生物性マンガン酸化物によるアクチノイドの特異的吸着挙動の解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24760717
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 田中 万也 広島大学, サステナブル・ディベロップメント実践研究センター, 特任講師 (60377992)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 生物性マンガン酸化物 / アクチノイド / 吸着

Outline of Annual Research Achievements

マンガン酸化物は様々な重元素を強く吸着することからアクチノイドの移行を遅延させる効果があると考えられている。環境中に存在するマンガン酸化物のほとんどは微生物が形成したと考えられている。そのため、アクチノイドの移行挙動を議論するためには生物性マンガン酸化物へのアクチノイド吸着挙動を調べる必要がある。
最終年度である今年度は生物性マンガン酸化物へのPu(IV)吸着挙動を調べた。Pu(IV)の吸着挙動をTh(IV),Np(V),U(VI)と比較した結果、U(VI)の吸着挙動と類似していることが分かった。前年度までの研究成果からTh(IV)は一旦マンガン酸化物表面に吸着された後、時間とともに脱着していくことが明らかとなった。これは微生物が排出する有機物の影響と考えられるが、Pu(IV)吸着挙動にはそのような脱着は認められなかった。これらの実験結果はPu(IV)がマンガン酸化物表面に吸着した後、Pu(VI)へと酸化されたことを示唆している。また、Np(V)は非生物性マンガン酸化物へ強く吸着するのに対して、生物性マンガン酸化物へはほとんど吸着しなかった。これは両者の構造に関係している可能性があり、今後詳細に調べる必要がある。
生物性マンガン酸化物は非生物性マンガン酸化物と異なり特異的なアクチノイド吸着挙動を示すことが明らかとなった。このような特異的な吸着挙動は両者の構造の違いや微生物が共存することでそれらが排出する有機物の影響が大きいと考えられる。環境中でのアクチノイドの移行挙動を評価する上で微生物活動が重要であることを示す研究成果となった。

Research Products

• [Journal Article] Size-dependent distribution of radiocesium in riverbed sediments and its relevance to the migration of radiocesium in river systems after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident. (2015)
  • Author(s): Tanaka, K., Iwatani, H., Sakaguchi, A., Fan, Q.H. and Takahashi, Y.
  • Journal Title: J. Environ. Radioact. Volume: 139 Pages: 390-397
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2014.05.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Size distribution studies of 137Cs in river water in the Abukuma riverine system following the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident. (2015)
  • Author(s): Sakaguchi, A., Tanaka, K., Iwatani, H., Chiga, H., Fan, Q.H., Onda, Y. and Takahashi, Y.
  • Journal Title: J. Environ. Radioact. Volume: 139 Pages: 379-389
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2014.05.011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An EXAFS Study on the Effects of Natural Organic Matter and the Expandability of Clay Minerals on Cesium Adsorption and Mobility. (2014)
  • Author(s): Fan, Q.H., Tanaka, M., Tanaka, K., Sakaguchi, A. and Takahashi, Y.
  • Journal Title: Geochim. Cosmochim. Acta Volume: 135 Pages: 49-65
  • DOI: 10.1016/j.gca.2014.02.049
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Relationship between particle size and radiocesium in fluvial suspended sediment related to the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident. (2014)
  • Author(s): Tanaka, K., Iwatani, H., Sakaguchi, A., Takahashi, Y. and Onda, Y.
  • Journal Title: J. Radioanal. Nucl. Chem. Volume: 301 Pages: 607-613
  • DOI: 10.1007/s10967-014-3159-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of particulate matters in the Pripyat River in Chernobyl related to its adsorption of radiocesium with inhibition effect by natural organic matter. (2014)
  • Author(s): Suga, H., Fan, Q.H., Takeichi, Y., Tanaka, K., Kondo, H., Kanivets, V., Sakaguchi, A., Kenji, K., Inami, N., Mase, K., Ono, K. and Takahashi, Y.
  • Journal Title: Chem. Lett. Volume: 43 Pages: 1128-1130
  • DOI: 10.1246/cl.140222
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Factors controlling radiocesium distribution in river sediments: Field and laboratory studies after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident. (2014)
  • Author(s): Fan, Q.H., Tanaka, K., Sakaguchi, A., Kondo, H., Watanabe, N. and Takahashi, Y.
  • Journal Title: Appl. Geochem. Volume: 48 Pages: 93-103
  • DOI: 10.1016/j.apgeochem.2014.07.012
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 生物性マンガン酸化物へのアクチノイドの吸着特異性 (2014)
  • Author(s): 田中 万也、渡邊 直子、谷 幸則、大貫 敏彦
  • Organizer: 2014年度地球化学会年会
  • Place of Presentation: 富山大学五福キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-18
• [Presentation] 化学形態分析に基づく放射性セシウムの移行挙動の評価 (2014)
  • Author(s): 田中 万也、ファン チャオフイ、近藤 宏壮、坂口 綾、高橋 嘉夫
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-05-02