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液-気-化学連成場における地盤内のファインバブル挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04411
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地盤工学
研究機関日本大学

研究代表者

竹村 貴人  日本大学, 文理学部, 教授 (30359591)

研究分担者 濱本 昌一郎  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (30581946)
斎藤 広隆  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70447514)
研究協力者 鈴木 健一郎  株式会社大林組
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
キーワードファインバブル / CO2地中中和処理 / 二酸化炭素 / 移流・分散 / 地中中和 / CO2 / ナノ・マイクロバブル / 分散 / 地盤工学 / 地質工学 / 共振式質量計 / ナノ粒子 / 土壌圏現象 / ナノ材料
研究成果の概要

本研究では,ファインバブルの理化学性把握,気・液・化学連成場における地盤内のファインバブル挙動解析,現場スケールでのファインバブル移動特性把握を行なった.これらの結果を踏まえ,地盤内におけるO2態/CO2態ファインバブルの移動領域・環境影響範囲の推定,ファインバブルを用いた効率的なCO2地中中和処理工法の提案を行なった.その結果,通水溶液のpH 条件がファインバブルの移動特性に与える影響,異なるpH条件でのファインバブルの存在寿命について実験により明らかにした.また,原位置試験より,CO2地中中和処理のための滞水層中のファインバブルの挙動についての評価を行なった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,未だ不明な点が多く残されている気泡径がおよそ数十nm以上数十μm以下の微細気泡であるファインバブルの地盤内での挙動についての理化学特性の評価を行なった.粘土粒子やコロイド粒子の混ざっている地下水中のファインバブルの密度と気泡径を共振式質量計により測定することに成功し,この測定を用い,ファインバブルの地盤材料への吸着特性などを明らかにした.また,地球温暖化の対策としての二酸化炭素削減法の一つとなり得るCO2態ファインバブルによる地中中和処理工法の検証を行った.本工法は従来の超臨界処理に比べ,小規模ながらより低コストで行うことができるものである.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 10件)

  • [国際共同研究] ジオサイエンス・オーストラリア(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ジオサイエンス・オーストラリア(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 地盤工学分野へのマイクロ・ナノバブルの利活用2018

    • 著者名/発表者名
      濱本昌一郎,竹村貴人,鈴木健一郎
    • 雑誌名

      地盤工学会誌

      巻: 66 ページ: 66-67

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of pH on Nano-Bubble Stability and Transport in Saturated Porous Media2018

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto, S., Takemura, T., Suzuki, K., Nishimura, T.
    • 雑誌名

      Journal of Contaminant Hydrology

      巻: 208 ページ: 61-67

    • DOI

      10.1016/j.jconhyd.2017.12.001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] An experimental study of migration of CO2 included micro-nano bubble water in shallow aquife2018

    • 著者名/発表者名
      Takemura, T., Suzuki, K., Okuzawa, K., Hamamoto, S.
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting 2018, abstract #H43E-2444
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微細気泡泥水ボーリング工法におけるファインバブル挙動の研究2018

    • 著者名/発表者名
      上田正人,竹村貴人
    • 学会等名
      日本応用地質学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 飽和多孔質体におけるナノバブル挙動:ナノバブル水の化学的特性および共存コロイド粒子の影響2018

    • 著者名/発表者名
      濱本昌一郎,荻田翔,二瓶直登,竹村貴人,西村拓
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] pHおよびイオン強度が多孔質体中のナノバブル移動特性に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      濱本昌一郎,二瓶直登,竹村貴人,西村拓
    • 学会等名
      日本マイクロ・ナノバブル学会第7回学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多孔質媒体中における微細気泡およびコロイド粒子の同時移動に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      荻田翔,濱本昌一郎,竹村貴人,鈴木健一郎,西村拓
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effects of solution chemistry on nano bubbles transport in saturated porous media,2018

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto, S., Ejiri, A., Dang, T.Q., Nihei, N., Takemura, T., Suzuki, K., Bradford, S. A., Nishimura, T.
    • 学会等名
      ACS Fall 2018 National Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Lifetime of Carbon Dioxide Included Micro-nano Bubble In Shallow Aquifer and Chemical Reaction With CO2 and Sediments2017

    • 著者名/発表者名
      Takemura, T., Hamamoto, S., Suzuki, K., Okusawa, K.
    • 学会等名
      AOGS 2017
    • 発表場所
      Suntec City(Singapore)
    • 年月日
      2017-08-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Injection of Carbon dioxide included micro-nano bubble water into late Pleistocene sediments and its chemical reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Takemura, T., Hamamoto, S., Suzuki, K.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2017-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 土壌における微細気泡の包括的移動機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      濱本昌一郎・二瓶直登・上田義勝
    • 学会等名
      第335回生存圏シンポジウム 生存圏ミッションシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学宇治おうばくプラザ きはだホール (京都府・宇治市)
    • 年月日
      2017-02-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Solution Chemistry on Nano-Bubbles Transport in Saturated Porous Media2017

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto, S., Takemura, T., Suzuki, K., Nihei, N., Nishimura, T.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Migration of carbon dioxide included micro-nano bubble water in porous media and its monitoring2017

    • 著者名/発表者名
      Takemura, T., Hamamoto, S., Suzuki, K., Okuzawa, K.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CO2 マイクロバブル原位置小規模注入実験2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 健一郎 ・ 竹村 貴人 ・ 濱本 昌一郎 ・ 奥澤 康一
    • 学会等名
      平成29年度全国大会 第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] pH および電解質濃度が多孔質体中のナノバブル挙動に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      濱本 昌一郎・竹村貴人・鈴木健一郎・西村拓・Per Moldrup
    • 学会等名
      農業農村工学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微細気泡水の化学的特性が多孔質体中の微細気泡挙動に与える研究2017

    • 著者名/発表者名
      濱本昌一郎・竹村貴人・鈴木健一郎・二瓶直登・西村拓
    • 学会等名
      第52地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lifetime of Carbon Dioxide Included Micro-nano Bubble In Shallow Aquifer and Chemical Reaction With CO2 and Sediments2017

    • 著者名/発表者名
      Takemura, T., Hamamot, S., Suzuki, K., Okusawa, K.
    • 学会等名
      AOGS 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Injection of Carbon dioxide included micro-nano bubble water into late Pleistocene sediments and its chemical reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Takemura, T., Hamamoto, S., Suzuki, K.
    • 学会等名
      JpGU-AGU joint meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二酸化炭素ファインバブル水と岩石の中和反応に関する実験的研究2016

    • 著者名/発表者名
      竹村貴人・鈴木健一郎・長田昌彦・濱本昌一郎
    • 学会等名
      平成28年度日本応用地質学会研究発表会
    • 発表場所
      日立システムズホール仙台(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-12-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Injection of micro-nano bubble water into unconfined aquifer and monitoring its behavior2016

    • 著者名/発表者名
      Takemura, T., Hamamoto, S., Sato, M.
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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