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Shoichiro Hamamoto

Research Faculty of Agriculture　Fundamental AgriScience Research　Bioresource and Environmental EngineeringProfessor
Institute for the Promotion of Business-Regional CollaborationProfessor

Researcher basic information

■ Degree
  • Dr. Eng., Saitama University, Mar. 2010
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
Researcher ID
  • E-6755-2012
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • Soil colloid
  • 土壌ガス
  • 放射性Cs
  • 多孔質体
  • 根圏土壌
  • X線CT
  • 物質移動
  • 温度環境
  • 物質輸送係数
  • 環境リスク
  • 廃棄物処分場覆土
  • 透水
  • マルチフェーズ輸送
  • マイクロ・ナノバブル
Research Field
  • Environmental Science/Agriculture Science, Rural environmental engineering and planning
  • Social Infrastructure (Civil Engineering, Architecture, Disaster Prevention), Geotechnical engineering
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2023 - Present
    北海道大学, 大学院農学研究院, 教授
  • Oct. 2016 - Mar. 2023
    東京大学大学院農学生命科学研究科, 准教授
  • 2013 - Sep. 2016
    The University of Tokyo, Graduate School of Agricultural and Life Sciences, 助教
  • Apr. 2010 - Sep. 2013
    埼玉大学大学院理工学研究科, 助教
Educational Background
  • Apr. 2007 - Mar. 2010, Saitama University, Graduate School of Science and Engineering, 環境科学・社会基盤コース
  • Apr. 2004 - Mar. 2007, The University of Tokyo, Graduate School of Agricultural and Life Sciences, Biological and Environmental Engineering
  • Apr. 2000 - Mar. 2004, Hokkaido University, Faculty of Agriculture, Department of Agricultural Engineering

Research activity information

■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Books and other publications
■ Syllabus
  • 生物環境工学演習, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 地域環境学特論Ⅰ, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 実践農学総論, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 物理学概論, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 卒業論文, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 土壌物理学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 土質力学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 学外実習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 学外実習Ⅱ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物環境工学演習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 生物環境工学演習Ⅱ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 農地環境工学, 2024年, 学士課程, 農学部
■ Affiliated academic society
  • 農業農村工学会
  • アメリカ土壌科学会
  • 土壌肥料学会
  • 混相流学会
  • 地盤工学会
  • 土壌物理学会
■ Research Themes
  • Fate and environmental impact of rock powder applied in agricultural soil for CO2 fixation by enhanced rock weathering
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2029
    西村 拓; 山崎 琢平; 濱本 昌一郎
    現有のX線回折装置と新規購入のMcCroneXRD用鉱物試料粉砕機を用いて，内部標準試料を用いた粉末X線回折と回折データのフルパターンマッチング解析によって土壌内外の玄武岩の移動を把握することを試みた．
    国頭マージ土壌を充填した土壌カラムに連続滴下給水を行う不飽和浸透実験では，地表面近傍に混合した玄武岩が土壌中を下方に移動することを示す結果を得た．また，玄武岩を混合した火山灰土を土壌槽に充填したものに人工降雨を与える実験では，地表面流出水と共に流亡する土砂中の玄武岩量を測定することに成功した．いずれの結果も，土壌中の玄武岩の減少がいわゆる風化促進による化学反応に伴う鉱物の減少だけではなく，土壌内外における水の移動に伴う玄武岩の移動の影響を受けることを示唆した重要な成果となった．特に，水食に伴う玄武岩利流出量は，玄武岩混入量が増すと大きくなり，20%-質量混合した場合は，1 mmの地表面流出水量あたり10 kg/haの玄武岩が流出するようなケースもあった．すなわち，傾斜地の場合，玄武岩の減少量をそのまま化学反応に関連する大気中の二酸化炭素吸収とみなすことは，二酸化炭素吸収量を過大評価になる可能性があることが示唆された．
    モデルを用いた数値計算については，PCを導入し，計算を試行し始めている．
    実験結果は，2025年度の日本地球惑星科学連合大会，Kirkham conference(米国土壌科学会主催），農業農村工学会，土壌肥料学会に発表する予定で準備を進めている．
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), The University of Tokyo, 24K01867
  • Aggregation and transport of microplastics in soils: Effects of humic and clay colloids
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Oct. 2025 - 31 Mar. 2028
    濱本 昌一郎
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for JSPS Fellows, Hokkaido University, 25KF0124
  • Maicro- and Nano-plastics behaviros in soils and model development
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2028
    濱本 昌一郎; 竹村 貴人; 斎藤 健志; 西村 拓; 大竹 豊; 二瓶 直登; 杉本 卓也; 石田 尚之
    今年度は、土壌中からのマイクロプラスティック（MPs）の定量法の確立に向けた予備的検討を中心に行った。土壌中MPsの分析には数多くの手法が提案されており、フーリエ変換赤外分光法やラマン分光法を用いた分光分析が代表的であるが、特に微小なMPsについては適用が難しい。そこで、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析計（熱分解GC/MS）を用いた熱分解分析により、ナノスケールを含む微小なMPsを定量できる手法が提案されている。しかし、この手法はMPsの抽出行程に課題がある。例えば、分析前の夾雑物除去や土粒子からのMPsの分離のために実施される土壌有機物の分解行程では、従来法である過酸化水素を用いることでMPsの劣化が報告されている。そこで、フェントン試薬を用いた有機物分解、NaI水溶液による比重分画、熱分解GC/MSによるMPsの抽出・定量を異なる土壌を用いて検討した。模擬MPsとしてポリエチレン（PE, 直径150-180マイクロm）とポリ塩化ビニル（PVC, 106-250マイクロm）を豊浦砂、沖積土、火山灰土に添加し、回収率を確認した。PEについては、土壌の種類によらず回収率は80以上で高い値が得られた。一方、PVCについては、豊浦砂が100%近いのに対し、沖積土で50%程度、火山灰土で30%程度と低い値が得られた。このことからフェントン処理による有機物分解時のpH変化や生成される鉄酸化物の存在が、特定のプラスティックの回収に影響を与えることが示唆された。実際のマルチ連用土壌でのプラスティック抽出実験から、非マルチ連用土壌よりもマルチ連用土壌で高いPE抽出が確認され、本手法の有効性が示された。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Hokkaido University, 24H00529
  • 水田における形態別メタン動態の解明と包括的予測モデル構築
    科学研究費助成事業
    28 Jun. 2024 - 31 Mar. 2027
    濱本 昌一郎
    今年度は、X線CT装置を用いた水田土壌中メタンバブルおよび根系分布の可視化・定量化に取り組んだ。茨城県水田土壌から採取した土壌をワグネルポットまたは500 mlのプラスティック製ボトルに充填し、水田環境を模擬した湛水土壌を作成した。これらの模擬水田土壌を用いて種もみを播種し、人工気象器内で約1か月栽培した。CT画像撮影には、卓上型μフォーカスX線装置を用いて、印加電圧や電流を調整しながら、Segmentationが可能な画像撮影条件の検討を行った。得られた画像から根を抽出するためのアルゴリズムを検討した。具体的には、最表層の画像から根と断定できる箇所を目視で特定し、この箇所を探索範囲として1枚下の画像から根の抽出とノイズ除去のための画像処理を全画像に対して順に繰り返すことで、根の三次元マップを作成した。土壌内のメタンバブルについては、単純閾値から抽出することができた。このように、今年度の成果から、水稲を栽培したポット中の根系分布およびメタンバブルの成長程度をCT撮影により把握することが可能となった。また、実際の栽培実験に向けて、稲わら投与や水稲栽培の有無の違いがメタンバブルの発生速度に与える影響に関する予備的検討、各種関連測定項目（溶存メタン濃度やpH/Eh）の測定手法の確認を行った。特に、ポット内のメタンバブル濃度測定については、ポットを水の張ったバケツ内で破壊し、バブルの全回収とGCを用いたバブル濃度の測定を行う。これらの手法のプロトコルを確立し、次年度の本実験に向けた検討を終えた。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(開拓), 北海道大学, 24K21262
  • Comprehensive study on radiocesium absorption by soybean
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2025
    二瓶 直登; 高橋 秀和; 市橋 泰範; 濱本 昌一郎; 高木 恭子; 小林 奈通子; 岡野 夕香里; 中田 隆
    （ア）福島県内で日本、世界のコアコレクション、および福島大学が独自に集めた品種系統を含めた337品種を用いた2年分の栽培結果を元に、葉の133Cs濃度、子実の133Cs濃度、および葉/子実比の比を用いてゲノムワイド関連解析（GWAS）により、吸収および転流に関するQTL、候補遺伝子の同定を試みた。また、葉、子実の他元素も測定し、Csと関連する元素のネットワーク解析を行った。
    （イ）HAK5のアミノ酸配列をターゲットとしたノックダウン個体(KD)と対象個体（WT）を、異なるK濃度（低Kと高K）の水耕液で栽培後、137Cs+と42K+を含む溶液に浸漬した。HAK5の発現は、低Kで栽培したWTでは高 Kに比べて増加したが、KDでは増加しなかった。137Cs+ 吸収量は、WTでは高Kに比べ低Kで増加したが、KDでは栽培時のK濃度によらず低い吸収量であった。地上部の137Cs+ 吸収も根と同様の傾向で、低Kで栽培したKDではWTのようにCs吸収の増加はみられなかった。42K+ の吸収は137Cs+ と同様に、WTでは低K で吸収量が増加したが、KDでは低K、高Kとも低かった。。以上より、ダイズのHAK5がCs吸収に関与する候補とした。
    （ウ）KDの子実のCs濃度を評価するため、0.1ｍM K+溶液に133Csを0.1mM添加してWT、KDを栽培した。子実の133Cs+ 濃度は、WTに比べKDでおよそ60%低下した。子実以外の他部位のCs濃度も子実と同様の結果であった。
    （エ）異なるK+濃度（0, 0.01, 0.1, 1, 3mM）で栽培したダイズのHAK5の遺伝子発現を確認したところ、0.1ｍM以下で栽培すると発現量が大幅に高まった。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Fukushima University, 23K21251
  • Comprehensive study on radiocesium absorption by soybean
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2025
    二瓶 直登; 高橋 秀和; 市橋 泰範; 平賀 勧; 濱本 昌一郎; 小林 奈通子; 岡野 夕香里; 辰野 宇大
    （ア）Cs吸収に関与する遺伝的制御について、これまでに得た複数の候補遺伝子から選抜し、その欠損体を用いた評価を行った。また、異なる環境で栽培したダイズのRNA-seq解析に基づく検討により、Cs吸収を担う候補遺伝子を同定した。
    （イ）土壌の多様な成分や微生物、物理性を含めた栽培環境がダイズのCs吸収能に与える影響を明らかにするため、福島県内でダイズが栽培されている圃場から土壌、微生物のデータを包括的に取得した。
    （ウ）福島県内でダイズのコアコレクション（337品種）を栽培し、開花期の葉、子実の133Cs濃度を測定した。葉と子実の133Cs濃度比を用いてゲノムワイド関連解析（GWAS）により、葉から子実へ移行する候補遺伝子の同定を試みた。分析が済んだ85品種の葉、子実のCs濃度、および葉と子実のCs濃度比の最大値と最小値はそれぞれ22倍、24倍、97倍であった。葉と子実のCs濃度比についてGWAS解析を行った結果、p値が高い(7.5以上)ローカスがいくつか検出された。
    （エ）基肥でK施肥を行うとCs吸収抑制効果は高かったが、K追肥ではCs抑制効果はみられなかった。またCa施肥については土壌型により結果が異なり、灰色低地土ではCs濃度が低下したが、黒ボク土ではCs濃度の低下はせず、Ca輸送体の関与は判然としなかった。作物が吸収しやすい分画(F1)としにくい分画(F2)に分けて検討したところ、ダイズのCs吸収はイネやソバよりF2分画の割合が高く、ダイズは広い分画のCsを吸収することが示された。
    （オ）ダイズのCs蓄積経過を明らかにするため生育期間中の一定期間だけCsを供給して水耕栽培をしたところ、ダイズのCs吸収はK、Caと同様に生育後半まで続いた。また、およそ55%が転流によって蓄積したものであり、45%が根から直接吸収して子実に蓄積したと算出された。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Fukushima University, 21H02325
  • Transport of Colloidal Particles in Unsaturated Soils
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2024
    Hamamoto Shoichiro
    The purpose of this study was to elucidate the behavior of colloidal particles in porous media in the presence of an air-liquid interface. Column experiments using colloidal particle suspensions suggested that the presence of enclosed air promotes colloidal particle behavior, depending on the chemical composition of the porewater. X-ray CT image analysis also revealed that the presence of enclosed air (diameter and distribution) affects the water permeability. Under the conditions of this experiment, no colloidal particle desorption phenomenon under the cation exchange reaction was observed in both the column and microfluidic experiments.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), The University of Tokyo, 21H01424
  • Methane bubble behaviors in soils and predictive models of methane transport in soils
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    28 Jun. 2019 - 31 Mar. 2021
    Hamamoto Shoichiro
    The objective of this study was to elucidate the characteristics of methane gas emissions from paddy fields, including bubble-form methane fluxes. Field monitoring conducted in FY2021 and FY2022 showed that bubble-form methane fluxes were higher in the early and late growth stages when the aeration tissue of rice plants was immature or possibly degraded, and that a non-negligible proportion of bubble-form methane against the total methane fluxes The initial application of rice straw was also found to increase the release of bubble-form methane in the early growth stages. Based on the relationship between the amount of bubbles in the soil and the methane fluxes, we proposed a predictive model to estimate the methane flux at different pathways.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), 東京大学, 19K22921
  • Understandings and model developments of transport characteristics of nano-materials in soils
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2018 - 31 Mar. 2021
    hamamoto shoichiro
    The objective of this study was to characterize the transport characteristics of nanoscale materials (NMs) including nanobubbles (NBs) and nanoparticles (Carboxylate latex, CL) in porous media. Laboratory column experiments using NMs revealed that the presence of deposited colloidal particles and multivalent ions inhibited the transport of NBs or CLs within the porous media, and that the desorption of deposited NBs or CLs was enhanced as the ionic strength of the porewater decreased. These behaviors of NBs in the porous media could be expressed by advection-dispersion equations considering reversible and irreversible attachment and desorption between NMs and packed particles.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), The University of Tokyo, 18H01530
  • Molecular and mathematical basis of rhizosphere metabolodynamics
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2018 - 31 Mar. 2021
    Sugiyama Akifumi
    The rhizosphere is a pivotal area for plant growth and health. However, it is difficult to distinguish between the rhizosphere and the non-rhizosphere (bulk) in the field environment, since the rhizosphere changes according to the growth of plants. Using daidzein, an isoflavone secreted from soybean roots, as a model, we aimed to define the rhizosphere area based on the dynamics of plant metabolites secreted from the roots in the rhizosphere. The movement of daidzein in the rhizosphere was simulated by the governing equation of daidzein movement. It was calculated that the distribution of daidzein was limited to a very small region from the root. To verify this result, we grow soybeans in rhizobox and field. It was confirmed that this simulation was applicable to estimate the dynamics of daidzein in the rhizosphere.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Kyoto University, 18H02313
  • Study of fine bubble behavior in ground in liquid-air-chemical coupled field
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2016 - 31 Mar. 2019
    TAKEMURA Takato; SUZUKI Kenichiro
    In this study, we investigated the physicochemical properties of fine bubbles, and analyzed the behavior of fine bubbles in the ground under a gas - liquid - chemical coupled field. In addition, in-situ test was carried out to understand the behavior of fine bubble. Based on these results, we estimated the movement area and environmental impact of O 2 / CO 2 fine bubbles in the ground, and proposed an efficient CO2 underground neutralization treatment method using fine bubbles. As a result, the influence of the pH condition of the injected solution on the migration characteristics of the fine bubble and the existence lifetime of the fine bubble under different pH conditions were clarified by experiments. Moreover, we evaluated the behavior of fine bubbles in the aquifer for CO2 underground neutralization treatment from the in-situ test.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Nihon University, 16H04411
  • Understanding of radioceasum uptake by roots and mass transport model in rhizosphere
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    01 Apr. 2016 - 31 Mar. 2019
    Hamamoto Shoichiro; NISHIMURA taku
    There are soils where applied Potassium (K) does not effectively work for reducing radioceasum (RCs) uptake by plant roots. In this study, K and RCs movements in such soils were investigated based on the column and batch experiments. In addition, using a rhizobox, effects of clay minerals on water and ion transport near roots was investigated. Results showed that the soils containing vermiculite highly adsorb the applied K as a fixed form, reducing exchangeable K in soils. In addition, rhizobox experiments showed that RCs and K uptakes and those concentration nearby roots were highly reduced when the vermiculite was applied to the soils.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, The University of Tokyo, 16K15003
  • Modeling re-distribution of radioactive cesium deposited by the accident of Fukushima Dai-ichi nuclear power station and predicting influences of the cesium in livelihood area
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2018
    Nishimura Taku; Renschler Chris; Hamamoto Shoichiro; Yamasaki Takuhei; Nihei Naoto; Yoshida Shuichiro; Kogure Toshihiro; Okumura Taiga; Hadano Satoshi
    In this study, we confirmed discharge of radioactive Cs (RCs) is small and was correlated with sediment discharge. However, the relationship between RCs and sediment discharges has changed by a flooding during large typhoon at summer of 2015. From an examination of a smaller forested watershed by a combination of numerical simulation, monitoring of river discharge and ground truth revealed that quite limited area in the forest floor contributed sediment and RCs discharges from the forest. This suggested low annual RCs discharge rates from forests.
    Observation and analysis by transmission and scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectrometry suggested cesium-bearing particle in river water samples had a role on radioactivity of the water samples, especially the sample contained less suspended solids.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), The University of Tokyo, 15H02467
  • Study on salt accumulation process in response to carbon cycle in soils
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2017
    Nishimura Taku; HAMAMOTO Shoichiro; IMOTO Hiromi; ISHIBASHI Sakuya
    Salt accumulation is a world-wide issue at arid and semi-arid regions. Problems of sodic soils and reclamation of the soil by using Ca amendments have been studying for several decades. Besides, vast salt accumulated areas are covered by carbonates such as calcium carbonate, too. Carbonates are often less soluble with water and this made carbonates accumulations difficult to be remediated. However, carbonates attain equilibrium with water and CO2 in soil air phase. CO2 concentration of soil air phase may be far greater than that in atmosphere due to soil respiration, and this may enhance solubility of carbonates. To discuss role of variable soil CO2 concentrations on carbonates fate and sodic soil reclamation, we constructed laboratory soil column experimental scheme. In the column, soil CO2 concentration can be controlled as well as soil moisture and CO2 concentration can be monitored continuously.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, The University of Tokyo, 26660189
  • Transport and fate of micro-bubble in soil
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
    01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2017
    Hamamoto Shoichiro; NIHEI Naoto; UEDA Yoshikatsu; TAKEMURA Takato; NAKAZAWA Hiroshi
    Potential applications of fine bubbles (FBs) have drawn more attention, especially in environmental engineering fields such as soil/groundwater remediation. Understanding a transport mechanism of FBs in soils is essential to optimize remediation techniques using FBs. In this study, transport characteristic of FBs in soils was investigated based on the column transport experiments. In addition, a transport model of FBs was tested. The column transport experiments using glass beads were conducted, where UFBs created by either air or oxygen were injected to the column with different flow conditions. The results showed that attachments of FBs were enhanced under lower water flow rate. In addition, the mobility of O2-FBs which has lower zeta potential was higher than that of Air-UFBs. A convection-dispersion model including bubble attachment and detachment terms was applied to the obtained breakthrough curves for each experiment, showing good fitness against the measured data.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (A), The University of Tokyo, Principal investigator, Competitive research funding, 26709033
  • 地盤内の気泡挙動解析モデル構築と気泡注入工法の最適化にする研究
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    01 Apr. 2013 - 31 Mar. 2014
    岩下 和義; 濱本 昌一郎
    本研究の目的は、気泡の物理特性および注入条件が地盤の不飽和化ならびに液状化強度に与える影響を解明することである. H25年度では、使用するマイクロバブルの安定性評価のために、異なる界面活性剤を使用した時の水中マイクロバブルの持続性や生成されるマイクロバブル径分布について調べた。結果、界面活性剤としてSDSを用いさらに水中SDS濃度を臨界ミセル濃度以上にした場合で、最も水中マイクロバブルが安定して存在することが分かった。生成されるマイクロバブル径は5-100μmであった。また、マイクロバブルの地盤内挙動把握を目的とし、飽和砂質地盤へのマイクロバブル注入実験を室内カラム試験より実施した。粒径の異なる砂試料を異なる締固め度でステンレス製カラムに充填し、カラムにマイクロバブル水を注入した。結果、通水中にマイクロバブルが砂試料内に補足されるために、通水流量および流出後のマイクロバブル濃度は時間とともに低下する結果が得られた。しかしながら、流出後と流入時のマイクロバブル径分布を比較した場合、両者に大きな差が見られず特定の径のマイクロバブルが試料内で捕捉されるという現象は確認されなかった。マイクロバブルの捕捉率は砂試料の粒径が小さいほど高く、通水後の飽和度は約70%程度まで低下することが分かった。一方で、同粒径砂試料を用いた場合、試料の締固め度の違いがマイクロバブルの捕捉率に与える影響は小さい結果が得られた。本研究を通して、マイクロバブルの地盤内挙動に関する重要な基礎的知見が得られた。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 埼玉大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 25420496
  • Developments of predictive models for mass transport and mechanical properties considering subsurface temperature
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
    01 Apr. 2012 - 31 Mar. 2014
    HAMAMOTO Shoichiro
    In this study, we aimed at understandings of temperature dependencies on mass transport and mechanical properties of soils, and conducted oedometer tests and solute transport experiments under temperature control using Kaolin and alluvial clays. The oedometer tests using Kaolin clays showed temperature increase enhanced consolidation yield stress, consolidation index, and shear modulus possibly due to an increased cementation between soil particles. Temperature dependency on solute transport characteristic confirmed higher hydraulic conductivity and solute diffusion coefficient for samples at higher temperature. This trend could be expressed by modifying existing predictive models for those parameters. In addition, solute transport experiments using alluvial clays showed that temperature dependency on solute dispersion coefficient was not so significant as compared to retardation factor.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), 埼玉大学->東京大学, Principal investigator, Competitive research funding, 24760375
  • Mass and heat transport in landfill covers and environmental risk assessment
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Research Activity start-up
    2010 - 2011
    HAMAMOTO Shoichiro
    In this stud, using landfill covers with different physical properties such as compaction levels or moisture conditions, laboratory experiments for understanding gas transport characteristics were conducted. By combining the obtained results from the laboratory experiments with literature data for mass and heat transport parameters for variably-textured soils, unified predictive models for mass and heat transport parameters were proposed, which enable to simulate gas, solute, heat transport in landfill covers with different physical properties.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Research Activity start-up, Saitama University, Principal investigator, Competitive research funding, 22860012
  • 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
    科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
    2008 - 2009
    濱本 昌一郎
    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。
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 埼玉大学, 08J06192