| 研究課題/領域番号 |
20J23160
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分22030:地盤工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
加藤 智大 京都大学, 地球環境学舎, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 自然由来重金属等 / 吸着層工法 / カラム通水試験 / 移流分散解析 / 吸着材 / 土壌汚染対策 / 水和反応 / X線回折 / 土壌汚染対策法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
建設工事に伴い発生する土には，ヒ素やフッ素などの自然由来重金属等が土壌汚染対策法の基準を超えて含まれる場合があり，周辺環境を汚染しないような対策が求められる場合が多い．低コストかつ施工性に優れた対策として，汚染土の底部に重金属等を捕捉する吸着層を施工する「吸着層工法」が提案されているが，捕捉能力を有する吸着材と土を混合する際の不均質性や，地盤沈下等による吸着層の変形など未解明な点が多い．そこで本研究ではカラム通水実験と数値解析手法によって，地下水中における化学物質の移行特性を把握し，知見の蓄積を行う．
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| 研究実績の概要 |
自然由来の重金属等（ヒ素，フッ素など）を含む掘削土を盛土材として活用する際の，重金属等の地下水への流出を抑制する手法の一つである「吸着層工法」の設計に関して，有害物質を含む水が浸透する際の土―水の接触時間や間隙率の違いなど，地盤工学上のパラメータを考慮して性能評価を行った事例は限られている。そこで本研究では，供試体に溶液を連続的に通水するカラム式の吸脱着試験を実施し，より実現場に近い条件下で吸着層の性能評価を行った。具体的には，珪砂（母材）に，代表的な吸着材である酸化マグネシウム（MgO）が主成分の材料を混合して供試体を作成し，10 cm高さのカラム試験によってフッ素に対する吸着性能を評価した。カラム吸着試験から得たフッ素の排出濃度プロファイルについて移流分散方程式を用いた逆解析を実施し，吸着性能を示すパラメータである分配係数の推定を試みた。その結果，吸着材を添加した地盤において，既存の移流分散方程式では浸透水の化学物質濃度や吸着性能の賦存量を表現できない可能性が明らかになった。そこで，有害物質を含む溶液を通水する吸着試験の後に，蒸留水を通水する脱着試験を連続して行い，吸着量と脱着量を算出することで，新たに両者の差から吸着層に捕捉される「固定化量」を評価できることを定量的に示した。
盛土の施工時には母材と吸着材に水を加えて混合し締固めを行うため，実環境では吸着材は有害物質を捕捉する前に水和反応によって変質し，吸着性能が低下することが懸念された。そこで本研究では，母材―吸着材―水を混合した供試体を最大27日間養生し，それら試料に対してX線回折分析を行った。その結果，高い吸着能力を有する成分のMgOは時間の経過とともに変質するものの，完全に消失することはないことが判明した。本研究を通じ，水との接触が想定される実地盤での，吸着材の構成物質が変質する可能性を判定する手法が示された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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