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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 31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
2018~2020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

1. 数値埋立工学による長期的な環境安全性の評価に関する研究
 遮断型最終処分場における代表的な施設の立地、廃棄物の質と量、用いられている技術と、人為変動ならびに自然変動のシナリオを設定する。これら代表的な設定条件において、必要に応じて仮定的なパラメータを導入し、数値埋立工学モデルによる安全性評価を試行して、出力値の妥当性や感度について検証する。コンクリート固型化については破壊が生ずる時定数と表面積の増加を実験的に把握する。生物的な過程については、設定した実験系における重金属類の溶出速度の把握に着手する。

2.処分場内における重金属類等の長期動態の評価に関する研究
 遮断型最終処分場で廃棄物が暴露される環境は、乾燥、酸化、炭酸化、凍結・融解であり、100年程度保持されることを想定し、実・模擬試料ついて以下のモードで風化加速試験を行う。(a)ガス雰囲気(O2, CO2, N2)、(b)温度(高温、凍結・融解)、(c)湿度(完全乾燥、飽和水蒸気)の組み合わせ。3×2×2=12の系列とする。各試料を入れた容器を上記の各モードに設定し、一定期間ごとに試料を取り出し、基礎特性把握と同じ分析を行い、変質が生ずるかを確認する。特性に変化が生じた場合には、薄片試料を作成し、SEM-EDS、偏光顕微鏡にて微視的観察を行う。

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研究
 文献調査で分配係数が得られなかった重金属類と浅層土壌の組み合わせについて、バッチ試験によって吸着反応速度を評価した上で、カラム通水試験による分配係数を評価を開始する。またカラム通水試験における重金属類との共存イオン種とその濃度の影響について、サブテーマ2における溶出試験等の結果を参照して検討する。

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