The Clay Science Society of Japan

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NII-Electronic Library Service

The 　Clay 　Soienoe 　Sooiety 　^of 　Japan

粘 土 科 学　第

47

_巻　第

2

_号

82 − ₉₂

_（

₂₀₀₈

_）

論 　文

鹿 児島県 入 来 ^{カ オ リ ン 鉱} 床 ^{に お} け ^る 微 ^生 物 被膜 ^の 形 ^成

伊牟

^田

　 Hl

^“

’

“ ’

・

_田

崎 ^{和 江}

^{＊ ＊}

＊ ＊

金 沢 大 学 大 学 院 自然 科 学 研 究 科

〒

920−1192

石 川

県

金 沢

市角

間 町 　 　 　

ホ

鹿 児 島 大 学 理 学 部

〒

890−0065

鹿 児 島

−

市郡 元

1−21−35

Formation



of



Biofilms



in



lriki



Kaolin



Deposit

，　

Kagoshima



Prefecture

，　

Japan

Miharu



IMUTA

^{“ ＊}

and



Kazue



TAZAKI

^{＊ ＊}

＊

_{℃ raduate}

_School

_of

_Natural



_Science

_and

_Technology ，



Kanazawa



University

　 　 　 　

Kakuma −

_machi

，



^Kanazawa ，



Ishikawa



920−1192，



JAPAN

　 　 　

辱 _Faculty

_of

Science ，



^Kagoshima



^University

　 　 　

1− 21 −35Korimoto，



^Kagoshima



⁸⁹⁰ − ₀₀₆₅ ，



JAPAN

　 　 　 　

Abstract

　 　

Red



brownish

microbial mats 

grow

^on

the

surface of

drainage



_pond



at



Iriki



Kaolin



deposit ，



Kagoshima



Prefecture ，



Japan，

are

predominantly



iron

oxidizing 

bacteria ．



The



Fe−bacteria



quickly



occur



on



the

^{surface 　of　acidic　water}

pH



3 ， 4

　within 　

few

　

days ． 　 　 The



biofnms

arecomposed ofamorphous 

iron



hydroxides



and



ferrihydrite

are　

found



both



in

natural 　system 　and 　cultured solution after

90



days

under 

pH



6→ ² ． 5

^condition

．

　 　 Optical

^and

SEM − _EDX

　microscopy showed 

the



formatiQn

　

processes

^of

Fe −

rich　

biefilms

　with 　

green

unicellular 　

bacteria

occurred 

in



the

system of

deionized

water and 　

kaolinite



blocks ．



In



the

　system

，



Fe

and 　

S −

_rich　

biofilms

around 　

kaolinite



blocks

can 

be

seen

，



suggesting



kaolin

　minerals 　encourage 　

to

　

form

　

the

　

biofilms

　as　accelerator 　

in

　

the

　acidic 　

drainage

　

pond ．

　

The biofilms

^use

ferrous

　

ions

　as　

their

　energy 　source 　

through

　

the

　oxidation 　

into

　

ferric

　

ions ．

Key

words ：

Kaolin



deposit ，



Biofilms ，



^Kaelinite ，



Ferrihydrite ，



^Bacteria

1 ．

は じ め に

　

水 面^に成 長 し^て ゆ く皮 膜^の形

成

要 因^{に は}

pH ，



Eh ，

^温

度

，

^{流 速}

，

^{成 分 な どの}物 理 化 学 的 条 件^L2）に加 え^て微 生 物^の代 謝が重 要 な

役

割を果た し て^い る^S

−

_9）

， _特

に鉄 細

菌

に よ る生

体

^鉱

物

^{化 作 用につ い ては 多 くの 報 告 が ある}

1｝18｝

．

ま^た

，

珪 酸 鉱 物^と微^生物^の相^互

作

用^や先^{カ ンブ リ}

ア紀^のチャ

ー

_{トの中に保}

_存

_{さ れ てい}た珪 化 した微 生 物^の報 告 が ある¹⁹

’

_20）

．

さ らに

，

^バ クテリ^{ア の}光 合 成は

酸

素を出さ ない た め

， 先

^{カンブ リ ア}

紀

^{に おけるス トロ マ トライ ト藻} 類^の光 合 成^は大 気^の進 化 を も^{た ら した と}報 告^{さ れ てい る}

2D

．

現

在

^{に おい ても}

，

温 泉 地 帯 な どの光 合 成 微 生 物 と珪 素 と^の 関 わ りや

，

炭 素 や 光 合 成を営 まな^い生

態 系

^{に おい}

ても

， 鉄

^や

硫黄

^{その他の 元素の}生 体 濃 縮 な ど

．

化 学 変 化

の影響 を水 質

・

_{地 質 環 境に与 えてい る}

_報告

_がある²²

−

_23）

． 　

^{フ ィロケ イ酸 塩で は}

，

^{四面 体シ}

ー

_{トの頂 点酸 素 を八面}

体

^シ

ー

_トが

_共有す

_{ることに よっ て}

，

^{四面 体シ}

ー

_{ト と八面}

体^シ

ー

_{トが 結 合 してい る}

，

カ オ リ ナ イ ト を

含

^む

1

^：

1

層 の 八面

体

^シ

ー

_{トの表 面はす}べ て

OH 一

であ り

，

陽 イ オ^ン に は

2

^つ の

02 −

（

^四面 体シ

ー

_トの

_{頂 点酸 素 ）}

_と

4

^{つ の}

OH

が配 置し て^い る^24）

．

^{こ の こ} とが 水 蒸 気^の保 持や他^の 元 素^との酸 素 結 合^を特^に

自

由^{に し}

，

鉄^その他^の元

素

^や

水

分^{な ど の}

化 学変化

^{を利 用してい る}無 機 栄 養 微 生 物^の生 存

エ ネ^ルギ

ー

_{確 保 を可 能に してい る}^25｝

．

　 本

研

究

^{で は カ オ リン鉱 床か ら}

侵

^{出 する酸 性の地 下}

水

^が 沈 殿 池に流 入 し

，

そ^の水 面 を 覆^{っ て}形 成 し^{て いる}微^生物

被 膜

の

特性

につ い て調^べ た

．

カ オ リ^ン鉱 物 と微 生 物 膜^の 関わりを 明 らか^にする た め に電 子 顕 微 鏡 観 察と

，

^地下 水 中に生

息

^{し てい る鉄 細 菌の}自然 培 養 実 験 を 行っ た

．

ま た

，

^カオ リ^ン鉱 床 内^の粘^土塊 （カ オ リ ナ イ ト

）

^を

，

脱^イ オ^ン

水

^{に入れバ イオ フイル ム の}形 成 過 程 を 観 察 し た

． pH

や 電 気 伝 導 度^の変 化お よ び微生物

被 膜

^の

観 察

^を通し

2008

年 （平 成

20

年 ）

2

月

10

日受 付

， 2008

年

6

月

6

日受 理

N工 工

一

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第

47

_{巻 　第}

2

_{号 （}

2008

_） カ オリン鉱床^の微生 物被膜

83

て

，

微 生

物

^{とカオ リ ナイトとの相互}

作

^{用に よる被 膜の形} 成 過 程 を明 らかにした

．

2 、 実 験 方 法

^と

試料 2 −1． _研究試

料

　 鹿 児 島県 薩 摩 川 内 市入 来 町^の藺牟 田 火 山西 麓 入 来^{カ オ} リン

採掘 跡

^で

，2006 年 10

月ユ

7

日 に

採取

^{し た カ オ リン鉱} 物

，

そ^こから流 出 す^る地 下 水 そ^の沈 殿 池 表 面に形 成 さ

れ た

皮膜

^を

研

^{究に 用い た}

（ Fig． 1A ，



B _） ．

　 入 来^カオ リ^{ン の}産 状^{につ いて は}

， K − _Ar

_{年 代 測 定の結}

果

， 藺牟

^{田火山 を}

形

^成

す

^る第四

紀

^更

新

^世

（ 35−45

万

年

^前

）

の両 輝／

． 1

安 由 岩 類 と

，

そ^の下 位^の鮮 新 世^の酸 性 凝 灰 岩が 熱 水 変 質作 用を

受

ける こ と に よっ て生

成

^{さ れ たと}

報告

^さ

れ て^い る^Z6｝

．

ま た

，

^{主に カ オ リ ナイ トとデイッ カイ トか}

ら な^{る カ}オ リ^ン帯 が安 山岩 お^{よ び}凝 灰 岩 中^に不 規 則^に賦

存

^し

，

母

岩

^との

間

^{に はスメ ク タ イ ト帯が形 成 さ れてい}

る

，

本 鉱 床 を形 成 した 熱 水 変 質 作 用に よっ て生成 され た その他^の鉱物と し て

，

石英

，

^{ク リス トバ ラ イ ト}

，

オ^バ

ー

ル

CT ，

黄 鉄 鉱

，

アナ^タ

ー

_{ゼの産 出 その他 詳細 な性}

_質

_と

生 成 過 程^{につ いて}

報告

^{さ れ てい るZ7}

．

2S_）

．

　 カ オ リ^ン鉱 床 か ら流 れ 出 る地 下 水 は

，

幅

50cm，

長 さ

30m

^{に お よ び 地}表を

赤

褐色 に染め な が ら

沈

^{殿池に注が}

れ て^い る

． _沈

殿 池 全 体は光 沢^のある赤 褐 色^の被 膜^で覆^わ れて^い る （

Fig ， 1B

矢 印

） ．

現 地^{に おい て}

沈

殿

池

^の

水

^の

pH ，

電

気伝 導度 （ EC ） ，

^{酸 化 還 元 電位}

（ ORP

）

．

溶 存 酸

素

^（

DO

） を測 定 し （

Table

　

1 ） ，

沈 殿 池 被 膜^の形 成 過 程 を明ら か にする た め に

， 沈

殿 池流 入 口 の

水

^を

培

^養に用い

た

．

ま た

．

^カ オ リ^ン鉱 物 内^の微 生 物^の有 無 を 知^{る た め} に

，

^{カ オ リン鉱}床^の露頭 か ら白 色の カ オ リ^ン鉱 物^の中に 緑 色^の細い脈 が 存 在 する部 分を採 取 し

，

脱イ オン水を用

い て

， 自

然

培養 実

^{験 を}

go

日間

行

^{っ た （}

Fig． 6

）

， 2 −2 ．

実

験観 察

分

析方法

　 粘

土 お よ び 沈 殿 池^の 被 膜は

DAPI （ 4． 6−diamido−2−

Phenylindole ）

染 色を ほ ど こ し

， 落 射

^{蛍 光 顕 微 鏡}

（

^{オ リ}

ン パ ス

AX80 _）

を 用^い て紫 外 線 照 射 下^で観 察 し^た

．

ま^た

，

粘 土^{お よ び}沈 殿 池

被膜

^は

．

^{エ ネルギ}

ー

_{分 散 型}

X

線 分 析 装 貴 を備 え た 走 査 型 電 子 顕 微 鏡 （

PHILLIPS −EDX −LQw

vacuum

−XL



30CP， 加

^{速 電圧}

15kV _）

（

SEM −EDX

） お ^よ びウ^エ ッ ト走 査 型 電 子 顕 微 鏡 （^{ブイル ドエ ミッ ション日} 立

S−410011 ，1， 6nm ，15kV

^）

（ FE −SEM

） を用^{い て}化 学 組 成^の分 析 と微 細 な 形 態 観 察を

行

^{っ た}

．

さ ら に

，X 線粉

^末 嘱 折^装置

（ Rigaku−RINT



1200

） （

CuK

α線

，

加 速 電 圧

40kV，

電 流

30mA

） （

XRD

） を用^{い て鉱}物 組

成

^の 同

定

^を 行^{っ た}

．

A

Fig ． 1

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 鰐 鍾 　 　

・ ・ 一

」pm　 晦

｛

＿ 箪 ・

／

〆

Location

map of

Iriki



Kaohn



depos

重

t ．



Kagoshima Prefec

雛re

，



Japan

（

A

）

，

a且

d



the

sampl ｛Bg

point



in



the drainage



pond

which occurred ^red

brownish



biofilms

｛

B

；anarrQw ）

．

　

The

　samples ^{were 　collected}

from

　

B

　on

Oct ． 17ti ‘ ₂₀₀₆ ．

2 ⁻ 3 ． SEM ⁻ EDX

　EDX

^{によ る}化 学 組 成^の分 析 用

試

料^は

，



Cu

の

試料 台

^に

の せ て

，Au

^でコ

ー

_{ティ ングし}

，

接 着 剤には銀^ペ

ー

_{ス ト}

を 用^い た

．

また

，

水 蒸

気

^型

低真

^空

環

境 型 走 査 型 顕 微 鏡

（ E−SEM _）

に よ る化 学 組 成^の分 析 を行^{っ た}

．

　 一

_方

，

^{カ オ リン鉱}

床

^{か ら}侵 出 す^る地下水が

1 − 2

日後 に は赤 褐 色に変 化 する^こ とか ら

，

粘土塊 を脱イ オ^ン水 中 に 人 れ電

気

伝

導 度

^{お よ び}

pH

の変 化 を

90

日間測 定 し

，

微 生 物^の増 殖 状 況 を光 学 顕 微 鏡 お^{よ び}蛍丿

L

頭 微 鏡 を用^いて 観 察^し

，

容 器^の

内

壁に

付 着

し た^バ イオフイ^{ル ム}を

SEM −

EDX

を用いて形 態 観 蔡 およ び化 学 組 成^の分 析 を行^っ た

．

Table

　

l ．

　

Characteristics

　Qf　water 　

in

　mining 　

drainage

　

pond

　where 　occurred 　red　

brownish

　

biofilms ，

Samp

［

e

　

Location pHORP （ ^mV ） EG （ mS ／cm） DO （ mg ／ 1 ） DO （ ％） W

丁

゜ C lnf

【

ow

　

water

　

of

　

an

　

entrarlce3 ． 4 415 1 ^{． 675 2．5} 28 ． 221 ． 6 CeRter

　

^of

　

drainage

　

pond 3 ． 4 435 1 ． 684 4 ^． 5 ^52． 02

｛

． 4

N工 工

一

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84

伊牟^{田 吁}

・

_{田 崎和江 粘 土 科 学}

2 −4 ，

自然 培 養 実 験

　

沈 殿 池 表 面^に形 成 す^{るバ イ オマ ッ トの}形 成 過 程 を 明ら か に

す

^{るた め に流 入ロ の地 下 水を採 取し}

，

^{ポ リエ チレン}

製 容 器 に 満た し た水 中にス ラ イ ド グ ラ^ス

10 _枚

を 間隔を開 けて設

置

^し

， ¹

^{回の観 察に}

¹

^{枚 ずつ ス ライ ド グラ スを取}

り 出 し 光 学 顕 微 鏡 観

察

^に用^{い た}

． 容

^{器は室 温 （}

25 〜 35

℃

）

^{で軽 くブ タを して静 置し}

，

採 取日 か ら

90

日間 写 真 撮 影と光 学 およ び蛍 光 顕 微 鏡

Wet −SEM

を用^い て形 態

観 察

^を

行

^{っ た}

．

　

ま^た

，

^カオ リ^ン鉱 床 露 頭^{か ら}採 取^{し た}

粘

^土

50g

を

，

^脱

イ オン

水 300cc

^の 中 に入れ^て室 温に静 置し た

．

　

pH

^{お よ} び 電 気 伝 導 度^の変 化 を

90

日間 測 定 し

，

^バ イ オ^フイ^{ル ム}を

SEM

に よ る形 態 観 察お^よび

EDX

に よる化 学 組

成

^の分 析を行^っ た

．

粘上中^の緑色物 質を 光学

・

_{蛍 光 顕微鏡 を 用}

い て 微 生物^の 観 察 を 行 う^{と と}もに

， Wet − SEM

ま^{た は}

Dry − _SEM ，



EDX

を用^{い て}形 態 観 察^{お よ び}化 学^{組 成の分} 析^{を 行っ た}

，

3 ．

分

析

^{お よ び}

観 察 結 果 3− 1．

水

質

^測定

　^カオ リ^ン鉱 床^か ら浸 出 す^る地下 水お よ び沈 殿 池 中心部

の水 質は

， 2006

年

10

月

17

日現 地 に お^い て 測定し た （

Table 1 _） ． _pH

は流 入口

， 沈

^{殿 池 中心 部ともに}

3． 4

と強 酸 性 を示

、 ’

¢

Fig

　

2

　

0ptical

　micrographs 　of　

bio

五

lms

　collected　

from

　

drainage

　

pond

（

A 〜 _D

_{）and　cla｝}

・

_s

_in



_kaoHn



_deposit

_（

_E ，



^F

）

．

　

Fiuorescence

　 　 　micrographs 　of　

DAPI

stained　

bio

且

lms

shox馬

・ _blue

　

bacteria

（

B ，



D ，



F

arrowsl 　at　

green

^clayey

fnms

〔

D ，



F

）

．

N工 工

一

_{Eleotronlo 　Llbrary}

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第

47

_{巻 　第}

2

_{号 （}

20G8

_） カ オ リン鉱 床の微 生 物 被 膜

85

し

，ORP

^は

415，435mV

^{と 酸 化 的で あ り}

，



EC

は

1． 675，

1． 684mS

／

cm

と高^い値 を 示 し^{て い}る

． DO

は

2， 5，4． 5mg

／

l

（ 28． 2，



52． O

％

） ， 水

温は

21． 6，21． 4

℃であっ た

．

地下

水

^{流 入}

口 の

DO

は

28． 2

％と還 元 的である^{の に}対 し^て

，

沈 殿 池 中^心部^は

52． 0

％ と

酸

化^{的 で}あ^る

．ORP

と

EC

は 流入口 と池 中 心 部^では有 意^の差 は認められ な か^っ た

．

3 ⁻ 2 ．

沈 殿 池の被 膜 お よ び カ オ リン 鉱 床 の 粘 土

　 沈

^{殿池の被 膜の}

表

^{面に は}小 顆 粒 状 物 質 （

1 ・ 3

μ

m

） が 光 学 顕 微 鏡^で 観 察 され （

Fig ， 2A ，

　

c _） ，



DAPI

染 色で は

青色

^の蛍

光発

^色を

示

^{し た}

（ Fig． 2B ，



D

矢 印

） ．



SEM

観 察 お よ び

EDX

分 析では

，

栗^の毬 状^の 突 起 を持^{っ た}粒 子

（

直

径

O． 3−2

μm

）

^{が 互い に連 結し}

，

^{そ れ らを 覆 う薄 膜 が}

認められた （

Flg ． 3A ，



^Fig ， ^4A −

_a）

．

こ の 部 分^の化 学 組 成は

，S

^と

Fe

が

多

^量に認め ら れ

．



Si，



Al

は微 量である

（ Fig， 3A

）

．



x

線 粉 末 回折 分 析^で は低 結 晶 性^{の フェ} リ^ハ イ^{ドライ ト}（

4． 98，3． 38，2． S6A ）

^が認^{め ら れ る}

（ Fig．



3



a ） ．

　

^{こ の}栗^の毬 状^の膜は水 中 方

向

^{へ と}成 長し て

（

写

真

^の

表 裏

^{は逆に な る が}

Fig．



4



A −

a

） ，

^池の

表

^{面 方 向の粘 土 膜 （写}

真

^の

表

^{裏 は逆になるが}

Fig． 4A −b

） は 平 滑^であ^る

．

池^の 表 面 方

向

^の膜^は

SEM

観

察

^{で は 六}

角 板

^{状の な ごり を止}

め て お り

， EDX

で は

Si，



A

圭（

2

^：

1

）が 主体^である （

Fig ． 4 A −b

）

．

すな わ ち

，

池^の

表

^{面 に 形成}さ れ た カ オ リ ナ イ ト 主 体^の薄 膜 を基 盤 と し^て

，S

^と

Fe

を 含 む栗^の毬 状^の 部 分^が水 中方

向

^{へ と}拡 大^{し てい} く

．

　 一 _方 ，

^{カ オ リン鉱 床の}露 頭 か ら採 取 した 粘 上 は

，

白色 粘 土^の 中に緑 色^の脈が混 在して いる部 分が あ り

，

^この緑 色の

粘

^土の

部

^分は

EDX

に お^い て

Fe，



S

がみ と め ら れ た

．

ま た

，

^{こ の}部 分に

DAPI

蛍 光 染 色^{に おい て}

育

^色を 呈 す^る顆

粒状 物質 （ 3

μ

m

前 後 ） が あ

り ，

か^つ

，

青 緑 色

の蛍 光 発 色 を示 す塊 状^の粘土 （直 径

50 −

_］

00

μm ） も

観

察 さ れ た

（ Fig． 2E ．



F 、

な お

E

は 同視野^の光 顕 〉

．

^{こ の} 自^い 粘 土^の 部 分^の

SEM

観 察 に^{よ れ ば}

，

^六角 板 状^の粒 子^が層 状^に重なっ て お

り ，EDX

^{で は}

Si．



Al （ 2

^：

1

）の み^の 化 学 組 成 を示 した （

Fig． 3B ，



inset

）

．

この部 分^の

X _{線粉 末}

飾

O

　

　

　　 　

　

　 　　

　

　

　

0

　

4

　 　 　

蓼

　 　 　 　

　

勾

，

［

口〕 山 り

一

h

嗣 Hm 偉 山

“ 口 判

01

〔

凸

Fei

^匸lhv畏癖

、 ^{蜘 論 ．}

b

郵 　 抽 ユ

　 　

o

　 　

匚

　 　

g

匚

　　

　

魯

　

　 　 5

　 　

　

_」

ラ

［

口〕

賄

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旧 喞 丶 ガ

O 自

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國

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’

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罰　

C

曲

2

_嗣

　 　 　 　 　 　 叡

嚇 輛 丿 嵐

一

　 　 　 　 　 　 　 　 婁u

Fig ． 3　Scanning

^electronInicrographs ｛

SEM

_）equipped 　with 　

the

　energy 　

dispersive

　

X −

_{ray　analyses （}

_EDX

_）（

_A ， 　　 　lnset

｝

．

and

X −

_ray　

powder



diffraction

　analysis 〔

XRD

＞（^a）^〔）

f

　

biofilms

　coUected 　

from

　

drainage

　

pDnd

〔

A ，

　a》

．

　 　 　^aiid　clays

ⁱⁿ



^kaolin



deposit

（

B ，



^b

｝

．

　

The

　

b

三〇

films

　of　chestnuts 　shape （

0 ． 3 − ₂

μmin 　

diameler

）which 　wears

　　 　

^{on　membranes}

，

^{composed 　of}

^O ，



^S

^and

^Fe

〔

A

）

，



^identify

^as

ferrihydriLe

with sulfuL 

The

　

kaolin

　minerals

　　 　

^{colnpose 　of}

^the



hexagQnal



plates

^（

B

）

．

　

The

　spectra 　

illdicate

　

peaks

^of

O ，

　

Al

　 and 　

Si

_（

B ，



ins ．

eO

，

　 　 　characterized 

kaoiinlte

^{and 　cr至stobalite} （

b

）

．

N工 工

一

_{Eleotronio 　Library}

The Clay Science Society of Japan

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The 　Clay 　Soienoe 　Sooiety 　^of 　Japan

86

伊牟田 吁

・

_{田崎和江 粘}土科 学

Fig ． 4

　

Scanning

electron micrographs equipped with 

the

energy 

dispersive



X −

_ray　analysis （

EDX

_）of

biofilms

　 　 　^collected

froln



drainage



pond

〔

A

_｝

．



Thc

characterized shape ofchestnuts 〔

0 ． 3 − ₂

μ^ln

in



diameter

_）with

　 　 　^{membranes 　which 　were 　associated 　with}

ferrihydrite

 

．



The

　

biofilms

　occurrcd 　reverse 　side　of　clayey 　 　 　

films

_（切

．

回 折 に より^カオ リ ナ イ トお よ^{び ク}リ^ス ト^バ ラ イ ト^と同定 し^た （

Fig ．

　

3



b

）

．

3 −3 ．

自然 培 養 実 験

3 −3− 1 ．

微 生 物 被 膜の構 造

　 採 取 直 後^の地 下 水^は目視^{で は}透 明^であ^{っ た が}

，

^{翌 日 に}

は赤 褐 色に変 化し た

（ Fig ． 5A

）

．5

日目^の容 器 内 部^の水 を取 り出 してみ る と中^の 水は透 明^{で あっ た}

（ Fig． 5B

右 ）

．

こ の水^の

一

_{部を別の容 器に取 り出 し し た もの は}

， 60

日 以

L

過ぎ^て も容器 を 再^び赤 褐 色^に染^{め る こ} とはな かっ た

．

採 取 直後の混濁し は じめ た 水 を 光 学 顕 微 鏡 で 観

察 す^ると細 菌がま ば^らに観 察さ れ

， ²

^{日 目に は連 鎖 状に}

な り （

Fig ． 5C

）

，3

^日以降^{はバ イ オフイル ム の}形 成^が見

られ （

Fig ．

　

5

　

D ，



^E

）

， ⁶⁰

日 以後^は光 学 顕 微 鏡^の視 野全体 にフイ^{ル ム} が張 ら れ

，

球状 ^の粒 子で満た さ れ て^い た

（

Fig ， 5F

）

．

ま^た

，

^{こ の}時^の容 器 内^の 水^は

60

日後^には

pH2 ， 5

で あ^{っ た}

．

採 取

1

囗 目の

水

中^の細 菌^は

，

蛍 光 顕 微 鏡

DAPI

染 色^{に よ る}と青 色^の蛍 光 発 色を呈し （

Fig ． 5H ，

な お

，G

^{は 同視野の光顕}

） ，

^{ま れ に光 合 成を}営む ク^{ロ ロ} フ ィル の赤^{色の発 色 を 呈 する もの も}認^{め ら れ た} （

Fig ． 5

J ^，

^なお

^{， 1}

^{は同 視野の光 顕 ）}

^．

^{ま た}

^，

^{ポ リエ チ レ ン製 容}

器^の 中 で 約

3

ヶ月 培 養 す る^こ と に よ り形 成 し た 微 生 物 被

N工 工

一

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箒

47

巻　　第

2

　り　　

r2

〔〕

08

） ^{カ オ リン鉱}床^の 微 生 物 被 膜

87

F

且

g5 　Biofi

^［ms

qu

^{！ck ］y　eccurrc}

， _d

　

inside

　w

．

1U 　 of 廿】e　c〔，mainer 　after　

l − ₅



_days



_in



_Fe −

_rich　water 　coUected 　

frQm

　 　 　

draLnage



pond

^（

A ，



^B

）〔〕

pticu

^［microgrn

，



phs

o上

blofitfl

^〕h　sllt］、N　cc｝cL

’

_Lls

_typed



_bacter

_ヨa　alk

，

_r

₂



_days

_〔

_C

_）

，

and

　 　 　

becarne



^h

^［

gher



del

】se 　^Hl

’

1er

　

3 ， 5 ，

and 　

60



day

^〜 （

D − _F

_）

．



The



hlghel

magnificalion （）

f

　

the

　 optical

　　 　

micrographs 〔｝

f



bacterin

aher 　one 　

day

〈

G −・ J

｝

，

　and 　wet　scanlllng 　e ！eetron 　^{mlcrogral 〕}

h

of　

bacteria

_（

K ， 　　 　

^llll　arrow ｝^on

　

^the

　

^w

’

_{alt 　 of}

_Po

_】yc

， _th

_、

’ _lene

_container



_nltc

’

_r　

9

〔＞

da

｝s

，

^coliected

fronL

m 「

low　

^{water 　 of 　an}

　 　 　じmrance ⊂〕

f

　

drall

〕age　

pDnd

　

Ei

^｝

larged

^］nLurugrtiph 　of｛

he



bk

^｝

filrns

Is　l〔Lsd　m　

K

膜 は 水表面 に 形 成 さ せ る^{こ と}なく

，

直 接^{ポ リエ チ レ ン}製 容 器 ^ヒに形^{成 さ れる の で}

， 沈

^{殿池の水 表 面での微 生 物 被}

膜 と は 異 な^っ てい る

，

微牛物 被 膜^の 定 着面 が直 接 ^wel

− SEM

^{に よっ て} 観 察さ れ た

（ Flg 、 5K ，



inset

）

．

直 斧 約

iOOI

コ1］1 の 微 粍 子 で包ま れ た網 状^の物 質^が蛇 行^し

，

張 り 巡ら され る こ とに より膜^{を 形 成 してい た}

，

膜の 内側に は 直 径

1−3

μ

m

前 後の 栗の 毬 状^の粒

S ^・

が成 長 し

，

直 径 約

3

μ^エn の 単 細 胞 微生物が着 床 して い る^の が 認 め ら れ た

（

Fi9 ， 5K

ウ」^三卩）

．

3 ． 3 ． 2 。 粘

^{土 と微 生 物の関 係}

　

^カオリ^ン鉱 物 中^の緑 色 部分 （

Fig



6



A

）に は

Fc，



S，



Si，

Al

が認め ら れ

，

^{そ の 元 素 濃 度マ ッ ピ ング を 示 し た}

（

Fig



6

　

B

　

a ，



b，



c 、



d

）

．

こ の

自

然 培 養 実 験

90

目

後

^{に は自 色} 粘

tt

^の

表

^面に肉

li

^{艮的 に}も緑 色^の 部分が 認^められ^た

，90

日 後の水^の

pH

^は

60

か ら

2 ． 5

に変 化してい た（

Fig． 6C ，1

））

，

ま た

． _水

に接 し た粘上

表

^{面は さ ら に緑 を深膨）}

一

_{郡 褐 色の}

部 分 を 含^{ん でい た 〔}

Fig ． 6C ．



D

　a

，

白色^は粘

L

基 盤

b

＞

、

これ らの

粘

^土表

¹

^{翔 をス ボ イ ドで取 り出し}光 学 顕 微 鏡 観 察 を行 うと

，

微生物は鉄 分を含ん だ破 片 物

質

^を取り 囲 む よ

う

^{に コ ロ ニ}

ー

_{を 形 成し てい るの が観 察 さ れ た 〔}

_Fig ． 6

N工 工

一

_{Eleotronlo 　Llbrary}