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不均質な天然コロイドへの重金属イオンの吸着過程の解明とそのモデル化

重金属离子在非均质天然胶体上的吸附过程的阐明和建模

基本信息

批准号：
04J10922
负责人：
斉藤拓巳
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

環境中での有害な重金属イオンの移行挙動を評価する上で,イオンの化学種分布の評価が不可欠となる.しかし,実環境には,異種の不均質な天然コロイドが共存しており,イオンの結合は単純な熱力学的な関係式で表されない.また,コロイド間の相互作用が金属イオンの結合に影響を与えることが報告されている.本研究では,バッチ法による吸着実験や電位差滴定法と時間分解型レーザー蛍光法組み合わせることで,不均質なコロイドに対するイオンの結合の化学量論性や天然有機物の酸化物表面における吸着構造を実験評価し,得られた結果を元に,コロイド共存系での全属イオンの化学種分布計算のためのモデルを構築することを目的とした.典型的な天然コロイドとして,無機コロイドのギブサイトおよびゲータイトを,有機コロイドとしてフミン酸を用いて実験を行った.滴定実験およびバッチ法によるギブサイト表面へのEu(III)吸着実験と時間分解型レーザー蛍光法によるin-situでの表面Eu(III)化学種の同定を組み合わせることで,その吸着メカニズムに関する知見を得た.そして,得られた吸着構造を元に,CD-MUSICモデルという熱力学モデルを適用し,吸着のモデル化を行った.フミン酸に関しては,ラジカルプローブを用いた蛍光消光法によってフミン酸分子近傍の静電ポテンシャルの直接測定を行い,得られた結果をフミン酸-イオン間の代表的な静電モデルによる計算値と比較することで,モデルの改善を行った.また,フミン酸とゲータイト共存下での同イオンの吸着実験を行い,異種のコロイド間の相互作用が重金属イオンの吸着に及ぼす影響を評価,より実環境に近い系での吸着過程を明らかにした.

An evaluation of the migration of hazardous heavy metals in the environment is needed. The thermodynamic relationship between heterogeneities and heterogeneities is expressed in the following equation: The interaction between metals and metals is reported in this paper. In this study, the sorption method, potentiometric titration method, time decomposition method, spectrophotometric method and combination method were used to evaluate the sorption structure of heterogeneous organic compounds and the surface of natural organic compounds. Typical of natural, inorganic, organic, and organic acids. Titration of Eu (III) on the surface of Eu (III) by in-situ method and time-resolved method. In addition, the adsorption structure element,CD-MUSIC, thermodynamic, and chemical properties of the adsorption structure element were obtained. The direct measurement of electrostatic charges near the acid molecules was carried out by using the optical extinction method. The results showed that the electrostatic charges between the acid molecules were calculated and compared. The adsorption process of heavy metals under the condition of acid and nitrogen blue shift, the interaction between heterogeneous metals and nitrogen, and the adsorption process of heavy metals under the condition of environment are evaluated.