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2022 Fiscal Year Research-status Report

Development of environmental education program based on a simplified chemical analysis package for hazardous elements in soil

Research Project

Project/Area Number 22K13787
Research InstitutionIbaraki National College of Technology

Principal Investigator

澤井 光  茨城工業高等専門学校, 国際創造工学科, 講師 (30784962)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords汚染土壌 / 土壌分解 / 簡易分析 / フッ素
Outline of Annual Research Achievements

フッ素含有土壌(フッ素濃度:235±14 mg/kg, 粒径0~1 mm)を試料として用い,塩基性分解剤と家庭用電子レンジを併用した簡易分解について基礎検討を行った。分解剤10 mLと土壌0.1~0.5 gをテフロン製密閉容器に封入し,1分間,700 Wのマイクロ波を照射して得られた分解物上澄みをろ過および過塩素酸分解-水蒸気蒸留法に供してフッ素を分離し,La-ALC吸光光度法を用いてフッ素濃度を定量した。
超純水を用いた場合ではフッ素定量値は定量限界以下であった。分解剤として1 M Na2CO3を用いると,試料添加量が小さいほどフッ素定量値が土壌中フッ素濃度とよい一致を示したがばらつきは大きくなった(e.g.,0.1 g, 258±69 mg/kg; 0.5 g, 168±6.6 mg/kg)。土壌試料量が小さい場合は,分解剤が過剰となることで定量的に分解されたと考えられるが,一方で試料の代表性が損なわれたと考えられる。
試料量0.5 gの条件において,1 M NaOH, 50 mM および100 mM EDTAを分解剤に用いたところ105 mg/kg(NaOH); 137~143 mg/kg(EDTA)の定量値が得られ,土壌中フッ素濃度に対して40~60%程度の回収率であった。本法による土壌分解においては,Na2CO3を用いた場合の定量値が最も大きく,分解剤の塩基性強度以上に塩基濃度の強さが分解効率に影響を及ぼすことが示唆された。一方でEDTAのような錯形成剤の効果が確認されたことから,効果の高いNa2CO3とEDTAを混合して用いたところ,フッ素定量値は127±8 mg/kgとそれぞれを単独で用いた場合よりも小さくなった。たとえばH2EDTA2-によるNa2CO3の中和やイオン強度増加による活量の減少によって互いに土壌分解に及ぼす効果が相殺する可能性がある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

塩基性分解剤と電子レンジを用いた簡易土壌分解処理法の開発において,当初目標としていた定量的なフッ素分離を達成する条件を見いだせたことから。

Strategy for Future Research Activity

今年度は,1 M Na2CO3を分解剤に選択することで土壌中フッ素の110 %を抽出する方法を見いだした。しかし精度には課題が残るため,引き続き効果的な分解条件の探索を継続する。また土壌分解物からフッ素を分離する為の固相抽出等の検討を進める。
さらに,対象をクロム,ヒ素含有土壌へと拡大し,これらの簡易分析を可能とする条件を検討する。

Causes of Carryover

購入予定であった備品(純水製造装置)の選定を進めた結果,より廉価なものを購入可能であったため。次年度の研究成果発信のための旅費等に活用する予定である。

  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Synchrotron μ-XRF mapping analysis of trace elements in in-situ cultured Japanese red coral, Corallium japonicum2022

    • Author(s)
      Nozomu Iwasaki , Hiroshi Hasegawa , Yusuke Tamenori , Mutsuro Kikunaga , Toshihiro Yoshimura , Hikaru Sawai
    • Journal Title

      PeerJ

      Volume: 10 Pages: e13931-e13931

    • DOI

      10.7717/peerj.13931

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ホウ素含有廃棄物におけるキレート洗浄メカニズムの検討2023

    • Author(s)
      澤井 光, 稲田 有紗, 佐藤 稔, 吉岡 翔司, 水石 友也, 長谷川 浩
    • Organizer
      第83回分析化学討論会
  • [Presentation] Extractive Remediation of Fluoride-Contaminated Soil Using Biodegradable Chelators and Surfactants2023

    • Author(s)
      Shoji Yoshioka, Hikaru Sawai, Tomoya Mizuishi, Shafiqur Rahman, Ni Shengbin, Kuo Hong Wong, Asami Mashio, Akio Ohta, Hiroshi Hasegawa
    • Organizer
      3RINCs2023 (The 9th International Scientific Conference on Material Cycles and Waste Management)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 廃牡蠣殻を用いた干し芋加工残渣の悪臭抑制の検討2023

    • Author(s)
      松田 望来, 澤井 光, 佐藤 稔
    • Organizer
      KOSEN研究ネットワーク連携会議
  • [Presentation] イミノ二酢酸を用いた混合金属廃棄物中の銅の選択的抽出2023

    • Author(s)
      スナンター ジュイジョンラック, 澤井 光, 佐藤 稔
    • Organizer
      KOSEN 研究ネットワーク連携会議
  • [Presentation] 水溶性キレート配位子を用いたホウ素含有廃棄物の湿式洗浄の検討2022

    • Author(s)
      稲田有紗, 澤井光, 佐藤稔, 吉岡翔司, 水石友也, 長谷川浩
    • Organizer
      第3回エコテクノロジーフォーラム
  • [Presentation] 干し芋加工残渣の悪臭抑制資材の開発2022

    • Author(s)
      松田 望来, 澤井 光, 佐藤 稔
    • Organizer
      第3回エコテクノロジーフォーラム
  • [Presentation] 干し芋加工残渣の酢酸臭抑制資材の検討2022

    • Author(s)
      松田望来, 澤井光, 佐藤稔
    • Organizer
      第8回関東磐越地区化学技術フォーラム
  • [Presentation] 鉱滓に含まれる銅の選択的抽出に関する基礎検討2022

    • Author(s)
      スナンター ジュイジョンラック, 澤井光, 佐藤稔
    • Organizer
      第8回関東磐越地区化学技術フォーラム
  • [Presentation] 未利用石灰系鉱物を用いた水溶液中ホウ素,フッ素の除去に関する基礎検討2022

    • Author(s)
      澤井光, 佐藤稔, 加島敬太, 羽切正英, 間中淳, 押手茂克
    • Organizer
      第8回関東磐越地区化学技術フォーラム
  • [Presentation] 高専機構研究ネットワーク形成事業として取り組む「天然資源を活用した分離・分析技術の高度化に関する研究ネットワーク」について2022

    • Author(s)
      羽切正英, 加島敬太, 髙屋朋彰, 押手茂克, 間中淳, 澤井光, 佐藤潤
    • Organizer
      第8回関東磐越地区化学技術フォーラム
  • [Presentation] 温泉廃水汚泥に含まれるホウ素の湿式洗浄の基礎検討2022

    • Author(s)
      稲田 有紗, 澤井 光, 佐藤 稔, 吉岡 翔司, 水石 友也, 長谷川 浩
    • Organizer
      第33回日本化学会関東支部茨城地区研究交流会
  • [Presentation] マンガンのESR強度を用いたコーヒー豆の分類2022

    • Author(s)
      山田 昴聖, 澤井 光, 佐藤 稔
    • Organizer
      第33回日本化学会関東支部 茨城地区研究交流会
  • [Presentation] トリス(5-メチル-3-トリフルオロメチルピラゾリル)ボレート配位子を有する亜鉛錯体の構造変化2022

    • Author(s)
      大原朋海, 吾郷友宏, 小松﨑秀人, 澤井光, 宮野陽, 田中裕也, 引地史郎
    • Organizer
      2022ハロゲン利用ミニシンポジウム -第14回臭素化学懇話会 in 茨城
  • [Presentation] アミノポリカルボン酸系キレート剤を用いた土壌中フッ素の抽出除去2022

    • Author(s)
      吉岡 翔司, 澤井 光, 水石 友也, 笠井 颯仁, 倪斌,Rahman Shafiqur, 黄国宏, 眞塩 麻彩実, 長谷川 浩
    • Organizer
      日本化学会近畿支部 2022年度北陸地区講演会と研究発表会 2022年11月11日
  • [Presentation] 土壌鉱物表面へのフッ化物イオン吸着に及ぼす水溶性キレート配位子の影響2022

    • Author(s)
      澤井 光, 稲田 有紗, 伊吹 淳子, 佐藤 稔, 吉岡 翔司, 水石 友也, 長谷川 浩
    • Organizer
      日本分析化学会 第71年会
  • [Presentation] アカサンゴ骨格中色素成分の分離方法の検討2022

    • Author(s)
      岩下 彩夏, 澤井 光, 佐藤 稔, 高貝 慶隆, 岩崎 望, 長谷川 浩
    • Organizer
      日本分析化学会東北支部 みちのく分析化学シンポジウム
  • [Presentation] キレート配位子を活用したホウ素含有廃棄物の湿式 洗浄2022

    • Author(s)
      稲田 有紗, 澤井 光, 佐藤 稔, 吉岡 翔司, 水石 友也, 長谷川 浩
    • Organizer
      第82回分析化学討論会
  • [Presentation] 吉岡 翔司, 澤井 光, 水石 友也, 笠井 颯仁, 倪 聖斌, Rahman Shafiqur, 黄 国宏, 眞塩 麻彩実, 長谷川, 浩2022

    • Author(s)
      キレート剤を用いた土壌洗浄におけるフッ素抽出メカニズムの解明
    • Organizer
      第82回分析化学討論会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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