2023 Fiscal Year Annual Research Report
Transport of Colloidal Particles in Unsaturated Soils
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21H01424
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
濱本 昌一郎 北海道大学, 農学研究院, 教授 (30581946)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹村 貴人 日本大学, 文理学部, 教授 (30359591)
大竹 豊 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50425617)
杉本 卓也 筑波大学, 生命環境系, 助教 (70899509)
石田 尚之 同志社大学, 理工学部, 教授 (80344133)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | コロイド / 封入空気 / カラム実験 / 間隙水組成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は気液界面存在下における多孔質体内コロイド挙動把握のためのカラム実験を中心に実施した。特に、間隙水の化学的条件の違いが気液界面でのコロイド沈着挙動に与える影響に注目した。豊浦砂を模擬多孔質体として、封入空気存在下での異なるpH条件に調整したコロイド粒子（シリカ粒子）懸濁液の注入実験を行った。懸濁液のイオン強度は一定になるように調整した。封入空気を含む供試体は、完全水飽和した試料を一度排水し、再飽和させることで作成した。また、異なる封入空気量条件下での透水性変化についても別途通水実験により調べた。カラム実験から、高pH条件（pH8)では封入空気の有無によらずコロイドの流出特性に大きな違いはみられなった。一方、低pH条件（pH4）では、封入空気存在下で完全飽和試料よりもコロイド流出の遅延がみられた。これらの結果から、低pH条件では気液界面がコロイド沈着サイトとして機能することが示唆された。異なるpH条件におけるコロイド粒子、気液界面、充填粒子表面のゼータ電位を用いて、DLVO理論からコロイド粒子と気液界面間、およびコロイド粒子と充填粒子間の相互作用エネルギーを算出した。低pH条件では、特にコロイド粒子-気液界面間の静電気斥力が低下する結果が得られ、カラム実験結果を定性的に説明することができた。異なる封入空気量に調整した供試体を用いた透水実験から、封入空気量の増加とともに飽和透水係数が低下することが確認できた。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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