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.

评估离子物种分布对于评估环境中有害重金属离子的转移行为至关重要。然而，异质的天然胶体在实际环境中共存，而离子结合并非由简单的热力学关系表达。还报道了胶体之间的相互作用会影响金属离子的结合。在这项研究中，通过结合批次吸附实验，电位测量滴定和时间分辨激光荧光，我们通过实验评估了离子与在自然有机物氧化物的表面上与自然有机物氧化物的表面结合的离子结合的离子的化学计量性质，并基于自然有机物的分布，以构建构造的模型。我们使用无机胶体长臂猿和goetite作为有机胶体作为腐殖酸进行了实验。。通过使用批处理方法结合滴定实验和基于批处理的欧盟（III）吸附实验，并使用时间分辨的激光荧光对地表欧盟（III）物种进行鉴定，我们获得了有关吸附机制的知识。基于吸附结构，将称为CD-Music模型的热力学模型应用于模型吸附。关于腐殖酸，我们通过使用自由基探针直接测量了腐殖酸分子附近的静电电位，并将获得的结果与腐殖酸和离子之间的典型静电模型的计算值进行了比较，我们在腐殖质和goetite效应的情况下进行了互动的效应，并在腐殖酸和离子之间进行了adso仪的效果，并揭示了相互作用的效果。在更接近真实环境的系统中的吸附过程。