Research Results 研究成果
九州大学大学院総合理工学府のサイマ?カノム大学院生、同大学院総合理工学研究院の林信哉教授らの研究グループは、酸素を放电させて生成される酸素プラズマ(活性酸素)により、水中の重金属イオンを効果的に酸化?沉殿させることが可能な新しい溶存金属除去方法を开発しました。
饮料水の重金属汚染は、今日の汚染问题の中で最も复雑かつ解决困难な问题のひとつです。水の重金属汚染には、人為的と天然の2つの主要な供给源があります。产业汚染物质といった人為的な重金属発生源は改善の可能性がありますが、火山活动や岩石の风化のような天然の発生源の场合は原因を断つことが出来ません。このような天然由来のヒ素や铅等の重金属で汚染された水を饮料水としなければならない地域が世界中に散在しています。しかしながら、薬剤等の消耗品を必要とせず持続的に低コストで使用可能な溶存重金属除去方法はこれまで开発されていませんでした。
本研究では、酸素の放电プラズマにより生成したオゾンを、亜铅を溶解させた水に曝気させました。その结果、水中でオゾンが解离することで発生した反応性の高い活性酸素と亜铅イオンとが効率的に反応し、亜铅酸化物(窜苍翱,窜苍(翱贬)2)が沉殿物として生成されることが分かりました(図1)。亜铅イオンの浓度と曝気するオゾンの浓度により亜铅溶存水の辫贬値をコントロールすることが可能であり(図2)、辫贬が7.5程度のときに亜铅酸化物の沉殿量が最大になることが明らかとなりました。亜铅酸化物の沉殿物を除去することで水中の溶存亜铅イオンを最大で29%程度减少させることができます。
今回开発した方法は原理的にヒ素や铅の除去にも适用可能なことから、饮料水の重金属汚染で苦しんでいる世界中の人たちに安全な水を届ける技术につながると期待されます。
本研究成果は、2021年4月28日(日本時間18:00)付けで英国科学雑誌「Scientific Reports誌」に掲載されました。(DOI https://doi.org/10.1038/s41598-021-88466-3)
図1:酸素プラズマにより沉殿した亜铅酸化物(黄色)
図2:亜铅溶存水の辫贬値とオゾン処理时间との関係