津波堆積物分別土砂の有効利用に向けた難透水性材料用カラム試験法の開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K06564
• Research Institution: Aichi Institute of Technology
• Principal Investigator: 中村 吉男 愛知工業大学, 工学部, 教授 (90784538)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 肴倉 宏史 国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 室長 (70331973)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 津波堆積物 / 難透水性材料 / カラム試験 / 透水係数 / 溶出特性

Outline of Annual Research Achievements

津波堆積物分別土砂の有効利用に向けた環境安全性の評価手法の確立が求められている。本研究では、利用形態を念頭に置いた分別土砂の環境安全性の評価の鍵を握る重金属等の溶出評価手法の構築を目標とする。具体的には、分別土砂の粒度組成と締固め状態に着目し、透水性が著しく低下した材料（以下、難透水性材料と称する）にも適用できる加圧型カラム試験装置を試作し、従来型の上向流カラム試験法（以下、従来型カラム試験法と称する）との比較実験と浸透解析を通じて、分別土砂地盤に含まれる重金属等の有害物質の”環境受容性”を判断するための新たな試験方法の開発を目指すものである。本年度は、マリオットサイフォンを利用した加圧型カラム試験器を試作し溶媒の通水速度の変化に伴う溶出挙動を把握した。試験試料は、初年度研究で検討した人工分別土砂を用い、締固め土の透水性を支配する因子の一つである細粒分含有率と粘土含有率に着目し、粘土（クレーサンド）と砂（5号珪砂）の混合割合により細粒分含有率と粘土含有率をコントロールしている。また、粘土と砂を混合する際、焼ミョウバンを添加しこれを有害物質と見立てて均質混合してカラム試験通水試を行い、溶出液の電気伝導度の変化を測定して有害物質（ミョウバン）の溶出特性を評価した。通水速度の変化に伴う有害物質（ミョウバン）の溶出特性は、従来型のカラム試験器と同様な結果が得られ、通水速度が速くなるに従って、電気伝導率の低下量が減少する傾向にあり、土壌と溶媒の接触時間が短くなることが影響していることが示唆された。締固め度を変化させ透水性を変化させ同様な試験を行い、データを蓄積して、難透水性材料に適用できるカラム試験装置の開発の基礎データとした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初計画における初年度の成果は、難透水性材料用のカラム通水試験装置を試作し試験手順の試案提示を目標としていたが、試験材料の選定と従来型試験による基礎データの蓄積に留まっていた。本年度は、マリオットサイフォンを利用した加圧型カラム試験器を試作し、初年度で蓄積した基礎データとの比較により流量および水頭をコントロールする試験装置を開発することができた。これにより、難透水性材料を対象としたカラム試験方法、試験手順に関する知見を得た。

Strategy for Future Research Activity

マリオットサイフォンを利用した加圧型カラム試験器を用い、流量一定条件下、水頭差一定条件下における難透水性材料の吸着特性を吟味し、地盤環境パラメーター（ne，D，R）の同定を行い、同定手法の妥当性について検証するとともに、通水方法の違いが移流分散特性（地盤環境パラメーター）に及ぼす影響について考察することにより難透水性材料を対象とする上向流カラム試験方法の有用性・適用性について吟味したいと考えている。

Causes of Carryover

今年度は加圧型カラム試験器を試作しデータを収集することに力点を置き、研究成果を公表する段階に至らず、投稿費、旅費等を留保することとなった。次年度は研究最終年であり、一連の研究成果を整理し発表したいと考えている。