政策対応型調査研究への助言（平成14年4月）
循環型社会形成推進・廃棄物管理に関する調査・研究
- 更新日：2003年6月30日
1）研究全体の概要
資源が有効に利用され、廃棄が少なく、環境への負荷が可能な限り低減される循環型社会への転換を図り、持続可能な世界の姿を描くことが極めて重要な課題となっていることに鑑み、生産から流通、消費、廃棄の過程に至るまで物質の効率的な利用やリサイクルを進めるための戦略的な物質循環政策、循環型社会の基盤を支える資源化・処理処分技術システム、検知・監視システムに関する研究・開発を推進する。具体的なテーマとして、以下の４課題に取り組む。
サブテーマ１：循環型社会への転換策の支援のための評価手法開発と基盤システム整備に関する研究
サブテーマ２：廃棄物の循環資源化技術、適正処理・処分技術及びシステムに関する研究
サブテーマ３：資源循環・廃棄物管理システムに対応した総合リスク制御手法の開発に関する研究
サブテーマ４：液状廃棄物の環境低負荷・資源循環型環境改善技術システムの開発に関する研究
2）研究期間
平成13〜17年度（5年間）
3）平成１３年度研究予算額
約588百万円
4）研究全体に関する評価結果の概要
広範囲な研究課題を取扱っているため焦点が不明瞭になっている、４つのサブテーマの統合化が必要ではないかという指摘を受けた。
5)対処方針
多くのサブトピックにおいて、新機軸を主張できるような問題設定、態勢づくりを心掛ける。統合化研究については、政策反映の必要性からみて重要なテーマについて取り組みを進める。
（１）循環型社会への転換策の支援のための評価手法開発と基盤システム整備に関する研究
1）研究目的と概要
物質のフローを経済統計と整合的に記述・分析し、循環の度合いを表現する手法、資源の循環利用促進による環境負荷の低減効果を総合的に評価する手法、地域特性にあった循環システムの構築を支援する手法、および循環資源利用製品の安全性を評価する手法を開発し、これらを諸施策の立案・実施・達成状況評価の場に提供することにより、さまざまな主体による効果的な「循環」の実践の促進に貢献することを目指す。
2）平成13年度研究成果の概要
- 産業連関表と連動したマテリアルフロー分析手法の確立
金額・物量併記の産業連関分析モデルの設計、物量単位の投入産出表における循環資源関連部門の細分化を行った。また、これらを用いた実証分析のため、諸統計・調査資料をもとに廃棄物の処理・処分・再利用に関する物量フローの集計を行った。 - ライフサイクル的視点を考慮した資源循環促進策の評価
リサイクル技術のLCAに必要となるインベントリやプロセスツリーなどの基礎情報の収集、一般廃棄物の処理・処分のLCA手法の改良、本分野に関連するLCAの研究事例の収集と課題の再検討を行った。製品の買い替え・廃棄に関する意識調査を行った。 - 循環システムの地域適合性診断手法の構築
事例調査対象地域（埼玉県）における産業・経済構造や、建材・建設解体廃棄物のマテリアルフローを作成した。資源循環システムの地域適合性を診断する手法の開発に着手した。循環資源の選別・精製技術を調べ、その性能や適性を整理、評価した。 - リサイクル製品の安全性評価及び有効利用
溶融スラグなどについて、利用実態調査、溶出成分の基礎的実験、国内外の環境安全管理の方法の比較を行った。製品中の有害物質の安全性評価に関する測定法の開発に着手した。炭化物ボードが室内の有害物質の低減化に資することを確認した。
3）今後の課題、展望
- 循環資源関連部門の金銭・物量フローの表現方法の改良、循環資源の発生・処理・処分・再利用に関するフローの全体像の把握および主要消費財と主要物質に着目したより詳細な事例分析、マテリアルフローの把握に基づく「循環の指標」の開発を進める。
- 循環資源の利用促進策の環境負荷の低減効果を、LCAの考え方を適用して、総合的に評価する手法を開発する。容器等の消費財に着目した事例研究を行うとともに、本分野に固有の環境影響評価手法の検討、LCAを活用した情報コミュニケーション手法の検討に着手する。
- 資源循環システムの地域適合性評価のため、統合型地域循環診断システムを関係主体と協力して開発する。事例研究対象地域における建設解体廃棄物の循環、廃プラスチックの発生特性、構成成分、再生品需要、処理・資源化技術の性能や適性を調査する。
- 都市ごみ溶融スラグ、焼却灰、建設廃材などを利用したリサイクル製品の用途を踏まえた溶出試験法、含有成分測定法、安全性試験法について検討し、国際的調和を念頭におきつつ、公定法、ISO・JISなどにおける標準化のための基礎資料を提供する。
4）評価結果の概要
経済的誘因のあり方を変え社会経済システムを変革するための研究の充実、ベネフィット評価の取り込みや埋立処分の適正管理の評価項目への反映によるLCA評価の充実等を行うべきではないかとの指摘を受けた。
5）対処方針
経済的誘導策など、社会経済システム変革の具体的手段に関する研究については、本課題と関連する分野の他の課題も含めた研究体制の充実に努める。ベネフィット評価をLCA自身に取り入れることの適否を見極めつつ、狭義の環境面だけでなく、コスト・ベネフィット全般を視野に入れた資源循環促進策の評価に、地域における事例研究等を通じて着手する。埋立処分に伴う環境リスクの評価等の研究と、資源循環のLCA評価に関する研究との間の連携・整合性に留意し、主要材料や主要製品を対象とした事例研究の中で、リサイクルと埋立処分等の得失を比較する際に反映させる。
（２）廃棄物の循環資源化技術、適正処理・処分技術及びシステムに関する研究
1）研究目的と概要
資源の循環及び廃棄物の適正処理・処分のための技術・システムおよびその評価手法を開発し、循環型社会の基盤となる技術・システムの確立に資することを目的として、熱的処理システムの循環型社会への適合性評価手法の開発、最終処分場用地確保と容量増加に必要な技術・システムの開発、海面最終処分場のリスクや環境影響のキャラクタライゼーション、処分場の安定度や不適正サイトの修復必要性を診断する指標やそれらを促進・改善する技術の評価手法の開発、有機性廃棄物に関する発生構造・需給要件及び物質フローの把握と循環資源化要素技術及びシステム評価手法の開発を行う。
2）平成13年度研究成果の概要
- 循環・廃棄過程における環境負荷の低減技術開発
有害物質挙動予測のための物理化学的パラメータを推算・測定する手法を開発し、新たな実験装置を作成した。ダイオキシン類へのUNIFACモデル適用の有効性を示した。循環資源化のための高度分離・抽出等の単位操作技術を調査し、特性を評価した。 - 最終処分場容量増加技術の開発と適地選定手法の確立
海面最終処分場の適正立地のための環境負荷及びその低減技術に関して評価を行ない、海面最終処分場のコストが陸上に比較して安価なこと、遮水護岸工等によりエネルギーや二酸化炭素排出量が多くなること等を明らかにした。 - 最終処分場安定化促進・リスク削減技術の開発と評価手法の確立
廃棄物の硫化水素発生ポテンシャルの簡便な測定手法を開発した。埋立地表面ガスフラックスの迅速推定手法を開発した。処分場に特異的な外来植物種の優占等、特徴的な生態学的指標を抽出した。既存処分場の安定化促進及び修復技術の問題点と開発要素を抽出した。 - 有機性廃棄物の資源化技術・システムの開発
埼玉県における有機性廃棄物に関する実態調査を行い、排出原単位作成に必要なデータを収集した。農地還元堆肥量を明らかにするための基礎情報を収集した。種々のオリゴ糖類又は調製生ごみを基質とした場合の乳酸発酵特性を明らかにした。
3）今後の課題、展望
- 熱処理プロセスからの環境負荷物質に対し、生成機構解析にもとづく適正処理技術の開発を行う。物理化学パラメータの高精度測定とデータ基盤整備を行う。水素等の資源回収技術及び高度分離・抽出等技術開発を行う。これらの総合的評価手法を開発する。
- 既存処分場の再生、埋立廃棄物の中間処理技術等を援用した質的な改善、覆土材や覆土施工技術の改良、及び遮水技術システムの見直しにより、埋立地容量の増加が可能な新しいシステムを提案する。また、海面最終処分場の適正立地のための環境負荷及びその低減技術に関して評価を行う。
- 硫化水素発生対策手法の提案、混合毒性パラメータ測定技術を用いた処分場の予防的早期警戒システム、及び廃棄物最終処分場の安定化の程度を非破壊で診断する指標と現場での緊急点検や長期監視に対応した計測法を開発する。
- 有機性廃棄物からの炭素回収技術、アンモニア回収技術を開発するとともに、それらの技術を利用した資源化システムを地域における有機性廃棄物の排出構造やリサイクル製品の需要構造にを踏まえて最適化する手法を提案する。
4）評価結果の概要
処分場問題に対する政策提言につながる研究、ゼロエミッションを目指したプラズマ溶融技術の研究、廃棄物発生量の低減や材質を単純化させる方向の研究が必要ではないかとの指摘を受けた。
5）対処方針
循環資源化・適正処理技術の開発に際して、廃棄物発生量の低減方策を踏まえ、環境負荷低減を可能とし、かつ汎用的な技術の開発に取り組む。処分場問題への政策提言を意識した研究としては、硫化水素の発生抑制技術の検討など必要な技術メニューのより一層の充実に取り組む。
（３）資源循環・廃棄物管理システムに対応した総合リスク制御手法の開発に関する研究
1）研究目的と概要
循環資源や廃棄物に含有される有害化学物質によるリスクを総合的に管理する手法として、バイオアッセイ手法を用いた包括的検出手法、臭素化ダイオキシン類を的確に把握できる検出手法とその制御手法、不揮発性物質を系統的に把握する検出手法、有機塩素系化合物を含有する廃棄物等の分解手法を開発する。
2）平成13年度研究成果の概要
- バイオアッセイによる循環資源・廃棄物の包括モニタリング
酵素免疫測定法の検討において、高速溶媒抽出/簡易カラム精製/時間分解蛍光免疫測定法を用いてダイオキシン類の汚染土壌に対する適用性を確認した。Ａｈレセプター結合アッセイとしてのCALUXアッセイについて、ダイオキシン類等の標準物質についてのデータ（バイオTEF）を幅広く取得し、WHO−TEFと相関性のよい結果を得た。 - 有機臭素化合物の発生と制御
廃テレビの年代別の有機臭素系難燃剤の含有実態を把握し、廃テレビの寿命曲線から臭素ベースでの時系列的な廃棄予測モデルを作成した。焼却や溶融過程における有機臭素系難燃剤や臭化ダイオキシン類などの生成分解挙動に関するフィールド研究を行い、基礎的な知見を収集できた。 - 循環資源・廃棄物中有機成分の包括的分析システム構築
環境分野でのLC/MS分析の応用例を総説としてまとめ、標準物質（プラスチック添加物、ニトロ多環芳香族炭化水素等）の単品を使ったLC/MS感度の測定を行い、分析条件を最適化した。感度向上を目指した新しいイオン化法の開発にほぼ成功した。 - 循環資源・廃棄物中ダイオキシン類やＰＣＢ等の分解技術開発
電解還元により、クロロナフタレンの脱塩素化（現在までの最高脱塩素化率は約99％以上）を実現した。ＰＣＢを高濃度に含有している魚肉を高温で堆肥化する過程において、高塩素化体になるほど分解率が低下していく現象を確認した。固形廃棄物からＰＣＢを除去した時の残存PCBを調べる溶出試験法を提案した。
3）今後の課題、展望
- 循環資源や廃棄物、土壌、排水、排ガスなどに含有される重金属類やＰＣＢなどの有害物質を、バイオアッセイ法により包括的に、かつ簡易に検出する測定監視手法を開発する。また、ダイオキシン類縁化合物把握にむけたバイオアッセイ手法の適用と未知物質の探索を行うことにより、循環廃棄過程における塩素化ダイオキシン類以外の制御対象物質群候補をスクリーニングする。
- 有機臭素化合物の主たる発生源、環境移動経路をフィールド研究から確認し、その制御手法を検討する。とくにポリ臭化ジフェニルエーテルの循環・廃棄課程の負荷評価と制御方策の提案をめざす。
- LC/MSにより廃製品溶出水等に含まれる不揮発性物質の抽出と分画を行い、系統的分析に必要な単位分析操作の開発を行う。
- 有機塩素系化合物を対象として、加圧下の熱水抽出分解や電解還元による脱塩素化分解、高温菌による生物分解の基礎実験を進展させ、廃ＰＣＢ化学処理の分解機構解明に向けた研究を進める。
4）評価結果の概要
素材、資源、物質等に分けて資源サイクルを描き、リスクを含めて評価するアプローチが必要ではないかとの指摘を受けた。
5）対処方針
指摘を踏まえ、リスクを含めた評価のアプローチ、シナリオ誘導型の枠組みについて、ケーススタディによる検討を進めていくこととする。
（４）液状廃棄物の環境低負荷・資源循環型環境改善技術システムの開発に関する研究
1）研究目的と概要
し尿や生活雑排水等の液状廃棄物に対して、地域におけるエネルギー消費の低減および物質循環の効率化を図るため、バイオエンジニアリングとしての浄化槽や土壌・湿地等の生態系に工学を組み込んだエコエンジニアリング等を活用し、開発途上国も視野に入れつつ、窒素、リン除去・回収型技術システムの開発、浄化システム管理技術の簡易容易化手法の開発、開発途上国の国情に適した浄化システム技術の開発、バイオ・エコエンジニアリングと物理化学処理を組み合わせた技術システムの開発、地域特性に応じた環境改善システムの最適整備手法の開発を行う。
2）平成13年度研究成果の概要
- 窒素、リン除去・回収型技術システムの開発
既存の合併処理浄化槽に改造を施すことにより、窒素・リンの高度処理化が可能であることを示した。リン資源化システム実証化のための低濃度から高濃度のリン含有処理水のリン吸着、脱着・再生特性に関する基本特性データを取得することができた。 - 浄化システム管理技術の簡易容易化手法の開発
有用硝化細菌を特異的に認識することができるモノクローナル抗体の取得に成功し、得られた抗体を用いたELISA法により硝化細菌の簡易かつ迅速な定量が可能であることを示した。また、得られた抗体をin situ蛍光抗体法に応用することにより生物膜内部での硝化細菌の分布特性の観察に成功した。
- 開発途上国の国情に適した省エネ、省コスト、省維持管理浄化システムの開発
水耕栽培浄化システムについて、流量負荷が大きくなるに従い除去速度が大きくなること、水耕植物クレソンを食物として利用可能であること、冬季においてもChl.a濃度を最大1/3に抑制できる浄化能力があること等を確認した。タイで稼働中のラグーンシステムがBOD，T-N，T-Pいずれも高い処理能を示すことを確認した。
- バイオ・エコと物理化学処理の組合せを含めた技術による環境改善システムの開発
電気化学処処理過程で生成するラジカルを活用した物理化学処理技術について、実証化試験に必要な基礎データの取得を行った。
3）今後の課題、展望
- 吸着脱リン法等による低濃度から高濃度のリン含有処理水のリン回収資源化技術を開発する。また、単独、既設浄化槽を高度化し、窒素、リン除去を可能とするための機能強化手法及び紫外線等による消毒等の維持管理技術を確立する。
- 免疫学的手法，分子生物学的手法等を活用した硝化細菌などの有用微生物の検出・定量化技術を開発する。また，汚泥の減容化，処理水の透明度の向上に大きく貢献する原生動物，微小後生動物の定着促進技術、リンの簡易試験紙法等を活用した浄化システム管理技術を開発し、液状廃棄物の浄化システム管理技術の簡易容易化を図る。
- 開発途上国の国情に適した省エネ，省コスト，省維持管理型のラグーン、植栽浄化システム等の実用化技術を開発するとともに、開発途上国におけるこれらの技術の普及、整備手法を提案する。
- バイオ・エコエンジニアリングと電気化学処理等の物理化学処理を組み合わせることにより、生活系排水、事業系排水等に対する環境負荷削減・資源化プロセスの要素技術を開発し，経済評価も含めたベストミックス化技術システムを立案する。
4）評価結果の概要
液状廃棄物について、特に窒素、リン等の物質収支の観点から検討する必要があるとの指摘を受けた。
5）対処方針
我が国のリン循環を考慮しつつ、液状廃棄物からのリン回収の位置づけについて検討を加えることとする。