| 研究課題/領域番号 |
20K12207
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64010:環境負荷およびリスク評価管理関連
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
諸泉 利嗣 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (60230174)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 土壌汚染 / NAPL / 比誘電率 / 体積熱容量 / 熱伝導率 / 交差検証法 / 誘電率 / TDR / 層構造 / ランダム構造 / 土壌 / 地下水 / 汚染 / 電気化学特性 / 熱特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，益々深刻化する廃棄物処分場や工場跡地における土壌・地下水汚染の早期発見および浄化過程の非破壊モニタリングは喫緊に要請されている社会的重要課題である．本研究はこの課題を解決することを目的とする．
本研究では，水溶性および非水溶性化学物質の混合物で複合汚染された土壌・地下水を想定して，飽和-不飽和土壌の電気化学特性（本研究では比誘電率と電気伝導度を対象とする）と熱特性（本研究では熱伝導率と体積熱容量を対象とする）を明らかにし，それらの特性を利用した土壌・地下水の汚染度を安全かつ簡便に推定できる技術の新規開発を行い，汚染度の原位置モニタリングに必要なシステムの確立を目ざす．
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| 研究実績の概要 |
近年，益々深刻化する廃棄物処分場や工場跡地における土壌・地下水汚染の早期発見および浄化過程の非破壊モニタリングは喫緊に要請されている社会的重要課題である．本研究の目的は，水溶性化学物質を含む液体，非水溶性物質（NAPL），土壌，水，空気のそれぞれの電気化学特性（本研究では比誘電率と電気伝導度）と熱特性（本研究では熱伝導率と体積熱容量）の違いに着目し，水溶性および非水溶性化学物質の混合物で複合汚染された土壌・地下水の汚染度を推定することである．予定されていた実験及び実験結果の整理・考察は昨年度までに全て終了している．
本年度は，最終的な研究目的であるNAPL汚染度（NAPL含有量）の推定式について検討した．まず，昨年度実施の誘電率モデルと熱伝導率モデルの実験結果への適用結果に基づく推定式の検討を行った．誘電率モデルにはMaxwell-De Loor model(MDモデル)とBirchak model(αモデル)を，体積熱容量モデルにはde Vries式を適用したが，体積モデルに比べると誘電率モデルの推定精度が悪く，NAPL汚染度を精度よく推定することはできなかった．このため，代わりの方法として，実験データから最適なNAPL汚染度を，モデルを介さず直接求める方法を検討した．具体的には，36,000の関数型から自動的に最適な関数を探索するアプリケーションソフト用いて求めた．その結果，関数型は若干複雑であるものの推定精度が向上することを確認した．また，学習データと検証データに交差検証法を用い，比較的少ない実験データでもモデルの検証が出来ることを示した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
溶液-NAPL-土壌の飽和3相系実験，水-NAPL-土壌-気相(空気)の不飽和4相系実験，溶液-NAPL-土壌-気相(空気)の不飽和4相系実験のそれぞれの実験は全て終了している．これらの実験結果を基にNAPL汚染度（NAPL含有量）の推定式を考案するにあたって，当初キャリブレーション式を用いない方法（モデルを用いる方法）で種々検討を重ねたが，それではどうしても満足のいく結果を得ることができなかったため，キャリブレーション式を用いる方法に変更した．そのため最終的な結論を導くのが遅れたこと，及びCovid-19の自粛期間中であったことから学会発表と学術誌への論文投稿が遅れてしまった．
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| 今後の研究の推進方策 |
Covid-19自粛期間中に学会発表と論文投稿ができなかったため，それらに関する次年度使用が生じた．学会発表伴う登録料および旅費，学術誌への論文発表に伴う投稿料，およびそれらに伴う諸雑務（事務手続き等）への謝金として使用予定である．
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