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

基于 XAFS 方法阐明氧化还原过程的锑环境地球化学

基本信息

批准号：
07J05430
负责人：
光延聖
金额：
$ 1.15万
依托单位：
University of Shizuoka (2008)Hiroshima University (2007)
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-07J05430/
关键词：
アンチモン XAFS バクテリア

项目摘要

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。

我们阐明了锑在地表环境中的行为，特别是在各种氧化还原环境中的水土分布行为。此前的研究表明，锑（Sb）会融入土壤中的氢氧化铁中，与在还原环境中容易洗脱的砷不同，Sb很容易被固相吸附。这些结果中，Sb在还原环境下更多地分布到固相这一事实是未知或未知的，需要进一步研究。今年，为了阐明锑在还原环境中的行为，我们利用具有还原能力的氢氧化铁矿物绿锈进行了锑还原实验。结果发现绿锈具有还原Sb(V)的能力，可以作为自然环境中Sb的还原剂。此外，关于绿锈和Sb之间的相互作用还得到了以下发现：（i）Sb（V）与绿锈形成内球和外球吸附复合物；（ii）其中，内球型吸附； (iii) Sb(V)的内球吸附络合物提高了绿锈亚稳相的稳定性。该研究成果将发表在环境化学领域的领先期刊《Environmental Science & Technology》上。此外，为了阐明锑与还原剂之间的相互作用，以及锑在还原环境中的固液分配行为，斯坦福大学Scott Fendorf实验室配备了一套使用细菌的实验室实验系统。