Redox buffer capacity in water-rock-microbe interaction systems in subsurface environments

地下環境の水-岩石-微生物相互作用システムにおける酸化還元緩衝能力

天野 由記   ; 笹尾 英嗣   ; 新里 忠史  ; 岩月 輝希  

Amano, Yuki; Sasao, Eiji; Niizato, Tadafumi; Iwatsuki, Teruki

堆積岩における水-岩石-微生物相互作用システムの酸化還元緩衝能力を評価するために、培養試験を実施した。培養過程における溶液の化学分析,微生物増殖及び群集組成の変化について分析を行った。培養液中に微生物を添加した直後から、溶存酸素濃度及びORP値は著しく減少したが、一方で微生物を添加しない実験系においては、ORP値はほとんど変化しなかった。微生物群集組成の変化から、硝酸還元菌及び硫酸還元菌が、リグナイトを多く含む有機物を利用した還元反応に重要な役割を果たしていることが示唆された。これらの結果は、堆積岩環境における酸化還元緩衝能力において、微生物の役割が極めて重要であることを示している。

An incubation experiment was conducted to estimate redox buffer capacity of "water-rock-microbe" interaction systems in sedimentary rocks. The water chemistry, microbial growth and community structure were analyzed during the incubations. The dissolved oxygen (DO) concentrations and oxidation-reduction potential (ORP) values decreased notably in the presence of active microorganisms, whereas abiotic reactions did not lead to reducing conditions during incubation. The change in microbial community structure suggests that nitrate-reducing and sulfate-reducing bacteria played an important role in reduction of water by using lignite-derived organic matter. These results show that the microbial role is extremely important for the redox buffering capacity in sedimentary rock environments.