(57)【要約】【課題】  本発明は、迅速且つ簡便で適格に廃棄物最終処分場が廃止要件を満たすか否かについて判定する方法を提供することを目的とする。【解決手段】  木質成分を含む廃棄物の最終処分場の安定化判定方法であって、採取試料の熱重量分析をおこない、２００℃以上の最初の発熱ピークに対応する重量減少量の、次いで生起する３００℃以上の発熱ピークに対応する重量減少量に対する比率が、０．２以下に減少することをもって、安定化処理が完了したこととする判定方法、を提供する。【選択図】  図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質成分を含む廃棄物の最終処分場の安定化判定方法であって、採取試料の熱重量分析をおこない、２００℃以上の最初の発熱ピークに対応する重量減少量の、次いで生起する３００℃以上の発熱ピークに対応する重量減少量に対する比率が、０．２以下に減少することをもって、安定化処理が完了したこととする判定方法。
【請求項２】
木質成分を含む廃棄物の最終処分場の安定化判定方法であって、採取試料中のヘミセルロース又はセルロースと、リグニンの熱重量分析曲線の各発熱ピークとこれに対応する重量減を特定して、ヘミセルロース又はセルロースの燃焼による重量減少量の、次いで生起する３００℃以上の発熱ピークに対応する重量減少量に対する比率が、０．２以下に減少することをもって、安定化処理が完了したこととする判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物最終処分場の安定化の判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、木質成分を含む廃棄物は、一般廃棄物最終処分場または産業廃棄物の管理型最終処分場に、搬入車両から直接ダンピングされ重機などで成形しながら埋立処分される。混合や分級などの特段の前処理がなされることもなく、埋め立てられるのが通常である。管理型最終処分場は、埋立地に遮水工を施すとともに、自然降雨等による埋立地内の保有水を集水する設備を有する。集水された保有水は、適切な水質にまで浄化した後に自然環境へ放流される。
【０００３】
最終処分場は早いもので５年、通常１５年〜２０年で満杯となるが、埋立てが終了した時点でその処分場を廃止できるわけではなく、最終処分場を廃止するためには、埋立地内の廃棄物が以下の廃止要件を満たす必要がある。
【０００４】
1 保有水等の水質が２年以上にわたって排水基準を満足すること。
2 埋立地ガスの発生がほとんど認められず、そのガスの発生量の増加が２年以上にわたって認められないこと。
3 埋立て地の内部温度が周辺の地中温度に比して異常な高温となっていないこと。
【０００５】
環境省の作成した非特許文献１には、安定化のモニタリングの指標として、埋め立て廃棄物、浸出液、湧出ガス、内部温度、埋め立て地表層を対象とすること、更に、微生物群の解析、内部保有水の分布、透水係数、物理探査も補足的な指標として、採用できるという記載がある。しかし、上記の複数の指標に基づいてなされる判定には、膨大な作業量が必要とされる。そこで、より簡便で迅速な判定手法の開発が望まれる。
【０００６】
【非特許文献１】廃棄物最終処分場安定化監視マニュアル  環境庁  １９９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、迅速且つ簡便で適格に廃棄物最終処分場が廃止要件を満たすか否かについて判定する判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
木質成分を含む廃棄物の最終処分場の安定化判定方法であって、採取試料の熱重量分析をおこない、２００℃以上の最初の発熱ピークに対応する重量減少量の、次いで生起する３００℃以上の発熱ピークに対応する重量減少量に対する比率が、０．２以下に減少することをもって、安定化処理が完了したこととする判定方法、を提供する。
【０００９】
木質成分を含む廃棄物の最終処分場の安定化判定方法であって、採取試料中のヘミセルロース又はセルロースと、リグニンの熱重量分析曲線の各発熱ピークとこれに対応する重量減を特定して、ヘミセルロース又はセルロースの燃焼による重量減少量の、次いで生起する３００℃以上の発熱ピークに対応する重量減少量に対する比率が、０．２以下に減少することをもって、安定化処理が完了したこととする判定方法、を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る最終処分場の安定化判定方法によれば、埋立地内の廃棄物が廃止要件を満たすか否かについて判定すること及び廃止要件を満たす時期を推定する、木質成分を含む廃棄物の最終処分場の安定化判定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
木質成分等の有機物分解に基づく処分場の安定化は時系列的な次５段階に分けて考えることができる。
１  好気的分解期：酸素が消費され、二酸化炭素が生成し始める、窒素濃度は一定で、一部嫌気的部位での揮発的有機物が生成する。
２  通性嫌気菌が支配的な嫌気性酸発酵期：易生物分解性有機物の加水分解、酸発酵により、酸素がすべて消費されて二酸化炭素の生成が活発であり、揮発性有機酸、水素が発生する。窒素濃度は相対的に低下する。
【００１２】
３  絶対嫌気性菌が支配的なメタン発生発達期：揮発性有機酸は、メタンガスと炭酸ガスに変換される。
４  難分解性有機物が徐々に可溶化・分解されるメタン生成定常期：揮発性有機酸が消費されると、セルロース及びリグニンの分解産物がメタン生成に使われる。メタンの生成により層内のガス圧が上昇する。
５  有機物が少なくなり、大気が拡散進入するメタン発酵終末期：窒素や酸素の濃度が相対的に増加する。
【００１３】
上記の安定化段階のうち、最も長期間に及ぶのは４の段階であり、これを経過すると最終処分場の廃止要件を満たすことになる。
【００１４】
また、４の段階を完全に経過しなくても、これを経過する状況を適切にモニターできれば、廃止要件を満たす時期を判定することができる。
【００１５】
第1乃至３の段階では、水素と揮発性有機物の生成と減少、二酸化炭素等気体の急激な増大と減少が特徴的である。一方、セルロース量の減少する割合が少ない。４の段階では、メタン、二酸化炭素濃度が定常的であり、有機酸が少量で、セルロースの量が比較的大きな減少をすることが特徴的である。
【００１６】
そこで、次検討により、４の段階の状況を把握する指標としてセルロースが適切であることが判明した。
【００１７】
廃棄物処分場から、なるべく平均サンプルを採取すべく、次方法により、サンプルを得る。熱重量分析機は、株式会社リガク製Ｔｈｅｒｍｏ  ｐｌｕｓ  ＴＧ８２１０を使用し、約１０ｍｇの試料を白金パンに秤量し、大気雰囲気中で、室温から１０００℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで重量変化（以下ＴＧ）測定とＤＴＡ測定を行った。リファレンスには、αアルミナを用いた。
【００１８】
図１に、安定化の進んでいない初年度の処分場から採取した試料（Ａ）、図２に、ある程度、安定化のかなり進行した１０年目の処分場から採取した試料（Ｂ）のＴＧ−ＤＴＡ曲線を示す。
【００１９】
図１の初年度の処分場から採取した試料（Ａ）のＤＴＡ曲線には、３１０℃付近から一対のシャープな吸熱と発熱のピーク、４６０℃及び４８０℃にシャープな発熱ピークが認められる。ＴＧでは、５００℃までに初期重量の５０％が減少する。図２のある程度安定化のかなり進行した５年目の処分場からの試料（Ｂ）のＤＴＡピークは、２５０℃、３４０℃、３８０℃にみとめられる。２５０℃のピークは小さい。３４０℃と３８０℃のピークは、試料（Ａ）のピーク形状と酷似している。
【００２０】
各ピークの特定のために、試薬のリグニンのＴＧ−ＤＴＡ曲線には、図３に示すように複数の発熱ピークが認められる。そのうち、３００℃弱から４００℃にかけて３５％程度の重量減を伴う、ブロードなピークにシャープなピークが付加されたピーク形状を有している。
【００２１】
試薬のセルロースのＴＧ−ＤＴＡ曲線には、図４に示すような３００℃付近にシャープな発熱と急激な重量減（８５％）を伴う変化が特徴的である。
【００２２】
試料（Ａ）及び試料（Ｂ）におけるＤＴＡ曲線の発熱ピーク温度の低温度側へのシフトは、木材由来のセルロース、へミセルロース、リグニンが天然高分子であることを考えると、その各木材の種別、その変質による相当程度の分子量等の変化があること、試料の粒度、比表面積、白金パンへの充填状態の相違等を反映しているものと考える。上記３ピークのうち、最も低温の発熱ピークがヘミセルロール、セミロースの拠るものと判断した。
【００２３】
上記結果を総合して、重量減少の大きな最低温度のピークをセルロースまたはヘミセルロースに帰属させ、より高温の重量減少の少ない二つのピークをリグニンに帰属することができた。即ち、２００℃以上の最初の発熱ピークに対応する重量減が、セルロースまたはヘミセルロースによるものであり、次いで生起する３００℃以上の発熱ピークに対応する重量減が、リグニンによるものである。
【００２４】
そこで、セルロースまたはヘミセルロースに帰属させた最低温度のピークに対応する試料重量に対応する重量減をセルロース又は、ヘミセルロースの含有率とする。また、より高温のブロードなピークを含む発熱ピークに対応する重量減の割合をリグニンの含有率とすることができる。
【００２５】
図１によって説明すると、初年度の処分場から採取した分解の進んでいない木質廃棄物から採取した試料（Ａ）のセルロース又はヘミセルロースの燃焼による重量減は、ＤＴＡ曲線がそのベースラインから急激に立ち上がる発熱温度３００℃から３５０℃を中心とする重量減と特定されるので、縦軸の目盛で６８となり、リグニンの燃焼による重量減は、同じように３５０℃から５００℃と特定されるので、縦軸目盛で２２となる。従って、試料（Ａ）中のヘミセルロース又はセルロースの燃焼による重量減の、リグニンの燃焼による重量減に対する比率は、３．１となる。
【００２６】
一方、図２に示すように、ある程度安定化が進み、分解の会う程度進んだ最終処分場から採取した試料（Ｂ）のセルロース又はヘミセルロースの燃焼による重量減は、ＤＴＡ曲線がそのベースラインから離れる発熱温度２５０℃から３１０℃の重量減と特定されるので、縦軸の目盛で２７となり、リグニンの燃焼による重量減は、同じように３１０℃から４００℃と特定されるので、縦軸目盛で４７となる。従って、試料（Ｂ）中のヘミセルロース又はセルロースの燃焼による重量減の、リグニンの燃焼による重量減に対する比率は、０．５７となる。
【００２７】
更に、いくつかの経年変化のある処分場から採取した木質廃棄物試料のセルロース又はヘミセルロースの燃焼による重量減とリグニンの燃焼による重量減に対する比率は及び、廃棄物処分場の廃止要件１から３の関係は、表1に示すとおりである。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
従って、セルロース又はヘミセルロースの燃焼による重量減とリグニンの燃焼による重量減の比率が、０．２以下となるとき、廃止要件が満たされることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る測定方法により、より簡便、迅速に木質成分を含む廃棄物処分場の安定化進行状況の目安を得ることができ、廃止要件を満たしたかの判定が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】安定化の進んでいない初年度の処分場から採取した試料（Ａ）のＴＧ−ＤＴＡ曲線を示す図。
【図２】ある程度安定化の進行した１０年目の処分場から採取した試料（Ｂ）のＴＧ−ＤＴＡ曲線を示す図。
【図３】リグニンのＴＧ−ＤＴＡ曲線を示す図。
【図４】セルロースのＴＧ−ＤＴＡ曲線を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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