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2012 年度 実績報告書

クロムの分子地球化学: 同位体分別機構の解明と古環境解析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 11F01331
研究機関広島大学

研究代表者

高橋 嘉夫  広島大学, 大学院・理学研究科, 教授

研究分担者 FAN Qiaohui  広島大学, 大学院・理学研究科, 外国人特別研究員
キーワードマンガン団塊 / XAFS / クロム / 微量元素 / 同位体 / 鉛 / 海洋 / 炭酸イオン
研究概要

Fan氏は、2011年11月に着任後、海洋地球化学、環境放射化学の分野で精力的に研究を推進し、徐々に成果が出始めている。
1.水酸化鉄への鉛およびカドミウムの吸着に及ぼす炭酸イオンの影響
海洋での水酸化鉄に対する鉛(Pb)やカドミウム(Cd)などのイオンの吸着は、これらのイオンの海洋中での挙動を支配する主要な因子である。その際、Pb^<2+>やCd^<2+>が炭酸イオンと錯体を形成し、中性化学種か陰イオンとなることが、(マンガン酸化物ではない)水酸化鉄へのこれらのイオンの濃集の原因であると指摘されているが、その実験的な証拠は十分ではない。そこでFan氏は、拡散セル実験やXAFS法などを駆使し、炭酸イオンとの錯生成がPb2+やCd2+の水酸化鉄への吸着を促進していることを解明しつつある。このことは、Pb^<2+>やCd^<2+>に限らず、炭酸錯体が安定なイオンの海洋中での挙動を物理化学的に理解する上で重要な因子であり、今後の研究の進展が注目される。
2.放射性セシウムのイライトへの吸着に及ぼす腐植物質の影響
福島原発事故により放射性セシウムが環境中へ放出された結果、セシウムがイライトなどの粘土鉱物・雲母に安定に取り込まれる現象が注目を集めているが、その際、環境中に存在する腐植物質がこの取り込みにどのような影響を及ぼすかは明確ではない。この点についてFan氏はこれまでの専門である放射化学的知識を基礎にして、XAFS法、選択的溶出法などを主な手段とし、腐植物質の存在の有無によるイライトへのセシウムの吸着挙動の違い、特に腐植物質が鉱物表面を覆う効果に関する考察、などに着目して研究を進めており、これについて既に論文を投稿中である。
またEXAFSが示す構造データと、RIPなどの放射性セシウムの固相に吸着される強さの指標とがよく相関することを示しつつあり、これまで不明確だったRIPの意味をEXAFS法から明確にした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

Fan氏は、2011年11月13日に特別研究員として着任したが、当初計画していたクロムの研究よりも、その時大きな問題となっており、現在でも大きな問題であるセシウムの挙動について、自分の専門を活かして研究を進めることに一部変更したが、そちらの分野で大きな成果を挙げつつある。そのため、当初の研究計画とは方向性が異なってはいるが、研究は順調に進展している。

今後の研究の推進方策

クロム酸の研究については、当初の目的としていたことが、最近他の研究グループによって報告が出たため、同じ海洋での水酸化鉄との相互作用を主な対象とするが、主に鉛やカドミウムに着目した研究を進めることとした。
特に炭酸イオンとの錯生成の影響は、鉛にとどまらず多くに陽イオンの挙動に関連する重要な問題であり、今後の研究の進展が大いに期待される。またセシウムについては、今後多くの成果が出ていくものと思われる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Investigation of Cs(I) uptake on Beishan soil combined batch and EDS techniques2012

    • 著者名/発表者名
      Q, H. Fan, et al.
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 70 ページ: 13-19

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of cesium adsorption on soil and sediment samples from Fukushima Prefecture by sequential extnaction and EXAFS technique2012

    • 著者名/発表者名
      H. B. Qin, Q, H. Fan, et al.
    • 雑誌名

      Geochemical Journal

      巻: 46 ページ: 297-302

    • 査読あり
  • [学会発表] XAFS applications to environmental & resource studies2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Takahashi
    • 学会等名
      The 6th Asia-Oceania Forum for Synchrotron Radiation Research (AOFSRR 2012)
    • 発表場所
      バンコク・タイ(招待講演)
    • 年月日
      2012-08-17
  • [学会発表] Speciation of elements in aerosols by xafs related to the neutralization of acid rain, cooling effect, and iron supply to the pacific ocean2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Takahashi
    • 学会等名
      The 15th International Conference on x-ray Absorption Fine Structure (XAFS15)
    • 発表場所
      北京・中国(招待講演)
    • 年月日
      2012-07-23
  • [図書] 宇宙と地球の化学事典2012

    • 著者名/発表者名
      高橋嘉夫
    • 総ページ数
      479
    • 出版者
      朝倉書店

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公開日: 2014-07-16  

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