2014-09-16平成26年度全国環境研協議会廃棄物資源循環学会年会併設研究発表会循環資材／再生製品と廃棄物の溶出特性化試験肴倉宏史(独)国立環境研究所「溶出試験の現状と課題一公定法と標準化の動画」 [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [溶出試験特集号掲載予定(溶出)特性化試験
表一1廃棄物資源循環学会一再生製品の環境安全性評価試験(案)判定試験の例魔棄物学会試験・検査法研究部会小集会 2008/11/21主な特性化試験の種類と目的酸性雨の影響は？長期的な安全性は？環境最大溶出可能量試験微粉試料pH 4、7、12、自己pH pH依存性試験溶出のピークは？そのときの濃度は？その後の挙動は？乾湿や凍結融解などの影響は？環境景察試験特性化試験（詳細評価試験）と判定試験（管理運用試験）判定試験(管理運用試験) Compliance Test環境安全性の詳細評価クラス分け・認定など環境安全性の管理環告46号JIS K 0058-1新規バッチ試験●環境中で溶出し得る最大量･･･基本特性と位置づけ●すり減りや風化による微細化●環境変化(過酷化)特にpH ●試料を微粉砕して使用(0.125 mm以下) ●液固比50 L/kg ●酸性(pH 4)、中性(pH 7)、アルカリ性(pH 12)などに保つ(各３時間) ●溶出量を評価●精度評価を完了→正式規格化オランダ国内規格NEN 7371 Availability Test （最大溶出可能量試験） 。オランダ規格NEN 7371 "Availability Test"が代表的。「試料から環境中へ放出し得る最大量」 -定義した試験系(過酷環境)での溶出量試料を微粉砕中性付近で溶出可能性のある成分:As, Crなど落出品廃棄物学会規格草案環境最大溶出可能量試験廃棄物学会規格草案: アルカリ性環境も想定(セメント) → 2系列の試験＜酸系列＞ ＜アルカリ系列＞ →  2段階の溶出操作 ＜STEP 1＞ ＜STEP 2＞試料を徴粉砕50倍量の水3時間後中性付近で溶出可能性のある成分:As, Crなどうin 50倍量の水,アルカリ性を提案pH > 12 → pH調整なし3日前pH < 12  → アルカリでpH 12保持酸性側で溶出大:Pb, Cdなどアルカリ側で溶出大: Pb, Asなど海洛出会
環境最大溶出可能量試験精度調査方法の試行・改良を重ねながら、計3回実施o 2005年度（6機関参加） o 2006年度（19機関参加） ● 撹拌強度、上部開口率等を規定●各機関3回実施o 2007年度（7機関参加） 。上部開口率、撹拌子位置を絞り込み●各機関3回実施●試験実施機関とNIESの2機関で測定廃棄物学会試験・検査法研究部会小集会 2008/11/21廃棄物学会試験・検査法研究部会小集会 2008/11/21併行標準偏差第2部:標準測定方法の併行精度及び再現精度を求めるための基本的方法酸系列:銅スラグ、アルカリ系列:ごみ焼却主灰図2   提拌率器、提拌装置の概要試料会16 g初期溶媒量800 mL JIS Z 8402-2 (ISO 5725-2)刹定方法及び剂定結果の正確さ(真度及び精度) % Cu 5.3 11.5 Pb ' - 4.7 Zn 4.8アルカリ系列% B 2.7 4.5 Cu 3.1 8.3 Mo 3.3 1.9 Pb 7.1 7.7 Gr 3.3 5.7 Zn 4.2 6.4 (室間)再現標準偏差JIS Z 8402-2 (ISO 5725-2)測定方法及び測定結果の正確標準測定方法の併行精度及び再現精度を求め
(溶出)特性化試験表一1廃棄物資源循環学会一再生製品の環境安全性評価試験(案)
精度評価のまとめ○併行標準偏差(室内精度) ●最大でも15.1%、概ね5～10% o（室間）再現標準偏差（室間精度） ●概ね10～20％台前半●最大値39.3%を示したアルカリ系列のPbは、飽和溶解度に達し、pHに強く影響されたと推測→ pH電極の校正重要良好な結果が得られたことから、試験規格原案として提出● pHの影響を詳細評価○化学種計算モデルへの入力データ● 1 mm以下粉砕試料●液固比10 L/kg、48時間溶出● pH調整試薬の添加方式○ “初期添加方式”と“連続調整方式” [海岸市民族の日以上起新一公定法と標準化の動詞-町民族族民族民族族民族族民族族民族族(溶出)特性化試験
環境地盤工学シンポジウム2009
カラム涌水試験
。線速度150±20 mm/d（流量12±1.6 mL/h）で通水。カラム上端到達後72時間静置→再開
。水封した容器へ流出液を採取。 10 mL → pHとECを測定。残りは濃硝酸を0.5%添加し、その後各金属を測定。 CI', SO4²もイオンクロマトグラフィーで測定カラム通水試験充填量640 gをあらかじめ見積り、これを5等分し、さらに3等分。試料を1回入れるごとに高さ3.5 cmから質量700 gのランマを3回落として突き固めを行った。環境地留工学シンポジウム2009
カラム通水試験における流出濃度の変化

流出液の構成イオン変化飽和溶解度の影響可能性(pH)魔棄物学会試験・検査法研究部会小集会 2008/11/21 「溶出試験の現状と課題－公定法と標準化の動向へ」 [藤東物資料] [戸谷鉄・溶出試験特集号掲載予定(溶出)特性化試験表一1廃棄物資源循環学会一再生製品の環境安全性評価試験(案)粒状物:プロペラorスターラー提拌●溶出液を採取し、新たな溶媒を加える操作を繰り返すバッチ試験（溶出液を一部のみ採取する方式を提案） ●各溶出液の濃度変化から溶出挙動を捉える→カラム通水試験の簡易代替法として開発期待5 6 4 4~8 8~16 16~32日目24溶液置換操作から見た溶出試験の分類■連続バッチ型溶出試験◆溶液を置換することにより、経時的な濃度変化の情報を獲得◆比較的単純な試験装置。ただし、手作業部分多い：バッチ型"連続バッチ試験" "拡散溶出試験
4.結果と考察(1)
地盤工学研究発表会2006
溶出メカニズムと溶出濃度変化の関係: (1)単純溶解・・・ 浸漬期間に比例増加(2)化学平衡････ ほぼ変化せず(3)内部拡散・・・ 次第に増加(次式) logJ = −0.5log t + (定数項)試験外連型広較落出長験(CGLT)について地震工学研究員会2006溶液の間欠交換により挙動を評価「土壌試料等の微細粒子」 △試料表面積あたり溶出速度（従来） )圧縮充填試料の間隙水から表面への溶出(本法) 4 5 6 7 8 0.0~0.026 1.0~2.0 2.0~4.0 4.0~8.0 8.0~16.0 16.0~32.0 32.0~60.0 J :溶出フラックス(mg m -² s -1 ) Cout :溶出液濃度(mg m -3 ) V：溶出液体積(m³) m：試料重量(kg) S w：比表面積(m² kg ¹) t」：落媒更新時刻(s)地盤工学研究発表会2006拡散律速勾配(= -0.5)セメントの混合により拡散係数が低下表.配合の相達による合有量と有効拡散係数との比較
図.フラックス変化(セメント2％配合での結果)
4.結果と考察(2)
: (年5月)地環境暴露試験事例：浸漬乾燥サイクル試験。再生材（循環資源：廃棄物や副産物）を環境中で安全に利用するためには。「未知」←実環境を模擬した詳細評価が必要。再生材の特性は曝露環境によって変化する可能性。雨水や浸透水と直接接触。→「浸漬乾燥サイクル試験」を検討2009.08.20   第44回地盤工学研究発表会漫漬乾燥サイクル試験試料産業廃棄物溶融スラグ○影響の予想される試験条件● ①浸漬温度、乾燥温度● ②浸漬時間⇔乾燥時間：6時間⇔ 18時間️5サイクル実施o ITS 。一般廃棄物焼却残渣、燃え殻・汚泥などの普通産廃を直流電気抵抗式電気炉で溶融処理し、空冷固化後、破砕・粒度調製：茶～白色。 Ca含有量がやや高い。重金属類は少ない。 ● ③浸漬液固比：3.0 ● ④浸漬液の撹拌：無し（静置） • ⑤浸漬液の置換方法o IRS 。自動車シュレッダーダストをガス化・旋回溶融炉で溶融後、水彩固化：黒色で光沢。 。 Fe 11%の他、重金属類を多く含む。 「曝露試験中の変化」 「曝露試験後も評価」歌44同地版工学研究委員会浸漬乾燥サイクル試験方法
※試料の持ち出しによる蒸発分とpH・EC測定分は補充した内径40 mm、高さ120 mmの円筒ろ紙に試料100 gを入れ、溶媒を入れた高密度ポリエチレン製容器に浸漬（液固比3.0、 25℃）。6時間後、溶媒のpH、EC、金属濃度を測定。乾燥は、円筒ろ紙ごと乾燥用容器に入れて所定の温度で18時間行った。以上の操作を繰り返し5回行った。 2009.08.20  第44回地盤工学研究発表会
浸漬液溶出量の比較

ITS •••乾燥影響と、置換操作影響は逆になる傾向？ IRS ---乾燥影響が大きい傾向(N60溶出量に対する比)浸漬液への溶出挙動廃棄物学会試験・検査法研究部会小集会 2008/11/21薬物学会試験・検査法研究部会小集会 2008/11/21 「溶出試験の現状と課題一公定法と標準化の動画」 [応援物資料出] 戸谷球 溶出試験特集号掲載予定

CEN/TC 292で標準化された廃棄物の溶出試験

「溶出試験の現状と課題－公定法と標準化の動向－」成業物費採語理学会誌・溶出試験特集号掲載予定(溶出)特性化試験
「溶出試験の現状と課題－公定法と標準化の動向- 」 ISO/TC 190で標準化された土の溶出試験米国SW−846に示されている廃棄物の溶出試験
「溶出試験の現状と課題－公定法と標準化の動向－」成果物費用結果学会誌・溶出試験特集号掲載予定米国ASTMに示されている廃棄物の溶出試験
展望と課題(1)特性化試験の共通化▪わが国では特性化試験の標準化は進んでいない。そのため、判定試験のレベルを超えた検討では機会ごとに異なるアプローチがとられ、データ比較や知見の蓄積が困難な状態。 ◾海外では、ISO、CEN、US-EPA等で土や廃棄物などの異なる材料に対して共通的なアプローチで標準化。苦積されたデータはデータベース化されて無償で公開。 ▪　日本はWTO/TBT協定に基づき、ISOとJISとの整合を図っているため、同様の標準を作成する際はISO翻訳してこれをJISとする必要がある。ISOがJIS化されれば、標準化による知見の蓄積が進むだけでなく、海外の情報も最大限に活用できる。 ▪土や廃棄物の分野間での基本的アプロ一チの共通化は比較検討だけではなく、有効利用や最終処分など様々な適用場面で要求される環境安全性の整合にも役立つ。 「溶出試験の現状と課題－公定法と標準化の動向－」成業物費採語理学会誌・溶出試験特集号掲載予定
その他
:ドイツスラグなどの循環資材を対象として、ISOやCENよりも短期間で完了できる判定試験としてのカラム試験DIN 19528およびバッチ試験DIN 19529が2009年に標準化されている。 ▪経済協力開発機構(OECD)注目する有害物質を土に添加して、その物質の溶出挙動を見るためのカラム試験が提案されている。 「溶出試験の現状と課題－公定法と標準化の動向- 」
特性化試験の基本的なアプロ一チの共通化

ご静聴ありがとうございました。