(57)【要約】【課題】本発明は河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着の測定装置および使用方法を提供する。【解決手段】河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着の測定装置は、内側から外側へ、砂サンプルトレイ、サンプルホルダ、反応筒、集液筒、ゴム管と蠕動ポンプにより構成された液体循環部材を含む。河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着の測定装置の使用方法は、液体の循環を介して河床材料と間隙水とが十分に接触し、および上部水と間隙水とが十分に交換することを実現し、同時に河床材料の存在形態を変更することなく、任意の厚さの河床材料、特に河床薄層材料に対して実験を実施することができ、蠕動ポンプの流量および排気穴の開閉を調整することにより河床材料の自然浸透と加速浸透の切り替えを簡単に実現することができる。本装置および方法により取得した吸着特性パラメータは、水質モデルのために河床材料の自然存在条件に合うより科学的であり合理的なデータサポートを提供することができ、顕著な環境的利益がある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置であって、
内側から外側へ、砂サンプルトレイ（４）、サンプルホルダ（３）、反応筒（２）、上部に穴が開設された円筒である集液筒（１）、ゴム管（７）と蠕動ポンプ（８）により構成された液体循環部材（６）を含み、
反応筒（２）は集液筒（１）の上部に開設された穴であり、反応筒（２）の外壁は集液筒（１）の内壁であり、反応筒（２）は底部に穴が開設されて空中に吊り下がっているように集液筒（１）内に位置しており、反応筒（２）の底部と集液筒（１）の底部との距離は集液筒（１）の全高の２分の１より大きく、反応筒（２）の筒壁には排気穴（５）が設けられており、サンプルホルダ（３）は反応筒（２）内に配置されており、サンプルホルダ（３）はフレーム構造であり、底部はくりぬかれており、かつ反応筒（２）の底部の開設された穴に接続されており、砂サンプルトレイ（４）は、サンプルホルダ（３）に配置されており、砂サンプルトレイ（４）は中空円筒でありかつ直径がサンプルホルダ（３）の底部の直径と同じであり、蠕動ポンプ（８）から突き出された２本のゴム管（７）は、１本が集液筒（１）の底部に接続されており、他の１本が反応筒（２）の筒壁に接続されており、かつ筒壁に密着するように固定されており、上部反応筒（２）内の液体は砂サンプルを介して下部集液筒（１）内に入っており、集液筒（１）内の液体は蠕動ポンプ（８）を介して動力が提供されて上部反応筒（２）に入ることにより、装置内の水循環を形成している、
ことを特徴とする、河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置。
【請求項２】
反応筒（２）の下底面に開設された穴の直径＜サンプルホルダ（３）の底面直径＜反応筒（２）の頂面に開設された穴の直径であり、反応筒（２）の底部はサンプルホルダ（３）を支持しており、かつサンプルホルダ（３）の底部に密着するように接続されており、反応筒（２）内の液体がいずれも砂サンプルトレイ（４）の底部を介して集液筒（１）に浸透することを実現している、ことを特徴とする、請求項１に記載の河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置。
【請求項３】
反応筒（２）の筒壁の底部から３分の２の箇所には対称する２つの排気穴（５）がある、ことを特徴とする、請求項１に記載の河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置。
【請求項４】
砂サンプルトレイ（４）は底部からプラスチック編みスリーブが被覆されており、編みスリーブの外側には輪ゴムで束ねられている、ことを特徴とする、請求項１に記載の河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置。
【請求項５】
反応筒（２）の筒壁の排気穴（５）の開閉および蠕動ポンプ（８）の流量を制御することにより砂サンプルの浸透速度を制御することができ、河床材料の浸透圧に対する制御を実現する、ことを特徴とする、請求項１または３に記載の河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置。
【請求項６】
河床材料サンプルを準備し、設定された実験河床材料の厚さに基づき、砂サンプルをプラスチック編みスリーブが固定された砂サンプルトレイ（４）内に移動させ、または現場で収集した河床表層材料のサンプルを設定された実験河床材料の厚さに従ってプラスチック編みスリーブが固定された砂サンプルトレイ（４）内に舗装し、砂サンプルトレイ（４）をサンプルホルダ（３）に載置し、サンプルホルダ（３）を反応筒（２）に載置するステップ（１）と、
蠕動ポンプ（８）の流量を設定しておき、液体の河床材料サンプルを通過する浸透方式を自然浸透に選択した場合、反応筒（２）の側壁の排気穴（５）を開放し、蠕動ポンプ（８）の流量を、自然浸透速度を取って、蠕動ポンプ（８）の流量の計算式（１）、すなわち  Ｑ＝π／４×ｄ２×υ×６０に基づいて算出し、一般的に蠕動ポンプ（８）の流量を浸透流量よりやや大きくし、液体の河床材料サンプルを通過する浸透方式を加速浸透に選択した場合、反応筒（２）の側壁の排気穴（５）を閉じ、蠕動ポンプ（８）の流量は前記計算式（１）に従って設定された浸透速度を取って算出し、実験を始めた後、蠕動ポンプ（８）の流量を予め設定した値に徐々に増加させるステップ（２）と、
準備済み反応対象液体を全て反応筒（２）に入れ、蠕動ポンプ（８）を起動し、実験において計時し始めるステップ（３）と、
一定の時間内に注射器を介して反応筒（２）から１０ｍＬ液体を取り、０．４５μｍの親水性フィルタ膜で濾過し、該時間帯の液体濃度を測定し、初期濃度と実験終了の際の液体濃度との差で土砂の吸着／脱着量を算出し、河床材料の吸着／脱着の動力学曲線および一定の時間内の吸着／脱着量を記録し、実験終了後、砂サンプルトレイ（４）における河床材料を空気乾燥して計量し、河床表層材料の乾燥重量を取得し、単位質量または単位面積の河床材料の吸着／脱着量を取得し、液体濃度の変化に合わせて、河床表層材料の吸着／脱着特性を取得するステップ（４）と、を含み、
上記蠕動ポンプの流量Ｑの計算式（１）において、Ｑは蠕動ポンプの流量であり、単位はｍＬ／ｍｉｎであり、ｄは砂サンプルトレイの内径であり、単位はｃｍであり、υは浸透速度であり、単位はｃｍ／ｓであり、自然浸透速度は初歩的に５×１０−４ｃｍ／ｓに選択する、ことを特徴とする、請求項１に記載の河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置の使用方法。
【請求項７】
さらに、間隙水リアルタイムサンプリング部分が設けられており、前記間隙水リアルタイムサンプリング部分は、間隙水サンプリング部材（９）および間隙水サンプリング管（１０）を含み、間隙水サンプリング部材（９）の上部は広くて浅い小容量容器であり、長い中部支持ロッドおよび下部カウンターウェイト部材によって集液筒内に立ち、広くて浅い小容量容器、支持ロッドおよび下部カウンターウェイト部材は固定接続されており、広くて浅い小容量容器はサンプルトレイから直接下へ浸透した液体を収集するのに用いられ、中部支持ロッドは集液筒の上部に位置するように容器を支持するのに用いられ、下部カウンターウェイトは主に間隙水サンプリング部材を固定するのに用いられ、間隙水サンプリング部材（９）の上部容器の側壁には穴が開設されており、間隙水サンプリング管（１０）の一端は間隙水サンプリング部材（９）の上部容器の側壁に開設された穴に係止されており、他端は反応筒（２）側の排気穴（５）を介して装置から突き出されており、間隙水サンプリング部材（９）の上部容器の側壁に開設された穴の穴径、排気穴（５）の穴径および間隙水サンプリング管（１０）の穴径の３者の大きさは一致する、ことを特徴とする、請求項１に記載の河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置。
【請求項８】
河床材料サンプルを準備する前に、さらに、間隙水サンプリング部材を集液筒に載置し、間隙水サンプリング管の一端を間隙水サンプリング部材の上部容器の側壁に開設された穴に係止させ、他端を反応筒側の排気穴を介して装置から突き出すようにし、ゴム管を利用して蠕動ポンプを装置に接続させ、間隙水サンプリング部材の上部広くて浅い容器を避けて水を集液筒に直接加える、装置を準備するステップを含む、ことを特徴とする、請求項６に記載の河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土砂特性の測定分野に属し、土砂の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置およびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、土砂の環境に対する効果がますます重視されており、異なる環境条件において、土砂は汚染物を吸着／脱着することができ、河川汚染物の発生源および消滅場所となることができ、それにより水生環境に対する調整を実現する。河床表層材料は上部水と直接接触し、粒径が相対的に細かく、河床材料の汚染物に対する吸着および脱着の主要部分であり、環境に対する効果が明らかであるため、その吸着／脱着特性に対する測定は水生環境の評価に対して大きな意義がある。特に、沖積河川および湖沼は、その河床の大部分が粘着性細粒土砂からなり、吸着容量が大きく、水界生態の自律調整機能に対する作用が極めて大きい。そのため、河床表層材料の特性に対して汚染物に対する吸着／脱着特性を合理的且つ効果的に測定する装置および方法を提供する必要がある。
【０００３】
河床表層材料は主に間隙水との相互作用により汚染物を吸着し、上部水中の汚染物は主にイオン拡散および上部水と間隙水との水の交換により河床材料へ汚染物を吸着／脱着する。そのため、測定装置の設計において、河床表層材料の上部水の汚染物に対する吸着のシミュレーションは、河床表層材料と間隙水との作用特性、および上部水と間隙水との作用特性を十分に考慮しなければならない。また、汚染物の移動および転換過程において決定的な役割を果たす河床表層材料の厚さは、通常では非常に薄い。下記のように、現在提供されている複数の土砂の吸着／脱着性能の実験装置では、いずれもこれらの特徴を十分に考慮していない。
【０００４】
最もよく使用されている方法は恒温振とう機によるバッチ処理法であり、恒温振とうの方法により一定量の土砂に対して小さい容器内で汚染物を吸着／脱着する実験を行い、土砂の等温吸着曲線および吸着動力学曲線を取得することができる。この方法は、主に土砂粒子自体の吸着／脱着性能に対する検討に適用し、河床材料の存在状態および間隙水との作用特徴に対してその吸着特性を与えることができない。高周波振とうおよび小さい反応空間のため、土砂と汚染物とは十分に接触し、水と土砂との接触面積を大幅に増加させるため、河床材料の汚染物に対する吸着量を過大評価し、水生環境に対する予測に不利である。また、この方法は河床材料の厚さ特性および境界浸透可能な場合をシミュレーションすることができないため、測定された土砂の吸着／脱着曲線と実際の差は必然的に大きい。
【０００５】
従来の土柱実験は、土柱が入っている容器の側壁に穴を開け、一端から汚染物を注入し、他端から受け取り、主に汚染物の土柱中での移動と変換、および土壌の汚染物に対する分画性能を観測するのに用いられる。この方法は、間隙水の泥層中での浸透性を考慮しているが、泥層の吸着／脱着性能を定量的に測定する装置ではなく、水と土砂との接触が不十分であり、ある層の河床材料の吸着および脱着量を定量的に与えることができないため、対応する等温吸着曲線および吸着動力学曲線を作成することができない。また、この方法によりシミュレーションされた河床材料の浸透性は重力の作用での自然浸透であり、異なる動作状態に対して河床材料の浸透圧を制御し調整することができない。通常の場合、土柱／砂柱の厚さは厚く、数十センチメートルに達するため、河床薄層材料に対する実験研究を行うことができない。
【０００６】
中国特許出願番号ＣＮ１０２５９０４７９Ａ文献の発明には拡散理論に基づく河川および湖沼の底質汚染物の流束の測定方法および装置が開示され、この方法は河床底質を台座円筒に載置してから上部水を注入し、その後、異なる時間間隔内において上部水を層化サンプリングしてから拡散理論に従って底質汚染物の放出流束を算出する。この方法は主に河床材料の放出流束を計算しており、河床材料は装置の底部に位置して完全に静止な状態であり、上部水と間隙水とはイオン拡散により作用するしかできず、上部水と間隙水との動的交換がない。このため、該方法は流体力の弱い水、例えば、上部水と間隙水との交換が弱い湖沼に適する。また、底部境界が浸透できないため、必ず河床下層材料と間隙水との接触に影響を与え、これは自然条件に合わず、従来の土柱実験と同じく、ある層の河床材料の吸着・脱着量を定量的に与えることができない。このため、対応する等温吸着曲線および吸着動力学曲線を作成することができず、同時に該方法は底質の厚さが５ｃｍより大きい場合に適し、河床薄層材料には適しない。
【０００７】
循環水槽実験は、土砂を水槽の底部に舗装し、ウォーターポンプまたはタービンにより動力を提供して、水を河床材料の表面において循環させる。この方法は主に流体力の土砂に対する吸着／脱着への影響を研究し、自然条件での流体力作用の場合に適しているが、河床材料の底部が浸透可能であり、且つ一定の浸透圧を有する境界条件を考慮していないため、間隙水と上部水との交換を制約させてしまい、また、その実験装置はバッチ実験に適していない。このため、河床表層材料に対してその吸着特性曲線を与えることができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性を測定する測定装置および方法を提供することにより、従来技術において河床表層材料と間隙水とが十分に作用し、および上部水と間隙水とが十分に交換する特徴を同時に満たすことができず、河床材料の下部境界浸透可能かつ浸透圧の制御可能な場合を同時にシミュレーションすることができないことを解決するとともに、任意の厚さの河床表層材料に対して吸着および脱着実験を行うことを実現できることを目的とする。具体的な技術的問題に対する説明は以下のとおりである。
【０００９】
恒温振とう機によりバッチ実験を行うことができ、土砂の吸着／脱着特性曲線を便利に与えることができるが、高周波振とうにより水と土砂とが接触し過ぎるため、水と土砂との接触面積を著しく増加させてしまい、土砂の吸着／脱着量が顕著に大きくなる。また、従来の砂柱実験は泥層の浸透性を考慮することができるが、ある砂層に対して対応する等温吸着曲線および吸着動力学曲線を作成することができず、シミュレーションされた河床材料の浸透性は重力作用での自然浸透だけであって、浸透圧を調整し制御することができない。さらに、拡散理論に基づく河川と湖沼の底質汚染物の流束の測定方法および装置は、上部水と間隙水との動的交換、底部境界の不浸透性を無視し、底質の等温吸着曲線および対応する特性パラメータを取得することができない。また、循環水槽実験は、自然条件での流体力作用により適しているが、河床材料の底部が浸透可能性、かつ一定の浸透圧を有する境界条件をほとんど考慮していないため、間隙水と上部水との交換を制約してしまい、さらに、その実験装置がバッチ実験に適しないため、河床表層材料に対してその吸着特性曲線を与えることができない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記技術的問題を解決するための本発明に係る河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置は、内側から外側へ、反応筒、上部に穴が開設された円筒である集液筒、ゴム管と蠕動ポンプにより構成された液体循環部材を含み、反応筒は集液筒の上部に開設された穴であり、反応筒の底部には穴が開設されて空中に吊り下がっているように集液筒内に位置しており、反応筒の筒壁の底部から３分の２の箇所には対称する２つの排気穴があり、反応筒の内部にはサンプルホルダおよび砂サンプルトレイが配置されている。
【００１１】
前記集液筒は、その上部に穴が開設されて反応筒を形成しており、反応筒の外壁は集液筒の内壁であり、反応筒の底部と集液筒の底部との距離は集液筒の全高の２分の１より大きく、よって、反応筒の全体積が集液筒の下部体積より小さいことを保証する。実験する際には、反応液体の全体積を反応筒の体積より小さくしなければならないが、浸透方式が自然浸透である場合、反応液体の全体積は反応筒の体積を超えることができても、集液筒の全体積より小さくならなければならない。このようにすれば、排気穴を閉じた後に反応筒内の液面が高すぎて溢れることを防止することができるだけでなく、集液筒内の液面が高すぎる際に、砂サンプルトレイを浸すことを防止することもできる。
【００１２】
前記反応筒は、集液筒の上部に開設された穴であり、その下底面に開設された穴の直径は頂面に開設された穴の直径およびサンプルホルダの底面の直径より小さく、サンプルホルダを支持するのに用いられ、かつサンプルホルダの底部に密着するように接続されており、反応筒内の液体がいずれも砂サンプルトレイの底部を介して集液筒に浸透することを実現する。
【００１３】
前記サンプルホルダはフレーム構造であり、サンプルホルダの底部には砂サンプルトレイが載置されており、底部はくりぬかれており、ナイロンロープによって編成されることができ、砂サンプルトレイを支持するのに用いられることができ、透水であるとともに砂サンプルの浸透性を変更させず、砂サンプルの他の場所への移動が便利である。サンプルホルダの底部の直径は反応筒の頂部に開設された穴の直径よりやや小さく、反応筒の底部に開設された穴の直径より大きい。
【００１４】
前記砂サンプルトレイはサンプルホルダに位置し、中空円筒であり、直径はサンプルホルダの底部の直径と同じく、実験する際に底部からプラスチック編みスリーブに被覆されており、編みスリーブの外側には輪ゴムで束ねられている。プラスチック編みスリーブは河床材料サンプルの透水性を保証することができ、河床材料の下境界の透水特性をシミュレーションすることができ、同時に河床材料を反応筒内に固定することもできる。
【００１５】
前記液体循環部材において、蠕動ポンプから突き出された２本のゴム管は、１本が集液筒の底部に接続されて、他の１本が反応筒の筒壁に接続されており、かつ筒壁に密着するように固定されており、上部反応筒内の液体は砂サンプルを介して下部集液筒内に入り、集液筒内の液体は蠕動ポンプを介して動力が提供されて上部反応筒に入ることにより、装置内の水循環を形成し、同時に河床材料が間隙水と十分に接触し、間隙水と上部水とが十分に交換されることを満たす。
【００１６】
上記のような河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置は、反応筒の側壁の排気穴の開閉および蠕動ポンプの流量を制御することにより砂サンプルの浸透速度（水溶液の循環速度）を制御することができ、河床材料の浸透圧の制御可能を実現する。
【００１７】
上記測定装置を使用して河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性を測定する方法は、
河床材料サンプルを準備し、設定された河床材料の厚さに基づき、厚さが設定された河床材料サンプルをプラスチック編みスリーブが固定された砂サンプルトレイ内に移動させ、または現場で収集した河床表層材料のサンプルを、設定された厚さに従ってプラスチック編みスリーブが固定された砂サンプルトレイ内に舗装し、砂サンプルトレイをサンプルホルダに載置し、サンプルホルダを反応筒に載置するステップ（１）と、
蠕動ポンプの流量を設定しておき、液体の河床材料サンプルを通過する浸透方式を自然浸透に選択した場合、反応筒の側壁の排気穴を開放し、蠕動ポンプの流量を自然浸透速度を取って、蠕動ポンプの流量Ｑの計算式（１）、すなわち  Ｑ＝π／４×ｄ２×υ×６０に基づいて算出し、一般的に蠕動ポンプの流量を浸透流量よりやや大きくし、反応筒内の液位（液面の高さ）が高すぎる場合、側壁の排気穴を介して集液筒内に流入し、一方で、液体の河床材料サンプルを通過する浸透方式を加速浸透（設定された浸透速度が自然浸透速度より大きい）に選択した場合、反応筒の側壁の排気穴を閉じ、集液筒内に負圧を形成させ、間隙水の浸透を加速するステップ（２）と、
準備済みの設定濃度および体積の液体を全て反応筒に加え、蠕動ポンプを起動し、実験において計時し始め、集液筒内の溶液はゴム管を介して反応筒に入り、反応筒内の溶液は砂サンプルを介して集液筒に滴下され、河床材料と循環する溶液との相互作用を形成するステップ（３）と、
一定の時間内に注射器を介して反応筒から１０ｍＬ液体を取り、０．４５μｍの親水性フィルタ膜で濾過し、該時間帯の液体濃度を測定し、初期濃度と実験終了の際の液体濃度との差で土砂の吸着／脱着量を算出し、河床材料の吸着／脱着の動力学曲線および一定の時間内の吸着／脱着量を記録し、実験終了後、砂サンプルトレイにおける河床材料を空気乾燥して計量し、河床表層材料の乾燥重量を取得し、単位質量または単位面積の河床材料の吸着／脱着量を取得し、液体濃度の変化に合わせて、河床表層材料の吸着／脱着特性を取得するステップ（４）と、を含み、
上記蠕動ポンプの流量Ｑの計算式（１）において、Ｑは蠕動ポンプの流量であり、単位はｍＬ／ｍｉｎであり、ｄは砂サンプルトレイの内径であり、単位はｃｍであり、υは浸透速度であり、単位はｃｍ／ｓであり、自然浸透速度は初歩的に５×１０−４ｃｍ／ｓに選択することができる。
【００１８】
好ましくは、上記装置をもとに、装置に間隙水リアルタイムサンプリング装置を増設することができ、採取した液体濃度は短期間に下へ浸透する間隙水濃度平均値（一般的には５〜１５分間内の平均値であり、間隙水サンプリング部材の容量の大きさおよび間隙水の下へ浸透する速度による）である。リアルタイムに取得された間隙水が下へ浸透する短期間濃度平均値により、河床材料の異なる動作状態における下へ移動した間隙水における各成分濃度の変化状況をよりよく研究し、河床材料の汚染物に対する緩衝規則を取得することができる。
【００１９】
集液筒に間隙水サンプリング部材を配置することにより、下へ移動する間隙水濃度に対するリアルタイムな測定を実現する。間隙水サンプリング部材は、間隙水サンプリング部材および間隙水サンプリング管を含む。間隙水サンプリング部材の上部容器の側壁には穴が開設されており、間隙水サンプリング管の一端はサンプリング部材の上部容器の側壁に開設された穴に係止されており、他端は反応筒側の排気穴を介して装置から突き出して、サンプリングしやすいようにしている。間隙水サンプリング部材の上部容器の側壁に開設された穴の穴径、排気穴の穴径および間隙水サンプリング管の管径の３者の大きさは一致し、加速浸透する際に集液筒内の気密性の要件を満たし、同時に間隙水サンプリング管を固定するのに便利である。
【００２０】
前記間隙水サンプリング部材の上部は広くて浅い小容量容器であり、長い中部支持ロッドおよび下部カウンターウェイト部材を介して集液筒に立ち、広くて浅い小容量容器、支持ロッドおよび下部カウンターウェイト部材は固定接続されている。広くて浅い小容量容器はサンプルトレイから直接下へ浸透する液体を収集するのに用いられ、下へ浸透する液体は広くて浅い小容量容器に溢れた後に集液筒に入る。中部支持ロッドは集液筒の上部に位置するように容器を支持するのに用いられ、集液筒の前に下へ浸透した液体と混合されることを回避する。下部カウンターウェイトは主に間隙水サンプリング部材を固定するのに用いられ、浮力作用による倒れを回避する。実験を準備する際には、間隙水をリアルタイムに収集するニーズがあるか否かに基づき、実験を始める前に間隙水サンプリング部材を集液筒に載置しまたは取り出すことができる。間隙水サンプリング部材の容量は、採取した液体がどのくらいの時間内に下へ移動した間隙水濃度平均値を決定する。時間ｔの計算式（２）はｔ＝Ｖ/Ｑであり、式（２）において、Ｖは間隙水サンプリング部材の上部が広くて浅い容器の容積であり、Ｑは装置液体循環平衡後の蠕動ポンプの流量である。
【発明の効果】
【００２１】
従来の技術に比べ、本発明の有益な効果は以下のとおりである。
本発明に係る河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置の最も顕著なメリットは、河床材料と間隙水とが十分に接触し、および上部水と間隙水とが十分に交換することを実現することができるだけでなく、河床材料の存在形態を変更させない。また、任意の厚さの河床材料、特に河床薄層材料（５ｃｍ以下）に対し実験を実施することができるとともに自然条件をシミュレーションすることができ、河床材料底部の浸透可能かつ浸透圧の制御可能な境界条件を実現し、かつ蠕動ポンプの流量および排気穴の開閉を調整することにより河床材料の自然浸透と加速浸透の切り替えを簡単に実現することができる。さらに、間隙水サンプリング部材を増設することにより、下へ移動する間隙水の短期間濃度平均値（一般的に５〜１５分間）をリアタイムに実現し、河床材料の外因性物質に作用する情報をより全面的に取得することができる。蠕動ポンプは、多重パイプの並列作業を実現することができ、本装置は構造が簡単であり、加工しやすく、砂サンプルをバッチ処理する可能性を提供し、それにより河床材料の自然特性に合う吸着動力学曲線、等温吸着曲線および吸着・脱着容量をより便利かつ迅速に取得することができる。本発明に係る装置および方法により取得された吸着特性パラメータは水質モデルのために河床材料の自然存在条件に合うより科学的で合理的なデータサポートを提供し、顕著な環境的利益がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置の構造を示す図である。
【図２】サンプルホルダおよび砂サンプルトレイの構造を示す図である。
【図３】装置本体部分の反応筒および集液筒の正面図および平面図である。
【図４】間隙水サンプリング部分を加えた装置の構造を示す図である。
【図５】間隙水サンプリング部分の構造を示す図である。
【図６】実施例１において本発明に係る測定装置により取得した単位面積の河床材料の動力学吸着曲線である。
【図７】実施例２において本発明に係る測定装置により取得した単位面積の河床材料の放出量が時間に伴って変化する曲線、および円筒柱における河床材料の静置放出過程との比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら具体的な実施形態に合わせて本発明についてさらに詳しく説明する。
図１に示すように、河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性の測定装置は、内側から外側へ、砂サンプルトレイ４、サンプルホルダ３、反応筒２、上部に穴が開設された円筒である集液筒１、ゴム管７と蠕動ポンプ８により構成された液体循環部材６を含む。反応筒２は集液筒１の上部に開設された穴であり、反応筒２の底部には穴が開設されて空中に吊り下がっているように集液筒１内に位置しており、反応筒２の筒壁の底部から３分の２の箇所には対称する２つの排気穴５がある。サンプルホルダ３は、反応筒２内に配置されており、フレーム構造で底部がくりぬかれており、かつ反応筒２の底部の開設された穴に接続されている。砂サンプルトレイ４は、サンプルホルダ３に載置されており、中空円筒であり、かつ直径がサンプルホルダ３の底部の直径と同じである。蠕動ポンプ８から突き出された２本のゴム管７は、１本が集液筒１の底部に接続されており、他の１本が反応筒２の筒壁に接続されており、かつ筒壁に密着するように固定されており、上部反応筒２内の液体は砂サンプルを介して下部集液筒１内に入り、集液筒１内の液体は蠕動ポンプ８を介して動力が提供されて上部反応筒２に入ることにより、装置内の水循環を形成する。
【００２４】
上記集液筒１は、上部に穴が開設されて反応筒２を形成しており、即ち、反応筒２の外壁は集液筒１の内壁であり、図３に示すように、反応筒２の底部と集液筒１の底部との距離は集液筒１の全高の２分の１より大きく、よって、反応筒２の全体積が集液筒１の下部体積より小さいことを保証する。実験の際には、反応液体の全体積を反応筒２の体積より小さくすることにより、排気穴を閉じた後に反応筒内の液面が高すぎて溢れることを防止することができるだけでなく、集液筒１内の液面が高すぎる際に、砂サンプルトレイ４を浸すことを防止することもできる。
【００２５】
上記反応筒２の下底面に開設された穴の直径＜サンプルホルダ３の底面の直径＜反応筒２の頂面に開設された穴の直径であり、反応筒２の底部はサンプルホルダ３を支持し、かつサンプルホルダ３の底部に密着するように接続されており、反応筒２内の液体がいずれも砂サンプルトレイ４の底部を介して集液筒１に浸透することを実現する。
【００２６】
上記サンプルホルダ３のフレーム構造は図２に示すとおりであり、主に河床材料サンプルを舗装し移動するのに用いられ、底部はくりぬかれており、ナイロンロープによって編成されることができ、砂サンプルトレイ４を支持するのに用いられ、サンプルホルダ３の底部の直径は反応筒２の頂部に開設された穴の直径よりやや小さく、反応筒２の底部に開設された穴の直径より大きい。
【００２７】
上記砂サンプルトレイ４はサンプルホルダ３に載置され、砂サンプルトレイ４は中空円筒であり、図２に示すように、その直径はサンプルホルダ３の底部の直径と同じく、実験の際に底部からプラスチック編みスリーブに被覆されなければならず、プラスチック編みスリーブは透水性が高く、緻密に編まれており、砂サンプルを流失させることがない。続いて、編みスリーブの外側には輪ゴムで束ねられており、プラスチック編みスリーブを固定するのに用いられる。続いて、サンプルトレイ４をサンプルホルダ３に載置し、河床材料サンプルを舗装し、サンプルホルダ３を介して砂サンプルトレイ４を反応筒２内に移動させる。
【００２８】
上記液体循環部材６のゴム管７は、集液筒１の底部の外向きに開設された穴にスリーブ接続されており、図３に示すように、実験する際に上部は反応筒２の側壁に密着され、液体を反応筒２の側壁に沿って注入させ、反応筒２内の液面に対する摂動を回避する。
【００２９】
実際の操作過程において、液体の砂サンプルトレイ４を通過する浸透方式を自然浸透に選択した場合、即ち、浸透速度が自然浸透速度（一般的な粘性土については５×１０−４ｃｍ／ｓを選択することができる）である場合、反応筒２の側壁の排気穴５を開放する。蠕動ポンプ８が集液筒１内から液体を抽出した後、集液筒１内部と外部との空気圧は等しく、間隙水は自重作用のもとで集液筒１に浸透し滴下する。同時に、蠕動ポンプ８の流量を設定する場合、計算式（１）により算出された浸透流量よりやや大きくし、反応筒２内の液位が高すぎる場合、側壁の排気穴５を介して集液筒１内に排出して、反応筒２内の水位を中部以上に保持することができ、河床材料サンプルの耐える水圧がほぼ変わらないように保証する。
【００３０】
実際の操作過程において、液体の砂サンプルトレイ４を通過する浸透方式を加速浸透に選択した場合、即ち、浸透速度が加速浸透速度である場合、反応筒２の側壁の排気穴５を閉じる。蠕動ポンプ８が集液筒１内から液体を抽出した後、集液筒１内の圧力強度は低下し、負圧を形成し、間隙水が負圧作用のもとで集液筒１に浸透し滴下することを加速し、蠕動ポンプ８の流量が大きいほど、集液筒１内の圧力降下は速くなり、負圧が大きいほど、形成される浸透圧は大きくなり、浸透速度も速くなり、装置自体は自律調整によりシステムを正常に動作させることができる。蠕動ポンプの浸透流量は設定された浸透速度に従って計算式（１）により算出される。具体的な実施過程において、蠕動ポンプの流量を徐々に増加させ、砂サンプルの浸透性能に従って、加速浸透速度を調整しなければならない。
【００３１】
具体的な実施例において、通常は現場で収集した河床材料の特徴に従って実験パラメータを選択し、それにより河床材料サンプルの舗装厚さ、反応液体の全体積および浸透速度を決定する。液体の浸透方式が自然浸透である場合、液体の全体積は排気穴５から反応筒２の底部までの容量（即ち、反応筒の全容積の３分の２）を超えてはならず、液体が正常に循環することができるように確保する。具体的に反応筒の寸法を設計する際に、反応筒の直径と深さとの比を出来る限り大きく取ることにより、浸透流量を増加させ、液体が装置内において一回循環するのに必要な時間を短縮させることができる。サンプルを現場で柱状サンプラにより収集した場合、柱状サンプラの寸法に基づいて装置の反応筒２、サンプルホルダ３および砂サンプルトレイ４の寸法を決定し、柱状サンプラの表層の砂サンプルを砂サンプルトレイ４に移動させ、現場の不撹乱砂の吸着／脱着の特性を取得することができる。
【００３２】
実験パラメータを選択した後、装置を使用して河床表層材料の汚染物に対する吸着／脱着特性を測定する方法は、
河床材料サンプルを準備し、設定された河床材料の厚さに基づき、厚さが設定された河床材料をプラスチック編みスリーブが固定された砂サンプルトレイ４内に移動させ、または現場で収集した河床表層材料のサンプルを設定された実験河床材料の厚さに従ってプラスチック編みスリーブが固定された砂サンプルトレイ４内に舗装し、砂サンプルトレイ４をサンプルホルダ３に載置し、サンプルホルダ３を反応筒２に載置するステップ（１）と、
蠕動ポンプ８の流量を設定しておき、液体の河床材料サンプルを通過する浸透方式を自然浸透に選択した場合、反応筒２の側壁の排気穴５を開放し、蠕動ポンプ８の流量は計算式（１）に従って自然浸透速度を取って算出し、一般的に蠕動ポンプ８の流量を浸透流量よりやや大きくし、液体の河床材料サンプルを通過する浸透方式を加速浸透に選択した場合、反応筒２の側壁の排気穴５を閉じ、蠕動ポンプ８の流量は計算式（１）に従って設定された浸透速度を取って算出し、実験を始めた後、蠕動ポンプ８の流量を予め設定した値に徐々に増加させるステップ（２）と、
実験に必要な濃度および体積の液体を準備して置き、液体を全て反応筒２に入れ、蠕動ポンプ８を起動し、実験において計時し始めるステップ（３）と、
一定の時間内に注射器を介して反応筒２から１０ｍＬ液体を取り、０．４５μｍの親水性フィルタ膜で濾過し、モリブデン−アンチモン−スカンジウムの比色法を利用して上清における溶解性リン酸塩の含有量を測定し、初期濃度と実験終了の際のリン液体濃度との差で土砂の吸着量の測定濃度とし、河床材料の吸着／脱着の動力学曲線および一定の時間内の吸着／脱着量を記録し、実験終了後、砂サンプルトレイ４における河床材料を空気乾燥して計量し、河床表層材料の乾燥重量を取得し、単位質量または単位面積の河床材料の吸着／脱着量を取得し、液体濃度の変化に合わせて、河床表層材料の吸着／脱着特性を取得するステップ（４）と、を含む。
【００３３】
好ましくは、上記装置をもとに、装置に間隙水リアルタイムサンプリング部分を増設することができ、採取した液体濃度は短期間に下へ浸透する間隙水濃度平均値（一般的に５〜１５分間内の平均値であり、間隙水サンプリング部材の上部が広くて浅い容器の容量の大きさおよび間隙水の下へ浸透する速度による）である。
【００３４】
上記間隙水リアルタイムサンプリング部分は、集液筒１に間隙水サンプリング部分を配置することにより、下へ移動する間隙水濃度に対するリアルタイムな測定を実現する。間隙水サンプリング部分は、間隙水サンプリング部材９および間隙水サンプリング管１０を含む。間隙水サンプリング部材９の上部容器の側壁には穴が開設されており、間隙水サンプリング管１０の一端は間隙水サンプリング部材９の上部容器の側壁に開設された穴に係止されており、他端は反応筒２側の排気穴５を介して装置から突き出して、サンプリングしやすいようにしている。間隙水サンプリング部材９の上部容器の側壁に開設された穴の穴径、排気穴５の穴径および間隙水サンプリング管１０の穴径の３者の大きさは一致し、加速浸透する際に集液筒１内部の気密性の要件を満たし、同時に間隙水サンプリング管１０を固定するのに便利である。
【００３５】
上記間隙水サンプリング部材９の上部は広くて浅い小容量容器であり、長い中部支持ロッドおよび下部カウンターウェイト部材を介して集液筒１に立ち、広くて浅い小容量容器、支持ロッドおよび下部カウンターウェイト部材は固定接続されている。広くて浅い小容量容器はサンプルトレイから直接下へ浸透する液体を収集するのに用いられ、下へ浸透した液体は広くて浅い小容量容器に溢れた後に集液筒１に入る。中部支持ロッドは集液筒１の上部に位置するように容器を支持するのに用いられ、集液筒１の前に下へ浸透した液体と混合することを回避する。下部カウンターウェイトは主に間隙水サンプリング部材９を固定するのに用いられ、浮力作用による倒れを回避する。実験を準備する際には、間隙水をリアルタイムに収集するニーズがあるか否かに基づき、実験を始める前に間隙水サンプリング部材９を集液筒１に載置しまたは取り出すことができる。間隙水サンプリング部材９の容量は、採取した液体がどのくらいの時間内に下へ移動した間隙水濃度平均値を表すことを決定する。時間ｔの計算式（２）はｔ＝Ｖ／Ｑであり、式（２）において、Ｖは間隙水サンプリング部材の上部容器の容積であり、Ｑは装置液体の循環平衡後の蠕動ポンプの流量である。
【００３６】
実際の操作において、間隙水サンプリング部分を増設する必要がある場合、液体を集液筒１に注入しサンプルホルダ３を反応筒２に載置する前に増設しなければならなず、かつ直接注入された液体が間隙水サンプリング部材９の上部容器に入ることを回避するように注意しなければならず、実験初期段階の下へ移動した間隙水の濃度の短期間平均値に影響を与えることを回避する。
【００３７】
バッチ恒温振とう実験は現在一般的に採用する土砂吸着特性を決定する方法であり、その水と土砂との反応空間が小さく、水と土砂とが接触し過ぎるため、得られた結果が顕著に大きくなり、多数の文献において報告されており、中国特許出願公開ＣＮ１０２５９０４７９Ａの文献における装置により提供された方法は、河床材料吸着汚染物はイオンによって拡散するしかなく、かつ厚さは５ｃｍより小さくてはならず、下層に被覆された土砂の吸着作用は極めて大きく制限され、測定結果を小さくしている。本装置により取得した土砂平衡吸着値は、ほぼ上記２つの手段により取得した測定値の間に位置し、特に微粒子土砂に対してである。
【００３８】
また、蠕動ポンプによれば、多重パイプの並列作業を実現することができ、かつ装置の構造が簡単であり、加工しやすく、砂サンプルのバッチ処理を実現でき、それにより河床材料の自然特性に合う等温吸着曲線および吸着・脱着容量をより便利かつ迅速に取得することができる。
【００３９】
（実施例１）
河床材料サンプルは淮河現場で収集した堆積物砂柱であり、その表層のシルト質河床表層材料を取って動力学吸着曲線測定および平衡吸着量の測定を行う。一般的な柱状サンプラの直径が９ｃｍまたは１２ｃｍであるため、砂サンプルトレイの直径はそれに応じて決定することができる。反応筒の直径と深さの比は出来る限り大きく取り、この実施例において選択された反応筒の直径は１３ｃｍであり、高さは９ｃｍであり、容積の３分の２は０．８Ｌであり、筒壁の排気穴の直径は１．５ｃｍであり、集液筒の直径は１７ｃｍであり、集液筒の底部から反応筒の底部までの距離は１０ｃｍであり、砂サンプルトレイの直径は１２ｃｍ（柱状サンプラの直径と同じである）である。砂サンプルの中央粒径は６０μｍであり、実験における砂サンプルの厚さは２ｃｍを取り、吸着対象溶質をオルトリン酸塩に選択し、濃度は２ｍｇ／Ｌであり、体積は２Ｌであり、反応筒の容積の３分の２より多い部分は排気穴により集液筒に流し、サンプル河床材料の浸透方法は自然浸透に選択する。具体的な実施ステップは以下のとおりである。
【００４０】
（ステップ１）
河床材料サンプルを準備し、表層２ｃｍ以内の現場で収集した堆積柱をプラスチック編みスリーブが固定された砂サンプルトレイ内に直接移動させ、砂サンプルトレイをサンプルホルダに載置し、サンプルホルダを反応筒に載置する。
【００４１】
（ステップ２）
計算式（１）により算出された蠕動ポンプの流量は３．３９ｍＬ／ｍｉｎであり、該計算式により算出された結果よりやや大きい３．５ｍＬ／ｍｉｎを取る。液体の河床材料サンプルを通過する浸透方式を自然浸透に選択したため、反応筒の側壁の排気穴を開放する。
【００４２】
（ステップ３）
２Ｌの濃度が２ｍｇ／Ｌであるリン酸塩溶液を反応筒に入れ、蠕動ポンプを起動し、実験において計時し始める際、集液筒内の溶液はゴム管を介して反応筒に入り、反応筒内の溶液は砂サンプルを介して集液筒に滴下され、河床材料と循環した溶液との相互作用を形成する。
【００４３】
（ステップ４）
４ｈごとに注射器を介して反応筒から１０ｍＬ液体を取り、０．４５μｍの親水性フィルタ膜で濾過し、モリブデン−アンチモン−スカンジウムの比色法を利用して上清におけるリン酸塩の含有量を測定し、液体の濃度が変わらないようになるまで、該時点の水液体中のリン濃度を測定し、７２時間後、実験が終了し、砂サンプルトレイにおける河床材料を空気乾燥して計量し、取得した河床材料の乾燥重量は２１５．４ｇである。反応筒内の異なる時点と初期時点とのリン液体の濃度差を該時点の土砂吸着量とする場合、単位面積の河床材料のリン吸着量が時間に伴って変化する動力学吸着曲線を作成することができ、初期濃度と実験終了時とのリン液体濃度の差を河床材料の吸着量として、該濃度での単位面積の河床材料の吸着量を取得することができる。単位面積の河床材料の吸着曲線は図４に示す通りであり、平衡吸着量は３５８ｍｇＰ／ｍ２であり、換算された単位質量の土砂吸着量は１８．７ｍｇＰ／ｋｇである。
【００４４】
同じ動作状態で、バッチ恒温振とう実験法および中国特許出願公開ＣＮ１０２５９０４７９Ａ文献における装置により提供された方法により測定された土砂平衡吸着量を、本装置の測定結果と比較する。恒温振とう実験（土砂濃度を１０ｇ／Ｌに選択し、リン溶液の濃度は２ｍｇ／Ｌである）により取得した単位質量の河床材料の吸着量は８１．３ｍｇＰ／ｋｇであり、本装置により測定された結果より遥かに大きく、中国特許出願公開ＣＮ１０２５９０４７９Ａ文献における装置により提供された方法（河床材料の厚さは５ｃｍであり、直径は１２ｃｍであり、乾燥重量は５３２ｇであり、りん溶液５Ｌである）により取得した単位質量の河床材料のリン吸着量は１０．６ｍｇＰ／ｋｇであり、本装置により測定した結果より遥かに低い。本装置により測定した結果は２つの装置の間に位置し、河床材料の吸着／脱着量が大き過ぎまたは小さ過ぎる問題を回避する。
【００４５】
等温吸着曲線を作成しなければならない場合、砂サンプルトレイの直径を小さく設計しなければならず、一括的に砂を舗装しやすくするため、蠕動ポンプは複数通路の蠕動ポンプを採用することができ、異なる液体濃度で吸着実験を行い、平衡吸着量を取得し、等温吸着曲線を作成し、等温吸着モデルを利用して吸着特性パラメータを算出する。
【００４６】
河床材料脱着実験に対して、液体濃度を零または極低濃度に設定することができ、異なる時間で液体濃度の変化を測定し、河床材料の脱着量を算出する。
【００４７】
（実施例２）
河床材料サンプルは淮河現場で収集した堆積物砂柱であり、その表層のシルト質河床浅表層材料を取って加速浸透のリン脱着実験を行う。この実施例において選択された反応筒の直径は９．５ｃｍであり、高さは１０ｃｍであり、筒壁の排気穴の中心点の筒頂からの距離は３ｃｍであり、排気穴の直径は０．５ｃｍであり、集液筒の直径は１２ｃｍであり、集液筒の底部から反応筒の底部までの距離は１０ｃｍであり、砂サンプルトレイの内径は９ｃｍ（柱状サンプラの直径と同じである）であり、間隙水サンプリング部材は広くて浅い円盤、長い支持ロッドおよび中実円柱カウンタウェイトであり、間隙水サンプリングトレイの直径は８ｃｍであり、高さは１ｃｍであり、側壁サンプリング穴の直径は０．５ｃｍであり、容積は５０ｍｌであり、間隙水サンプリング管の外径は０．５ｍｍであり、一側の排気穴から突き出すことができ、かつ容器の気密性を保持する。砂サンプルの中央粒径は１５．６μｍであり、実験における砂サンプルの厚さは８ｍｍを取る。河床浅表層材料のリン含有量が最も高いため、該厚さを取って実験する。実験液体は脱イオン水であり、間隙水サンプリング部材が占める溶液体積を考慮し、同時に集液筒の側壁に開設された穴が水に浸すことを保証し、水循環を保証しなければならないため、液体体積を０．８Ｌに選択する。サンプル河床材料の浸透方式を加速浸透に選択し、加速浸透の流量を５ｍｌ／ｍｉｎに設定し、反応筒側の排気穴はゴム栓で塞ぎ、他側は間隙水サンプリング管を通過するように放置する。具体的な実施ステップは以下のとおりである。
【００４８】
（ステップ１）
装置を準備し、間隙水サンプリング部材を集液筒に載置し、間隙水サンプリング管の一端をサンプリングトレイの側壁に開設された穴に係止させ、他端を反応筒側の排気穴を介して装置から突き出して、サンプリングしやすいようにし、ゴム管を利用して蠕動ポンプを装置に接続させ、０．４Ｌ水を集液筒（間隙水サンプリングトレイを避けるように注意する）に直接加える。
【００４９】
（ステップ２）
河床材料サンプルを準備し、９ｃｍのサンプリングリンクを利用して表層８ｃｍ以内の現場で収集した堆積柱を取得し、プラスチック編みスリーブが固定された砂サンプルトレイ内に直接移動させ（泥層が薄いため、微粒子が間隙水と共に流失することを回避するために、プラスチック編みスリーブの上部に０．８μｍフィルタ膜を載置することができる）、砂サンプルトレイをサンプルホルダに載置し、サンプルホルダを反応筒に載置する。
【００５０】
（ステップ３）
浸透流量の計算式により算出されたサンプル河床材料の自然浸透の流量は約２ｍＬ／ｍｉｎであり、液体の河床材料サンプルを通過する浸透方式を加速浸透に選択し、浸透流量を５ｍＬ／ｍｉｎに設置するため、蠕動ポンプの流量を５ｍＬ／ｍｉｎに設置し、反応筒の他側の排気穴を閉じる。
【００５１】
（ステップ４）
残された０．４Ｌの脱イオン水を反応筒に入れ、蠕動ポンプを起動し、実験において計時し始め、集液筒内の溶液はゴム管を介して反応筒に入り、反応筒内の溶液は砂サンプルを介して集液筒に滴下され、河床材料と循環した溶液との相互作用を形成する。
【００５２】
（ステップ５）
０．２５、２４、４８および７２ｈでそれぞれ注射器を間隙水サンプリング管に挿入し２５ｍＬの間隙水サンプル（濃度が低いため、サンプルのサンプリング量が大きい）を抽出し、該サンプルはサンプリングする前の１０ｍｉｎ内の間隙水濃度平均値を表す。抽出した溶液を０．４５μｍの親水性フィルタ膜で濾過し、モリブデン−アンチモン−スカンジウムの比色法を利用して上清におけるリン酸塩の含有量を測定し、該時点の水溶液中のリン濃度を測定する。９６ｈおよび１２０ｈの際に、それぞれ注射器で各２５ｍＬの反応筒内の上部水液体および間隙水サンプリングトレイにおける液体を抽出し、両者の濃度を比較することにより河床材料のりん濃度緩衝に関する作用を取得する。
【００５３】
実験終了後、砂サンプルトレイにおける河床材料を空気乾燥して計量し、取得した河床材料の乾燥重量は４７．３ｇである。異なる時点の間隙水濃度変化と最後の２つの時点の上部水の変化により、河床材料と脱イオン純水とが作用した後のリン放出曲線を初歩的に取得することができ、初期濃度と実験終了時の上部水のリン液体の濃度との差を河床材料の脱着量として、該濃度での単位面積の河床材料の脱着量を取得することができる。単位面積の河床材料の脱着量の時間に伴う変化は図７に示す通りであり、実験終了時の脱着量は１１．３ｍｇＰ／ｍ２であり、換算された単位質量の土砂脱着量は１．５２ｍｇＰ／ｋｇである。
【００５４】
同じ動作状態で、内径が９ｃｍである円柱筒において上記動作状態の設置と同じである実験を行い、同じ厚さが８ｍｍである河床表層材料および０．８Ｌの脱イオン水と、本装置により測定された結果とを比較する。比較結果は図７に示す通りであり、円柱筒における河床材料は常に放出状態であり、取得した単位質量の河床材料の脱着量は２．９６Ｐ／ｋｇであり、本発明の装置により測定された結果の２倍に近い。本装置により取得した河床材料吸着特徴は、まず放出することであり、液体の濃度が高い場合、河床材料は吸着に変わり、動的な吸着および脱着過程である。そのため、本発明の装置により土砂の吸着および脱着のより多くの特徴を取得することができ、それにより自然河川における河床材料の様々な汚染物に対する緩衝作用機序を取得する。
【００５５】
本発明に関わる説明されていない部分は従来の技術と同じくまたは従来の技術を採用して実現される。
【００５６】
以上の実施例は本発明の技術的思想を説明するためのものに過ぎず、それにより本発明を限定することができず、本発明により提出された技術的思想であれば、技術的解決手段をもとに行われたあらゆる変更はいずれも本発明の保護範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１  集液筒、
２  反応筒、
３  サンプルホルダ、
４  砂サンプルトレイ、
５  排気穴、
６  溶液循環部材、
７  ゴム管、
８  蠕動ポンプ、
９  間隙水サンプリング部材、
１０  間隙水サンプリング管。
【図１】
2019522773.tif 000003
【図２】
2019522773.tif 000004
【図３】
2019522773.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019522773.tif 000007
【図６】
2019522773.tif 000008
【図７】
2019522773.tif 000009
【国際調査報告】
2019522773.tif 000010
2019522773.tif 000011
2019522773.tif 000012
2019522773.tif 000013
2019522773.tif 000014
2019522773.tif 000015