Thiobacillus ferrooxidansによるジャロサイトお よびアンモニオジャロサイトの生成実験

著者 小岩崎 浩一, 本坊 好正, 田崎 和江, 森 忠洋 著者別表示 Koiwasaki Koichi, Honbou Yoshimasa, Tazaki

Kazue, Mori Tadahiro

雑誌名 地球科学

巻 47

号 6

ページ 493‑505

発行年 1993‑11‑25

URL http://doi.org/10.24517/00061677

doi: 10.15080/agcjchikyukagaku.47.6_493

地 球 科 学 47 巻

6

弓

．

_（1993 年 11月 ） 493

〜

5D6

493

Thiohaci

^〃

US



ferrooxidans

に

よ る ジ

ャ ^ロ

サ イ トお よ び 　　　　　　　　

^{ア ン モ ニ}

^{オ ジ}

ャ^囗

サ イ ト

^の

生 成実験

小 岩 崎 浩 ・

丶

本 坊 好 正

^{耡 ・} 田

崎 和 江

 

森 　 ^{忠 洋 “ ＊}

^’

　　　　 Experimental



study



on



formation

　

of



jarosite



^and

ammoniojarosite

　

associated

　

with

　

Thiob

^α

citlus



ferrooxidans

Koichi



Koiwasaki

^＊

，



Yoshimasa



Honbou

^”

，

　　

Kazue



Tazaki

^’ and 

Tadahiro



Mori

^{” ’}

Abstract 　 Jarosite



KFe3

（

SO4

）2（

OH

）6　and 　amrnQniojarosite 　

NII4Fe3

（

SO4

）2（

OH

）6　were 　experi

−

mentaly 　

formed

　

in

　

g

　

K −

medium with 　

Thiob

α

cillus ノ ’

errooxidans at

33

℃ ^under 　aeidic condi

− tion ．



The



product

^showscharacteristic 

peaks

^of

jarosite

^at

^3．



^D8，1．99

^and

^1，83

^蓋

^{， and}



^those

of

　

amrnoniojarosite

　a し

3．09，5， 12，1．98

^{and ユ}

． 83A



ⁱⁿ

^use

^X −

_ray

_powder



diffraetion

　

and

　

elec − tron



diffraction



pattern ．



TEM



and



SEM



obscrvations

^{revealed 揃 e　crystai}

growth



processes

of

these

minerals as

follows

　^；

Baci

！

lus



bactcrial



cells

^take 　

^the



form

　of　cross

− _fiIlger ，

　

Both iron

　and 　sulfur 　components 　

precipitated

^{on 　coll　walL}

The

　

iron

　

component

　

takes

　

the

　

form

of　

burs ，

^{whereas む}

^hc

^{sulfur 　component}

^fQrms

^rosary

−

_{shaped 　materials}

．

　

The

　sizes 　of　

iron

materials



rangc



from



D，5to



2．



O

μ

rn



in



diameter

^while

^those

^{of　sulfur 　materials 　range}

from O．05to



D．1

μ^min

diameter、



Next，



potassiuln

^and

hydroxyl



iI19K −

_medium 　reacted 　on 　

both iron

　and 　sulfur 　componen 七s　on 　

the

　cell　walL 　

Cubic

　or　

platy ゴ

^arosite

， O．1to

　

5， 0

μ min 　

dia

^皿

一

eter

，



^is



formed

　within 　

3

　

days ．

　

Jarosite

　of　

final

　

products

^changed

to

　reform 　rosary 　or　

par −

a

^且el

crystalline

^materials

．

　

Potassium

　

ill

　

larosite



^is

subsLituted 　

for

　ammonia 　

to

　

form

　am

−

moniojarosite



within



5



days．



Jarosite



was



produced



by

　

bacter ’ _ial

mineralization 　

in

　

g

　

K −

mediu 【n 　within 

3



days，



^and



those



of



ammoniojarosite

^within

5



^days ．

　

WithQut

　

Thiobacillus

ferrooxidans ^，



larosite

^andammoniojarosite were 

produced



^after



5



Qr



g



^days

respectively

， The 　

^results

　

^suggest

that 　Thiob

^αcillus

ferrooxi

^（

ⁱ

^αns

　

^¢Qntributes

　forma

^し

ion 　

^of

jarosite 　

^and

ammonioja

’

　roSite 　aS　CatalySt

．

Kebl

ω ords

　 jarosite ^，

 ammoniOjarosite

，



Thtob

αcillus 　

ferrooxid

^α

^ns ，9K −

^medium

，



^XRD ， 　　　　　　 SEM

_，

TEM

_，

　　

1993

年

． ₅

_丿

₁₂₀

_{口受 付}

₁₉₉₃

_年

₉

_月

₂₄

_日受理

　^’北陸支^部

，

金 沢 大学^理学 部 地 学 教 室

，

〒

920 − ₁₁

_{金 沢 市 角 間}

₁

_町

　　

Departmont

^of

^Earth



^Sciences ，



^Faculty

^of

^Science ，



^Kanazawa



^University ，



^Kakuma ，



^Kanazawa



⁹²⁰ − ₁₁ ，



^Japan

＊ ＊

兵 庫^{県 立}舞

’ r −’ _Pj ．

等学 校

，

〒

655

　^神P

．

市垂水区

　　

Maiko



High



Schoel ，



Tarumi − _ku ，



Kobe



655 ，



Japan

＊ ＊ ＊

島根 大 学 農 学^部環 境 生物

T ．

学^研究 室

，

〒

690

　^{松 江市西 川 津 町}

106D

　　

^LaboratQry

^Qf

Eilvironmenta

］

Biotechno

］ogy

，



Faculty

of　

Agricultur ，



Shimane



Universi

し

y ，



NLshikawatsu ，



^Matsue 、

　　

Shi

エnanc 　

690 ，

　

Japan

494 小岩 崎浩 一 ・ _{本坊 好}

_正

・

_田

_崎和

_江

・ _森

_忠

_洋

1 　 は じ め

に

　

^バ ク テ リ ア に よ る生 体 鉱 物 化

作

^{用 （}

Bacterial biominera

工

ization

）によ^っ て生 成 される鉱 物 は

，

珪 酸 塩 鉱 物

，

リン酸 塩 鉱 物

，

硫 酸塩 鉱 物 な ど

， 250

種 以 上 も 認め ら れ て い る （

Krumbein ，1986

；

Lowenstam



and

Weiver，1989

）

．

田

崎

^（

1991

）に よれ ば

，

牛 体 鉱 物 を 作 る^バ ク テ リア は多 様^で

，

生

存条

件^も

幅

^広く

，

以

下

^{の様 な}

特

徴 を

持

^っ

． ¹

）^バ クテリ^アは

高等 生物

^が

棲息

^で

き

^ない

よう^な極 限 的^な環 境 下^で も繁 殖 す^る

， 2

）^{バ ク テ リア} は

， 微

^量な

元

^{素 を}

，

生 物 的および地 球 化 学 的^に結 合ある い は蓄 積 する

， 3

）^バ クテ リア細 胞^の表 面 は

，

典 型 的^な 陰イ オンの性 質 を待 ち

，

可 溶 性^の金 属イ オ^ンを 大 量^に吸

収

^する

， 4

） 各 種^の鉱 物 生 成^{におい て}

，

^{バ クテ リア の}細 胞は核 形 成^の場 と なる

．

　^ジャ ロサ イ トは

，

鉄 鉱 床^{の 二}次 生 成 物^とし^て

，

あ^{る い} は硫

酸

^{塩 を}

含

^{む 十壌 中に}

一

_{般 的に認められる鉱 物で ある}

（ Alpers



et

　

al ． ，1992

^；

Long



eC

α

1．，1992

）

．

ま た

，

コ ンク リ

ー

_{トの微生 物 腐 食に伴っ て}

，

ジ ャロサ イ ト^が生 成 す る （田

崎

^ほか

， 1990a ，



b

）

．

本 研 究で は

，



Thio − b

α

cillus

　

ferrooxidans

^{を 用いて培 養 液 中で実 験 的に生}

成し た ^ジャ ロサ イ ト（

Jarosite

；

KFe3

（

SO4

）2（

OH

）G） につ いて述^べ る

，

実 験 的^に

得

^{た生 成}

物

^{を 走 査 型および 透} 過 型 電 子 顕 微 鏡 を 用^いて観 察 し

，

^バ ク^テ リア^の役 割 や ジャ ロサ イ ト^の牛 成^の メ^カニ ズムを 明 らかに した

． 　

^なお

， _本

研 究^で使 用 し^た

’ ₁ ’ hiobacillus

　

fenrooxid

^αns

（鉄 酸 化 細 菌 ） は

，Colmer

^and

^Hinkel

（

1947

）^に よ り発 見さ れ た

，

独 立 栄 養 細 菌^の

一

_種である

．

こ の バ ク テ リ ア は

， ^Fe2 ’

を

Fe3

^＋に酸 化 し^エ ネ^ルギ

ー

_{を 得てお り}

，

ま た

．

硫

黄

^の酸 化 能 力 も合 せ 持^っ て^い る （今 井

，1984

；

箕 浦ほ か

， ¹⁹⁸⁶

；山 中

， ¹⁹⁸⁷

）

，

^{こ の バ} ク テ リ ア は

，

グ ラ^ム

陰性

^で

， 0．5〜5． O

_μ

m

の大 き さ を も ち

， _好気

性 か^っ 耐 酸 性の

桿

^菌である

．

ま た

， pHO ， 5〜5，5

で生 育 し

，

生

育

^最適

pH

^は

2．0〜3，5

である

．

［ 　 ^試 料 ^と 実験方 ^法 A ． ^Thiobac1

^{〃 us}

^ferrooxid

^∂ns の培 養

　 Thiob

^αciZtus

ferrooxidans

^は

^， 島

^根

県

^温

泉津

^黒

松付

近^の

， 更新

^世

中

^部の

都野

^{津 層の海 成}

粘

^{土 層 か ら}

分

^離

・

_培

養し

，

実験に使 用 し た

。

実 験に 用 いた

9K

培 地^’は 下 記

の と お りで ある

．

　

滅

菌

^{し た}

500ml

坂［コフ ラス コ に

， 9K

培地

100ml

と

Thiobaeillus



fernooxid

^α

^ns



^l



^ml

^（

¹

^{％ ） を 入 れ}

^{， 33}

℃ に保温 し， 振と う培

養

^{し た}

．

ま た

，

比

較

^{の た め に}

植菌

しないものを

同

^{様に振 と うさ せ た}

．

生 成 物は

12

時聞

，

ま

た は

24

時 間毎^{にフ ラス コか}ら取 り出^し

， _pH

測 定^と

Fe

の

定

景

分析

^を行^っ た後

， 電

子 顕

微鏡

^で観

察

^を

行

^{っ た}

．

　

Fe

の定 量 分 析 は

， 1 ，



10 一

_フ

ェ ナ^ン ト^ロ リ^ン法^で行^っ た

，

蒸 留 水で希 釈 した 試 料

50ml

に

， ¹ ， ¹⁰ 一

_{フ ェ ナ ン ト}

ロ リ^ン溶 液 を

2 ． 5mL

緩 衝 溶 液 を

2 ． 5ml

加^え

， 30

分 間 放 置 した 後

，

吸 光 度 測 定 を 行^っ た

．

溶 存 鉄につ いては

、

試 料 を 濾 紙で濾 過 した 後

， Fe

を 全て

Fe2 鹵

_に

還 元 す る^た あ

，

塩 化^ヒ ドロキ^{シ ル}ア^{ン モ}ニ ウ^ム溶 液 を

1 ．



^Oml

加 え

，

さ ら に

1

，

10一

フ ェ ナ ン ト^ロ リン

溶液

^を

2．5mL _{緩衝 溶液}

を

2， 5ml 加

^え

，30 分

間

放

置^{し た}

後 ，

吸 光

度

測

定

^を

行

^っ

た

．

振とう培 養は

，

^{いわ し や 沢 田}健 蔵 商 店 製^いわ し や

TLR



No ．2

振^とう培 養 機^で

，

吸 光 度 測 定^は

， 島

津 製 作 所

製 光度

計

UV − ₁₂₀₀

_{で それぞれ 行っ た}

．

B ， X

線 粉 末 回 折 分 析

　 X

線 粉 末 回折 分 析^に用^いた試 料は

， ^12000rpm

^で

⁵

分 間

遠

^心

分離

^し

， 乳鉢

^で

す

り^{っぶ しス ライ} ドガラ ス

板

^上に 塗 布し

，

風 乾 後 分 析を行^っ た

．

遠 心 分 離は

，

久 保田製 作 所 製 冷 却 遠 心 分 離 機

KR −

］

8000

で

，



X

線 粉 末 回 折 分 析

は

，

^理学 電 機 （株 ） 製ガイガ

ー

_{フ レ ッ ク ス}

_D − ₁

_型

₂₀₁₃ X

線 回 折 装 置 を 使 用 し

，

加 速 電 圧

30kV ，

管 電 流

10mA

で測 定 を 行^っ た

．

C ．

走 査 型 電 子 顕 微 鏡 観 察

　

走 査 型 電 子 顕 微 鏡 試 料^は

， ^12000rpm

^で

⁵

分 間 遠心分 離 し

， 25

％

， 40

％

， 60

％

， 80

％

， 1DO

％のエ タ^ノ

ー

_ルに

順

次 5 分

間浸 し

， 水

分 を^{ア ル コ}

ー

_{ル で置}

_換

_{し た}

．

風

乾

^し

た試 料^は

，

両 而^テ

ー

_{プで試 料 台に接 着し}

，

^金蒸 着^{し た}も

のを 観 察 した

．

こ の試 料 処 理 方 法^によ る試 料^の変 形は認 め ら れ な か っ た

．

走 沓^型電 子 顕 微 鏡^は

，

日

本

電 子

製 JSM − _220A

_を用い

，

加 速 電 圧

15kV

で観 察し た

，

D ．

^エネ^ルギ

ー

分 散 法 に よ る化 学 分 析

　 植 菌 した試 料^の う ち

，

溶 液^の色

， ^XRD

^パ タ

ー

_ン

，

お よ び 形 態 変 化^の顕 著であ^っ た

3

目

目

^と

7

日目^の試 料 お^よ び 無 菌 試 料^の

9

日日^の試 料に^{っ い}て

，

風 乾 後

，

カ

ー

_ボン

蒸 着 を 行^い

，

化 学 分 析 を 行^っ た

．

分 析は 目立 製 作 所 製

S − ₂₁₀₀

型 走 査 型 電 子 顕 微 鏡^に

取

^り

付

^{け られた}

，

堀 場 製 作 所 製

EMAX3000

エ ネ^ル ギ

ー

_{分 散 型}

_X

_{線 分 析 装 置によ}

り

，

加 速 電 圧

20kV

で行^っ た

．

各^{々 の}試 料^の面 分 析 およ び 点

分析

^{を 行っ た際の}

，

電

子

^{線による試 料の損 傷 は認め} られ な か^っ た

．

な お

，

^{こ の}装 置に は

ZAF

補 正^の プログ ラムが組み 込 ま れて い る

，

E ．

透過 型電

子

^顕

微

^{鏡 観}

察

　

^{遠 心}分

離

^した試

料

^は

，

_{蒸 留}

_水

に 懸濁さ せ

，

そ の

一 滴

^を

カ

ー

_{ボン補 強 を し たマ イ クロ グリッ ドにのせ}

，

透過 型 電 子 顕

微

^鏡で

観 察

^{し た}

．

透過 型電 子 顕

微

^鏡は

，

日

本

電 子 製

JEM2000EX

を用^い

，

加 速 電 圧

160kV

で観 察 した

．

Thiobacillus



ferrooxid

^{αns によ る ジャロサ イ トお よびア ン モニ オジャロ サイ トの生 成 実 験}

⁴⁹⁵

皿 　結 果

A ， Thiobac

〃／us

ferrooxid

∂ns の培 養

　 実 験に用^い た

9K

培 地は透 明で あるが

，

実 験 開 始 後

3

日

日

^で

，

植 菌 した試 料^の 出発 溶 液お よび沈殿物^の色 が著 し く

変化

^した

．

反 応 生

成物

^の色の変

化

^を

第 1 表

^に

示

^す

， 12

時 間で は

，

溶 液 が わ ず かに灰 白色に懸 濁 し

， 2 〜 3

日

目^で

鮮

^{や か な褐 色 を}

帯

^{び た}

，2

^〜

3

日目^の 沈殿物^の色は

黄橙

^で， そ の

沈殿物

^の

増加

^が

顕著

^である

． 4

日

目

^の生

成 物

^{で は}

， 黄橙

^{色か ら}

黄

^色に

変化

^し

， 時

間^の

経

^{過 とと もに} 淡 黄色に変 化し た

．

無菌^の場合は

，

明緑 灰

〜

_{淡 黄 色を}

_経

て

， 2

日目以 降^は黄 橙 色^{と な}り

，

^その後^の色^の

変化

^は認 められ な^い

。

第

2 表

および 第

1

図は

生 成

物^の

pH ，

およ び

Fe 含有

^{量 を 示 して い る}

、

無

菌

^{試 料で は}

Fe2

^＋量

，



Fe3

^＋ 量

，

および 溶 存

Fe

量 と も反 応 時 間に よ る顕 著な変 化 は 見 られ な^い

．

　

・

_方

，

植 菌 した試 料で は

，

ほと^ん ど が

Fe2

^＋であ^っ た培 養 液 中^の

Fe

量 が

2

日

目

^{か ら急 激に減 少} して^い る

．

反 対に

， _培

養

液 中

^の

Fe3

^＋量^の

割

^{合 は}

， 2

日 目 か ら増 加し始^め

， ⁶

日 目 か ら溶 存

Fe

の約

90

％ が

Fe3

^＋

にな^っ て^い る

．

また

， 2 〜3

日

目

^{か ら沈 殿}

物

^{の量 が 増 加}

し たとい う事 実 から

， 培

^養

液

^中で

Fe2

^＋が 酸 化 さ れて

Fe3｝

に

変

化し な が ら

，

鉱

物

化 作 用が 進行 し た と

結

^論さ

れ る

，

す^{でに 述べ た}

溶

液^{と 沈}殿

物

^の色の変化^は

，

^{こ の こ}

と と

対

^{応 してい る}

． pH

は

， _{実 験 開始} 〜 1

日

目 ，

および

2 〜3

日目^{まで は}

緩

^{や か に ヒが る が}

， 1

^〜

2

日

目 ，

およ び

3

日 目以

降

^は急

速

^に

下

^{が る}

． 9

日

日

^{で は}，

植菌

^した試

料

^{で は}

1．85，

無

菌

^試

料

^{で は}

2． 35

であっ た

． 植 菌

^{した試 料}

の

pH

^は

，

無 菌 試 料に比^べ下降幅が大き^い

． B ．X 線

^粉

末

回

折

^分

析

　 植菌

^した試

料

^の

， _{実験 開始 直後} ， 1

日

目 ， 3

日

目 ，5

PH3

， 0

2

．

5

2 ． o1

．

5

0123456789

匣 ］

^・／em

10000

5000

deys

國

1200

冠OO

400

0123456789tiays

mg ／s10000

5000

　 　

0123456789d

^巳ys

第

1

図

　 9K

^{培 地 とτ}

ferrooxidans

^{との反 応 日数に}

^対

　　　　

^{す る}

pll

，　

Fe2

^＋_，

^Fe3

^＋お よ び

溶 存 Fe

^{量 の}

変 　 　 　　化 ．Control

は， 無

菌

^試

料

^の

9K 培

^{地の変 化 を} 　 　 　 　示 す

．

第 1 _表

^丁

． ferrooxid

^{αns と}

^{9K 培}

^{地 との}

^反

^{応 生}

^成物

^の

　 　 　　

^色の

変 化

^（

農 林省 農 林 水

^産

技 術 会 議 事 務

^局 　 　 　 　 （

19

了

O

）

，

　

r

新 版 標 準 土 色 帖』 による ）

．

Z

^ル！ταを 植 菌 し た も^の 無 菌^の も^の

0

_{時 間}

10



GY8

_／

11

_明緑 灰 正

0GY8

_／

11

明緑 灰

12

時 間

　　　　　　1

10



Y



8

／

2

：灰

　　　　　　1

^{白 了}

． 5G

^・

8

／

1 …

^{聡 灰}

1

日 目

5 　　　　　　

　

Y



8

／

4

_：淡1 黄 了

， 5Y8 　　

／

3

^：1 淡 黄

2

目目

10

　

YR7

／

8

：黄 橙

10YR

了／

8

^：黄 ^橙

3

目目

4

日 目

　 　 　 ：

7 ． 5YR7

／

81

黄

　 　 　 　 　 　 ：

2 ． 5Y

　

8

／

8

： 　 橙 黄

　 　 　 ：

7 ． 5YR7

_／

81

_黄

　 　 　 　 　 　 ：

7 ． 5YR7

／

8

：黄 橙 橙

5

日目

2 ． 5Y 　7

^／

8 …

黄

　　　　　　1 7 ． 5YR7

／

8

：黄 橙

6

日目

　　　　　　r

2 ． 5Y



7

_／

8

： 黄

lo 　　　　I

YR7

／

8

_：黄 榿

7

日 目

　　　　　　

1

5

　

Y

　

7

／

8

： 黄

10 　　　　幽

YR7

／

81

黄 橙

8

日目 　 　 　 ：

5

　 　 　 ；　

Y

　

8

／

8

黄

10YR

・／

8i

黄 橙

9

日目

5



Y



8

／

81

_黄

2 ． 5Y8

_／

81

_黄

日

日

^{お よ び}

9

日目^の生 成 物^と

，

無 菌^の試料^の 出発 物 質^お よび

6

日目

，9

日目^の生 成 物^の

X

_{線 粉}

末

回 折^パ タ

ー

_ン

_を

第

2

図と第

3

図に各^々示 す

，

　 植 菌

^{し た}

3

日

日

^の試

料

^{の回 折パ タ}

ー

_{ン に は}

，

^ジャロサ イ ト に

特 有

^{な ピ}

ー

_ク

，3．08A

（

113

）

， 3 ． 11A

（

201

）

， 5．09A

（

102

）がすで に 認 あ られる

， ⁵

目目^の生 成 物^の 回

折

^{パ タ}

ー

_{ンに は}

，

^ジャ ロサイ ト^{の ピ}

ー

_クに加え

，

^{ア ン}

モ ニ オ ジャ ロ サイ ト^の 弱 ^い ピ

ー

_{ク （}

₅ ． ¹² ． ² ． ³¹⁸ ， 2，909，5，81A

）も認め られる

． 9

日目^の試 料^は

，

^{ア ン}

モ ニ オ ジャ ロ サイ ト^の 反 射 強 度が強ま り

， ³ ．



106



A

（

113

）

，5． 12A

（

012

）

，



L98A

（

303

） お よ び

1 ． 832A

（

220

）^{の ピ}

ー

_{ク が 顕著に 認 め られる}

， ^9H

目^の生

成物

にお^{い て} は

，

^ジャ^ロサ イ トよりア ^{ン モニ} オ ジャ ロ サ イ ト

の方^が

卓

^{越し て い る}

．

496 小 岩崎浩 一 ・ _本坊好

_正

・

_田

_崎和

_江

・ _森

_忠

_洋

第

2

表 ^丁

． ferrooxid

^{α ns と}

^9K

^{培 地との反応時 間と生}

　 　 　 成物

^の

pH ，



^Fe2

^＋

，



^Fe3

^{＋お よ び}

溶 存 Fe

^{量 の}

変

　 　 　 化

．

Z

^摺1劉oo盟

『

伽 5 を植 顏した も^の 無 菌^の もの

pHFe2 ^十 ドe3^｝ 溶 存

Fe

量 PHFe2 ^＋

F

θ

3

＋ 溶 存Fe_最 o 時 間

2 ． 75

ヨ

494 ． 581 、 89576 ， 32 ， 759494 ． 581 、 89576 ． 3 12

時 間

2 ． 85

野

88B ． 614 ． 99903 ．

⁴²

． 859018 ．

7141

．

29159

．

9

1

日目

2 ． 959873 ，

了

5z ． D9925 ， 73 ． 009350 ． 7

王26

、

⁴⁹⁴⁸⁷

．

1

2

日 目

2 ． 559375 ． 574 ， 59450

』 2

、 659212 ．

01 呂5

． 89397 ． 8 3

目 目

2 ． 60

η

02 ．

了

13

β

，

＆ 7836

． 52 ．

呂

09137 ．

6215

．

69353

，

2 4日目 2

．

4D5546

．

5185

， 95732 ， 42 ． 659D95 ． 6104 ． 1

駐

189 ． 7 5

ロ目

2 、 3D

｛

687 ， B

τ

91 ．

巳

5479 ． 62 ． 558935 、 9163 ． 59100 ． 4 6B

目

2 ． DD

正

15 ． 91

隻

68 ， 9

藍

284 ，

呂 2

． 458119 ．

o8E

．

^呂 8200

．

8

7

日 目 1

、 95

^堊Ol

．

2lo49

，

了

n50 ． 92 ． 408498 ． 052 ， 38550 ． 3

8目円 1

、

9D103

．

5980

， 8

亘

D84 ， 32 ，

408 訓

2 ． 5104 ． 19416 ． 4 9R

目

1 ． 8573 ． 399L4Io64 ， 72 ． 357

呂

29 ． 181 、 7

了

910 ， 8

＊

Fe

量 ：  ／9

　 一 _方

，

無菌

^の

試料

^{で は}，

6

円 目^で ジャロサ イ トの ピ

ー

ク （

3， 09 ，3。 26， 5 ， 10A

）が 認 め ら れ る が

，

^その反 射 強 度 は 弱^い

．

ま た

， ⁹

日目^の生 成物^の回折^パ タ

ー

_ンは

， ⁶

日目^の回 折^{パ タ}

ー

_{ンと よく似ており}

，

^{ア ン モニ オ ジ}ャロ

サ イ トの

生成

^は認め ら れ

ず ，

^わ

ず

^かに反 射

強

度が強まっ

た^にす ぎ^{な い}

．

C ，

走査型 電子 顕 微 鏡観察

　 植菌

^した

3

日

囗

^の試

料

^{の走 査 型 電}

子顕 微

鏡 写

真

^を

第 4

図

A

に示 し た

．

反

応

開

始 時

^の桿

状

^{の バ ク テ}リ^ア は

， 3

口

後

^{に は}

交 指状

^に

変化

^{して い る}

．

ま た， そ の凝 集^{し たバ ク} テ リアの

周囲

^には

，

柴^の イガ

状

^の

物質

^が

付着

^{して い る}

． 部分

^的に

， 栗

^{の イガ}

状

^の

物質

^のみで集

合 体

^を形

成

^してい

る

様子 も観察

^{さ れ た}

． _栗

の イガ

状

^の

物質

^は，

無菌

^の

試 料

で は全 く^観

察

^{さ れ な かっ た}

，

栗^{の イ}ガ

状

^の

物

質^の先 端^に は， 約

0． 5

μ

rn

の立方 体^の物 質 （第

4

図

B

_{矢 印 ）}が生 成

して い る

，

こ の立方

体

^の

物 質

^は

，X

線 粉 末 回折^{の パ} タ

ー

ンや その形 態か ら

，

^ジャ^ロ サ イ トと考え ら れ る

．

さら^に 第

5

図

A

_{（矢 印 ）}に 見^られ^{る よ}う^な

，0． 1

μ m 前 後^の 小

球粒状

^の

物 質

^が

数 珠状

^に連な り

，

約^ユ

． O

μ m の長 さ^に成

長

^{して い る}

も

^の

も観察

^{さ れ た}

．

これ は

，

^その形

態

^から

， 硫黄

^の

単体

^と

考

^えられる

．

反

応後 7 〜 8

日 目^の生 成 物に は， 交 指

状

^{のバ ク テ} リ^{ア は か な}り減 少 し

，

栗^の イ^ガ状^の

物質

^は全 く見^{ら れ ない}

，

逆に

，

^立方

体

^や板 状^の ジャ ロサ イ ト^が多 く生 成 し^{て い} る^のが観 察 され る

．

反 応 後

7

日目

の

生成

物 は

，0，

^ユ

〜5．0

μ m の立 方 体 や 偽 立 方 体

，

あ る^い は長 方 体^や板 状^{な どの}形^{態 を し た ジ}ャ ロ サイ ト^が凝 集 し

て いる様 子 が 観 察 さ れ る （第

5

図

B

）

，

　 一

_方

， 無

菌 試 料^{で は}

， 5

日目^に約

5 ． 0

μ m の立 方 体^の ジャ ^ロ サ イ トが 生 成 して い る （第

6

図 矢 印 ）

， 9

日目^の 試 料^は，

5

日 目^の 試 料^と同 様 約

5 ． 0

μ m の立 方 体 や 偽 立

10

　　　　　

20

　　　　　

30

　　　　　

40

　　　　　

50

　　　　

60 　 　 　

^{02 θ}

　 CuK

α

　 ^radiation

第

2

図

　

^処

ferrooxidans

^{の反 応日数と その生 成 物の}

^X

　　　　

^{線 粉 末回}

折

^{パ タ}

ー

_ン

。

吼

ferrooxidans

^を植

　 　 　 　菌 した直 後 （

0

日 目 ）

， ¹

日 目

， 3

日 目

， 5

日 　 　 　 　 目 お^よび

9H

目^の試 料^の

X

線 粉 末 回折^パ タ

ー

_ン

　 　 　　を

示

す ．

▼ ：ジャ ロサ イ ト

，

▽ ：ア^{ン モ} ニ オ

　 　 　　

^ジャ ロサ イ ト

．

方 体^の ジャ ロサイ トが 晶 出 して^いる様 子 が 観 察 さ れ た

．

し^か し

，

植 菌 し^た試 料^に比^べ

，

無 菌 試 料^の

5

日目

，

およ び

9

日目^の ジャ ロサ イ ト^の生 成 量 は少 な^い

．

D ．

^エ ネ^ルギ

ー

_{分 散 法によ る化 学 分 析}

　 植 菌 した試 料^の うち

，

変 化^の 顕 著な

3

凵 目 （第 ^丁図

A

）

， 7

日目 （第

7

図

B

）

，

および比

較

^{のための無}

菌

^の

9

口目 （第

7

図

C

）^の試 料 を^エ ネ^ルギ

ー

_{分 散 分 析 した}

．

^ノ

ンス タ^ンダ

ー

_{ド法で ト}

ー

_{タル を}

100

％ に ノ

ー

マ ラ イズし た値 を

，

第

3

表に示

す ．

また

， Fe

，　

S

お よ び

K

の元

素

^比

の 二角 ダ イヤグラ^ムを 第

8

図に示す

．

　 植 菌 し^た

3

日目 と

7

日 目 とで は

，

面 分 折 お よ び 点 分 析 と も

， K20

お よ び

Fe20 ．

3が 減

少

^し

，

逆に

SOg

が

増加

^して