本年度では,昨年度から継続して,赤外顕微分光測定を用い雲母系鉱物の水和状態マッピング評価とCsの雲母系鉱物層間からの脱離速度評価のための実験を行った.そして,3年間の研究結果に基づき,Csの脱離メカニズムを提案すると共に,脱離速度定数を決定した. 【赤外顕微分光測定による雲母系鉱物層間の水和状態イメージング】 雲母系鉱物として,比較的大きな南アフリカ産バーミキュライトを用いて,層間の水和状態を赤外光の吸収量の変化から評価した.特に,恒温槽で温度を変えた試料の赤外顕微分光測定より,水和の程度の進展が,温度とともに,外縁部よりどの程度進行するか評価した. 【長期の収着・脱離実験に基づく速度論的モデルの構築】 バーミキュライトやイライトへのCsの収着は早く,接触時間に依存しなかった.一方,収着量は共存イオンに依存し,Ca2+存在下での収着量がK+存在下での収着量より大きくなった.また,2種類の鉱物間で収着量を比較すると,K+共存下では,イライトへの収着量の方が小さく,一方,Ca2+共存下では,逆の傾向となった.雲母系鉱物からのCsの脱離は,Ca2+共存下でのイライトからの脱離を除き,比較的早く,収着時間にも依存しなかった.これらの試料では,脱離開始後30分で,7割以上のCsが脱離し,3日後には,9割以上のCsが脱離した.この傾向は,実際の汚染土壌からのCsの脱離よりも明らかに早いものである.一方,Ca2+共存下のイライトでは,Csの脱離は比較的遅く,脱離開始後60日で,8割程度の脱離にとどまった.また,脱離量が収着時間に依存し,収着時間の増加と共に,脱離量が低下した.研究のまとめとして,これらの結果を総合的に説明できる収着・脱離メカニズムを提案すると共に,Ca共存下のイライトからのCsの脱離モデルを提案し,脱離速度定数を決定した.なお,これらの成果をまとめた投稿論文を準備中である.
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