特別研究

〔目　的〕
　廃棄物は人間活動の増大・物質文明の発達に伴い，発生量が増大するとともにそこに含まれている化学物質についても多様な広がりを見せており，今後の人間活動の根幹に係る緊急かつ重大な環境問題となっている。廃棄物の焼却処理については，対策技術の進歩により解決の糸口が見えつつある。一方，廃棄物の埋立処分については浸出水中に含まれる化学物質や大気中に揮散していく化学物質についての実態は明らかにされたが，それらの化学物質がどのような機構で溶出あるいは生成しているのか，生物への影響がどの程度であるのか，という点についてはほとんど不明である。本特別研究では埋立処分に的を絞り，埋立廃棄物に含有される化学物質と浸出水に溶出してくる化学物質を調べて，埋立地での化学物質の挙動を解明するとともに，埋立地からの浸出水が生物に与える影響を明らかにするための手法を開発する。

〔内　容〕
　生態系に影響を与える可能性の高い有害化学物質が廃棄物中にもともと含まれていたものか，化学的あるいは生物的作用で新たに生成したのかを明らかにし，今後の廃棄物処分のあり方を検討するために，以下の３課題で研究を実施した。
課題１　埋立廃棄物中の有害化学物質の簡易モニタリング法の開発
　環境汚染につながる恐れのある有機成分を対象として，　１）廃棄物から加熱気化する物質をGC/MSで分析し，同定・簡易定量できるシステムを開発する。２）マイクロ波加熱による迅速抽出法およびGC/MSによる簡易分析法を用いて廃棄物中に含有される有害化学物質の存在の有無と濃度レベルの把握を行う。
課題２　埋立地における有害化学物質の挙動解明に関する研究
　廃棄物埋立地浸出水中から高濃度あるいは高頻度で検出される化学物質を中心に研究を進める。１）ホウ素の起源ならびに排出・溶出挙動を明らかにし，今後の廃棄物埋立処分における汚染防止対策を検討する。２）有機リン酸トリエステルなどのプラスチック添加物，１，４-ジオキサン，アルキルフェノールやビスフェノールＡなどを中心に，これらの起源・生成機構・溶出挙動を明らかにする。
課題３　埋立処分に起因する有害化学物質の生物影響評価に関する研究
　廃棄物埋立処分場の浸出水中に存在する化学物質の生物影響を調べるために，１）浸出水の細胞毒性，遺伝毒性を簡便に検出する手法の開発を行う。２）いろいろな浸出水の細胞毒性，遺伝毒性を測定して，浸出水中の化学物質や浸出水の性状と毒性の関係を明らかにする。

〔成　果〕
（１）埋立廃棄物中の有害化学物質に係る簡易モニタリング法の開発
　焼却飛灰中のクロロベンゼン類を効率良く抽出するために，マイクロ波加速抽出法（MAE），ソックスレー抽出，超音波抽出の比較検討を行った。異性体全部について，MAEが他の抽出法よりも優れていることがわかった。

（２）廃棄物等から発生する揮発性有機化合物類の分析法の開発
　廃棄物から揮散する化合物を迅速に分析する方法のひとつとして，水分を含む試料の処理法を開発した。水分を含む焼却灰を加熱して気化した化合物を固相マイクロ抽出ファイバーに吸着させた後，GC/MSで分析した。この方法ではかなり高沸点の物質まで分析できることが判明した。この方法で焼却灰中から各種塩素系有機物や１，４-ジオキサンを検出した。

（３）ホウ素の起源と溶出実態調査
　産業廃棄物埋立処分場４８カ所の浸出水中のホウ素濃度と埋立廃棄物の種類との関連を統計解析し，ホウ素の起源を推定した。結果は，�@浸出水中のホウ素濃度は安定型（中央値０．２１mg/l）は低く，管理型（中央値１．３５mg/l）は高かった。�A浸出水のホウ素濃度は，燃え殻・ばいじん・鉱滓を埋め立てた処分場で有意に高く，廃プラスチック・ゴム屑・金属屑・ガラス陶磁器類・建築廃材など他の分類の廃棄物とは相関がなかった。�B重回帰分析の結果，安定型処分場のホウ素濃度は廃プラスチックの埋め立て，管理型の場合は鉱滓，安定型と管理型のデータを合わせた場合は燃え殻がホウ素濃度を高くする要因であった。
　各種の廃棄物処理施設で採取した廃棄物試料（n＝９９）のホウ素含有量を中性子即発γ線分析法（PGA，検出下限１〜６mg/kg），アルカリ熔融−ICP法（検出下限３０mg/kg）により，また溶出量を環境庁告示４６号−ICP法（検出下限０．００５〜０．０５mg/l）で測定した結果，以下のことがわかった。�@含有量については，燃え殻・鉱滓・ばいじん・ガラス陶磁器屑などで高く，プラスチックでは一例（強化プラスチック，２４００mg/kg）を除いて低かった。�A溶出量の中央値は０．０９mg/lであり，実際の埋立処分場浸出水のホウ素濃度に比べて低かった。�B含有量と溶出量には有意の相関関係がなかった。

（４）焼却灰中における有害化学物質の挙動
　焼却灰が強アルカリであるため，プラスチックの分子がこわれたり，添加物が分解したりすることが予想され，実験室実験で確認した。
　浸出水中から高濃度で検出されるビスフェノールＡが埋め立てられたポリカーボネートの分解で生じた可能性があるため，確認実験を行った。ポリカーボネート（短冊状）をアルカリ性浸出水に浸して５０℃，８０℃，１１０℃で６時間加熱したとき，ポリカーボネートが壊れて遊離したビスフェノールＡを測定した。その結果，pHが高いほど，また温度が高いほど，遊離したビスフェノールＡが多く検出された。ポリカーボネートが単に熱や紫外線で分解したときに生じるビスフェノールＡよりも数千倍から数十万倍も多い量であった。
　焼却主灰２００g（pH１１〜１２）を充てんしたガラス管に各種有機物を含有する水溶液１００mlを通し，次に純水を通して有機成分の溶出状況を調べた。有機リン酸エステルについては，リン酸トリス（２-ブトキシエチル）は数％〜１０％が，リン酸トリス（２-クロロエチル）は約７０％が，リン酸トリスジクロロプロピルは約８０％が，リン酸トリブチル，リン酸トリフェニルは完全に加水分解された。これらの結果はモデル埋め立て実験の結果をよく説明している。フタル酸エステル類はいずれも焼却灰によってほぼ完全に加水分解されてしまうことがわかった。現在，加水分解で生成するフタル酸を検出する実験を行っている。

（５）焼却灰中のダイオキシン類の浸出水への溶出
　実炉から採取した焼却飛灰および主灰をプラスチック製円筒に湿式充てんし，蒸留水をゆっくり通水した。得られた溶出液中のダイオキシンをJIS法で分析した。飛灰及び主灰からダイオキシン類の溶出が確認されたが，溶出挙動には違いがあった。飛灰からは最初の十数日の間，ダイオキシン類が溶出し，その後はほとんど溶出しなくなった。一方，主灰からは濃度の大きな変動もなく，ずっと溶出が持続した。飛灰と主灰の溶出液中のダイオキシン類同族体組成に差が見られた。主灰溶出液中ではOCDDの割合が高かったが，飛灰溶出液中では，HxCDD，HpCDD，HpCDFが高い傾向にあった。

（６）埋立処分に起因する有害化学物質の生物影響評価に関する研究
　産業廃棄物処分場や一般廃棄物処分場から排出される水の毒性モニタリング手法を確立する目的で，浸出水（産廃処分場１１試料，一廃処分場１７試料）及び処理水（産廃処分場１１試料，一廃処分場１４試料）を採取して，発光細菌を用いた急性毒性試験（マイクロトックス試験），発光細菌遺伝毒性試験（MBG試験），さらには酵母を用いたエストロゲンアッセイによる検出を試みた。MBG試験による遺伝毒性のモニタリングにおいて，産廃処分場浸出水は９１％が陽性を示し，処理水でも９１％が陽性であった。一方，一廃処分場浸出水は５３％が陽性を示し，処理水は５７％が陽性であった。酵母エストロゲンアッセイにおいて，産廃処分場浸出水の７３％の試料からエストロゲン活性が検出され，処理水の５５％から活性が認められた。また，一廃処分場浸出水は１５％から，処理水は１４％からエストロゲン活性が認められた。急性毒性の指標であるマイクロトックス試験では，産廃処分場の毒性は一廃処分場に比べて強い傾向が認められた。
〔発　表〕B-６４，１１３，１１４，１１７，１１８，D-１６〜１８，b-２６４，２６８，２７１，d-３０