土壌通気方式による自動車排気ガスの浄化システム実用化に関する研究

増岡健太郎^＊１・下村雅則^＊１・樋口雄一^＊１・伊藤雅子^＊１・小柳聡^＊２

近年、自動車排出ガスに起因する窒素酸化物（NOx）と浮遊粒子状物質（SPM）による大気汚染が都市部で問題となっており、周辺住民への健康被害が懸念されている。そこで、汚染大気を土壌へ通気することで浄化する土壌通気方式による浄化システムの実用化の検討を行なった。実証実験の結果より、本システムの浄化性能は、処理風量470m³/h/m²で二酸化窒素(NO2)の除去率が約90％、処理風量580m³/h/m²でSPMの除去率が約90％、酸化材層を設置することで一酸化窒素(NO)の除去率が処理風量約400m³/h/m²で84％となる結果を得た。実用化に関して得た知見は、土壌層でのNO2濃度変化の反応速度定数と酸化材層でのNOに対する吸着パラメータであり、これらの値を使用することで土壌層厚は一次反応式により、酸化材層は移流分散式による吸着モデルにより、それぞれ土壌層厚および酸化材層厚の合理的設計が可能となった。

キーワード：土壌通気，大気汚染，窒素酸化物，浮遊粒子状物質，浄化，自動車排気ガス

Study on Clean-up Method Using Soil Mixture against Polluted Air by Exhaust Gas

Kentaro MASUOKA^*1, Masanori SHIMOMURA^*1, Yuichi HIGUCHI^*1, Masako ITO^*1 and Satoshi OYANAGI^*2

Air pollution of nitrogen oxides, NOx, and suspended particulated matter, SPM, is a serious issue in urban areas, which is apprehensive for residents' health. The clean-up method, which inhales polluted air into the soil mixture and exhaust purified air, has been developed and undergone a series of on-site tests in order to verify its validity. Test results showed that 90 % of nitrogen dioxide, NO2, was removed at the flow rate of 470 m³/h/m², that 90 % of SPM at 580 m³/h/m², and that 84% of nitrogen monoxide, NO, at 400 m³/h/m² when coupled with the oxidation treatment. Assuming that concentration of NO2 is governed by the first-order rate equation and that NO by the advection-dispersion model, the thickness of soil mixture and that of oxidation material are confirmed to be determined by a first-order rate constant and an adsorption constant, respectively.

keywords: soil filter, air pollution, nitrogen oxides, suspended particulated matter, purification, exhaust gas

＊１　技術センター土木技術研究所地盤・岩盤研究室
＊２　関西支店土木工事作業所