東京農工大學的副教授橋本洋平和名譽教授細見正明、國立環境研究所的室長餚倉宏史和特別研究員上島雅人，以及產業技術綜合研究所的主任研究員保高徹生和井本由香利組成的研究團隊發現，土壤中的天然有害元素砷富集在莓狀黃鐵礦中。
中央新幹線建設等大規模基礎設施工程產生了大量建築棄土，其中所含的天然砷時常會超出土壤溶出量標準。透過瞭解天然砷在土壤中富集機制後，還明確了一直未知的土壤中砷的溶出機制。這些成果有望用於對每年約300萬噸建築棄土的處理技術開發，以及對污染進行的風險管理。
相關研究成果已於2019年12月3日發佈在《Environmental Science and Technology》上。
圖1：含天然砷的土壤中存在的莓狀黃鐵礦分析
現狀
由於地質終極因數，日本地表有不少分佈有含砷等重金屬的地方。中央新幹線等大規模基礎建設產生的大量建築棄土中經常含有天然砷。砷對人體的毒性比較高，以列入法律侷限和設定測量標準的物件。日本《土壤污染對策法》將這些地質源重金屬超過標準值的土壤定義爲「天然受汙土壤」，與人爲受汙土壤相區別。迄今爲止儘管已報告過多起溶出天然砷超出土壤溶出量標準的案例，但一直不清楚其背後具體機制。
研究成果
研究團隊利用以世界三大高能大型同步輻射設施之一的SPring-8的輻射光爲光源的X射線吸收光譜法分析了天然受汙土壤中的砷，發現砷元素都富集在樹莓狀黃鐵礦的表面。另外還同方法應答，砷元素以砷酸和毒砂（砷黃鐵礦、白砒石）等多種化合物形式存在。雖然莓狀黃鐵礦幾乎不溶於水，但研究發現添加氧化劑過氧化氫後，會部分溶解。這表明，從地下挖掘出來的天然受汙土壤在地上暴露於大氣中，發生氧化時就可能發生砷溶出。
未來展望
該研究明確了砷從天然受汙土壤中溶出的機制，有助於對挖掘土進行更適當的管理及採取積極的措施。另外，本研究還應答土壤中天然來源和人爲來源的砷的化學型態不同。如果利用該特性判定砷是天然還是人爲來源，還有望成爲《土壤污染對策法》判定污染來源的指南。
論文資訊
論文題目：Speciation and Fractionation of Soil Arsenic from Natural and Anthropogenic Sources: Chemical Extraction, Scanning Electron Microscopy, and Micro-XRF/XAFS Investigation
發表期刊：《Environmental Science and Technology》
URL： https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b03864
文：JST客觀日本編輯部翻譯
