䛿ṇ䛻ᖏ㟁䛧䛶䛚䜚䚸䛭䜜䜘䜚㧗䛔 pH 䛻䛚䛔䛶䛿㈇䛻ᖏ㟁䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹䛭䛾୰䛷䜒ᾮ┦ pH 䛜 1.90
䛻䛚䛔䛶䛿⣽⬊䛜᭱䜒ᙉ䛟ṇ䛻ᖏ㟁䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛷䛝䛯䚹䛣䜜䛿䜾䝷䝮㝜ᛶ⳦䛷䛒䜛 E.coli 䛾⣽⬊⾲㠃䛻䛿䚸୺䛻䜹䝹䝪䜻䝅䝹ᇶ䛚䜘䜃䝸䞁㓟ᇶ䛺䛹䛾㈇ᖏ㟁䛾ᐁ⬟ᇶ䛜ከᩘᏑᅾ䛧䛶䛔䜛䛯䜑䛻䚸୰ᛶ⁐ᾮ୰䛷䛿㈇䛻ᖏ㟁䛧䛶䛔䜛䚹䛧䛛䛧䚸⁐ᾮ pH 䛜పୗ䛩䜛䛣䛸䛷䚸Ỉ⣲䜲䜸䞁䛜㈇ᖏ㟁䛾ᐁ⬟ᇶ䛻྾╔䛧䚸䛭䜜䛻䜘䜚⣽⬊䛾㟁Ⲵ䛜ṇഃ䛻䝅䝣䝖䛧䛯䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹䛥䜙䛻 pH 䛜ୗ䛜䛳䛶䛔䛟䛸䚸⣽⬊⾲㠃䛻䛿䜰䝭䝜ᇶ䛺䛹䛾ṇᖏ㟁䛾ᐁ⬟ᇶ䜒Ꮡᅾ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛛䜙䚸⣽⬊඲య䛸䛧䛶⾲㠃㟁఩䛜ṇ䛻䛺䛳䛯䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹pH 䛜 1 ௜㏆䛻䛚䛔䛶෌ᗘ⣽⬊䛾⾲㠃㟁఩䛜పୗ䛧䛯⌮⏤䛿᫂䜙䛛䛻䛿䛺䛳䛶䛔䛺䛔䛜䚸ᾮ┦ pH 䛜ᴟ➃䛻ᙉ㓟ഃ䛻䝅䝣䝖䛧䛯䛣䛸䛷⣽⬊⾲㠃䛾䝍䞁䝟䜽㉁䛜ኚᛶ䛧䛯䛣䛸䜔᪂䛯䛺ᐁ⬟ᇶ䛜Ⓨ⌧䛧䛯䛣䛸䛜⪃䛘䜛䚹

- 20 -

Zata potential [mV]

20

0

-20

-40

-60

0

1

2

3

4

5

6

7

8

pH [-]
Fig. 2-4 E.coli ⣽⬊⾲㠃䛾䝊䞊䝍㟁఩䠄ᾮ┦ pH 䛾ᙳ㡪䠅

2.3.4 䝰䝕䝹ᗫᾮ䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰(ᾮ┦ pH䚸⣽⬊⃰ᗘ䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛾ᙳ㡪)
2.2.2 䛻♧䛧䛯ᐇ㦂᪉ἲ䛷䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䛳䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᅇ཰䛩䜛ᐇ㦂䜢⾜䛳䛯䚹ᐇ㦂᮲௳䛿ึᮇᾮ┦䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ 0.5 mM䚸⣽⬊⃰ᗘ 1.8×109 cells/ml 䛸䛧䛯䚹䜎䛪䚸ᾮ┦ pH 䛻䜘䜛ᙳ㡪䜢᳨ウ䛧䛯䚹స〇䛧䛯䝃䞁䝥䝹䛷䛒䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䝘䝖䝸䜴䝮⁐ᾮ䛿䚸ሷ㓟䜢ຍ䛘䛺䛔ሙྜ䚸ᾮ┦ pH 䛿 6.62 䛷䛒䛳䛯䚹䛣䛣䛻 E.coli 䛾⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䜢᥋✀䛧䚸HCl 䜢ຍ䛘 pH 䜢 1.08 ~ 5.65 䛸ኚ໬䛥䛫䛯䚹ẚ㍑䛸䛧䛶䚸E.coli 䜢᥋✀䛧䛺䛔↓⳦ᑐ㇟䜒ᐇ᪋䛧䛯䚹ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䜢 Fig.. .2-5 䛻♧䛩䚹ヨ㦂⤖ᯝ䜘䜚䚸pH 䜢ୗ䛢䜛䛣䛸䛻䜘䛳䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰㔞䛜኱䛝䛟ቑຍ䛩䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹ᾮ┦ pH 䛜 4.63 ~ 6.62 䛚䜘䜃↓⳦ᑐ㇟䛷䛿䚸䜋䛸䜣䛹䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰䛿☜ㄆฟ᮶䛺䛛䛳䛯䛜䚸䛥䜙䛻 pH 䜢ୗ䛢䛶 2 ௨ୗ䛻䛩䜛䛸䚸䜋䜌 100%䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᅇ཰䛩䜛䛣䛸䛜䛷䛝䛯䚹䜎䛯䚸ᾮ┦ pH 䛜 1.93 䛾᫬䛻䚸᭱኱ᅇ཰㔞䛜ᚓ䜙䜜䛯䛣䛸䛛䜙ᾮ┦ pH 䛾᭱㐺್䛜 1.93 䛷䛒䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹௨ୖ䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛿ᾮ┦ pH 䛻኱䛝䛟౫Ꮡ䛧䛯䚹௨ୖ䛾⤖ᯝ䛿䚸⁐ᾮ୰䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䜲䜸䞁䛸⣽⬊⾲㠃䛾㟁఩䛸䛾┦஫㛵ಀ䛜኱䛝䛟㛵୚䛧䛶䛔䜛䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹2.3.3 䜘䜚䚸E.coli 䛾⣽⬊⾲㠃䛿䚸䜹䝹䝪䜻䝅䝹ᇶ䛚䜘䜃䝸䞁㓟ᇶ䛺䛹䛾㈇ᖏ㟁䛾ᐁ⬟ᇶ䛜Ꮡᅾ䛧䛶䛔䜛䛯䜑䚸pH 䛜 3.11 ௨ୖ䛷䛿䚸⣽⬊⾲㠃඲య䛸䛧䛶㈇䛻ᖏ㟁䛧䛶䛔䜛䚹䜎䛯䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䜲䜸䞁䛿⁐ᾮ୰䛷䛿㈇ᖏ㟁㔠ᒓ䜲䜸䞁䠄ex.WO42-䠅䛸䛧䛶Ꮡᅾ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛶䛔䜛䚹䛣䛾䛣䛸䛻䜘䜚䚸pH䛜 3.11 ௨ୖ䛷䛿䚸⣽⬊⾲㠃䛸⁐ᾮ୰䛾㈇ᖏ㟁㔠ᒓ䜲䜸䞁䛸䛾㛫䛻㟼㟁Ẽ᩺ຊ䛜ാ䛔䛶྾╔(཯ᛂ)䛜㉳䛝䛺䛛䛳䛯䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹୍᪉䛷䚸ᾮ┦ pH 䛾పୗ䛻క䛔䚸Ỉ⣲䜲䜸䞁䛜㈇ᖏ㟁䛾ᐁ⬟ᇶ䛻྾╔䛩䜛䛣䛸
䛷䚸pH 䛜 3.1 ௨ୗ䛾⠊ᅖ䛻䛚䛔䛶䛿⣽⬊⾲㠃䛜ṇ䛻ᖏ㟁䛧䛶䛔䜛䚹䛣䛾䛣䛸䛛䜙䚸ṇ䛻ᖏ㟁䛧䛯⣽⬊⾲- 21 -

㠃䛸⁐ᾮ୰䛾㈇ᖏ㟁㔠ᒓ䜲䜸䞁䛸䛾㛫䛻㟼㟁Ẽᘬຊ䛜ാ䛝䚸ప pH ⠊ᅖ䛷䛿䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛜྾╔䛧䚸⁐ᾮ⃰ᗘ䛜పୗ䛧䛯䛸⪃䛘䜛䚹䛣䛾䛣䛸䛿䚸Fig. 2-4 䛾ᾮ┦ pH1.90 䛻䛚䛔䛶⣽⬊䛾⾲㠃㟁఩䛜᭱䜒኱䛝䛔䛣䛸䛸䚸ᾮ┦ pH1.9 ௜㏆䛻䛚䛔䛶䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰㔞䛜᭱኱䛻䛺䛳䛯䛣䛸䛛䜙䜒ᨭᣢ䛥䜜䜛䚹

Conc.of dissolved W [mmol/L]

0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0

0

60

120

180

240

time [min]Fig.. .2-5 ᾮ┦ pH 䛸䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛾⤒᫬ኚ໬䕦)pH 6.62, 䕺)pH 4.63, 䖃)pH 1.93,䕰)pH 1.37, 䕔)pH 1.08, 䕧)↓⳦ᑐ↷㻌 ḟ䛻䚸ᾮ┦୰䛾⣽⬊⃰ᗘ䛜ཬ䜌䛩ᙳ㡪䛻䛴䛔䛶᳨ウ䛧䛯䚹䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜛෌㈨※໬ᢏ⾡䜢ᐇ⏝໬䛩䜛㝿䛾ㄢ㢟䛸䛧䛶䚸⿦⨨䝇䜿䞊䝹䛾᭱ᑠ໬䛜䛒䜛䚹ᮏ◊✲䛾䝥䝻䝉䝇䜢ᐇ⏝໬䛩䜛㝿䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝸䝃䜲䜽䝹㔞䛸䛧䛶䛿䚸᭶ᩘ䝖䞁䛸᝿ᐃ䛩䜛䚹䛭䜜䛻క䛖ᚲせ⣽⬊㔞䛿⭾኱䛷䚸๓㏙䛾྾╔㔞䛷䛿䚸᭶䛻 5 t 䝸䝃䜲䜽䝹䛩䜛䛣䛸䜢⪃䛘䜛䛸䚸⣽⬊ಖ⟶ᐜ✚䛿 106 m3 䜸䞊䝎䞊(cf. ᮾி䝗䞊䝮:1.2㽢106 m3)䛷䛒
䜚⭾኱䛸䛺䜛䚹௨ୖ䛾⌮⏤䛛䜙䚸⣽⬊䜢⃰⦰䛧䛯᮲௳䛷᳨ウ䛧䛯䚹ᐇ㦂᮲௳䛿䚸

ᗘ: 20 ~ 26qC , ᾮ┦

pH: 1.8 ~ 2.6, ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䜢: 7.5 ~ 340 mM 䛸䛧䛯䚹Fig. 2-6 䛻⦪㍈䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᖹ⾮྾╔㔞䚸ᶓ㍈䛻⣽⬊⃰ᗘ䛾⤖ᯝ䜢♧䛩䚹䜎䛯䚸Table 2-3 䛻᭶ 5 t 䝸䝃䜲䜽䝹䛩䜛䛸䛧䛯ሙྜ䛾䚸⣽⬊ಖ⟶ᐜ✚䛾ᴫ⟬್䜢♧䛩䚹䜎䛪䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢᭶䛻 5 t 䝸䝃䜲䜽䝹䛩䜛䛸䛧䛯ሙྜ䚸ᐇ⏝ྍ⬟䛺⿦⨨䝇䜿䞊䝹䛿
124m3(⣙ 5m ᅄ᪉)䛸タᐃ䛧䚸䛭䛾್䜢ᮏ◊✲䛾┠ᶆ್䛸䛧䛯䚹୍⯡ⓗ䛻䚸኱⭠⳦䛾ᇵ㣴䛿 106䡚108 cells/ml 䛾⃰ᗘ䛷⾜䜟䜜䜛䛜䚸ᅗ⾲䜢ぢ䜛䛸䛭䛾⃰ᗘ䛻䛚䛡䜛ヨ㦂⤖ᯝ䛷䛿䚸┠ᶆ್䛷䛒䜛 124m3 䛻ᑐ䛧䛶䚸1.3×105 m3 䛸⭾኱䛷䛒䜛䚹䛭䛣䛷䚸⣽⬊⃰ᗘ䜢㧗⃰ᗘ໬䛧䛶䛔䛟䛸䚸㏻ᖖ䛾ᇵ㣴⃰ᗘ䛾 1000 ಸ௨ୖ䛷䛒䜛 1011 cells/ml 䜎䛷䛿྾╔㔞䜢⥔ᣢ䛷䛝䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹୍᪉䛷䚸2.1㽢1011 cells/ml 䛻䛺䜛䛸྾╔㔞䛜䜔䜔పୗ䛧䛯䚹䛣䛾⌮⏤䛸䛧䛶䛿䚸⣽⬊ྠኈ䛾จ㞟䜔䚸⁐ᾮ⢓ᗘቑຍ䛻䜘䜛᧠ᢾ䛾୙༑ศ䛥䛜ཎᅉ䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹௨ୖ䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸᭱㐺⤖ᯝ䜢⏝䛔䜛䛸䚸⣽⬊ಖ⟶ᐜ✚- 22 -

Amount of adsorption [mol/cell]䜢 197 m3(⣙ 5.8m ᅄ᪉)䛻䜎䛷⦰ᑠฟ᮶䜛䛣䛸䜢☜ㄆ䛧䛯䚹

-14

10

-15

10

-16

10

8

9

10

10

10

10

11

12

10

10

Cell conc. [cells/ml]
Fig. 2-6 䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᖹ⾮྾╔㔞䠄⣽⬊⃰ᗘ䛾ᙳ㡪䠅

Table 2-3 ⣽⬊ಖ⟶ᐜ✚䛾ᴫ⟬⤖ᯝ
Biosorbent

WC[t]

Cell conc.
[cells/ml]

Adsorbed amount[mol/cell]

5.0

Volume of apparatus[m3]

124䠄Target䠅E.coli5.0

3.5㽢108

5.7㽢10-16

1.3㽢105

E.coli5.0

1.6㽢1011

8.1㽢10-16197⁐ᾮ୰䛛䜙䛾㔠ᒓ䜲䜸䞁ᅇ཰䛻䛚䛔䛶䚸⁐፹ᢳฟἲ䜔䝉䝯䞁䝔䞊䝅䝵䞁ἲ䛺䛹䜢⏝䛔䛯ሙྜ䚸୍⯡䛻10䡚1000ppm 䛾ฎ⌮⃰ᗘ䛷⾜䜟䜜䛶䛔䜛䚹䛭䛣䛷䚸䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜛㔠ᒓ䜲䜸䞁ᅇ཰䛜䛣䛾ฎ⌮⃰ᗘ䛻䛷䜒ᛂ⏝䛷䛝䜛䛛䛻䛴䛔䛶᳨ウ䛧䛯䚹ᐇ㦂᮲௳䛿䚸⣽⬊⃰ᗘ 6.0×109 cells/ml䚸pH 1.81 ~ 1.93 䛷⾜䛔䚸ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䜢 0.1, 0.5, 1.0 , 1.5 mM 䛸䛧䛯䚹ẚ㍑䛸䛧䛶䚸ྛ⃰ᗘ䛻䛚䛡䜛↓⳦ᑐ㇟䜒ᐇ᪋䛧䛯䚹
Fig. 2-7 䛻ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䜢ኚ໬䛥䛫䛯᫬䛾⤒᫬ኚ໬䛻䛴䛔䛶♧䛩䚹ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛜
0.1, 0.5, 1.0 mM 䛷ᐇ㦂䜢⾜䛳䛯ሙྜ䚸120 ศ䛷䛾ᅇ཰⋡䛿 98%௨ୖ䛻㐩䛧䛯䚹䜎䛯䚸ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛜 0.1 mM 䛾ሙྜ䛻䛚䛔䛶䛿䚸ᐇ㦂㛤ጞ䛛䜙 3 ศᚋ䛾ᅇ཰⋡䛜䜋䜌 100 %䛷䛒䛳䛯䛣䛸䛛䜙䚸E.coli䜢⏝䛔䛯䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛿㠀ᖖ䛻㏿䛔྾╔཯ᛂ䛷䛒䜛䛣䛸䛜♧䛥䜜䛯䚹௨ୖ䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸E.coli ⣽⬊䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䝥䝻䝉䝇䛿䚸௚䛾㔠ᒓᅇ཰䝥䝻䝉䝇䛸ྠ➼䛾ప䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛻䛚䛔䛶䜒᭷ຠ䛷䛒䛳䛯䚹- 23 -

Conc. of dissolved W [mM]

1.5

1.0

0.5

0.0

0

60

120
time [min]

180

240

Fig. 2-7 ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛸⁐ᾮ୰䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾⤒᫬ኚ໬䖃)0.1 mM, 䕔)0.5 mM, 䕦)1.0 mM, 䕰)1.5 mM, 䕿, 䕕, 䕧, 䕱)↓⳦ᑐ↷

2.3.5 䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰๓ᚋ⣽⬊䛾 TEM ほᐹ䚸䝬䝑䝢䞁䜾ศᯒ㻌 䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛜 E.coli 䛾⣽⬊⾲㠃䛻䛹䛾䜘䛖䛺≧ែ䛷྾╔䛧䛶䛔䜛䛛☜ㄆ䛩䜛䛯䜑䛻䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰
๓ᚋ(0, 3, 30, 420 min)䛾 E.coli ⣽⬊⾲㠃䛾 TEM ほᐹ䜢⾜䛳䛯䚹Fig. 2-8 䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰๓ᚋ䛻䛚䛡䜛 E.coli ⣽⬊⾲㠃䛾 TEM ほᐹ⤖ᯝ䛻䛴䛔䛶♧䛩䚹᫬㛫䛜㛗䛟䛺䜛䛻䛴䜜䛶⣽⬊⾲㠃䛾䝁䞁䝖䝷䝇䝖䛜ᙉ䛟䛺䛳䛶䛚䜚䚸⣽⬊⾲㠃䜈䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛜ቑຍ䛧䛶䛔䛯䚹䜎䛯䚸Fig. 2-9 䛻྾╔ヨ㦂 3 min ᚋ䛾E.coli ⣽⬊⾲㠃䛾䝬䝑䝢䞁䜾ศᯒ⤖ᯝ䜢♧䛩䚹⣽⬊⏤᮶䛾䝍䞁䝟䜽㉁䜔㓝⣲䛾Ꮡᅾ䛻䜘䜚䚸Ⅳ⣲䚸㓟⣲䚸䝸䞁䛺䛹䛾䝢䞊䜽䛜᳨ฟ䛥䜜䚸3 min 䛸䛔䛖▷᫬㛫䛷䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛜⣽⬊⾲㠃䛻ᆒ୍䛻྾╔䛧䛶䛔䜛䛣䛸䜢☜ㄆ䛧䛯䚹

- 24 -

0 min

3 min

0.5μm

0.5μm

30 min420 min

0 2μm

0.5μm
Fig. 2-8 E.coli ⣽⬊⾲㠃䛾 TEM ෗┿䠄⤒᫬ኚ໬䠅

W map

C map

O map

P map

Fig. 2-9 E.coli ⣽⬊⾲㠃䛾䝬䝑䝢䞁䜾ศᯒ⤖ᯝ䠄྾╔ヨ㦂 3 min ᚋ䠅- 25 -

2.3.6 䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ᚋ⣽⬊䛛䜙䛾⬺╔ヨ㦂㻌 ᅇ཰ᚋ⣽⬊䛛䜙䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢⬺╔䛩䜛䛣䛸䛜ྍ⬟䛷䛒䜜䜀䚸ᕤᴗ᤼Ỉ䛛䜙䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᅇ཰䛧䛯ᚋ䜔౑⏝῭䜏㉸◳ᕤල䛛䜙䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䜏䛾⁐ᾮ䛻䛩䜛㝿䛻䚸㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾㑅ᢥᅇ཰䛸⤌䜏ྜ䜟䛫䜛䛣䛸䛻䜘䜚䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾⣧ᗘ䜢㧗䛟䛷䛝䜛ྍ⬟ᛶ䛜䛒䜛䚹
ヨ㦂䛿䚸⣽⬊⃰ᗘ䛿 2.6㽢109 cells/ml 䛸䛧䚸ฟⓎ⁐ᾮ䜢 0.4 mmol/l 䛾 Na2WO4 ⁐ᾮ䛸䛧䛶䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢 100 %ᅇ཰䛥䛫䛯ᚋ䚸NaOH ⁐ᾮ䜢ຍ䛘䛶 pH 䜢ୖ䛢䜛䛣䛸䛻䜘䜚䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾⬺╔䜢᳨ウ䛧䛯䚹
Fig.2-10 䛻 NaOH 䜢ῧຍ䛧䛯┤ᚋ䛛䜙䛾⤒᫬ኚ໬䜢♧䛩䚹⁐ᾮ pH 䜢 2 䛛䜙 5 䛻ኚ໬䛥䛫䛶䜒䜋䛸䜣䛹⬺╔䛿ぢ䜙䜜䛺䛛䛳䛯䛜䚸pH 䜢 7.8 ௨ୖ䛻䛩䜛䛸䚸䜋䜌 100%䛾⬺╔䜢☜ㄆ䛧䛯䚹䛣䜜䛿䚸pH 䛜 2 䛻䛚䛔䛶䛿ᐁ⬟ᇶ䛸䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䜲䜸䞁䛜㟼㟁Ẽᘬຊ䛻䜘䛳䛶྾╔䛧䛶䛔䜛䛜䚸pH 䜢ୖ䛢䛶䛔䛟䛸䚸Ỉ㓟໬≀䜲䜸䞁䛻䜘䛳䛶䛭䛾྾╔䛜㜼ᐖ䛥䜜ጞ䜑䚸pH 䜢 8 䜎䛷ୖ䛢䜛䛸䚸䜋䜌䛩䜉䛶䛾྾╔䛜㜼ᐖ䛥䜜䛯䛯䛯Conc. of dissolved tungsten [mmol/L]䜑䛷䛒䜛䛸⪃䛘䜛䚹

0.4
0.3
0.2
0.1
0.0

0

30

60

90

120

Time [min]Fig. 2-10 䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ᚋ E.coli 䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⬺╔ヨ㦂:䖃) pH 4.92, 䕔)pH 7.81, 䕦) pH 8.83, 䕿)↓⳦ᑐ↷

2.3.7 䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ᚋ⣽⬊䛾஝⇱䞉↝ᡂ䛻䜘䜛⃰⦰㻌 ᅇ཰ᚋ⣽⬊䜢↝ᡂ䛩䜛䛣䛸䛻䜘䜚㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䠄WO3䠅䜢ᚓ䜛䛣䛸䛜䛷䛝䜜䜀䚸䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䜢⏝䛔䛯ᗫᾮ䛛䜙䛾㧗ຠ⋡䛷Ᏻ౯䛺䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝸䝃䜲䜽䝹ᢏ⾡䛾ྍ⬟ᛶ䜢ぢฟ䛧䛯䛸ゝ䛘䜛䚹ヨ㦂᪉ἲ䛿䚸䜎䛪ฟⓎ⁐ᾮ䜢 5 mmol/l 䛾 Na2WO4 ⁐ᾮ䛸䛧䛶䚸䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜚䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᅇ཰䛧䚸㐲ᚰศ㞳䜢⾜䛳䛯ᚋ䚸䛭䛾⃰⦰ᾮ䜢஝⇱䠄120qC, 4 h䠅䛥䛫䜛䛣䛸䛻䜘䜚䚸୍ḟ⃰⦰≀䜢ᚓ䛯䚹୍ḟ⃰⦰≀䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛿 49.2%䛸䛺䜚䚸ฟⓎ⁐ᾮ䛛䜙䛾⃰⦰ಸ⋡䛿 535 ಸ䛸䛺䛳䛯䚹ḟ䛻䚸୍ḟ⃰⦰≀䛻䛴䛔䛶ຍ⇕- 26 -

ฎ⌮䠄1000qC, 2 h䠅䜢⾜䛖䛣䛸䛻䜘䜚䚸஧ḟ⃰⦰≀䜢ᚓ䛯䚹஧ḟ⃰⦰≀䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛿 77%䛸䛺䜚䚸⃰⦰ಸ⋡䛿 837 ಸ䛸䛺䛳䛯䚹䛣䛾⃰ᗘ䜢㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁⣧ᗘ䛻᥮⟬䛩䜛䛸 97.1%䛸䛺䜚䚸⃰⦰⋡䛾㧗䛔⃰⦰≀䛜ᚓ䜙䜜䛯䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹 ṧ䜚䛾⣙ 3 %䛿⣽⬊䛻ྵ䜎䜜䜛䝸䞁➼䛾୙⣧≀䛾ṧᏑ䛜⪃䛘䜛䚹Fig. 211 䛻ᚓ䜙䜜䛯஧ḟ⃰⦰≀䛾෗┿䛚䜘䜃 SEM ෗┿䜢♧䛩䚹Fig. 2-11 䜘䜚䚸㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁≉᭷䛾㯤⥳Ⰽ䛾⢊ᮎ䛜ᚓ䜙䜜䛯䛣䛸䛜䚸䜎䛯 SEM 䜘䜚⢏Ꮚᚄ䛿䛚䜘䛭 0.2 ~ 10 μm 䛷䛒䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹Fig. 2-12䛻஧ḟ⃰⦰≀䛾 XRD ⤖ᯝ䜢♧䛩䚹XRD ศᯒ⤖ᯝ䜘䜚䚸୙⣧≀䛾䝢䞊䜽䜒☜ㄆ䛷䛝䜛䛜䚸↝ᡂᚋ⢊ᮎ䛾䝢䞊䜽䛜ᩳ᪉ᬗ⣔䛾㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝢䞊䜽䛸䜋䜌୍⮴䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛛䜙䚸ᅇ཰ᚋ䛾⣽⬊䛛䜙㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䛧䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᅇ཰䛷䛝䜛䛣䛸䜢☜ㄆ䛧䛯䚹௨ୖ䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸Fig. 1-4 䛷♧䛧䛯䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝸䝃䜲䜽䝹ᢏ⾡☜❧䜈䛾ྍ⬟ᛶ䜢ぢฟ䛧䛯䛸ゝ䛘䜛䚹

2 μm

Intensity [a.u.]

Fig. 2-11 ஧ḟ⃰⦰≀䛾෗┿䛚䜘䜃䚸SEM ෗┿JSPDS71-0131WO3
10

20

30

40

2θ [q ]
Fig. 2-12 ஧ḟ⃰⦰≀䛾 XRD ศᯒ⤖ᯝ- 27 -

50

60

2.3.8 䝰䝕䝹ᗫᾮ䜢⏝䛔䛯཯ᛂᶵᵓ䛾ゎᯒ(྾╔䝰䝕䝹䚸཯ᛂ㏿ᗘ䚸⇕ຊᏛゎᯒ)㻌 ᮏ❶䛾྾╔䝰䝕䝹䜢ゎᯒ䛩䜛䛯䜑䛻䚸23, 32, 40, 53qC 䛾 4 䛴䛾᮲௳䛷䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂䜢⾜䛳䛯䚹ヨ㦂㛤ጞᚋ 7 h 䛷྾╔䛜ᖹ⾮≧ែ䛻䛺䜛䛣䛸䛛䜙䚸7 h ᚋ䛾྾╔㔞䜢ᖹ⾮྾╔㔞䛸䛧䛯䚹Table 2-4 䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䜢♧䛩䚹 ᗘ䛾ୖ᪼䚸䛚䜘䜃ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䜢ቑຍ䛥䛫䜛䛣䛸䛷䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᖹ⾮྾╔㔞䛜ቑຍ䛧䛯䚹23qC, 0.8 mmol/l 䛾᫬䛾ᖹ⾮྾╔㔞䛿 0.859 mmol/g 䛷䛒䜚䚸 53qC, 4.0mmol/l 䛾᫬䛾ᖹ⾮྾╔㔞䛿 1.496 mmol/g 䛸 1.7 ಸ㉸䛻྾╔㔞䛜ቑຍ䛧䛯䚹

Table 2-4 ྛ ᗘ䚸ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᖹ⾮྾╔㔞Initial W(VI) ion concentration [mmol/L]
0.80
1.00
2.00
3.00
4.00

W(VI) ion uptake capacity [mmol/g]
23 °C
32 °C
40 °C
0.86
0.99
1.12
0.86
1.00
1.17
1.04
1.21
1.29
1.18
1.22
1.35
1.28
1.27
1.27

53 °C
1.36
1.47
1.69
1.63
1.50

ḟ䛻 Fig.2-13 䛻䚸23 ~ 53 qC 䛾 ᗘ⠊ᅖ䛻䛚䛡䜛䚸ᐇ㦂್䛻䜘䜛྾╔➼ ⥺䛸⌮ㄽ྾╔䝰䝕䝹䛷䛒䜛Langmuir ྾╔➼ ⥺䜢♧䛧䚸䛥䜙䛻 Fig.. .2-14 䛻 Freundlich ྾╔➼ ⥺䜢♧䛩䚹䜎䛯䚸Table 2-5 䛻䜎䛸䜑䛯⤖ᯝ䜢♧䛩䚹䛣䜜䜙⤖ᯝ䜘䜚䚸ྛᗘ䛻䛚䛡䜛ᐇ㦂್䛾䝥䝻䝑䝖䛜 Langmuir ྾╔➼ Ἠ䛾⤖ᯝ䛻䛚䛔䛶䚸┦㛵ಀᩘ r2 䛾್䛜 1.0 䛻㏆䛟䚸ᐇ㦂⤖ᯝ䛸୍⮴䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹௨ୖ䜘䜚䚸E.coli 䛸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾྾╔཯ᛂ䛿䚸⣽⬊⾲㠃䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䜲䜸䞁䜢྾╔䛩䜛྾╔Ⅼ(䝃䜲䝖)䛜䛒䜚䚸྾╔Ⅼ䛜‶䛯䛥䜜䜜䜀䛭䜜௨ୖ྾╔䛜㉳䛣䜙䛺䛔྾╔཯ᛂ䚸䛴䜎䜚༢ᒙ྾╔཯ᛂ䛷䛒䜛䛣䛸䜢☜ㄆ䛧䛯䚹䜎䛯䚸ᗘୖ᪼䛻క䛔⣽⬊䛾༢఩㉁㔞ᙜ䛯䜚䛾㣬࿴྾╔㔞䜔኱⭠⳦䛸䝍䞁䜾䝇䝔䞁㛫䛾ぶ࿴ᛶ䜢♧䛩 Langmuir ᐃᩘ䛜ቑຍ䛩䜛䛣䛸䜒☜ㄆ䛧䛯䚹䜎䛯䚸᪤ 䛾◊✲䛾㝜䜲䜸䞁஺᥮ᶞ⬡䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁྾╔㔞䛜 Q = 0.7 ~1.9 mmol/g 䛻ᑐ䛧䛶䚸ᮏ◊✲䛻䛚䛡䜛᭱኱྾╔㔞 Qmax=1.278 ~ 1.650mmol/g 䛷䛒䛳䛯䛣䛸䛛䜙䚸ྠ➼௨ୖ䛾ᛶ⬟䜢᭷䛧䛶䛚䜚䚸E.coli 䛿䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾྾╔๣䛸䛧䛶㧗䛔ྍ⬟ᛶ䛜䛒䜛䛣䛸䜒☜ㄆ䛧䛯䚹
䜎䛯 Table 2-6 䛻䚸௚䛾㔠ᒓඖ⣲䛻䛴䛔䛶 E.coli 䜢⏝䛔䛯䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛾◊✲ሗ࿌䜢♧䛩䚹௚䛾㔠ᒓඖ⣲䜘䜚䜒䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾྾╔㔞䛜኱䛝䛔䛣䛸䛜ศ䛛䜚䚸䛣䛾⤖ᯝ䛛䜙䜒 E.coli 䜢⏝䛔䛯ሙྜ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰⬟ຊ䛜ඃ䜜䛯ᛶ⬟䛷䛒䜛䛸ゝ䛘䜛䚹- 28 -

Absorbed amount [mmol/g]

1.8
1.5
1.2
0.9
0.6
0.3
0.0

0

1
2
3
Tungsten concentration [mmol/L]

4

Fig. 2-13 Langmuir ྾╔➼ ⥺䛻䜘䜛཯ᛂᶵᵓゎᯒ

Absorbed amount [˩mol/g]

1800

1200

600

0

0

1000
2000
3000
Tungsten concentration [˩mol/L]

Fig. 2-14 Freundlich ྾╔➼ ⥺䛻䜘䜛཯ᛂᶵᵓゎᯒ- 29 -

4000

Table 2-5 Langmuir, Freundlich 䝰䝕䝹䛾ィ⟬⤖ᯝTemperature
T [qC]
23
32
40
53

Langmuir constants
Qmax [mmol/g]b [l/mg]
1.278
13.2
1.286
21.2
1.302
55.7
1.650
111

Freundlich constants
K [(mmol/g)(mmol/l)n]
187.1
973.3
601.5
1067

2

r
0.997
0.997
0.998
0.999

r2
0.580
0.815
0.771
0.983

n
3.94
31.4
9.49
15.3

Table 2-6 E.coli 䛻䜘䜛㔠ᒓ䜲䜸䞁ᅇ཰⤖ᯝ 6, 7ᚤ⏕≀䛾✀㢮

㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾✀㢮 ᭱኱྾╔㔞[mmol/g]
ཧ⪃ᩥ⊩
W(VI)
1.69
ᮏ◊✲䛾⤖ᯝZn(II)
0.65
Morsy et al., (2011)
Escherichia coli
Cd(II)
0.49
Morsy et al., (2011)
As(III)
0.01
Wu et al., (2010)

㻌 E.coli 䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䛚䛡䜛྾╔཯ᛂ㏿ᗘ䜢ゎᯒ䛩䜛䛯䜑䛻䚸Fig. 2-15 䛻♧䛩 2 䛴䛾཯ᛂ㏿ᗘ䝰䝕䝹ᘧ䜢⏝䛔䛶྾╔཯ᛂ㏿ᗘᘧ䛾᳨ウ䜢⾜䛳䛯䚹Table 2-7 䛻ྛ䝰䝕䝹ᘧ䜢⏝䛔䛯ሙྜ䛾ィ⟬⤖ᯝ䜢♧䛩䚹ᨃ୍ḟ཯ᛂ䜢䝰䝕䝹ᘧ䛸䛧䛶⏝䛔䛯ሙྜ䚸┦㛵ಀᩘ r2 䛾್䛜 1.0 䛻஋㞳䛧䛶䛚䜚䚸ᖹ⾮྾╔㔞䛾ィ⟬್䛸ᐇ㦂್䛜኱䛝䛟␗䛺䛳䛯䚹୍᪉䚸ᨃ஧ḟ཯ᛂ䜢䝰䝕䝹ᘧ䛸䛧䛶⏝䛔䛯ሙྜ䛷䛿䚸 ┦㛵ಀᩘ r2 䛾್䛿 1.0 䛻㏆䛟䚸ᖹ⾮྾╔㔞䛾ィ⟬್䛸ᐇ㦂್䛜㏆䛔್䛸䛺䛳䛯䚹௨ୖ䜘䜚䚸E.coli 䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䛚䛡䜛྾╔཯ᛂ㏿ᗘ䛿ᨃ஧ḟ཯ᛂ㏿ᗘᘧ䛷⾲䜟䛩䛣䛸䛜䛷䛝䛯䚹

ᨃ୍ḟ཯ᛂ

ᨃ஧ḟ཯ᛂ

dqt
= k1 (qe 䠉qt )
dt

dqt
2
= k 2 (qe 䠉qt )
dt
t
qt =
1 2+ tqe
k 2qe

k1
log(qe 䠉qt )=log qe 䠉t2.303

qe [mmol/g] : ᖹ⾮྾╔㔞qt [mmol/g] : t=t䛻䛚䛡䜛྾╔㔞
k1 [min-1] : ᨃ୍ḟ཯ᛂ㏿ᗘᐃᩘ

k2 [g mmol-1min-1] : ᨃ஧ḟ཯ᛂ㏿ᗘᐃᩘ

Fig. 2-15 ྾╔཯ᛂ㏿ᗘ䝰䝕䝹ᘧ䠄ᨃ୍ḟ཯ᛂ䚸ᨃ஧ḟ཯ᛂ䠅

Table 2-7 䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁྾╔཯ᛂ㏿ᗘ䛾ィ⟬⤖ᯝ
Pseudo-first order kinetic model
T [°C]

qe,exp [mmol/g]qe,cal [mmol/g]

2-1

k1 × 10 [min ]Pseudo-second order kinetic modelr

2qe,cal [mmol/g]

k2 [g/mmol/min]h [mmol/g/min]

r2

23

0.859

0.630

0.806

0.937

0.883

0.042

0.032

0.992

32

0.986

0.482

1.745

0.753

0.999

0.158

0.158

1.000

40

1.123

0.211

0.788

0.448

1.117

0.287

0.359

0.999

53

1.359

0.202

1.227

0.631

1.360

0.441

0.816

1.000

- 30 -

E.coli 䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䛚䛡䜛⇕ຊᏛ≉ᛶ್䛻䛴䛔䛶᳨ウ䛧䛯䚹Table 2-8䛻⤖ᯝ䜢♧䛩䚹䜎䛯άᛶ໬䜶䝛䝹䜼䞊䛿 60.2kJ/mol 䛾ṇ䛸䛺䜚䚸ᮏ◊✲䛾྾╔཯ᛂ䛿䚸྾⇕཯ᛂ䛸ゝ䛘䜛䚹᪤ 䛾◊✲䜘䜚䚸䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜛άᛶ໬䜶䝛䝹䜼䞊䛿 8.4~83.7 kJ/mol 䛷䛒䜛䛯䜑䚸䛣䛾ィ⟬್䛿ጇᙜ䛸ゝ䛘䜛䚹௨ୖ䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸 ᗘ䜢ୖ䛢䜛䛣䛸䛻䜘䜚䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾྾╔䜢ಁ㐍䛧䛯䛸⪃䛘䜛䚹

Table 2-8 ⇕ຊᏛ≉ᛶ್䛾ィ⟬⤖ᯝ

T

K0c

ΔG0

ΔH0

ΔS0

[qC]

[l/mmol][kJ/mol][kJ/mol][J/(mol䞉K)]

22.6

13.2

-6.34

58.4

218.3

32.2

21.2

-7.75

39.7

55.7

-10.5

53.0

111.3

-12.8

2.3.9 䝰䝕䝹ᗫᾮ䜢⏝䛔䛯༢ᡂศ⣔䛻䛚䛡䜛 W, Mo, V ྾╔ヨ㦂䠄ᾮ┦ pH 䛾ᙳ㡪䠅ึ䜑䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸䝰䝸䝤䝕䞁䚸䝞䝘䝆䜴䝮䛾 3 ✀㢮䛾㔠ᒓ䛻䛴䛔䛶䚸䛭䜜䛮䜜༢ᡂศ⣔䛻䛚䛔䛶ᅇ཰ヨ㦂䜢ᐇ᪋䛧䛯䚹Fig. 2-15 䛻䚸ྛ✀㔠ᒓ䛸 pH 䛾ᅇ཰⤖ᯝ䜢♧䛩䚹䜎䛯 Fig. 2-16 䛻⣽⬊䛾⾲㠃㟁఩䛸ᾮ┦ pH 䛾㛵ಀ䜢♧䛩䚹Fig. 2-15 䜘䜚䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䝰䝸䝤䝕䞁䛿ᾮ┦ pH 䛜 1 ~ 3 䛾⠊ᅖ䛷䛿㧗䛔ᅇ཰⋡䛜ᚓ䜙䜜䛶䛚䜚䚸୍᪉䛷ᾮ┦ pH 䛜 3 䜘䜚㧗䛔⠊ᅖ䛷䛿䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸䝰䝸䝤䝕䞁䛸䜒䛻ᅇ཰⋡䛜ᛴῶ䛧䛶䛔䜛䚹䛣䜜䛿 Fig. 2-16 䛾㧗ᅇ཰⋡䛜ᚓ䜙䜜䛯ᾮ┦ pH 䛻䛚䛔䛶䛿䚸⣽⬊⾲㠃䛜ṇ䛻ᖏ㟁䛧䛶䛚䜚䚸పᅇ཰⋡䛷䛒䛳䛯ᾮ┦ pH 䛻䛚䛔䛶䛿⣽⬊⾲㠃䛜㈇䛻ᖏ㟁䛧䛶䛣䛸䛛䜙ㄝ᫂䛷䛝䜛䚹䜎䛯䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸䝰䝸䝤䝕䞁䛿Ỉ⁐ᾮ୰䛻䛚䛔䛶㈇ᖏ㟁㔠ᒓ䜲䜸䞁䛷Ꮡᅾ䛧䛶䛔䜛(WO42-, MnO4-)䚹௨ୖ䛾⤖ᯝ䛛䜙䚸ᾮ┦pH 䛜 1 ~ 3 䛾⠊ᅖ䛷䛿ṇᖏ㟁䛧䛯⣽⬊䛸㈇ᖏ㟁䛧䛯㔠ᒓ䜲䜸䞁䛸䛾㛫䛻㟼㟁Ẽᘬຊ䛜ാ䛝྾╔䛜㉳䛣䜚䚸ᾮ┦ pH 䛜 3 ௨ୖ䛾⠊ᅖ䛷䛿䚸㈇䛻ᖏ㟁䛧䛶䛔䜛⣽⬊䛸㈇ᖏ㟁㔠ᒓ䜲䜸䞁䛸䛾㛫䛻㟼㟁Ẽ᩺ຊ䛜ാ䛝྾╔䛜㉳䛣䜙䛺䛛䛳䛯䛸⪃䛘䜛䚹୍᪉䚸䝞䝘䝆䜴䝮䛿ᾮ┦ pH 䛜 2 ~ 3 䛾⠊ᅖ䛷䛿㈇ᖏ㟁㔠ᒓ䜲䜸䞁䛷Ꮡᅾ䛧䚸ᾮ┦ pH 䛜 0.8 ~ 2 䛾⠊ᅖ䛷䛿ṇᖏ㟁㔠ᒓ䜲䜸䞁䛷Ꮡᅾ䛩䜛䛯䜑䛻䚸ᾮ┦ pH 䛜 2 ~ 3 䛾⠊ᅖ䛷䛿䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸䝰䝸䝤䝕䞁䛸ྠᵝ䛻㟼㟁Ẽᘬຊ䛻䜘䜚྾╔䛜㉳䛣䛳䛯䛜䚸ᾮ┦ pH 䛜 0.8 ~ 2 䛾⠊ᅖ䛻䛚䛔䛶䛿ᅇ཰⋡䛜ᛴῶ䛧䛯䚹䛯䛰䛧䚸䝞䝘䝆䜴䝮䛾ᅇ཰㔞䛜ᛴῶ䛧䛯䜒䛾䛾ᑡ㔞䛾ᅇ཰䛜ぢ䜙䜜䛯䚹䛣䛣䛷䚸Fig. 2-17 䛻ᾮ┦ pH 䛜 7.00 䛚䜘䜃 1.79 䛾᫬䛾⣽⬊䛾⾲㠃㟁఩ศᕸ䜢♧䛩䚹Fig. 2-17 䜘䜚䚸ᾮ┦ pH 䛜 1.79 䛻䛚䛡䜛⣽⬊䛾⾲㠃㟁఩䛿ᖹᆒ䛸䛧䛶ṇ䛾್䛷䛒䜛䛜䚸ศᕸ䛸䛧䛶㈇䛾⾲㠃㟁఩䜢ᣢ䛴㒊ศ䜒Ꮡᅾ䛩䜛䚹䛣䛾䛣䛸䛛䜙䚸ṇᖏ㟁䜲䜸䞁䛷䛒䜛䝞䝘䝆䜴䝮䛾྾╔䛜䜟䛪䛛䛻㉳䛝䛯䛸⪃䛘䜛䚹- 31 -

Adsorption rate [%]100Ⴠ) Tungsten႑) MolybdenumႣ) Vanadium

80
60
40
20
0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

pH [-]
Fig. 2-15 ྛ㔠ᒓ䜲䜸䞁⁐ᾮ䛾ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䠄༢ᡂศ⣔䠅

Zata potential [mV]

20

0

-20

-40

-60

0

1

2

3

4

5

6

pH [-]
Fig. 2-16 ⣽⬊䛾⾲㠃㟁఩䠄ᾮ┦ pH 䛾ᙳ㡪䠅- 32 -

7

8

Total counts [-]Total counts [-]

(a)

(b)

-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50
Zeta potential [mV]Zeta potential [mV]Fig. 2-17 E.coli ⣽⬊䛾⾲㠃㟁఩䛾ศᕸ (a) pH7.00, (b) pH1.79

2.3.10 䝰䝕䝹ᗫᾮ䜢⏝䛔䛯ከᡂศ⣔䛻䛚䛡䜛 W, Mo, V ྾╔ヨ㦂䠄ᾮ┦ pH䚸⣽⬊⃰ᗘ䛾ᙳ㡪䠅
2.3.9 䛻♧䛧䛯༢ᡂศ⣔䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸ᾮ┦ pH1.0 ௜㏆䛻䛚䛔䛶䝞䝘䝆䜴䝮䛾ᅇ཰⋡䛜 0%䛻㏆䛔䛣䛸䛛䜙䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸䝰䝸䝤䝕䞁䚸䝞䝘䝆䜴䝮䛾ከᡂศ⣔䛻䛚䛔䛶䜒ྠ pH ᇦ䛻䛚䛔䛶㔠ᒓ䜲䜸䞁㑅ᢥศ㞳䛜ฟ᮶䜛䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹Fig. 2-18 䛻䚸ྛ㔠ᒓ䜲䜸䞁⃰ᗘ䛾⤒᫬ኚ໬䛻䜘䜛㑅ᢥศ㞳ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䜢♧䛩䚹䝞䝘䝆䜴䝮䛸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㑅ᢥศ㞳ᅇ཰䜢ᮇᚅ䛧䛯䛜䚸༢ᡂศ⣔䛷䛿 3%䛷䛒䛳䛯䝞䝘䝆䜴䝮䛾ᅇ཰⋡䛜䚸ከᡂศ⣔䛷䛿 18%䛻ቑຍ䛧䛯䚹䛭䛾ཎᅉ䛸䛧䛶ከᡂศ⣔䛷䛿༢ᡂศ⣔䛸䛿␗䛺䜛䜲䜸䞁✀䛜Ⓨ⏕䛧䛯䛣䛸䛜⪃䛘䜙䜜䜛䚹䛣䜜䜎䛷䛾ሗ࿌䛷䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸䝰䝸䝤䝕䞁䚸䝞䝘䝆䜴䝮䛾䜸䜻䝋㓟䜰䝙䜸䞁䛿༢ᡂศ⣔䛛䛴㓟ᛶ᮲௳ୗ䛷⦰ྜ䛧䛶䚸䜲䝋䝫䝸㓟䜢ᙧᡂ䛩䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛶䛔䜛䚹୍᪉䛷䚸୕ᡂศ⣔ሙྜ䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䝞䝘䝆䜴䝮䛜⤖ྜ䛧䛶⦰ྜ䛧䛯䝦䝔䝻䝫䝸㓟䜢ᙧᡂ䛩䜛䛸䛔䛖ሗ࿌౛ 8 䛜䛒䜚䚸୕ᡂศ⣔䛾ヨ㦂䛷䛿䚸䛣䛾䝦䝔䝻䝫䝸㓟䛜⣽⬊⾲㠃䛻྾╔䛧䛯䛯䜑䛻䝞䝘䝆䜴䝮䛾ᅇ཰⋡䛜ቑຍ䛧䛯䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹௨ୖ䜘䜚䚸୕ᡂศ⣔䛻䛚䛔䛶㑅ᢥศ㞳ᅇ཰䜢⾜䛖䛯䜑䛻䛿䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸㓟䚸䝞䝘䝆䜴䝮䝫䝸㓟䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䞉䝞䝘䝆䜴䝮䝦䝔䝻䝫䝸㓟䛾྾╔ඃ఩ᛶ䛜㔜せ䛸䛺䜛䚹- 33 -

Conc. of dissolved W, Mo, V [mM

1.0
0.8
0.6

Ⴠ) Tungsten႑) MolybdenumႣ) VanadiumႼ, ႒, Ⴄ) Reference

0.4
0.2
0.0

0

60

120 180 240 300 360 420
time [min]Fig. 2-18 ୕ᡂศ⣔㔠ᒓ⁐ᾮ䛻䛚䛡䜛ྛ㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾ᅇ཰⤖ᯝ (pH:1.03)

๓㏙䛾྾╔ඃ఩ᛶ䜢Ỵᐃ䛩䜛ᅉᏊ䛸䛧䛶䛿䚸㟼㟁Ẽຊ䚸䜲䜸䞁౯ᩘ䚸❧య㞀ᐖ➼䛜䛒䜛䛜䚸䛣䜜䜙䛾ᅉᏊ䛿ᾮ┦ pH䚸䜲䜸䞁౯ᩘ䚸㔠ᒓ䜲䜸䞁⃰ᗘ➼䛾᮲௳䛷」㞧䛻ኚ໬䛩䜛䚹ᮏ❶䛷䛿㑅ᢥศ㞳ᅇ཰᮲௳䛾᭱㐺໬䜢⾜䛖䛯䜑䛻䚸⣽⬊⃰ᗘ䜢ኚ໬䛥䛫䛶ศ㞳ຠ⋡䛾ྥୖ䜢᳨ウ䛧䛯䚹
Fig. 2-19 䛻ྛ㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾ᅇ཰⋡䛸⣽⬊⃰ᗘ䛾㛵ಀ䜢♧䛩䚹⣽⬊⃰ᗘ䜢ప䛟䛩䜛䛻䛴䜜䛶䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾྾╔㔞䛿ῶᑡ䛩䜛䚹䛧䛛䛧䚸⣽⬊⃰ᗘ䜢 2.58㽢108 cells/ml ௨ୗ䛻䛩䜛䛣䛸䛷䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸䝰䝸䝤䝕䞁䛜྾╔䛥䜜䛶䛔䜛䛾䛻ᑐ䛧䛶䚸䝞䝘䝆䜴䝮䛿䚸䜋䜌྾╔䛥䜜䛺䛔䛣䛸䛜ศ䛛䜛䚹䛣䜜䛿䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸㓟䛚䜘䜃䝰䝸䝤䝕䞁䝫䝸㓟䛿䝍䞁䜾䝇䝔䞁䠉䝞䝘䝆䜴䝮」ྜ䝫䝸㓟䜘䜚䜒྾╔ඃ఩ᛶ䛜㧗䛟䚸⣽⬊⃰ᗘ䜢పୗ䛥䛫䛶㔠ᒓ䜲䜸䞁྾╔䝃䜲䝖䛾ᩘ䜢ῶ䜙䛩䛣䛸䛷䚸ඃඛⓗ䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸㓟䛚䜘䜃䝰䝸䝤䝕䞁䝫䝸㓟䛜྾╔䛥䜜䚸䝞䝘䝆䜴䝮䛾ᅇ཰䛜㉳䛣䜙䛺䛛䛳䛯䛯䜑䛸⪃䛘䜛䚹௨ୖ䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸⣽⬊⃰ᗘ䜢ㄪᩚ䛩䜛䛣䛸䛻䜘䜚䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䝞䝘䝆䜴䝮䛾㑅ᢥศ㞳䛜ྍ⬟䛷䛒䜛䛣䛸䜢☜ㄆ䛧䛯䚹௒ᅇ䛾ᐇ㦂䛻䛚䛔䛶䛿䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䝞䝘䝆䜴䝮䛾ศ㞳ຠ⋡䛜᭱㐺䛸䛺䜛⣽⬊⃰ᗘ䛿 2.58㽢108 cells/ml 䛷䛒䛳䛯䚹- 34 -

Adsorption rate [%]100Ⴠ) Tungsten႑) Molybdenum80Ⴃ) Vanadium
60
40
20
0
7
10

8

9

10
10
Cell conc. [cells/ml]

1010Fig. 2-19 ⣽⬊⃰ᗘ䛸ྛ✀㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾ᅇ཰⋡䛾㛵ಀ䠄୕ᡂศ⣔䠅

2.3.11 ౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰(ᾮ┦ pH䚸⣽⬊⃰ᗘ䛾ᙳ㡪)ᮏ❶䛾䛣䜜䜎䛷䛾⤖ᯝ䜢㋃䜎䛘䚸ᐇ㝿䛾౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䜢⏝䛔䛶䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䜢⾜䛳䛯䚹ᐇ㦂᮲௳䛿ึᮇᾮ┦䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ 19.2 mmol/l䚸⣽⬊⃰ᗘ 2.0×1010
cells/ml 䛸䛧䛯䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䝘䝖䝸䜴䝮⁐ᾮ䛿䚸ሷ㓟䜢ຍ䛘䛺䛔ሙྜ䚸ᾮ┦ pH 䛿 7.0 ~ 9.0 䛷䛒䜚䚸䛣䛾⁐ᾮ䛻 E.coli䛾⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䜢᥋✀䛩䜛ྠᵝ䛾᪉ἲ䛷⾜䛳䛯䚹䛣䛾᫬䛾ᾮ┦ pH 䛿 HCl 䛻䛷 1.36 ~ 3.90 䛻ኚ໬䛥䛫
䛯䚹Fig. 2-20 䛻⁐ᾮ୰䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛾⤒᫬ኚ໬䜢♧䛩䚹Fig. 2-20 䜘䜚 pH 䜢ୗ䛢䜛䛣䛸䛷䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰㔞䛜኱䛝䛟ቑຍ䛩䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹ᾮ┦ pH1.84 䛻䛩䜛䛸䚸䜋䜌 100%䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᅇ཰䛩䜛䛣䛸䛜䛷䛝䛯䚹௨ୖ䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸ヨ⸆䜘䜚ㄪ〇䛧䛯䝰䝕䝹ᗫᾮ䛰䛡䛷䛺䛟䚸౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛻䛚䛔䛶䜒䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛿ᾮ┦ pH 䛻኱䛝䛟౫Ꮡ䛩䜛䛣䛸䜢☜ㄆ䛧䛯䚹- 35 -

Conc. of dissolved W [mM]

25
20
15
10
5
0

0

60

120 180 240 300 360 420
Time [min]Fig. 2-20 ⁐ᾮ୰䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛾⤒᫬ኚ໬䠄pH ౫Ꮡ䠅●) pH 1.36, ▲) pH 1.84, ■) pH 2.37, ×) pH 3.90, ○)↓⳦ᑐ↷㻌 ḟ䛻⣽⬊⃰ᗘ䛾ᙳ㡪䛻䛴䛔䛶᳨ウ䛧䛯䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢㉸◳ྜ㔠䛻䛩䜛㝿䚸䝞䝘䝆䜴䝮䛜ΰධ䛩䜛䛸㉸◳ྜ㔠䛾㠎ᛶ䛜పୗ䛩䜛䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᅇ཰䛩䜛ୖ䛷䛿䝞䝘䝆䜴䝮䛸䛾㑅ᢥⓗศ㞳䛿㔜せ䛷䛒䜛䚹๓
㏙䛾 2.3.10 䛻䛚䛔䛶䚸⣽⬊⃰ᗘ䛾ప䛔᮲௳ୗ䛷䛿䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䜏䜢ᅇ཰䛷䛝䜛䛣䛸䜢☜ㄆ䛧䛯䚹䛭䛾䛯䜑౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛻䛚䛔䛶䜒⣽⬊⃰ᗘ䛾ప䛔᮲௳䛷ᅇ཰䛩䜛䛣䛸䛷䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㑅ᢥⓗᅇ཰䜢ヨ䜏䛯䚹Fig. 2-21 䛻౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛻䛚䛡䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䝰䝸䝤䝕䞁䚸䝞䝘䝆䜴䝮䛭䜜䛮䜜䛾ᅇ཰㔞䛾⣽⬊⃰ᗘ౫Ꮡᛶ䜢♧䛩䚹䛣䛾᫬䛾ึᮇ⃰ᗘ䛿䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸䝰䝸䝤䝕䞁䚸䝞䝘䝆䜴䝮䛭䜜䛮䜜9.82 mmol/l䚸0.01 mmol/l䚸0.03 mmol/l 䛷䛒䜛䚹⣽⬊⃰ᗘ䜢 2.08×1010 cells/ml 䛛䜙ῶᑡ䛥䛫䜛䛣䛸䛷඲䛶䛾㔠ᒓ䛾ᅇ཰㔞䛜ῶᑡ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹䛭䛧䛶䚸2.01×108 cells/ml 䛷䛿䝞䝘䝆䜴䝮䛾ᅇ཰㔞䛜䜋䜌 0 mmol/l 䛸䛺䛳䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䜛䚹䛣䛾せᅉ䛿 2.3.10 䛷⏕䛨䛯྾╔ඃ఩ᛶ䛜㉳ᅉ䛧䛶䛔䜛䛸⪃䛘䜛䚹- 36 -

Recovery amount of metal [mM]

0 .0 2 0

12

0 .0 1 5
8
0 .0 1 0
4
0 .0 0 500
1 E 88
10

110
E 99

0 .0 0 0

1 10
E 1 100

C e ll c o n c . [c e lls /m l]Fig. 2-21 ྛ✀㔠ᒓᅇ཰㔞䛾⣽⬊⃰ᗘ౫Ꮡᛶ㻌 ( ●)W, ▲)Mo, ■)V )2.3.12 ౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰๓ᚋ䛾 E.coli 䛾 FT-IRᐃ䚸TEM ほᐹ

㻌 E.coli 䛾⣽⬊⾲㠃䛻䛚䛔䛶䚸䛹䛾ᐁ⬟ᇶ䛜䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛻㛵୚䛧䛶䛔䜛䛛䜢☜ㄆ䛩䜛䛯䜑䛻䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰๓ᚋ䛾 E.coli 䛾 FT-IRᐃ䜢⾜䛳䛯䚹䛭䛾⤖ᯝ䜢 Fig. 2-22 䛻♧䛩䚹Fig. 2-22 䜘䜚䚸ᅇ཰๓䛾 E.coli 䛷☜ㄆ䛷䛝䛯-NH2 ᇶ, =NH ᇶ, -NH3+ᇶ䛾䝢䞊䜽䛜ᅇ཰ᚋ䛻䛿ῶᑡ䛧䛶䛔䜛䚹䛣䛾䛣䛸䛛䜙䚸-NH2
ᇶ, =NH ᇶ, -NH3+ᇶ䛜䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛻㛵୚䛧䛶䛔䜛䛸⪃䛘䜛䚹
110
110
105
105
100
100

T [%]

95
95
90
90
85
85

-NH2 or =NH

80
80
75
75
70
70
4000

4000

: Before adsorption: After adsorption
3500

3500

-NH3+

3000

3000

2500

2500

2000

2000

1500

1500

1000

1000

Wave number [cm-1]
Fig. 2-22 䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰๓ᚋ䛾 E.coli 䛾 FT-IR㻌 䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛜ලయⓗ䛻䛹䛾䜘䛖䛺㒊ศ䛻྾╔䛥䜜䜛䛣䛸䛷ᅇ཰䛥䜜䛶䛔䜛䛾䛛䜢᳨ウ䛩䜛䛯䜑䛻 TEM- 37 -

ほᐹ䛸䝬䝑䝢䞁䜾ศᯒ䜢⾜䛳䛯䚹䛭䛾⤖ᯝ䜢 Fig. 2-23 䛻♧䛧䛶䛔䜛䚹⤖ᯝ䛿䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䝞䝘䝆䜴䝮୧⪅ඹ䚸ᗈ䛔⠊ᅖ䛻ฟ䛶䛧䜎䛔ศ䛛䜚㞴䛔䛜䚸୧⪅䛾䝬䝑䝢䞁䜾䛾⤖ᯝ䛷 E.coli 䛾ᙧ≧䛜☜ㄆ䛷䛝䜛䛣䛸䛛䜙⾲㠃඲య䛻྾╔䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜᝿ᐃ䛥䜜䜛䚹

TEM

Mapping-W

Mapping-V

Fig. 2-23 ྾╔ᚋ䛾 E.coli 䛾 TEM ほᐹཬ䜃䝬䝑䝢䞁䜾ศᯒ⤖ᯝ

2.3.13 ౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ᚋ E.coli 䛛䜙䛾 WO3 ⢏Ꮚ䛾ྜᡂ㻌 ౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛻䛚䛔䛶䜒䚸2.3.7 ྠᵝ䛻ᅇ཰ᚋ⣽⬊䜢↝ᡂ䛩䜛䛣䛸䛻䜘䜚䚸㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁
䠄WO3䠅䜢ྜᡂ䛩䜛䛣䛸䛿䚸䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䜢⏝䛔䛯ᗫᾮ䛛䜙䛾㧗ຠ⋡䛷Ᏻ౯䛺䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝸䝃䜲䜽䝹ᢏ⾡☜❧䛾䛯䜑䛻㔜せ䛷䛒䜛䚹ヨ㦂䛿䚸౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䜢 26.8 mmol/l 䛻ㄪᩚ䛧䚸䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜚䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᅇ཰
䛧䚸12,000 rpm䚸10 min䚸2 ᅇ䛾㐲ᚰศ㞳䜢⾜䛳䛯ᚋ䚸䛭䛾⃰⦰ᾮ䜢 80qC, 12 h 䛾஝⇱᧯స䜢⾜䛖䛣䛸䛷䚸୍ḟ⃰⦰≀䜢ᚓ䛯䚹⥆䛔䛶䚸୍ḟ⃰⦰≀䛻䛴䛔䛶 800qC, 4 h, 10 䉝/min 䛾↝ᡂฎ⌮䜢⾜䛖䛣䛸䛻䜘䜚䚸஧ḟ⃰⦰≀䜢ᚓ䛯䚹஧ḟ⃰⦰≀䛾෗┿䜢 Fig. 2-24 䛻♧䛩䚹䜎䛯 Fig. 2-25 䛻ᚓ䜙䜜䛯஧ḟ⃰⦰≀䛾 XRD
䜢♧䛩䚹XRD 䜘䜚䚸↝ᡂᚋ⢊ᮎ䛾䝢䞊䜽䛜ᩳ᪉ᬗ⣔䛾㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝢䞊䜽䛸䜋䜌୍⮴䛧䛶䛔䜛䛣䛸
䛛䜙䚸2.3.7 ྠᵝ䚸ᅇ཰ᚋ䛾⣽⬊䜢↝ᡂ䛩䜛䛣䛸䛷䚸㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䛧䛶ᅇ཰ฟ᮶䛯䚹- 38 -

Fig. 2-24 ஧ḟ⃰⦰≀䛾䝕䝆䝍䝹෗┿

Intensity

WO3䠄JC-PDS No.20-1324䠅

10

20

30

40

50

60

70

80

2θ/θ [degree]
Fig. 2-25 ஧ḟ⃰⦰≀䛾 XRD ศᯒ⤖ᯝ

2.3.14 ౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛛䜙䛾㉸◳ᕤල䛾స〇ᮏᢏ⾡䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝸䝃䜲䜽䝹䝥䝻䝉䝇䛻䛴䛔䛶䛿䚸኱䛝䛟ศ䛡䛶ୗグ䛾 7 䛴䛾ᕤ⛬䛜䛒䜛䚹䐟౑⏝῭䜏㉸◳䝇䜽䝷䝑䝥䛾㓟໬↎↝䚸䐠䜰䝹䜹䝸ᢳฟ䚸䐡䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝞䜲䜸྾╔䚸䐢㔠ᒓ྾╔ᚋ䛾ᚤ⏕≀䛾஝⇱䞉↝ᡂ䚸䐣↝ᡂᚋ⢊ᮎ䛾㑏ඖ䛻䜘䜛 W ྜᡂ䚸䐤㑏ඖᚋ W 䛾Ⅳ໬䛻䜘䜛 WC 䛾ྜᡂ䚸䐥㉸◳ྜ㔠䛾స〇䛾 7 ᕤ⛬䛷䛒䜛䚹䛣䛣䛷䛿඲䛶䛾ᕤ⛬䛻䛚䛔䛶᳨ウ䜢ᐇ᪋䛧䚸㉸◳ྜ㔠䜢స〇䛧䛯䚹䛺䛚స〇䛻ᙜ䛯䛳䛶䛿䚸ྜᡂ㔞䛾⌮⏤䛛䜙 E.Coli 䛷䛿䛺䛟ᕷ㈍䛥䜜䛶䛔䜛䝡䞊䝹㓝ẕ䜢⏝䛔䛯䚹䝡䞊䝹㓝ẕ䜢⏝䛔䛯ヨ㦂䜢⾜䛔䚸E.coli 䛾ᅇ཰ᛶ⬟䛸䛾ẚ㍑䛻䛴䛔䛶᳨ウ䜢⾜䛳䛯䠊Fig. 2-26 䛻ᕷ㈍䛥䜜䛶䛔䜛䝡䞊䝹㓝ẕ䜢⏝䛔䛯ሙྜ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䜢♧䛩䚹䝡䞊䝹㓝ẕ䜢⏝䛔䛯ሙྜ䛻䛚䛔䛶䜒䚸䛣䜜䜎䛷ྠᵝ䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛿྾╔ฟ᮶䛯䚹䜎䛯䚸E.coli 䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁྾╔㔞䛿 1.69 mmol/g-- 39 -

drycell 䛷䛒䜚䚸䝡䞊䝹㓝ẕ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁྾╔㔞䛿 1.60 mmol/g-drycell 䛷䛒䜚䚸྾╔㔞䛻䜒኱䛝䛺ᕪ䛿ぢ䜙䜜䛺䛛䛳䛯䚹

Conc. of dissolved W [mM]

4.0

3.0

Ⴠ) Beer yeastႼ) Reference

2.0

1.0

0.0

0

60

120 180 240 300 360 420
time [min]Fig. 2-25 ౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛻䛚䛡䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䠄䝡䞊䝹㓝ẕ䠅

Fig. 2-26 䛻స〇䛧䛯㉸◳ྜ㔠䛾෗┿䜢♧䛩䚹䜎䛯ẚ㍑䛸䛧䛶ᕷ㈍䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜹䞊䝞䜲䝗䜢⏝䛔䛯㉸◳ྜ㔠䜒♧䛩䚹䜎䛯䚸Table 2-9 䛻୧䝃䞁䝥䝹䛾 XRF ⤌ᡂศᯒ⤖ᯝ䜢♧䛩䚹ᛶ⬟ヨ㦂䛺䛹䜢⾜䛖ᚲせ䛿䛒䜛䛜䚸୧䝃䞁䝥䝹䛾෗┿䛚䜘䜃⤌ᡂศᯒ⤖ᯝ䛿䚸୧䝃䞁䝥䝹䛾኱䛝䛺ᕪ␗䛿ぢ䜙䜜䛺䛛䛳䛯䛣䛸䛛䜙䚸ᮏᢏ⾡䜢⏝䛔䛯䝸䝃䜲䜽䝹ᢏ⾡䛾ྍ⬟ᛶ䜢☜ㄆ䛷䛝䛯䚹

Fig. 2-26 స〇䛧䛯㉸◳ᕤල (ᕥ䠖䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䚸ྑ䠖ᕷ㈍ WC)- 40 -

Table 2-9 ୧䝃䞁䝥䝹䛾 XRF ⤌ᡂศᯒ⤖ᯝ䠄wt%䠅

W
Using biosorption
Commercial

Co

C

Al Si

69.7 18.9 11.1 -

-

Ti

Fe

Ni

0.1 <0.1 0.1

68.0 21.0 11.0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

2.4 䜎䛸䜑
㻌 E.coli 䜢⏝䛔䛯䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜚䚸ヨ⸆䛻䜘䜛䝰䝕䝹ᗫᾮ䚸ᐇ㝿䛾౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛻䛚䛔䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᅇ཰䛩䜛䛣䛸䛻ᡂຌ䛧䛯䚹ᅇ཰䛻䛚䛔䛶䛿䚸ᾮ┦ pH䚸⣽⬊⃰ᗘ䚸ᗘ䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁

⃰ᗘ䛜ᙳ㡪䛩䜛䛣䛸䜢☜ㄆ䛧䛯䚹䜎䛯ᅇ཰䛧䛯⣽⬊䜢↝ᡂ䛩䜛䛣䛸䛷㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᚓ䜛䛣䛸䛜䛷䛝䚸䛥䜙䛻㑏ඖⅣ໬䛩䜛䛣䛸䛷㉸◳ྜ㔠䜈෌㈨※໬ฟ᮶䜛䛣䛸䜒☜ㄆ䛧䛯䚹䜎䛯䚸䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛿䚸㠀ᖖ䛻㏿䛔྾╔཯ᛂ䛷䛒䜚ᕼⷧ⁐ᾮ䛛䜙䛾ᅇ཰䛜ྍ⬟䛷䛒䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹䜎䛯䚸྾╔ᶵᵓ䛿 Langmuir ༢ᒙ྾╔䝰䝕䝹䛷䛒䜚䚸཯ᛂ㏿ᗘ䛿ᨃ஧ḟ཯ᛂ䛷䛒䛳䛯䚹୕ᡂศ⣔䛷䛾ศ㞳ᅇ཰ヨ㦂䛻䛚䛔䛶䚸༢ᡂศ⣔䛷䛿Ꮡᅾ䛧䛺䛛䛳䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䠉䝞䝘䝆䜴䝮䝦䝔䝻䝫䝸㓟䛜Ⓨ⏕䛧䛯䛜䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸㓟䛾྾╔ඃ఩ᛶ䛜㧗䛔䛣䛸䜢฼⏝䛧䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛻䛚䛡䜛䝞䝘䝆䜴䝮䛾ศ㞳䛻ᡂຌ䛧䛯䚹

2.5 ཧ⪃ᩥ⊩(1) T. Ogi, Y. Sakamoto, A.B.D. Nandiyanto, K. Okuyama: Biosorption of tungsten by Escherichia coli forenvironmentally friendly recycling system, Industrial and Engineering Chemistry Research, 2013, 52 (40),14441–14448(2) T. Ogi, T. Makino, K. Okuyama, W.J.Stark, and F. Iskandar: Selective Biosorption and Recovery ofTungsten from an Urban Mine and Feasibility Evaluation, Industrial and Engineering Chemistry Research,
2016, 55, 2903–2910(3) ▼⏣㻌 ཭ᖾ䚸ᯈ಴㻌 ๛䚸᳃ཱྀ㻌 ⚽ᶞ䚸ụ䞄㇂㻌 ᫂ᙪ䠖㉸◳䝇䜽䝷䝑䝥䛾䝸䝃䜲䜽䝹ᢏ⾡䛸㉸◳ᕤල䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁౑⏝㔞๐ῶᢏ⾡䛾㛤Ⓨ䚸SEI TECHNICAL REVIEW, 2012, 181, 33-39(4) ᯘ㻌 Ṋᙪ䚸బ⸨㻌 ྐ῟䚸➲㇂㻌 ࿴⏨䚸ụ䞄㇂㻌 ᫂ᙪ䠖㉸◳ྜ㔠䝇䜽䝷䝑䝥䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝸䝃䜲䜽䝹஦ᴗ໬䚸SEI TECHNICAL REVIEW, 2016, 189, 8-14(5) Malekzadeh, F.; Mashkani, S. G.; Ghafourian, H.; Soudi, M. R.: Biosorption of tungstate by a Bacillus
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➨ 3 ❶㻌 ๓ฎ⌮䜢᪋䛧䛯ᚤ⏕≀྾╔๣(E.coli)䛾

ᶵ⬟ྥୖ䛚䜘䜃᭱㐺྾╔๣䛾㑅ᐃ 1
3.1 䛿䛨䜑䛻㻌 䛣䛣䜎䛷䚸ᚤ⏕≀྾╔๣䛸䛧䛶䚸Ᏻ඲䛛䛴Ᏻ౯䛷䛒䜚䚸㧗㏿ᇵ㣴䛜ྍ⬟䛷䛒䜛䛣䛸䛛䜙䚸୺䛻 E.coli 䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛻䛴䛔䛶᳨ウ䜢⾜䛳䛶䛝䛯 2, 3䚹䛧䛛䛧䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝸䝃䜲䜽䝹䝥䝻䝉䝇䛾ᐇ⏝໬䛾㝿䛻䛿䚸䝁䝇䝖䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⬟ຊ䚸Ᏻ඲㠃䚸ྲྀᢅ䛔䜔䛩䛥䛺䛹䛾㠃䛛䜙᭱㐺䛺྾╔๣䛾㑅ᐃ䛾᳨ウ䜢⾜䛖䛣䛸䛜ᚲせ䛷䛒䜛䚹䛣䛾௚䛻䜒Ᏻᐃⓗ䛻ᚤ⏕≀䜢ධᡭ䛷䛝䜛䛛䚸ᚤ⏕≀䛾ಖ⟶䚸ᇵ㣴ᐜ✚䛜䛹䛾⛬ᗘ䛷䛒䜛䛛➼䚸ᵝ䚻䛺Ⅼ䛛䜙⪃ᐹ䛩䜛ᚲせ䛜䛒䜛䚹ᮏ❶䛷䛿䚸䜎䛪 E.coli 䛾ᅇ཰⬟ຊ䜢᭱኱㝈䛻ᘬ䛝ฟ䛩䛯䜑䛻䚸๓ฎ⌮䜢᳨ウ䛧䛯䚹᳨ウ㡯┠䛸䛧䛶䚸䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤䛻䜘䜛ຍ⇕䞉ຍᅽฎ⌮䚸ᖖᅽຍ⇕ฎ⌮䚸㉸㡢Ἴ◚○䚸E.coli ஝⇱⢊ᮎ䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛻䛴䛔䛶᳨ウ䜢⾜䛳䛯䚹䜎䛯䚸ຍ⇕ฎ⌮䛧䛯 E.coli䛻䜘䜛ᅇ཰㔞䛾㐪䛔䛛䜙䚸ᵝ䚻䛺ศᯒ䜢⾜䛖䛣䛸䛷䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁྾╔䛾䝯䜹䝙䝈䝮䛻䛴䛔䛶䛾᳨ウ䜢⾜䛳䛯䚹

3.2 ᐇ㦂᪉ἲ
3.2.1 㔠ᒓ䜲䜸䞁Ỉ⁐ᾮ䛾ㄪ〇᪉ἲ㻌 ྛ✀㔠ᒓ䜲䜸䞁⁐ᾮ䛾ㄪᩚ䛿䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁※䛸䛧䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁(VI)㓟䝘䝖䝸䜴䝮䜢㉸⣧Ỉ䛻⁐ゎ䛥䛫䜛䛣䛸䛷䚸30 mM 䛾㔠ᒓ䜲䜸䞁⁐ᾮ䜢ㄪ〇䛧䛯䚹

3.2.2 E.coli ⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䛾๓ฎ⌮᪉ἲ๓ฎ⌮䛸䛧䛶䚸ᇵ㣴ᚋ䛾 E.coli 䛻䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤䛻䜘䜛ຍ⇕䞉ຍᅽฎ⌮䠄120qC, 10 min䠅䜢⾜䛔䚸䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮ᚋ E.coli ⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䜢ㄪᩚ䛧䛯䚹䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤䛻䜘䜛ຍ⇕䞉ຍᅽฎ⌮ᚋ䛾 E.coli 䜢⏝䛔䛶䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂䜢⾜䛳䛯䚹䜎䛯䚸ᇵ㣴ᚋ䛾 E.coli 䛻ຍ⇕ฎ⌮䠄60, 70, 80, 90, 100qC, ྛ 60 min䠅 䜢⾜䛳䛯䚹ຍ⇕ฎ⌮ᚋ䛾 E.coli 䜢⏝䛔䛶䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂䜢⾜䛳䛯䚹Fig. 3-1 䛻ຍ⇕ฎ⌮ E.coli 䜢⏝䛔䛯䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁ヨ㦂ᴫせᅗ䜢♧䛩䚹䜎䛯䚸ᇵ㣴ᚋ䛾 E.coli 䛻㉸㡢Ἴ◚○ᶵ䛷⣽⬊◚○䠄5, 10, 30,
60 min䠅䛧䚸◚○ᚋ䛾⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䜢⣽⬊◚○ᾮ䛸䛧䛯䚹㉸㡢Ἴ◚○ᚋ䛾 E.coli 䜢⏝䛔䛶䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂䜢⾜䛳䛯䚹䜎䛯䚸E.coli ⣽⬊䜢஝⇱䛥䛫䜛䛣䛸䛷⢊ᮎ໬䛧䚸䛣䛾 E.coli ஝⇱⢊ᮎ䜢⏝䛔䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂䜢⾜䛳䛯䚹- 43 -

Fig. 3-1 ຍ⇕ฎ⌮ E.coli 䜢⏝䛔䛯䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁ヨ㦂ᴫせᅗ

3.2.3 ྛ✀ฎ⌮ᚋ E.coli ⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁྾╔ᐇ㦂ヨ㦂⁐ᾮ䛾ㄪᩚ䛸䛧䛶䚸䜎䛪㉸⣧Ỉ䚸ྛ✀ฎ⌮ᚋ E.coli ⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䛚䜘䜃ᾮ┦ pH ㄪᩚ⏝䛾 1 mol/l䛾ሷ㓟䠄HCl䠅䛾ΰྜ⁐ᾮ䜢ㄪᩚ䛧䛯䚹䛣䛾ΰྜỈ⁐ᾮ䛻ᑐ䛧䛶䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁※䛸䛧䛶 Na2WO4 Ỉ⁐ᾮ䜢䛭䜜䛮䜜ᡤᐃ䛾⃰ᗘ䛻䛺䜛䜘䛖䛻ΰྜ䛥䛫䜛䛣䛸䛷 30 ml 䛾ヨ㦂⁐ᾮ䜢ㄪᩚ䛧䛯䚹㔠ᒓ䜲䜸䞁䜢ὀධ䛧䛯᫬㛫䜢ᐇ㦂䛾㛤ጞ䛸䛧䚸ᐇ㦂䜢㛤ጞ䛧䛶䛛䜙䚸ᡤᐃ䛾᫬㛫䛤䛸䛻ヨ㦂⁐ᾮ䜢䝅䝸䞁䝆䛷᥇ྲྀ䛧䚸䝣䜱䝹䝍䞊䛷䜝㐣䛩䜛䛣䛸䛷䝃䞁䝥䝸䞁䜾䜢స〇䛧䛯䚹ᐇ㦂᮲௳䛿䚸ዲẼⓗ⎔ቃୗ䚸 ᗘ 25qC䚸ᾮ┦ pH1.0 ~ 8.0 䛸䛧䛯䚹㻌 E.coli ஝⇱⢊ᮎ䜢⏝䛔䜛ሙྜ䛿⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䛾௦䜟䜚䛻⢊ᮎ䜢ヨ㦂⁐ᾮ䛻ᡤᐃ䛾⃰ᗘῧຍ䛩䜛䛣䛸䛷ᅇ཰ヨ㦂䜢ᐇ᪋䛧䛯䚹

3.3 ᐇ㦂⤖ᯝ䛸⪃ᐹ
3.3.1 䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ຍ⇕䞉ຍᅽฎ⌮ᚋ E.coli 䛻䜘䜛ᅇ཰ヨ㦂㻌 Fig. 3-2 䛻ฎ⌮๓䛾 E.coli 䛚䜘䜃䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ຍ⇕䞉ຍᅽฎ⌮ᚋ E.coli 䜢⏝䛔䛯䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䜢♧䛩䚹ฎ⌮๓䛾 E.coli 䛷䛿ᅇ཰⋡䛜 36%䛷䛒䛳䛯䛾䛻ᑐ䛧䛶䚸䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ຍ⇕䞉ຍᅽฎ⌮ᚋ E.col 䛷䛿䚸ᅇ཰⋡䛜 98%䜎䛷ቑຍ䛧䚸䛛䛴▷᫬㛫䛷᭱኱ᅇ཰⋡䛻฿㐩䛧䛯䚹
䜎䛯䚸SEM ほᐹ䜢ぢ䜛䛸䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ຍ⇕䞉ຍᅽฎ⌮䛻䜘䜚䚸⣽⬊䛜⁐⳦䛧䛶ᑠ䛥䛟䛺䛳䛶䛔䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛥䜜䛯䚹௨ୖ䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸ຍ⇕䛒䜛䛔䛿ຍᅽ䛻䜘䜚 E.coli ⣽⬊⾲㠃䛻Ꮡᅾ䛩䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁྾╔ᐁ⬟ᇶ䛜ቑຍ䛧䛯䚸䛒䜛䛔䛿䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢⣽⬊ෆ㒊䛻ྲྀ䜚㎸䜏䜔䛩䛔ᵓ㐀䛻ኚ໬䛧䛯䛸⪃䛘䜙䜛䚹- 44 -

Conc. of dissolved W [mM]0.8

E.coli↓⳦ᑐ↷

0.6ᅇ཰⋡: 36 %

0.4

2μm

Auto craved E.coli

ᅇ཰㔞ቑຍ

0.2

0.0

0

10

20

30
40
time [min]5060ᅇ཰⋡: 98 %2μm

Fig. 3-2 䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮᭷↓䛾 E.coli 䜢⏝䛔䛯ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䚸䛚䜘䜃 E.Coli 䛾 SEM ෗┿

3.3.2 䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ຍ⇕䞉ຍᅽฎ⌮ᚋ E.coli 䛾䝊䞊䝍㟁఩
㻌 Fig. 3-3 䛻䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮๓ᚋ䛾 E.coli 䛾䝊䞊䝍㟁఩ ᐃ⤖ᯝ䜢♧䛩䚹Fig. 3-3 䜘䜚䚸䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮䜢䛩䜛䛣䛸䛷䚸䝊䞊䝍㟁఩䛜኱ᖜ䛻ቑຍ䛩䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛥䜜䛯䚹䛣䛾䛣䛸䛛䜙䚸E.coli ⣽⬊⾲㠃䛻Ꮡᅾ䛩䜛ṇᖏ㟁䛾䜰䝭䝜㓟䛜ቑຍ䛧䛯䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛿㈇ᖏ㟁㔠ᒓ䜲䜸䞁(WO42-)䛸䛧䛶Ỉ⁐ᾮ୰䛷Ꮡᅾ䛩䜛䛣䛸䛛䜙䚸྾╔㔞ቑຍせᅉ䛿⣽⬊⾲㠃䛾ኚ໬䛻䛒䜛䛸ุ᩿䛧䛯䚹

Zeta potential [mV]

30
20
10
0
-10

䠖䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮᭷䖃䠖䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮↓
䖃

-20
-30
1.0

1.5

2.0

2.5
pH [-]

3.0

3.5

Fig. 3-3 ⌮๓䛚䜘䜃䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮ᚋ E.coli 䛾䝊䞊䝍㟁఩

3.3.3 䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ຍ⇕䞉ຍᅽฎ⌮ᚋ E.coli 䛾⣽⬊⃰⦰ヨ㦂㻌 Fig. 3-4 䛻䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮๓ᚋ䛾 E.coli 䜢⏝䛔䛯ሙྜ䛾⣽⬊⃰⦰ヨ㦂䛾⤖ᯝ䜢♧䛩䚹⦪㍈䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᖹ⾮྾╔㔞䚸ᶓ㍈䛻⣽⬊⃰ᗘ䛸䛧䛯䚹䜎䛯䚸Table 3-1 䛻䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢 5 t/᭶ฎ⌮䛩䜛䛸䛧䛯- 45 -

ሙྜ䛾䚸⣽⬊ಖ⟶ᐜ✚䛾ᴫ⟬್䜢♧䛩䚹䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮䛩䜛䛣䛸䛷䚸ᅇ཰㔞⬟ຊ䛿⣙ 2 ಸ䛻ྥୖ䛧䛯䚹䛭䜜䛻䜘䜚ᐜ✚䛾ᴫ⟬್䛜䚸81m3(⣙ 4.3m ᅄ᪉)䛻䛸䛺䜚䚸┠ᶆ್䜢ᤊ䛘䚸⌧ᐇⓗ䛺ᐜ✚䛻䛷䛝䜛ྍ

Amount of adsorption [mol/cell]⬟ᛶ䜢☜ㄆ䛧䛯䚹

-14

10

-15

10

-16

10

10

8

9

10

10

10

10

11

12

10

Cell conc. [cells/ml]
Fig. 3-4 ⣽⬊⃰⦰ヨ㦂⤖ᯝ䖃䠅ฎ⌮๓ E.coli, 䕔䠅䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮ᚋ E.coli

Table 3-1 ⣽⬊ಖ⟶ᐜ✚䛾ᴫ⟬⤖ᯝ

Biosorbent

WC[t]

Cell conc.
[cells/ml]

Adsorbed amount[mol/cell]

5.0

Volume of apparatus[m3]

124䠄Target䠅E.coli5.0

1.6㽢1011

8.1㽢10-16

197

Heated E.coli

5.0

1.5㽢1011

2.1㽢10-15

81

3.3.4 ຍ⇕ฎ⌮ᚋ E.coli 䛻䜘䜛ᅇ཰ヨ㦂
㻌 3.3.1䜘䜚䚸E.coli䛻䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮䛩䜛䛣䛸䛷䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾྾╔㔞䛜ቑຍ䛧䛯䛜䚸䛣䛾ฎ⌮䛾䛖䛱䚸ຍ⇕䛒䜛䛔䛿ຍᅽ䛾䛹䛱䜙䛜⣽⬊⾲㠃䛻ᙳ㡪䜢୚䛘䛯䛛䛜୙᫂䛷䛒䜛䚹䛭䛾䛯䜑䚸ᖖᅽ䛻䛚䛔䛶䚸E.coli䛾ຍ⇕ฎ⌮䜢⾜䛔䚸ᅇ཰ヨ㦂䜢ᐇ᪋䛧䛯䚹Fig. 3-5䛻⤖ᯝ䜢♧䛩䚹䛣䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸ᅇ཰ヨ㦂๓䛻䚸E.coli䛻ຍ⇕ฎ⌮䜢⾜䛖䛣䛸䛷䚸྾╔ᛶ⬟䜢኱ᖜ䛻ྥୖฟ᮶䜛䛣䛸䜢☜ㄆ䛧䛯䚹ຍ⇕ฎ⌮᭷↓䛷E.coli䛾྾╔ᛶ⬟䜢ẚ㍑䛩䜛䛸60qC䚸70qC䛷䛿1.4 ~ 1.5ಸ䚸80qC䛷䛿2.0ಸ䚸90qC䚸100qC䛷䛿2.6ಸ䛷䛒䛳䛯䚹䜎䛯䚸▷᫬㛫䛷྾╔䛷䛝䜛Ⅼ䛛䜙䜒䚸3.3.1䛾䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮䛻䜘䜛ᛶ⬟ྥୖ䛿䚸ຍ⇕䛻䜘䜛ຠᯝ䛷䛒䛳䛯䛸ุ᩿䛷䛝䜛䚹

- 46 -

Conc. of dissolved W [mM]

1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0

0

10

20

30
40
time [min]5060

Fig. 3-5 ᾮ┦䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛾⤒᫬ኚ໬䕿)100qC, 䕕) 90qC, 䕻)80qC, 䕱)70qC, 䕧) 60qC, 㽢)ฎ⌮↓, 䠇)↓⳦ᑐ㇟

3.3.5 ຍ⇕ฎ⌮ᚋE.coli䛾⾲㠃ᵓ㐀
Fig. 3-6 (a) ~ (e)䛻ຍ⇕ฎ⌮๓ᚋ䛾E.coli䛾SEMീ䜢♧䛩䚹ฎ⌮๓䛾E.coli䛾⣽⬊⾲㠃䛿พฝ䛜ᑡ䛺䛟ẚ㍑ⓗ⁥䜙䛛䛷䛒䜛䛜䚸ຍ⇕(䝠䞊䝖䝅䝵䝑䜽)䜢୚䛘䜛䛣䛸䛻䜘䜚䚸E.coli⾲㠃䛜⁐䛡ฟ䛧䚸พฝ䛜ቑຍ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜ほᐹ䛥䜜䛯䚹䛣䜜䛿ຍ⇕䛻䜘䛳䛶⣽⬊䛾⾲㠃䛚䜘䜃⣽⬊䛾ෆ㒊ศἪᾮ䛜⁐ฟ䛧䛯䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹
(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

Fig. 3-6 E,coli⣽⬊⾲㠃䛾SEMീ䠄ຍ⇕ฎ⌮๓ᚋ䠅(a)ฎ⌮↓, (b) 60qC, (c) 70qC,(d) 80qC, (e) 90qC, (f) 100qC

3.3.6 ຍ⇕ฎ⌮ᚋE.coli䛾⾲㠃㟁఩- 47 -

ḟ䛻䚸Fig. 3-7䛻ຍ⇕ฎ⌮๓ᚋ䛾E.coli䛾⾲㠃㟁఩䛾 ᐃ⤖ᯝ䜢♧䛩䚹ຍ⇕ฎ⌮↓䛾E.coli䛷䛿䚸⾲㠃㟁఩䛜5 mV⛬ᗘ䛷䛒䜛䛾䛻ᑐ䛧䛶䚸60䉝䚸70䉝䚸80qC䛷ฎ⌮䛧䛯E.coli䛾⾲㠃㟁఩䛿10 ~ 15 mV䛻ቑຍ䛧䚸90䉝䚸100qC䛷ฎ⌮䛧䛯E.coli䛷䛿19 ~ 24 mV䛻䜎䛷ቑຍ䛧䛯䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛿Ỉ⁐ᾮ୰䛷㈇ᖏ㟁䜲䜸䞁䛸䛧䛶Ꮡᅾ䛩䜛䛣䛸䛛䜙䚸E.coli䛻ຍ⇕ฎ⌮䜢⾜䛖䛣䛸䛻䜘䜚䚸᪂䛯䛻⣽⬊ศἪᾮ䠄୺䛻䝍䞁䝟䜽㉁䠅䛜
⣽⬊⾲㠃䛻⁐ฟ䛧䚸䛭䛾⁐ฟ≀䛜ṇᖏ㟁䛾䜰䝭䝜㓟⏤᮶䛾䜰䝭䝜ᇶ䜢ከ䛟ᣢ䛴䛣䛸䛛䜙⾲㠃㟁఩䛜ቑຍ䛧䚸⤖ᯝⓗ䛸䛧䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰㔞䛜ቑຍ䛧䛯䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹

30

Zeta potential [mV]

20
10
0
-10
-20
-30
1.0

1.5

2.0
2.5
pH [-]

3.0

3.5

Fig. 3-7 E,coli⣽⬊⾲㠃㟁఩䠄ຍ⇕ฎ⌮๓ᚋ䠅䕿)100qC, 䕕) 90qC, 䕻)80qC, 䕧) 60qC, 㽢)ฎ⌮↓3.3.7 ຍ⇕ฎ⌮ᚋ䛾⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䛾ỿẊ≀䛚䜘䜃ୖ⃈⁐ᾮ䛻䜘䜛ᅇ཰ヨ㦂ຍ⇕ฎ⌮䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰㔞ቑຍせᅉ䛜䚸⣽⬊⾲㠃䛻䛒䜛䛾䛛䚸⁐ฟ䛧䛯ศἪ≀䛻䛒䜛䛛᳨ド䛩䜛䛯䜑䛻䚸ຍ⇕ฎ⌮ᚋ䛾⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䛾ỿẊ≀䛚䜘䜃ୖ⃈ᾮ䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䜢⾜䛳䛯䚹䝃䞁䝥䝹䛾ㄪᩚ᪉ἲ䛿䚸ຍ⇕ฎ⌮䜢⾜䛳䛯⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䜢㐲ᚰศ㞳䛩䜛䛣䛸䛷䚸ỿẊ⣽⬊䛸ୖ⃈⁐ᾮ䛻ᅛᾮศ㞳䛧䚸ỿẊ⣽⬊䛻䛴䛔䛶䛿㉸⣧Ỉ䛷෌ᠱ⃮ᾮ䛸䛧䛯䚹ୖグ䛾᪉ἲ䛻䜘䜚䚸స〇䛧䛯䛭䜜䛮䜜䛾䝃䞁䝥䝹䛸ຍ⇕ฎ⌮↓䛚䜘䜃ຍ⇕ฎ⌮᭷(90䉝)䛾 4 ✀䛾⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䜢 Fig. 3-8 䛻♧䛩䚹ỿẊ⣽⬊䛷䚸ຍ⇕䛧䛯⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䛸ྠᵝ䛾ᅇ཰㔞䛜ᚓ䜙䜜䛯䛣䛸䛛䜙䚸ຍ⇕ฎ⌮䛻䜘䜛ᅇ཰㔞䛾ቑຍせᅉ䛿䚸⣽⬊⾲㠃䛾ᙳ㡪䛷䛒䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹䜎䛯䚸ୖ⃈⁐ᾮ䛷䜒䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰䛜ᑡ䛧ぢ䜙䜜䛯䛜䚸䛣䜜䛿ຍ⇕䛻䜘䛳䛶⁐ฟ䛧䛯䜰䝭䝜㓟䛻䜘䜛䜒䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹- 48 -

Conc. of dissolved W [mM]

1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0

0

10

20

30
40
time [min]5060

Fig. 3-8 䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䠄ỿẊ⣽⬊䚸ୖ⃈⁐ᾮ䠅䖃䠅ᮍฎ⌮ E.coli, 䕰䠅ຍ⇕ฎ⌮⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䠄90qC䠅䕔䠅ຍ⇕ฎ⌮ỿẊ⣽⬊䠄90qC䠅, 䕦䠅ຍ⇕ฎ⌮ୖ⃈⁐ᾮ䠄90qC䠅, 䕿䠅↓⳦ᑐ↷⣽⬊◚○ᾮ䛻䜘䜛ᅇ཰ヨ㦂
3.3.8 E.coli⣽
Fig. 3-9 䛻 E.coli ⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䜢㉸㡢Ἴ◚○(䝩䝰䝆䝘䜲䝄䞊)䛻䜘䛳䛶◚○䛧䛯⣽⬊◚○ᾮ䛾⤒᫬ኚ໬䜢♧䛩䚹⣽⬊◚○᫬㛫 5 min 䛾䝃䞁䝥䝹䛻䛚䛔䛶䜒䚸ⓑ⃮䛧䛯ᾮ䛜㏱᫂Ⰽ䛻ኚ໬䛧䛯䚹䛣䜜䛿⣽⬊䛜䝘䝜䝃䜲䝈䛻◚○䛥䜜䛯䛣䛸䜢♧䛩䚹◚○᫬㛫 30 min ௨㝆䛾䝃䞁䝥䝹䛜㯮Ⰽ䛻䛺䛳䛯䛾䛿䚸◚○ᶵ䛻௜╔䛧䛶䛔䛯㕲⢏Ꮚ䛜䝁䞁䝍䝭䛸䛺䛳䛯䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹௒ᚋΰධ䛧䛺䛔᮲௳䜢᳨ウ䛩䜛ᚲせ䛜䛒䜛䚹ᮏヨ㦂䛷䛿ΰධ䛜ぢ䜙䜜䛺䛔⣽⬊◚○᫬㛫 5 min 䛾䝃䞁䝥䝹䜢⏝䛔䛶ᐇ᪋䛧䛯䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䜢Fig. 3-10 䛻♧䛩䚹⣽⬊䜢◚○䛩䜛䛣䛸䛻䜘䜚䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰㔞䛜኱ᖜ䛻ቑຍ䛧䛯䚹䛣䜜䛿⣽⬊䜢◚○䛧䛯䛣䛸䛻䜘䜚䚸ෆ㒊ศἪᾮ䛜⁐ฟ䛧䛯䛣䛸䜔⣽⬊䛾⾲㠃✚䛜ቑຍ䛧䛯䛣䛸ᙳ㡪䛧䛯䛸⪃䛘䜛䚹

0 min

5 min 30 min 60 min

Fig. 3-9 ⣽⬊◚○ᾮ䠄◚○᫬㛫䛾ᙳ㡪䠅- 49 -

Conc. of dissolved W [mM]

0.8

0.6
E.coli0.42μm
Homogenizer

0.2
2μm

0.0

0

10

20

30
40
time [min]5060

Fig. 3-10 ⣽⬊◚○ᾮ䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ

3.3.9 E.coli ஝⇱⢊ᮎ䜢⏝䛔䛯ᅇ཰ヨ㦂㻌 䛣䜜䜎䛷䛿⣽⬊ᠱ⃮ᾮ䛷䛾ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䛻䛴䛔䛶㏙䜉䛯䛜䚸ᇵ㣴ᚋ䛾ᚤ⏕≀䜢஝⇱䛥䛫䛯⢊ᮎ≧ែ䛷䝍䞁䜾䝇䝔䞁໬ྜ≀⁐ᾮ୰䛻ῧຍ䛩䜛䛣䛸䛻䛴䛔䛶䜒᳨ウ䛧䛯䚹Fig. 3-11 䛻 E.coli ஝⇱⢊ᮎ䜢⏝䛔䛯ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䜢♧䛩䚹ᚤ⏕≀䜢⢊ᮎ≧ែ䛸䛩䜛䛣䛸䛻䜘䜚䚸ฎ⌮๓䛾 E.coli 䛾ᅇ཰㔞䛜 1.28 mmol/g 䛻ᑐ䛧䛶䚸ᅇ཰㔞䛜 2.32 mmol/g 䛻ቑຍ䛧䛯䚹㻌 䛣䛾䛣䛸䛛䜙䚸⢊ᮎ໬䛧䛶䜒༑ศ䛺ᛶ⬟䛜ಖᣢ䛷䛝䜛䛣䛸䛜Conc. of dissolved metal ion [mM]☜ㄆ䛥䜜䚸⢊ᮎ䛸䛧䛶ಖ⟶䛷䛝䚸⤖ᯝ䚸ಖ⟶ᐜ✚䜢ᑠ䛥䛟䛩䜛䛣䛸䛜䛷䛝䜛䚹

5
4
3
2
1
0

0

60

120
180
Time [min]240

Fig. 3-11 E.coli ஝⇱⢊ᮎ䜢⏝䛔䛯ᅇ཰ヨ㦂⤖ᯝ䖃䠅⢊ᮎῧຍ᭷, 䕿䠅⢊ᮎῧຍ↓- 50 -

3.3.10 ຍ⇕ฎ⌮ᚋ䛾 E.coli 䛻ྵ᭷䛩䜛䜰䝭䝜㓟ศᯒ㻌 䛣䜜䜎䛷䛾ᅇ཰ຠ⋡䜢ྥୖ䛥䛫䜛ᅉᏊ䛜ຍ⇕ฎ⌮ᚋ䛾 E.coli 䛻ྵ᭷䛩䜛䜰䝭䝜㓟䛻䛒䜛䛸⪃䛘䚸ຍ⇕ฎ⌮ᚋ䛾 E.coli 䛻ᑐ䛧䛶 LC-MS ศᯒ䜢⾜䛔䚸ྵ᭷䛩䜛䜰䝭䝜㓟䛾ᐃ㔞ศᯒ䜢⾜䛳䛯䚹䛭䛾⤖ᯝ䜢 Fig. 3-12
䛻♧䛩䚹Fig. 3-12 䛾⤖ᯝ䜘䜚ຍ⇕ฎ⌮ᚋ䛾 E.coli 䛻䛿ከ✀䛻䜟䛯䜛䜰䝭䝜㓟䛜ቑຍ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䜚䚸䛭䛾୰䛷䜒䝩䝇䝩䝉䝸䞁䜔䝸䝆䞁䛜ከ䛟䛾๭ྜ䜢༨䜑䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹䛣䛾䛣䛸䛿䚸Fig. 3-13 䛻♧䛩䜘䛖䛻䚸ຍ⇕䛻䜘䜚 E.coli ⣽⬊䛾⣽⬊⭷䛜⁐ゎ䛧䚸䝩䝇䝩䝉䝸䞁䜔䝸䝆䞁䛺䛹䛾䜰䝭䝜㓟䛜⣽⬊⾲㠃䛻ቑຍ䛧䛯䛣䛸䜢ព࿡䛧䚸⤖ᯝ䛭䛾ቑຍ䛧䛯䜰䝭䝜㓟䛻ከ䛟䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜲䜸䞁䛜྾╔䛧䚸ᛶ⬟䛜ྥୖ䛧䛯䛸⪃䛘䜛䚹
Fig. 3-12 䛾⤖ᯝ䜢㋃䜎䛘䚸ẚ㍑ⓗᏳ䛟ධᡭ䛷䛝䜛䜰䝭䝜㓟䛸䛧䛶 L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䛸䜾䝹䝍䝭䞁㓟䝘䝖䝸䜴䝮䚸䜰䝹䜼䝙䞁䚸䜰䝹䜼䝙䞁㓟ሷ㓟ሷ䛾 4 ✀䜢㑅ᐃ䛧䚸䝊䞊䝍㟁఩ ᐃ䜢⾜䛳䛯䚹䛭䛾⤖ᯝ䜢 Fig. 3-14 䛻♧
䛩䚹Fig. 3-14 䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸඲䛶䛾䜰䝭䝜㓟䛻䛴䛔䛶ᾮ┦ pH 䛜 3 ௨ୖ䛷䛿㈇㟁Ⲵ䛻䚸ᾮ┦ pH 䛜 3 ௨ୗ䛾ሙྜ䛿ṇ㟁Ⲵ䛻ᖏ㟁䛩䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛥䜜䛯䚹䛣䜜䛿䜰䝭䝜㓟䛜ᣢ䛴䜰䝭䝜ᇶ(-NH2)䛸䜹䝹䝪䜻䝅䝹ᇶ(COOH)䛻䜘䜛䜒䛾䛸⪃䛘䜛䚹䜰䝭䝜㓟䛿ᾮ┦ pH 䛜㧗䛔ሙྜ䚸ᾮ┦୰䛷䛿䝥䝻䝖䞁(H+)䛜୙㊊䛧䛶䛔䜛䛯䜑䚸䜰䝭䝜ᇶ䛿ኚ໬䛫䛪䚸䜹䝹䝪䜻䝅䝹ᇶ䛛䜙䝥䝻䝖䞁䛜⬺㞳䛧䚸䜹䝹䝪䝙䝹ᇶ(-COO-)䛸䛺䜚䚸䜰䝭䝜㓟඲య䛸
䛧䛶䛿㈇㟁Ⲵ䜢ᣢ䛴䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹୍᪉䚸ᾮ┦ pH 䛜ప䛔ሙྜ䛿⁐ᾮ୰䛾ከ㔞䛾䝥䝻䝖䞁䛜Ꮡᅾ䛩䜛䛣䛸䛷䚸䜹䝹䝪䜻䝅䝹ᇶ䛻ኚ໬䛿䛺䛟䚸㐣๫䛺䝥䝻䝖䞁䛷䜰䝭䝜ᇶ䛻䝥䝻䝖䞁䛜䝏䝱䞊䝆䛥䜜䛯-NH3+ᇶ䛸䛺䜛䚹⤖ᯝ䚸䜰䝭䝜㓟඲య䛷ṇ㟁Ⲵ䜢ᣢ䛴䛸⪃䛘䜛䚹䛭䛧䛶䚸᳨ウ䛧䛯 4 ✀䛾䜰䝭䝜㓟䛻䛚䛔䛶䚸L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䛜᭱䜒ᗈ䛔 pH ᇦ䛷ṇᖏ㟁䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛯䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛿⁐ᾮ୰䛷䛿䜰䝙䜸䞁䛸䛧䛶Ꮡᅾ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䛳䛶䛚䜚䚸྾╔ᮦ䛜ᗈ䛔 pH ᇦ䛷ṇ䛻ᖏ㟁䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛿ዲ䜎䛧䛔䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹䜎䛯䚸L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䛿䚸䛣䜜䜙䜰䝭䝜㓟䛾୰䛷᭱䜒Ᏻ౯䛷኱㔞䛻ධᡭ䛷䛝䜛䛣䛸䜒྾╔ᮦ䛸䛧䛶ዲ䜎䛧䛔䚹௨ୖ䜘䜚䚸ㄪᩚ㠃䚸䝁䝇䝖㠃䛷 L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䛜᭱㐺䛸ุ᩿䛧䚸ḟ❶䜘䜚䚸୺䛾྾╔ᮦ䛸䛧䛶⏝䛔䜛䛣䛸䛸䛧䛯䚹- 51 -

After heating

Before heating
Phosphoserine
6.81
LysineGlutamic acid 1.36
Tyrosine
Histidine
ProlineValine 0.59
CystineAspartic acid
Methionine
AlanineAsparagine
Phenylalanine
2.24
GlycineOrnithine
Arginine
Leucine 1.21
Isoleucine
Threonine
Citrulline
SerineCystathionine

0

5

18.6
14.6
8.33

7.23
6.89

13.4

4.56

1.52

10

15

20

25 0

5

10

15

20

25

Amino acid concentration [nmol/mL]
Fig. 3-12 ຍ⇕ฎ⌮ᚋ䛾 E.coli 䛾 LC-MS ศᯒ⤖ᯝ(a) Without heating

+

+

+
+

+
++

+

+
+

+

+

(b) With heating +

+

+

+

+
+

+
+
+
+
+

+

+

+

+

+

+

+

++

Na2WO4 aq

+

+

+
+

+

+

lipid amino HWO4acid

+

+

+
+

+

+
Na
+2WO4 aq +
+

+
+
+

+

+

+

+

Fig. 3-13㻌 ຍ⇕ฎ⌮䛥䜜䛯 E.coli ⣽⬊䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁྾╔ᛶ⬟ྥୖ䛾䝯䜹䝙䝈䝮- 52 -

20
Zeta potential [mV]

10
0
-10
-20
-30

䖃: L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䕦: L-䜾䝹䝍䝭䞁㓟䝘䝖䝸䜴䝮-40

䕔: L-䜰䝹䜼䝙䞁

-50
-60

㽢: L-䜰䝹䜼䝙䞁ሷ㓟ሷ

1

2

3

4

5

6

pH [-]
Fig. 3-14 ྛ䜰䝭䝜㓟䛾䝊䞊䝍㟁఩ ᐃ⤖ᯝ

3.4 䜎䛸䜑
㻌 E.coli 䛻䜸䞊䝖䜽䝺䞊䝤ฎ⌮䜢⾜䛖䛣䛸䛷䚸྾╔㔞䛜኱ᖜ䛻ቑຍ䛧䛯䚹䛭䛾せᅉ䛿䚸ຍ⇕䛻䜘䜚䚸E.coli⣽⬊⾲㠃䛻䝩䝇䝩䝉䝸䞁䜔䝸䝆䞁䛺䛹䛾䜰䝭䝜㓟䛜ቑຍ䛩䜛䛯䜑䛷䛒䜛䛣䛸䛜䚸LC-MS ศᯒ䜘䜚♧၀䛥䜜䛯䚹୰䛷䜒䝸䝆䞁䛜᧯స㠃䚸䝁䝇䝖㠃䛻䛴䛔䛶㧗䛔ྍ⬟ᛶ䛜䛒䜛䛣䛸䜒☜ㄆ䛷䛝䛯䚹䛥䜙䛻྾╔ᛶ⬟䜢ྥୖ䛩䜛䛣䛸䛷䚸E.coli 䛾ಖ⟶ᐜ✚䜢⌧ᐇⓗ䛺䝺䝧䝹䛻⦰ᑠ䛷䛝䜛ྍ⬟ᛶ䜒☜ㄆ䛧䛯䚹䜎䛯ᐜ✚䜢⦰ᑠ䛩䜛ᡭẁ䛸䛧䛶 E.coli 䛾㉸㡢Ἴ◚○䚸⢊ᮎ໬䛻䛴䛔䛶䜒ྍ⬟ᛶ䜢ぢฟ䛧䛯䚹

3.5 ཧ⪃ᩥ⊩1) Ogi, T.; Makino, T.; Iskandar, F.; Tanabe, E.; Okuyama, K., Heat-treated Escherichia coli as a high-capacity
biosorbent for tungsten anions. Bioresource Technology 2016, 218, 140-145.
2) T. Ogi, Y. Sakamoto, A.B.D. Nandiyanto, K. Okuyama: Biosorption of tungsten by Escherichia coli forenvironmentally friendly recycling system, Industrial and Engineering Chemistry Research, 2013, 52 (40),14441–14448
3) T. Ogi, T. Makino, K. Okuyama, W.J.Stark, and F. Iskandar: Selective Biosorption and Recovery ofTungsten from an Urban Mine and Feasibility Evaluation, Industrial and Engineering Chemistry Research,
2016, 55, 2903–2910- 53 -

➨4❶䝸䝆䞁䜢⏝䛔䛯䝫䝸䜸䜻䝋䝯䝍䝺䞊䝖ỿẊ䛻䜘䜛㧗ຠ⋡䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰1
4.1 䛿䛨䜑䛻㻌 ㏆ᖺ䚸㔠ᒓᅇ཰䛻㛵䛧䛶ᣢ⥆ྍ⬟䛷⎔ቃ䛻䜔䛥䛧䛔䛣䛸䜢┠ᶆ䛸䛧䛯ᚤ⏕≀䜢౑⏝䛧䛯䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁䜔䝞䜲䜸䝭䝛䝷䝸䝊䞊䝅䝵䞁䛻䜘䜛㔠ᒓᅇ཰䛜◊✲䛥䜜䛶䛔䜛 2-18䚹2❶䛾ྲྀ⤌䜏䛻䜘䜚䚸E.Coli䜢䝍䞁䜾䝇䝔䞁Ỉ⁐ᾮ䛻ᑟධ䛩䜛䛣䛸䛷100%䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᅇ཰䛩䜛䛣䛸䛻ᡂຌ䛧19䚸䜎䛯E.Coli䛻䛿䝇䜽䝷䝑䝥䛛䜙ᚓ䛯ᗫᾮ䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㑅ᢥⓗ྾╔䛾ྍ⬟ᛶ䜢♧䛧䛯 20䚹䛧䛛䛧䛺䛜䜙䚸E.Coli䛻䜘䜛ᅇ཰䛿䚸ຠ⋡㠃䚸䝁䝇䝖㠃䛷ཝ䛧䛔䚹䛭䛾䛯䜑ຠ⋡ⓗ䛺ᅇ཰䝥䝻䝉䝇䜢㛤Ⓨ䛩䜛䛯䜑䛻䚸஧ḟඖ㟁ẼὋື䚸ᾮయ䜽䝻䝬䝖䜾䝷䝣䜱䞊䝍䞁䝕䝮㉁㔞ศᯒ䚸䜰䝭䝜㓟ศᯒჾ䜢⏝䛔䛯ヲ⣽䛺ศᯒ䜢⾜䛔䚸྾╔䛻㛵୚䛩䜛ᅉᏊ䜢ㄪᰝ䛧䛯䚹䛭䛾⤖ᯝ䚸✀䚻䛾䜰䝭䝜㓟䚸≉䛻䝸䝆䞁䛜䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㟼㟁྾╔䛻ᙉ䛟㛵ಀ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䜢ゎ᫂䛧
䛯21䚹䝸䝆䞁䛾㓟ゎ㞳ᐃᩘ䠄pKa COOH䠅䛿2.18䛷䛒䜚䚸䛭䛾䛯䜑䝸䝆䞁䛾㟁Ⲵ䛿పpHୗ䛷䛿ṇ䛻ᖏ㟁䛧䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜰䝙䜸䞁䜢྾╔䛧䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜸䜻䝋㓟䛾⬺Ỉ⦰ྜ䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸䜸䜻䝋䝯䝍䝺䞊䝖ỿẊ䛾ᙧᡂ䜢ಁ㐍䛩䜛䛣䛸䛜䛷䛝䜛䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹䜘䛳䛶䝸䝆䞁䛿⎔ቃ㈇Ⲵ䛜᭱ᑠ㝈䛷㈝⏝ᑐຠᯝ䛾㧗䛔ỿẊ๣䛸䛺䜚ᚓ䜛䛸⪃䛘䜛䚹㻌 䛣䜜䛻క䛔䚸ᮏ❶䛷䛿䝸䝆䞁䜢䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛾ỿẊ๣䛸䛧䛶౑⏝䛧䛯䠄Fig. 4-1䠅䚹䝸䝆䞁䛿䝍䞁䜾䝇䝔䞁Ỉ⁐ᾮ䛻⁐ゎ䛥䛫䚸䝸䝆䞁䛸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜲䜸䞁䛾┦஫స⏝䛿⁐ᾮ䛾pH䚸ึᮇ䝸䝆䞁⃰ᗘ䚸ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䚸᧯స ᗘ䛷ホ౯䜢⾜䛳䛯䚹䝸䝆䞁䛿ᚓ䜙䜜䛯ỿẊ≀䠄䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁」ྜ≀䠅䛛䜙኱Ẽ↝ᡂ䛩䜛䛣䛸䛷㝖ཤ䛧䛯䚹䜎䛯䚸䝸䝆䞁䛾㐺⏝ᛶ䜢Ỵᐃ䛩䜛䛯䜑䛻䚸ᵝ䚻䛺௚䛾㔠ᒓ䜲䜸䞁䜢㝖ཤ䛩䜛䛯䜑䛻౑⏝䛧䛯䚹䝸䝆䞁䛿ධᡭ䛧䜔䛩䛟Ᏻ౯䚸Ᏻ඲䛷䛒䜚䚸↝ᡂ䛩䜛䛣䛸䛷ᐜ᫆䛻ᾘኻ䛩䜛䛯䜑䚸㧗⣧ᗘ䛾㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᚓ䜙䜜䜛䛸䛔䛳䛯฼Ⅼ䛜䛒䜛䚹จᅛ๣/จ㞟๣/ỿẊ๣2,22-26䛿㔠ᒓ㝖ཤ䛻ᖜᗈ䛟౑⏝䛥䜜䛶䛔䜛䛜䚸䝸䝆䞁䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰౛䛿䚸ሗ࿌䛥䜜䛶䛔䛺䛔䚹ᮏ❶䛷䛿䚸Ỉ⁐ᾮ䛛䜙䛾᭷⏝䜎䛯䛿᭷ᐖ㔠ᒓ䜢㝖ཤ䛩䜛䛯䜑䛾㈝⏝ᑐຠᯝ䛾㧗䛔᪂つ䛛䛴⎔ቃ䛻ඃ䛧䛔᪉ἲ䜢᳨ウ䛧䛯䚹- 54 -

HWO4-

Lysine

O

H-N-H
+
H

-O

O

Dehydration

W
O

OH

O

Condensation

W
O

-H2O

OH

W
O

W

W

Condensation

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O

O

O

O
O

O

O

O

O

W

O

OH

Condensation andPrecipitation

W
O

O

O

LysinePrecipitation

Calcination
WO3 powder

Na2WO4 aqueous
solution(pH 2.0)

Fig. 4-1 䝸䝆䞁䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰䛸㧗⣧ᗘ㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾⏕ᡂ

4.2 ᐇ㦂᪉ἲ
4.2.1㻌 䝸䝆䞁䜢౑⏝䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㝖ཤ㻌 ヨ㦂⁐ᾮ䛿㉸⣧Ỉ䚸䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䠄Ajinomoto Healthy Supply Co., Inc., Tokyo, Japan䠅䚸 pHㄪᩚ⏝䛾1
mol L-1䛾ሷ㓟䠄Kanto Chemical Co., Inc., Tokyo, Japan䠅䚸1 mol L-1䛾Na2WO4䞉2H2O䠄Kanto Chemical Co.,
Inc.䠅Ỉ⁐ᾮ䜢ຍ䛘඲య㔞䜢48 mL䛻ㄪ〇䛧䛯䚹ᐇ㦂㛤ጞᚋ୍ᐃ᫬㛫䛤䛸䛻䝅䝸䞁䝆䛷ヨ㦂⁐ᾮ䜢ᤕ㞟䛧䚸䝃䞁䝥䝹䜢䝣䜱䝹䝍䠄Whatman filter, pore size: 0.2 μm; GE Healthcare Life Sciences䠅䛷ᅇ཰䛧䛯䚹ᐇ㦂䛿
10䉝-40䉝䛷ᐇ᪋䛧䚸pH䛿ሷ㓟䜢⏝䛔䛶1.36-8.03䛻ㄪᩚ䛧䛯䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁ึᮇ⃰ᗘ䛿1.8-239 mmol L-1䚸䝸䝆䞁䛾⃰ᗘ䛿2.7-383 mmol L-1䛷ᐇ㦂䜢⾜䛳䛯䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁⁐ᾮ䛻䝸䝆䞁䜢ᑟධ䛩䜛䛸䛩䛠䛻ⓑⰍỿẊ䛜ᙧᡂ䛧䛯䚹ⓑⰍỿẊ䜢㐲ᚰศ㞳䠄7840㽢g, 10 min䠅䛷ศ㞳䛧䚸䛭䛾ᚋ80䉝䚸12᫬㛫஝⇱䛧䛯䚹஝⇱䛧䛯䝃䞁䝥䝹䜢㟁Ẽ⅔䛷600䉝䚸4᫬㛫䚸኱Ẽ㞺ᅖẼୗ䛷↝ᡂ䛧䛯䚹

4.2.2㻌 ศᯒ㻌 ୍ᐃ᫬㛫䛤䛸䛻⁐ᾮ䜢ᤕ㞟䛧䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜲䜸䞁䛾㝖ཤ㔞䜢ㄏᑟ⤖ྜ䝥䝷䝈䝬ཎᏊⓎගศගศᯒ⿦⨨䠄ICP-AES; ICPE-9820, Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan䠅䛷ศᯒ䛧䛯䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰⋡䜢RW䛸䛩䜛䛸௨ୗ䛾ᘧ䛷ィ⟬䛥䜜䜛䚹=−× 100%䛣䛣䛷䚸C0䛿⁐ᾮ୰䛾ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ[mmol L-1]䚸Ce䛿䝸䝆䞁ῧຍᚋ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ[mmol L-1]

- 55 -

䜢♧䛧䛶䛔䜛䚹䛣䛾ศᯒ䛾ᐃㄗᕪ䛿1.0%௨ୗ䛷䛒䜛䚹༢ᡂศ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸༢ᡂศ䛾䝸䝆䞁䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ΰྜ䛾Ỉ⁐ᾮ୰䛷䛾䜲䜸䞁≧ែ䛿䜶䝺䜽䝖䝻䝇䝥䝺䞊䜲䜸䞁໬㉁㔞ศᯒ⿦⨨䠄ESI-MS; LTQ
Orbitrap XL, Thermo Fisher Scientific䠅䛷ศᯒ䛧䛯䚹ศᯒ䛾䛯䜑䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛜100 ppm䛻ㄪ〇䛧䚸
pH䜢ሷ㓟䜢⏝䛔䛶ㄪᩚ䛧䛯䚹↝ᡂᚋ䛻ᚓ䛯㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾⢊ᮎ䛾⤖ᬗᵓ㐀䛿⢊ᮎX⥺ᅇᢡ䠄XRD;
Bruker, D2 Phaser, Billerica, MA, USA, Cu Kα radiation䠅䛻䜘䜚ศᯒ䜢⾜䛳䛯䚹㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾⢊ᮎ୰䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛿ICP-AES䛻䜘䜛ศᯒ䛷Ỵᐃ䛧䛯䚹

4.3 ᐇ㦂⤖ᯝ䛸⪃ᐹ
4.3.1 䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛻䛚䛡䜛 pH 䛾ᙳ㡪㻌 Fig. 4-2(a) (b) 䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛻䛚䛡䜛pH䠄1.37-8.03䠅䛾ᙳ㡪䜢♧䛩䚹ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛸ึᮇ䝸䝆䞁⃰ᗘ䛿䛭䜜䛮䜜177 mmolL-1䚸92 mmolL-1䛷䛒䜛䚹Fig. 4-2䠄a䠅䛛䜙pH䛜2.15௨ୗ䛾᫬䚸1ศ௨ෆ䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛜ῶᑡ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䜛䚹≉䛻䚸pH䛜1.37䛾᫬䛻䝸䝆䞁䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁⁐ᾮ䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䛜96%䛸䛺䛳䛯䚹୍᪉䚸pH䛜3.61௨ୖ䛾᫬䛿䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛜ῶᑡ䛧䛺䛛䛳䛯䚹Fig.
4-2䠄b䠅䛻䛿ᐇ㦂㛤ጞ5ศᚋ䛾እほ䜢♧䛧䛶䛚䜚䚸pH 2.15௨ୗ䛾᫬ⓑⰍỿẊ䛜ᙧᡂ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛷䛝䜛䚹

4.3.2㻌 ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁/䝸䝆䞁䛾⃰ᗘẚ䛾ᙳ㡪㻌 Fig. 4-2䠄c䠅䛻␗䛺䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ึᮇ⃰ᗘ䛾᮲௳ୗ䠄230䚸17䚸1.8 mmolL-1䠅䛷䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䝸䝆䞁䛾ึᮇ⃰ᗘ䛾ẚ⋡䛸ᅇ཰⋡䛾㛵ಀ䜢♧䛧䛯䚹⁐ᾮ䛾pH䛸

ᗘ䛿䛭䜜䛮䜜䚸1.8䛸25䉝䛻䛶ᐇ᪋䛧䛯䚹䛔䛪䜜䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ึᮇ⃰ᗘ䛻䛚䛔䛶䜒䚸䝸䝆䞁/䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ẚ⋡䛜ቑຍ䛩䜛䛸䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䜒ቑຍ䛧䛶䛔䜛䚹䜎䛯䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ึᮇ⃰ᗘ䛜ቑຍ䛩䜛䛸䚸ᅇ཰⋡䜒ቑຍ䛧䛶䛔䜛䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁ึᮇ⃰ᗘ䛜230
mmolL-1䛾ሙྜ䚸➼䝰䝹䛾䝸䝆䞁䛷100%䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ᅇ཰䛩䜛䛣䛸䛻ᡂຌ䛧䛯䚹䛣䛾⤖ᯝ䛿䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䛾⁐ゎᗘ䛜䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰⋡䛻ᙉ䛟㛵ಀ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䜢♧၀䛧䛶䛔䜛䚹䛭䛣䛷䚸⁐ᾮ䛾ᗘ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䜈䛾ᙳ㡪䛻䛴䛔䛶᳨ウ䜢⾜䛳䛯䚹

4.3.3㻌 ⁐ᾮ ᗘ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䜈䛾ᙳ㡪㻌 Fig. 4-2䠄d䠅䛻⁐ᾮᗘ䠄10-40䉝䠅䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䛾ᙳ㡪䜢♧䛧䛯䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁ึᮇ⃰ᗘ䛸pH䛿䛭䜜䛮䜜150 mmol L-1䚸1.8䛸䛧䛯䚹ᾮᾮୖ᪼䛻క䛔䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䛿ῶᑡ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜䜟䛛䜛䚹⁐ᗘ䛜15.5䉝䛾᫬䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䛿96%䛸䛺䛳䛯䚹䛣䛾㧗䛔ᅇ཰⋡䛿䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䛾⁐ゎᗘ䛾ῶᑡ䛻䜘䜛䜒䛾䛰䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹䛣䛾⤖ᯝ䛿ప♧䛧䛶䛔䜛䚹

- 56 -

䛷ᅇ཰䜢⾜䛖䛸ຠ⋡䜘䛟ᅇ཰ฟ᮶䜛䛣䛸䜢

Fig. 4-2䠄a䠅␗䛺䜛pH䛷䝸䝆䞁䜢౑⏝䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜲䜸䞁⃰ᗘ䛾⤒᫬ኚ໬
䠄Wึᮇ⃰ᗘ177 mmol/L-1䚸䝸䝆䞁ึᮇ⃰ᗘ92 mmol L-1䠅(b) ᅇ཰5ศᚋ䛾䝕䝆䝍䝹෗┿(c) ␗䛺䜛Wึᮇ⃰ᗘ䛸䝸䝆䞁/Wึᮇ⃰ᗘẚ䛻ᑐ䛩䜛60ศᚋ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䠄pH 1.8䚸ᾮ 25䉝䠅(d) ᾮ 䛻ᑐ䛩䜛30ศᚋ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䠄ึᮇW⃰ᗘ150 mmol/L䚸pH 1.8䠅

4.3.4 䝍䞁䜾䝇䝔䞁⁐ᾮ䛾 ESI-MS ศᯒ㻌 䝸䝆䞁䜢౑⏝䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ᅇ཰ᶵᵓ䜢᫂䜙䛛䛻䛩䜛䛯䜑䛻䚸ESI-MS䛻䜘䜛ศᯒ䜢pH 8.0䛸pH 3.0䛾
Na2WO4Ỉ⁐ᾮ䛷⾜䛳䛯䚹ᐇ㝿䛾ᅇ཰᫬䛾pH䛸␗䛺䜛䛾䛿䚸⿦⨨ୖ䛾ไ⣙䛾䛯䜑䛷䛒䜛䚹Fig. 4-3䠄a䠅䛻䛿䚸pH 8.0䛾Na2WO4Ỉ⁐ᾮ୰䛻Ꮡᅾ䛩䜛୺䛺䜲䜸䞁䛿HWO4-䛷䛒䜛䛣䛸䜢♧䛧䛶䛔䜛䚹ሷ㓟䜢౑⏝䛧䛶
pH䜢3.0䛻ㄪᩚ䛩䜛䛸䚸ᵝ䚻䛺䜲䜸䞁✀䠄W6O192−䚸W7O222−䚸W3O102−䚸HWO4−䠅䛜HWO4-䛾⬺Ỉ⦰ྜ䛻䜘䜚⏕ᡂ䛩䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛷䛝䜛䠄Fig. 4-3䠄b䠅䠅䚹HWO4-䛿ሷ㓟䜢ຍ䛘䜛䛣䛸䛷䝥䝻䝖䞁໬䛧䚸䛭䛾ᚋ⬺Ỉ⦰ྜ䛩䜛䛣䛸䛷䝫䝸䜸䜻䝋䝯䝍䝺䞊䝖䛸䛺䜛27䠄6HWO4-+4H+→W6O192-+5H2O䠅䚹䝸䝆䞁䛿㓟ゎ㞳ᐃᩘ䠄pKa COOH䠅
䛜2.2䛷䛒䜛䛯䜑pH 1.8䛷䛿ṇ䛻ᖏ㟁䛧䛶䛔䜛䚹䛣䜜䛿Fig. 4-3䠄c䠅䛾⤖ᯝ䛛䜙䜒ᨭᣢ䛥䜜䜛䚹䛭䛾䛯䜑䝸䝆
䞁䛿䚸pH 1.8䛾䛸䛝䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ΰྜ⁐ᾮ୰䛷䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸䜸䜻䝋䝯䝍䝺䞊䝖䛾ᑐ䜹䝏䜸䞁䛸䛧䛶ᶵ⬟䛧䛶䛔䜛䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹䜘䛳䛶HWO4-䛾⦰ྜ䛿ṇ䛻ᖏ㟁䛧䛯䝸䝆䞁䛸㈇䛻ᖏ㟁䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜸䜻䝋㓟䛾㟼㟁┦஫స⏝䛻䜘䛳䛶ಁ㐍䛩䜛䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹Fig. 4-3䛾䠄d䠅䛸䠄e䠅䛻䛭䜜䛮䜜100 ppm䛻ㄪᩚ䛧䛯䝍- 57 -

䞁䜾䝇䝔䞁Ỉ⁐ᾮ䛸䚸䝸䝆䞁Ỉ⁐ᾮ䜢ESI-MS䛷ศᯒ䛧䛯⤖ᯝ䜢♧䛩䚹⤖ᯝ䛿䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ΰྜ⁐ᾮ୰䛻ᵝ䚻䛺䝍䞁䜾䝇䝔䞁⦰ྜ≀䛾Ꮡᅾ䜢☜ㄆ䛩䜛䛣䛸䛜䛷䛝䛯䠄Table 4-1䠅䚹୺䛺⦰ྜ≀䛾໬Ꮫᘧ䛿
C6H13N2O5W➼䛷䛒䜚䚸HWO4-䛸䝸䝆䞁䠄C6H14N2O2䠅䛜⬺Ỉ⦰ྜ䛧䛯䜒䛾䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹

Table 4-1. ESI-MS ศᯒ䛻ᇶ䛵䛟䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁⦰ྜ≀䛾໬Ꮫᘧ䛾ᥦ᱌Structural formula

W : Lysine

CH NOW1䠖
䠖1

C H NOW

1䠖2

C H NOW

1䠖2

CH NOW

2

2䠖1

CH NOW

2䠖1

6

12

12

6

6

13

2

25

4

27

10

12

5

6

4

2

2

7

7

8

2

- 58 -

100

HWO4-

(a)

80
60
40
20
0
100

(b)

W6O192-80

HWO4- W3O102- W O

60

4

13

40

W7O222-2-

W5O162-

W8O252-

20
0
200

300

400

500

600

90

700

m/z
m/z

100

800

900

(c)

L-lysine

80

1000

70
60
50
40
30
20
10
0
100

150

200

250

300
m/z

350

m/z

100

400

450

500

(d)

90
80

C6H13N2O5W

70
60
50
40

HW2O7-

30
20
10
0
360
p
100

90
80

380
[

400
]

C12H25N4O6W

420

50

440

460

480

m/z

C6H10N2O7W2

500

(e)
C12H25N4O9W2

C6H12N2O8W2

70
60

m/z

C12H27N4O7W

40
30
20
10
0
500

550

600

m/z

650

700

750

m/z

Fig. 4-3 ESI-MS䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁⁐ᾮ䚸䝸䝆䞁⁐ᾮ䚸W-䝸䝆䞁ΰྜ⁐ᾮ䛾ศᯒ(a) Na2WO4 Ỉ⁐ᾮ䠄pH 8.0䠅䚸(b) Na2WO4 Ỉ⁐ᾮ䠄pH 3.0䠅䚸(c)䝸䝆䞁Ỉ⁐ᾮ䠄pH 2.8䠅(d)W-䝸䝆䞁ΰྜ⁐ᾮ䠄pH 8.0䚸360–500 m/z䠅䚸(e) W-䝸䝆䞁ΰྜ⁐ᾮ䠄pH 2.8䚸500–750 m/z䠅(a)䚸(b)䚸(d)䚸(e)䛿䝫䝆䝔䜱䝤䝰䞊䝗; (c)䛿䝛䜺䝔䜱䝤䝰䞊䝗

4.3.5 䝸䝆䞁䜢౑⏝䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䝯䜹䝙䝈䝮䛾ᥦ᱌- 59 -

㻌 Fig. 4-4䛻䛣䜜䜎䛷䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸䝸䝆䞁䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䛾䝯䜹䝙䝈䝮䛻䛴䛔䛶䛾⪃ᐹ䜢♧䛩䚹pH
8.0䛻䛚䛡䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁Ỉ⁐ᾮ୰䛾୺䛺䜲䜸䞁ᙧែ䛿HWO4-䛷䛒䜛䚹䝸䝆䞁䜢ῧຍ䛩䜛䛣䛸䛷䚸pH䛿8.0䛛
䜙7.0䜈䛸ኚ໬䛩䜛䚹䝸䝆䞁䛿䛣䛾pHᇦ䛷䛿ṇ䛻ᖏ㟁䛧䚸㈇䛻ᖏ㟁䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䜲䜸䞁䛸䜲䜸䞁⤖ྜ䜢䛩䜛䛣䛸䛻䜘䛳䛶䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁⦰ྜ≀䠄䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸䜸䜻䝋䝯䝍䝺䞊䝖䠅䛜ᙧᡂ䛥䜜䜛䚹ሷ㓟䜢⏝䛔䛶⁐ᾮ䛾pH䜢ୗ䛢䜛䛸䚸⁐ᾮ୰䛾✀䚻䛾䝸䝆䞁䜢ྵ䜐䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸䜸䜻䝋䝯䝍䝺䞊䝖䛜⬺Ỉ⦰ྜ䛻䜘䛳䛶஫䛔䛻཯ᛂ䛩䜛䚹᭱⤊ⓗ䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸䜸䜻䝋䝯䝍䝺䞊䝖⁐ᾮ䛜㣬࿴⁐ゎᗘ䛻㐩䛧䛯㝿䛻䚸䝸䝆䞁䞊䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀䛜ᯒฟ䛩䜛䚹䛣䜜䜙䛾཯ᛂ䛿pH 2.0䛷⏕䛨䜛䚹
O

H 2N

OH =
NH2
O
=
O W OHO

HCladdition

Lysineadditionn

Tungsten solution
pH 9.0Tungstenpolyoxometalarte
including lysine

pH 8.0Tungsten precipitates
pH 2.0Fig. 4-4 䝸䝆䞁䜢౑⏝䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰䝯䜹䝙䝈䝮䛾ᥦ᱌䝸䝆䞁䛻ྵ䜎䜜䜛ᐁ⬟ᇶ䛾1䛴䛷䛒䜛䜰䝭䝜ᇶ䛾ᙺ๭䜢᫂䜙䛛䛻䛩䜛䛯䜑䛻䚸ᵝ䚻䛺✀㢮䛾䜰䝭䝜㓟䠄䜾䝸䝅䞁䚸䜾䝹䝍䝭䞁㓟䝘䝖䝸䜴䝮䚸䝠䝇䝏䝆䞁䚸䜰䝹䜼䝙䞁䠅䜢䝍䞁䜾䝇䝔䞁⁐ᾮ䛻ῧຍ䛧䛯䚹Fig. 4-5䛻౑⏝䛧䛯䜰䝭䝜㓟䛾≉ᛶ䛸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䜢♧䛩䚹❅⣲ཎᏊ䛜ቑ䛘䜛䜋䛹䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䛜ቑຍ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜䜟䛛䜛䚹䛣䜜䛿ṇ䛻ᖏ㟁䛧䛯䜰䝭䝜ᇶ䛜䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸䜸䜻䝋䝯䝍䝺䞊䝖䛾ᙧᡂ䛻㔜せ䛷䛒䜛䛣䛸䜢♧䛧䛶䛔䜛䚹໬Ꮫ⤖ྜ䜢᫂䜙䛛䛻䛩䜛䛯䜑䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䜢ヲ⣽䛻ศᯒ䛩䜛䛣䛸䛿㔜せ䛷䛒䜛䛜䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜲䜸䞁䛜䝸䝆䞁ῧຍ䛻䜘䜚⁐ᾮ䛛䜙㎿㏿䛻㝖ཤ䛥䜜䜛䛣䛸䛿᫂䜙䛛䛷䛒䜛䚹䛭䛾䛯䜑䚸䝸䝆䞁䛻䜘䜛ᵝ䚻䛺㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾ᅇ཰䜢᳨ウ䛧䚸䛣䛾ᅇ཰᪉ἲ䛜㐺⏝ྍ⬟䛛ุ᩿䛧䛯䚹Table 4-2䛻♧䛩䜘䛖䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁䚸䝰䝸䝤䝕䞁䚸䝍䞁䝍䝹䚸䝙䜸䝤䛾㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾㧗ຠ⋡ᅇ཰䜢㐩ᡂ䛧䛯䚹䛣䜜䛿䝸䝆䞁䛜䝫䝸䜸䜻䝋䝯䝍䝺䞊䝖䛾ᙧែ䜢ᣢ䛴㔠ᒓ䛻䛚䛔䛶䚸ྠᵝ䛾䝯䜹䝙䝈䝮䛷ᅇ཰䛷䛝䜛䛣䛸䜢♧䛧䛶䛔䜛䚹䜸䜻䝋㓟䛾⬺Ỉ⦰ྜ཯ᛂ䜢䝸䝆䞁䛜ಁ㐍䛧䛶䛔䜛䛣䛸䜢䛣䛾⤖ᯝ䛿♧䛧䛶䛔䜛䚹䝸䝆䞁䛜䜰䝅䝇䝖䛩䜛ᅇ཰䛿䝫䝸䜸䜻䝋䝯䝍䝺䞊䝖ᙧែ䛾㔠ᒓ䜢㑅ᢥⓗ䛻㝖ཤ䛩䜛฼Ⅼ䛜䛒䜛䛣䛸䜒♧䛧䛶䛔䜛䚹.

- 60 -

Fig. 4-5 䜰䝭䝜㓟䛾≉ᛶ䛸䜰䝭䝜㓟䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡
䠄pH 1.8, 26䉝䚸ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ170 mmol L-1䚸ึᮇ䝸䝆䞁⃰ᗘ47.9 mmol L-1䠅- 61 -

Table. 4-2 䝸䝆䞁䜢౑⏝䛧䛯ᵝ䚻䛺㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾ᅇ཰⋡
Metal conc.

Lysine conc.

[ C]

о

pH
[-]

Removal ratio
at 5 min
[%]

Temp.

[mmol L ][mmol L ]Lysine/metal
[-]

170

94

0.6

26

1.8

94

18.0

25

1.4

24

1.8

94

1.7

3.0

1.8

24

1.8

71

182

96

0.5

24

1.8

99

44

48

1.1

27

1.7

89

10

114

11.4

27

1.7

99

2.0

11

5.7

27

1.7

19

Nb

11

57

5.2

25

1.5

96

Ni

9.2

240

26.1

27

1.9

1

Cs

3.7

240

64.9

27

1.7

5

Na

17.5

137

7.8

26

1.4-1.8

0

Al

14.9

137

9.2

26

1.4-1.8

3

Zn

7.1

137

19.3

26

1.4-1.8

0

Co

8.5

137

16.1

26

1.4-1.8

0

Si

12.5

137

11.0

26

1.4-1.8

0

Au

3.8

137

36.1

23

0.25

2

3.4

137

40.3

26

11

5

4.0

137

34.3

26

0.5

5

Metal

W

-1

-1

Mo

Ta

Pt

4.3.6 䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰⦰≀䛾ㄪ〇㻌 䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰⦰≀䛿80䉝䚸12᫬㛫䛷䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䜢஝⇱䛩䜛䚹Fig. 4-6(a) 䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䛛䜙ᚓ䛯஝⇱⢊ᮎ䝃䞁䝥䝹䛾෗┿䜢♧䛩䚹஝⇱䛧䛯ỿẊ≀䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛿51.4䠂
䠄w/w䠅䛷䛒䜚䚸ึᮇ⁐ᾮ୰䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛾12ಸ䛷䛒䜛䠄239 mmol L-1䠅䚹ḟ䛻↝ᡂ䛩䜛䛣䛸䛷㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁(WO3)䜢ྜᡂ䛧䛯䚹ྜᡂ䛻䛒䛯䜚᮲௳䜢㐺ṇ໬䛩䜛䛯䜑䚸⇕㔜㔞ศᯒ䜢⏝䛔䛯䚹Fig. 4-6 䛻䝸- 62 -

䝆䞁䛸䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䛾᪼䛻䜘䜛㔜㔞䛾ῶᑡ䜢♧䛩䚹䛔䛪䜜䜒600䉝௨ୖ䛷㔜㔞䛜୍ᐃ䛸䛺䛳䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䜛䚹䛣䛾⤖ᯝ䜢䜒䛸䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䛾஝⇱䝃䞁䝥䝹䜢኱Ẽ⅔䛷600䉝䚸4᫬㛫䛷ฎ⌮䛧䚸WO3䜢ྜᡂ䛧䛯䚹↝ᡂ䛧䛯⢊ᮎ䛿Fig. 4-7 (b) 䛻♧䛩䜘䛖䛻㯤Ⰽ䛷䛒䜚䚸䛣䜜䛿WO3䛾≉᭷⤖ᬗ䜢♧䛧䛶䛔䜛䚹ICP-AES䛿䚸⏕ᡂ䛧䛯ᅛయ䛾จ⦰≀䛜99.6wt䠂䛾㧗⣧ᗘWO3䛷䛒䜛䛣䛸䜢♧䛧䚸䛣䜜䛿ึᮇ⁐ᾮ୰䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛾21ಸ䠄239 mmol L-1䠅䛷䛒䜛䚹Fig. 4-7(c) 䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䛾↝ᡂᚋ䛾XRDᐃ⤖ᯝ䜢♧䛩䚹ཧ↷䛸䛧䛶䚸䝸䝆䞁⢊ᮎཬ䜃䚸஝⇱ᚋ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀

䛾XRD䜒♧䛩䚹ᚋ⪅䛿䚸20-30㼻䛻ᖜᗈ䛔䝢䞊䜽䛜☜ㄆ䛷䛝䛯䚹䛣䛾䝢䞊䜽䛿䚸䝸䝆䞁䜔Na2WO4䛸䛿␗䛺䜛䝢䞊䜽䛷䛒䜛䚹䜎䛯䜰䝰䝹䝣䜯䝇䛺ᵓ㐀䜢≉᭷䛾䝤䝻䞊䝗䛺䝢䞊䜽䛷䛒䜚䚸䛣䛾䛣䛸䛿䚸๓㏙䛾⬺Ỉ⦰ྜ䛷⏕ᡂ䛧䛶䛔䜛䛣䛸ᨭᣢ䛧䛶䛔䜛䛸ゝ䛘䜛䚹600䉝䛷↝ᡂ䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁⢊ᮎ䛾XRD䝢䞊䜽䛿㧗⣧ᗘ
䛺WO3䛾Ꮡᅾ䜢♧䛧䛶䛔䜛䚹

Fig. 4-6 ⇕㔜㔞ศᯒ䛻䜘䜛⢊ᮎヨᩱ䛾ศᯒ 䠄a䠅䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䚸䠄b䠅䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ

- 63 -

Fig. 4-7 (a) 80䉝஝⇱ᚋ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䛾እほ(b) 600䉝↝ᡂᚋ䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䛾እほ(c) 䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䛾XRD ᐃ⤖ᯝ䠄600䉝↝ᡂᚋ䚸80䉝஝⇱ᚋ䚸䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䠅

4.4 䜎䛸䜑
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5❶䝸䝆䞁䜢⏝䛔䛯౑⏝῭䜏䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ỿẊᅇ཰䛸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜹䞊䝞䜲䝗䜈䛾෌㈨※໬1
5.1 䛿䛨䜑䛻㻌 䝺䜰䝯䝍䝹䛾୍䛴䛷䛒䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛿䚸〇㐀ᴗ䛻䛚䛔䛶㔠ᒓຍᕤ⏝ษ๐ᕤල䛻Ḟ䛛䛩䛣䛸䛾䛷䛝䛺䛔㉸◳ᕤල䛸䛧䛶⏝䛔䜙䜜䛶䛚䜚䚸ᣢ⥆ྍ⬟䛛䛴⎔ቃ㈇Ⲵ䛜ప䛔Ᏻᐃ౪⤥䜢┠ᣦ䛧䛯㒔ᕷ㖔ᒣ䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ᢏ⾡䛾㛤Ⓨ䛜ồ䜑䜙䜜䛶䛔䜛 2-8䚹䛣䛾䜘䛖䛺⫼ᬒ䛾䜒䛸䚸ᡃ䚻䛿䝞䜲䜸䝋䞊䝥䝅䝵䞁ᢏ⾡䛻䜘䜛ᅇ཰ᢏ⾡䛻╔┠䛧䚸E.coli䛻䜘䜛ᅇ཰䚸㑅ᢥᛶ䚸ᅇ཰⬟ຊ䛾ྥୖ䛻䛴䛔䛶᳨ウ䛧䛯䚹䛥䜙䛻ᅇ཰䛻ᐤ୚䛩䜛䜰䝭䝜㓟䛾୍✀䚸䝸䝆䞁䛻╔┠䛧䛯ᅇ཰9䜢๓❶䛷᳨ウ䛧䛯䚹䜰䝭䝜㓟䛷䛒䜛䝸䝆䞁䜢⏝䛔䜛䛣䛸䛷䚸ᾮ┦୰䛛䜙䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢5ศ௨ෆ䛻100%ỿẊᅇ཰䛷䛝䜛䛣䛸䜢᫂䜙䛛䛻䛧䚸䛥䜙䛻䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝸䝆䞁ỿẊ≀䜢↝ᡂ䛩䜛䛣䛸䛷᭱኱99.6%䛸䛔䛖㧗⣧ᗘ䛾㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ྜᡂ䛷䛝䜛䛣䛸䜢♧䛧䛶䛔䜛䚹䛣䛾ᡭἲ䛿௚䛾↓ᶵỿẊ๣10䛸ẚ㍑䛧䛶䚸䝸䝆䞁䛜650䉝⛬ᗘ䛾↝ᡂ䛷ศゎ䚸ᾘኻ䛩䜛䛯䜑䚸↝ᡂ䛩䜛䛰䛡䛷௚䛾≀㉁䛜ṧ䜙䛪㧗⣧ᗘ䛾≀㉁䜢ᚓ䜛䛣䛸䛜䛷䛝䜛䚹䛧䛛䛧䛺䛜䜙䚸䛣䛾䝸䝆䞁䜢⏝䛔䛯ᡭἲ䛷䚸ᐇ㝿䛾䝇䜽䝷䝑䝥䜈㐺⏝䛧䛯ሗ࿌౛䛿䛺䛔䚹㻌 䛭䛾䛯䜑ᮏ❶䛷䛿䚸ᐇ㝿䛾౑⏝῭䜏㉸◳ྜ㔠(Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝁䝞䝹䝖)䝇䜽䝷䝑䝥䛛䜙ᚓ䜙䜜䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䝘䝖䝸䜴䝮Ỉ⁐ᾮ䜢ᑐ㇟䛸䛧䛶䚸䝸䝆䞁䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㑅ᢥⓗᅇ཰䛸䛥䜙䛻䚸㉸◳ྜ㔠ᮦᩱ䛷䛒䜛Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜈䛾䝸䝃䜲䜽䝹䚸෌㈨※໬䛻䛴䛔䛶᳨ウ䛧䛯䚹Fig. 5-1䛻⌧⾜䛾䜲䜸䞁஺᥮ἲ䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ᕤ⛬䛸ᮏ❶䛷ᥦ᱌䛩䜛ᅇ཰ᕤ⛬䜢♧䛩䚹䜲䜸䞁஺᥮ἲ䛷䛿䚸(i) ㉸◳ྜ㔠䝇䜽䝷䝑䝥䜢ຍ⇕䚸䜰䝹䜹䝸䛸཯ᛂ䛥䛫䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᡂศ䜢ᢳฟ䛧䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䝘䝖䝸䜴䝮Ỉ⁐ᾮ䜢ㄪ〇䚸(ii)䜲䜸䞁஺᥮ᶞ⬡䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㑅ᢥⓗᅇ཰䚸(iii) ⁐㞳ᾮ䜢⏝䛔䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾⬺㞳䚸(iv) ⬺㞳ᾮ䛾⃰⦰䚸ᬗᯒ䛻䜘䜛APT(Ammonuim Paratungstate)䛾ྜᡂ䚸(v) APT䛾⇕ศゎ䛻䜘䜛㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ྜᡂ䚸(vi) 㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㑏ඖ䚸Ⅳ໬䛻䜘䜛Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ྜᡂ䛸䛔䛖䝥䝻䝉䝇䛷⾜䜟䜜䛶䛔䜛䚹䛭䜜䛻ᑐ䛧䛶䚸ᡃ䚻䛾䝥䝻䝉䝇䛿䚸(i) ㉸◳ྜ㔠䝇䜽䝷䝑䝥䜢ຍ⇕䚸䜰䝹䜹䝸䛸཯ᛂ䛥䛫䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᡂศ䜢ᢳฟ䛧䛶䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁㓟䝘䝖䝸䜴䝮Ỉ⁐ᾮ䜢ㄪ〇䚸(ii) 䝸䝆䞁䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ỿẊᅇ཰䛸Ỉ䛻䜘䜛䝘䝖䝸䜴䝮➼䛾୙⣧≀㝖ཤ䚸(iii) 䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀䛾↝ᡂ䛻䜘䜛㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ྜᡂ䚸(iv) (v) 㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㑏ඖ䚸Ⅳ໬䛻䜘䜛Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ྜᡂ䛛䜙ᡂ䜛䝥䝻䝉䝇䜢ᥦ᱌䛩䜛䚹䛣䜜䛻䜘䜚䚸ᕤ⛬䜢䝅䝵䞊䝖䝟䝇ฟ᮶䜛䛯䜑䚸኱ᖜ䛺䜶䝛䝹䜼䞊䛚䜘䜃⸆ᾮ㔞䛾๐ῶ䛜ᮇᚅ䛷䛝䜛䚹௨ୖ䜘䜚ᮏ❶䛷䛿䚸ᡃ䚻䛾ᥦ᱌䛩䜛䝥䝻䝉䝇䛾ᐇ⌧ྍ⬟ᛶ䜢ホ౯䛩䜛䛯䜑䛻䚸ḟ䛾䜘䛖䛺ᇶ♏ᐇ㦂䛸䝟䜲䝻䝑䝖䝇䜿䞊䝹䛷䛾᳨ド䜢⾜䛳䛯䚹䜎䛪䚸䝇䜽䝷䝑䝥䛛䜙ᢳฟ䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁⁐ᾮ䜢⏝䛔䛯ᅇ཰ᐇ㦂䛚䜘䜃㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㧗⣧ᗘ໬䛻㛵䛩䜛ᐇ㦂䜢50 ml䛾䝡䞊䜹䞊䝇䜿䞊䝹䛷ᐇ᪋䚸᭱㐺໬䛧䚸䛭䛾᮲௳䜢䜒䛸䛻䝟䜲䝻䝑䝖䝇䜿䞊䝹䛷Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝸䝃䜲䜽䝹䚸෌㈨※໬䜢᳨ウ䛧䛯䚹- 67 -

Fig. 5-1㻌 ᚑ᮶䛚䜘䜃ᥦ᱌䛩䜛Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝸䝃䜲䜽䝹䝥䝻䝉䝇

5.2 ᐇ㦂᪉ἲ5.2.1 ᐇᗫᾮ䛾⤌ᡂ㻌 ᮏᐇ㦂䛷䛿ᐇ㝿䛻㉸◳䝇䜽䝷䝑䝥(Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝁䝞䝹䝖)䜢㓟໬䛧䛯⢊ᮎ䛻䜰䝹䜹䝸ᢳฟἲ䜢㐺⏝䛧䛶ᚓ䛯䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䜢౑⏝䛧䛯䚹Table 5-1䛻ධᡭ䛧䛯䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛾ICPศᯒ ᐃ⤖ᯝ䜢♧䛩䚹䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䝘䝖䝸䜴䝮䜢ከ䛟ྵ䜐⁐ᾮ䛸䛺䛳䛶䛔䜛䚹䜎䛯䚸ᑡ㔞䛷䛿䛒䜛䛜䝞䝘䝆䜴䝮䜒ྵ᭷䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜ศ䛛䜛䚹䜎䛯䚸㉸◳䝇䜽䝷䝑䝥䛻ྵ䜎䜜䛶䛔䛯䝁䝞䝹䝖䛿䜰䝹䜹䝸ᾐฟ䛾ẁ㝵䛷䝍䞁䜾䝇䝔䞁⁐ᾮ୰䛻䛿⁐䛡䛪䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸㑅ᢥⓗ䛻ศ㞳䛥䜜䜛䛯䜑䚸䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛻䛿䝁䝞䝹䝖䛿Ꮡᅾ䛧䛺䛔䚹

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Element

W

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5.2.2 䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰ᕤ⛬㻌 䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䠄pH 12䠅䛻䜘䜛ヨ㦂⁐ᾮ䛾ㄪ〇䛸䛧䛶䚸䜎䛪䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛻 L-䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䠄Ajinomoto
Healthy Supply Co., Inc., Tokyo, Japan䠅䜢ຍ䛘䚸ᨩᢾ⁐ゎ䛧䚸⥆䛔䛶ᾮ┦ pH ㄪᩚ⏝䛾 10 molL-1 䛾ሷ㓟䠄HCl䠅䠄㛵ᮾ໬Ꮫ䚸ᮾி䚸᪥ᮏ䠅䚸㉸⣧Ỉ䛾㡰䛻ΰྜ䛧䚸48 ml 䛾ヨ㦂⁐ᾮ䜢ㄪ〇䛧䛯䚹pH ㄪᩚ䜢᏶஢䛧䛯᫬䜢䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䝸䝆䞁䛸䛾཯ᛂ㛤ጞ᫬㛫䛸䛧䛯䚹ᐇ㦂䜢㛤ጞ䛧䛶䛛䜙䚸ᡤᐃ䛾᫬㛫䛤䛸䛻ヨ㦂⁐ᾮ䜢䝅䝸䞁䝆䛷᥇ྲྀ䛧䚸Ꮝᚄ 0.2 μm 䛾䝣䜱䝹䝍䞊(Whatman filter, pore size: 0.2 μm; GE Healthcare Life
Sciences)䛷䜝㐣䛧䚸ICPᐃ⏝䛾䝃䞁䝥䝹䜢స〇䛧䛯䚹ᐇ㦂᮲௳䛿䚸 ᗘ 25䉝䚸ᾮ┦ pH 1.8䚸ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛿 150-183 mmolL-1䚸䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ⃰ᗘ䛿 12.5-200 mmolL-1 䛸䛧䚸ᾮ┦୰䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰- 68 -

ᗘ䛿 ICP Ⓨගศᯒ⿦⨨䠄ICP-AES; ICPE-9820, Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan䠅䛷 ᐃ䛧䛯䚹

5.2.3 䝸䝆䞁䇲䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀䛾Ὑί䞉↝ᡂᕤ⛬
㻌 5.2.2䛻䜘䛳䛶⏕ᡂ䛧䛯䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀䛿7840㽢g䚸5 min䛾㐲ᚰฎ⌮䜢⧞䜚㏉䛧䛶⾜䛔䚸ᚋ䛻80䉝䚸12 h䛾஝⇱ฎ⌮䜢⾜䛖䛣䛸䛷ⓑⰍỿẊ≀䛸䛧䛶ᅇ཰䛧䛯䚹䛭䛾ᚋ䚸ⓑⰍỿẊ≀4 g䛻ᑐ䛧㉸⣧Ỉ100mL䜢ຍ䛘䚸㉸㡢ἼὙίᶵ䛷5 minศᩓ䛥䛫䛯䚹Ὑί䛧䛯䜒䛾䜢෌䜃஝⇱䛥䛫䚸䛭䜜䜢750䉝䚸4 h䚸10䉝/min䚸኱Ẽ୰䛷↝ᡂ᧯స䜢⾜䛖䛣䛸䛷㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁⢏Ꮚ䛾ྜᡂ䜢᳨ウ䛧䛯䚹↝ᡂ ᗘ䛻䛴䛔䛶䛿TGMS䠄TG-DTA䠖Rigaku. TG-DTA TG8120, Chiba, Japan, MS䠖Anelva M-QA200TS, Kanagawa, Japan䠅䜢⏝䛔䚸䛭䛾ᐃ⤖ᯝ䜘䜚Ỵᐃ䛧䛯䚹ྜᡂ䛧䛯⢊ᮎ୰䛾㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁⢏Ꮚ䛾⣧ᗘ䛻䛴䛔䛶䛿䚸௨ୗ䛾᪉ἲ䜢⏝䛔䛶ᑟฟ䛧䛯䚹㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁⢏Ꮚ10 mg䜢10 molL-1䛾NaOHỈ⁐ᾮ6.0 mL䛻⁐ゎ䛧䛯䚹䛣䛾ᾮ䜢ICPⓎගศගศᯒ⿦⨨(ICP-AES; ICPE-9820, Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan)䛻䛶ᐃᛶศᯒ䛧䚸ᚓ䜙䜜䛯ඖ⣲䜢ᐃ㔞ศᯒ䛧䛯䚹䜎䛯䚸⣧ᗘ99.995䠂䛾ヨ⸆䛾㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁(Sigma Aldrich UK)䜒ྠᵝ䛻ศᯒ䛧䚸㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾⣧ᗘ䛿䚸௨ୗ䛾ᘧ5-1䛻䛶⟬ฟ䛧䛯䚹㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁⣧ᗘ䠙99.995%㽢(Wsample/Wreference)

ᘧ5-1

5.2.4 㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㑏ඖⅣ໬ᕤ⛬
㻌 5.2.3䛷⣧ᗘ䜢‶㊊䛧䛯㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁⢊ᮎ䜢ฟⓎཎᩱ䛸䛧䚸Ỉ⣲㞺ᅖẼୗ780䡚890䉝䚸3.6 h䛻䛶㑏ඖ䛧䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁⢊ᮎ䛸䛧䛯䚹䛭䛾ᚋ䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛻➼㔞䝰䝹䛾䜹䞊䝪䞁⢊ᮎ䜢ᢞධ䚸ΰྜ䛧䚸୙άᛶ㞺ᅖẼୗ䛷1350䉝䚸4 h䛻䛶཯ᛂ䛥䛫Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ྜᡂ䛧䛯䚹

5.2.5 ㉸◳ྜ㔠໬ᕤ⛬
㻌 5.2.4䛷ྜᡂ䛧䛯Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁⢊ᮎ䜢ฟⓎཎᩱ䛸䛧䚸⤖ྜ๣䛸䛧䛶10wt%䛾䝁䝞䝹䝖⢊ᮎ䜢ᢞධΰྜ䛧䚸ຍᅽᡂᙧ䛧䚸୙άᛶ㞺ᅖẼୗ㻌 1400䉝䚸1h䛻䛶↝ᡂ䛧㉸◳ྜ㔠䜢స〇䛧䛯䚹

5.3 ᐇ㦂⤖ᯝ䛸⪃ᐹ
5.3.1 䝸䝆䞁䜢⏝䛔䛯䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰㻌 Fig. 5-2(a) 䛻䝸䝆䞁ῧຍ⃰ᗘ䛜ᾮ┦୰䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘኚ໬䛻ཬ䜌䛩ᙳ㡪䜢♧䛩䚹䝸䝆䞁⃰ᗘ䛾ቑຍ䛻క䛔䚸ᾮ┦୰䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛾ᅇ཰⋡䛿ቑຍ䛧䚸䝸䝆䞁⃰ᗘ䛜200 mmolL-1䛾ሙྜ䛿䚸3ศ௨ෆ䛷ᐇᗫᾮ୰䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢100%ᅇ཰䛷䛝䛶䛔䜛䛣䛸䛜䜟䛛䜛䚹Table 5-2䛻䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ୰䛾㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾ᅇ཰⤖ᯝ䜢♧䛩䚹䝸䝆䞁ῧຍ⃰ᗘ䛜100 mmolL-1䛾ሙྜ䚸30ศ䛻䛚䛡䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᅇ཰⋡䛿92.2%
䛸䛺䛳䛯䚹䜎䛯䚸䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ୰䛻䛿䚸䜰䝹䜹䝸ᾐฟᕤ⛬䛻䛶౑⏝䛧䛯ከ㔞䛾䝘䝖䝸䜴䝮䛜ྵ䜎䜜䛶䛚䜚䚸䛣䛾䝘䝖䝸䜴䝮䛿䚸䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ୰䛷䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸㓟䛜䝘䝖䝸䜴䝮䜢ྵ䜣䛰䜲䜸䞁ᙧែ䛸䛧䛶Ꮡᅾ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛻㉳ᅉ䛩䜛䚹ᮏᐇ㦂䛷䜒ESI-MS䛾ศᯒ䛻䜘䜚䚸NaW6O192-䛺䛹䛾䜲䜸䞁䛜Ꮡᅾ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛥
䜜䛯䠄Fig. 5-3)䚹䛩䛺䜟䛱䚸䝸䝆䞁䛾ῧຍ䛻䜘䜚䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝫䝸㓟䛜ỿẊᅇ཰䛥䜜䜛䛸ྠ᫬䛻୍㒊䛾䝘䝖䝸䜴䝮䛜୙⣧≀䛸䛧䛶ΰධ䛧䛯䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹䝘䝖䝸䜴䝮䛾ᅇ཰⋡䛿䚸7.6%䛷䛒䜛䜒䛾䛾䚸䝘䝖䝸䜴䝮䛿ึᮇ- 69 -

⃰ᗘ䛜557 mmolL-1䛸㧗䛔䛯䜑䚸ከ䛟䛾䝘䝖䝸䜴䝮䛜䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀୰䛻ṧ䛳䛶䛔䜛䛣䛸䛻䛺䜛䚹䝞䝘䝆䜴䝮䛿21%ᅇ཰䛥䜜䜛䛜䚸䛣䜜䛻䛴䛔䛶䛿᪤ 䛾◊✲5,11䛻䛶ሗ࿌䛥䜜䛶䛔䜛䜘䛖䛻䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䝞䝘䝆䜴䝮䛜⁐ᾮ୰䛻Ꮡᅾ䛧䛶䛔䜛ሙྜ䚸[W3V3O19]5−䛾䜘䛖䛺䝍䞁䜾䝇䝔䞁−䝞䝘䝆䜴䝮䝦䝔䝻䝫䝸㓟䜢ᙧᡂ䛧䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䝞䝘䝆䜴䝮䛜ྠ᫬䛻ỿẊ䛩䜛䛯䜑䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹䛧䛛䛧䚸䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ୰䛻ྵ䜎䜜䜛䝞䝘䝆䜴䝮䜲䜸䞁䛾⃰ᗘ䛿䚸0.08 mmolL-1䛸ప䛔䛯䜑䚸ⓑⰍỿẊ≀୰䛻ྵ䜎䜜䜛䝞䝘䝆䜴䝮⃰ᗘ䛸䛧䛶䛿䚸
0.17 mmolL-1䛸䛛䛺䜚ᚤ㔞䛷䛒䜛䚹Fig. 5-2(b) 䛻ᐇ㦂㛤ጞ30ศᚋ䛾෗┿䜢♧䛧䛯䚹䝸䝆䞁䜢ῧຍ䛧䛯᪉䛿䚸ⓑⰍỿẊ䛜⏕ᡂ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜䜟䛛䜛䚹䜎䛯䚸䝸䝆䞁䛺䛧䛸䝸䝆䞁䛒䜚䛾⁐፹䛾Ⰽ䛜ྠ䛨㯤Ⰽ䛷䛒䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛷䛝䜛䚹䛣䛾㯤Ⰽ䛿⁐ᾮ୰䛻ྵ䜎䜜䛶䛔䜛䝞䝘䝆䜴䝮⏤᮶䛾䜒䛾䛷䛒䜚䚸┠ど䛷䜒ᾮ┦୰䛻䝞䝘䝆䜴䝮䛜Ꮡᅾ䛧䛶䛚䜚䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸ศ㞳ᅇ཰䛷䛝䛶䛔䜛䛣䛸䛜䜟䛛䜛䚹200

W concetration [mM]

(a)

150

Lysine concentration [mmol/L]
Control (without lysine )12.5, 25,50, 100, 200

(b)

100

50

0
0

10

20

30

Time [min]Without
lysineWithlysineFig. 5-2(a) 䝸䝆䞁ῧຍ⃰ᗘ䛤䛸䛾ᾮ┦୰䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛾⤒᫬ኚ໬䠄ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ145 mmolL-1, ᾮ┦pH 1.8,

ᗘ25䉝, 䝸䝆䞁⃰ᗘ12.5-200 mmolL-1䠅

䠄b䠅཯ᛂ㛤ጞ30ศᚋ䛾እほ෗┿䠄ᕥ䠅䝸䝆䞁ῧຍ䛺䛧䠄ྑ䠅䝸䝆䞁ῧຍ䛒䜚- 70 -

100

100

W6O19

2-

Measured value

80
60

90

40

80

20
0
100

70

NaW6O19-

80

60

HWO4-

W3O102-

50

60

W4O13

40

2-

W7O222-

40
20
0
1420

1425

30

1430

1435
m/z

1440

W8O252-

20

1445

1450

NaW6O19-

10
0
200

400

600

800

1000

1200

1400

m/z

Fig. 5-3 䝍䞁䜾䝇䝔䞁Ỉ⁐ᾮ䛾ESI-MSศᯒ

Table 5-2㻌 ᐇᗫᾮ୰䛻ྵ䜎䜜䜛㔠ᒓ䜲䜸䞁䛾⃰ᗘ䛾⤒᫬ኚ໬䠄ᾮ┦ pH 1.8,

ᗘ 25䉝,䝸䝆䞁⃰ᗘ 100 mmolL-1䠅

Time [min]W [mmolL-1]

Na [mmolL-1]

V [mmolL-1]

0

140.8

566.9

0.79

10

10.0

528.6

0.63

30

11.0

523.6

0.62

Recovery ratio㻌 [%]

92.2

7.6

21.0

5.3.2 䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀䛾Ὑί䛚䜘䜃↝ᡂᐇ㦂䛾⤖ᯝ
㻌 5.3.1䛷ᚓ䜙䜜䛯䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀䜢㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䛧䛶ᅇ཰䛩䜛䛯䜑䛻↝ᡂ䜢⾜䛳䛯䚹䜎䛪
TG-MS䜢⏝䛔䚸ỿẊ≀䜢↝ᡂ䛩䜛䛣䛸䛷⏕ᡂ䛩䜛䜺䝇✀䛺䜙䜃䛻⏕ᡂᗘ䜢☜ㄆ䛧䚸↝ᡂᗘ䛾Ỵᐃ䜢⾜䛳䛯䚹Fig. 5-4 䛻TG-MS䛾⤖ᯝ䜢♧䛩䚹㔜㔞䛿3ẁ㝵䛷ῶᑡ䛧䚸800䉝䛷16.6%㔜㔞䛜ῶᑡ䛧䛯䚹100200䉝䛾1ẁ㝵┠䛷䛿୺䛻ⓑⰍỿẊ䛻ṧ␃䛧䛶䛔䛯Ỉ䛜⵨Ⓨ䛧䛯䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹250-400䉝䛾2ẁ㝵┠䛷䛿Ỉ䛸䜰䞁䝰䝙䜰䛜ศゎ䛥䜜䚸500-650䉝䛾3ẁ㝵┠䛷䛿䝸䝆䞁䛜ศゎ䛧䛶஧㓟໬Ⅳ⣲䛜Ⓨ⏕䛧䛯䛸⪃䛘䜙䜜䜛䚹௨ୖ䛾⤖ᯝ䜘䜚䚸䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀䛾↝ᡂ ᗘ䜢750䉝䛻Ỵᐃ䛧䛯䚹- 71 -

100
100

5.0

5.00E-010
4.50E-010

TG [%]

9090

4.0

Intensity [10-10 A]

95
95

4.00E-010

TG
CO2
H2O
NH3

3.50E-010

3.0

3.00E-010
2.50E-010

2.0

2.00E-010
1.50E-010

85
85

1.0

1.00E-010
5.00E-011

80
80
0
0

0.00E+000
0
200 400
400 600
800
200
600 800
Temperature [Υ]Fig. 5-4 䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀䛾TG-MSᐃ⤖ᯝ䠄᪼ ㏿ᗘ:10䉝 /min䚸஝⇱✵Ẽୗ䠅㻌 Fig. 5-5(a) 䛻䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀䜢኱Ẽ୰䛷750䉝䛷4 h↝ᡂ䛧䛶ᚓ䛯⢊ᮎ䛾XRD ᐃ⤖ᯝ䜢♧䛩䚹ỿẊ≀䜢Ὑί䛧䛶䛔䛺䛔ሙྜ䛿䚸㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁௨እ䛾䝢䞊䜽䛜10-20㼻ᇦ䛷☜ㄆ䛥䜜䛯䚹䛣䜜䜙䝢䞊䜽䜢䝸䞊䝖䝧䝹䝖ゎᯒ䛻䜘䜚ゎᯒ䛧䛯⤖ᯝ䚸Fig. 5-5 (b) 䛻♧䛩䜘䛖䛻䚸Ὑί䜢⾜䛳䛶䛔䛺䛔ሙྜ䛿
Na5W14O4412䛜ከ䛟Ꮡᅾ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜䜟䛛䛳䛯䚹䛭䛣䛷䚸䝘䝖䝸䜴䝮䛾㝖ཤ䛾䛯䜑䛻䚸䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀䛾Ὑί䜢ᐇ᪋䛧䛯䚹䛭䛾⤖ᯝ䚸Fig. 5-5(b)䛻♧䛩䜘䛖䛻䚸Ὑίᅇᩘ䜢ቑ䜔䛩䛤䛸䛻䝘䝖䝸䜴䝮⏤᮶䛾⤖ᬗ䛜ῶᑡ䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛷䛝䜛䚹4ᅇ௨ୖὙί䛧䛯⢊ᮎ䛿XRD

ᐃ⤖ᯝ䛛䜙䛿䚸䝘䝖䝸䜴䝮䜢ྵ䜐໬ྜ≀䛿᳨ฟ䛥䜜䛺䛛䛳䛯䚹Ὑί䛩䜛䛣䛸䛷㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁୰䛻Ꮡᅾ䛩䜛䝘䝖䝸䜴䝮䜢㝖ཤ䛷䛝䜛䛣䛸䛜᫂䜙䛛䛸䛺䛳䛯䚹Fig. 5-5(c)䛻ⓑⰍỿẊ䜢↝ᡂ䛧䛯⢊ᮎ䛾እほ䜢♧䛩䚹Ὑίᅇᩘ䛜ቑ䜔䛩䛣䛸䛷㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁≉᭷䛾㯤Ⰽ12,13䛻ኚ໬䛧䛶䛔䜛䚹䜎䛯䚸Ὑίᅇᩘ䛜ᑡ䛺䛔䜋䛹⥳Ⰽ䛾⢊ᮎ䛸䛺䛳䛶䛔䜛䛜䚸䛣䜜
䛿Na5W14O44䛜ከ䛟Ꮡᅾ䛧䛶䛔䜛䛯䜑䛰䛸⪃䛘䜙䜜䜛14䚹ྜᡂ䛧䛯㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ICPศගศᯒ⿦⨨䜢⏝䛔䚸⣧ᗘ ᐃ䜢ᐇ᪋䛧䛯䚹 ᐃ䛧䛯䝃䞁䝥䝹䛿5ᅇỈ䛷Ὑί䛧䛯ⓑⰍỿẊ䜢↝ᡂ䛧䛶ᚓ䛯㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢౑⏝䛧䛯䚹㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁⣧ᗘ䛿99.6%䛷䛒䜚㠀ᖖ䛻㧗⣧ᗘ䛷䛒䜚䚸䛣䛾⣧ᗘ್䛿๓❶䛾⣧ᗘ䛸ྠ➼䛷䛒䜚䚸䝇䜽䝷䝑䝥䛛䜙䛾ᅇ཰䛻䛚䛔䛶䜒ᮏᡭἲ䛿㐺ᛂྍ⬟䛸ุ᩿䛷䛝䜛䚹䜎䛯䚸ึᮇ䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䛛䜙䛾⃰⦰ಸ⋡䛸䛧䛶䛿⣙30ಸ䛷䛒䜛䛣䛸䛜♧䛥䜜䛯䚹- 72 -

Fig. 5-5 䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ⓑⰍỿẊ䜢Ὑί䞉↝ᡂ䛧䛶ᚓ䛯⢊ᮎ䛾⤖ᬗᵓ㐀䛸እほ(a) XRDศᯒ⤖ᯝ䚸(b) 䝸䞊䝖䝧䝹䝖ゎᯒ⤖ᯝ䚸(c) ↝ᡂᚋ䛾እほ䚸↝ᡂ᮲௳䠖኱Ẽ୰750䉝䚸4 h䚸10䉝/min

5.3.3 㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾㑏ඖⅣ໬ᐇ㦂ཬ䜃㉸◳ྜ㔠໬䛾⤖ᯝ㻌 㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢㑏ඖ䞉Ⅳ໬䛧ᚓ䜙䜜䛯㯮Ⰽ⢊ᮎ䛾XRD

ᐃ⤖ᯝ䜢Fig. 5-6(a)䛻䚸SEMほᐹ⤖ᯝ䜢Fig. 5-6(b)䛻♧䛩䚹ẚ㍑䛾䛯䜑䛻ᕷ㈍䛾Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢㓟໬䛧䛯㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢㑏ඖ䞉Ⅳ໬䛧䛯⢊ᮎ䜒ศᯒ䛧䛯䚹Fig. 5-6 (a) 䜘䜚䚸䝸䝆䞁䜢⏝䛔䛶䝇䜽䝷䝑䝥ᗫᾮ୰䛛䜙ᅇ཰䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜘䜚ྜᡂ䛧䛯- 73 -

㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛜༑ศ㑏ඖ䞉Ⅳ໬䛧䛶䛔䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛷䛝䜛䚹Fig. 5-6 (b) 䜘䜚䚸SEM෗┿䛛䜙䜒ᙧែ䛻኱䛝䛺ᕪ䛿䛺䛔䛣䛸䛜☜ㄆ䛥䜜䚸෌㈨※໬䛜ྍ⬟䛸䛺䛳䛯䚹㻌 䛣䛾Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢⏝䛔స〇䛧䛯㉸◳ྜ㔠䛾෗┿䜢Fig. 5-6 (c)䚸⤌⧊෗┿䜢Fig. 5-6 (d)䛻♧䛩䚹Fig.
5-6 (c) 䜘䜚䚸㉸◳ྜ㔠䛸䛧䛶෌㈨※໬ྍ⬟䛷䛒䜛䛣䛸䜢☜ㄆ䛧䛯䚹䜎䛯Fig. 5-6 (d)䜘䜚䚸ᚓ䜙䜜䛯㉸◳ྜ㔠䛾⤌⧊䛻䛚䛔䛶䜒䚸ᕷ㈍䛾㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛛䜙ᚓ䜙䜜䛯Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䛾ᕪ␗䛿ㄆ䜑䜙䜜䛺䛛䛳䛯䚹
Fig. 5-6 (b) 䛾Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁⢊ᮎ䛾⢏ᚄ䛸ẚ㍑䛧䛶䚸⢏Ꮚ䛜⢒኱໬䛧䛶䛔䜛䛜䚸䛣䜜䛿䚸Ⅳ໬䝞䝘䝆䜴
䝮䜔䚸Ⅳ໬䜽䝻䝮䛸䛔䛳䛯⢏ᡂ㛗ᢚไ๣䜢ῧຍ䛧䛺䛛䛳䛯䛣䛸䛻䜘䜛↝ᡂ᫬䛾⢏ᡂ㛗䛜ᙳ㡪䛧䛶䛔䜛䛸⪃
䛘䜛䚹
(a)

(b)
COD 2100636 WC(1) Recycled WC

Intensity [a.u.](1) Recycled WC

1.0 μm(2) Control (WC)(2) Control (WC)

1.0 μm
10

20

30

40
50
2T [deg.]

60

70

80

(1) Recycled WC(2) Control (WC)(1) Recycled WC(2) Control (WC)

(c)

(d)

2.0 μm

2.0 μmFig. 5-6 䝸䝆䞁䜢⏝䛔䛶ᅇ཰䛧䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁⏤᮶䛾Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸ᕷ㈍䛾Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢㓟໬䛧䛯㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢㑏ඖ䞉Ⅳ໬䛧䛶ᚓ䛯Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁(a)Ⅳ໬⢊ᮎ䛾XRD ᐃ⤖ᯝ䚸(b) SEMほᐹ⤖ᯝ䚸(c)㉸◳ྜ㔠䛾෗┿䚸(d)⤌⧊෗┿

5.3.4 䝟䜲䝻䝑䝖䝥䝷䞁䝖䛻䜘䜛䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝸䝃䜲䜽䝹䛸ᐇ䝥䝻䝉䝇䛸䛾ẚ㍑
㻌 Fig. 5-7䛻ᮏ◊✲䛷ᥦ᱌䛩䜛Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝸䝃䜲䜽䝹䜢䝟䜲䝻䝑䝖䝥䝷䞁䝖䛷ᐇ᪋䛧䛯⤖ᯝ䜢♧䛩䚹

- 74 -

㉸◳ᕤල䛛䜙䛾䝍䞁䜾䝇䝔䞁䝸䝃䜲䜽䝹䝥䝻䝉䝇䛷䛿䚸䜎䛪䝇䜽䝷䝑䝥䜢ᅇ㌿⅔䛷䚸㓟໬↎↝䛩䜛䛣䛸䛷↎↝⢊䜢ᚓ䜛䚹䛭䛾↎↝⢊䜢䜰䝹䜹䝸Ỉ⁐ᾮ䛻䛶཯ᛂ䚸ᢳฟ䛧䚸䝇䜽䝷䝑䝥⏤᮶䛾ᗫᾮ䜢స〇䛧䛯䚹⣧Ỉ䛻䛶䝍䞁䜾䝇䝔䞁⃰ᗘ䜢୍ᐃ䛸䛧䚸䝸䝆䞁ሷ㓟ሷ䜢ᢞධ䚸ᨩᢾ⁐ゎ䛧䛯䚹䛭䛾ᚋ䚸ᨩᢾ䛧䛺䛜䜙ሷ㓟䜢ᢞධ䛧䚸pH䜢1.8 䡚 2.0䜎䛷ㄪᩚ䛧䚸ⓑⰍỿẊ≀䜢ᚓ䛯䚹ⓑⰍỿẊ≀䛿䚸䝣䜱䝹䝍䞊䝥䝺䝇䛷ⓑⰍỿẊ䜢䛻ᅛᾮศ㞳䛧䚸䝣䜱䝹䝍䞊䝥䝺䝇䛻⣧Ỉ䜢㏻ᾮ䛩䜛䛣䛸䛷䝘䝖䝸䜴䝮୙⣧≀䜢㝖ཤὙί䛧䚸ᅇ཰䚸஝⇱䛧䛯䚹ᚓ䜙䜜䛯ⓑⰍỿẊ䛿↝ᡂ䛩䜛䛣䛸䛷㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛸䛧䚸㑏ඖ䚸Ⅳ໬䚸ྜ㔠໬䜢⾜䛖䛣䛸䛷㉸◳ᕤල䜢ᚓ䜛䛣䛸䛜ྍ⬟䛸䛺䛳䛯䚹

Fig. 5-7 䝟䜲䝻䝑䝖䝥䝷䞁䝖䛻䜘䜛㉸◳ྜ㔠 (Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁-䝁䝞䝹䝖) 䛾䝸䝃䜲䜽䝹㻌 䛣䛣䛷䚸ᮏ◊✲䛷ᥦ᱌䛩䜛䝸䝆䞁䜢⏝䛔䛯ᅇ཰ἲ䛸ᚑ᮶䛾䜲䜸䞁஺᥮ἲ䜢⏝䛔䛯ᅇ཰ἲ䛻䛚䛔䛶䚸⸆ရ䝁䝇䝖䛸ᗫᾮ㔞䛻䛴䛔䛶ẚ㍑䜢⾜䛳䛯䚹Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁1 t䜢䝸䝃䜲䜽䝹䛩䜛䛯䜑䛻ᚲせ䛺䝸䝆䞁䛸䜲䜸䞁஺᥮ᶞ⬡䛾౯᱁䛸ᗫᾮ㔞䜢ẚ㍑䛧䛯⤖ᯝ䜢Table 5-3䛻♧䛩䚹䜲䜸䞁஺᥮ᶞ⬡䛿䚸240ᅇ䠄⣙2ᖺ౑⏝䠅෌฼⏝䛩䜛䛸௬ᐃ䛧䛶ẚ㍑䜢⾜䛳䛶䛔䜛䚹䛭䛾⤖ᯝ䚸䝸䝆䞁䜢⏝䛔䛯ᡭἲ䛾⸆ရ䝁䝇䝖䛿䜲䜸䞁஺᥮ἲሙྜ䛾䛭䜜䛸ẚ㍑䛧䛶䚸⣙1.4ಸ䛸䛺䛳䛯䚹䛧䛛䛧䚸䜲䜸䞁஺᥮ἲ䛿䚸┠ⓗ≀(NH4)2WO4䜢⁐ᾮ䛸䛧䛶ᢳฟ䛧䚸ຍ⇕
ᬗᯒ䛧䛶APT⢊ᮎ䛻䛩䜛䛜䚸ᮏ䝥䝻䝉䝇䛿䚸┠ⓗ≀䜢⢊ᮎ䛸䛧䛶ᯒฟ䛧䚸ᅇ཰䛷䛝䜛䛯䜑䚸ᬗᯒ䛻せ䛩䜛ຍ⇕䜶䝛䝹䜼䞊䛜୙せ䛷䛒䜛䚹䛣䛾஦䜢⪃៖䛩䜛䛸༑ศ➇தຊ䜢ᣢ䛳䛯䝥䝻䝉䝇䛷䛒䜛䛸ゝ䛘䜛䚹䜎䛯ᗫ- 75 -

ᾮ㔞䛜⣙40%䛻䛺䛳䛶䛔䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛷䛝䜛䚹䛣䜜䛿䚸䜲䜸䞁஺᥮ᶞ⬡ෆ䛷┠ⓗ≀(NH4)2WO4䜢ᯒฟ䛥䛫䛺䛔䜘䛖䛻ప⃰ᗘ䛷ฎ⌮䛩䜛ᚲせ䛜䛒䜛䛣䛸䛸䚸䜲䜸䞁஺᥮ᶞ⬡䜢෌⏕䛩䜛䛯䜑䛻ከ䛟䛾⸆๣䜢౑⏝䛩䜛䛣䛸䛜ཎᅉ䛷䛒䜛䚹䛣䛾䛣䛸䛛䜙䚸ᮏ䝥䝻䝉䝇䛿䚸䝥䝷䞁䝖䜢䝁䞁䝟䜽䝖䛻཰䜑䜛䛣䛸䜒ྍ⬟䛷䛒䜛䛸ゝ䛘䜛䚹㻌㻌 ௨ୖ䜘䜚䚸ᮏ䝥䝻䝉䝇䛿䚸ᚑ᮶䛾䜲䜸䞁஺᥮ἲ䛸ẚ㍑䛧䚸⎔ቃ㈇Ⲵ䜢ᢚไ䛷䛝䜛䝥䝻䝉䝇䛸䛧䛶䚸௒ᚋ᭦䛺䜛ᒎ㛤䛜ᮇᚅ䛥䜜䜛䚹

Table 5-3 WC 1t 䜢䝸䝃䜲䜽䝹䛩䜛㝿䛾䝸䝆䞁ἲ(CAAP ἲ)䛸䜲䜸䞁஺᥮ἲ䛾ẚ㍑
price ofchemicals
chemicalsum of
Price
of
price
adsorbent
chemicals*1) amount chemicals*2)
needed for
displacement
neededneeded1 ton WC
recovery[-][kg][US$/kg]
[US$]
[US$]
[L]
CAAP method(Lysine)15% HCl

4880

0.06

283.4

Lysine

490

0.43

210.7

NH4Cl

735

0.11

80.9

400

0.30

120.0

192

0.27

51.8

24

0.21

4.9

8573

2.78

99.3*C)25%
NH4OH
Ion-exchange
resin
12%NaClO4(SA-10A)
NaOH
SA-10A

494

29278

357

71272

*1) Chemicals needed for ion exchange resin case are based on the ref4. *2) These values are references. The
price of all materials are based on Alibaba.com Official Site. *3) ion exchange change (SA-10A) are assumed
to recycle for 240 times (about 2 years).

5.4 䜎䛸䜑㻌 ౑⏝῭䜏Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾䝇䜽䝷䝑䝥䛛䜙ᚓ䜙䜜䛯䝍䞁䜾䝇䝔䞁ᗫᾮ䛻䝸䝆䞁䜢ῧຍ䛩䜛䛣䛸䛷䚸䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢92.2%ᅇ཰䛩䜛䛣䛸䛜䛷䛝䛯䚹䛥䜙䛻ᚓ䜙䜜䛯䝸䝆䞁-䝍䞁䜾䝇䝔䞁ỿẊ≀䜢Ὑί䛧↝ᡂ䛩䜛䛣䛸䛷䚸⣧ᗘ99.6%䛾㧗ရ఩䛺㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䛾ྜᡂ䛻ᡂຌ䛧䛯䚹䛥䜙䛻䚸ᚓ䜙䜜䛯㓟໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢㑏ඖ䡡Ⅳ໬䛩䜛䛣䛸䛷Ⅳ໬䝍䞁䜾䝇䝔䞁䜢ྜᡂ䛧䚸㉸◳ྜ㔠䜈䛾෌㈨※໬䛷䛝䜛䛣䛸䛻ᡂຌ䛧䛯䚹᭱ᚋ䛻䝟䜲䝻䝑䝖䝥䝷䞁䝖䜢⏝䛔䚸᪤Ꮡ䛾䜲䜸䞁஺᥮ἲ䛸ẚ㍑䛧䛯⤖ᯝ䚸ᗫᾮ㔞䜢⣙60䠂ᢚไྍ⬟䛺䝥䝻䝉䝇䛷䛒䜛䛣䛸䛜☜ㄆ䛥䜜䚸⎔ቃ㈇Ⲵ䛜ప䛔䛣䛸䜢♧䛧䛯䚹

5.5 ཧ⪃ᩥ⊩(1) Makino, T.; Nagai, S.; Stark W. J.; Iskandar, F.; Okuyama, K., Ogi, T., ; ACS sustainable chemistry &engineering 2018, 6 (3), 4246–4252(2) Lassner, E.; Schubert, W.-D., The element tungsten. In Tungsten, Springer: 1999; 1-59.
(3) Chapman, A.; Arendorf, J.; Castella, T.; Thompson, P.; Willis, P.; Espinoza, L.; Klug, S.; Wichmann, E.,- 76 -

Study on Critical Raw Materials at EU Level. Oakdene Hollins: Buckinghamshire, UK 2013.
(4) Ogi, T.; Sakamoto, Y.; Nandiyanto, A. B. D.; Okuyama, K., Biosorption of Tungsten by Escherichia coli
for an Environmentally Friendly Recycling System. Industrial & Engineering Chemistry Research 2013, 52,(40), 14441-14448.
(5) Ogi, T.; Makino, T.; Okuyama, K.; Stark, W. J.; Iskandar, F., Selective Biosorption and Recovery ofTungsten from an Urban Mine and Feasibility Evaluation. Industrial & Engineering Chemistry Research
2016, 55, (10), 2903-2910.
(6) Ogi, T.; Makino, T.; Iskandar, F.; Tanabe, E.; Okuyama, K., Heat-treated Escherichia coli as a highcapacity biosorbent for tungsten anions. Bioresource Technology 2016, 218, 140-145.
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