| 研究課題/領域番号 |
14J06571
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
徳永 紘平 広島大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| キーワード | バライト / 共沈 / 分配係数 / セレン / ヒ素 / レドックス計 / 除去剤 / 有害元素 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、微量元素のバライトへの共沈を明らかにすることで、①古環境復元の手法の開発、②共沈機構を支配する要因の解明、③有害元素の除去法の確立といった地球化学・環境化学的観点からの研究を行った。平成27年度はこれらのうち主に①と②について行った研究結果について述べる。
① 微量元素の濃度や化学状態に基づくバライト1粒を用いたEh-pH計の開発の試み
本研究では、バライト中に取り込まれた微量元素として、セレン(Se)とヒ素(As)のオキソアニオンに2つに着目して実験を行い、詳細な地球化学的環境の復元を行うEh-pH計として利用できるかどうかの評価を行った。実験の結果、As・Seともに固相中の価数比は溶液中の価数比を強く反映して取り込むことが明らかになった。また、室内実験により求められたAs(III)、As(V)、Se(IV)、Se(VI)の価数別の分配係数は、pHに応じた溶存化学種の違いを反映してそれぞれ異なる値を示した。これらの結果は、バライト中に取り込まれたAs・Seの価数別の濃度比からバライト沈殿環境のpHの復元が可能であることを示唆している。
② セレン酸・亜セレン酸のバライト共沈を支配する要因の解明
鉱物への微量元素の分配を決定する要因の特定を行うために、類似した化学的な性質で異なる配位構造を持つセレンのオキソアニオン(セレン酸: SeO42-, 亜セレン酸: SeO32-)に対して実験を行い、これらの微量元素がバライト中へ取り込まれる過程を分子レベルでそれぞれ明らかにした。実験の結果、バライトへのセレンのオキソアニオンの分配では、結晶生成初期においては溶存化学種と鉱物表面イオンとの表面錯体の作り易さ（＝化学的な親和性）が、また結晶成長過程では鉱物の結晶構造内の置換サイトでの安定性（＝構造規制）の2つの要素が強く働くことが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究課題では、バライト中の微量元素の着目した古環境復元のための手法開発を進めており、概ね当初の目標に近い結果が得られた。これらに加え、平成27年度からは新たに、これらバライトへの元素の分配の関係を利用した、溶液中から有害元素を除去する除去剤としての研究もまた進めている。また、これらの結果のいくつかは既に論文として投稿済である。そのため、研究進行状況としては当初の計画以上に進行しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はこれまで研究を行ってきたセレンやヒ素のオキソアニオン以外の有毒元素に対しても同様の実験を行い、それぞれの元素を効率的に水溶液中から除去するための条件の特定を行う。有害元素として、放射性物質を含む汚染水や汚染海水に含まれるセシウム(Cs)、ストロンチウム(Sr)などの陽イオンや、選択的な除去・回収が難しいといわれているヨウ素(I)、レニウム(Re)の陰イオンに着目する。また、これまで得られた研究結果(2)・(3)の論文はまだ投稿されていないため、これらの論文作成も同時に行う予定である。
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