| 研究課題/領域番号 |
19K04606
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
藤川 拓朗 福岡大学, 工学部, 助教 (20609606)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 上向流カラム通水試験 / 環境影響評価 / 移流分散解析 / 液固比バッチ試験 / 土壌汚染 / 重金属 / 内部拡散 / 締固めエネルギー |
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| 研究実績の概要 |
本研究はカラム通水試験による汚染土壌の環境影響評価判定手法を提示することを最終目標としており、①ISOで許容された試験範囲の影響の確認、汚染物質の溶出挙動データの蓄積、および、②実環境条件に設定した場合の汚染物質挙動を再現できるモデルの構築を行うものである。
①については、1)土壌の細粒分に含有率に着目した溶媒の通水速度の影響範囲の定量的評価、2)塊状試料の解砕粒径が試験結果に与える影響の把握、3)締固めエネルギーの違いが試験結果に与える影響の把握を行うことが主な目的であり、②については、4)実現象を考慮した新たな移流分散解析手法の提案を行うことが目的である。
本年度（研究3年目）は、①の1)および②の4)について重点的に検討を行った。
①3)については、締固めエネルギーを増加させて実地盤の密度に近づけた場合、透水係数の低下に伴い間隙水圧が過度に上昇し、要素性が失われる問題があったが、ガラスビーズを50%以上混入させることで水圧の発生を防ぎ通水が可能であることが明らかとなった。今後は汚染土壌を用いて実施し、ガラスビーズの混入が溶出濃度に与える影響について明らかにする必要がある。
②の4)については、昨年までの研究では、ピークを示すような溶出挙動までは再現することができなかったが、今回、内部拡散を考慮したDf-Kdモデルを組み合わせることでピーク挙動を再現できることが明らかとなり、この点は大変貴重な研究成果と考えている。今後も引き続きデータの蓄積を行い、移流分散解析とDf-Kdモデルを組み合わせた解析手法の検討を行う必要がある。
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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
研究期間内に本研究で検討すべき項目は、①ISOで許容された試験範囲の影響の確認、汚染物質の溶出挙動データの蓄積、及び、②実環境条件に設定した場合の汚染挙動物質を再現できるモデルの構築を行うことである。
①については、大別して1)土壌の細粒分含有率に着目した溶媒の通水速度の影響範囲の定量的評価、2)塊状試料の解砕粒径が試験結果に与える影響の把握、3)締固めエネルギーの違いが試験結果に与える影響の把握を行うことである。1)と3)については3年間で十分な成果を残すことができており、2)については最終年度に追加試験を行う予定である。
②については、4)実現象を考慮した新たな移流分散解析手法の提案を行うことである。これについては、3年間で十分な成果を残すことができており、移流分散解析でカラム試験結果を再現できる条件とできない条件があることを明らかにした。この内、再現できない条件については、内部拡散を考慮して移流分散解析と組み合わせることである程度再現できる可能性を見出すことができた。最終年度においても引き続き詳細な検討を行う予定である。
また、海外調査についてはコロナの影響により渡航ができず行えていないが、引き続き状況を見守り、渡航が難しい場合は国内調査や追加試験に振り替える予定である。
以上の理由より概ね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
①については、2)塊状試料の解砕粒径がカラム試験結果に与える影響について研究を行う。具体的には、φ50mmカラムとφ100mmカラムを使用し、それぞれ解砕粒径を変化させ、結果の比較を行っていく予定である。また、3)締固めエネルギーの違いが試験結果に与える影響については、昨年度に得られた研究成果を踏まえ、本年度は濃度に与える影響について検討を行い、ガラスビーズの混入率と水圧・濃度の関係を明らかにする予定である。
②については、内部拡散を考慮したDf-Kdモデルを用いたカラム試験結果の再現性の検討を引き続き行っていく。具体的には、昨年度実験に使用した石炭灰に代わりコンガラを使用し、溶出濃度が低くてうまく評価ができなかった重金属についても検討を行う予定である。
最終的に、期間内に得られた全ての研究成果を踏まえ、上向流カラム通水試験による汚染土壌の環境影響評価判定手法を提示する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
調査・研究費としてドイツ・オランダへの海外旅費を計上していたが、コロナ禍のため渡航することが出来なかった。コロナの状況を確認しつつ、渡航が可能であれば予定通り調査・研究を実施する予定であるが、渡航が難しい場合は、試験装置や消耗品、国内調査費等に振り替える予定である。
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