X線光電子分光法による環境試料のキャラクタリゼーション

• Project/Area Number: 62540451
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 分析・地球化学
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: 相馬 光之 国立公害研究所, 計測技術部, 研究員 (00011552)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐竹 研一 国立公害研究所, 計測技術部, 研究員 (50101051) ; 田中 敦 国立公害研究所, 計測技術部, 研究員 (80171734) ; 瀬山 春彦 国立公害研究所, 計測技術部, 研究員 (40142096)
• Project Period (FY): 1987
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1987)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 1987: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: X線光電子分光法(XPS) / 環境試料 / 表面分析 / 都市ごみ焼却炉灰 / 湖沼底泥 / 水性蘚苔類 / 重金属

Research Abstract

いくつかの環境試料の表面層における元素組成, 元素の存在状態を明らかにするためX線光電子分光法(XPS)による分析を行い以下の成果を得た. 1)都市ごみ焼却炉にて生じるフライアッシュ(電気集塵器灰), 残灰粒子では銅, 亜鉛, 鉛, スズなどの重金属元素の表面層における濃度が平均組成にくらべ顕著に高く, これらが表面に集積していることを明らかにした. フライアッシュを水で浸出すると多くの金属が塩化物として溶出するが, 鉛は硫酸塩として表面に再沈着することもXPSにより直接確かめられた. 残灰では浸出による組成変化が比較的少かったが, これは溶出成分量が少いことによく対応していた. XPSでは金属イオンと同時に, 塩素, 硫黄, リンなどの陰イオン成分の分析を行えることが, 有害成分の化学形態の推定に役に立つことがわかった. 起源の異なる焼却炉灰の分析により, XPSが焼却炉灰による環境影響を考える場合に重要な, 定性ないし半定量分析データを提供する手段であることが明らかになった.
2)摩周湖底泥の分析では, 湖外から供給される火山灰質の堆積物の成分と, 湖底湧水成分として供給された後, 酸化物として堆積する鉄やマンガン等の起源の違いが, XPSによって分析される表面層組成にも反映されており, 鉄, マンガンの酸化物としての化学形態が鉄, マンガンおよび酸素のスペクトルから推定できることがわかった.
3)ムラサキヒシャクゴケ, ヘチマゴケなどの水生蘇苔類に蓄積された鉛の化学形態につきXPSによる直接分析を試み, 鉛の硫酸塩, 硫化物の寄与は少なく, 他の配位子を主に結合していることを明らかにした. この結論は鉛の化学形態別の湿式化学分析結果によっても支持された.

Research Products

• [Publications] K.Satake: Aquatic Botany.