不飽和土中の多成分農業化学物質移動に関する研究

多组分农药在非饱和土壤中的运移研究

基本信息

批准号：
07F07775
负责人：
取出伸夫
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Mie University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,地球化学反応データベースPHREEQCと土中の水分・溶質移動予測プログラムHYDRUSを組み合わせたHP1プログラムをさらに発展改良し,我が国固有の土壌,気象等の環境に対しての適用を試みることを目的としている。平成21年度は,アルカリ溶液の土中の移動予測について,平成20年度の研究をさらに発展させた。土のpH緩衝能を表現するために,pHの変化に伴う水素イオンH+の土の水酸基への吸着,また水酸基からのH+の解離を表す変位荷電モデルを提案し,モデルのパラメータを土の懸濁液の酸溶液とアルカリ溶液の滴定曲線のpH変化より決定した。それにより,比較的簡単な実験により,土の陽イオン交換容量(CEC)と陰イオン交換容量(AEC)のpH依存性が可能となった。滴定曲線より決定した土のパラメータを用いた変異荷電モデルをPHREEQCで表現することにより,緩衝能の高い火山灰土への石灰溶液の浸透過程についてHP1プログラムを用いて数値シュミレーションを行った。それにより,石灰溶液の浸透に伴う,土中水のpHの増加,CECの増加,AECの減少,Caイオンのイオン交換過程などについて現実の土を対象に詳細を明らかにした。さらに,石灰系固化剤により脱水処理した建設残土の埋設現場における火山灰土の敷土の効果について残土の処理現場を想定したシミュレーションを行い検討した。本研究で用いた手法は,土のpH緩衝作用が生じる様々な土中の物質移動現象への適用が可能である。今後,さらに放射性廃棄物を含む汚染物質の移動について検討を行う予定である。

本研究的目的是进一步开发和完善结合了地球化学反应数据库PHREEQC和土壤水分/溶质运动预测程序HYDRUS的HP1程序，并尝试将其应用于日本独特的土壤、气候等环境。据说2009年，我们进一步发展了2008年预测土壤中碱性溶液运动的研究。为了表达土壤的pH缓冲能力，我们提出了位移电荷模型来表达氢离子H+对土壤羟基的吸附以及随着pH的变化H+从羟基上的解离，并改变了由浑浊液体的酸性溶液和碱性溶液的滴定曲线的pH变化确定土壤悬浮液的模型参数。因此，可以通过相对简单的实验确定土壤的阳离子交换容量（CEC）和阴离子交换容量（AEC）的pH依赖性。利用滴定曲线确定的土壤参数，在PHREEQC中表达变分电荷模型，利用HP1程序对石灰溶液向高缓冲能力火山灰土壤的渗透过程进行数值模拟。结果，使用实际土壤阐明了由于石灰溶液的渗透而引起的土壤水pH的增加、CEC的增加、AEC的减少以及Ca离子的离子交换过程的细节。此外，通过假设废土处理场进行模拟，研究了使用石灰类固化剂脱水处理的建筑垃圾掩埋场的火山灰垫层的影响。本研究中使用的方法可以应用于土壤中发生pH缓冲效应的各种传质现象。未来，我们计划进一步调查包括放射性废物在内的污染物的移动情况。