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土壌凍結・加熱サイクルを用いた土壌中の重金属類除去法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K13826
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分22030:地盤工学関連
研究機関岐阜大学

研究代表者

小島 悠揮  岐阜大学, 工学部, 准教授 (70767475)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード土壌汚染 / 土壌凍結 / 土中水蒸発現象 / 重金属移動 / 土中蒸発 / 地盤凍結・加熱 / 土中重金属移動 / 数値解析 / 吸着現象 / 水・熱・溶質同時移動現象 / 土壌加熱 / 重金属汚染 / 土壌中の熱・物質移動
研究成果の概要

本研究では地盤を人工的に冷却・加熱した際に生じる地盤凍結融解現象と土中水の蒸発を利用した地盤中の重金属除去手法の開発に向けて,土中の氷量推定のためのセンサー開発と,地盤材料の種類や水分状態,冷却・加熱温度やその継続時間が地盤中の重金属移動に与える影響の解明に取り組んだ.
ヒーターを内蔵した土壌水分センサを用い,凍結地盤を部分的に融解させることで氷量を推定する手法を開発した.数値解析手法によって重金属除去効率が高い地盤材料とその水分量,最適な冷却・加熱温度とその継続時間を明らかにした.模擬汚染土を用いた室内試験では実際に重金属を地盤中の一部に集積でき,本手法が実用化可能であることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年顕在化している重金属類による土壌汚染に対して,従来法の原位置浄化法よりも効率的な手法として地盤を人工的に冷却・加熱した際に生じる水と重金属の移動現象を利用した重金属除去手法を提案した.この手法の実現に向けて,シミュレーションや室内実験を通して,土壌の種類や水分量,冷却.加熱時温度,そしてその継続時間が土壌中の重金属除去効率に与える影響を明らかにした.本研究成果から,適切な冷却・加熱方法や適用対象地盤の選定方法など,本手法の実用化に向けて重要な知見が得られた.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] A new thermo-time domain reflectometry approach to quantify soil ice content at temperatures near the freezing point2020

    • 著者名/発表者名
      Kojima, Y., Y. Nakano, C. Kato, K. Noborio, K. Kamiya, and R. Horton.
    • 雑誌名

      Cold Region Science and Technology

      巻: 174 ページ: 103060-103060

    • DOI

      10.1016/j.coldregions.2020.103060

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 冷却・加熱サイクルを利用した土壌中重金属除去法の室内試験による検討2020

    • 著者名/発表者名
      寺田隼大,小島悠揮,小谷映輔,神谷浩二
    • 学会等名
      2020年度土壌物理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 射撃場跡地の鉛汚染土壌における粒径別性質の評価2020

    • 著者名/発表者名
      社本凜太郎,小島悠揮,神谷浩二
    • 学会等名
      2020年度土壌物理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A numerical study of contaminant accumulation using soil cooling and heating to induce soil water freezing and evaporation2019

    • 著者名/発表者名
      Kojima, Y., Nakano, Y., Flerchinger, G.N., Kamiya, K., Horton, R.
    • 学会等名
      Soil Science Society of America annual meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A new thermo-time domain reflectometry approach to quantify soil ice content at temperatures near the freezing point2019

    • 著者名/発表者名
      Kojima, Y., Nakano, Y., Kato, C., Noborio, K., Kamiya, K., Horton, R.
    • 学会等名
      Symposium on Freezing and Cold Region Phenomena
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 土壌の冷却・加熱サイクルを用いた汚染物質除去法の数値解析的検討2019

    • 著者名/発表者名
      小島悠揮,中野雄太,Gerald N. Flerchinger,神谷浩二,Robert Horton
    • 学会等名
      土壌物理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluating improvement techniques for phytosuction separation method to remove heavy metals from contaminated soils2019

    • 著者名/発表者名
      Kojima, Y., Terada, H., Katoh, M., Kamiya, K.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union annual meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値解析による人工地盤凍結・加熱サイクル下での土壌中の熱・物質移動現象の解明2019

    • 著者名/発表者名
      小島悠揮,中野雄太,神谷浩二
    • 学会等名
      地盤工学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] サーモTDR を用いた凝固点近傍の温度域における凍土氷含有量の新たな測定法2019

    • 著者名/発表者名
      小島悠揮,中野雄太,加藤千尋,登尾浩介,神谷浩二,Robert Horton
    • 学会等名
      農業農村工学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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