土壌中でのヒ酸置換型ヒドロキシアパタイトのin situ合成によるコメ中ヒ素低減

土壤中原位合成砷酸盐取代羟基磷灰石降低水稻砷含量

• 批准号: 22K12429
• 负责人: 中島 常憲
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12429/
• 关键词: ヒ素置換型ヒドロキシアパタイト; コメ中ヒ濃度低減; ヒ素不溶化技術; 有害アニオン固定化; ヒ酸; 亜ヒ酸; ヒドロキシアパタイト; 水田土壌; 有害元素固定化

国際的にコメ中ヒ素の最大基準値を0.35 mg/kg以下にすることが定められているが、日本国内の水田で収穫されたコメ中から上記基準値を超過するヒ素が検出される事例がある。本研究課題では、肥料としてリンが存在する水田土壌中にカルシウム源を添加し、水田土壌にてヒ酸置換型ヒドロキシアパタイト（As-HAP）を合成し土壌中のヒ素を不溶化する技術の開発を目的としている。実際の水田土壌には炭酸イオンや他のアニオンなどヒ酸イオン、亜ヒ酸イオンとして存在するヒ素と化学構造が類似した共存化学種が存在している。これら共存化学種の影響を考慮して、安定なAs-HAPを合成する条件を検討した。また、水田土壌中に存在するリン、ヒ素の濃度や化学種がAs-HAPの合成に与える影響を検討した。模擬的な検討として、水相中でAs-HAPを合成する実験を行った結果、リンとカルシウムのモル比（P/Ca）がヒドロキシアパタイト中のP/Ca理論値である0.6よりも小さい0.3程度に調整した場合、効果的にヒ素がヒドロキシアパタイト中へ取り込まれ、As-HAPを形成しやすいことが明らかとなった。また、炭酸イオンの共存下においてもAs-HAP中に取り込まれたヒ素は、再溶出せず安定に不溶化された。さらに、水田が潅水し土壌中への酸素供給が断たれた状態を想定し、還元雰囲気下でのAs-HAPの安定性についても検証した結果、還元雰囲気においてAs-HAPの一部崩壊が見られ、取り込まれたヒ素の一部が再溶出することが明らかとなった。これらの結果より、実際の水田土壌環境で想定される、炭酸イオンなどが共存する環境、潅水により還元状態になった環境において、As-HAPを利用して安定的に水田土壌中のヒ素を固定化しコメ中に移行しない技術を開発するために検討すべき項目を抽出することができ、今後の検討項目を整理することができた。

International に コ メ ヒ element の maximum benchmark numerical を below 0.35 mg/kg に す る こ と が set め ら れ て い る が の paddy field, Japan で 収 won さ れ た コ メ in か ら written on benchmark numerical を than す る ヒ element が 検 out さ れ る examples が あ る. This research topic で は, fertilizer と し て リ ン が exist す る に in paddy soil 壌 カ ル シ ウ ム source を add し, paddy soil 壌 に て ヒ acid type displacement ヒ ド ロ キ シ ア パ タ イ ト (As - HAP) を synthesis in the soil 壌 し の ヒ element を don't melt す る technology の open 発 を purpose と し て い る. Be interstate の paddy soil 壌 に は carbon acid イ オ ン や he の ア ニ オ ン な ど ヒ acid イ オ ン, 亜 ヒ acid イ オ ン と し て exist す る ヒ element と が chemical structure similar し た coexistence chemical が existence し て い る. Youdaoplaceholder6 れら coexisting chemical species <s:1> influence を consider <s:1> て, stabilize なAs-HAPを synthesis する conditions を検 discuss た. ま た, paddy soil 壌 に exist す る リ ン, の ヒ element concentration や chemical が As - HAP の synthesis に and え る influence を beg し 検 た. Beg と simulated な 検 し て, water phase で As - HAP を synthetic す る be 験 を line っ た results, リ ン と カ ル シ ウ ム の モ ル ratio (P/Ca) が ヒ ド ロ キ シ ア パ タ イ ト の P/Ca theory in numerical で あ る 0.6 よ り も small さ い に 0.3 degree adjustment し た occasions, unseen fruit に ヒ element が ヒ ド ロ キ シ ア パ タ イ ト へ take in り 込 ま Youdaoplaceholder0 and As-HAPを form やす やす やす とが とが Ming ら となった となった となった. ま た, carbon acid イ オ ン の coexist under に お い て も As - HAP に take り 込 ま れ た ヒ は, then dissolution せ ず settle に don't melt さ れ た. さ ら に, paddy field が 潅 water in the soil 壌 し へ の acid grain supply が broken た れ た を し scenarios, yuan also 雰 囲 気 under で の As - HAP の stability に つ い て も 検 card し た results, also yuan 雰 囲 気 に お い て As - HAP の a collapse 壊 が see ら れ, take り 込 ま れ た ヒ element の again a が dissolution す る こ と が Ming ら か と な っ た. こ れ ら の results よ り, be interstate の 壌 paddy soil environment で scenarios さ れ る, carbon acid イ オ ン な ど が coexistence す る environment, water 潅 に よ り also yuan state に な っ た environment に お い て, the As - HAP を using し て stable に in paddy soil 壌 の ヒ element を immobilized し コ メ に in transitional し な い technology を open 発 す る た め に beg す 検 べ き project を spare す る こ Youdaoplaceholder0 とがで, in the future, 検 検 discuss the project を sort out する とがで とがで た た.

项目成果

ヒ素置換型ヒドロキシアパタイトを用いた水田土壌中ヒ素不溶化

利用砷取代羟基磷灰石对水稻土进行砷不溶处理

• 发表时间: 2022
• 作者: 古賀朝陽;徳満敦哉;高梨啓和;中島常憲
• 通讯作者: 中島常憲