2021 Fiscal Year Annual Research Report
Test methods for evaluating the influence of redox conditions on leaching of toxic chemicals from geomaterials
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19H02236
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
乾 徹 大阪大学, 工学研究科, 教授 (90324706)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 地下水汚染 / 溶出 / 吸・脱着 / 酸化還元反応 / 重金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，以下の2つのサブテーマについて研究を実施した。
1. 酸化還元反応が砒素の吸・脱着挙動に及ぼす影響要因の評価
酸素と水の浸入に伴う酸化，溶存酸素の消費に伴う還元的環境への移行が地盤材料に含まれる地質由来の砒素の溶出挙動に及ぼす影響を調査するために，化学的・生化学的に酸化還元条件を制御したバッチ試験，および実際の降雨浸透を模擬したカラム浸透試験を実施した。バッチ試験においては，酸化還元条件の制御手法を問わず還元条件においては砒素（As）が吸着する海成堆積物中のFeやAl酸化物の還元溶解が確認された一方で，Alの溶解性は酸化還元電位が低い条件に限定され，Feの溶解性がAs溶出濃度の支配的要因となった。さらに，地質由来の砒素を含む掘削物を対象に，供試体寸法や粒度が酸化還元状態に及ぼす影響，マグネシウム系鉱物材料による不溶化処理効果に酸化反応が及ぼす影響を明らかにした。
2. 酸化還元反応を考慮した溶出試験手法の検討
比較的簡便に還元的環境下での溶出挙動を把握する実験手法として，先行研究においては水素水や還元剤を利用して化学的に酸化還元電位を強制的に低下させる促進試験手法が提案されている。しかし，実環境と比較すると，反応機構や中間生成物が異なる，酸化還元電位の低下量が異なるといった相違点があり，溶出挙動を適切に評価しうるかについては未解明な部分が多い。これを受け，還元剤の濃度や低酸素といった実際の環境条件に近い条件下での試験結果と促進試験結果を比較し，酸化還元反応を考慮しる溶出試験手法の検討を行った。この結果，化学的に還元剤の濃度を制御することで， Ca等の砒素濃度に影響を及ぼす物質の濃度や還元条件が維持される期間に影響が生じるものの，溶出濃度や砒素の存在形態自体には微生物反応や低酸素条件に伴う還元的環境下との類似性が確認された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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