粘土の塩除去機能
- [要約]
- 粘土の持つ塩除去機能を明らかにし，技術化するために，膜工学で用いられている逆浸透実験をモンモリロナイト粘土に適用した。その結果，
モンモリロナイトは，同程度の塩除去効果のある荷電性人工高分子膜より間隙が大きいことがわかった。
農業工学研究所 農地整備部 水田整備研究室
[部会名] 環境資源特性
[専門] 環境制御
[対象] 現象解析
[分類] 研究
- [背景・ねらい]
- 近年，環境との調和に配慮した農業を確立する視点が求められ，農地に投入された肥料や農薬が環境汚染の原因となることが指摘されている。
このため，これらの物質を安価に浄化する技術の開発が期待されている。水田土壌に良く見られる粘土は，電荷を多量に持ち，その電荷による塩除去機能が
期待される。
粘土には塩類を通過させず水のみを通過させる塩除去効果のあることが知られている。しかし，これを利用した塩除去の技術開発は，これまで行われていない。
本研究では，粘土の塩除去技術開発の可能性を探るため，膜工学分野で用いられている逆浸透実験を粘土に適用し，粘土の塩除去機能と間隙特性を調べた。
- [成果の内容・特徴]
- 0.5mmの厚さにしたモンモリロナイトを逆浸透実験装置（図１） に詰め，種々濃度の塩化ナトリウムを浸透させ，除去率（＝(流入液濃度ｰ流出液濃度)/流入液濃度)を測定した。間隙特性を明らかにするため，種々の大きさの非荷電性有機物を浸透させた。
- 塩化ナトリウムの除去率は濃度100mM，10mM，1mMにおいてそれぞれ48%，86%，90%であった（図２）。
- 種々の非荷電性有機物の見かけの半径とその除去率の関係を調べたところ，同程度の塩化ナトリウム除去率を示す荷電性人工高分子膜が比較的低分子も除去するのに対し，
モンモリロナイトは大きな分子も通過させ，間隙径の分布幅が広く平均間隙が大きいことがわかった （図３）。このモンモリロナイトの大きな平均間隙は，透水性増大を図る上で有益な特性と考える。
- [成果の活用面・留意点]
- 本研究によって，粘土の塩除去率と間隙特性を明らかにした。今後，水質浄化のためのフィルター素材等としての活用が期待される。
[その他]
研究課題名：粘土の電荷が水田土壌中の物質移動に及ぼす影響の解明
予算区分 ：経常
研究期間 ：平成２〜５年
発表論文等：Reverse osmosis separation for a montmorillonite membrane, J.Membrane Science 107,
pp.87-92, 1995
A study on the solute separation and the pore size distribution of a montmorillonite
membrane, Separation Science and Technology, 31(4), pp.545-556, 1996
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