| 研究課題/領域番号 |
18H03797
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
勝見 武 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (60233764)
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| 研究分担者 |
遠藤 和人 国立研究開発法人国立環境研究所, 福島支部, 室長 (10353533)
高井 敦史 京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (30598347)
保高 徹生 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (60610417)
肴倉 宏史 国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 室長 (70331973)
乾 徹 大阪大学, 工学研究科, 教授 (90324706)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 自然由来 / 重金属 / 吸着 / 地盤汚染 / 緩衝作用 / 不溶化 |
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| 研究実績の概要 |
2019年度は、3つのサブテーマのうち以下の２つのサブテーマについてそれぞれ検討を行った。
サブテーマ(1)「土構造物中の重金属等の挙動に関する考察」では、継続して土構造物中の重金属等の挙動について検討を進め、特に、土構造物に用いられる地盤材料の状態を考慮した室内試験を実施し、重金属等の溶出挙動を評価した。実環境での降雨を再現した散水型の不飽和カラム試験を長期間にわたり継続したことや、乾湿繰返しの影響が及ぼす影響を評価に組み込んだこと、バッチ試験結果に基づく長期溶出挙動評価の手法を提案したことが、主要な成果として挙げられる。特に、40℃の乾湿繰返しを与えることで、可溶ポテンシャルが1.5倍程度に上昇しうることを実験的に明らかにするとともに、鉱物中に存在するヒ素の形状が変化することを微視構造観察から示したことは、重要なせいかである。
サブテーマ(2)「環境化学と地盤力学・施工学に基づく原地盤や吸着層の緩衝能の評価」では、人工的に設けられる吸着層や原地盤の緩衝能を環境化学と地盤力学・施工学の観点から評価することにより、合理的な対策工法・設計手法に資する検討を行った。低pH溶液を通水させた場合にも浸出液のpHは長期にわたり中性域を維持しうること、低pH条件下でも流入溶液に含まれる95%以上のヒ素を除去しうることを明らかにした。前年度の結果も踏まえ、吸着層直下での化学物質濃度を算出することで、吸着層工法の適用による濃度低減効果を定量化するとともに、供用期間や流入濃度に応じた吸着層の必要層厚を提案した。また、不溶化材の添加によって保水性は大きく変化し、特に粒径幅の広いまさ土を母材に用いた場合にその影響が顕著になることを実験的に示した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
建設工事などで発生する自然由来重金属等汚染土の合理的な対応を実現するため、(1) 重金属等の土構造物中での挙動に関する基礎データの蓄積、(2) 吸着層や原地盤の緩衝能の環境化学と地盤力学・施工学の観点からの評価による設計手法の確立、(3) 低濃度汚染土の活用を可能とする地盤環境基準の提示、を目的としている。2019年度はこのうち(1)、(2)について実施する計画であり、各サブテーマの進捗は概ね計画どおりであり、順調に進展していると判断できる。不確実性を考慮した吸着層の性能評価に関する計画は立案段階であるが、原地盤の性能評価とモデル化を先行して実施できたことから、全体としての進捗は問題なく順調に進捗している。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度も、上記の3つのサブテーマに分けて継続的に研究を進める。
サブテーマ(1)「土構造物中の重金属等の挙動に関する考察」では継続して室内実験を中心とした検討を行い、盛土材として用いられる状態を考慮した溶出試験の試料調整方法の確立を図るとともに、土構造物の環境化学特性を考慮した溶出特性の評価を行う。
サブテーマ(2)「環境化学と地盤力学・施工学に基づく原地盤や吸着層の緩衝能の評価」では、前年度の実施内容を補完すべく要素試験とモデル試験の結果を踏まえたモデル化を行い、吸着層材料の強度変形特性を明らかにする。ゼオライト、酸化マグネシウム・カルシウム系吸着材などを対象材料とし、粒度や土との混合割合、母材の種類による影響等を検討する。さらにその結果を受け、盛土層・吸着層・原地盤の水分保持特性を考慮した緩衝能の評価を行う。
サブテーマ(3)「Sustainable Soil Management (SSM)の概念に基づく地盤環境基準の提案」では、吸着層の不均質性や不確実性も考慮しつつ「有害物質を含む土を使ってもよい」とする制度の構築を目指す。低濃度汚染土の活用シナリオ（道路盛土、港湾埋立等）ごとに環境リスク評価法の確立し、評価結果に基づき地盤環境基準を設定する。ここでのリスクとは、環境リスクだけでなく、当該地で実施される各種工事に伴う外部環境負荷や交通リスクなど、事業に伴うリスクを包含する。
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