廃棄物資源循環学会規格(草案) JSMCWM-TS0103 (2008-03-31)再生製品等に含まれる無機物質を対象とする試楽初期添加方式によるpH依存性試験方法
1.昨文
この規格は、廃棄物や副産物等の循環資源、および、それらを材料とする再生製品の、人及び環境への安全性を評価するために適用できる統一的な試験方法を規定したものである。この規格は、以下の規格を参考に、試験操作の追加や変更を施して作成した。 CEN TS 14429
2.適用施融
この規格は、廃棄物や副産物等の循環資源、および、それらを材料とする再生製品が暴露されるpHの影響を評価するために行う化学物質の溶出試験方法について規定する。この試験方法が対象とする化学物質は、鉛、カドミウム、水銀、ヒ素、フッ素、ホウ素などの無機物質である。この試験方法はJSMCWM-0102「再生製品等に含まれる無機物質を対象とした連続調整方式によるpH依存性試験方法」とは異なる。
3.引用規格
次に掲げる規格は、この規格に引用されることによって、この規格の規定の一部を構成する。これらの引用規格は、その最新版（追補を含む。）を適用する。 JIS A 1125　骨材の含水率試験方法及び含水率に基づく表面水率の試験方法

4.用語の定義
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9実験室試料 (laboratory sample)  実験室へ届いた試料 [IUPAC, 1997]試験試料（(test sample)　実験室試料から試験用に分取した試料［IUPAC 1998]試験画分(test portion) 実際に試験に適用するために、試験試料から分取し、質量等を把握した試料[IUPAC 1990]溶媒　試験画分と混合される液体液固比(L/S)液相の体積（L）と固相の質量（kg）との比(L/kg)懸濁液　試験画分と溶媒を混合した液試験の最終4時間に得られたpHの変化が0.3以内である状態平衡状態液相と固相の分離操作。ろ過、遠心分離、等固液分離固液分離後の試料で、主に固相から成り、少量の液相を含む残渣4.10ろ液固液分離後の液層を主体とする画分分析に供するために、ろ液に保存用の試薬を添加した溶液4.11 検液目的成分の検液中の濃度(mg/L) 4.12 溶出濃度4.13溶出量溶出濃度を乾燥試料重量当たりに換算した値(mg/kg)
5.試験方法の振要
5.1 5.2原則として8系列以上のバッチ試験を実施する。 １つの系列における溶出操作は、試薬（酸またはアルカリ）を初期段階で3回に分けて添加する。 5.3 pH設定値は、最小値4以下、最大値12以上、直近のpH値の差は1.5以内を原則とする(1) 。 5.4試料は1 mmふるい通過分画を用いる(破砕可)。平衡状態は、各系列の最終段階で確認する。 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9添加試薬体積は液固比1 L/kg以内とする。各検液は適切に保存し、目的とする無機成分の溶出濃度(mg/L)を測定する。最終的な結果は溶出濃度(mg/L)で表す(²) 。各試薬の消費量から、酸／アルカリ中和容量曲線を求めることができる。中和容量曲線は、各々のpHに対して加えられた試薬の量(mol/kg)で表す。注(1)試料と特性や目的に応じて、系列数やpH範囲は減じて良い。このpH範囲をカバーするために必要な試薬量の範囲は、予備滴定試験、他の入手可能なデータなどから予測する。注(²)他の単位での表現(mg/kgなど)も可能である。ただし、この試験は平衡状態すなわち溶解度制御下での溶出濃度の把握を目的としていることから溶出濃度(mg/L)が最も適当である。注(3)試験で得られるpH範囲は各試料の特性やシナリオによって制限される場合がある。把握すべきpH範囲は試料の特性、試料の情報、および、試験によって答えるべき問題設定に依存する。これらにしたがいpHの設定数を減らして良い。
6.試業
6.1 6.2 6.3 6.4水　 JIS K 0557に規定するA3の水、又はそれと同等の品質のもの。濃硝酸　 JIS K 8541に規定されたもの硝酸　濃硝酸を適切な濃度に調製したもの(1)水酸化ナトリウム溶液；  JIS K 8576に規定されたものを適切な濃度に調製したものの(1)注('')あらかじめ標定しておくことが望ましい。
7. 魅世・魅丸
7.1 共通事項7.1.1 材質 懸濁液や検液と直接接触する部分は、それ自体から目的成分を溶出しないものを使用する。目的成分に応じて、PTFE製やガラス製などを適宜使い分けること。 7.1.2 洗浄 懸濁液や検液と直接接触する部分は、あらかじめ濃度1 mol/L以上の硝酸を用いて洗浄した後に、水で十分にすすぎを行い、清澄な状態で乾燥・保管したものであること。 7.2 天秤 10 mg単位以下まで測定できるもの7.3破砕装置7.4 7.5 7.6 7.7ふるい　目開き1 mmのもの撹拌容器　試料15ｇに対しては250 mL、30ｇに対しては500 mL、 60ｇに対しては１Ｌの容器を用意する(''。撹拌装置　反復振とう装置（振幅4～5 cm、200回/分）end-over-end tumbler (5 rpm – 10 rpm) または roller table rotating (約10 rpm) pH電極 JIS Z 8802 pH測定方法に基づいて校正されていること。ろ紙　孔径0.45 μmのメンプランフィルター吸引ろ過器7.8 7.9 7.10 保存容器7.11 遠心分離装置注い試料によってはガス (CO₂, H₂など)が発生する場合があるので、予備試験などであらかじめ確認しておくこと。必要に応じて、ドラフト内で試験操作を行うこと。
8. 試判
8.1 8.2試料の分取実験室試料からの試料の分取は、JIS M 8100に準じて行う。試験試料の調整　分収した試料を40℃以下で乾燥しい、95%以上（乾燥質量割合）の粒子がJIS Z 8801-1に準拠した1 mmふるいを通過するように微粉砕したものを試験試料とする(²)。試料分取器もしくは四分法で、母試料を8分画以上に分ける。 1分画は15 g, 30 g,または60 gのいずれかとする（乾燥重量、許容誤差±10%以内) (リ。これと別に、試験試料から5ｇ以上を1点分取し、JIS A 1125に基づき含水率を測定する。注い」破砕による新たな試料表面は時間経過とともに状態が変化する可能性があるため、破砕後はできるだけ迅速に試験を実施することが望ましい。特に高アルカリ性の試料は空気との接触により炭酸化が進行する可能性があるため、乾燥後は密閉保管し、破砕は必要に応じて室素雰囲気下で行うことが望ましい。
9.試身操作
9.1 9.2以下の手順は、試験を行う各pH設定値に対して適用する。落媒の準備9.2.1 付属書に記載されている予備実験の手順にしたがい、目標とするpHを得るための酸/アルカリ消費量を決定する。 9.2.2 9.2.3試験試料の実重量Mw (7.4参照)に対して、L/S=10±0.2 [L/kg]とするのに必要な液体の総体積V (酸/アルカリの体積を含む)を計算する。脱イオン水（6.1.1参照）および該当するpHに対する酸/アルカリ消費量にしたがい酸/アルカリ(6.1.2または6.1.4参照)を混合した溶媒を用意する。次式により試験試料中の水分量の補正を行う。
にこでV M d Vdemin V A/B W dr V L 9.3溶出操作試験に用いられる液体の総体積[mL]試料の乾燥重量[g] (7.4参照)脱ミネラル水の体積[mL]使用した酸/アルカリの体積[mL]試料中の乾燥残留物[%] (7.3参照)用意した溶媒の体積[mL]、 V L = V demin + V A / B 9.3.1  試験は20℃±5℃で行う。 9.3.2 試料量に適した大きさの容器(M d = 15 g, 30 g, 60 gに対して各々250 mL, 500 mL, 1000 mLの容器)を用意する。 9.3.3 使用前に容器を1 mol/Lの硝酸(6.1.3参照)で満たし、24時間以上置く。その後、脱ミネラル水(6.1.1参照)で洗浄する。 9.3.4 洗浄した容器に試料を入れる。 JSMCWM-TS0103　pH依存性試験方法（試薬初期添加方式）（草案） 9.3.5 溶媒をVL/3ずつ3回に分けて加える。 9.3.6 容器の蓋を閉め、各溶媒を添加する間の時間は、懸濁液を攪拌する(6.2.1参照)。 1回目  t = to 2回目  t = to + 30 min 3回目   t = to + 2 h 9.3.7    最後の溶媒添加からt = to + 48 hまで撹拌を続ける。注記(1) 試料によってガス（CO₂, H₂など）の発生が起こる。ガスを抜くために容器を開ける場合は注意が必要である。(ドラフト内で行うのが望ましい）注記(2) 高pH (<9)においてはCO₂の吸収が溶出プロセスに影響する可能性がある。これは操作時の空気との接触時間を最小化することで避けられる。 9.3.8  to + 4 h  、to + 44 h およびto + 48 hのpHを測定、記録する。測定時には撹粋を停止した後5分静置し、電極を容器中の溶液中に挿入し測定する。懸濁液のpHを直接測定するので、各溶液間でのコンタミネーションを避けるためにpH電極は洗浄し、各測定前には水分をふき取っておく。 to + 48hにおけるろ過前に測定されたpHは溶出液の分析に関連したもの(pH)となる。注記(3) ろ過により溶出液のpHが変化する可能性があるので、t0+48hにおけるpHは容器中の溶液を直接測定する。 9.3.9  to+4 hとto+44 hにおけるpHのずれを記録する。to+44 hとto+48 hにおけるpHのずれは0.3を超えてはならない。これが平衡状態を達成するための限界である(3.3参照)。これが満たされない場合は報告書に特記する。注記(4)具体的な利用場では平衡状態が想定されるが、本試験で平衡状態に達しない設定値がある場合は、48時間で平衡に達した設定値があっても全ての設定値で試験を延長する。延長は最大７日間である。この場合試験最後の24時間においてpHのずれは0.3以内でなけれぼならない。試験を延長しても平衡状態に達しない設定値の結果は用いてはならず、報告書にその旨を記載する。また、これは本規格の正規な手順ではない。 9.3.10 懸濁液を15±5分間静置後、固液分離を行う。 9.3.11 ろ液を保存容器に取り分け、硝酸でpH 2以下に調整し、検液とする。 9.4 ナチュラルpH 9.4.1  9.3の操作をto+4 h 、to+44 hおよびto+48 hにおいて酸/アルカリではなく同量の水を加え行う。 to+4 h  、to+44 h およびto+48 hにおけるpHを測定する。注記(1)ナチュラルpHにおいて導電率が極めて低い場合、溶出液中でコロイド形成が促進され、ろ紙の目詰まりや濃度上昇が起こる場合がある。これはナチュラルpHに最も近い試験pHに添加された酸/アルカリの濃度と同等のNaNO,を添加することによって回避できる。その際は、使用したNaNO3の濃度と量は報告書に特記すること。
ここ
10.空試身
10.1 試験環境や試験装置・器具などによる目的成分の汚染が生じていないことを確認するために、空試験を適切な頻度で実施する。 10.2 本試験での溶出濃度に対して、空試験での溶出濃度は10%以下でなければならない。また、本試験での溶出濃度が定量下限以下の場合、空試験での溶出濃度も定量下限以下でなければならない。 10.3空試験の溶出濃度を本試験の溶出濃度から差し引いてはならない(1)。 10.4空試験の結果は別紙で報告すること。注い」この試験は平衡状態の達成が目的である。空試験の結果を差し引くと平衡状態における濃度が得られなくなる。
11.分抵
検液の分析はJIS K 0102、または公的に確立された方法に準拠して行う(1)、注い測定濃度の定量下限値は、一般に、環境基準値の1/10程度以下が望ましい。
12.試験結果の報告
試験の報告書には下記の情報を記載すること。 -実験室試料の採取日- -実験室試料の特性（乾燥残留物を含む）試料前処理（粉砕方法、乾燥方法、分取方法）と保管状態- -試験に用いた装置、器具の詳細試験中の気温- -初期pHと試験終了時のpH試験結果に影響を与えるような、試験方法からの逸脱個所およびその理由- - - pH間隔と試験検体数（N）試験に用いた装置、器具の詳細試験方法からの逸脱個所およびその理由付属書A酸／アルカリ消費量予測のための予備試験方法（案）試薬および試験装置A.1撹拌装置滴定装置硝酸水酸化ナトリウム水試験試料A.2本試験に使用するものと同じ試験試料を使用する。
A.3  手順
A.3.1  準準備試験試料を、酸滴定用、アルカリ演定用それぞれの洗浄済み容器に入れる。酸またはアルカリを演下した後の最終的な液固比(L/S)が10となるように試験を行う。あるpH条件において、酸またはアルカリを多く消費し液固比が11を越えた場合は、より高濃度の酸またはアルカリを用いて試験をやり直し、最終液固比を11以下の範囲に収める。容器に脱イオン水Vを加え、液固比を約9とする。 Vは、水の密度を1 g/mLとして次式で計算する。 V = 9 Md – (Mw – Md) (mL)もこでMw  試験試料の未乾燥重量(g)試験試料の乾燥重量(g) Md
A.3.2    ナチュラルpH
試料と溶媒を混合した容器を撹拌装置に設置し、1時間撹拌を行う。撹拌停止から10分後、溶液のpHを測定する。次の酸とアルカリのそれぞれの滴下用に2つの容器で実施する。
A.3.3  酸の滴下
ナチュラルpHを測定後の容器に酸を少量滴下し、30分撹拌後、pHを測定する。滴下した酸の量と濃度、および、pH値を記録する。pHを低下させるために要する酸の量は試料によって異なるため、最初の演下量は、その試料の応答を確認できるように少なくする。酸の必要量が多い場合は、より高濃度の酸を使用する。酸は2種類以上の濃度のものを使用して良い。酸の滴下と30分撹拌後のpH測定を継続する。ナチュラルpHからpH 4以下までのpH範囲が得られるまで、同様の操作を繰り返す。得られるpH値の間隔は1.5未満となるようにする。滴下した酸の量と濃度、および、pH値を記録するる。
A.3.4  アルカリの適下
ナチュラルpHを測定後の容器に水酸化ナトリウム溶液（以下、溶液と言う）を少量滴下し、30分撹拌後、pHを測定する。滴下した溶液の量と濃度、および、pH値を記録
する。 pH を低下させるために要する酸の量は試料によって異なるため、最初の演下量は、その試料の応答を確認できるように少なくする。溶液の必要量が多い場合は、より高濃度の溶液を使用する。溶液は2種類以上の濃度のものを使用して良い。溶液の滴下と30分撹拌後のpH測定を継続する。ナチュラルpHからpH 12以上までのpH範囲が得られるまで、同様の操作を繰り返す。得られるpH値の問隔は1.5未満となるようにする。滴下した溶液の量と濃度、および、pH値を記録する。 ANCまたはBNCを過小評価しないために、アルカリ性の強い試料では酸滴定の際pH 4にて、緩衝容量の大きい試料ではアルカリ滴定の際、pH 12にて、24時間待機する。 A.4  結果の表示pHに対する酸（mol H+/kg）およびアルカリ量（mol OH-/kg）の関係を描く。