| 研究課題/領域番号 |
21K14939
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
杉本 卓也 筑波大学, 生命環境系, 助教 (70899509)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 沈着 / コロイド / 輸送現象 / 流動現象 / 界面電気現象 / 凝集 / 破壊 / 界面動電現象 / 目詰まり |
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| 研究開始時の研究の概要 |
土壌の透水性の低下は，微細なコロイド画分の剥離や移動と，それらの間隙内への集積による目詰まりに支配される．従来のカラム輸送実験では，間隙スケールでの土壌マトリクスへのコロイドの集積に伴う目詰まりや，目詰まり層からの剥離や再浮遊による破壊現象のダイナミクスを評価することは難しい．
本研究では，微細な間隙構造を有するマイクロ流路中の顕微鏡観察に基づいて目詰まり・破壊現象の評価系を構築する．間隙内の流動条件やコロイドの帯電・凝集特性に関する情報をレファレンスとしながら，目詰まりの形成－成長－破壊過程の支配因子を探索する．
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| 研究成果の概要 |
土壌や水環境中のコロイドによる目詰まりや破壊現象は，土の透水性や受食性の変化を介して化学物質動態や移動現象を左右する。本研究では，目詰まりや破壊現象の解明に資するために，①マイクロ流路を活用した目詰まりの形成－破壊過程の評価系の構築と実験データの取得，②コロイドの帯電・凝集特性評価，③マクロな沈着速度を評価するためのカラム輸送実験とその解析を相補的に用いながら，系統的に明らかにした。さらに，目詰まりと本質的に類似した実験系である濃厚なコロイド懸濁液に関するシミュレーションを用いた解析を行い，実験データと良好な一致を得ることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
土壌中で起きているミクロとマクロなスケールの現象を接続し，体系的な理解と理論を深化させていくために，マイクロ流路を活用した直接観察系の構築と測定，帯電量評価の評価と凝集解析，マクロなカラム実験と解析を行い，学術的に新規な成果を得た。得られた成果は環境中のマイクロプラスチック動態，土中の微生物の動態や目詰まりなど，より発展的な課題への応用の基礎となる。
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