廃棄物等の溶出試験と特性評価

2015/9/3
全国環境研協議会併設集会（第26回廃棄物）
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廃棄物等の溶出試験と特性評価
宮脇健太郎（明星大学）
2015/9/3
全国環境研協議会併設集会（第26回廃棄物）
報告内容
• 特性評価のための溶出試験（概要）
• 溶出試験の目的
• 特性評価に用いる試験群（例）
• 廃棄物資源循環学会規格
• 研究事例
• フェロシルト（再生製品汚染事例）
• 乾湿繰り返し試験（環境暴露促進試験）＋各種溶出試験
• 不燃破砕残渣（埋立時の環境負荷、粒状材としての資源化）
• 粒径別評価（溶出試験、ｐH依存性）
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2015/9/3
全国環境研協議会併設集会（第26回廃棄物）
特性評価のための溶出試験（概要）
• 溶出試験の目的
• 判定
• 産業廃棄物の埋立処分に係る判定基準（廃棄物処理法）
• 産業廃棄物、飛灰処理物
• 土壌環境基準（環境基本法）
• 土壌溶出量基準、土壌含有量基準（土壌汚染対策法）
• スラグ
• 特性評価
• 廃棄物の環境負荷定量化（主に埋立時）
• 再生製品の環境安全性確認など
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特性評価に用いる試験群（例）
• バッチ溶出試験
• 環告13号（埋立判定基準）
• 環告46号(土壌環境基準）・環告18号（土壌溶出量・指定基準）
• 環告19号（土壌含有量・指定基準）
• スラグJIS（K0058-1）
• pH依存性試験（連続調整、初期添加）
• アベイラビリティー試験（酸性＋中性条件での溶出総和、アルカリ性検
討）
• TCLP他（海外）
• タンクリーチング試験
• カラム試験・ライシメーター
• 乾湿繰り返し試験（上記試験群との組み合わせ）
• など
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廃棄物資源循環学会規格
• 廃棄物試験・検査法研究部会HPで公開
• JSMCWM-0101再生製品等に含まれる無機物質を対象とする酸性
•
•
•
•
およびアルカリ性環境における最大溶出可能量試験方法（環境最
大溶出可能量試験）原案
JSMCWM-TS0102再生製品等に含まれる無機物質を対象とする連
続調整方式によるpH依存性試験方法（連続調整式pH依存性試験）
原案
JSMCWM-TS0103再生製品等に含まれる無機物質を対象とする試
薬初期添加方式によるpH依存性試験方法（初期添加式pH依存性
試験）草案
0104再生製品等に含まれる無機物質を対象とする上向流カラム通
水試験方法（上向流カラム通水試験）私案
0105再生製品等に含まれる無機物質を対象とするシリアルバッチ
試験方法（シリアルバッチ試験）私案
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研究事例：フェロシルト（再生製品汚染）
第17回廃棄物学会研究発表会(2006)などで報告
• 背景
• リサイクル製品認定制度（三重県）の認定製品
• 認定製品使用場所から六価クロムが検出
• フェロシルト
• 主成分：酸化鉄（Fe2O3)、石膏（CaSO4・2H2O)、シルト、粘土質（土粒子
密度・高い）、土地造成時の埋め戻し材
• 原料：使用済み硫酸、炭酸カルシウム中和
溶解
各種処理
酸化チタン
チタン鉱石硫酸
使用済み硫酸
中和
ボード用石膏
セメント用石膏
未反応物（産業廃棄物）
フェロシルト
第17回廃棄物学会研究発表会
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乾湿繰り返し試験（環境暴露促進試験）
• 自然状態降雨・晴天の繰り返しによる湿潤乾燥
• 試料30g、105℃24時間乾燥後，元の重量まで加水し，2日間
室温、静置（20回繰り返し）
• 加水溶媒純水(pH6.0)、雨水(pH5.0)
湿潤
乾燥
加水
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第17回廃棄物学会研究発表会
溶出試験（環告46号）
8
Cr(VI)　(mg/L)
7.5
ｐH
7
6.5
6
純水
雨水
5.5
5
0
5
10
15
乾湿繰り返し回数
16
14
12
10
8
6
4
2
0
純水
雨水
0
20
5
10
15
乾湿繰り返し回数
20
500
Eh (mv)
400
初期
３
300
５
200
100
純水
雨水
0
0
5
10
15
乾湿繰り返し回数
１
20
０
１
３
５
１０
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第17回廃棄物学会研究発表会
土壌含有量試験（環告19号）
表2　土壌含有量試験（環境省告示19号）
pH
EC(m/s) ORP(mv) Cｒ(VI）(mg/kg)
0回（乾燥なし）
7.76
0.372
380
0
1回（乾燥あり）
7.74
0.416
320
194
表3　土壌含有量試験結果（環境省告示19号，１M-HCl溶媒）
Al
T-Cr
Mn
Fe
0回(乾燥なし）
2650
677
6000
76000
1回(乾燥あり）
2200
597
3800
50700
含有量（硝酸分解）
Al
5230
Mn
13900
Cr
1160
Ni
41
Fe
183000
(Unit:mg/kg)
Zn
Pb
1510
30
mg/kg
Ni
22
18
Zn
500
367
Pb
13
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第17回廃棄物学会研究発表会
ｐH依存性試験
• 試料３０ｇ＋純水３００ｍL （L/S10）
• 撹拌時間６ｈ、ろ過0.45μｍ
• 固定ｐH：４，６，８，１０，１２
• （ｐHコントローラー）
• 調整試薬：HNO3、NaOH
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第17回廃棄物学会研究発表会
ｐH依存性試験
100.00
Cr(VI) (mg/L)
0回
乾燥なし
1回
乾燥あり
10.00
0回
乾燥なし
1.00
pH 4
0.10
0.01
3
5
7
pH
9
11
13
1回
乾燥あり
6
8
10
12
H18.11.20
第17回廃棄物学会研究発表会有害廃棄物研究部会・廃棄
物試験検査法部会共催企画小集会
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六価クロムの場合(フェロシルト）
• クロムの存在状態
1.5
Ｃｒ（ＩＩＩ）、Ｃｒ（ＶＩ）
Cr2O72-
1.0
CrO42-
Ｃｒ（ＩＩＩ）で安定、
Ｃｒの酸化について
も報告あり
Eh (V)
• 自然界では
0.5
0
-0.5
-1.0
Cr（OH)2+
フェロシルト
Cr3+
Cr（OH)３
Cr2+
2
4
6
8
pH
10 12
H18.11.20
第17回廃棄物学会研究発表会有害廃棄物研究部会・廃棄
物試験検査法部会共催企画小集会
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試験法から見た問題点(再生製品フェロシルト）
• 製造時
• わずかなｐＨの差によりＣｒ（ＶＩ）生成、場合により環告46号試験で基準
を超過
• 品質管理上、年1回の検査では？
• 施工時
• 現地調査表層で六価クロムが高い傾向（？）
• 表層湿潤乾燥が繰り返される →Ｃｒ酸化？
• 製造時に問題ない場合についても、使用条件による影響がある。再生
製品について特性化試験などが場合により必要
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研究事例：不燃破砕残渣（資源化）
• 背景
第26回廃棄物学会研究発表会(2015)で報告
本日のポスター
• 最終処分場問題は、長年の懸案事項である。また、処分され
る廃棄物の6割は焼却残渣となり、2割は、資源化残渣、不燃
ごみ・粗大ごみ処理残渣（不燃破砕残渣）などが占める。
• 埋立量削減のため、いずれの埋立物も資源化の検討が必要
→粒状建設資材の原材料？
陶磁器
紙くず
軟質プラ
木片
石
スチック
0.0%
0.4%
硬質プラス
チック
0.6%
ガラス(緑)
10.5%
ガラス(有
色)
11.4%
0.3%
アルミ
0.5%
0.0%
0.1%
その他
0.1%
ガラス(茶)
19.2%
ガラス(無
色)
56.8%
H26 6月
2～16mm
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特性評価
• 溶出試験（環告46号準拠）
• L/S10、6時間振とう、0.45umメンブレンフィルターろ過
•
（粒径区分0.5mm以下、0.5～1mm、1～2mm）
• pH依存性試験(初期添加式：廃棄物資源循環学会草案
JSMCWM-TS0103) ： pH4、pH6、pH8、pH10、pH12（予
備試験で、硝酸、水酸化ナトリウム添加量を調整）
• L/S10、48時間振とう、0.45umメンブレンフィルターろ過
• （粒径区分0.5mm以下、0.5～1mm、1～2mm）
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溶出試験（環告46号準拠）
Pb
Sb
60
50
Sb濃度(µg/L)
Pb濃度(µg/L)
40
30
20
10
0
0.5mm① 0.5mm② 0.5-1mm①0.5-1mm② 1-2mm① 1-2mm②
0.5mm以下
0.5-1mm
1-2mm
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0.5mm① 0.5mm② 0.5-1mm①0.5-1mm② 1-2mm① 1-2mm②
0.5mm以下
0.5-1mm
1-2mm
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pH依存性試験（Pb)
0.5mm以下
0.5-1mm
60
40
35
50
40
濃度(μg/ L)
濃度(μg/ L)
30
①
30
②
20
添加無
①
25
②
20
添加無
15
10
10
5
0
0
2
4
6
8
pH
10
12
14
2
4
6
8
pH
10
12
14
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試験法から見た評価例（不燃破砕残渣）
• 溶出試験では、0.5mm以上の粒径区分について土壌環境基
準をほぼ満足
• 0.5mm以下の粒径では一部土壌環境基準を超過する元素も
存在
• pH依存性試験を行ったところ、金属種により挙動は異なった。
なお、pHの影響は限定的と考えられた。
• 本施設の不燃破砕残渣0.5mm以上の粒径区分では、再生材
原料への可能性

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