| 研究課題/領域番号 |
20K12211
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
加藤 雅彦 明治大学, 農学部, 専任准教授 (00578312)
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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) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 還元 / ヒ素 / 変質 / 掘削岩 |
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| 研究実績の概要 |
ヒ素を含む掘削岩はトンネル工事等で大量に発生するため，周辺環境にヒ素が溶脱しないように対策し，再利活用が求められている．対策の設計には，掘削岩からのヒ素溶脱量の正確な評価が必要である．掘削岩からのヒ素溶脱は岩表面上に存在する特定のヒ素吸着形態から生じることがわかっている．しかし，溶脱過程において大気曝露等によって岩表面が構造変質しヒ素形態が易溶化するため，正確にヒ素溶脱量が評価できていない．本研究では，溶脱過程におけるヒ素形態の変化を岩表面の構造変質と関連付けながら解明する．
2021年度は還元曝露における掘削岩の変質と重金属等の放出量との関係を明らかにすることを試みた．4種類の掘削岩に対して微生物接種として牛ふん堆肥の0.85%NaCl抽出液とグルコース溶液を用いて還元試験を行った．掘削岩の種類によってヒ素放出量は異なった．すなわち，掘削岩Aのヒ素放出量は，微生物を接種しグルコースを添加した処理において，培養期間に伴って増加する傾向であった．他方，他の掘削岩のヒ素放出量は，培養期間を通じて微生物接種によらずグルコース添加によって未添加よりも低位で推移した．掘削岩Aでは鉄放出量，マンガン放出量が増加することで，ヒ素放出量が増加する関係がみられたが，他の岩種ではこれらの関係は判然としなかった．これらのことから，掘削岩中で還元が進行したとしても掘削岩によってヒ素放出機構が異なることが示唆された．
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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
2021年度は，還元曝露における掘削岩の変質と重金属等の放出量との関係を明らかにすることであった．岩種によって還元されやすさは異なるものの，いずれの供試掘削岩も微生物とグルコースの添加によってマンガン還元まで進行することがわかった．また，還元が進行しても必ずしもすべての岩からヒ素放出が増加するわけではなく，岩ごとにヒ素放出機構が異なることがわかった．そのため，おおむね順調に進展していると考えた．
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| 今後の研究の推進方策 |
掘削岩の再利用を想定した屋外曝露試験を2020年度から実施している．5 m3程度の掘削岩を充填した試験容器の側面に各パラメータ（Eh，pH，水分量など）を測定できるセンサーを複数の深さで設置，モニタリングを行っている．下方には溶脱水の回収装置を設置，ヒ素溶脱量を評価している．これまでの2年間で得られた成果の何が，屋外曝露試験の結果に当てはまるか検討する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2021年度は計画よりも消耗品費が約3万円程度下回ったが，およそ計画通り執行できたと考えている．2022年度では2021年度に実施できていない分析を進めるため，その分を消耗品費として使用する予定である．
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