紹介
本書は1993年に初版が刊行され、水文地球化学において権威ある解説書としての地位を確立している Geochemistry, Groundwater and Pollution, 2nd edition (2005年) の翻訳書である。
本書は地下水に関する地球化学と、水・鉱物・ガス・汚染物質・微生物間の相互作用について、重要で基礎的な概念と数多くの知見を紹介するものである。地下水を取り巻く環境保全を実現し清澄な水環境を実現するといった観点からは、地下水に溶存する汚染物質が地下環境中を移流・分散する過程で帯水層構成物質と生物・化学反応するといった一連のプロセスを理解しておく必要があり、こうした目的にも最適な内容である。地下水水質化学モデリングのツールとして主にPHREEQCコードを用いており、現場や実験室のデータを用いて計算しシミュレーションするための具体的な手順を解説している。また、世界各地の調査実測例をはじめとする数多くの図や表を使用して、計算や理論的な説明を含む現実的な例題と問題（解答つき）も収録し、読者が地下水の水質化学に関する概念をより深く理解できるように工夫されている。
本書は大きく分けて、?地下水の地球化学、地下水の流れと物質輸送（1章から3章）、化学反応プロセス（4章から10章）、数値計算モデル（11章及び付録A）から構成されているが、訳書の出版にあたっては2分冊とし、上巻を第6章まで、下巻を第7章以降とした。これまでにこうした地下水の物理的挙動から生物・化学反応の理論と実際までの広範な内容を詳細に取り扱った類書はない。その一方で、各章は他の章とは独立しており、必要に応じてどこからでも参照できるハンドブック的な使用ができるものにもなっている。環境、農学、工学を専攻する学生・研究者はもちろん、地下水利用やその汚染対策に係る研究者・実務者にも有用な情報を提供できるだろう。
目次
例の一覧
記号
7章 微量元素の吸着
7.1 地下水における重金属の起源
7.2 吸着等温線と分配係数
7.2.1 イオン交換反応における分配係数
7.3 変異荷電表面
7.3.1 酸化物懸濁液の滴定曲線
7.3.2 表面電荷と電荷ゼロ点，PZC
7.3.3 吸着端
7.3.4 吸着と共沈
7.4 表面錯形成
7.4.1 表面錯形成モデル
7.4.2 フェリハイドライト(Fe(OH)3)データベース
7.4.3 表面錯形成モデルにおける拡散二重層中のイオン濃度
7.5 腐植酸による錯形成
7.5.1 イオン会合モデル
7.5.2 Tipping and Hurleyの孤立基モデルWHAM
7.5.3 分布モデル
7.5.4 微量元素の運搬体としての腐植酸
7.6 表面錯形成の速度論
7.6.1 他の金属イオンに対する吸着速度の探索
7.7 現場への適用
章末問題
参考文献
8章 ケイ酸塩の風化
8.1 風化の過程
8.2 風化産物の安定性
8.3 1次ケイ酸塩鉱物の非調和溶解
8.4 風化に対する質量収支によるアプローチ
8.5 ケイ酸塩鉱物の風化作用の反応速度
8.6 現場における風化速度
8.7 酸性地下水
8.7.1 帯水層内の緩衝作用
章末問題
参考文献
9章 酸化還元過程
9.1 基礎理論
9.1.1 酸化還元測定の重要性
9.1.2 酸化還元反応とpeの概念
9.2 酸化還元ダイアグラム
9.2.1 水の安定性
9.2.2 溶存化学種やガスの安定性：ヒ素
9.2.3 酸化還元ダイアグラム中の鉱物の安定性：鉄
9.3 酸化還元反応系列と酸化還元環境の分類
9.3.1 有機物の分解
9.4 酸素消費
9.4.1 パイライト酸化
9.4.2 パイライト酸化の反応速度論
9.4.3 酸素の輸送とパイライト酸化
9.5 硝酸塩還元
9.5.1 有機物酸化による硝酸塩還元
9.5.2 パイライトや第一鉄による硝酸塩還元
9.6 地下水中の鉄の起源と鉄還元
9.6.1 帯水層堆積物中の鉄
9.6.2 鉄酸化物の還元的溶解
9.7 硝酸塩還元と硝化鉄生成
9.7.1 硫化鉄の生成
9.8 メタン生成
章末問題
参考文献
10章 有機化学物質汚染
10.1 気体−水交換
10.1.1 純粋な有機物液体の揮発
10.2 純粋な有機物液体の土壌中移動
10.3 有機化学物質の吸着
10.3.1 帯電有機分子の吸着
10.3.2 非可動域中の吸着
10.3.3 非可動域および物質溜まりからの放出
10.4 有機化学物質の変性反応
10.4.1 モノー微生物反応速度式
10.5 有機物における重金属の速度論的錯形成
章末問題
参考文献
11章 数値計算モデリング
11.1 輸送の数値モデリング
11.1.1 拡散のみの場合
11.1.2 移流拡散/分散
11.1.3 非線形反応
11.2 水文地球化学的輸送モデリングの事例
11.2.1 トリチウム-ヘリウム年代測定
11.2.2 帯水層中のトルエンの分解
11.2.3 BTEX汚染サイトの修復
11.2.4 ウラン鉱山からの酸性廃水
11.2.5 地下水からの鉄の原位置除去
11.2.6 バングラデシュの地下水中のヒ素
11.2.7 同位体分別
参考文献
付録A PHREEQCによる水文地球化学モデリング
付録B 章末問題解答
監訳者あとがき
下巻索引
