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ヒ素汚染地下水の形成に関わる堆積物中のヒ素の化学態と生物活動との関係

研究課題

研究課題/領域番号 12440155
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地球化学
研究機関大阪市立大学

研究代表者

中屋 晴恵 (益田 晴恵)  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70183944)

研究分担者 奥平 敬元  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (20295679)
三田村 宗樹  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00183632)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2001年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2000年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
キーワードヒ素汚染地下水 / 酸水酸化鉄 / 吸着 / 脱着 / 黄鉄鉱 / 土壌微生物活動 / 酸化還元反応 / 新生代堆積物 / 有機物態ヒ素 / 硫化物態ヒ素 / 間隙水 / 鉄酸化バクテリア / 硫酸還元バクテリア / 堆積物 / バクテリア / 硫化物態イオウ / 硫酸態イオウ
研究概要

ヒ素汚染水の形成過程を明らかにするために,ヒ素の堆積物中での固定メカニズムと地下水中への溶出を促す要因を検討した。
西表島の潮間帯での約4mの掘削試料では,ヒ素は深度2.2mまで増加するが,これ以深では10〜12ppmではほほ一定である。この変化は鉄とよく対応している。ここでは、ヒ素は酸化鉄に吸着されて堆積物中に固定されるが、一部は微生物活動により有機態ヒ素となる。さりに還元状態が進めば、硫化鉄鉱物が生成する。この時ヒ素は硫化物に再固定されて堆積物に残存する。
大阪層群堆積物中の海成粘土層には7〜20ppmのヒ素が含有される。大阪湾に流入する大和川河口域では,海水-塩水境界より海側でヒ素は植物プランクトンにより濃集され,遺骸として堆積することで堆積物中に蓄積する。
大阪層群最上部の海成粘土層Ma13とその上下の淡水性堆積物層のコアでは,大部分のヒ素は硫化物(黄鉄鉱)としてあった。また,淡水性堆積物との境界部に近い海成粘土層の上部と下部で中央部より高濃度のヒ素が検出される。硫黄は中央部ではヒ素と似た挙動をするが,上・下部では減少が著しい。
和泉市の停滞している井戸において井戸水の溶存鉄とヒ素濃度には正の相関があった。最高ヒ素濃度を示す水深は冬期に深くなる。また,イオウ同位体比から,春〜秋にかけては堆積物中の黄鉄鉱が酸化分化しているが,冬には酸化分解が起こっておらず,大気あるいは肥料など堆積物以外の硫酸の供給源があることが示唆された。
以上の結果から,ヒ素を初生的に濃集するために植物プランクトンが重要な働きをしていること,堆積物中ではヒ素は硫化鉱物に固定されるが,閉鎖的環境でこの変化が起こればヒ素の地下水中への溶出は起きないこと,地下水中の溶存ヒ素の存在は酸水酸化鉄の安定性が規制していることが明らかとなった。また,ヒ素の存在状態を決定する要因として堆積物中の微生物活動は重要である。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] 伊藤浩子, 益田晴恵, 日下部実: "大坂北摂地域における地下水のヒ素含有量変動とその要因"日本地下水学会誌. 45. 3-18 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ghandour I.M., Masuda H., Maejima W.: "Mineralogical and chemical characteristics of Bajocian-Bathonian shales, G.Al-Maghara, North Sinai, Egypt : Climatic and environmental significance"Geochemical J. 37. 87-108 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyoshi N., Satoh H., Yamaguchi Y., Masuda H.: "Synthetic silica glass for trace aluminum analysis in quartz by electron microplobe"J. Geostandard Geoanalysis. 27. 91-98 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chiba H., Masuda H., Lee S.-Y., Fujioka K.: "Chemistry of hydrothermal fluids at the TAG mound, MAR 260°N, in 1998"Geophysical Research Letters. 28. 2919-2922 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda H., Peacor D.R., Dong H.: "TEM study of conversion of smectite to illite in mudstones of the Nankai Trough : Contrast with coeval bentonites"Clays and Clay Minerals. 49. 109-118 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 益田晴恵: "地殻表層付近のヒ素の挙動と地下水汚染拡大機構"日本地下水学会誌. 42. 215-313 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Komiya H., Nakaya S., Masuda H. and Kusakabe M.: "Groundwater flow system in the central and south part of Matsumoto Basin, Nagano, estimated from oxygen and hydrogen stable isotope rasios and water quality"J. Groundwater hydrology, Japan. 45. 147-170 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Itoh H., Masuda H., and Kusakabe M.: "Some factors controling arsenic concentrations of groundwater in the northen part of Osaka Prefecture"J. Groundwater hydrology, Japan. 45. 3-18 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ghandour I. M., Masuda H. and Maejima W.: "Mineralogical and chemical characteristics of Bajocian-Bathonian shales, G. Al-Maghara, North Sinai, Egypt: Climatic and environmental significance"Geochemical J. 37. 87-108 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyoshi N., Satof H., Yamaguchi Y. and Masuda H.: "Synthetic silica glass for trace aluminum analysis in quartz by electron microplobe"J. Geostandard Geoanalysis. 27. 91-98 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chiba H., Masuda H., Lee S.-Y. and Fujioka K.: "Chemistry of hydrothermal fluids at the TAG mound, MAR 26^。 N, in 1998"Geophysical Research Letters. 28. 2919-2922 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda H., Peacor D.R. and Dong H.: "TEM study of conversion of smectite to illite in mudstones of the Nankai Trough: Contrast with coeval bentonites"Clays and Clay Minerals. 49. 109-118 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masuda H.: "Geochemical cycle of arsenic in the Earth's surface and mechanism of its groundwater pollution"J. Groundwater hydrology. 42. 295-313 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyoshi N., Satoh H., Yamaguchi Y., Masuda H.: "Synthetic silica glass for trace aluminum analysis in quartz by electron microplobe"J.Geostandard Geoanalysis. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小宮洋行, 中屋真司, 益田晴恵, 日下部実: "酸素および水素同位体比と水質から見た長野県松本盆地中・南部地域の広域地下水流動系"日本地下水学会誌. 45,2(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 伊藤浩子, 益田晴恵, 日下部実: "大阪北摂地域における地下水のヒ素含有量変動とその要因"日本地下水学会誌. 45,1. 3-18 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ghandour I.M., Masuda H., Maejima W.: "Mineralogical and chemical characteristics of Bajocian-Bathonian shales, G. Al-Maghara, North Sinai, Egypt : Climatic and environmental significance"Geochemical J.. 37,2. 87-108 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kokonyangi, J., Armstrong, R, Kampunzu, A.B., Yoshida, M., Okudaira, T.: "U-Pb zircon geochrolonogy and geochemistry of granitoids from the Mesoproterozoic Kibarides belt, Mitwaba-Katanga (Congo) : petrogenetic and geotectonic implications"Precambrian Research. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Imon, R., Okudaira, T., Fujimoto, A.: "Dissolution and precipitation processes in deformed amphibolites : an example from the ductile shear zone"J.Metamorphic Geology. 20. 297-308 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Chiba H., Masuda H., Lee S.-Y., Fujioka K.: "Chemistry of hydrothermal fluids at the TAG mound, MAR 26゜ N, in 1998"Geophysical Research Letters. 28. 2919-2922 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masuda H., Peacor D.R., Dong H.: "TEM study of conversion of smectite to illite in mudstones of the Nankai Trough : Contrast with coeval bentonites"Clays and Clay Minerals. 49. 109-118 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 益田晴恵: "地殻表層付近のヒ素の挙動と地下水汚染拡大機構"日本地下水学会誌. 42. 215-313 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 三田村 宗樹: "放射性炭素年代値の補正について"第四紀総合研究会連絡紙. 78. 4-6 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 内山 美恵子, 三田村 宗樹, 吉川 周作: "大阪平野中央部,上町断層の変位速度と基盤ブロックの運動"地質学雑誌. 107. 228-236 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Okudaira T., Hayasaka Y., Hineno O., Watanabe K., Sakurai Y., Ohtomo Y.: "Cooling and inferred exhumation history of the Ryoke metamorphic belt in the Yanai district, south-west Japan : Constraints from Rb-Sr and fission-track ages of gneissose granitoid and numerical modeling"Island Arc. 10. 98-115 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masuda H.,Peacor D.R. and Dona H.: "TEM study of conversion of smectite to illite in mudstones of the Nankai Trough : Contrast with coeval bentonites"Clays and Clay Minerals. 49・2. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 柳澤文孝,賈疏源,益田晴恵 他4名: "日本・中国・韓国で採取したエアロゾルの化学組成(序報)"エコテクノロジー研究. 6. 25-30 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 益田晴恵: "地殻表層付近のヒ素の挙動と地下水汚染拡大機構"日本地下水学会誌. 42. 215-313 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 益田晴恵: "これからの海洋化学"地球化学. 34. 149-151 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 益田晴恵,中屋真司、賈疏源 他5名: "名水を訪ねて(50)中国四川省峨眉山の名水"日本地下水学会誌. 42. 263-271 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 満澤巨彦,益田晴恵,島伸和 他5名: "中部及び南部マリアナ熱水活動域「よこすか」深海曳航調査速報(YK99-11-Leq2)"JAMASTEC深海研究. 17. 73-87 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2021-11-26  

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