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遮断型最終処分場の長期的な環境安全性の評価に関する研究(平成 30年度)
Evaluation on Long-Term Environmental Safety of Storage and Disposal Sites for Hazardous Wastes

予算区分
BA 環境-推進費(委託費) 3-1802
研究課題コード
1810BA001
開始/終了年度
2018~2010年
キーワード(日本語)
遮断型最終処分場,特別管理廃棄物,重金属類,数値埋立工学モデル,安全性評価
キーワード(英語)
strictly controlled landfill, specially controlled waste, heavy metals, numerical landfill engineering model, safety assessment

研究概要

 遮断型最終処分場に埋め立てられた焼却灰や汚泥、その固型化体に含まれる重金属類について、100年程度の期間に生ずる処分場内での形態変化、ガスや水を介しての施設外への移行フラックス、人間生活圏への到達濃度を数値埋立工学モデルで予測することで、導入した多重安全技術のレベルと将来起こりうる天災による破壊などのイベントに対応した遮断型最終処分場の環境安全性を評価する。本研究では、1)数値埋立工学による長期安全性評価、2)処分場内における重金属類等の長期動態の評価、3)人工および天然バリアにおける物質移動の評価に関するサブテーマを設定する。

研究の性格

  • 主たるもの:技術開発・評価
  • 従たるもの:応用科学研究

全体計画

 所与の施設の立地、廃棄物の質と量、適用技術という条件下にある遮断型処分場について、100年スケールで生ずる施設構造劣化などの緩慢な変動と、人為また自然による急激な変動に対応して、人間生活圏への重金属類の到達濃度を予測可能な数値埋立工学モデルを構築し、長期的な隔離の機能維持をより確固とするため施設に必要十分な多重安全技術と、遮断型最終処分場の構造、維持管理ならびに廃止に関する技術上の基準を設定するための具体的な方法を示す。サブテーマ1は数値埋立工学モデルを構築・運用する主体である。また、遮断型最終処分場の現状の調査、変動シナリオの設定、固型化技術の評価、生物学的過程の評価を行って、数値埋立工学モデルに設定条件とパラメータを与える。サブテーマ2は所与の環境下にある処分場内の廃棄物について、重金属の溶出ポテンシャルの経時変化を加速試験によって把握し、溶出平衡定数および溶出速度を数値埋立工学モデルに与える。サブテーマ3は劣化段階にある施設構造体、人工バリアならびに自然バリア内における重金属類の移行パラメータを、文献調査ならび実験により把握し、数値埋立工学モデルに与える。

今年度の研究概要

 サブテーマ1では遮断型最終処分場で生ずる個別現象の定式化を行う。変動が生じた際に、構造体の経年的な劣化による施設内への水の緩慢な侵入と大規模な破壊による急速な侵入が想定され、それぞれ物質の溶出は濃度平衡と溶出速度に支配される。モデルでこれら時定数が異なる現象を同時に表現可能とする。既存の遮断型最終処分場と特別管理廃棄物処理の現状を調査し、施設の立地、廃棄物の質と量、用いられている技術を把握するとともに、人為変動ならびに自然変動のシナリオづくりに着手する。コンクリート固型化についてはガス発生や硫酸塩膨張による破壊が生ずる条件を、模擬的な配合比により作成した供試体を用いて、温度・湿度条件下への暴露により把握する。生物的な過程については、バイオリーチングによる固型化物の劣化現象が遮断型処分場で生ずる可能性を現場調査等によって把握し、実験系を構築する。
 サブテーマ2では遮断型への処分量料が多いもの、有害重金属類を多く含むものを優先して検討対象とする廃棄物種を3〜4種抽出する。施設や排出元から採取した実試料または作成した模擬試料について、基礎特性を(含有量、環告13号溶出試験、pH依存試験、シリアルバッチ試験、XRD分析)把握する。
 サブテーマ3では、劣化段階にある施設構造体、施設外の人工バリア(ベントナイト層や改良地盤)ならびに天然バリア(自然地層)のおける重金属類の移行パラメータ(分配係数)を放射性廃棄物の埋設処分の安全性評価等の文献により調査する。またこの調査により、鉛、カドミウム、クロム、水銀といった有害廃棄物に特徴的な重金属類と施設が設置される浅層土壌の組み合わせについて、数値埋立工学モデルで用いる分配係数のセットの整備を進め、不足するパラメータを特定する。

外部との連携

分担研究者(サブテーマ2):東條安匡(北海道大学)

課題代表者

山田 正人

  • 資源循環・廃棄物研究センター
    国際廃棄物管理技術研究室
  • 室長
  • 京都大学博士(工学)
  • 工学,生物工学,化学工学
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担当者