Occurrence and potential activity of denitrifiers and methanogens in groundwater at 140 m depth in Pliocene diatomaceous mudstone of northern Japan

140mの深さの北日本鮮新世珪藻質泥岩地下水中における脱窒菌とメタン生成菌の発生と機能発現

勝山 千恵*; 梨本 裕晃*; 永翁 一代*; 石橋 朋剛*; 古田 一期*; 木下 剛*; 吉川 英樹; 青木 和弘 ; 浅野 貴博*; 佐々木 祥人 ; 宗林 留美*; 小松 大介*; 角皆 潤*; 木村 裕之*; 諏訪 裕一*; 加藤 憲二*

Katsuyama, Chie*; Nashimoto, Hiroaki*; Nagaosa, Kazuyo*; Ishibashi, Tomotaka*; Furuta, Kazuki*; Kinoshita, Takeshi*; Yoshikawa, Hideki; Aoki, Kazuhiro; Asano, Takahiro*; Sasaki, Yoshito; Sorin, Rumi*; Komatsu, Daisuke*; Tsunogai, Urumu*; Kimura, Hiroyuki*; Suwa, Yuichi*; Kato, Kenji*

嫌気性微生物活性は地下環境に影響を与える。本研究では140mの深度の2つのボアホールから低酸素濃度の地下水を採取し脱窒菌とメタン生成菌の活性について調査した。脱窒菌活性はNをトレーサとしてボアホール環境にて測定し、メタン生成菌については16S rRNAの遺伝子解析により存在を確認した。メタンの安定同位体の分析値から溶存メタンは微生物活用由来であることが分かったが、本メタン生成菌の培養中には発生が確認できなかった。地下140m深の地下水中には酸素が含まれておらず、Ehが-144から6.8mVを示し、脱窒菌の活性が有意な環境であることが分かった。

Anaerobic microbial activity has a major influence on the subsurface environment, and should be considered in subsurface activities including the construction of radioactive waste repositories. We investigated denitrification and methanogenesis in anoxic groundwater from 140 m depth in two boreholes, where the redox potential fluctuated. The average maximum potential denitrification rates, measured under anaerobic conditions in the two boreholes using an N tracer. Methanogenesis candidates were detected by 16S rRNA gene analysis. Although the stable isotope signatures suggested that some of the dissolved methane was of biogenic origin, no potential for methane production was evident during the incubations. The groundwater at 140 m depth did not contain oxygen, had an Eh ranging from -144 to 6.8 mV, and was found to be a potential field for denitrification.