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2015 年度 実績報告書

マイクロバブルの土壌内移動の解明と運命予測

研究課題

研究課題/領域番号 26709033
研究機関東京大学

研究代表者

濱本 昌一郎  東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (30581946)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード微細気泡 / 土壌汚染 / 物質移動
研究実績の概要

H27年度の研究目的は次の通りである.1)微細気泡移動機構の解明と物質移動パラメータ予測式の提案,2)室内カラム実験結果を用いた土壌内の気泡移動モデルの検証
1)については,H26年度に引き続きガラスビーズ充填試料(平均粒径0.1 mm)を用いた微細気泡水注入試験を行った.用いた微細気泡水の平均気泡径は約300nmである.昨年度実施し得られた気泡水注入速度が気泡の流出特性に与える影響について,反復実験データを蓄積するとともに,気泡生成ガス種の違いが気泡特性に与える影響についても検討した.結果,酸素気泡の方が,空気気泡よりも移動性が高い結果が得られた.この理由として,注入した気泡径分布や気泡のゼータ電位の相違が考えられた.
2)については,多孔質体内の物質移動を表す移流分散方程式に,気泡とガラスビーズ表面との可逆的な吸着・脱離作用と不可逆的な捕捉を考慮した移動モデルを,1)で得られた室内実験データにて検証した.可逆的な吸着・脱離作用と不可逆的な捕捉を考慮することで,微細気泡水注入後の緩やかな濁度上昇と注入溶液を水へと切り替えた後の緩やかな濁度低下を良く再現することが出来た.
今後は引き続きカラム実験を実施し,特にガラスビーズの粒径が微細気泡の移動特性に与える影響について検討するとともに,模擬汚染土壌を用いた微細気泡水注入実験についても取り組む.モデルパラメータと多孔質体の物理特性または気泡特性の関係についても調べる.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

昨年度からの研究計画の遅れを引きずり,今年度は当初予定の実験条件でカラム実験を終えることが出来なかった.また,本研究では市販の微細気泡水を使用している.納入された微細気泡水の気泡特性を揃えることが難しく,反復データを蓄積するのに時間が要した.使用する微細気泡水については,来年度は関係研究者所有の微細気泡水発生装置を利用する予定である.

今後の研究の推進方策

今後はH27年度に引き続きカラム実験を実施し,特にガラスビーズの粒径が微細気泡の移動特性に与える影響について検討するとともに,模擬汚染土壌を用いた微細気泡水注入実験についても取り組む.汚染物質を分析するための装置はH27年度中に導入した.汚染物質,気泡,気泡担体汚染物質の移動特性について明らかにする.また,室内カラム試験から得られたモデルパラメータと多孔質体の物理特性または気泡特性の関係についても調べ,多孔質体中の微細気泡移動モデルについて検討する.

次年度使用額が生じた理由

カラム実験の遅れから購入予定であった共振式質量分析計の購入を来年度に回し,H27年度は炭化水素化合物測定用のガスクロマトグラフ質量分析用オプション(ヘッドスペースサンプラー)を購入したため,繰越金が出た.

次年度使用額の使用計画

共振式質量分析計を共同設備として購入することを予定している.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Transport properties and pore-network structure in variably-saturated Sphagnum peat soil2016

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto, S., S. Dissanayaka, K. Kawamoto, O. Nagata, T. Komatsu, and P. Moldrup
    • 雑誌名

      European Journal of Soil Science

      巻: 67 ページ: 121-131

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Temperature Effects on Solute Diffusion and Adsorption in Differently-Compacted Kaolin Clay2016

    • 著者名/発表者名
      Mon, E. E., S. Hamamoto*, K. Kawamoto, T. Komatsuc, and P. Moldrup
    • 雑誌名

      Environmental Earth Science

      巻: 75 ページ: 562(1)-562(9)

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Geotechnical properties of Kanto alluvial soils based on geochemical survey2015

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto, S., K. Kawamoto, T. Takemura, K. Kimura, T. Komatsu, and M. Oda
    • 雑誌名

      Journal of Geological Sciences

      巻: 2 ページ: 1-7

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Effects of Flow Velocity and Particle Size on Transport of Ultrafine Bubbles in Porous Media2015

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto, S., N. Nihei, Y. Ueda, and T. Nishimura
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, サンフランシスコ
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 流速およびガス種の違いが多孔質媒体内の微細気泡挙動に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      濱本昌一郎,二瓶直登,上田義勝,西村拓
    • 学会等名
      2015年度土壌物理学会大会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2015-10-24
  • [学会発表] ナノ・マイクロ粒子および微細気泡の水中の挙動に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      上田 義勝,徳田 陽明,二瓶 直登,濱本 昌一郎,小川 雄一,杉山 暁史
    • 学会等名
      日本混相流学会 混相流シンポジウム
    • 発表場所
      高知工科大学
    • 年月日
      2015-08-04 – 2015-08-06

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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