| 研究課題/領域番号 |
11650511
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
地盤工学
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
本間 重雄 東海大学, 工学部, 教授 (80119700)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2000年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1999年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | 地盤環境汚染 / 土壌汚染 / 重金属 / 汚染物質の輸送 / 吸着と拡散 / 室内カラム試験 / 浸透 / 火山灰質粘性土 / 環境汚染 / カラム試験 / バッチ平衡試験 |
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| 研究概要 |
産業活動に伴う工場廃液や産業廃棄物処分場からの汚染物質の浸出による地盤および地下水汚染が大きな社会問題となっている。本研究では、汚泥や産業廃棄物処分場の浸出液に通常含まれている重金属について、関東ロームに代表される火山灰質粘性土を対象として土中における保持特性と輸送特性を解明することを目的とした。重金属として銅イオン(Cu^<2+>)および鉛イオン(Pb^<2+>)を取り上げ、まず室内カラム試験を通じて両イオンの土組成への吸着特性と間隙中での移流分散特性について検討した。カラム試験による吸着実験では、イオン濃度1mg/L〜20mg/L、流出間隙体積相当量(1PV)のイオン溶液を試料土に自然浸透させ、浸透前後のイオン濃度差より吸着量を求めた。実験より、ロームの重金属イオンに対する吸着は、溶液の平衡濃度の上昇につれて吸着量が減少する非線形吸着特性を示し、Freundlich型またはLangmuir型の吸着関数で表現しえることが示された。比較のため実施した豊浦砂に対する実験結果から、ロームは砂の約10倍〜20倍の吸着量を示し、吸着量は土の初期含水状態に大きく左右されることが示された。
次に、重金属イオンの土中における移流分散特性を把握するため、流れ分析に基づくカラム試験を実施した。浸出溶液の累積間隙体積に対するイオン濃度の破過曲線を求め、上記の吸着関数を取り込んだ移流-分散方程式の理論解と重ね合わせて分散係数および遅延係数を評価した。その結果、分散係数は浸透溶液の実流速に比例するD_L=A_L・Veの線形関係が確認され、豊浦砂における分散長はA_L=0.1〜0.25(cm)、ロームについてはA_L=2〜4(cm)の値が得られた。また、遅延係数はR=3.5〜13.0の値を示し、特に銅イオンに対しては吸着による遅延効果が著しいことが分かった。
最後に、実験により得られた吸着および分散特性を取り込んだ地盤環境汚染シミュレーションを実施し、工場跡地や産業廃棄物処分場における浸出重金属による地盤環境汚染の具体的イメージを明らかにした。
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