フミン酸と銅との結合等温線のNICA-Donnan Modelを用いた解析による多様な性質を持つ実環境由来フミン酸の銅結合性の評価

Abstract

土壌や河川に含まれる溶存有機物中の7–9割を占め，重金属と錯体を形成するフミン酸は水質，土質などの周辺環境や，植生などの起源物質の違いにより多様な性質を持つ．そのため重金属との結合形態や，重金属の生態毒性への影響も同様に多様性を持つと考えられる．そのため本研究では生成環境の異なる実環境由来フミン酸の水素イオン，銅イオンの結合挙動の変化に着目し，和光純薬（株）製フミン酸と八王子市内で採取した黒ボク土のフミン酸，3つの河川（多摩川本流とその支流）底質から精製したフミン酸に対し，NICA（Non-Ideal Competitive Adsorption）-Donnan Modelを用いて銅の結合形態を解析し，生成環境の違いにより銅の結合形態に違いがあるか検討した．次に，それぞれのフミン酸を添加した場合における淡水性ソウ類の生長阻害性に与える影響の違いを検討した．酸塩基滴定，銅イオン滴定によって得られたデータから，NICA-Donnan Modelを用いて銅イオン，水素イオンの結合性を解析した結果，フミン酸の生成起源の違いによってフミン酸の水素イオン，銅イオンの結合性は大きく異なることがわかった．その原因として，フミン酸の分子量，結合サイトとなる官能基の存在量，結合サイトの大きさはその官能基の静電ポテンシャルによって変化するので，結合サイト周辺の電子供与基，電子求引基の数や密度の違いによることが考えられた．フミン酸の銅の淡水性ソウ類の生長阻害性に対する影響の検討の結果，フミン酸は銅の生態毒性の緩和効果があることがわかった．また，フミン酸の生成起源の違いによる銅の生態毒性の緩和効果に違いはほとんどないことがわかった．