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地下水のエアースパージングや土壌ガス吸引法などの気相を通じて地下水・土壌汚染物質を回収する技術においては、低濃度の汚染物物質が長期間にわたって流出するtailingという現象が生ずることが知られている。従来、この原因については、土壌のミクロ孔における拡散速度に著しい分布があるためであると解釈されてきた。しかしながら、当研究グループでは、土壌気相と液相の分布(configuration)の不均一性がこれを生ずるのではないか、と考え、検討を進めてきた。
内径0.3m、深さ0.5mのカラムに、粒径0.5〜2.0mmの川砂を充填し、ある水位まで水を入れる。ここにエアースパージングを模した形でカラム底から0.1mのところから窒素を吹き込む。窒素ガスに炭酸ガスとヘリウムの2つのトレーサーを導入し、カラム中の水が炭酸ガスでほぼ飽和した後に、流通ガスを純窒素に切り替える。その濃度変化からカラム内の液-気間の物質移動速度の解析を進めた。
結果として、溶解した炭酸ガスの回収速度は、両対数に時間と濃度をプロットした場合に、ほぼ直線的に現象する、というtailingの現象が観察された。砂の層は、ミクロ孔を多量に含んでいるとは考えられないため、我々の予測どおり、土壌中の気相と液相のconfigurationの不均一性により、tailingが生じたと考えられる。また、回収速度の分布より、土壌中の拡散距離の分布を算出した。
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