2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Low-Cost Countremeasures for Marine Sediments with Shell Pieces
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16K00605
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| Research Institution | Center for Environmental Science in Saitama |
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Principal Investigator |
石山 高 埼玉県環境科学国際センター, 土壌・地下水・地盤担当, 主任研究員 (80297621)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八戸 昭一 埼玉県環境科学国際センター, 土壌・地下水・地盤担当, 担当部長 (70415397)
濱元 栄起 埼玉県環境科学国際センター, 土壌・地下水・地盤担当, 専門研究員 (40511978)
渡邊 圭司 埼玉県環境科学国際センター, 水環境担当, 主任 (50575230)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 海成堆積物 / 土壌汚染 / 重金属類 / 黄鉄鉱 / 貝殻片 / 低コスト汚染対策技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題では、貝殻片（ホタテ貝の貝殻片）を用いた海成堆積物の低コスト・低負荷型汚染対策技術を開発した。海成堆積物に貝殻片を添加して風化実験（条件：35℃湿潤）を行ったところ、黄鉄鉱の酸化に伴う硫酸の生成が大幅に抑制されることが分かった。貝殻片は水に対する溶解度が低いことから、黄鉄鉱の酸化抑制効果が長時間維持され、少なくとも風化実験開始から１年半経過した段階でも硫酸の生成量は低値を示した。また、希硫酸を用いた長期安定性試験の結果、開発した本技術は100年以上の長期間降雨に曝されても、黄鉄鉱の酸化抑制効果を維持し続けることが判明した。
黄鉄鉱の酸化が進行すると、海成堆積物中の砒素やカドミウムの存在形態が変化することにより（残渣態から可溶性態へと変化）、これらの有害重金属類の溶出リスクは大幅に増加することが知られている。一方、貝殻片を添加する本技術は砒素やカドミウムの存在形態を残渣態のまま維持する効果を有するため、有害重金属類の溶出リスクが大きく抑制できることが分かった。屋外においても風化実験を実施し、実内実験と同様に貝殻片の添加は黄鉄鉱の酸化抑制に有効であることを確認した。
貝殻片と共に鉄系不溶化剤やリン系不溶化剤を添加することで、海成堆積物の長期汚染リスク（黄鉄鉱の酸化に伴う土壌の酸性化）と短期汚染リスク（掘削直後における砒素やふっ素の溶出）は同時に抑制できることが分かった。
リアルタイムPCR解析により、本研究で用いた海成堆積物では、黄鉄鉱の酸化に関与している土壌微生物は主として硫黄酸化細菌であることが明らかとなった。また、貝殻片を添加した系では、硫黄酸化細菌の増殖が抑制されていたことから、本技術では土壌pHを中性から弱塩基性に制御することで硫黄酸化細菌の活性度を低下させることにより、黄鉄鉱の酸化分解が抑制できていることを確認した。
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