鉛溶解度と共沈化した鉛/シュウ酸カルシウムの鉱物構造

環境で遍在するシュウ酸塩などの低分子量の有機酸は、錯化や沈殿反応に影響を与えることにより、土壌や水のPBなどの有毒金属の溶解度と生物学的利用能を制御できます。ここでは、環境マトリックスの一般的な陽イオンであるカルシウム（CA）の非存在下と存在下でのpH 5.0でのPb-酸化沈着に関連してPb溶解度を調査しました。0.10未満のPbモル画分では、PbのCaシュウ酸塩への隔離を形成して、純粋にPbシュウ酸塩の溶解度と比較してPb溶解度を大幅に低下させ、Pbモル画分に反比例します。これらの低モル比での小さなPb/Ca固体分布係数は、シュウ酸塩と比較してPbのより強い錯体化に大きく起因して、可溶性金属酸化型複合体を形成し、Ca-酸化酸結晶格子へのPbの取り込みが制限されていました。X線回折、光学顕微鏡、およびフーリエ変換赤外線分光法により、Pb/Ca-酸化酸共沈着物の特性評価により、少量のPbの置換により、Whewellite（Ca-Oxalate Monohybydate）構造が格子に置換されることにより不安定になったことが明らかになりました。Ca-酸化酸二水和物（weddellite）の形成は、一流よりも好まれました。0.20を超えるPbモル画分で、シュウ酸Pbの離散系統が同定されました。これらの新しい発見は、Caの存在下でPb/Ca-酸化酸共沈着剤がPb汚染酸酸土壌におけるPbの溶解度を低下させる可能性があることを意味します。

Low-molecular-weight organic acids such as oxalate, which are ubiquitous in the environment, can control the solubility and bioavailability of toxic metals such as Pb in soils and water by influencing complexation and precipitation reactions. Here, we investigated Pb solubility in relation to Pb-oxalate precipitation at pH 5.0 in the absence and presence of calcium (Ca), a common cation in environmental matrices. At Pb mole fractions less than 0.10, sequestration of Pb into Ca oxalate to form a solid solution substantially lowered Pb solubility relative to that of pure Pb oxalate to an extent inversely proportional to the Pb mole fraction. Small Pb/Ca solid-solution distribution coefficients at these low mole ratios was largely attributed to the stronger complexation of Pb compared to Ca with oxalate to form soluble metal-oxalate complexes, which in turn limited Pb incorporation into the Ca-oxalate crystal lattice. Characterization of the Pb/Ca-oxalate coprecipitates by X-ray diffraction, optical microscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy revealed that the whewellite (Ca-oxalate monohydrate) structure was destabilized by substitution of small amounts of Pb into the lattice, and thus, the formation of the Ca-oxalate dihydrate (weddellite) was favored over the monohydrate. At Pb mole fractions above 0.20, discrete crystallites of Pb oxalate were identified. These new findings imply that Pb/Ca-oxalate coprecipitates in the presence of Ca could reduce the solubility of Pb in Pb-contaminated acid soils.