Arsenate sorption on schwertmannite

シュベルトマナイトへのヒ酸収着

福士 圭介*; 佐藤 努*; 柳瀬 信之; 湊 淳一*; 山田 裕久*

Fukushi, Keisuke*; Sato, Tsutomu*; Yanase, Nobuyuki; Minato, Junichi*; Yamada, Hirohisa*

シュベルトマナイトによるAs(V)収着機構が酸性条件下におけるAs(V)濃度の関数としたバッチ収着実験と結晶学的考察から検討された。シュベルトマナイトの結晶構造シミュレーションから、シュベルトマナイトのAs(V)収着のための潜在的な表面サイトは、幾つかの配位環境の異なる表面水酸基及び表面硫酸基であることが推測された。バッチ収着実験から、As(V)イオンは表面吸着硫酸基及び表面に配位する構造由来の硫酸基と選択的に配位子交換を行うことでシュベルトマナイトに収着されることが示唆された。また、As(V)は表面吸着硫酸サイトに対しては単座的に配位子交換を行い、構造由来硫酸サイトに対しては二座的に配位子交換を行うことが示唆された。さらに実験結果から見積もられた配位子交換反応の平衡定数は実験結果をうまく再現した。

The sorption mechanism of As(V) on schwertmannite was investigated by both a batch sorption experiment and crystallographic considerations. The batch experiment was carried out as a function of As(V) concentration in acidic solution at 25 C. Crystallographic considerations indicate surface sites of schwertmannite comprise varied surface oxygen (hydroxyl) and SO groups. Sorption experiments showed reactive surface sites for As(V) sorption are surface SO groups. As(V) sorption mechanism involves ligand exchange with solid phase SO. Results also suggest monodentate As(V) coordination with surface adsorbed SO sites and bidentate As(V) coordination in structural originated SO sites. Estimated equilibrium constant for ligand exchange reaction describes the observed As(V) sorption behavior. The surface structure approach in this study reveals reactive surface sites in As(V) sorption on schwertmannite comprise surface SO group instead of surface hydroxyl groups identified by former views.