土壌における揮発性有機化合物のガス態移動機構の解明と環境リスク評価

点击翻译按钮获取中文摘要

平成21年度では、前年度に引き続き土壌中の移流・分散現象を再現したカラム実験を行い、土壌中のガス挙動を支配するガス輸送係数であるガス拡散係数・通気係数・ガス分散係数の相関関係把握および予測式構築を行った。さらに、土壌中のガス移動に加え、土壌中の溶質移動、熱移動、電気移動にも研究対象を広げ、これらの物質・熱移動を支配する物質輸送係数(ガス輸送係数、溶質拡散係数、熱伝導度、電気伝導度)間の類似性・相違について調べた。研究を通して、修正アーチー式をもとに、単粒構造を有する砂質土および団粒構造を有する団粒土に適用可能な、土壌の物理特性を考慮した物質・熱輸送係数予測式を構築した。構築した予測式を用いて、廃棄物処分場内における汚染・温室効果ガスおよび熱輸送の数値解析を行った。数値解析結果と現場における実測データとの比較、廃棄物処分場の汚染・温室効果ガス放出制御および安定化促進に向けた工学的手法の提案を行った。一般的に廃棄物処分場では廃棄物層の上方に覆土層が施工される。数値解析の結果、覆土層を極度に締固めた場合、緩詰め地盤に比べ、高い水分保持特性に起因して低いガス移動特性を導くことが分かった。一方で、メタンガスのように地表面付近で酸化されやすいガスでは、メタン酸化能力の低下により緩詰め地盤よりも温室効果の高いメタンガスがより放出されることが分かった。また、効果的に処分場からのガス放出を制御するためには、最低50cmの覆土層を確保する必要があることが示唆された。覆土層を極度に締固めた場合では、熱輸送がより促進され、廃棄物層から放出される熱はより早くに外気温と平衡に達し、覆土層の極度の締固めが処分場の安定化に寄与することが分かった。