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Hydraulic and chemical performance of a sandy soil mixed with calcium-magnesium composite as the attenuation layer for geogenic heavy metals

研究課題

研究課題/領域番号 20K22433
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0303:土木工学、社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

Gathuka Lincoln.Waweru  京都大学, 地球環境学堂, 特定研究員 (70885582)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードAttenuation layer / Geogenic contamination / Stabilising agent / Hydraulic conductivity / Sorption / Arsenic / Soil management / Excavated soils / Hydraulic performance / Natural contamination
研究開始時の研究の概要

In this research, "hydraulic and chemical performance of a sandy soil mixed with calcium-magnesium composite as the attenuation layer for geogenic heavy metals", I aim to verify the applicability of the method of laying an attenuation layer on the embankment foundation to prevent (or reduce to acceptable levels) the toxic chemicals infiltrating to the adjacent ground from the geogenic contaminated materials. This work is expected to greatly contribute to the establishment of an environmentally sustainable response to geogenic contaminated soils in Japan.

研究成果の概要

本研究では、粉末状から粒状のカルシウム・マグネシウム複合材を混合した真砂土の吸着性能と透水係数を評価した。透水係数試験では、原地盤と改良地盤の透水係数に有意差はなかった。バッチ収着試験では、改良地盤が原地盤よりも効果的に汚染物質を減衰させることが示された。ある実験では、粒状粒子(2.0~9.5mm)の安定化剤を用いた改良の結果、土壌の分配係数Kdが14.5から22.2cm3/gに増加し、吸着性能が50%以上改善された。Kdは、安定化剤の粒径が0.075mmまで小さくなると、直線的に増加した。実験で得られたKdを用いた、一次元移流分散方程式によるシミュレーション結果、吸着層の耐久性が実証された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Since stabilising agent affects the mechanical and chemical properties of the attenuation layer, particle size of agent needs to be optimised as per the site requirements. Soil mixed with agent of different sizes were examined, and powder and granular particles were confirmed as suitable materials.

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Evaluating the arsenic attenuation of soil amended with calcium-magnesium composites of different particle sizes2022

    • 著者名/発表者名
      Gathuka, L.W., Kasai, H., Kato, T., Takai, A., Inui, T., and Katsumi, T.
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 62 号: 3 ページ: 101130-101130

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2022.101130

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Column test for arsenic attenuation by sandy soil amended with calcium-magnesium composite of different particle sizes2022

    • 著者名/発表者名
      Gathuka, L.W., Kato, T., Takai, A., and Katsumi, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 20th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

      巻: N/A

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of acidity on attenuation performance of sandy soil amended with granular calcium-magnesium composite.2021

    • 著者名/発表者名
      Gathuka, L.W., Kato, T., Takai, A., Flores, G., Inui, T., and Katsumi, T.
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 61 号: 4 ページ: 1099-1111

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2021.05.007

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Compaction characteristics and attenuation performances of soil amended with Ca-Mg stabilising agent of different particle sizes2021

    • 著者名/発表者名
      Kasai, H., Gathuka, L.W., Kato, T., Takai, A., and Katsumi, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th Japanese Geotechnical Society Symposium on Environmental Geotechnics

      巻: N/A ページ: 61-64

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脱気水を用いた嫌気条件下でのバッチ溶出試験方法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      加藤智大, 正木佑典, Lincoln W. Gathuka, 高井敦史, 勝見 武
    • 雑誌名

      26回 地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] カラム吸着・脱着試験による酸化マグネシウム系材料を添加した吸着層におけるフッ素移行特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      加藤智大, Lincoln W. Gathuka, 岡田雄臣, 高井敦史, 保高徹生, 勝見武
    • 雑誌名

      関西geoシンポジウム

      巻: - ページ: 181-186

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり

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公開日: 2020-09-29   更新日: 2023-01-30  

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