中国カルスト地方の水田土壌における鉄酸化物の異なる分画へのヒ酸塩吸着

Arsenate Adsorption on Different Fractions of Iron Oxides in the Paddy Soil from the Karst Region of China.

• Liyang Zhang
• Jian Xiao
• Junfeng Ji
• Yuanyuan Liu

抄録

土壌汚染物質の一つであるヒ酸塩の天然由来の鉄酸化物への吸着は、土壌、特に鉄分を多く含む土壌へのヒ酸塩吸着を制御している。しかし、土壌には複数の鉄鉱物が含まれており、それらがバルク土壌へのヒ酸塩吸着にどのように寄与しているかは明らかではありません。本研究では、中国広西チワン族自治区の水田土壌に含まれる鉄酸化物の異なる画分の特徴を明らかにするために、ウェンツェルの逐次抽出法(SEP)を用いた。本研究では、Wenzelの逐次抽出法(SEP)を用いて、中国広西チワン族自治区の水田土壌中の異なる鉄分画に対するヒ酸塩の吸着特性を評価し、異なる抽出剤で処理した土壌(異なる鉄分画を含む土壌)を用いて、土壌中の異なる鉄分画に対するヒ酸塩の吸着特性を調べた。これらの鉄分画のヒ酸塩吸着能を評価するためにLangmuirモデルを用いた。その結果、非晶質鉄は土壌中の全鉄分の16%しか含まれていないにもかかわらず、土壌中の吸着能力の82%を占めていることがわかった。また、非晶質鉄酸化物画分のヒ酸塩吸着能と他の鉄酸化物画分のヒ酸塩吸着能を線形加算することにより、土壌へのヒ酸塩吸着能を推定することができた。本研究は、WenzelのSEPで特徴づけられた鉄分画を用いて、バルク土壌へのヒ酸塩吸着量を評価する可能性を示唆するものであった。

Adsorption of arsenate, a common soil contaminant, on natural occurring iron oxides controls arsenate adsorption on soils, especially on iron rich soils. However, soils contain multiple iron minerals and their contributions for arsenate adsorption on the bulk soil are unclear. In this study, Wenzel's sequential extraction procedure (SEP) was used to characterize different fractions of iron oxides in the paddy soils from Guangxi, China. Soils treated with different extractants in the SEP (i.e. soils contained different iron fractions) were used to study arsenate adsorption on different iron fractions in the soil. Langmuir model was used to assess arsenate adsorption capacities of those iron fractions. The results showed that though amorphous iron made up only 16% of the total iron in the soil, it accounted for 82% of the soil adsorption capacity. Besides, arsenate adsorption capacity on the soils could be estimated by linear addition of arsenate adsorption capacity on the amorphous iron oxides fraction and that on the other iron oxides fraction. This study implied a possibility to use iron fractions characterized by Wenzel's SEP to evaluate arsenate adsorption on the bulk soils.