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水環境中におけるブラックカーボンの挙動と消長の解析

水环境中黑碳的行为和演化分析

基本信息

批准号：
09F09290
负责人：
滝沢智
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09290/
关键词：
ブラックカーボン水環境コロイド天然有機物

项目摘要

ブラックカーボン(BC)は、山火事や火山活動、化石燃料やバイオマスの不完全燃焼で発生する。大気中に排出されたBCは、湿式(降雨)や乾式の沈澱により地表に到達し、その一部は土壌に吸着し,一部が降雨時に土壌とともに流出すると考えられているが、その動態は明らかでない。そこで本研究では、水中でのBCと天然有機物(NOM)との相互関係や、流速、土壌の性質が、BCの地層中での挙動に及ぼす影響を調べた。実験方法として、疎水性のBCとして米国Cabot社製のBlackPearls2000を、負に帯電したBCとして、Aqua-Black001(東海カーボン製)を用いた。天然有機物(NOM)としてはIHSSから購入したSuwanee River NOM(SRNOM)を用い、それ以外に多糖類としてアルギン酸ソーダを利用した。土壌は、東京大学構内の地表から1.8mおよび4.4mの深さから摂採取した粘土質土壌をA-Iと、粘土性のローム層をA-IIと命名して使用した。土壌カラム実験は、0.4-1.0mmに篩い分けた土壌を、内径14mm、長さ88mmのガラスカラムに充填して行った。実験の結果、BCとSRNOMやアルギン酸ソーダを3日間接触させ平衡状態を保ったところ、これらの有機物はBCの水中での分散を促進することが示された。土壌カラムからの流出水中のBC濃度を連続的に測定したところ、有機物が付着したBCと同じ電位に帯電していた土壌A-IIの方が、土壌A-Iよりも遅く破過が始まり、なおかつ低いBC濃度であった。これは、土壌とBCの電気的な反発力よりも、BCの物理的な捕捉の方が大きく影響したためと考えられた。即ち、粒径が小さい土壌A-IIの方が、粒径が大きい士壌A-1よりもBCを捕捉しやすいと考えられた。本研究の結果から、土壌中、あるいは地下帯水層中でのBCの挙動は、土壌粒子の特徴、有機物の含有率、塩分濃度、あるいはこれらの変動などに影響を受けることが明らかにされた。特に、これまで土壌に吸着してほとんど移動しないと考えられていたBCが、有機物との反応により容易に水中に分散して移動することが明らかになった。

ブラックカーボン(BC)は, mountain fire events and volcanic activity, fossil fuelsやバイオマスの incomplete combustion 焼で発生する. Drainage in the big water is BC, wet (rainfall) and dry precipitation are on the ground surface, and soil is in the first part. When it rains, it absorbs water and flows out of the soil. This study focuses on the relationship between BC and natural organic matter (NOM) in water, the flow rate, the properties of soil, the movement and influence of BC in the formation, and the adjustment of the relationship.実験法として, water-based のBCとしてBlackPearls2000を made by Cabot Corporation of America, negative に帯电したBCとして, Aqua-Black001 (made by Tokai Kabot) are used. Natural organic matter (NOM) and other polysaccharides other than Suwanee River NOM (SRNOM) are purchased and used. The surface of the soil and the structure of the University of Tokyo are 1.8m deep and 4.4m deep. The names of clayey soil をA-Iと and clayey soil のロームlayer をA-II are named after した. Soil filter, 0.4-1.0mm screen filter, inner diameter 14mm, length 88mm, filling filter.実験のRESULTS,BCとSRNOMやアルギン acid ソーダを3-day contact させbalanced stateをIt protects the organic matter and promotes the dispersion of organic matter in BC and water. Measurement of the BC concentration in the effluent water and the determination of the BC concentration of the organic matter in the effluent water and the potential of the organic matter电していた土壌A-IIのsquareが, 土壌A-Iよりも遅く无开开まり, なおかつlow BC concentration であった.これは, soil とBC の电気's なreverse force よりも, BC のphysical なcatching が大きくeffect したためと卡えられた. That is, the particle size is small, the soil A-II is square, and the particle size is large, the person A-1 is BC, the particle size is small, and the particle size is small. The results of this study include the characteristics of soil particles, soil particles, and BC in underground aquifers. The content rate of organic matter, the specific concentration, and the concentration of the organic matter are affected by the organic matter content.特に、これまで土壌に suckingしてほとんどmovingしないと卡えられていたBCが、 Organic matter reacts easily, disperses easily in water, and moves easily.