バングラデシュにおける地下水砒素汚染の循環モデルの検証と砒素除去装置の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13574003
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 横田 漠 宮崎大学, 工学部, 教授 (90037888)
• 研究分担者: 瀬崎 満弘 宮崎大学, 工学部, 助教授 (80136803) ; 秋吉 康弘 宮崎大学, 農学部, 教授 (30041031) ; 田辺 公子 宮崎大学, 機器分析センター, 講師 (00179805) ; 中川 啓 九州大学, 大学院・農学研究院, 助手 (90315135) ; 神野 健二 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80038025)
• キーワード: 砒素汚染 / 地下水 / バングラデシュ / 地下水流動 / 砒素除去 / 鉄酸化 / 共沈

研究概要

1.砒素汚染の循環モデルの検証
現地で灌概用の浅井戸と深井戸を利用して揚水試験を行い、地下水の流動解析に必要な貯留係数や透水量係数などを井戸理論により求めた。得られた透水量係数などを用いて地下水流動の逆解析を行い、年間の地下水挙動は追うことが出来た。精密な地下水流動解析が行なえるように、現在、観測井戸の増設・定期観測中である。また、井戸やため池周りにおける土壌や植物中の砒素濃度を求め、砒素の土壌・生態系中の蓄積に関する基礎的データを得ている。
2.砒素除去装置の開発
我々はこれまでにPSF(Pond Sand Filter)を開発し、池の水を活用して砒素を含まない飲料水を提供してきている。しかし、PSFは乾季には池の水がなくなるので、通年利用が出来ない。PSFを井戸水の砒素除去に活用するためにこれまでモデル実験を行なってきたが、今回は実物大実験を行なった。
(1)供用中のPSFと全く同じもの(砂利タンク(1.5m×1.0m×1.0m)2槽と砂ろ過槽(2.0m×1.0m×1.0m)1槽)をバングラデシュ現地で2002.11-12に建設のうえ、2003.1にかけて実証実験を行なった。
井戸水中の砒素濃度は0.4mg/Lであったが、PSF通過後は0.01mg/L以下という驚異的な砒素除去効果を示した。
(2)同井戸の地下水は高濃度の二価鉄(4ppm)を含んでいるが、これが特別なエアレーションをせずとも、2つの砂利槽の中で酸化されると共に、砒素を共沈した。
(3)酸化還元電位(ORP)は砂利タンク1ではマイナスで、同2でも100程度の値であり、水質環境は還元下にあるものの、溶存酸素は砂利タンク中では1mg/L程度を維持していた。これより、バッキで生じた溶存酸素は砒素や鉄の酸化のために直ちに消費されて共沈を起して、そのためORPの値は小さく現れているものと考えられた。
(4)地下水が砂利タンク内を斜め上向き(タンク1)、斜め下向き(タンク2)流れるため、以上のPSFをGSF(Gravel Sand Filter)D型と名づけた。その後2-3月にかけてGSF-V(Vertical)型を建設したが、これも性能が良くて0.01mg/L以下の処理水を現在供給している。

研究成果

• [文献書誌] K.Tanabe, H.Yokota, etc.: "Arsenic removal by iron hydroxide adsorb and settlement of co-precipitation into gravel spaces"Advances in Hydraulics and Water Engineering. 951-954 (2002)
• [文献書誌] K.Hamabe, H.Yokota, etc.: "Characteristics of Arsenic Contamination and Water Quality Survey of Groundwater in Bangladesh"Proc. of Intern. Symp. On Lowland Technology, Saga University. 443-448 (2002)
• [文献書誌] 森川弘樹, 工藤一人, 濱部和宏, 横田漠, 田辺公子: "バングラデシュ・マルア村における地下水および地盤中の砒素分布"第7回アジア地下水砒素汚染フォーラム. 27-34 (2002)
• [文献書誌] 上野一樹, 大脇一秀, 横田漠, 田辺公子, 濱部和宏: "水平砂利層を用いた砒素除去効果"第7回アジア地下水砒素汚染フォーラム. 117-125 (2002)
• [文献書誌] 工藤一人, 横田漠, 田辺公子, 濱部和宏: "バングラデシュ・マルア村における地下水砒素汚染の特性"土木学会西部支部研究発表会講演概要集. B422-B423 (2003)
• [文献書誌] 森川弘樹, 横田漠, 田辺公子, 濱部和宏: "バングラデシュにおける地下水砒素汚染と地盤中の砒素濃度分布特性"土木学会西部支部研究発表会講演概要集. B424-B425 (2003)
• [文献書誌] 大脇一秀, 横田漠, 田辺公子, 濱部和宏: "バングラデシュ地下水におけるシュベルトマナイトによる砒素吸着能力の検討"土木学会西部支部研究発表会講演概要集. B426-B427 (2003)
• [文献書誌] 上野一樹, 横田漠, 田辺公子, 濱部和宏: "水平砂利層を用いた砒素除去効果"土木学会西部支部研究発表会講演概要集. B428-B429 (2003)