水溶性・非水溶性物質で汚染された土壌・地下水の熱・電気化学特性の解明と汚染度推定

阐明被水溶性和水不溶性物质污染的土壤和地下水的热学和电化学特性并估算污染程度

基本信息

批准号：
20K12207
负责人：
諸泉利嗣
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年，益々深刻化する廃棄物処分場や工場跡地における土壌・地下水汚染の早期発見および浄化過程の非破壊モニタリングは喫緊に要請されている社会的重要課題である．本研究の目的は，水溶性化学物質を含む液体，非水溶性物質（NAPL），土壌，水，空気のそれぞれの電気化学特性（本研究では比誘電率と電気伝導度）と熱特性（本研究では熱伝導率と体積熱容量）の違いに着目し，水溶性および非水溶性化学物質の混合物で複合汚染された土壌・地下水の汚染度を推定することである．本年度は，昨年度実施できなかった，水の代わりに水溶性化学物質を含む液体とNAPLを含む複合汚染を想定した実験を，空気を含む不飽和4相系土壌について実施した．また，これまでの実験結果を整理するとともに，誘電率モデルと熱伝導率モデルの実験結果への適応性を検討した．誘電率モデルにはMaxwell-De Loor model(MDモデル)とBirchak model(αモデル)を，熱伝導率モデルには直列モデルとBirchak model(αモデル)を使用した．その結果，不飽和4相系の場合は，飽和3系の場合と異なり，水溶性化学物質の溶解によるTDR波形の低減が見られなかった．このことから，不飽和4相系の場合，比誘電率を用いて水溶性化学物質の電気伝導度とNAPLの汚染度を推定することは難しいと言える．また，モデルの適用性に関しては，飽和3相系に関して水溶性溶液とNAPLが層構造を成している場合は，誘電率はαモデルの方がMDモデルよりも実験値をよく再現できたが，NAPLが水溶性溶液にランダムに存在する場合は，MDモデルの再現性の方がαモデルよりも良好であった．熱伝導率モデルの適用結果に関しては，直列モデルでは層構造，ランダム構造の何れの構造でも過小評価する結果となったが，αモデルについては両構造ともに精度よく推定できた．

近年来，在废物处理地点和以前的工厂现场对土壤和地下水污染的早期发现以及对清理过程的无损监控是一个紧急要求的社会重要问题。这项研究的目的是关注电化学性能的差异（在这项研究中，相对介电恒定和电导率）和含有水溶质化学物质的液体的热性能（在本研究中，导热性和体积热容量），水不溶性物质（NAPL），土壤，水，水，空气和竞赛的混合物，并与竞赛的混合物结合在一起。水溶性和不溶性化学物质。今年，我们进行了一项实验，该实验无法进行去年，并旨在污染含有水溶性化学物质和NAPL的液体而不是水，而不是在含有空气的不饱和四相土壤上。此外，我们已经组织了先前实验的结果，并检查了介电常数模型和热导率模型对实验结果的适应性。介电常数模型是Maxwell-DE Loor模型（MD模型）和Birchak模型（α模型），串联模型和Birchak模型（α模型）用作热导率模型。结果，与饱和3系统不同的是不饱和的4相系统，由于水溶性化学物质的溶解，TDR波形没有减少。因此，可以说，在不饱和4相系统的情况下，使用相对介电常数估算水溶性化学物质的电导率和NAPL的污染程度。此外，关于模型的适用性，当水溶解溶液和NAPL与饱和的三相系统分层时，α模型的介电常数比MD模型更好地复制了，但是当NAPL随机存在于水 - 溶液中时，MD模型的可重复性比α模型更好。关于热导率模型的应用，串联模型低估了分层结构和随机结构，但是对于α模型，可以准确估计这两个结构。