分子地球化学:固液界面での金属イオンの構造と水溶解性や生物必須性との関係

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21654082
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 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 (10304396)
• 研究分担者: 福士 圭介 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 助教 (90444207)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 分子地球化学 / XAFS / pKa / 内圏錯体 / 外圏錯体

研究概要

モリブデン酸、タングステン酸などのイオンの固液界面での局所構造を明らかにし、それに基づいて、元素の海水への溶解性や、海洋環境での同位体分別を原子レベルの情報から理解することを可能にした。さらに酸化物への吸着反応の親和性の違いなどは、酸解離定数(pKa)などを用いて系統的に理解できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Land surface contamination by radionuclides from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Yoshida and Y. Takahashi
  • 雑誌名: Elements 巻: 8 ページ: 201-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bacteriogenic Fe(III)(oxyhydr) oxides characterized by synchrotronmicroprobe coupled with spatially-resolved phylogenetic analysis, Environ (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Mitsunobu, F. Shiraishi, H. Makita, B. Orcutt, S. Kikuchi, B. Jorgensen, and Y. Takahashi
  • 雑誌名: Sci. Technol 巻: 46 ページ: 3304-3311
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray Spectrometry (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Tsuji, K. Nakano, Y. Takahashi, K. Hayashi, and C-U. Ro
  • 雑誌名: Anal. Chem 巻: 84 ページ: 636-668
  • 査読あり
• [雑誌論文] Change of iron species and iron solubility in Asian dust during the long-range transport from western China to Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, M. Higashi, T. Furukawa, and S. Mitsunobu
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys 巻: 11 ページ: 11237-11252
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular-scale mechanisms of distribution and isotopic fractionation ofmolybdenum between seawater and ferromanganese oxides (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kashiwabaraa, Y. Takahashi, M. Tanimizu, and, A. Usui
  • 雑誌名: Geochim. Cosmochim. Acta 巻: 75 ページ: 5762-5784
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diffusion Coefficients of Arsenate and Arsenite in Water at Various pH (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, M. Sakamitsu, and M. Tanaka
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 40 ページ: 1187-1188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arsenic release from flooded paddy soils regulated by the iron dissolution and transformation of As and Fe (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Yamaguchi, T. Akahane, and T. AraoNakamura, D. Dong, Y. Takahashi, T. Makino, S. Amachi, Y. Maejima, I. Akahane, ans T. Arao
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: 83 ページ: 925-932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of Synchrotron-XRF-XAFS to the Speciation of Fe on a Single Stalk in Bacteriogenic Iron Oxides(BIOS) (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kikuchi, H. Makita, S. Mitsunobu, Y. Terada, N. Yamaguchi, K. Takai, and Y. Takahashi
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 40 ページ: 680-681
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microbial and geochemical features suggest iron redox cycling within bacteriogenic iron oxide-rich sediments (2011)
  • 著者名/発表者名: A. G. Gault, S. Langely, A. Ibrahim, R. Renaud, Y. Takahashi, C. Boothman, J. R. Lloyd, I. D. Clark, F. G. Ferris, and D. Fortin
  • 雑誌名: Chem. Geol 巻: 281 ページ: 41-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxalate metal complexes in aerosol particles : implications for the hygroscopicity of oxalate-containing particles (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Furukawa and Y. Takahashi
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys 巻: 11 ページ: 4289-4301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of Sb-bearing nanoparticles in natural soil near Sb mine tailing (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Mitsunobu, Y. Takahashi, S. Utsunomiya, M. A. Marcus, S. C. Fakra, Y. Terada, T. Iwamura, and M. Sakata
  • 雑誌名: Am. Mineral 巻: 96 ページ: 1171-1181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of organic iodine supplied as iodide in a soil-water system in Chiba, Japan. (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. S. Shimamoto, Y. Takahashi, and Y. Terada
  • 雑誌名: Environ. Sci. Technol 巻: 45 ページ: 2086-2091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of natural isotopic variation in antimony using inductively coupled plasma mass spectrometry for an uncertainty estimation of the standard atomic weight of antimony (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Taninimzu, Y. Araki, S. Asaoka, and Y. Takahashi
  • 雑誌名: Geochem. J 巻: 45 ページ: 27-32
  • 査読あり
• [雑誌論文] Speciation of tungsten in natural ferromanganese oxides using wavelength dispersive XAFS (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kashiwabara, Y. Takahashi, T. Uruga, H. Tanida, Y. Terada, Y. Niwa, and M. Nomura
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 39 ページ: 870-871
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of microbial photosynthesis on tufa stromatolite formation and ambient water chemistry (2010)
  • 著者名/発表者名: F. Shiraishi, K. Okumura, Y. Takahashi, andA. Kano
  • 雑誌名: SW Japan, Geochim. Cosmochim. Acta 巻: 74 ページ: 5289-5304
  • 査読あり
• [雑誌論文] A specific Ce oxidation process during sorption of rare earth elements on biogenic Mn oxide produced by Acremonium sp strain KR21-2 (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, Y. Tani, Y. Takahashi, M. Tanimizu, Y. Suzuki, N. Kozai, and T. Ohnuki
  • 雑誌名: Geochim. Cosmochim. Acta 巻: 74 ページ: 5463-5477
  • 査読あり
• [雑誌論文] and C-U. Ro, X-ray Spectrometry (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Tsuji, K. Nakano, Y. Takahashi, K. Hayashi
  • 雑誌名: Anal. Chem 巻: 82 ページ: 4950-4987
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron-bentonite interactions in the Kawasaki bentonite deposit (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Fukushi, T. Sugiura, M. Tomoaki, Y. Takahashi, N. Hasebe, and H. Ito
  • 雑誌名: Zao area, Japan, Applied Geochem 巻: 25 ページ: 1120-1132
  • 査読あり
• [雑誌論文] EXAFS study on the cause of enrichment of heavy REEs on bacterial cell surfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, M. Yamamoto, Y. Yamamoto, and K. Tanaka
  • 雑誌名: Geochim. Cosmochim. Acta 巻: 74 ページ: 5443-5462
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antimony(V) incorporation into synthetic ferrihydrite, goethite, and natural Fe oxyhydroxides (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Mitsunobu, Y. Takahashi, Y. Terada, and M. Sakata
  • 雑誌名: Environ. Sci. Technol 巻: 44 ページ: 3712-3718
  • 査読あり
• [雑誌論文] μ-XANES evidence for reduction of Sb(V) to Sb(III) in soil formed in Sb mine tailing (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Mitsunobu, Y. Takahashi, and Y. Terada
  • 雑誌名: Environ. Sci. Technol 巻: 44 ページ: 1281-1287
  • 査読あり
• [雑誌論文] Speciation of platinum in platinum-iron oxides based on X-ray absorption spectroscopy analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: K. H. Hattori, Y. Takahashi, and T. Auge
  • 雑誌名: Am. Mineral 巻: 95 ページ: 622-630
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of the oxidation state of radiogenic Pb in natural zircon using X-ray absorption near-edge structur (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, Y. Takahashi, K. Horie, H. Shimizu, and T. Murakami
  • 雑誌名: Phys. Chem. Mineral 巻: 37 ページ: 249-254
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic change in relative stabilities of REE-humic complexes at various metalloading levels (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, Y. Takahashi, and H. Shimizu
  • 雑誌名: Geochem. J 巻: 44 ページ: 39-63
  • 査読あり
• [雑誌論文] A XAFS study on the mechanisms of isotopic fractionation of molybdenum during its adsorption on ferromangane seoxides (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kashiwabara, Y. Takahashi, and M. Tanimizu
  • 雑誌名: Geochem. J 巻: 43 ページ: e31-e36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of S(IV) species in aerosol particles using XANES spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Higashi and Y. Takahashi
  • 雑誌名: Environ. Sci. Technol 巻: 43 ページ: 7357-7363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutralization of calcite in mineral aerosols by acidic sulfur species collected in China and Japan studied by Ca K-edge X-ray absorption near-edge structure (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, T. Miyoshi, M. Higashi, H. Kamioka, and Y. Kanai
  • 雑誌名: Environ. Sci. Technol 巻: 43 ページ: 6535-6540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strontium desorption from bacteriogenic iron oxides(BIOS) subjected to microbial Fe(III) reduction (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Langley, A. G. Gault, A. Ibrahima, Y. Takahashi, R. Renaud, D. Fortina, I. D. Clark, and F. G. Ferris
  • 雑誌名: Chem. Geol 巻: 262 ページ: 217-228
  • 査読あり
• [雑誌論文] Speciation of iron in humic substances by X-ray absorption fine structure and its effect on the complexation between humic substances and trace metal ions (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, Y. Takahashi, and H. Shimizu
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 38 ページ: 278-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of iodide adsorption on oxides by surface complexation modeling with spectroscopic confirmation (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nagata, K. Fukushi, and Y. Takahashi
  • 雑誌名: J. ColloidInterface Sci 巻: 332 ページ: 309-316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sorption of strontium onto bacteriogenic iron oxides. Environ (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Langley, A. G. Gault, A. Ibrahim, Y. Takahashi, R. Renaud, D. Fortin, I. D. Clark, and F. G. Ferris
  • 雑誌名: Sci. Technol 巻: 43 ページ: 1008-1014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of synthetic sulphate green rust with antimony(V) (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Mitsunobu, Y. Takahashi, Y. Sakai, and K. Inumaru
  • 雑誌名: Environ. Sci. Technol 巻: 43 ページ: 318-323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of the host phase of rare earth elements in natural carbonate using X-rayabsorption near-edge structure (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, Y. Takahashi, and H. Shimizu
  • 雑誌名: Geochem. J 巻: 43 ページ: 143-149
• [雑誌論文] A study on the coprecipitation of arsenite and arsenate into calcite coupled with the determination of oxidation states of arsenic both in calcite and water (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokoyama, S. Mitsunobu, K. Tanaka, T. Itai, and Y. Takahashi
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 38 ページ: 910-911
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of cesium adsorption on soil and sedimentsamples from Fukushima Prefecture by sequential extraction and EXAFS technique
  • 著者名/発表者名: H. Qin, Y. Yokoyama, Q. Fan, H. Iwatani, K. Tanaka, A. Sakaguchi, Y. Kanai, J. Zhu, Y. Onda, and Y. Takahashi
  • 雑誌名: Geochem. J 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences in the immobilization of arsenite and arsenate into calcite
  • 著者名/発表者名: Y. Yokoyama, K. Tanaka, and Y. Takahashi
  • 雑誌名: Geochim. Cosmochim. Acta 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] (2012) Radionuclides migration emitted from the Fukushima Daiichi nuclear power plant : Heterogeneity in their distributions in aerosol, soil and particulatematters (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: 2012 Joint International Conferenceon" Pacific Basin Consortium for Enviornment and Health" and" Society for Environmental Geochemistry & Healt
  • 発表場所: 光州科学技術院(韓国・光州)
  • 年月日: 2012-04-12
• [学会発表] (2012) Environmental behavior of radiocesium : its heterogeniety in aerosols, soils, and particulate matters(4th ASRC International Workshop (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: Transformation of Radionuclides by Microorganisms, Clays, Plants : Implication for Migration and Remediation
  • 発表場所: いばらき量子ビーム研究センター
  • 年月日: 2012-03-13
• [学会発表] A Preliminary Study on the Vertical Distributions of Radioiodine and Radiocesium in Soils (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, K. Tanaka, A. Sakaguchi, Y. S. Shimamoto
  • 学会等名: IUPAC International Congress on Analytical Sciences(ICAS2011)
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Speciation of various elements in aerosols by XAFS-Chemical processes in aerosols and their impacts on environment (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: Scientific Highlight講演
  • 発表場所: PFSAC物質化学分科会
  • 年月日: 2011-02-21
• [学会発表] Speciation of various elements in aerosols by XAFS-Chemical processes in aerosols and their impacts onenvironment- (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 20101214-19
• [学会発表] Sensitive measurement of fluorescence XAFS using bent crystal analyzer and its application to radiogenic osmium in molybdenite (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 20101214-19
• [学会発表] Chemical processes in aerosols and their impacts on environment using X-ray absorption fine structure (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: Hiroshima University-Pusan National University Student Worksho
  • 発表場所: 東広島市伯和ホテル
  • 年月日: 2010-08-29
• [学会発表] Rare Earth elementpatterns as biomineralization probes (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: Goldschmidt Conference 2010
  • 発表場所: Noxville, USA
  • 年月日: 2010-06-14
• [学会発表] High-sensitive measurement of uranium LIII-edge XAFSusing bent crystal analyzer for the speciationof uranium in natural solid materials (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: Asia-Pacific Symposium onRadiochemistry
  • 発表場所: Napa, USA
  • 年月日: 2009-12-02
• [図書] 宇宙と地球の化学事典 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋嘉夫
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] レアアースの最新技術動向と資源戦略 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋嘉夫・近藤和博
  • 総ページ数: 155-164
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 地球化学実験法、地球化学講座8 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋嘉夫
  • 出版者: 培風館
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/environ/Takahashi/index.html
• [産業財産権] レアアースの回収方法 (2012)
  • 発明者名: 高橋嘉夫、宮地亜沙美、近藤和博
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学、アイシン精機株式会社
  • 産業財産権番号: 特願、2012-085321
  • 出願年月日: 2012-04-04
• [産業財産権] 核酸のゲル化沈殿による希土類金属の回収方法 (2012)
  • 発明者名: 近藤和博、高橋嘉夫、宮地亜沙美
  • 権利者名: アイシン精機株式会社、国立大学法人広島大学
  • 産業財産権番号: 特願、2012-107831
  • 出願年月日: 2012-05-09
• [産業財産権] 希土類金属回収材および希土類金属回収方法 (2011)
  • 発明者名: 近藤和博、高橋嘉夫、浅岡聡
  • 権利者名: アイシン精機株式会社、国立大学法人広島大学
  • 産業財産権番号: 特願、2011-037488
  • 出願年月日: 2011-02-23