土壌環境において重金属がアナターゼの表面に濃縮する要因の実験および理論計算的解明

土壤环境中导致重金属富集在锐钛矿表面的因素的实验和理论计算阐明

• 批准号: 20K21865
• 负责人: 鈴木 祐麻
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21865/
• 关键词: 土壌汚染; 重金属; 二酸化チタン; アナターゼ; 収着メカニズム

土壌・底質に含まれる金属酸化物が効果的に重金属を収着し、重金属類の環境内挙動に影響を与えることは幅広く知られた知見である。しかし、二酸化チタンが重金属を効果的に収着することは知られているものの、土壌科学分野のほとんどの報告は酸化鉄あるいは酸化マンガンに着目している。その結果、重金属による土壌汚染における二酸化チタンの重要性を議論した研究例は数少ない。そしてこれらの数少ない研究例は、アナターゼが土壌・底質中において重金属の挙動に大きな影響を与えることを示唆しているが、知見の蓄積は不十分であるのが現状である。研究１年目は、内圏錯体と外圏錯体を組み合わせたモデルを用いて、デキシーカオリナイトと試薬のアナターゼへのプロトンとカドミウムの吸着現象のモデリングを行った。しかし、結晶面が露出したアナターゼ結晶を合成が十分に検討できなかったことが課題として挙げられた。研究2年目は、モンモリロナイトは陽イオン交換容量が大きいために二酸化チタンに吸着するカドミウムの割合は低いが、雨などに含まれる陽イオンにより容易に溶出するため、二酸化チタンの含有量が高い方が溶出量が少ないことを明らかにした。これまで注目されてこなかった二酸化チタンに着目し、重金属の土壌への吸着・土壌からの溶出に二酸化チタンが及ぼす影響に関する定量的なデータを提供できたのは大きな成果と考えられる。特に、カオリナイトとモンモリロナイトという陽イオン交換容量が大きく異なる2種類の粘土鉱物の両方で二酸化チタンの含有量が重金属の吸着あるいは溶出挙動に影響を与えることが明らかにできたのは非常に有意義な知見と考える。

壌 soil, sediment contains に ま れ る metal acidification content が unseen fruit に heavy metal を 収 し, heavy metal class の environment 挙 influencing を に and え る こ と は picture hiroo く know ら れ た knowledge で あ る. し か し, acidification チ タ ン が could promote behavior of heavy metals を に 収 the す る こ と は know ら れ て い る も の 壌 の, soil science eset の ほ と ん ど の report は acidification iron objects あ る い は acidification マ ン ガ ン に with mesh し て い る. Youdaoplaceholder0 そ results, heavy metals による soil pollution における diacidification チタ <s:1> importance を discussion た た the number of research examples <e:1> is small な そ. そ し て こ れ ら の number less な い research example は, ア ナ タ ー ゼ 壌 が soil, sediment に お い て heavy metal の 挙 moved に big き な influence を and え る こ と を in stopping し て い る が, the accumulation of knowledge の は not quite で あ る の が status quo で あ る. は, study 1 year in sha-lu misprinted と outside sha-lu misprinted を group み close わ せ た モ デ ル を with い て, デ キ シ ー カ オ リ ナ イ ト と try 薬 の ア ナ タ ー ゼ へ の プ ロ ト ン と カ ド ミ ウ ム の sorption phenomenon の モ デ リ ン グ を line っ た. し か し, crystal surface が reveal し た ア ナ タ ー ゼ crystallization を synthetic が very に beg で 検 き な か っ た こ と が subject と し て 挙 げ ら れ た. は, study 2 years モ ン モ リ ロ ナ イ ト は Yang イ オ ン exchange capacity が big き い た め に two acidification チ タ ン に sorption す る カ ド ミ ウ ム の cut or low は い が, rain な ど に containing ま れ る Yang イ オ ン に よ り easy に dissolution す る た め, acidification チ タ ン の contains high が い party が dissolution amount less が な い こ と を Ming ら か に し た. こ れ ま で attention さ れ て こ な か っ た two acidification チ タ ン の に mesh し, heavy metal soil 壌 へ の sorption, soil 壌 か ら の dissolution に two acidification チ タ ン が and ぼ す influence に masato す る quantitative な デ ー タ を provide で き た の は big き な results と exam え ら れ る. に, カ オ リ ナ イ ト と モ ン モ リ ロ ナ イ ト と い う Yang イ オ ン exchange capacity が big き く different な る 2 kinds 鉱 の clay content の struck party で two acidification チ タ ン の contains の が amount of heavy metal sorption あ る い は dissolution 挙 influencing を に and え る こ と が Ming ら か に で き た の は very に meaningful な knowledge と exam え る.

项目成果

Influence of pH and Cations Contained in Rainwater on Leaching of Cd(II) from Artificially Contaminated Montmorillonite

• DOI: 10.1016/j.jece.2020.104080
• 发表时间: 2020-10
• 期刊: Journal of environmental chemical engineering
• 影响因子: 7.7
• 作者: Tasuma Suzuki;Kisyo Nakase;Tomohiro Tamenishi;Masakazu Niinae