2012 Fiscal Year Annual Research Report
地球表層物質に吸着した重金属イオンの高分解能分析手法の確立とその吸着機構の解明
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24340133
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小暮 敏博 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50282728)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 信一郎 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60108678)
中井 泉 東京理科大学, 理学部, 教授 (90155648)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 土壌汚染 / セシウム / 粘土鉱物 / 電子顕微鏡 / 放射能 / オートラジオグラフィー |
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| Research Abstract |
その社会的重要性・緊急性を考慮し，本年度は福島原発事故で飛散した放射性核種の土壌汚染について集中的に研究を進めた．事故で飛散した放射性の137Cs(セシウム)は，土壌中の粘土鉱物に強く吸着していると考えられているが，はたしてどのような物質あるいは鉱物種に吸着しているかは未だはっきりした知見が出ていない．そこで福島県飯舘村で採取した水田表層の土壌を乾燥・分級し，20～45μmのサイズに分級した土壌粒子に溶液中でCsイオンを吸着させた．これを回収・乾燥させ，ハンドプレスでペレット状に成形した後，研究室ですでに確立しているEPMA→SEM-EDS→FIB→TEMという分析プロセスを用いて，Csを高濃度で吸着している鉱物粒子を同定・分析した．その結果Al-Fe系のスメクタイトと，おそらく黒雲母の風化で形成されたバーミキュライトに高濃度のCsが吸着していることが明らかになった．バーミキュライトでは層間にイオン交換の形でCsが取り込まれていることが高分解能TEM/STEMによって確認された．一方このように実験で高濃度のCsを吸着した鉱物種が，実際の福島汚染地域のように非常に低濃度の放射性Csを吸着している保証はない．そこでイメージングプレート（IP）を記録媒体としたオートラジオグラフィーにより，放射能性土壌粒子を特定・分析し，その鉱物種を決定する実験手法の確立に着手した．特にIPを感光させた土壌粒子を光学顕微鏡あるいは走査電子顕微鏡の下で同定するため、IP上に方眼の目盛りを形成する方法を検討中である。また高分解能TEM/STEMで、雲母中の層間にイオン交換で固定されたCsがどのようなコントラストで観察されるか理論的考察を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究代表者の小暮と分担者の中井の間ではいろいろな共同研究や議論が進んだが、分担者の和田との間は、今年度については扱う試料が異なっているなどの理由で、あまり議論ができなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はIPオートラジオグラフィーにより特定した放射性137Csを含む土壌粒子・粘土鉱物の解析を進める．このような鉱物種の構造、イオン交換能、加熱によって相変化させたときの吸着Csイオンの挙動などを明らかにしていき、結果を関連する学会や論文で公表していく．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実験装置の故障とその修理が予想以上に少なかった。また当初予定していた技術支援員の人件費を他の財源から補填することができた。
計画当初は考えていなかった最終年度の技術支援員の雇用を最終年度まで継続し、より多くの成果を出していきたい。また今後の実験装置の突発的な故障の修理やメンテナンスにも使う予定でいる。
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