鉄酸化物による超微量ウランの吸着：バイカル集水域古代湖の水質変動復元

• 研究課題/領域番号: 15K21019
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学; 地球宇宙化学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 福士 圭介 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 准教授 (90444207)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: ウラン / 鉄酸化物 / 吸着 / 表面錯体モデリング / フブスグル湖 / 水質 / pH / フェリハイドライト / 古水質復元 / 水質復元 / ウラニル

研究成果の概要

バイカル集水域にあるフブスグル湖堆積物コアのウラン濃度分布は、氷期-間氷期に対応して変化することが認められている。堆積物のウランは湖内における鉄酸化物への吸着を起源とするため、ウラン吸着量の変化は気候変動に伴う湖内の水質変化を反映すると考えられる。本研究では室内実験により鉄酸化物によるウラン吸着メカニズムを室内実験から検討し、堆積物に認められるウラン濃度の変動をもたらす要因は湖水のpHであることを明らかにした。また本研究で構築したウラン吸着予測モデルを堆積物中のウラン濃度変動に適用した結果、堆積物中にウランが著しく枯渇する氷期では、フブスグル湖のpHは9.5を超えていたことが推測された。

研究成果

• [雑誌論文] Amorphous silica-promoted lysine dimerization: A thermodynamic prediction (2018)
  • 著者名/発表者名: Kitadai N., Nishiuchi K., Nishii A., Fukushi K.
  • 雑誌名: Origin of Life and Evolution of Biospheres 巻: 48 号: 1 ページ: 23-34
  • DOI: 10.1007/s11084-017-9548-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Speciation of Magnesium in monohydrocalcite: XANES, ab initio and geochemical modeling. (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Fukushi, Y. Suzuki, J. Kawano, T. Ohno, M. Ogawa, T. Yaji, and Y. Takahashi,
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 213 ページ: 457-474
  • DOI: 10.1016/j.gca.2017.06.040
  • NAID: 130006198607
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 特集号「風化─ナノスケールからグローバルスケールまで─ 2. 巨視的風化と応用研究」序説 (2017)
  • 著者名/発表者名: MATSUOKA Norikazu、OGUCHI Chiaki T.、FUKUSHI Keisuke、MATSUSHI Yuki、YOKOYAMA Tadashi
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 126 号: 4 ページ: 409-411
  • DOI: 10.5026/jgeography.126.409
  • NAID: 130006105209
  • ISSN: 0022-135X, 1884-0884
• [雑誌論文] 特集号「風化─ナノスケールからグローバルスケールまで─ 1. 微視的風化と基礎研究」序説 (2017)
  • 著者名/発表者名: MATSUOKA Norikazu、OGUCHI Chiaki T.、FUKUSHI Keisuke、MATSUSHI Yuki、YOKOYAMA Tadashi
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 126 号: 3 ページ: 267-269
  • DOI: 10.5026/jgeography.126.267
  • NAID: 130005893326
  • ISSN: 0022-135X, 1884-0884
• [雑誌論文] 地球表層物質による微量元素とり込み過程とそのモデル化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 126 号: 3 ページ: 325-341
  • DOI: 10.5026/jgeography.126.325
  • NAID: 130005893333
  • ISSN: 0022-135X, 1884-0884
  • 査読あり
• [雑誌論文] 地球表層物質による微量元素とり込み過程とそのモデル化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 印刷中
  • NAID: 130005893333
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Glycine polymerization on oxide minerals (2017)
  • 著者名/発表者名: Kitadai, N., Oonishi H., Umemoto K., Usui T., Fukushi K. and Nakashima S.
  • 雑誌名: Origins of Life and Evolution of Biospheres 巻: 印刷中 号: 2 ページ: 123-143
  • DOI: 10.1007/s11084-016-9516-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Predictive model for Pb(II) adsorption on soil minerals (oxides and low-crystalline aluminum silicate) consistent with spectroscopic evidence (2016)
  • 著者名/発表者名: Usiyama, T. and Fukushi, K.
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 190 ページ: 134-155
  • DOI: 10.1016/j.gca.2016.06.022
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-temperature hydrothermal activities around suboceanic Moho: an example from diopsidite and anorthosite in Wadi Fizh, Oman ophiolite (2016)
  • 著者名/発表者名: Akizawa, N., Tamura, A., Fukushi, K., Yamamoto, J., Mizukami, T., Python, M. and Arai S.
  • 雑誌名: Lithos 巻: 263 ページ: 66-87
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2016.07.012
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Arsenate sorption on monohydrocalcite by coprecipitation during transformation to aragonite (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukushi K, Sakai M, Munemoto T, Yokoyama Y and Takahashi Y
  • 雑誌名: Journal of Hazardous Materials 巻: 304 ページ: 110-117
  • DOI: 10.1016/j.jhazmat.2015.10.019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prediction of intrinsic cesium desorption from Na-smectite in mixed cation solutions (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukushi K and Fukiage T
  • 雑誌名: Environmental Science and Technology 巻: 49 号: 17 ページ: 10398-10404
  • DOI: 10.1021/acs.est.5b01884
  • 査読あり
• [学会発表] 堆積物中の吸着重元素分布を利用した水質復元：鉄酸化物による微量ウラン吸着の表面錯体モデリング (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林ゆい・牛山智樹・福士圭介・坂口綾・長谷部徳子
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2017年大会
• [学会発表] 鉄酸化物による微量ウラン吸着の表面錯体モデリング：微量元素の吸着挙動 を利用した古水質復元 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林ゆい・福士圭介
  • 学会等名: 日本地球化学会第６４回年会
• [学会発表] モノハイドロカルサイトと共存するMgの存在状態：XANES, 第一原理計算と地球化学モデリング (2017)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介・鈴木雄真・松宮春奈・川野潤・大野剛・小川雅裕・家路豊成・高橋嘉夫
  • 学会等名: 日本地球化学会第６４回年会
• [学会発表] 金属酸化物への微量亜鉛吸着の表面錯体モデリング (2017)
  • 著者名/発表者名: 米健太郎・小林ゆい・福士圭介
  • 学会等名: 第61回粘土科学討論会
• [学会発表] 土壌鉱物による微量元素吸着挙動の予測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 学会等名: 2017年度土壌物理学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Adsorption of trace amount of uranium on iron oxide: Toward the quantitative reconstruction of past water qualities of an ancient lakes in the Baikal catchment area (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukushi, K., Kobayashi, Y. and Ushiyama, T.
  • 学会等名: Present Earth Surface Processes and Historical Environmental Changes in East Asia,
  • 発表場所: Nago, Okinawa
  • 年月日: 2016-10-14
  • 国際学会
• [学会発表] モノハイドロカルサイトと共存するマグネシウムの存在状態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介・鈴木雄真・大野剛・小川雅裕・家路豊成・高橋嘉夫
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2016年度年会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-24
• [学会発表] 鉱物-水界面の地球化学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 学会等名: 鉱物科学若手の会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-23
  • 招待講演
• [学会発表] 鉄酸化物による微量ウラン吸着挙動：バイカル集水域古代湖の水質変動復元に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 小林ゆい・牛山智樹・福士圭介
  • 学会等名: 日本地球化学会第６３回年会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] モノハイドロカルサイトと共存するMgの存在状態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木雄真・福士圭介・大野剛 ・小川雅裕・ 山川庸芝明・高橋嘉夫
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2015年年会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] 土壌鉱物への鉛吸着の予測モデル：鉄酸化物不在下での鉛のfate (2015)
  • 著者名/発表者名: 牛山智樹・福士圭介
  • 学会等名: 日本地球化学会第６２回年会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Water chemistries and sediment mineralogies of some salt lakes (Olgoi, Boon Tsagaan and Orog) in Mongolia (2015)
  • 著者名/発表者名: Imai, E. Fukushi, K. Katsuta N. Davaadorj, D. Tanaka, Y. Hasebe, N. and Kashiwaya, K.
  • 学会等名: Present Earth Surface Processes and Histrical Environmental Changes in East Asia
  • 発表場所: 台北・台湾
  • 年月日: 2015-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] イオン吸着のモデリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介
  • 学会等名: 第５９回粘土科学討論会
  • 発表場所: 山口大学
  • 年月日: 2015-09-02
  • 招待講演
• [学会発表] モノハイドロカルサイト(CaCO3.H2O)の生成条件：バイカル集水域古代湖の水質変動復元に向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 福士圭介・西山理沙・鈴木雄真・福本寛人・宗本隆志
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2015-05-25
  • 招待講演