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処理能力向上を目指した水底堆積物からのマイクロプラスチック分取方法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K04346
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22040:水工学関連
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

井上 徹教  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 領域長 (70311850)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードマイクロプラスチック / 堆積物 / 分離 / ハイドロサイクロン / 回収技術
研究開始時の研究の概要

堆積物からのマイクロプラスチックの分取は、堆積物粒子とマイクロプラスチックの比重差を利用した手法による。一般的には、比重1.4程度の溶媒に堆積物を懸濁させ、浮上したものを夾雑物等とともに採取し、その後目視等によって分別する。このような従来法は非常に手間がかかり、サンプル数量をこなすことが難しく、現状把握のための現地調査において足かせとなっている。
本研究では、この比重差による分取を溶媒に懸濁させるのではなく、遠心力を用いた比重分離法により、マイクロプラスチックの分取する手法の開発を行う。これにより堆積物サンプル処理速度が著しく向上し、大量のサンプルからデータを取得することが可能となる。

研究実績の概要

一般的に、堆積物からのマイクロプラスチックの分取は、堆積物粒子とマイクロプラスチックの比重差を利用した手法による。一般的には、比重1.4程度の溶媒に堆積物を懸濁させ、浮上したものを夾雑物等とともに採取し、その後目視等によって分別する。このような従来法は非常に手間がかかり、サンプル数量をこなすことが難しく、現状把握のための現地調査において足かせとなっている。そこで、本研究では、ハイドロサイクロンを用いて効率良く大量にマイクロプラスチックの分離が可能な手法について検討する。
今年度は、前年度遅れ気味であった室内実験の続きを行った。
昨年度はシルト分の多い泥質の堆積物で実験を行った。これは、マイクロプラスチックと比較的比重の近い堆積物でも分離ができるかを検討するためのものであった。今年度においては、粒径がマイクロプラスチックと近い砂質の堆積物を用いた実験を行った。実験には粒径が1mm程度の砂を用い、そこに市販の球状プラスチックを混ぜ込み、ギアポンプでハイドロサイクロンに送泥した。本実験の結果、砂質の堆積物はアンダーフローに、マイクロプラスチックは概ね、密度が1.03以下の球状プラスチックはオーバーフローから、密度が1.28以上のものはアンダーフローから吐出される結果となった。

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

前年度の成果でセットアップされた実験装置を用いて、昨年度とは異なる条件で室内実験を行った。また、昨年度の実験成果を元に、論文原稿を作成した(現時点では未完、未提出)。また、数値モデルの検討を行った。モデル計算が未了でやや遅れている。

今後の研究の推進方策

ハイドロサイクロンの原理をシミュレーションするための数値モデルを利用し、1、2年目において得られた結果を理論的に検証する。また、マイクロプラスチックの特性等に応じたより効率的な流量セッティング等に関する知見を得ることを目標とする。
また、令和6年度については最終年度であるため、本研究で得られた成果の論文発表を行っていきたいと考えている。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 堆積物中のマイクロプラスチック分別を目的とした基礎実験2023

    • 著者名/発表者名
      (176)井上徹教
    • 学会等名
      日本水環境学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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