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2012 Fiscal Year Annual Research Report

バイオマスを用いた重金属の吸着と回収の新手法

Research Project

Project/Area Number 22510084
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

狩野 直樹  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (00272857)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 今泉 洋  新潟大学, 自然科学系, 教授 (80126391)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords重金属 / キトサン / 吸着等温線 / 生物吸着 / 生分解性キレート剤 / 植物浄化 / バイオ界面活性剤 / トリチウム
Research Abstract

環境に低負荷で低コストであるバイオマスをベースにした吸着剤を用いて,重金属や放射性核種などを除去・回収する手法を確立して環境浄化に役立てることを目的とする。現在,希土類元素等の重金属は幅広い産業分野で利用されており,需要が拡大しているものの,国内では資源枯渇の危機にある。そこで,廃棄物等からの新たな金属回収法の確立も重要である点に着目し,バイオマス等を金属の吸着剤として利用し,資源回収に役立てることを目指した。
本年度では,新たにキチンをベースにしたキトサンを用いて,ウラン(U)やクロム(Cr)の取り込みや吸着に関するモデル実験を行った。また,環境中の重金属や放射性核種の動態把握のため,土壌やスラッジ中のREEs, U, Thの挙動把握に関する研究を継続するとともに植物,キレート剤やバイオ界面活性剤を用いて,重金属の効率的な回収方法を確立することを目指した。さらに放射性核種としてUのみならず水素の放射性同位体であるトリチウム(T)の環境や生体中の挙動についても検討した。
その結果,主として以下のことが明らかになった。(1)キトサンによるCr吸着において,3価のCrはpH6以上で良好な吸着率を示し,6価のCrはpH4で最大吸着量を示した。 (2) 3価および6価のCrは,いずれもLangmuir plotにより適合することから,単分子層による吸着傾向が強いと推察される。(3) キレート剤は根から茎葉部への重金属(亜鉛と鉛)移動を促進する。(4) キレート剤は,概して植物バイオマスの生長を抑制したが,生分解性のキレート剤EDDSにおいてもその傾向が見られた。(5)アミノ基のH原子はトリチウム(T)原子と定量的に交換するが,この反応はアミノ基が付いている母体構造に大きく依存する。(6)降水中のT濃度とカルシウムイオン濃度との変動は類似しており,特に非海塩型気団で顕著である。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (14 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Effect of EDTA and EDDS on phytoremediation of Pb- and Zn- contaminated soil by Brassica Juncea2012

    • Author(s)
      Lidi Gao, Naoki Kano, Yuichi Sato, Shuang Zhang, Hiroshi Imaizumi
    • Journal Title

      Advanced Materials Research

      Volume: 518-523 Pages: 5040-5046

    • DOI

      doi:10.4028/www.scientific.net/AMR.518-523.5040

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kinetic estimation of hydrogen isotope exchange reaction between tritiated-water (HTO) vapor and each amino acid in a heterogeneous system2012

    • Author(s)
      Noriaki Kataoka, Hiroshi Imaizumi, and Naoki Kano
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Science and Technology

      Volume: 49 Pages: 667-672

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Seasonal Variation of Tritium and Major Elements in Snow and Precipitation in Niigata Japan2012

    • Author(s)
      Yurong Jiao, Hiroshi Imaizumi and Naoki Kano
    • Journal Title

      Journal of Environmental Science and Engineering

      Volume: A1 Pages: 1218-1225

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Chemical Behavior of Chromium in Surface Lagoon Water and Biosorption of Chromium from Aqueous Solution using Chitosan2012

    • Author(s)
      Chong LI, Kunihiro TANABE, Naoki KANO and Hiroshi IMAIZUMI
    • Organizer
      BIT’s 2nd Annual World Congress of Marine Biotechnology (WCMB2012)
    • Place of Presentation
      Dalian, China
    • Year and Date
      20120920-20120923
  • [Presentation] 水生植物を用いた水環境中のヒ素,クロムなどの除去2012

    • Author(s)
      若林美幸,竹橋央真,狩野直樹, 今泉 洋
    • Organizer
      日本分析化学会第61年会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      20120919-20120919
  • [Presentation] 土壌環境中における希土類元素,トリウム,ウラン等の動態および腐植物質との相互作用2012

    • Author(s)
      東平 吉正,Gao Lidi,志田 未来,狩野 直樹,今泉 洋
    • Organizer
      第49回アイソトープ・放射線研究発表会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      20120711-20120711
  • [Presentation] Effect of EDTA and EDDS on phytoremediation of lead(Pb) & zinc(Zn)- contaminated soil by Brassica Juncea2012

    • Author(s)
      Lidi Gao, Naoki Kano, Yuichi Sato, Shuang Zhang, Hiroshi Imaizumi
    • Organizer
      nternational Conference on Energy and Environmental Protection 2012 (ICEEP 2012)
    • Place of Presentation
      Hohhot, China
    • Year and Date
      20120623-20120624
  • [Presentation] Seasonal variation of tritium and major element in snow and short term precipitation in Niigata2012

    • Author(s)
      Yurong JIAO, Hiroshi IMAIZUMI, Naoki KANO
    • Organizer
      Conference on Energy and Environmental Protection 2012 (ICEEP 2012)
    • Place of Presentation
      Hohhot, China
    • Year and Date
      20120623-20120624
  • [Presentation] バイオマスを用いた溶液中クロムの除去の検討2012

    • Author(s)
      中森翔,田辺国大,狩野直樹,今泉洋
    • Organizer
      日本分析化学会第61年会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2012-09-19
  • [Presentation] 種々の磁性を持つ弱塩基性陰イオン交換樹脂の合成とその性能評価2012

    • Author(s)
      守橋真菜美,今泉洋,狩野直樹
    • Organizer
      日本分析化学会第61年会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2012-09-19
  • [Presentation] マグネタイト含有弱塩基性陰イオン交換樹脂の合成とその性能評価2012

    • Author(s)
      星野翔吾,今泉洋,狩野直樹
    • Organizer
      日本分析化学会第61年会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2012-09-19
  • [Presentation] 酸素安定同位体比や栄養塩等から見た近年の新潟県の環境水の特徴2012

    • Author(s)
      Adiljiang, Tiemuer(アディリジャンテムレ),堺明世,稲垣里實,狩野直樹,今泉洋,渡部直喜
    • Organizer
      第49回アイソトープ・放射線研究発表会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-07-10
  • [Presentation] T-for-H交換反応における各種アミドの速度論的反応解析2012

    • Author(s)
      佐藤淳,今泉洋,狩野直樹
    • Organizer
      第49回アイソトープ・放射線研究発表会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-07-09
  • [Presentation] T-for-H交換反応におけるピリジン誘導体の速度論的反応解析2012

    • Author(s)
      青塚潤,佐藤貴之,今泉洋,狩野直樹
    • Organizer
      第49回アイソトープ・放射線研究発表会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-07-09
  • [Presentation] T-for-H交換反応を用いた室温での各種アミノ酸の反応性の評価2012

    • Author(s)
      片岡憲昭,今泉洋,狩野直樹
    • Organizer
      第49回アイソトープ・放射線研究発表会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-07-09
  • [Presentation] トリチウムトレーサ法による硫酸マグネシウム七水和物の結晶水の挙動2012

    • Author(s)
      星野翔吾,天野元彦,今泉洋,狩野直樹
    • Organizer
      第49回アイソトープ・放射線研究発表会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-07-09
  • [Presentation] 新潟市における降水中のトリチウム濃度測定や他のイオンと気団解析とからで得られた福島第一原発事故の影響評価2012

    • Author(s)
      守橋真菜美,沼口菜摘,高橋羽月,今泉洋,狩野直樹,斎藤正明,加藤徳雄,石井吉之,斉藤圭一,Jiao Yurong,片岡憲昭
    • Organizer
      第49回アイソトープ・放射線研究発表会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-07-09
  • [Book] Biomass Now - Sustainable Growth and Use(ISBN # 978-953-51-1105-4, Chap.4)2013

    • Author(s)
      Naoki Kano
    • Total Pages
      540 pages
    • Publisher
      InTech

URL: 

Published: 2014-07-24  

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