汚染物質キャリアとしてのコロイドの水理学的挙動

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13556035
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 足立 泰久 筑波大学, 農林工学系, 助教授 (70192466)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南條 正巳 東北大学, 大学院・農学系研究科, 教授 (60218071) ; 中石 克也 茨城大学, 農学部, 助教授 (40180236) ; 三原 真智人 東京農業大学, 地域環境科学部, 助教授 (00256645) ; 大井 節男 農業工学研究所, 農村整備部, 主任研究官 ; 長崎 晋也 東京大学, 大学院・新領域創性科学研究科, 助教授 (20240723)
• Keywords: 汚染物質のキャリア / コロイド / 凝集 / 分散 / フロック / 土壌カラム

Research Abstract

本研究の目的はこれまで力学的な理論の枠組みの中に位置づけられていなかった、重金属、ダイオキシン類などの汚染物質のキャリアとしてのコロイドの輸送特性を扱うための水理学的な理論解析の大要を示し、それに基づいて種々のコロイドの輸送特性に関する実験を行い、その有効性を立証することにある。本年度は、環境中の輸送特性に対し最も大きな支配因子である凝集と分散に関する水理学的モデルの構築とコロイドの化学的特性を水理学な立場から解析するための実験系の確立とその適用に主眼を置いて研究を進め、以下の成果を得た。
1)高分子電解質による凝集機構において水理学的な解析から高分子電解質の大きさはコロイド粒子表面に対する吸着ならびにそれによって誘発される凝集過程の可逆性に大きく影響する。
2)荷電中和作用と架橋作用は対立する概念ではなく協同的に高分子電解質による凝集作用に影響している。
3)粘土コロイドの凝集系の分離特性を解析ための基準となるアロフニンフロックの凝集速度をフロック径の関数として測定することに成功した。
4)凝集系粘土懸濁液の降伏値を解析し、降伏値出現のメカニズムを電気二重層の構造に基づいて解析した。
5)土壌カラム内のコロイド流動過程を解析するための実験系を確立し実験データを収集した。
また、2003年8月に筑波大学にてシンポジウム「土のコロイド現象」「汚染物質キャリアとしてのコロイドの特性」、さらに、9月にコロイド界面化学討論会(徳島大学)にて日本化学会の協賛企画として「土・水環境系の物質動態の基礎としてのコロイド界面現象」を実施し、今後取り組むべき重点項目について様々な角度から討議した。

Research Products

• [Publications] Y.Adachi, K.Aoki: "Early-stage flocculation kinetics of polystyrene latex particles with polyelectrolytes studied in the standardized mixing : Contrast of excess and moderate polyelectrolyte dosage"Colloids and Surfaces A. 230. 37-44 (2004)
• [Publications] Motoyoshi Kobayasbi, Takashi Maekita, Yasuhisa Adachi, Hiroshi Sasaki: "Colloid stability and coagulation rate of polystyrene latex particles in a turbulent flow"International Journal of Mineral Processing. (2004)