本邦初、電界放射電子顕微鏡による高解像度重金属微粒子を用いた土壌・大紀汚染解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14654084
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 田結庄 良昭 神戸大学, 発達科学部, 教授 (90030585)
• キーワード: 電界放射電子顕微鏡 / 大気汚染 / 土壌汚染 / 重金属微粒子 / ディーゼル車 / 環境汚染 / 道路脇粉塵 / 有害物質

研究概要

電界放射電子顕微鏡を用いて、神戸大学屋上に設置したアンダーセンサンプラーを用いて、大気中の微粒子を粒径ごとに採取した。その結果、粗粒子は自然起源の土壌粒子が多いが、細粒子の多くは人為起源で、しかも50ナノサイズのDEP(ディーゼル排気微粒子)から多くなることが判明した。さらに、黄砂時と非黄砂時では、土壌粒子に大きな差異がみられ、中国大陸由来の土壌粒子には重金属微粒子が付着していることが電界放射電子顕微鏡での画像解析結果から明らかとなった。また、道路脇の粉塵中には多数の重金属微粒子がみられ、そのなかにはチタン鉄鉱も多数存在することやいったん道路に堆積した粉塵が自動車の走行風で巻き上げられ、大気中に飛散していることも明らかとなった。その中で、電界放射電子顕微鏡により、松の気孔中にタイヤダストなどの有害物質が入っていることが明らかとなり、この飛散は人間の健康にも大きな影響をもたらす可能性があることを示唆している。
猪名川流域の河川底質中の批素を蛍光X線で化学分析したところ、環境基準値を超える高いヒ素含有量が検出された。上流には多田鉱山があり、その銅鉱石を電界放射電子顕微鏡で、詳細に画像解析したところ、斑銅鉱のリンを置き換えて、砒素が入っていることが明らかとなった。これは斑銅鉱が酸化され、砒酸塩鉱物となり、その過程で砒素がリンを置き換えたものであることが明らかとなった。この酸化した斑銅鉱は容易に水に溶出し、その結果、砒素は湧水に多量に入り込み、河川底質中に蓄積されたものと考えられる。さらに、河川底質中には硫砒鉄鉱がナノサイズの微粒子としても存在することが明らかとなった。このように、電界放射電子顕微鏡を用いた大気や土壌中の微粒子の観察から、その由来が明瞭となってきており、汚染起源の特定には電界放射電子顕微鏡はきわめて有効であることが証明されてきている。

研究成果

• [文献書誌] 田結庄良昭: "兵庫県東部、多田銀山周辺の河川底質中の重金属微粒子と銅鉱石中のヒ素"Proceedings of the 13^<th> Symposium on Geo-Environments and Geo-technics. 13. 185-191 (2003)
• [文献書誌] Adachi Koji: "Atmospheric deposition as a source of heavy metal in the urban environment"Proceedings of the 13^<th> Symposium on Geo-Environments and Geo-technics. 13. 19-25 (2003)
• [文献書誌] Zilong Li: "Chemical characteristics of fluorine-bearing biotite of early Paleozoic Plutonic rocks from the Sor Rondane Mountains, East Antarctica"Geochemical Journal. 37. 145-161 (2003)
• [文献書誌] Iwasaki Misuzu: "Chemical characteristics of resuspended particulate matter in the urban area"Proceedings of the 13^<th> Symposium on Geo-Environinents and Geo-technic3. 13. 7-13 (2003)
• [文献書誌] 田結庄良昭: "国道43号線付近のディーゼル車由来の浮遊粒子状物質(SPM)の画像と化学的特徴"Proceedings of the 12^<th> Symposium on Gee-Environments and Geo-technics. 12. 295-300 (2002)
• [文献書誌] 田結庄良昭: "電界放射電子顕微鏡による尼崎市国道43号線付近のディーゼル車由来の浮遊粒子状物質(SPM)の産状(予察的研究)"神戸大学発達科学部研究紀要. 10巻・1号. 105-117 (2002)
• [文献書誌] 塩崎賢明: "「決定版、阪神・淡路大震災100の教訓」第1章地盤とまちづくり担当"かもがわ出版. 254 (2003)