Evaluation of the affinity of some toxic elements to schwertmannite in natural streams contaminated with acid mine drainage

酸性鉱山排水中における有害元素のシュベルトマナイトへの親和性に関する研究

永野 哲志  ; 柳瀬 信之; 半澤 有希子  ; 高田 盛生*; 三田村 久吉; 佐藤 努*; 長縄 弘親  

Nagano, Tetsushi; Yanase, Nobuyuki; Hanzawa, Yukiko; Takada, Morio*; Mitamura, Hisayoshi; Sato, Tsutomu*; Naganawa, Hirochika

シュベルトマナイトは、黄鉄鉱(FeS)を含む鉱床周辺の河川水中で二次的に生成される鉄の硫酸塩鉱物であり、鉱床から流出したヒ素やアンチモン等の一部の有害元素を水溶液から除去することで知られている。本研究では、シュベルトマナイトを使った環境汚染水の浄化の可能性をより広範に検討するために、さまざまな有害元素のシュベルトマナイトへの親和性を、従来からの分配係数に加え、新たに考案したパラメータである、シュベルトマナイト結晶の芽と考えられる鉄の多核錯体への分配比をもとに評価した。その結果、シュベルトマナイトは、ヒ素やアンチモン等の環境水中で陰イオンの化学形態を取る元素に対し高い親和性を持つことが明らかとなり、陰イオン有害元素で汚染した環境水に対し浄化材として有効に利用できる可能性が示された。

Schwertmannite is a poorly-crystalline ferric sulphate mineral that secondarily forms in acid mine drainages (AMD) as a result of the oxidative weathering of pyrite (FeS2), and is known to work as a naturally-occurring scavenger of some toxic elements in AMD-contaminated streams due to its high fixation potentials. In this study, to examine the feasibility of using schwertmannite in water purification technique, we evaluate the affinity of some selected elements to schwertmannite using two parameters: (1) conventional apparent solid-liquid partition coefficients between schwertmannite and stream waters, and (2) newly introduced parameters that correspond to ratios of ions fixed by schwertmannite to those existing as dissolved phases. As a result, both of the two parameters revealed that schwertmannite has high fixation potential for fluvial transport of various toxic anions such as V, Cr, As, Mo and Sb in AMD-contaminated streams, and that it could be used for purification of waters contaminated with these toxic anions.