最終処分場における浸出水処理設備へのバイオアッセイ適用研究
Study of bioassay application in leachate treatment system at a solid waste
landfill site

豊久志朗＊
Shiro Toyohisa

森岡あゆみ＊
Ayumi Morioka

宮後靖浩＊
Yasuhiro Miyago

藤原尚美＊＊
Dr.Naomi Fujiwara
工学博士

藤﨑泰士＊
Yasushi Fujisaki

樋口壯太郎＊＊＊
Dr. Sotaro Higuchi
工学博士

循環型社会形成のための最後の砦である最終処分場では，埋立地の早期安定化が重要な課題である。今回，安定化の指標のひとつである浸出水に関して，埋立完了箇所および埋立中箇所から流出する各浸出水に対して，従来の化学分析に加えて（株）神鋼環境ソリューションで開発した迅速バイオアッセイ（BIOecsSM）の有効性を検証した。その結果，埋立完了箇所からの浸出水原水は化学分析の処理水基準値を満足し，バイオアッセイでも低い毒性を示した。埋立中箇所からの浸出水は，化学分析とバイオアッセイ共に水質改善に向けた施策が必要な結果であった。さらに，実用化に向けた迅速バイオアッセイ（BIOecsSM）は，現場においても研究所と同等の結果を得ることができた。このことから，最終処分場の新たな維持管理として，当該バイオアッセイを併用することの有効性が示唆された。
The early stabilization of solid waste landﬁll sites, which are the last bastion for the formation of a recyclingbased society, is an important issue. In this study, we evaluated the effectiveness of a swift bioassay(BIOecsSM) developed by Kobelco Eco-Solutions Co., Ltd., in addition to conventional chemical analysis ofleachate from completed and in-process landfill sites. We found that the raw leachate from the completed
landﬁll site satisﬁed the standard value of treated water by chemical analysis and showed low toxicity in thebioassay. However, both chemical analysis and the bioassay showed that measures to improve the water
quality of the leachate from the in-process landfill site are necessary. Furthermore, the swift bioassay(BIOecsSM) for practical use showed similar results in the field as in the laboratory. This suggests theeﬀectiveness of the swift bioassay (BIOecsSM) in combination with a new maintenance method for solid waste
landﬁll sites.

Key Words：
産業廃棄物管理型最終処分場

Landﬁll sites for controlled industrial waste

浸水Leachate

バイオアッセイ

Bioassay

急 性 毒 性 試 験Acute toxicity test

出【セールスポイント】
・最終処分場から流出する浸出水に関して，従来の化学分析に加えて水生生物を用いたバイオアッセイを活用することで，その安全性を総合的に評価する先進的な取組みを行なっている。
・今回紹介する迅速バイオアッセイ（BIOecsSM）は，現場においても精度の高い結果を得ることができ，実用的である。
＊㈱イー・アール・シー高城
技術開発センター 技術開発部 資源循環技術室
福岡大学

＊＊

＊＊＊

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まえがき

オアッセイの研究においては，浸出水そのものを総（株）イー・アール・シー高城（以下，当社と称す）合的に評価できる特長を生かして，浸出水処理設備

は，（株）神鋼環境ソリューション（以下，SKS とでの過剰な処理工程を省略できることや低薬注率の称す）のグループ企業であり，産業廃棄物管理型最指標による省エネルギー・低コスト化に寄与できる終処分場を運営している。最終処分場では，廃棄物

事例 ５） などの成果を得ている。これらの研究は，が計画埋立容量に達し，受入を終了する「閉鎖」か最終処分場の廃止に関して，浸出水処理設備の段階ら，埋立廃棄物の影響がなくなり維持管理が不要と的廃止にも寄与できる（図２）。化学分析による技なる「廃止」までの期間は一般的に10年以上の長期術上の基準を満足した上で，バイオアッセイによる間を要し，埋立地の早期安定化が大きな課題となっ安全性を確認することで，各処理工程水を適切に判１）ている 。このため，当社では，埋立地の安定化を断することができる。

図るために重要な，自然の浄化機能とその分解メカニズムを利用することを基本としたバイオリアクタ
ー型の準好気性埋立機能２） を発揮させるための施策を講じている。例えば，埋立地から流出する浸出水原水や埋立ガスのモニタリングを継続し，受入廃棄物の選定や埋立方法を工夫することで，埋立地の好気状態の維持に取組んでいる。今回，埋立地の安定化の状況を把握する重要な指標である浸出水原水の水質に関して，最終処分場に係る技術上の基準を定める省令に規定されている化学分析に加えて，現場で実施可能な迅速バイオアッセイ（BIOecsSM）によるモニタリングを１年間継続し，当バイオアッセ

図２ バイオアッセイによる浸出水処理設備の段階的廃止

イの実用性を考察したので以下に報告する。

1. バイオアッセイとは

2. 研究対象処分場

化学薬品のかわりに生物材料を用いて，化学反応の市に位置し，計画埋め立て容量は93万ｍ3で，2021代わりに生物応答を利用し，物質量の代わりにその年３月末にはその約７割の埋め立てが進捗している３）

生物作用量を分析値として評価する方法である 。

（図３）。埋立対象廃棄物は，廃プラスチック類，ガ

本研究で採用したバイオアッセイは，急性毒性試験

ラス・コンクリート・陶磁器くず，無機性汚泥，土４）

壌，燃え殻など15種類である（図４）。埋立地は準（BIOecs ）である。生物は魚類としてアカヒレ，好気性埋立構造を採用し，準好気性埋立機能が発揮甲殻類としてオオミジンコを用い，曝露時間は24時できるよう，多降水地域のため埋立表層への移動式間で生死判定による評価であり，現場においても実シートキャッピングの施工やガス抜管への空気供給施可能な方法である（図１）。などに取組み，ガス抜管のガス濃度測定や埋立地へ

バイオアッセイとは，生物作用性物質について，を 参 考 に SKS が 開 発 し た 迅 速 バ イ オ ア ッ セ イ
SMSKS によるこれまでの浸出水処理に関するバイ

図１

現場でのバイオアッセイ試験の状況

研究対象とした管理型最終処分場は，宮崎県都城の外気取込量のモニタリングを継続している６）。

図３ 研究対象処分場の全景

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最も近い上下２つの測定値を結ぶ直線を引き，死亡率50 ％の線との交点に相当する濃度を LC50（半数致死濃度）とする）により LC50を算出した。
また，データ表示は，化学分析と比較するため，毒性の強さが数値に比例する指標である毒性単位（TU）８）を（1）式から算出した。
TU（Toxic Unit）= 100 / LC50…（1）

4. 結果および考察
図４ 受入廃棄物の種類

3. 研究方法
3. 1

水質分析

当該最終処分場の埋立地は，前半（以降，１-１

4. 1

化学分析とバイオアッセイ

2020年度の１-１期浸出水原水に対する化学分析とアカヒレおよびオオミジンコによる BIOecsSM の結果を図６および図７に示す（４月の現場 TU デー
タは欠損）。１-１期浸出水は，2017年３月に埋立を期と称す）と後半（以降，１-２期と称す）に分け完了した箇所から流出している浸出水である。このて埋め立てており，１-１期は計画埋立容量に達し，ため年間を通じて受入廃棄物の安定化が進行し，化現在１-２期を埋め立て中である（図５）。浸出水は，学分析値は廃掃法の放流水基準値（BOD：60 mg/L

概ね１-１期と１-２期埋立地からそれぞれ１-１期浸出水原水，１-２期浸出水原水として流出している。
埋立地の安定化の評価のため，これら１-１期および１-２期浸出水原水を対象に，化学分析とバイオアッセイを実施し比較した。

以 下，COD：90 mg/L 以 下，SS：60 mg/L 以 下，
T-N：最大120 mg/L 以下）を満足した。BIOecsSM では，TU は年間を通じて2.5以下であった。このため，浸出水原水の TU 値2.5以下は，埋立地の安定化を把握するための良い指標になると考えられる。

図６ １-１期浸出水原水（アカヒレ）
図５ 研究対象処分場の模式図

3. 2

化学分析

化学分析は，廃棄物の処理及び清掃に関する法律（以降，廃掃法と称す）の放流水基準項目を参考に，
１-１期浸出水原水と１-２期浸出水原水に対して毎月，BOD，COD，SS，T-N について実施した。
3. 3

バイオアッセイ

１-１期浸出水原水と１-２期浸出水原水に対して，現場と SKS 研究所でそれぞれ BIOecsSM による試験を実施した。生物はアカヒレとオオミジンコを

図７ １-１期浸出水原水（オオミジンコ）

用い，曝露時間は24時間で，生物の生死の判定から一方，埋立中の１-２期浸出水原水に対する化学

ダードロフ法７）（浸出水の濃度を対数目盛に，死亡分析と BIOecsSM の結果を図８，図９に示す。１-２率を普通目盛にとってプロットし，死亡率50 ％に
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期 埋 立 地 か ら 流 出 す る １-２ 期 浸 出 水 原 水 で は，

BOD と SS は廃掃法の放流水基準値を満足したが，出水原水に対して現場で実施できる BIOecsSM は有COD と T-N は放流水基準値以上の値であり，受入効な手法であることがわかった。

廃棄物の影響を受けており，安定化に向けた埋立施工の工夫を継続することが望ましい。また，降水量の多い７月が最も高い値となり，これは降水による廃棄物の洗出しの影響と考えられる。BIOecsSM では，TU 値は2.5を超過し，COD と T-N と同様の傾向を示した。このため浸出水原水を24時間で評価できる
BIOecsSM は，現場での早期アラームシステムとして活用できると考えられる。

図10 現場と研究所の比較（アカヒレ）

図８ １-２期浸出水原水（アカヒレ）

図11 現場と研究所の比較（オオミジンコ）

5. まとめと今後の課題

本研究では，浸出水原水の化学分析とバイオアッ

図９ １-２期浸出水原水（オオミジンコ）

セイの適用により下記の知見を得た。
（1）廃棄物の受入を終了した１-１期埋立地からの浸出水原水は化学分析，BIOecsSM ともに

4. 2

研究所と現場でのバイオアッセイデータ比較

安定した結果であった。

において，設備の整った研（2）埋立地の安定化が進捗した場合の BIOecsSM究所（神戸）と現場で実施した結果を比較した（図による TU 値は2.5以下であることが示唆さ

アカヒレの BIOecs

SM10）。研究所での BIOecs

SMの試験条件は，水温25れた。

±１℃，照明13時間明期 / 11時間暗期とした。生物（3）BIOecsSM は研究所と現場の結果に大差がなの飼育時の給餌は，１〜２回 / 日，適量を与えた。

く，浸出水が発生する現地でのモニタリング

一方，現場では会議室で試験を実施し，夏季の水温が可能であり，埋立管理ならびに浸出水管理が上昇した際はエアコンを作動，冬季は飼育水槽にに，観賞魚飼育と同じ条件で簡便かつ有効にヒーターを設置し水温を管理した。給餌は休日を除活用できることが判った。

いて１回 / 日適量を与えた。このように試験・飼育

今回の試験では，同時採水に対して，現場試験で条件が異なっていても，研究所と現場での TU 値には採水当日に試験を実施し，研究所試験では採水を大きな差はなく，決定係数は0.73と強い相関を示し研究所に冷蔵輸送し１〜２週間後に試験を実施した。オオミジンコについても図11に示すとおり決た。採水から試験着手までの日数の違いに関して，定係数は0.69で強い相関を示した。このことから，経時変化の影響が懸念されるが，本件の検討を含め，これらの生物は扱いやすく，日々水質の変動する浸今後は，BIOecsSM のデータ蓄積により，最終処分
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場の立地，運営，廃止にいたるプロセス上，最も重要な「生活環境保全上支障のないこと」に対する日々の維持管理モニタリング指標の一つとなるよう研究を進めたい。

むすび

最終処分場の維持管理で重要な浸出水管理に対して，迅速バイオアッセイ BIOecs は，化学分析と同様の挙動であり，かつ，現場でも精度の高い結果が得られることがわかった。
［参考文献］
１）Sotaro Higuchi: Municipal Solid Waste Landfill
Technology in Japan, Springer（2018）pp118-129２）Sotaro Higuchi: Municipal Solid Waste Landfill
Technology in Japan, Springer（2018）pp97-105
３）楠井隆史：総説環境管理におけるバイオアッセイの役割，安全工学，Vol.39 No4（2000），pp247

14 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 18 No. 2（2022／3）

４）藤原ら：アカヒレとオオミジンコを用いた最終処分場 浸 出 水 管 理， 廃 棄 物 資 源 循 環 学 会 論 文 誌，Vol.31（2020）
５）藤原ら：生物応答による水処理設備の省エネルギー，低コスト化，第28回廃棄物資源循環学会研究発表会（2017）
６）S.Toyohisa et al.: FUNCTION TEST AND EVALUATIONCASES OF THE SEMI-AEROBIC LANDFIL, APLASTOKYO 2018 The 10th Asia-Pacific Landfill Symposium（2018）, pp307-311
７）P. Doudoroff, Chairman, B. G. Anderson, G. E. Burdick,P. S. Galtsoff, W. B. Hart, P. Patrick, E. R. Strong, E. W.
Surber, and W. M. Van Horn : Bio-assay Method for theEvaluation of Acute Toxicity of Industrial Wastes to Fish.
Sewage and Industrial Wastes, Vol. 23, No. 11, pp. 13801397（1951）
８）Ghosha et al.: Bioassays for Toxicological Risk
Assessment of Landfill Leachate: A Review, cotoxicology
and Environmental Safety, Vol.141, pp.259-270（2017）