環境プローブとしての底質中の鉄の存在状態のinーsituメスバウアー分析

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メスバウアー分光法を環境の状態を把握する上で重要な底質中の鉄のキャラクタリゼーションに応用するために、これに関する基礎的な分析化学的研究ならびに地球化学・環境化学への応用についての予備的研究を実施した。底質試料は長期間空気中で放置すると試料の表層が褐色に変色する場合があり、この変色層について乾燥等の前処理を加えずにメスバウアースペクトルを測定した。スペクトルは水酸化鉄(3)ゲルの生成を示唆する結果を与え、硫化鉄(2)などが表層で酸化されて行くプロセスが追跡された。通常のメスバウアースペクトルの測定で前処理として行なわれる乾燥処理も鉄の存在状態に影響を与える場合があることも実験的に明らかにした。鉄などの重金属の形態別の定量法としてしばしば用いられる選択的溶出法との比較に関しても研究を進めた。両者の定量結果は必ずしも一致しない場合があり、これは溶出法の選択性や溶出平衡の達成などに問題が生ずることが試料によっては十分に考え得ることによって説明される。メスバウアー法の適用が一般に用いられる選択的溶出法の溶出条件の設定に対して有効であることが示された。このような基礎的な分析化学的研究に基づいて、底質の地球化学・環境化学に関する研究を実施した。特に日本海で採取されたボーリングコア試料については詳細な解析を加え、メスバウアーパラメーターからの底質中の鉄を含む鉱物種の同定、各鉱物種の定量、堆積年代に対する鉄を含む鉱物種の量の変動に関する知見を得た。これらの結果は微化石などの地質学的手法、微量元素含有量・同位体比などの地球化学から推定される日本海の環境動態の変遷史を支持するものであった。