にがり（塩）

にがり（複数形はbitrns）は、海水または塩水から岩塩（食塩）が沈殿して形成される塩溶液である。にがりには、マグネシウム、カルシウム、カリウムイオンのほか、塩化物、硫酸塩、ヨウ化物、その他のイオンが含まれている。^{[2] [3]}

にがりは、水の蒸発によって岩塩が沈殿する塩田でよく生成されます。これらの塩田は、塩を生産する産業施設の一部である場合もあれば、淡水化プロセスで生成された塩水の廃棄物貯蔵場所として使用される場合もあります。^[3]

にがりは多くの有用な塩の供給源です。^{[3] [4]天然のMg2 +}源として使用され、豆腐の製造^[5]と産業廃水の処理の両方で凝固剤として使用できます。^{[6] [7] [8] [9]}

にがりは古くから、少なくとも数世紀にわたって抽出されてきました。オランダの化学者ペトルス・ヤコブス・キップ（1808年 - 1864年）は、にがりの飽和溶液の実験を行いました。この溶液の用語は「苦い」の変形です。^[2]

にがりは、硫酸マグネシウム（エプソム塩）を含む多くの塩の供給源です。にがりからこれらの塩を除去する方法は複数あり、最終的に使用される方法は対象製品によって異なります。にがりから自然に沈殿する製品は、蒸発が進むにつれて結晶化します（例：カイナイト^[10]）。にがりから優先的に沈殿しない製品は、別の化合物の添加またはイオン交換によって沈殿することがあります。^[3]

優れた肥料である硫酸カリウム・マグネシウム複塩は、メタノールを加えるとにがりから沈殿する塩である。^[3]エタノールも使用されるが、硫酸カリウムの沈殿を優先する。^[3]

さらに、この溶液はカリ塩やカリウム塩の製造にも使用できます。 ^[10] 酒石酸はこれらの塩の沈殿を促進する化合物の1つです。^[10]

水酸化マグネシウム（Mg(OH) ₂）はにがりから生成されます。^[4]水酸化ナトリウム（NaOH）や石灰などのアルカリ 溶液を加えると水酸化マグネシウムが沈殿しますが、石灰はそれほど効果的ではありません。アルカリ溶液をゆっくりと加えると、溶液から除去しやすい大きな粒子が沈殿します。^[4]

にがりは、海水から塩化ナトリウムを取り除いた後に作られます。主に塩化マグネシウム、少量の硫酸マグネシウム（エプソム塩）、塩化カリウム、塩化カルシウム、および微量のその他の天然塩が含まれています。

にがりは日本で初めて豆腐を作るのに使われた凝固剤です。 ^{[5]にがりを使って豆腐を作ると、豆腐の原料である}大豆本来の風味が保たれるため、今でも使われています。にがりは凝固を早めるので、豆腐の品質に影響します。代わりに硫酸カルシウム、塩化カルシウムなどの物質も使われます。^[5]

布地の染色工程で発生する廃水の処理には、アルミニウム系凝固剤の代わりににがりを使用することができる。^[6]廃水のpHは塩基性であり、にがりの使用に適している。にがりを加えると、沈殿した水酸化マグネシウムが凝固剤として働き、廃水中の染料、固形物、有機物、重金属を溶液から沈殿させる前に集める。 ^[6]この廃水処理で生成されるスラッジは、マグネシウムの処分に関する規制が少ないため、アルミニウム系凝固剤で生成されるスラッジよりも処分が容易であり、スラッジを肥料としてリサイクルできる可能性がある。^[6]

にがりは、窒素とリンを含む廃水から有用な肥料であるストルバイトを沈殿させるためのマグネシウムイオン（Mg ²⁺ ）源としても使用できます。^{[7] [8]}有用な廃水源の1つは、埋立地浸出水です。^{[9]にがりは、廃水からリンを除去する点で他のマグネシウムイオン源と同様に優れていますが、}アンモニア（窒素化合物）の除去に関しては他のマグネシウムイオン源に遅れをとっています。^[8]

にがりはハロクアドラ タム古細菌の培養に使用できる。ハロクアドラタムは明確な四角形をしており、塩田などの高塩分環境に豊富に存在する。それらの環境での生態学的機能とユニークな形態の両方を理解するには、培養が不可欠である。^{[11]ほとんどの生命にとって住みにくいとされる環境に}ハロクアドラタムが存在することから、これらの古細菌のより詳細な研究が促進されている。

食後のコレステロールの急上昇（食後高脂血症）を抑える天然マグネシウムサプリメントとしてにがりを利用することを検討した研究が行われた。^[12]

にがりは塩分濃度が高いため、サトウキビの絞り汁中のショ糖を濃縮する浸透圧プロセスの抽出液としても使用できます。 ^[13]正浸透圧を使用しているため、このプロセスは比較的エネルギー効率に優れています。使用済みのにがり抽出液からエプソム塩も取り出すことができます。^[13]この方法は、サトウキビと塩の生産が近接している地域では、サトウキビ絞り汁またはにがりの移動に関連するコストを回避するために特に役立ちます。^[13]

いくつかの管轄区域では、ほとんどのにがりは直接廃棄されるのではなく、他の生産に使用されています。^[14] 他の管轄区域では、生産される塩1トンごとに3トン以上の廃棄にがりが発生する可能性があります。^[15]

にがりには一般的に海水と同じ化合物が含まれていますが、海水よりもはるかに濃縮されています。にがりが海水に直接放出されると、塩分濃度の上昇により放出地点周辺の海洋生物に害を及ぼす可能性があります。 ^[14]塩分濃度がわずかに上昇しただけでも、海洋生物の浸透圧バランスが崩れ、場合によっては生物の死につながる可能性があります。 ^[16]

1997年12月、メキシコのオホ・デ・リエブレ・ラグーン（OLL）で、世界最大の製塩所であるエクスポルタドーラ・デ・サルSA （ESSA）の工場に隣接する場所で、アオウミガメ（Chelonia mydas ^{）の死骸94匹が発見された。ニガタゴヨリのフッ化物イオンF−}含有量は海水の60.5倍であった。ニガタゴヨリの浸透圧は11,000 mosm/kg水であったが、ウミガメの血漿浸透圧は約400 mosm/kg水であった。研究者らは、ニガタゴヨリの海洋投棄は避けるべきであると結論付けた。^[17]

ニジマスの適切な処分方法がないこと、また地元の商業漁業およびレクリエーション漁業協会がニジマスが地元の魚やエビの養殖場に悪影響を及ぼすことを懸念していることから、西オーストラリア州環境保護庁は 2008 年に、西オーストラリア州ピルバラ地域で提案されている年間 420 万トンの Straits Salt プロジェクトに反対する勧告を出しました。環境保護庁は次のように結論付けました。

...提案されている天日塩農場は、湿地の価値に対する環境被害の許容できないほど高いリスクと、長期にわたるサンゴの管理に関して許容できないレベルの不確実性がある地域に位置しています。[...] 海洋生物に有毒なサンゴCの年間100万立方メートルを超える生産を管理できる提案者の能力に関して、高いレベルの不確実性があります。そのため、サンゴCの排出が偶発的に起こった場合、または長期にわたって塩農場の生産を維持するために必要になった場合、湿地と生物多様性の価値を低下させる可能性があります。^[18]