物理・化学的なクロッギングが地盤の重金属等捕捉機能に及ぼす影響の解明

阐明物理和化学堵塞对土壤捕获重金属等能力的影响。

基本信息

批准号：
22K04309
负责人：
加藤智大
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

計画した2つのサブテーマについて、以下のような検討を行った。サブテーマ(1)「透水性能の不確実性が重金属等捕捉機能に及ぼす影響の評価」では、掘削土から溶出する物質の挙動評価を行った。具体的には2年目以降の実験系の確立を目的に、実際の建設工事で発生した頁岩と泥岩を対象にバッチ溶出実験し、自然由来のヒ素とホウ素の実験結果に対して1次反応速度論モデル式をフィッティングすることで、反応速度パラメータを取得した。また、公定法の振とう式バッチ溶出試験と、非振とう式試験の比較も実施し、非振とう式は既存のモデルに整合した一方、振とう式では整合しない結果が得られた。以上の結果から、破砕性を有する自然由来の土壌・岩石試料には振とう式試験は適さない可能性が示唆された。サブテーマ(2)「吸着層の物理・化学的クロッギングが地盤の透水性に及ぼす影響の解明」では、吸着材を山砂に混合して吸着層を模擬した供試体について、蒸留水や塩化カルシウム溶液、水酸化第二鉄溶液を通水する定水位透水試験を実施した。特に、盛土では掘削土から高濃度でカルシウムや鉄などの電解質を含む浸透水が吸着層に流入する可能性があり、それらが吸着層の透水性に影響を及ぼすことで、重金属等の捕捉機能にも影響する可能性がある。そこで、吸着材として一般的な、カルシウム/マグネシウム系材料を山砂に混合し、濃度の異なる電解質を通水して透水係数の時間変化を評価した。その結果、蒸留水と塩化カルシウム溶液を通水した場合には10-5 m/s程度の透水係数が得られた一方で、水酸化第二鉄溶液を通水した場合には透水係数が2オーダーほど小さくなる結果が得られた。黄鉄鉱を含有する掘削土など、鉄イオンを含む浸透水の流入が見込まれる場合には、透水性の低下を考慮して盛土内に水を溜めないような構造とする必要性が示唆され、吸着層を含む盛土の構築に向けた重要な成果が得られた。

对两个计划的子主题进行了以下考虑：子主题（1）“评估水渗透性对重金属捕获功能等的不确定性的影响”。评估了从发掘的土壤中洗脱的物质的行为。具体而言，为了建立第二年及以后的实验系统，我们对在实际施工工作期间产生的页岩和泥岩进行了批量洗脱实验，并通过对天然砷和硼的实验结果进行拟合一阶反应动力学模型方程，从而获得了反应动力学参数。我们还进行了比较，在摇晃批处理测试的官方方法与非震动测试之间，而非震动公式与现有模型匹配时，结果与摇动公式不匹配。上述结果表明，摇动测试可能不适用于具有裂缝特性的天然衍生的土壤和岩石样品。在子主题（2）中“了解吸附层物理和化学堵塞对地面渗透性的影响”，对标本进行了恒定的水渗透试验，在该样品中，将吸附物材料与山砂混合在一起，以通过蒸馏水，钙氯化物溶液和氯化物溶液以及盐酸溶液和盐水溶液进行模拟层，以模拟座垫层。特别是，在路堤中，含有电解质（例如钙和铁）的可渗透水可能以高浓度从发掘的土壤中流入吸附层，并且这些可能会影响吸附层的渗透性，这可能会影响重金属的捕获功能，因此，通过钙/镁的水与山的含量相混合，并融合了山地的含量，并与山相混合在一起，并且是山的隔离，并且是山的隔离，并且是山的隔离，并且是山的杂物，并且是山的杂物。渗透系数的随时间变化。结果，当通过蒸馏水和氯化钙溶液通过时，渗透系数约为10-5 m/s，而当传递铁二氧化铁溶液时，将水电系数降低了约2个阶。当预计将含有铁离子的渗透性水（例如含有黄铁矿发掘的土壤）涌入时，它表明应设计结构，以便考虑到水在路堤内部不会积聚，考虑到水的渗透率下降，并且为建造包含一个吸附层的路堤构建了重要的结果。