先端的XAFS法によるヒ素の状態分析から紐解く大規模地下水ヒ素汚染の発生機構

利用先进的 XAFS 方法对砷进行状态分析揭示大规模地下水砷污染的机制

• 批准号: 07J04808
• 负责人: 板井 啓明
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04808/
• 关键词: ヒ素; Bangladesh; 地下水; 汚染; XAFS; 堆積物; 吸着平衡; 深度分布; 状態分析; 微量分析

20年度は、ヒ素汚染地域における地下水中の大きな濃度変動(<1〜1200ppb)を支配する要因を解明することを目標とした。19年度の研究より、地下水中のヒ素濃度は、"ベル状の深度分布"を形成し、またその濃度のピークがヒ素や鉄の酸化還元フロントとずれていることが明らかとなった。そのため、"ベル状の深度分布"の形成要因を明らかにすることが地下水中のヒ素濃度の変動を規制する要因の解明につながると考え、堆積物へのヒ素の吸着実験、堆積物からの吸着態のヒ素の抽出実験などを行った。この結果、ベル状のヒ素濃度の分布は、堆積物-水間の吸着平衡で説明可能であることがわかった。この結果をもとに、"吸着平衡モデル"という考え方を導入し、ヒ素濃度の変動の規制要因の統一的な解釈を試みた。調査地域内のヒ素濃度の局所変動を説明するには、吸着能の効果と量的な効果の寄与の変化を支配する要因を一般化する必要がある。そこで、吸着平衡モデルに基づき、吸着態のヒ素濃度と見かけの分配係数の組み合わせにより、溶存ヒ素濃度がどのように変化するかを予測与するプロットを作成した。その結果、飲料基準値(10μg/L)を超過するヒ素を含む地下水が生じるもっとも重要な条件は、帯水層中のヒ素が亜ヒ酸の形態を取ることであることが明らかになった。本研究の結論としてもっとも重要な内容は、地下水中のヒ素濃度は堆積物-水間の吸着平衡で説明可能であり、帯水層中のヒ素濃度の複雑な空間分布を説明するには、量的な効果と吸着能の効果の両方の寄与を明らかにしなければないことを明示したことである。これらの結果は複数の論文として投稿し、一部は受理され、一部は改訂中である。

In 2010, the concentration of trace elements in groundwater fluctuated (<1 ~ 1200ppb). In 1999, the study showed that the concentration of phosphorus in groundwater was similar to that of iron in depth distribution. The formation of the "depth distribution of the deposit" is mainly due to the regulation of the variation of the concentration of phosphorus in groundwater. The adsorption of phosphorus in the deposit and the extraction of phosphorus in the adsorbed state of the deposit are also discussed. The results, the distribution of the concentration of the element in the form of a particle, and the sorption equilibrium between the deposit and water indicate that it may be possible to determine the concentration of the particle. The results of this study include: "sorption equilibrium";"introduction";"regulation"; and "uniform solution". A description of changes in the concentration of phosphorus in the investigated area is necessary to generalize the effects of adsorption energy. The composition of the sorption equilibrium, the sorption state, the concentration of the solute and the distribution coefficient of the sorption state are predicted and determined. The results show that the beverage reference value (10μg/L) exceeds the threshold value for the formation of groundwater containing trace elements. The important conclusions of this study are as follows: 1. The adsorption equilibrium of phosphorus concentration in groundwater and accumulation-water may be explained; 2. The spatial distribution of phosphorus concentration in aquifer may be explained; 3. The adsorption energy of phosphorus concentration in groundwater may be explained. The result is that several papers are submitted, one is accepted, and the other is revised.

项目成果

Hydrological and geochemical constraints on the mechanism of formation of arsenic contaminated groundwater in Sonargaon, Bangladesh

• DOI: 10.1016/j.apgeochem.2008.06.017
• 发表时间: 2008-11
• 期刊: Applied Geochemistry
• 影响因子: 3.4
• 作者: T. Itai;H. Masuda;A. Seddique;M. Mitamura;T. Maruoka;Xiao-dong Li;M. Kusakabe;B. Dipak;A. Farooqi;T. Yamanaka;S. Nakaya;J. Matsuda;Kazi Matin Uddin Ahmed

Speciation of Fe and As in cored sediments from As-contaminated aquifer in Bangladesh

孟加拉国砷污染含水层岩心沉积物中铁和砷的形态

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of 12th Water Rock Interaction Vol.2
• 作者: Yotetsu TONAKI;渡名喜庸哲;渡名喜 庸哲;渡名喜 庸哲;板井啓明;渡名喜庸哲;板井啓明;渡名喜 庸哲;Ashraf Ali Seddique;柏原輝彦;三田村 宗樹;高橋 嘉夫;板井 啓明
• 通讯作者: 板井 啓明

堆積物中のヒ素の化学状態および水-堆積物間の分配係数に基づくバングラデシュ中東部ショナルガオ地域におけるヒ素汚染地下水の分布の解釈

基于沉积物中砷化学状态和水沙分配系数解释孟加拉国中东部索纳高地区砷污染地下水分布

• 发表时间: 2008
• 作者: Yotetsu TONAKI;渡名喜庸哲;渡名喜 庸哲;渡名喜 庸哲;板井啓明;渡名喜庸哲;板井啓明;渡名喜 庸哲;Ashraf Ali Seddique;柏原輝彦;三田村 宗樹;高橋 嘉夫;板井 啓明;板井啓明
• 通讯作者: 板井啓明

日本地球化学会における研究発表「Bangladesh中東部・Sonargaon地域における堆積物中のヒ素・鉄の化学状態と汚染分布」において、若手優秀ポスター賞を受賞した。

因其在日本地球化学学会发表的题为“孟加拉国中东部索纳冈地区沉积物中砷和铁的化学状况和污染分布”的研究报告而获得青年海报奖。

Selective detection of Fe and Mn species at mineral surfaces in weathered granite by conversion electron yield X-ray absorption fine structure

• DOI: 10.1016/j.apgeochem.2008.05.020
• 发表时间: 2008-09
• 期刊: Applied Geochemistry
• 影响因子: 3.4
• 作者: T. Itai;Y. Takahashi;T. Uruga;H. Tanida;A. Iida