XAFS法を用いた酸化還元過程の解明に基づくアンチモンの環境地球化学

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我々はアンチモンの表層環境での挙動、とくに様々な酸化還元環境での水-土壌分配挙動を明らかにしてきた。これまでの研究から、アンチモン(Sb)は土壌中の水酸化鉄に取り込まれること、還元的環境では溶出しやすいヒ素とは異なりSbは固相に吸着しやすいことがわかっている。この結果のうち、還元的環境で、Sbがより固相に分配されることは未解明か知見であり、更なる研究が必要であった。本年度は還元環境下でのSbの挙動を明らかにするために、還元能を有する鉄水酸化物鉱物green rustによるアンチモンの還元実験を行なった。その結果、green rustはSb(V)に対し還元能をもち天然環境中でSbの還元剤となり得ることがわかった。また、green rustとSbの相互作用について以下のような知見が得られた、(i)Sb(V)はgreen rustと内圏型と外圏型の両方の吸着錯体を生成する、(ii)そのうち内圏型の吸着錯体が主要な錯体種である、(iii)Sb(V)の内圏吸着錯体によって準安定相であるgreen rustの安定性が上昇する。この研究成果は環境化学分野のリーディング雑誌であるEnvironmental Science&Technoiogy誌に掲載が決定している。またアンチモンと還元剤との相互作用だけではなく、還元環境下でのアンチモンの固液分配挙動を明らかにするため、バクテリアを用いて室内実験系をスタンフォード大学のScott Fendorf研究室で習得した。