シルテーションによる水環境への水質学的影響とその制御手法に関する研究

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1.生物科学的見地からのシルテーションの基礎構築(1)今回の現地観測の結果ではpHの変化による微細粒子への吸着量の顕著な違いは見られなかったものの、Fe^<3+>の単位gSS当たりの吸着量はFreundlich型の吸着等温線で表示可能であった。また海水混合の変化に伴う室内実験では、海水混合率の増加と共に銅イオンの吸着量が低下した。これは海起源の陰イオンの増加と共に粘土・シルト質との競合により、結果として微量重金属の微細粒子への吸着量が減少したためである。(2)農薬は農耕地から降雨流出等によって水環境内へ流入し、底面上へに高濃度な浮泥として存在するものと思われるものの、今回有用なデータを得ることができなかった。今後は詳細な現地観測をもとに最小律の原理より農薬の吸脱着に関与する重要因子を抽出することでシルテーションの生じる領域での最適なモデルの検討を行う。シルテーションの制御手法の確立吸着除去されたものは懸濁物質や高濃度浮泥として保持される。ここでは高濃度浮泥に着目し、振動流下における流動特性について検討を行った。(1)底面付近の高濃度層内粒子は上層水水粒子と比較して位相が最大で約pi/4先行する。これは高濃度層内に作用する水平方向の圧力勾配により生じるもので、境界層方程式をもとにその流動をシュミレートできる。また層内の濃度分布(あるいは粘性係数)を任意に仮定することで、それらにかかわるパラメータを算出できる。(2)同一の水理条件下であっても、水槽内の初期状態の差異により高濃度層内に保持される平均濃度は変化する。これは一度弱い剪断応力下で底面に沈積した微細粒子群は相互接触にともなって粘着性を増すためであり、このような場合可逆過程とならない。(3)鉛直方向の圧力変動により高濃度層内の粒子群の沈降・圧密が妨げられる。また層内の粒子混合が浮泥層厚を保持する主要因であると考えられる。