地球環境中のイオウと微生物: 人間活動と環境地質 学の接点(<特集>環境地質学)
著者 Tazaki Kazue
著者別名 田崎 和江
journal or
publication title
Earth Science
volume 47
number 3
page range 251‑270
year 1993‑05‑25
URL http://doi.org/10.24517/00061696
doi: 10.15080/agcjchikyukagaku.47.3_251
Creative Commons : 表示 ‑ 非営利 ‑ 改変禁止 http://creativecommons.org/licenses/by‑nc‑nd/3.0/deed.ja
The Association for the Geological Collaboration in Japan (AGCJ)
NII-Electronic Library Service
The Association for theGeological Collaboration in Japan
{AGCJ)
AtlNIIg-".47ts 3 -[・
]-i(19Y3T. 5A)251-270 251
±
teptecfi mp di l t v e ewtstz
-
yKyma ntsi ± estt tttlE\ di ti
tG-sr
H thi ill 2IS
The sulfides and sulfate complexes with becteria in the Earth environment
- interdependence on the human aetivity and grobal environment -
Kazue Tazaki'
iXbstraet
Because
of'increasing population, human
activityhas become
adominant pro-
cess
modifyingthe
earth environment,Understand{ng the
new environmental stressesin-
cludes
study ofinterfaee processes
on maero- and micro-seales.Application of electron
microseopyto the
study of sulfides andsulfate
complexesin
atmosphericdust, in
acidic rlver sedimcnt,in
sewage sludge andin
waLer solution,provide
uniqueinformation en the
interaction betwccn bacteria
andhunian
act",itiesin
elose-to-environmental conditions.Mi-
croorganisms
exhibit great powers
oftrace
meta] aceumulation andimmolization. They
may
be frequently encountered ln
extreme metal conLaminated environmentboth
naturaland man-made.
The
sulfidesIeading to the formation of sulfide
minerals were observedby scanning electron
mieroscop)T(SE}O, transmission electron
microscopy(TE)LO
equipped with energy-dispersive
X-ray
analysis(EDX). FoT
exainple :1 Atmospheric
sulfide mineralsin
airdust,
2 Sulfides precipitation
withbacteria in polluted
mining river sediment,3 Sulfide
mineralizationin
sludge,4 Experimental
siilfide mineralizationin 9 K
medium.Atmosphere oxidaLion
rate ofS02 is largely balanced by
exchangeaeross the hydro-
sphere-biospherc-Iand
surfaee interfaces. Fluetuating volcanic
emissions orChinese loess
rnay
have profound influence, SEM-EDX
observationindicated that the
airdust
and acid rain-water containedgypsum, barite
and su]furrilms
whieh maybe due to
contributiensfrom
volcanic eruption,TEM observat,ion showed baeteria
withS-rieh thin films in dust
ofrain-water suggesting
interacLion between po]lutedS-rich preeipitation and bacterial
activ-ity in
atrnospherieenvironment.
The study of acidic
riversediment indicates tho enermous influence
ofthe biosphere in
maintaining
river chemistry of sulfate complexes andsulfides. The
eleetron mieroscopieteehniques enable
usto
exarninethe
reactive surt'aceat the
micron scale,the
surfacewhere reaction
occurs,Lhat
control so many ofthe basic biogeochemieal processes, Micro-
scopic study showed
that
allbiomass
contains a significantquanLiLy
of metallie con-stituents, and mineralization
in living
anddead biodebris
may contributeto
sulfidestrans- port from Lhehydrosphere into
sediment.The bacterial
eell walls are remarkablein their
ability
to fix
metals andprovide
sitcsfor
nucleation andg'rowth
ofMn,Fe,Cu
andZn
1992{i'-11Jl 6 N'x"'"J' 1993sc3HITHfi-
*[IIltscE-rc,
,Igj.tt]k("?I.U7XSbti1pt\tytt., T690 al}2111iptJl[}',,gma/[1060
Department
ofGeolDgy, ld'aculty
ofScience. ShiTnane Universit},, Nishikawatsu, Matsue 690, zatil}X- llttm.il['ltlS, etiIli<t.Z-\$mut\#g, i=920-11 {V{rtikanwa'
Department
ofEarth Sciences,Faculty
ofSeienue, Kanazawa University, Kukuma, Kanazawa
(T7)
Japan
920-11,Japan
The Association for the Geological Collaboration in Japan (AGCJ)
NII-Electronic Library Service
The Assooiation for the Geologioal Collaboration in Japan (AGCJ }
252
田 崎 和 江mineralS .
The
sulfate
complexes
and sulfidesin
sludgein
Lake
Nakaurni
werehnvestigated ,
includ−
ing
study
on
the
formation
of エnincrals and up しake of meta ⊥s
by
ba
¢teria
Qrp
工ant. SEM − EDX
observation
showed
that
pyri
しe,
pyrrhotite
arldgyps
し亅m weroforrned
onthe
top of surface sludge .
The aggregate
offramboidal
p − vrite
野raduallygrew in diatom shell whi
¢h
composed
of
S
andFe,
suggcstingthe
processes
of sulfide mineralformaLions
relat−
ed with organisms
.
The
sewagesludge
lsa
valuable
solu
℃e ol’
N ,
P ,
andheavy
InetallicelemenLs (e
, 9 , , Cu ,
Fe ,
Mn ,
Zn
)and
organic
matter .
Such
metals are or environmenta ! con−
cern
due tQ thoir
potential
effects on plant
uptakeand
grQwth .
Jarosite
usodin
the
Iaboratory
study wasproduced
from
a
mixLure
ofg
K
medium andThiob
αciUusfenroxidans
for
a
period
of
sevcral
days.
SEM − EDX
observationwith
XRD
sh ⊂)wed
that
jarosite
xs・as
fQrmed
after
3
days
and amrrloniojarosite wasformed
after7 days fro
エntho
experiment,
alsoltltjon
. If
llferroxid
αns
is present ,
jarosite
canbe formed
atr〔}oエntemperature
byaera
しing
solutions
Qf
FcSO4
and
I
{2SO4 atp
且2within
few
days . Elelnental
su ユfur
interacted
with
the znetal −loaded
bacterial
cells,
affectcdboth
the
even− tLlal
earth science and crystalhahit
orthe
metalsulfides ,
and
formod
a variety of crys− tallin
巳 meta / suI「jdes.
Observation
of sulfate c〔)rnplexechanges
is
unique opportunitytQ bett .
ermanage a!
l
our
earth env ⊥ronrnenL.
Ke
),ωorld5
:Su
!fide
minerals,
izatio
エユ.
bacteria,
earthenvironrnent
.
e !ectrQnn
ユicroscopy , mineral 一
1 . は じ め に
近
年 ,
電 了顕微
鏡の技術
の 進 歩に伴い,
光 学 顕 微 鏡レ ベ ル で は観察
不 可能
で あ る粘土
鉱物
の ミクロ ンか らオングス トロ
ー
ムのオー
ダー
で の 観察が可 能にな り,
風 化や 変質
とい う地質
現 象を具体
的かっ 的 確に捉えるこ とができるよ うになっ た
.
また, 粘
土 鉱物
学は,
石油・
ガス の開 発
,
半 導 体な どの新 材 料,
廃 棄 物処 理 といっ
た身近 な こ とか ら,
生命
の起 源に関 する情 報まで提 供 し,
深 く人 間生 活 と地 球 科学
に係
わっ て い る.
地殻表
而の土 壌,
岩 石,
鉱 物,
化 石,
大気
中や水
中の環 境にか かわるすべ ての
微粒子
を粘
⊥鉱物学 的丁法
を用い,
かっ,
電 子 顕 微 鏡 を使
用 して調べ ることにより,
地 球 全 体の汚 染 状 況 をミ クロ ンオー
ダー
で提 え、
かっ.
その結 果を,
地 球 規 模のマ クロ の
世
界の 現 象に結び付 けること がで き る.
水 圏で 起こ る顕微
鏡 的規模
の一
連の現象
は,
巨 視 的 規 模 と して 自然界 で 観 察 さ れ る.
人間活動と 地球 環 境にか かわる微 粒 子, 特
に イ オ ウを 取り上げ
て,
人 間生 活 と地 球 環 境の 視「、
『か ら述べ る ことにする. 例
え ば,
大 気,
土 壌,
水 圏 に は イ オ ウ,
硫 酸 硫酸イ オン,
硫 酸 塩 鉱 物,
イ オウ化合 物
な ど様
々な形の イ オ ウ物 質が存 在 す る.
イ オウ の循 環 は生物 学的側
面と非 生
物 学 的 側 面の両万 を 持っ てい る.
硫 酸イ オン,
還 元型の有 機イ オウ化 合 物, HzS
の形の還 元型 イ オ ウ が生 物に利 川 され る
.
イ オ ウ化 合 物にし てもSO2 ,
SO
,,
IlzSOs,
HzSO
,,
〔Nl14
)2SO4 とい っ た様々な状態で混 在 して いる (角 皆・
[「亅本, 1990
;石,
1992
).
いず れ も,
人類
の生産 活 動を 通 して質・
量ともに変
化
し てきたもので あ る.
これらの イオ ウ物 質 は,
自 然の発 生 量 だけ な ら生 態系
のバ ラン スをくず さずに循 環で きた が
,
人為 的 汚 染 源が加わ り,
その収 支の バ ラ ン ス が崩
れ, 酸性雨
を含
ん だ イ オウの循 現サイ クルが 地 球 を 取 り巻いている.
そ の た め大 気 中に放
出さ れ た大 量の イオ ウ は慢 性 的に酸性 雨 を 降ら せ る
原
囚と なっ た,
地 球 科 学 的な観点か ら,
イ オ ウ物質
が どの よ うに変 化してきた か を知る必
要
がある.
ま た, 現 在の イ オ ウ物 質の バ ランス状 態 を認
識
し, 将来
のイ オ ウ物質
の増加
を予 測 する必要
が あ る. 人
間一
環 境 系 を 考え たと き,
使 用 す るエ ネルギー
形 態, 交
通手
段,
開 発 形 態お よびライフ ス タ イ ルの変化
な どいずれ を見て も,
大 気・
土 壌・
水の環境 変 化を
伴 っ
てお り,
人 聞 生 活 と地 球 環 境 は相 互に影 響 しあいな が ら.
こ の系
の間を行っ たり来たり してイオウ 物質
の移 動
と変 化
を 生じ さ せて い る.
イ オウ物 質は, C , O ,
N
,P
な ど と同様
に,
地 球 生 物 圏に多 量に存 在し
,
生物
にとっ て不 可欠
な元素
の つ であ り,
同 時に,
地 殻 表 面の元 素の 循環 と変
換
は,
生物
の活 動に負っ て い ること は明ら かであ る.
また,
イオ ウは+6
価 か ら2 価
の広範
囲の電 荷
を取 り得 るので,
多 種 類の化 合 物 が 存E
し,
そ れ らの多
くの無 機・
有 機 化 合 物 を 形 成 し,
生 命維持 , 生
活,
産 業 活 動の上で有 用 な 物 質 と して用い ら れ て い る,
こ の事 実は,
生 命が誕 生 した際に,
地 球 大気
で 起こっ た変化
が例
証 して いる.
原始 地 球 上には,
多 量の硫 化 水
素
が存 在し,
それ が 有 機 イ オ ウ化 合 物 を 生 成 し,
(
78
)N工 工
一
Eleotronio LibraryThe Association for the Geological Collaboration in Japan (AGCJ)
NII-Electronic Library Service
The Assooiation for the Geologioal Collaboration in Japan (AGCJ }
地 球 環 境 中の イオ ウと微 生 物
253
生物 誕 生の きっ かけと なっ た と
言
わ れて いる (井尻・
秋山
, 1992
).
大 気 中に存
在 する種
々の気 体
と地球
の表
面 に存 在 する多 くの化 合 物の 量 は,
牛物
学的
お よ び 地質 学 的 過 程に よる生 成と利
用の速度の バ ラン ス である が,
近 年,
大気
中の イ オ ウ物 質 ,
地下 水 中の イ オ ウ成 分な ど は,
そのバ ラン スがくずれ環 境 問 題を引 き起こ して い る. 特
に,
黄 砂 現 象によっ て飛 来 す る 人 為 的 イ オ ウ成 分 は,
粘 土 鉱 物 組 成 と密 接に関連 してい ることが明
らかにさ れ た (旧崎
, 199
の.
こ の こと か らも地質学
が,
環境
問 題に貢 献で きる例 と なっ てい る.
大 気
・
土 壌・
水 中にお けるイオウ化 合 物の実 態や生 成の メカニ ズムにつ いて は
, 未知
の部分
が多
く残
さ れて いるが
,
物 質 循 環にお けるバ ク テ リ ア の貢 献
が 量的
にも質
的にも重 要である.
生 物 学 的に葷:要
な元 素
の一 部
は, 有
機物
の状 態に保
たれ細胞
や組織
に取 り込ま れ る が,
これ が再利用
される ために は,無機 物
の形に変換
されなけ れ ば ならない.
無機 化
(mineralization ) と よ ばれ るこの
変
換の 大部
分は 主 として真 菌 と細 菌 か らなる微 生 物に よ る.
この過 程に おい て,
微 生 物 は,
その幅 広い分 布 と 量,
早い成
長と代 謝によっ て人 き く貢 献 する.
こ こで無 機 (鉱 物 )一
有 機 (生 物 )の相 互 作 用 を 知る ことが 重要
と なりこ の論 文で もい くっ かのイ オウの生 体 鉱 物 化 作 用
の 実 例 を 報告する
.
こ こ で は特に,
大 気 中のすす,
鉱山廃水
, 湖 底の ヘ ドロ , 排 水 処 理 液,
下 水 中の イオ ウの実 態につ い て 述べ る.
バ ク テリアに よる無 機へ の変 換,
鉱 物化
は顕微
鏡 的 な 規模
で起き るの で,
粘 士鉱 物 学 的 手 法 と電 子 顕微 鏡
の手法
が不 可 欠と なる.
研 究方 法 と試 料の作製方法
は,
田崎
(1991
)に述べた 方 法 を使 用 した.
ま た, 好
適 な環境
下にみ られ るバ クテ リァ の大 きな増 殖 速 度と生 体 鉱 物 化 作 用の様 子 を実 験 的にと らえる ため,
培養実 験
を行っ た.
バ ク テ リアが9K
培 地 *中で多 量の ジャ ロ サ イ トを 生成し た事 例は,
実 験 生 体 鉱 物 学の新 し い試 みで も あ る.
1 工 . 大 気 中
のイ オ ウ 成分
大 気 中に は
,
表 土,
火 山,
海 洋,
生 物,
人 為 か ら宇 宙 まで多 岐にわたる起 源の風 送 塵 が 存 在 する.
風 送 塵の も と と なるダス ト (粒 径0 . 06mm
以下 )に は,
火 山 灰,
海 塩 粒 子,
花 粉,
胞 子,
珪 藻,
バ クテ リ ア,
燃焼 物質 , 放
射 性 物 質
,
宇 宙 塵など さ ま ざ ま な ものが 含 ま れる.
最も 多い の は,
細 砂・
シ ル ト (粒 径0 . 06 − D . 004mm
),
粘十
一
(同0 . 004mm
以 ド) な どの表 土 粒 子である. 特
に,
ダス トは微 細な粒 子のた め大 気IPの 気 流にの っ て
,
広い 範 囲に運 ば れる (上田・
岩E
ヨ, 1991
).
ガス体の イ オウ 化 合 物へ の変 化 が 地 球 大気
中で起こっ て い る.Stanier
et al
.
〔1986
)によれ ば,
年 間 約900D
万 トン の イオウ が化 石 燃料
の燃 焼によっ てSO2
の形で放 出 されて いる.
そ して
,
約70
万 トンがH2S
とSO2
の形で 地 球の 火 山活 動によ
っ
て発 生 す る,
産 業 吊 命 以 来,
世界 人口の急 速 な増 加に伴っ て,SOx
お よびNOx
も増 大 し酸 性 雨の原 因 と なっ て おり, 森
林や建 造物
の急 速な破
壊, 湖沼
の生 態系
の変 化 を もた ら して い る (
石 ,1992
).
環
境 庁
の調
査( 富
士総 研 ,1992 )
によれ ば ,SO2
は196
了年度
の0. 059ppln
をピー
クに 」968
年 以 降 著 し く改 善 さ れ た.
し か し, 田崎ほ か (1992a
)の測 定に よれぱ、
島根 県
松
江市
の大気 中
の塵
のSO3
が1 , 3 〜 2 , 2
%で あ る.
ま た
, 全
国 平 均 の 雨 水 中のSO
,2一
は
, 1 ,
了1 − 8 , 42
mgL
−
1(
Hara
et at. ,1990
;山口 ほ か,
工991
)で あ る.
これ らの イ オ ウ成分
が,
どの ような形で大 気 中に存 在 し,
輸 送 され るの か は,
不 明な点 が 多い.
化 学 的 側 面 から見 た研 究 は今 まで多 くな されてきた が,
塵の電 子 顕 微 鏡によ る微 細 形 態 及 び 鉱 物 学 的 側 面の研 究は非 常に少
ない.
中 国 か ら飛 来 する
黄
砂に含 ま れるCaCO3
や微
生物
が 作 りだ すNH
,な どは,
アル カ リ性
の風 送 塵 を日本
にも た らすはず
であるが, 実 際
は,火 山活 動
が活発
な時
はp
⊥1
は低 くな り (渡 辺ほ か,
⊥992
),
さ らに, 中国
の西 南 地 力で産 出 する イ オ ウ成 分の多い石 炭の燃 焼 物 質 が 飛 来 す る と き も, pH
は低 く なっ てい る (右坂ほか, 1981
).
火 山 や海 洋 か ら もた ら さ れ る イ オ ウ酸 化 物 は,
人 間活 動に伴 う もの と比 較 して
,
桁 違い に少ない. 198D
年に噴 火 したワシ ン トン州の セ ン トヘ レ ンズ火 山が
,
約40
万 トンのイ オ ウ酸 化 物 を 噴 出 したが,
こ の量は,
人 型の石 炭 火 力発 電 所
一
某 が一
年 問に排 出 する イ オ ウ酸化 物に匹 敵 する にす ぎ ない (
石 ,1992
). 酸
性化
し た雨 ,
雪
,
霧など を分 析 するとほとん どの場 合,
硫 酸,
硝 酸,
塩 酸がふ くま れている
.
水 溶 性の硫 酸 塩,
硝 酸 塩な どの 塩 も溶 けてい る.
これ らは,
いず れ も発 生 源である イ オ ウ酸 化 物 や 窒 素酸 化 物 が,
大 気 中の化 学 反 応で作 られ た ものであるので,
源の酸 化 物 を 鉱 物 学 的に 調べ る必 要が ある.
石 炭,
火 山 灰, 黄
砂の鉱 物 組 成 を 知ると と もに,
発 生 源の岩
石 ,
地 層,
地質 年代
や地質構
造 も知 らな けれ ばな らず,
ま さ に 環境 地 質 学の貢献 する ところ が大で ある
.
A
湾 岸 戦 争に よ る広 域 大 気汚染1991 年
の湾岸戦 争
の折 ,
ク ウェー
ト領
内の多
数の油田が 炎 上 し
,
蜩 辺の 大気
汚 染の みな らず,
偏 西 風 下の上 空 にも燃 焼 物 質が飛 来し,
大 気 中の イ オ ウ酸 化 物は 通常の目
本
の某準値
の数 白倍
になっ た.1988 年
以降 継続
して(
79
)N工 工
一
Eleotronio LibraryThe Association for the Geological Collaboration in Japan (AGCJ)
NII-Electronic Library Service
The Assooiation for the Geologioal Collaboration in Japan (AGCJ }
254
田崎 和
江島根大学
理学 部
環 境自
主ゼ ミナー
ル は,
島根 県にお け る大気 中
の風
送 塵 をエ アー
サンプ ラー
を 用い て採 集 し,
走 査 型 電 子 顕 微 鏡 とX 線
粉末
回折 分
析で検 討 を 行っ て き た.
折 し も1991
年2 月下旬
に島根 県
に黒い雪
が降
り,
そ れにふ くまれて いた イ オ ウ を調べ た ところ異常
に高い値 を示
した.
通 常,
大 気 中のイオ ウ化 合物
は, 二酸化
イ オウ (
SO2
),
三酸 化イ オ ウ (SO3
),
亜 硫酸
(H2SO3
),
硫 酸 (
H2SO4
) 硫酸
アン モニ ウ ム(( NH4 )
2SO4 ) な ど が 大気
中の水
分 と化 学 反 応 を 行っ て い る.
湾 岸戦争
の折
に は
,
大 気 中の水 分 と反 応 しない硫 酸 塩 鉱 物の微 粒
予 も 多量 に 認め られた. 2
月下 旬に,
山陰
地方
に降
っ た黒い雪
を 電子顕微
鏡 を用
い て観 察 した ところ,
石英 ,
長石 類 , 雲母
な どの鉱物
の表面
を 被 膜 が 被っ てお り,
多 量の イ オ ウ がエ ネ ル ギー 分
散 分 析で確認 された.
また,
低結
晶度の指 紋状
構 造 を持
っ た炭素
の微 細 粒 子 も透 過 型 電 子 顕 微 鏡で認め られ た. 炭
素は イ オ ウと同 様,
化 石 燃 料の 急 速な燃 焼の結 果と して生じ,
大 気 中のCO2
は,
大 気 物 質 循 環において ,極
め て重要
な産物
の一
っである.
さ らに
,
当時
の雪
の中の塵のX
線 粉 末 回 折 分 析は,
硫酸
カ リ 鉱 (K3Na
(SO4
)2)の存 在 を 示 した. 中
近東
の原 油
はイ オ ウ
含有
量の高
い ことで知 られてい るが,
その燃 焼に よ り, 酸
性 雨の原 因の一
っであ る イオ ウ酸 化物
の ほ かに
,
低結晶性のイ オウ微 粒 子や硫 酸カ リ鉱 も日本
に飛来
し た と
推定
された (田崎, 1992a
). B
火山性 起源の イ オ ウ成分1992 年春
か ら夏にか けて,
1島根 大 学の大 気 中の塵のサンプル に多 量の パ イライ ト (
FeS2
),
ジ プ サ ム (Ca − SO4 ・ 2H2Q
),
バ ライ ト (BaSO4
),
ロー
ゼナ イ ト(
FeSO4 ・41120
) 及 びバー
カ イ ト (NaCO3
(SO4
)2) な どの イ オ ウ成 分 を 持っ た鉱 物の存 在 を 認め た.Fig.
1
に 示 した よ うに,
ユ99
]年8
月19
日〜 24
日の松 江 市の大気中
の塵に は,
放射
状に結 品成 長 したジ プサムの結 晶の表
面に,
細 長い繊 維 状の火 山 ガラス (ペレー
の毛 )が付着 して観察さ れ た
.
その ジ プサムと ガラス のエ ネルギー 分 散 分 析
(EDX
)は,
S
及 びCa
を 主 と して,
少 量のNa ,
Si,
Cl
の存
在 を 示 した.
ま た, 1991
年9
月7
日〜 14
日の松 江市 上 空の大 気 中の塵の 中に も,
表 面に石 英の粒子
を付着
させ た 塊 状の バ ライ トの結 晶 を 観 察 した.
そのエ ネルギ
ー
分 散 分 析 (EDX
) は,
強いS
とBa
の ピー
クを示 し
,
その比は.
約1
二1
で ある (Fig . 2
),
折 しも,
九州
地方
で は,
桜 島,
阿 蘇 山 が 活 動 を 続 けてお り, 雲仙岳
は1990
年11
月 か ら噴 火 が始 ま り, 1991
年5
月には火 山活 動が活 発 化 し
,
大 量の火 山 灰が大 気 中に放 出 された.1991 年 9 月初 旬
の1, 500mb
の 流 跡 線 は,
桜 島の
火 山
ガス中
のイ オウ酸 化物が飛 来 した可 能 性が強いと考
え ら れ る (中
尾 充,
私 信 ),1991
年 春 か ら秋にか けて 九州北部地域にお いて高
濃度
のSO2
が観 察され た が,
この
SO2
が,
移 動 性 高 気 圧の周 縁 もしくは後
面での下
降気
流によっ て輸 送さ れ た と報告
さ れ てい る (国
立環境 研 究 所, 1991
).
地 球の火 山 活 動に よっ て発
生
するH2S
は,02
や03
によっ て
SO2
に酸 化 され,
SO2
は水に溶
解 して亜 硫酸
を形
成 する (Stanier
et
α1 . , 1986
).
ま た、
火 山の 噴 火により多 量のイオウ酸 化 物 や 塩 化 水 素ガスが噴 出し
, 強
い 酸 性 雨 を 降 らせ るが,
雲 仙.
普 賢 居の噴火
と同じ時期
に
,
九州 各
地で雨
が酸 性 化
し,
熊 本 県 益 城 町で はpH
3
を記
録
した (石 , 1992
).
島根 県で採 集 した 塵の中の パ イ ラ イ ト,
ジ プ サム,
バ ライ ト,
ロー
ゼナ イ ト,
バー
カイ トな どの鉱
物
量の経年変化
を 調べ る必要
が あるが,
これ らの
鉱物
の表
面にペ レー
の毛 な どが付 着
してい ることから
火
山性
起源
の 口J 能性
が強
い. C 黄
砂に含 ま れる イ オ ウ成 分の移 動海
を 渡るイ オ ウ広 域 汚 染 も無 視で きない.1980
年以降
,中国
の工業化
が 進み,
大 量の石 炭のす すを大 気 中に放 出 す
る よ うになっ た が,
春 先に黄 砂 に混 じっ て, SO
号一 ,
NO3
な どの人 為 成 分 が 偏 西 風に乗っ て,
口本上 空
に飛来 す
る.
そして, しば しば凵本海
側に酸 性 雨を降 らせ て い る, 黄砂
現象時 ,
目本
に飛 来 する砂 塵は,
比 較 的粒
度が粗
い石 英,
長 石 類,
カルサ イ ト,
ジ プ サ ム な ど と粒
度の細
かい,
イ ラ イ ト (雲 母 類 ),
カオ リナイ ト, 緑
泥石
, モ ンモ リロ ナ イ トな どの粘 土 鉱 物 が 凝 集 した もの である
.
砂 塵の鉱 物 粘t
鉱 物の種 類 は必 ずしも一 一
定で は な く,
砂
塵の発 生場
所や発 生 強 度,
土 壌の種 類や存在状
態に加え,
試 料 採 集 する時 と場 所によっ ても異なる(
井
ヒ・ 吉
田, 1978
;石 坂ほか, 1981
;石 坂, 1991
;田 崎ほ か,1990,199
ユ)。 黄砂
が大気
中に大 量に含 ま れると大 気の
性質
が変
わっ て くる. 黄
砂 が 核にな り,
その粒 了の ま わりに溶 液
の膜
がで き,
大気
中のSOx ,
NOx ,
硫 酸 イ オンや
硝 酸
イ オンが その被膜
につ ぎつ ぎに取
り込 ま れる状態
が出
現す
る.1987 年
の観測
の際
に採 集 され た 黄 砂粒
子の う ちで,一
部の もの は硫 酸イ オンを 含 む 液 状の被 膜で覆わ れて い た (
岩坂
ほ か,
/991
).一 方 , 1991
年
2
月の湾岸 戦争
の折
に 日本
に降
っ た雪
の中
の微
粒 子 も イ オ ウ を含
む液 状の 被 膜で 覆わ れて い た (田崎, 199
/).
中
国北
西部
で発
生 し た黄砂
は, 朝鮮半 島
を 経て 日本 列島
を横切
り,
北太 平洋
に及ぶ が,
中国に隣 接 する韓 国で も工 業 化 が 進 み,
同 時に広域
汚染下
にある。 1987年 5 月
(
80
)N工 工
一
Eleotronio LibraryThe Association for the Geological Collaboration in Japan (AGCJ)
NII-Electronic Library Service
TheAssociationfor the GeologicalCollaboration m Japan
{AGCJ)
ttitblecnjgboiieLtw・,1-#op 255
ut-c=oo s
Na si
Cl
Ca
O energy(keV) 5
ii'ig. 1. Scanning
electron mierograph ofplat>,
crystalhnematerial of volcanic
glass (pele's hair)
in atmosphericdust )v'Iatsue, in August 19-24, 1991. The
energydisper'sive X-ray S,Ca,Na, Cl
andSi
signals suggestingpresence
ofgypsum
(SiOz)・
(81)
10
material ot'
gypsum
with alung fibrous
sampLe co[lected at
Shimane University,
spectrum of
the
aggregatc shows strong(CaS04' 2IT,O), haliLe (NaCl)
andquartz
The Association for the Geological Collaboration in Japan (AGCJ)
NII-Electronic Library Service
The Assooiation for the Geologioal Collaboration in Japan (AGCJ }
256
田 崎 和 江8
日に, 航
空機
に より,
日木
と韓 国
の国境付
近のエ アロゾ ル物 質の垂 直 分 布 観 測を行っ た結 果
,NO3 一
と
SO
,1
一
の量 に
,
正の相 関 関 係が 認 め ら れ た.
火山性ガス の場 合 は,
両者
の間に は相
関 関係
が 認 め ら れ ないた め, 観
測さ れ た 汚 染 物 質 は人 為 起 源の可 能 性 が 高い (国 立環 境 研 究所 ,
⊥991
),
D
大気
汚染
と植 物への影 響大
気 汚染
で樹木
が枯
れる メ カニ ズムにっ い て は, 複雑
な要 因が絡 み 合っ て不 明な点 が 多い
,
酸 性 雨により葉
の0 energy ( keV ) 5 10
Fig .2 .
Scanning
e
!ectron
micrQgraph Qf aggrega むe of mineralgrains
in
atmosphericdust
sample col− lected
atShimane
University ,
Matsue ,
in
September
7 − 14 ,
ユ991 .
The
energydispersive
X −
ray spec− trurn
ofthe
aggregate showspresence
ofbarite
andquartz ,
(
82
)N工 工