2018 Fiscal Year Annual Research Report
Microbial induced desaturation technique for ground applying denitrification
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17H05038
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中野 晶子 九州大学, 農学研究院, 助教 (10631286)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 不飽和化 / 脱窒 / バイオガス / 砂地盤 / バイオグラウト / 微生物活性 / 地盤改良 / 液状化対策 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、微生物の代謝反応の一つである脱窒反応を利用して、「バイオガス」ならびに「バイオグラウト」を土中で生成させることにより、水で飽和した砂地盤を不飽和化させるための地盤改良技術の研究開発を目的とする。
今年度は、新たに三軸圧縮試験装置を利用し、脱窒反応による砂の不飽和化実験を行った。飽和砂試料を設置した三軸セル内で、地下２－５ｍ地点での地盤環境の状態を作り、土中内で脱窒反応を誘発した。その結果、地下水位や深さが異なるさまざまな地盤の応力条件下でも、脱窒反応の経過が観察でき、想定していた飽和度の低下が得られた。反応に伴って、急激な間隙水圧の上昇はなく、砂試料の破壊は見られなかったことから、土間隙内の反応により、砂地盤の構造自体には大きな変形は起きないといえる。これまでのカラム実験では、過剰なバイオガスの発生によって、砂模型に亀裂が入ったり、砂試料の一部が浮き上がったりする現象がみられることがあった。今回の実験では、添加する反応基質の濃度をコントロールすることで、過剰なガス生成が抑制され、不飽和化は進むが、地盤は安定な状態を保つことが可能となった。
砂の模型実験では、全く同じ微生物反応液を添加しても、用いる砂の種類によって、脱窒の反応速度が異なる結果を示した。ただし、用いた試料は、全てシリカを主体とする砂である。現在の所、砂の種類によって、微生物反応に毒性作用を与えるのか、もしくは、微生物にとって活性を高める好適な環境条件があるのか、いずれかは明らかではないが、砂の種類が本反応プロセスに影響する因子の一つとなることが示唆された。
本研究課題を基課題として今年度申請した科研費『国際共同研究加速基金（国際共同研究強化（A））』が採択され、来年度（2019年度）以降、米国・ベトナムとの国際共同研究の強化が期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は、研究代表者所属大学のキャンパス移転があり、移転前後での担当授業の集中や、引越作業などがあったため、例年に比べ研究に充てる時間が少なかった。また、移転後、既存の三軸圧縮試験装置を、実験に適した構造にするために一部改造したが、装置の調整や三軸セル内での飽和砂試料の作成手法の確立に予想以上の時間を要した。そのため、実験結果を評価するために十分な実験データを取得することができなかった。
当初予定していた間隙構造の画像解析をする時間を確保することができなかった。構造観察のための画像取得には、模型装置の新たな作成や画像解析手法の習得が必要であり、本研究期間では実行は困難である。
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| Strategy for Future Research Activity |
異なる応力条件下を想定した地盤環境での不飽和化実験について、三軸圧縮試験装置を用いた実験を継続し、より多くの実験データから結果の評価を行うことで、本不飽和化反応プロセスの有効性を示す。
生化学反応の理論式を適用して、微生物反応速度によるバイオガス生成量の予測を行い、実験結果と比較することで解析値の妥当性を評価する。
反応プロセスへの影響因子の一つとして、砂の種類や形状が示唆されたことから、微生物にとって好適な土の間隙環境条件について検討を行う。
本研究を基課題として採択された「国際共同研究加速基金（国際共同研究強化（A））」により、米国・ベトナムとの共同研究を強化させ、本反応プロセスを応用した、現地盤での施工実験の実現を目指す。施工予定現場の調査や現地土を用いた予備実験を行って、実証実験の計画を推進する。
当初予定していた間隙構造の画像解析は、模型装置の新たな作成や画像解析手法の習得が必要であり、本研究期間内での実施は困難であると判断し、本研究では行わないこととする。
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Research Products
(5 results)
