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2011 Fiscal Year Annual Research Report

バングラデシュにおけるヒ素溶出理論構築と安全な水資源の探索

Research Project

Project/Area Number 22404014
Research InstitutionTohoku Gakuin University

Principal Investigator

石橋 良信  東北学院大学, 工学部, 教授 (10111246)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 真野 明  東北大学, 大学院・工学研究所, 教授 (50111258)
韓 連熙  東北学院大学, 工学部, 准教授 (00380692)
Keywordsバングラデシュ / ヒ素溶出理論 / 地下水流動 / 安全な水供給 / 地質年代
Research Abstract

バングラデシュは未曾有のヒ素汚染に見舞われており,早急に安全な水を供給する必要に迫られている.本研究では,環境中の化学的因子がヒ素の吸着・溶出にどのような影響を及ぼすかを考察し,研究成果をヒ素溶出機構の解明に繋げることにより,バングラデシュにおけるヒ素汚染問題の解決に寄与することを目的にした.平成22年度の調査は,北部および中央部の5地域を対象とした.
地下水中のヒ素(As)はリン(P)のみに相関がみられ,堆積物中のヒ素は,Fe,Mn,Alに0.7以上の相関がみられた.
吸着・溶出実験に関し,NaHCO_3,NaHPO_4,Fe_2(SO_4)の水溶液にヒ素を添加して挙動をみた結果,炭酸イオンやリン酸イオンはヒ素とのイオン交換によって一旦吸着されたAsが時間とともに溶出した反面,硫酸鉄を添加した場合は,ヒ素は瞬時に吸着除去された.また,pHの影響は,pH6と8よりpH10の場合のAs溶出量が多いことが示唆された.その理由として,pH調整で使用した薬品のNa^+が,Asとイオン交換し,アルカリ性域でのAs溶出が増大されたと推察された.
平衡になったときの堆積物と水中のヒ素の濃度比であり,かつ流動モデル等に適用するために分配係数K_d(L/Kg)を求めた.K_dはControlと比較してNaHCO_3,NaHPO_4を添加したときK4は低くなり,Fe_2(SO_4)を添加したときは高くなる傾向を示した。また,pHが6,8,10におけるK4は,pH10でK_dは低くなり,Asの溶出を促進させた.
さらに,K_dなどの係数を物質輸送や流動モデル式を適用して地下水中の将来の深さ方向のヒ素の挙動を把握し,安全な水源の資を得た.また,高感度加速器質量分析を用いてヒ素が蓄積した時期の地質年代を計測し,その時期は現在から7,800年前の前期完新世であることを特定した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

地質構造を考慮した吸脱着実験からヒ素溶出の作用因子や機構が明らかになり理論構築が可能になりつつある.また,数値モデルの適用から将来のヒ素濃度の挙動がわかり,安全な水資源の探索に有用な知見が得られてきた.

Strategy for Future Research Activity

3年間の結果を総合的にまとめ,ヒ素溶出の機構および理論構築を成し遂げる.また,さらなる吸脱着実験を試み,数値解析を通してヒ素を含まない安全な地下水を見出すことに努める.さらに,困難である有機物の溶出への影響を多少なりとも知るとともに,ヒ素が蓄積した年代は海進が生じた時期に当たることから,ヒ素の蓄積が河川由来か,海由来かを,地層構造を加味しながら明確にする。得られた結果については,学会発表を行う一方,バングラデシュ関連機関,大学研究者との話し合う機会をもつ.

  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Exploring sustainability of Aquifers based on predictive modeling of sorption Characteristics of arsenic enriched Holocene sediments in Bangladesh2011

    • Author(s)
      M.Tauhid-Ur-Rahman, Akira Mano, Keiko Udo, Yoshinobu Ishibashi
    • Journal Title

      J.of Applied Geochemistry

      Volume: Vol.26(4)(Elsevier) Pages: 636-647

    • DOI

      ISSN:0883-2927

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Vertical Arsenic Distribution in Sediments and Groundwater in Holocene Aquifers of South-Western Bangladesh2012

    • Author(s)
      M.Tauhid-Ur-Rahman, Akira Mano, Keiko Udo, Y.H.Han, Yoshinobu Ishibashi
    • Organizer
      18^<th> Congress of the Asia and Pacific Division of the International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (APD-IAHR 2012)
    • Place of Presentation
      Jeju Island, Korea
    • Year and Date
      20120819-20120823
  • [Presentation] Accmulation and Mobikization of Arsenic in the Holocene Sediment Deposit of Ganges Delta Plain of South-Western Bangladesh2012

    • Author(s)
      M.Tauhid-Ur-Rahman, Akira Mano, Keiko Udo, Y.H.Han, Satoshi Takahashi, Yoshinobu Ishibashi
    • Organizer
      AOGS-AGU (WPGM) Joint Assembly
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      20120813-20120817
  • [Presentation] Distribution and Mobilization of Arsenic in the Ganges Delta Aquifer Sediment, Kalaroa, Bangladesh2011

    • Author(s)
      M.Tauhid-Ur-Rahman, Akira Mano, Keiko Udo, Yoshinobu Ishibashi
    • Organizer
      3^<rd> International Symposium on Environmental Management
    • Place of Presentation
      Zagreb, Croatia
    • Year and Date
      20111026-20111028
  • [Presentation] Characteristics of Arsenic Distribution in the Holocene Sediments of South-Western Bangladesh2011

    • Author(s)
      M.Tauhid-Ur-Rahman, Akira Mano, Keiko Udo, Yoshinobu Ishibashi
    • Organizer
      Goldschmidt-2011
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      20110814-20110819
  • [Presentation] Attenuation of Groundwater Arsenic by the Natural Aquifer Solids in South-Western Bangladesh2011

    • Author(s)
      M.Tauhid-Ur-Rahman, Akira Mano, Keiko Udo, Yoshinobu Ishibashi
    • Organizer
      28^<th> Society for Environmental Geochemistry & Health, European Conference
    • Place of Presentation
      Edge Hill University, UK
    • Year and Date
      20110410-20110415
  • [Presentation] Distribution and Mobilization of Arsenic in the Ganges Plain Sedimentary Deposits of South-Western Bangladesh ; implications from field and laboratory observations2011

    • Author(s)
      M.Tauhid-Ur-Rahman, Akira Mano, Keiko Udo, Yoshinobu Ishibashi
    • Organizer
      American Geophysical Union meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2011-12-05
  • [Presentation] Accumulation and Distribution of Arsenic in the Ganges Flood Plain Sediment Deposits2011

    • Author(s)
      M.Tauhid-Ur-Rahman, Akira Mano, Keiko Udo, Yoshinobu Ishibashi
    • Organizer
      The Geological Society of America, 2011 Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Minneapolis, USA
    • Year and Date
      2011-10-10

URL: 

Published: 2013-06-26  

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