微生物不活性化手法を用いた海成堆積物の長期・短期汚染リスク同時抑制手法の開発

开发利用微生物灭活方法同时抑制海洋沉积物长期和短期污染风险的方法

基本信息

批准号：
21K12300
负责人：
石山高
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Center for Environmental Science in Saitama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

海成堆積物由来の土壌汚染では、含有量は自然レベルであるものの、基準を上回る重金属類の溶出が問題となっている。この汚染は、海成堆積物に含まれるフランボイダル型黄鉄鉱の酸化に伴う土壌の強酸性化（長期汚染リスク）と掘削直後における砒素、ふっ素、ほう素やセレンの溶出（短期汚染リスク）という２つの汚染リスクが原因で発生する。現在、海成堆積物の対策手法としては、遮水工封じ込めや吸着層工法など、黄鉄鉱と酸素や水との接触を遮断するとともに重金属類の溶出を防ぐ方法が採用されているが、これらの方法は多大な労力と時間を要するため、簡便で迅速な対策技術の開発が切望されている。本研究では、微生物の不活性化剤としてホタテ貝の貝殻片（CaCO3）、酸化マグネシウム（MgO）及びホタテ貝の焼成材（CaO）を適用し、覆土処理や遮水シート処理を要しない簡便迅速な対策技術の開発を目指す。埼玉県内の３地域（中川・荒川低地南部、大宮台地南部の谷底低地）で採取した海成堆積物にCaCO3、MgO、CaOを3～8wt%添加して風化試験（35℃湿潤）を行ったところ、MgOやCaOは、黄鉄鉱の酸化分解抑制（長期汚染リスク抑制）と砒素やふっ素などの不溶化効果（短期汚染リスクの抑制）を同時に抑制できる機能を有することが確認できた。不溶化効果はMgOのほうが優れているが、海成堆積物の種類によっては、入手コストが安価なCaOでも長期・短期汚染リスクの同時抑制効果が得られることが明らかとなった。黄鉄鉱の酸化抑制効果、重金属類の不溶化効果は長期間持続し、風化試験開始後、少なくとも１年近く効果を維持し続けることが明らかとなった。CaCO3は黄鉄鉱の酸化抑制効果は有するものの、重金属類の不溶化効果を得ることはできなかった。

在海洋沉积物的土壤污染中，尽管含量在自然水平上，但重金属的洗脱是一个问题。这种污染是由于两种污染的风险而发生的：土壤的强酸化（长期污染风险）是由于海洋沉积物中含有的framboidal黄铁矿的氧化，以及在发掘后立即洗脱砷，氟，硼龙，硼和硒（短期污染风险）。当前，打击海洋沉积物的方法包括诸如遮挡水遮挡和吸附的方法之类的方法，这些方法阻止了黄铁矿与氧气与水之间的接触，并防止重金属的洗脱。但是，这些方法需要大量的精力和时间，并且非常需要简单而快速的对策技术的发展。在这项研究中，将扇贝壳碎片（CACO3），氧化镁（MGO）和扇贝燃烧的木材（CAO）用作微生物灭活剂，旨在开发一种简单快速的对策技术，该技术不需要覆盖或水上保护处理。通过将3至8 wt％的Caco3，Mgo和CAO加入3至8 wt％的海洋沉积物（Nakagawa和Arakawa Souther the Arakawa Lowlands和Arakawa Lowlands，以及Omiya platleys vet the the Acressions consect），并在35°Plopland的一部分（35°C）进行风化测试（35°C下的湿）（在35°C下进行湿）（潮湿）。 MGO和CAO具有同时抑制黄铁矿的氧化分解（降低长期污染风险）和砷和氟的不溶解作用（减少短期污染风险）。 MGO具有更好的不溶性效应，但据透露，取决于海洋沉积物的类型，CAO（廉价获得）可以同时抑制长期和短期污染的风险。抑制氧化和不溶解的重金属的影响持续了很长一段时间，并且发现这种影响至少在开始风化试验后至少一年。尽管CACO3具有抑制黄铁矿的氧化作用，但它无法实现重金属的不溶液化作用。