东京农工大学农业研究生院和国家研究开发公司的副教授桥本阳平由研究组组长穗高哲夫、高级研究员井本佑香里和国立先进工业技术研究院地圈资源和环境研究部研究员西片美和组成的研究小组对东京地下蔓延的冲积层（有乐町层）进行了地面钻探调查低地，人们早就知道那里含有天然砷。土壤淋洗量标准（注1）并且砷存在于覆盆子状黄铁矿（草莓状黄铁矿）中。此外，还揭示了有乐町组中的砷具有多种与毒砂和毒砂相似的化学形态，并揭示了草莓状黄铁矿是参与砷富集和洗脱的重要矿物。这项研究的结果预计将用于开发对大规模基础设施建设中产生的大量建筑土壤采取适当措施和处理的技术，以及对与有乐町组性质相似的冲积层中的污染土壤进行可持续管理。
由于地质因素，日本到处都是含有砷等重金属的地方。大型公共工程项目大量产生的建筑土壤通常含有天然砷。砷对人体有剧毒，须遵守法律规定的法规和标准。根据《土壤污染对策法》，施工产生的土壤中地质衍生重金属含量超过标准值的土壤被视为“自然污染土壤”，与人为污染不同。为了正确管理自然污染的土壤，了解砷从土壤中浸出的机制并防止其浸出极为重要。
2019 年，该研究小组发现，天然土壤中所含的砷位于覆盆子状黄铁矿（草莓状黄铁矿）中。此外，虽然草莓状黄铁矿几乎不溶于水，但我们发现，当添加氧化剂过氧化氢时，部分黄铁矿会溶解（2019年12月16日，大学新闻稿）。
众所周知，形成东京低地地面的冲积层（有乐町层）含有天然存在的砷。然而，砷以什么形式（矿物质等）存在于有乐町组中尚未得到证实，并且砷从有乐町组土壤中浸出的机制也不清楚。
这项研究是与东京农工大学、米乐m6官方网站、亮光科学研究中心（菅大树研究员）和国立台湾大学（王善立教授）进行的国际联合研究。这项研究得到了环境省和日本环境恢复和保护机构的环境研究促进基金（JPMEERF20165006）的部分支持。
我们在有乐町组分布的东京都和千叶县的东京湾低地进行了地面钻探调查，分析了从地表到地下15m的土壤中砷的浓度（图1）。据证实，根据深度，有乐町层中砷的浸出量超过了土壤浸出标准。获得的土壤，Spring-8使用X射线吸收光谱进行分析（注2）作为光源的同步加速器辐射证实，砷积聚在有乐町组的覆盆子状黄铁矿（草莓状黄铁矿）表面，与之前报道中自然污染的土壤类似（图2和图3）。该分析表明，有乐町组中的砷具有多种类似于亚硫酸盐和毒砂的化学形态。该结果表明，当挖掘含有大量草莓状黄铁矿的有乐町层土壤时，砷暴露在地面大气中并被氧化时，更容易被淋滤。
图 1：在东京有乐町层分布的地面进行地下挖掘调查收集的土壤
图 2：framboidal 黄铁矿的电子显微照片（Framboid 源自英语单词 framboid，而 framboid 又源自法语单词 framboise，类似于覆盆子）。
图 3：使用 SPring-8 光束线 BL37XU 处聚焦于 500 nm 的 X 射线分析有乐町地层中所含的草莓状黄铁矿中的砷图像。砷位于黄色到红色区域。左边的箭头显示了草莓状黄铁矿。右图是左图中白框的放大图。
这项研究表明，草莓状黄铁矿与有乐町地层中砷的存在和洗脱有关。本研究中在有乐町组观察到的情况也可能发生在其他冲积层中。这项研究的结果将为防止含有天然砷的建筑土壤中的砷溶出以及合理和可持续的管理提供基础知识。预计这将促进日本建筑工程中大量产生的挖掘土壤的再利用，并有助于开发最大限度地减少对环境影响的技术，为可持续的土壤污染对策做出贡献。