2016 Fiscal Year Research-status Report
汚染物質動態と植物根の生長を考慮した環境配慮型地盤浄化シミュレーターの開発
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16K18151
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
古川 全太郎 九州大学, 工学研究院, 助教 (70735985)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 移流分散方程式 / 六価クロム汚染土 / 植物根 / ファイトレメディエーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
六価クロムを対象とした地盤内の汚染物質浄化の効率化を目指し，平成28年度は，移流分散方程式を基とした「環境配慮型地盤浄化シミュレーター」の試作と，二次元型育苗装置の開発及び当該装置による植生実験を行った．
環境配慮型地盤浄化シミュレーターは，不飽和汚染地盤に植物根が存在する場合を想定し，植物根の生長と周辺地盤環境に伴って変化する地盤内水分と汚染物質の吸収量，移流・分散による地盤内水分・汚染物質の移動，酸化・還元による汚染物質の形態変化を考慮し，汚染物質の長期的な浄化効果を予測するものである．本モデルを試作し，地盤の水分特性，根の成長速度，初期水分，汚染物質濃度などをパラーメーターとして，二次元解析場におけるパラメトリックスタディを行った．その結果，根一本あたりの浄化効果を算出することができ，浄化効果を十分に発揮できる植生の間隔および個体数を提案できることが示唆された．本モデルを用いた解析結果について，4件の学会発表を行った．また，1件の学術誌に投稿中である．
上記シミュレーターの妥当性を検証するため，解析条件と実験条件を一致させた，奥行きが極端に短い二次元型育苗装置を開発した．本装置を用いて，人工気象室において，汚染地盤の浄化に効果があるとされているセイタカアワダチソウとコマツナの生育試験を行った．六価クロムの添加量を変えた模擬汚染土を数パターン用意した．それぞれの条件での浄化効果を，汚染模擬地盤の深さ，根からの距離ごとの体積含水率，pH，酸化還元電位， 六価クロム含有量を測定することにより評価した．その結果，還元による六価クロムの三価クロムへの形態変化と，植物根の吸収による汚染物質濃度の減少を測定することができ，各汚染物質濃度における浄化効果を把握することができた．表記の実験結果については，既に1件の学会発表を行った．また，3件の学会及びシンポジウムに投稿中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
汚染地盤浄化シミュレーターの試作・解析，及び二次元型育苗装置による植生実験に関して，当初計画していた申請書の計画通りに進行している．また，平成29年度には，植生実験から得られた各種パラメーターを用いて，シミュレーターの精度を向上させる予定であるが，解析に必要なデータは既に実験から得られている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に得られた実験結果を基に，汚染地盤浄化シミュレーターの入力定数の再検討・高精度化を図る．また，模型地盤の土質，汚染物質の濃度，植物根の本数を変えた植生実験を行い，根からの距離，深さ別に土壌の体積含水率，pH, ORP, 六価クロム濃度，及び植物根の伸長量と根に含まれるクロム濃度を経時的・空間的に測定することにより，汚染物質濃度に応じて効率的に浄化を行うことができる植生条件を探求する．
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