2018 Fiscal Year Research-status Report

An Experimental Study on the Mechanisms Involved in Immobilization of Heavy Metals using Manure

Research Project

Project/Area Number	17K15348
Research Institution	Osaka Prefecture University
Principal Investigator	櫻井伸治大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 助教 (30531032)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	重金属 / 土壌 / 不動化 / C/N比 / 腐熟度 / 化学形態
Outline of Annual Research Achievements	有機物による土壌中の重金属不動化のメカニズムの解明に向けて，引き続き，砂丘砂ならびに水田土を用いたバッチ試験を実施した．2017年度の結果から，有機物の性状が重金属の不動化に影響を与えていることが推察されたため，2018年度の研究では，下記の２点を念頭に置きながらも，有機物の性状（特にC/N比や腐熟度に注目）も検討項目とした．有機物には牛ふんに加え，これとC/N比が異なる鶏ふんおよび稲わらを選定し，それぞれの有機物の重金属不動化効果を比較することで，C/N比が及ぼす重金属不動化効果への影響を評価した．また，腐熟度については稲わらを腐熟させることで重金属の不動化への影響を比較検討した． ①有機物投与による重金属の不動化効果の特徴の把握砂丘砂・水田土ともに牛ふん投与による重金属不動化効果が最も顕著であった．C/N比が低くなると重金属の不動化効果が増大すると思われたが，C/N比が最も低い鶏ふんの当該効果は牛ふんほど発揮されなかった．また，重金属の化学形態分布は有機物種によって異なった．特に，鶏ふんでは最も移行性の高い水溶態のCuまたはCdが検出された．一方，腐熟度による重金属不動化効果への影響をみると，両土壌で稲わらの腐熟が進行するとともに，重金属の可給態濃度が低下したことが観察された．ただし，水田土では砂丘砂ほどこの現象は，顕著には見られなかった．今のところ，有機物種によっては重金属の移行性が増大してしまう可能性が見出され，各有機物の性状をC/N比だけでなく，資材そのものの構造・形状も検討する必要があると考えている． ②有機物の不動化効果に対する重金属種の競合性の把握両土壌とも有機物種による重金属の競合性の差異はほぼ見られなかった．しかし，同一の有機物でみるとCuないしCdにおいて他の重金属が共存すると移行性が増大したため，次年度さらに検討を進めていく必要がある．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 今年度は土壌の化学的性質以外に有機物の性状も加えて検討したため，時間的都合から土壌の化学的性質について一部（例えば酸化還元電位）が検討できていない．しかし，有機物そのものの性状が重金属の不動化効果に及ぼす影響について一定の成果がみられたため，不動化のメカニズムの解明に向けた有用なデータが得られたと考えている．
Strategy for Future Research Activity	各重金属の鶏ふんを供した試験において，重金属が移行性の高い化学形態で存在する傾向があったことから，汚染土壌で農業を行う際，有機土壌改良資材の選定にはかなり慎重になる必要がある．また，重金属の化学形態に酸化還元電位が関与していることが知られており，有機物の性状と酸化還元電位ないしpHとの関係性を検討しつつ，最終的には有機物が発現する重金属不動化の要因を明らかにしていきたい．