| 研究概要 |
フミン物質は、種々の有機化合物が分解、縮合を経て生成する、難分解性の高分子の類縁化合物の混合物であり、自然界に広く分布し、金属イオンと強く相互作用し、環境中の金属イオンの移行挙動に影響を与えることが知られている。このため、放射性廃棄物の地層処分の安全評価では、放射性核種を含む金属イオンとフミン物質との錯生成相互作用を評価することが必要となる。しかしその相互作用は、フミン物質が様々な官能基を様々な位置に含む高分子の不均質な組成の混合物であるため、これを単一の化合物と考えて錯生成定数に相当する係数Kappを定義すると、この係数は、金属イオンの濃度([M])、pHまたは解離度(α)、イオン強度により変化する。これまでの検討で、このみかけの係数が、logKapp=logK+alogα-blog[Na^+]-mlog[M]と表されることを見出した。本研究では、プロトン及びカルシウムイオンについて、イオン電極およびpH電極を同時に用いる二電極電位差滴定法により、pHまたは金属イオン濃度のいずれかを一定に保ちながらもう一方を変化させて相互作用を詳細に調べ、さらに既存の文献の報告値を利用して様々なフミン物質と金属イオンの相互作用についても、上記モデルの適合性を調べた。この結果、プロトンの場合すなわち酸解離挙動については、カルボキシル基およびフェノール性水酸基に起因すると見られる大きく異なる2組の酸解離挙動が見られ、これを記述するのに2組のlogKapp(2組のlogK,a,b,m)が必要であるがlogKappについて±0.1以内の精度で相互作用を記述できること、金属イオンについてはモデルからの若干の離反があるが、ほぼ1組のlogKappにより記述でき、+1価から+3価の様々な金属イオンのlogKappについて概ね±0.2以内の精度で相互作用を記述できることが明らかになった。
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