Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
合計特殊出生率= $ \left\{\frac{\text{年間の母の年齢別出生数}}{10\text{月}1\text{日現在年齢別女性人口}}\right\} $ 15歳から49歳までの合計

（都道府県及び21大都市は5歳階級で算出し、5倍したものを合計している。ただし、平成27年以降の国勢調査が実施された年は除く。）

合計特殊出生率は「15歳から49歳までの女性の年齢別出生率を合計したもの」で、1人の女性がその年齢別出生率で一生の間に生むとしたときの子ども数に相当する。

なお、算出に用いた出生数の15歳及び49歳にはそれぞれ14歳以下、50歳以上を含んでいる。

(参 考)

合計特殊出生率には次の2つの種類がある。

期間合計特殊出生率：

ある期間（1年間）の出生状況に着目したもので、その年における各年齢（15～49歳）の女性の出生率を合計したもの。女性人口の年齢構成の違いを除いた「その年の合計特殊出生率」として、年次比較、国際比較、地域比較に用いられている。人口動態統計では上記計算式に基づき、期間合計特殊出生率を算出している。

コーホート合計特殊出生率：ある世代の出生状況に着目したもので、同一世代生まれ（コーホート）の女性の各年齢（15～49歳）の出生率を過去から積み上げたもの。「その世代の合計特殊出生率」である。

実際に「1人の女性が一生の間に生む子どもの数」はコーホート合計特殊出生率であるが、この値はその世代が50歳に到達するまで得られないため、それに相当するものとして期間合計特殊出生率が一般に用いられている。なお、各年齢の出生率が世代（コーホート）によらず同じであれば、この二つの「合計特殊出生率」は同じ値になる。

ただし、晩婚化・晩産化が進行している状況等、各世代の結婚や出産の行動に違いがあり、各年齢の出生率が世代により異なる場合には、別々の世代の年齢別出生率の合計である期間合計特殊出生率は同一世代のコーホート合計特殊出生率の値と異なることに注意が必要である。

コーホート合計特殊出生率については、巻末の参考表「2 年次推移」の「表6」を参照されたい。

3）死亡

死 亡 性 比= $ \frac{年間の男子死亡数}{年間の女子死亡数} $ $ \times $ 100

年齢（年齢階級）別死亡率（総数・男・女）

$$ =\frac{ 年間のある年齢 ( 年齢階級 ) の死亡数 ( 総数 \cdot 男 \cdot 女 )}{10 月 1 日現在における日本人 ( 総数 \cdot 男 \cdot 女 ) のある年齢 ( 年齢階級 ) の人口 }\text{ \times }1,000 $$

$$ 月間死亡率 ( 年換算率 )=\frac{ 月間死亡数 }{ 月初人口 \times 年換算係数 }\times1,000 $$

（注）年換算係数= $ \frac{月間日数（30,31,28又は29）}{年間日数（365又は366）} $

すなわち１年の長さを１とした場合の各月の長さをいう。

死因別死亡率（年間）= $ \frac{年間の死因別死亡数}{10月1日現在日本人人口} $ $ \times100,000 $

$$ 年齡調 整死亡率 =\frac{\left\{\left(\begin{aligned} 観察集団の各年齡 \\ \left(\frac{ 年齡階級 }{ 死亡率 }\right) の死亡率 \end{aligned}\right)\times\left\{\begin{aligned} 基準人口集団のその年齡 \\ \left(\frac{ 年齡階級 }{ 人口 }\right)\end{aligned}\right\}\right\} の各年齡 ( 年齡 )\\ 階級 ) の総和 }{ 基準人口集団の総数 } $$

(参 考)

死亡率は年齢によって異なるので、国際比較や年次推移の観察には、人口の年齢構成の差異を取り除いて観察するために、年齢調整死亡率を使用することが有用である。

年齢調整死亡率の基準人口については、平成元年までは昭和10年の性別総人口（都道府県は昭和35年総人口）を使用してきたが、現実の人口構成からかけ離れてきたため、平成2年からは昭和60年モデル人口（昭和60年国勢調査日本人人口をもとに、ベビーブーム等の極端な増減を補正し1,000人単位で作成したもの）を使用している。

なお、計算式中の「観察集団の各年齢（年齢階級）の死亡率」は、1,000倍（死因別の場合は100,000倍）されたものである。

基準人口一昭和60年モデル人口

年齡	基準人口	年齡	基準人口
0～4 歲	8 180 000	50～54	7 616 000
5～9	8 338 000	55～59	6 581 000
10～14	8 497 000	60～64	5 546 000
15～19	8 655 000	65～69	4 511 000
20～24	8 814 000	70～74	3 476 000
25～29	8 972 000	75～79	2 441 000
30～34	9 130 000	80～84	1 406 000
35～39	9 289 000	85 歲以上	784 000
40～44	9 400 000
45～49	8 651 000	総 数	120 287 000
4）乳児死亡

$$ 乳 児 死 亡 性 比 =\frac{ 年間の男子乳児死亡数 }{ 年間の女子乳児死亡数 }\times100 $$

$$ 新生児死亡性比 =\frac{ 年間の男子新生児死亡数 }{ 年間の女子新生児死亡数 }\times100 $$

$$ 日齢（月齢）別乳児死亡率性比 =\frac{ ある日齢（月齢）の男子乳児死亡率 }{ ある日齢（月齢）の女子乳児死亡率 }\times100 $$

月間乳児死亡率（年換算率）

(平成6年以前)

$$ =\frac{ その月の月間乳児死亡数 }{ その月を含む過去 1 年間の出生数 \times\frac{ その月の月間日数 }{ その月を含む過去 1 年間の日数 }\times1,000 $$

$$ \begin{aligned} 月間乳児死亡率 ( 平成 7 年以降 )&\xlongequal{}( 年換算率 )=\frac{ 月間乳児死亡数 }{ 年間出生数 \times 年換算係数 }\times1,000\end{aligned} $$

$$ ( 注 ) 年換算係数 =\frac{ 月間日数 (30,31,28 又は 29)}{ 年間日数 (365 又は 366)} $$

すなわち１年の長さを１とした場合の各月の長さをいう。

$$ \frac{ 死因別乳児死亡率 }{ 又は生存期間別乳児死亡率 }=\frac{ 年間の死因別乳児死亡数 ( 又は生存期間別乳児死亡数 )}{ 年間出生数 }\text{ \times 100,000} $$

$$ 死因别新生児死亡率 =\frac{ 年間の死因别新生児死亡数 }{ 年間出生数 }\times100,000 $$

5）死 産

$$ 死 \quad 産 \quad 性 \quad 比 =\frac{ 年間の男子死産数 }{ 年間の女子死産数 }\times100 $$

$$ 月間死産率 ( 総数 \cdot 自然 \cdot 人工 )=\frac{ 月間死産数 ( 総数 \cdot 自然 \cdot 人工 )}{ 月間出産数 ( 月間出生数 + 月間死産数 )}\times1,000 $$

月間の妊娠満22週以後の死産率（総数・自然・人工）

$$ =\frac{ 月間の妊娠満 22 週以後の死産数 ( 総数 \cdot 自然 \cdot 人工 )}{ 月間出生数 + 月間の妊娠満 22 週以後の死産数 }\text{ \times 1,000} $$

6）周產期死亡

$$ 月間周產期死亡率 =\frac{ 月間周產期死亡数 }{ 月間出生数 + 月間の妊娠満 22 週以後の死產数 }\times1,000 $$

7）妊娠后死亡

$$ 妊 産 婦 死 亡 率 =\frac{ 年間の妊産婦死亡数 }{ 年間出産数 ( 年間出生数 + 年間死産数 )( 又は年間出生数 )}\times100,000 $$

$$ 後発姪產 婦死亡率 =\frac{ 年間の後発姪產 婦死亡数 }{ 年間出產数 ( 年間出生数 + 年間死產数 )}\times100,000 $$

$$ 注 : 妊産婦死亡については65^{\circ} 〝ジを参照されたい。 $$
1ZF-1203-i

課題名 1ZF-1203 マイクロ波による瓦礫中の有害物質迅速処理

ーアスベスト飛散とダイオキシン発生防止ー

課題代表者名 篠原 真毅 （京都大学 生存圈研究所 生存圈電波応用分野 篠原研究室）

研究实施期间 平成23～25年度

累計予算額 58,644 千円（うち25年度14,630千円）

本研究のキーワードアスベスト、無害化、マイクロ波加熱、スレート瓦、クリソタイル、アモーサイト、東日本大震災

## 研究体制

(1)処理設備システム構築 ((a)京都大学 生存圏研究所、(b)中部大学)

(2)瓦礫中有害物質処理の実験的研究（東北大学）

(3)生体毒性物質および環境汚染物質の評価・解析（上智大学）

研究協力機関

京都大学 生存圈研究所、中部大学、東北大学、上智大学

## 研究概要

### 1. はじめに(研究背景等)

東日本大震災における津波によって倒壊し流された瓦礫には、法令で規定された有害物質が、混入していることは各種の調査で判明している（図1）。アスベスト粉塵による健康被害は遅発性であり、吸引後、10年以上経過して、発症することが多い。阪神淡路大震災から13年後、倒壊した建物の解体作業に従事した労働者が、2008年にアスベスト（石綿）が原因の中皮腫を発症し、労災認定を受けている。さらに2012年には、救援に従事したボランティアから、中皮腫を発症された方が出てきている。長期の復興体制に移行している現時点では、作業者が大量のアスベスト粉塵を吸引する危険は無いと考えられるが、大量の瓦礫は地盤の埋め立て嵩上げに使用される。その中にアスベスト含有のスレート等が混入していると、後世まで汚染土壤の不安を残すことになる。埋め立てに先立ち、アスベスト含有スレートを選別し、無害か処理を施すことは、必要不可欠である。

このアスベスト無害化には、高温加熱して組織構造を変える必要があるが、アスベストを含むスレート瓦は断熱性、耐熱性が高く熱伝導率が小さいため、外部からの加熱では、塊を均一に加熱処理するには長い時間が必要であった。そのため、従来法では震災起因のコンクリート材（想定値：200万トン）に含まれる有害物質無害化は困難であり、これを埋め立てし、封じ込める事をもってその処理としている。これは非飛散性アスベスト処理手法としては、現状では、最も現実的で効率的な手続きではあるが、可能であれば、これらを無害化した後、埋め立て用資材に用いることが望まれる。
マイクロ波加熱炉を用いることで、この瓦礫中のアスベスト含有セメント無害化処理、再利用不可能な高濃度塩分含有木質系廃材の無害燃焼による迅速減容処理を提案する。この工程で、セメントが1050℃以上に加熱され、アスベストが無害化すると共に、マイクロ波の電磁界および高温のセメントとの接触によって、ダイオキシンが分解される。この分解方法は日本スピンドルによって開発・完成された技術である。さらに、排ガスに高性能集塵機・2次燃焼器を接続し、有害成分を大気中に排出しない二重の安全対策を施した無害化システムを構築する。

図1 東日本大震災により生じた大量の瓦礫には、非飛散性アスベストを始めとした多くの有害物質の混入が想定される。また、津波によりさらされた木質瓦礫は、塩分を含むことが想定され、これら瓦礫の高速・高効率な処理法が望まれている。

### 2. 研究開発目的

東日本大震災で発生した瓦礫は、セメント、木材、およびプラスチック、有機物・金属などに、大量の塩分(海水由来)が含まれおり、これらの混在物をマイクロ波で1050℃にまで加熱することで以下の効果を期待する。

（1）無害化を促進、コンクリート廃材再生可能なセメント原料および安全な埋め立て用資材化する。コンクリート廃棄物に含まれるアスペスト類を加熱処理することで、再生セメント原料や二次汚染を気にすることのない埋め立て用の資材にする

（2）利用不可能な木材・燃料，即ちハイブリッド加熱処理の燃焼炉熱源として活用する。

（3）非飛散性アスベストの無害化・塩分含有有機物の燃焼によって生じるダイオキシンを迅速に無害化する。

本計画では、これまでに申請者や協力者らが実証してきた新技術を結集し、高効率で迅速に廃棄物を無害化・減容できる設備を構築運用する。

### 3. 研究開発の方法

## (1) 処理システム構築: 篠原真毅、京都大学 (a)、佐藤元泰、中部大学 (b)

平成24年度では、マイクロ波による瓦礫へのエネルギー供給系の強化・増強を行った。数トンの無害化、火力半量をマイクロ波依存と想定すると、提案したロータリーキルンに要求されるエネルギー伝送能は35－70 kWとなる。既存のロータリーキルンの出力は10kWであるので、これを必要とする入力まで増強し、伝送系の構築を行った。このシステム構築はエクセルギーを重視し、ハイブリッド加熱とした。マイクロ波の吸収は、おおむね物質温度の2乗に比例して増加する。一方、燃焼熱を利用した加熱では、火炎・高温ガス温度と加熱物の温度差が小さくなると、つまり、加熱物の温度が上がると有効に使われる熱量が、加熱物の温度に比例して減少する。この物性学・熱学上の特徴を上手に使うには、室温から600℃程度まで木質系廃材・廃プラスティックの燃焼熱で加熱物（アスベスト含有セメント類）を予熱する前段とマイクロ波で600～1050℃に加熱する後段をカスケードに接続する方法があり、これに適したシステムを構築した。この工夫により、廃木材により生じた熱エネルギーを効率的に運用することができた（図2）。
平成25年度では、昨年度に得られた無害化システムによりアスベスト含有スレートが完全に無害化されることを実証した。また、東日本大震災被災地に配置された実証試験の撤退・撤収を行い、得られた成果を学会、社会へと還元した。

図2 アスベスト含有瓦礫と塩分含有木質系廃材のマイクロ波無害化処理の概念図と建造された処理設備。本試験設備は、前段燃焼炉(木質瓦礫処理設備)、アスベスト処理装置および排ガス処理装置(高温集塵機)を直列(カスケード)に接続している。前段燃焼炉では、木質系瓦礫を燃焼させて減量を図ると共に、その高温燃焼ガスをアスベスト処理装置の雰囲気温度制御と炉壁加熱の熱源として使用する。マイクロ波と高温燃焼ガスの複合的加熱によってアスベストの結晶を変性させて無害化する。

Rotary Kiln for Woody Waste Microwave Rotary Kiln for Asbestos Exhaust Gas Filter

## (2) 瓦礫中有害物質処理の実験的研究：吉川昇・東北大学

平成24年度では、現場における処理設備の管理及びその運用性評価を行った。この炉システムは、有害物質を含んだ瓦礫の破砕・炉へ搬入、マイクロ波迅速処理炉にて無害化を行うためのものである。本テーマでは、この操業条件を検討することによって、瓦礫が無害化・減容化する最適熱処理条件を抽出・確定した。また、瓦礫を形成する物質の多くは、高温においてスラグと呼ばれるガラスや飛灰へ変わり、劇的にその電気的性質を変える。本テーマでは処理により生じたスラグ・飛灰へのプロセス効率性への影響とその改善の検討を行った。

平成25年度では、工学的にはアスベストの完全な無害化という成果を得ることができたが、この無害化メカニズムは不充分であると思われた。今年度はこの学術的解を得ることを目的とし、アスベスト無害化メカニズムを明らかにするための基礎データの取得を行った。また、学会・社会への還元を行った。

## (3) 体毒性物質および環境汚染物質の評価・解析：堀越智・上智大学

阪神淡路大震災と異なり、本震災における瓦礫成分の詳細は依然未知であった。昨年度では、その処理に生じる化学成分の解析及び有害性の評価は速やかに行い、本装置により生じる瓦礫に残留する汚染物質の濃度低下を分析し、これらの分析結果を基に装置最適化の情報をシステム構築班へフィードバックした。

また、この解析から、本研究システムは有機系毒性物質についてのリスクは規制値以下であることが明らかとなった。この結果を受けて、今年度では電磁波とアスベスト形状相互作用に焦点を絞った学術研究を行い、アスベスト無害化メカニズムを明らかにするための加熱データの取得を行った。また、得られた学理の学会・社会への還元を行った。

### 4. 結果及び考察

## (1) 処理システム構築: 篠原真毅、京都大学（a）、佐藤元泰、中部大学（b）

平成24年度における処理システム構築班の研究活動について述べる。震災瓦礫の他府県への輸送には、行政上、おおきな制約がある。そこで、マイクロ波を用いた加熱系が、従来系と比してコンパクトになる特徴を生かし、現地に速やかに有害物質無害化システムを構築する方法を提案し、これを実行した。設置場所は、宮城県名取市にある市立閑上中学校の校舎およびその前庭を提供して戴いた。同校舎は、閑上地区震災被害により、使用されていないが、ここに行政財産目的外使用許可を戴いた名取市に深甚なる謝意を表するものである。図3に設置レイアウト図を、図4に据え付け工事中の写真を示す。

本委託研究は、急速に変化する被災地現状を踏まえ弾性的な研究計画の変遷が要求されているため、試作機運用と装置改造を交互に実施した。自H12年12月2日より至H25年3月29日に、合計50日、述べ約250人日の現地作業および実験を行った。
操業試験1では、H24.12.03-12.17に行われ、現地（名取市閑上中学校）搬入・据え付けを行った。この調整後に、H12.12.18-12.20において第一回処理実験マイクロ波入力No1,No2合計14.5kWを行い、これにより無害化された震災瓦礫中アスベスト含有量を調査した（H12.12.22-25.01.14）。操業試験2は、H25.01.24~01.25において装置改良が行われた後に実行された。この改良では、木質系燃焼炉ーマイクロ波炉接続部の煙道に設置したマイクロ波フィルターを改良型に交換し、No2マイクロ波入射系統分解検査、ガス流速測定・酸素分圧測定などのデータ取得を行った（H25.01.26-01.27）。操業試験3は、H25.02.21~02.26において実行され、定格2トン相当処理700℃実証を目的とした。操業試験4はH25.02.21~02.26において実行され、定格2トン相当処理・900℃以上の条件で運用された。これらの実証試験はサブテーマ2-3を担当する東北大学、上智大学も参画したが、本操業の性質上、本テーマに記載した。

図3 現地アスベスト無害化システムの設置レイアウト。本試験設備は、前段燃焼炉(木質瓦礫処理設備)、アスベスト処理装置および排ガス処理装置(高温集塵機)を直列(カスケード)に接続している。アスベスト処理装置にスクリュー式現両羽供給機を通して、強化スレート瓦礫を投入する。マイクロ波と高温燃焼ガスの複合的加熱によってアスベストの結晶を変性させて無害化する。高温集塵機は、排ガス中に含まれる粉塵取り除くために設けられている。右端に示す煙突の直前に設置した吸引送風機によって、炉内を負圧に保ち、燃焼ガス、瓦礫からの粉塵が外部に漏れ出さない設計になっている。
図4 H24.12.03-12.13に現地（名取市閑上中学校）搬入・据え付け、配管・配線、試験調整を無事完了した。引き続き、マイクロ波3台入射調整を行った。各系統、7.5kWまで、マイクロ波を入射し、据え付け調整運転試験を完了した。

現地据付けが凡そ10日程度で完了したことからも、本アスベスト処理設備が震災時における緊急対応性を有していることがわかる。なお、H25年度において、本試験設備はプロジェクト終了後に速やかに解体された。

## (2) 瓦礫中有害物質処理の実験的研究：吉川昇・東北大学

サブテーマ2で導出された実験操業条件の最適化について述べる。1-3回の実験結果を詳細に分析した結果、アスベスト繊維を3/3000粒子以下にするには、900℃以上の雰囲気温度が必要であると判断された（表1）。これまでの実験では、前段燃焼炉(キルン)900℃-高温煙道-アスベスト処理装置-排気煙道-高温集塵機-吸引送風機-煙突を流れる燃焼ガス量・流速・圧力・温度・酸素分圧測のデータを分析したところ、各部の温度、圧力、ガス流束は、計画値と良く一致しており、熱設計が正しく行われたことが確認されている。設計ではアスベスト処理炉を1000℃以上の雰囲気にするためには、前段燃焼炉で1300℃以上の燃焼ガスを発生させる必要がある。使用している前段燃焼炉では、1000℃が上限であった。高温煙道に設けられているマイクロ波フィルタからの熱損失（抜熱）を節約する必要がある。そこで、助燃バーナーをアスベスト処理炉に直接取り付けて、1500℃の燃焼ガスを炉内に直噴するように、レイアウトを変更した。1500℃の火炎直噴ガスと、逆側のフード部から吸引される冷却空気が乱流状態で混合し、炉内の温度を最高900℃程度に調整する手法をとった。この改造によって、炉内温度を1000℃まで、任意に調整できるようになった。

第4回の試験では、当初の計画値であるアスベスト含有瓦礫日処理量2トンで無害化を実証するため、雰囲気温度900℃、処理量40kg(日量1トン相当)および80kg(日量2トン相当)のアスベスト含有瓦礫を処理する連続操業試験を行った。

表1: 雰囲気温度900℃、処理量40kg/hおよび80kg/hにおける雰囲気温度とアスベストの処理比較

マイクロ波照射の有無	アスベスト処理装置雰囲気ガス温度	残存アスベスト粒子数(定性分析本/3000粒子)	残存アスベスト重量比(XRD定量分析)
マイクロ波19kW照射(80kg/h)	粗粒度	900℃	0	-
中粒度	900℃	0	-
微粒度	900℃	0	-
マイクロ波無し、中粒度(40kg/h)	900℃	0	0.1未満(0.08)

この結果は、表2に示す700℃の場合の結果に比較し、無害化の効果が顕著に現れている事が示されている。すなわちマイクロ波印加が無い場合、40kg/hの少量投入においてアスベストが検出されたのにも拘わらず、マイクロ波印加に依れば80kg/hの投入量でも、全ての粒度で無害化が達成された事が分かる。表2はスレート片の粒径に依る無害化への影響を示している。

表2: マイクロ波印加、700℃無害化処理に及ぼすスレート片粒径の影響

題目(試料)	Chr含有率	Chr緘維数/3000	備考
スレート片(祖粒)	0.82	5	700℃18-19kW
スレート片(中粒)	1.20	8	700℃19kW
スレート片(微粒)	1.10	15	700℃19kW

平成25年度に行った実験室的な基礎研究について述べる。同年度は、昨年行った実証試験の結果を解釈す
る上でアスベスト含有スレート瓦のマイクロ波加熱特性を知るために実験室的な基礎研究を行った。その概要を以下に述べる。

1) 大学の実験室にアスベスト含有物を持ち込みマイクロ波印加基礎実験を行う事は、安全管理の面から実験を準備するのに時間を要し、今年度中に成果を得る事が困難であると判断した。このためアスベスト模擬物質を選択し、そのマイクロ波加熱特性に関して調べた。

2) この目的で、アスベスト疑似物質としてタルク、母相スレートとしてCaOを選択し、その高温誘電率測定を行った。

3) 次に、この測定値を用いて、マイクロ波加熱に関する計算機シミュレーションを行った。この結果を用いて、マイクロ波印加に依るアスベストファイバーの無害化実証試験結果に関する考察を行った。

これらの詳細は別紙にて述べるが、本テーマの大筋としては、大型実証試験におけるアスベストの完全無害化条件を導きだし、このメカニズムについて報告を行った。

## (3) 体毒性物質および環境汚染物質の評価・解析：堀越智・上智大学

本担当では、アスベスト含有スレート瓦のマイクロ波無害化に対するダイオキシン類の生成確認を行った。本装置では、復興瓦礫の中でも木材の燃焼処理も併用しているため、ここからのアスベストの生成も予想された。ダイオキシン類のサンプルは図5に示す装置内の各位置で固体サンプルを採取し、(株)環境ソルテックおよび(株)日吉に分析を依頼した。サンプル0では、未処理の木材瓦礫をサンプルとした。サンプル1では燃焼後に発生した飛灰をサンプルとした。サンプル2では木材燃焼およびアスベストの無害化により発生した高温ガスおよび飛灰をろ過するための高温フィルターに付着した粉末をサンプルとした。サンプルは11月および12月に行った実験終了後、装置が完全に冷却されたことを確認して採取した。また、12月のサンプリングではフィルターの交換等は行わず、実験期間の蓄積した灰の測定を行った。

図5 ダイオキシン類の測定に対するサンプリングポイント

分析結果からサンプル0およびサンプル1付近のダイオキシン類の生成は認められなかった。一方、サンプル2付近の最も高濃度に蓄積していると思われるダイオキシン測定より、ダイオキシン類(毒性等量)がガスから0.70 ng-TEQ m^{-3}N、灰から0.15 ng-TEQ g^{-1}検出された(図6)。

試料名項目	2次燃焼炉出口排ガス	計量方法
ダイオキシ類(毒性等量)	ng-TEQ/m³	0.70	JIS K 0311(2008)
試料項目	サイクロン灰	キルン炉堆積物	計量方法
ダイオキシ類(毒性等量)	ng-TEQ/g	0.15	0.000000066	JIS K 0311(2008)

図6 サンプル2より採取したガスおよび灰の中のダイオキシン量((株)環境ソルテックによる分析)

環境省のホームページより、廃棄物焼却炉として2トン/時間未満の場合、排ガスでは2 ng-TEQ m^{-3}Nで灰からは3 ng-TEQ g^{-1}に定められている(図7)。したがって、本装置の運転により、発生するダイオキシン類は基準値を
下回った。

① 排出ガスの基準値（規制対象となる廃棄物焼却炉に係る廃ガス）（法第8条第2項第1号，法施行規則第1条別表第1）

焼却能力	新設施設の排出基準平成12年1月15日~	既設施設の排出基準	+10分(kg)
~平成14年11月30日	平成14年12月1日~	=標準状態のが量※新設施設:H12.1.15以降新設された施設※既存施設:H12.1.15時点で既に設置されている施設
4t／時間以上	0.1+10分/m³N	80+10分/m³N	1+10分/m³N
2t～4t／時間	1+10分/m³N	5+10分/m³N
2t／時間未満	5+10分/m³N	10+10分/m³N

③ ばいじん等の基準値（廃棄物焼却炉から排出されるばいじん，焼却灰その他の燃え殻，廃ガス洗浄施設污泥及びこれらの廃棄物を処分するために処理したもの）（法第24条，H12.1.14厚生省令第1号）

新設施設に係る基準	既設施設に係る基準
平成12年1月15日～	～平成14年11月30日	平成14年12月1日～
3+1/g	基準の適用猶予	3+1/g（注）

図7 新設廃棄物焼却炉におけるダイオキシン類の発生規制値(環境省:ダイオキシン類対策特別措置法に基づく規制(B)より抜粋)

その後、アスベスト含有スレート瓦や木材瓦礫の無害化および燃焼処理実験を繰り返した後、12月および1月にサンプル2の位置の灰中に含まれるダイオキシン類の測定を行った。12月の測定結果からは、業者を(株)日吉に変え分析を依頼した。サンプル2付近の最も高濃度に蓄積していると思われるサンプルより、灰の中のダイオキシン類(毒性等量)は0.78 ng-TEQ m^{-3}Nであり、この実験からも基準値を下回る値しか観測された(図8)。

項目	実測濃度
ng/g	試料における定量下限値
ng/g	試料における検出下限値
ng/g	測定量
(毒性等量)
ng-TEQ/g
Total ダイオキシン類
(PCDD₃+PCDF₃+コフナーPCBs)	2.4	0.0030	0.0015	0.78

図8 サンプル2より採取したガスおよび灰の中のダイオキシン量((株)日吉による分析)

本実験結果より、本装置でのアスベスト含有スレート瓦や木材瓦礫の処理によってダイオキシン類の発生量は基準値以下であることが示された。なお、本テーマではその他有機系有害物質の評価・解析やアスベスト吸收特性の周波数依存性などを行った。これらについては、その詳細を別紙に譲る。
### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

アスベスト無害化、排ガスの安全性の観点より、昨年度に建造された試験設備の評価を行った。本設備は、前段燃焼炉(木質瓦礫処理設備)、アスベスト処理装置および排ガス処理装置(高温集塵機)より構成されており、それぞれ東日本大震災で生じた木質瓦礫燃焼、アスベスト含有スレート瓦無害化及び全プロセスの排ガスを制御する。これら全く異なる設備を要素とし、震災瓦礫処理を目的としたひとつのシステムとして設計された本設備は、その温度分布、ガス流量、常温空気の流入量等において、設計目標値と非常によい一致を示し、アスベストの完全無害化、ダイオキシン排出量規制値以下を達成している。これは、環境プロセス・科学プロセス工学における重要な知見となる。

また、物性論においては、マイクロ波によるアスベスト無害化のメカニズムを実験及び理論の両面より調査した。一般に、アスベストを含むスレート瓦の無害化には1500℃もの高温での処理を必要とするが、本設備では900℃で完全な無害化が観測されている。これは、マイクロ波は従来の伝熱とは異なる伝達経路により物材へエネルギーを与えるために生じる長所である。このメカニズムはラボにおける基礎実験及び数値計算によりそのメカニズムを詳細に吟味され、観測された新しい現象は速やかに学会・社会へ還元された（1-3）。今後、様々な工学への応用が期待される。

## (2) 環境政策への貢献

本試験機は、現状木質瓦礫2－10トン/日、アスベスト1－2トン/日の処理速度を有しており、操業4においてアスベストの完全無害化に成功している。この無害化温度は凡そ900℃で観測されており、従来の1500℃に比して、プロセス設計上で大きく有利である。また、日産5－10トン/日処理能(木質+スレート瓦)を有する本試験機は、着工より10日程度にて運用可能なほどコンパクトである。これは次に述べるような環境政策への寄与を有する。

第一に、我が国の重要な政策課題である震災復興への貢献である。本プロジェクトは環境総合研究費（復興枠）における委託研究を受け、その上で、災害廃棄物の処理を迅速・円滑に進めるための研究として実施した。被災地における有害物質を含んだ瓦礫は法令によりそのリサイクルが制限され、特にアスベスト類を含む無害か処理が困難な物質はその輸送も厳しく制限されている。既存技術では、東日本大震災の被害は広範囲に及び、災害廃棄物の発生量も膨大であることから、本震災で生じた瓦礫中のアスベスト類の無害化は困難である。本プロジェクトで得られた高速・低価格なアスベスト無害化処理法が実証、迅速な廃棄物処理を取り扱う施設（中間処理・最終処分）の維持管理・解体手法・管理手法を確立は、東日本大震災からの復興迅速化への障害となる多くの法令上の困難が回避するだけでなく今後生じ得るこれら有害物質の処理および輸送における法令上の困難を技術的なアプローチにより解消する。第二に、これまで処理が困難とされていた非飛散性アスベストの新しい処理アプローチの開発として環境政策に寄与できる。我々の測定においても、現地には非飛散性アスベストは多く存在することが確認されており、これは被災地のみならず我が国の至る所に存在する。これは埋め立てにて処理される予定である。これら瓦礫処理の行政的手続きは、現状の瓦礫量が甚大であること、現地での瓦礫分類状況が良好であることを考慮すると妥当な処理である。しかし、埋め立て処理されたアスベスト類が露出した場合、これらは有毒な飛散性として観測される。本処理法を用いることでこれらの大量の非飛散性アスベストを含有する建材を「迅速」に無害化することができる。

最後に、我々は「後世に負の遺産を残すべきではない」との立場をとってきたが、本試験機運用の情報媒体における注目度を考慮すると、これは我が国の民意に則していると言える（「行政が活用する事が見込まれる成果」参照）。このことからも、本実証試験の成功は我が国の環境政策へ大きく寄与し得ると考える。

## ＜行政が既に活用した成果＞

「新仕分け」,(2013/11/16)分資料2/3にける行政刷新会議ワーキンググループにおいて本プロジェクトの成果が参照された。
## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

1）週刊環境循環新聞：「震災廃棄物をマイクロ波処理」（平成25年 3月11日）

2）日本テレビ：「震災から2年、がれき処理の現状（ズームイン！！サタデー）」,(平成25年3月1日)

3) 日刊工業新聞:「震災がれき処理にマイクロ波が一役一非飛散性アスベストの無害化コスト半減」(平成25年2月14日掲載

*朝日新聞デジタル：同研究にて同日掲載

4) NHK サイエンスゼロ：「電子レンジで鉄が作れる！？ 未知のマイクロ波効果を活用せよ」（平成25年1月23日放送）

5) FNS 仙台：「がれきのアスベストを無害化 研究進む」，ニュース（平成25年12月20日）

### 6. 研究成果の主な発表状況

## (1) 主な誌上発表

## く査読付き論文>

1) N. Yoshikawa, K. Kashimura, M. Hashiguchi, M. Sato, S. Horikoshi, T. Mitani and N. Shinohara: Detoxification Mechanism of Asbestos Materials by Microwave Treatment, Green Chemistry (Submit)

2) K. Kashimura, T. Yamaguchi, M. Sato, Y. Saori, K. Kishima, S. Horikoshi, N. Yoshikawa, T. Mitani, and N. Shinohara, Journal of Environmental and Technology (Submit)

3) S. Horikoshi, T. Sumi, S. Ito, R. Dillert, K. Kashimura, N. Yoshikawa, M. Sato: Microwave-driven asbestos treatment and its scale-up for use after natural disasters, Environmental Science & Technology (Submit) 4) K. Kashimura*, N. Sabelstrom, K. Imazeki, K. Takeda, M. Hayashi, T. Mitani, N. Shinohara and K. Nagata: Quasi-Stable Temperature of Steady State of Hematite by Microwave Heating, Chemical Engineering & Processing, 76 (2014) 1–5

5) M. Yanagawa, K. Kashimura*, M. Hayashi, M. Sato, T. Mitani, N. Shinohara and K. Nagata: Control of Hot Spots for Continuous Microwave Iron Making – Effects of Ore–Carbon Mixture Rotations on Refractory and Pig Iron Production –, International Journal of Materials Engineering and Technology, Vol. 9, 2 (2013) 119–134

6) M. Hayashi*, K. Takeda, K. Kashimura T. Watanabe and K. Nagata: Carbothermic reduction of hematite powders by microwave heating, ISIJ International, Vol. 53, 7 (2013) 1125–1130

7) K. Kashimura, N. Hasegawa, S. Suzuki, M. Hayashi, T. Mitani, K. Nagata and N. Shinohara: Microwave Heating Behavior of Conductive Multi-particles using Spatially Separated Electric and Magnetic nodes – Effects of Relative Density on Absorption Properties of Various Carbon Powder Compacts –, Journal of Applied Physics, Vol. 113, 1 (2013) 024902 – 1 – 5

8) J. Fukushima, K. Kashimura, S. Takayama, M. Sato, S. Sano, Y. Hayashi and H. Takizawa: In-Situ Kinetic Study on Non-Thermal Reduction Reaction of CuO during Microwave Heating, Materials Letters, 91 (2013) 252–254

9) K. Kashimura, J. Fukushima, T. Mitani, M. Sato and N. Shinohara: Metal Ti–Cr Alloy Powders Nitriding under Atmospheric Pressure by Microwave Heating, Journal of alloys and compounds, 550 (2013) 239–244

10) K. Kashimura, S. Suzuki, M. Hayashi, T. Mitani, K. Nagata and N. Shinohara: Surface–Plasmon–Like Modes of Graphite Powder Compact in Microwave Heating, Journal of Applied Physics, Vol.112, 3 (2012) 034905 – 1 – 5

## く査読付論文に準ずる成果発表>

1）樫村京一郎：マイクロ波加熱と材料プロセッシング、金属，アグネ技術センター（2013年8月号 特集）

2）「最新 マイクロ波エネルギーと応用技術」、産業技術サービスセンター

(平成26年出版予定，アスベスト無害化技術に関する解説)

3）堀越智，篠原真毅，滝澤鳳、福島潤：マイクロ波化学－反応、プロセスと工学応用-(三共出版）

4）樫村京一郎，蓬莱秀人：学振，先導的委員会「電磁波励起非平衡反応場の物理化学と産業応用」(2013/2/27)

5）篠原真毅、佐藤元泰、堀越智、吉川昇、樫村京一郎、木嶋敬昌：マイクロ波による瓦礫中の有害物質迅速処理研究の現状，先進素材開発解析システムシンポジウム（講演）2012/11/13

6) N. Shinohara, N. Yoshikawa, S. Horikoshi, T. Mitani, T. Kishima, K. Kashimura and M. Sato: Applications of
Microwave Powers for the Rubble Processing to the Great East Japan Earthquake – Test System for Rendering Asbestos Harmless in the Crashed Slate, proceeding of 2th GCMEA (2012)

## (2) 主な口頭発表 (学会等)

1）篠原真毅、樫村京一郎、佐藤元泰、吉川昇、堀越智、米田沙織、木嶋敬昌：アスペストのマイクロ波及び高温集塵による無害化処理技術、粉体工学会秋期研究発表会，2013/10/8（インデックス大阪）

2）樫村京一郎，篠原真毅，吉川昇，堀越智，佐藤元泰：震災瓦礫に含まれる有害物質の高速無害化システム実証試験，鉄鋼協会秋季講演大会，金沢大，2013/9/19

3）佐藤元泰，樫村京一郎，篠原真毅，東北大吉川昇，堀越智：マイクロ波による東日本震災瓦礫中の有害物質迅速処理ーアスベスト飛散とダイオキシン発生防止ー，JSEM実験学会，秋田大，2013/8/30

4）樫村京一郎：東日本大震災より生じた震災廃棄物の有機的処理に関する予告フォーラム，鉄鋼協会春季講演大会，電通大，2013/3/29

5）篠原真毅、佐藤元泰、堀越智、吉川昇、樫村京一郎、木嶋敬昌：マイクロ波による瓦礫中の有害物質迅速処理研究の現状，先進素材開発解析システム(ADAM)シンポジウム（講演）2012/11/13

### 7. 研究者略壓

## 課題代表者: 篠原真毅

京都大学工学部卒業、工学博士、現在、京都大学生存圏研究所 教授

## 1 ）佐藤元泰

慶応義塾大学工学部卒業、工学博士（京都大学）、核融合科学研究所産学連携センター長、現在、中部大学工学部 教授

## 2 ）吉川 昇

東北大學工学部卒業、工学博士、現在、東北大學環境科學研究科環境科學專攻、准教授

## 3 ）堀越 智

明星大学工学部卒業、工学博士、現在、上智大学、物質生命理工学、准教授

### 8 \. 引用文献

1）樫村京一郎（分担）：「最新 マイクロ波エネルギーと応用技術」:産業技術サービスセンター

(第6章「マイクロ波加熱によるアスベスト無害化」、平成26年出版予定。)

2) K. Kashimura et al.: Microwave Heating, Chemical Engineering & Processing, 76 (2014) 1–5

3) M. Yanagawa et al.: International Journal of Materials Engineering and Technology, 9, 2 (2013) 119 – 134
## 1 ZF-1203 マイクロ波による瓦礫中の有害物質迅速処理ーアスベスト飛散とダイオキシン発生防止ー

## （1） 処理システム構築

（独）京都大学 生存圈研究所

生存圈電波応用分野 篠原真毅

学校法人中部大学

工学部 佐藤元泰

平成24(開始年度)～25年度累計予算額：44,362千円

（うち、平成25年度予算額：12,105千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

クリソライト（代表的なアスベストの一種）はマイクロ波で加熱すると1050℃で無害化出来る。この現象を利用し、マイクロ波-燃焼ハイブリッド加熱炉による、東日本大震災で生じたアスベスト含有瓦礫の無害化・再資源化処理の試作機を開発した。熱源として利用する木材としては、同じく震災で生じた津波堆積物を用いた。現地には再利用不可能な木質系廃棄物が大量に存在するため、これを燃料としてセメントを600℃まで予熱した。この予熱炉をマイクロ波炉の前段にカスケードを接続し、一連の工程で、セメントが1050℃以上に加熱され、アスベストが無害化すると共に、マイクロ波の電磁界および高温のセメントとの接触によって、ダイオキシンが分解される。この分解方法は日本スピンドルによって開発され、完成された技術である。さらに、排ガスに高性能集塵機・2次燃焼器を接続し、有害成分を大気中に排出しない二重の安全対策を施すものである。

本テーマでは、アスベスト無害化・再資源化処理の試作機を開発し、これを速やかに現地に据え付ける事で、同装置の有事における緊急対応性を有しているかどうかを吟味した。また、これを実際に現地で運用し、プロセスにより処理されたスレート瓦中のアスベスト粒子数、排ガス成分などの取得を行った。これは開発された本システムが円滑に運用され、その安全性を実証するために必要なサンプルとなる。なお、平成25年度では、本装置の速やかな撤退を行い、得られた成果を学会に還元した。

## [キーワード]

マイクロ波加熱、アスベスト無害化、ダイオキシン防止、東日本大震災
### 1. はじめに

東日本大震災における津波によって倒壊し流された瓦礫には、法令で規定された有害物質が、混入していることは各種の調査で判明している。アスベスト粉塵による健康被害は遅発性であり、吸引後、10年以上経過して、発症することが多い。阪神淡路大震災から13年後、倒壊した建物の解体作業に従事した労働者が、2008年にアスベスト（石綿）が原因の中皮腫を発症し、労災認定を受けている。さらに2012年には、救援に従事したボランティアから、中皮腫を発症された方が出てきている。長期の復興体制に移行している現時点では、作業者が大量のアスベスト粉塵を吸引する危険は無いと考えられるが、大量の瓦礫は地盤の埋め立て嵩上げに使用される。その中にアスベスト含有のスレート等が混入していると、後世まで汚染土壤の不安を残すことになる。埋め立てに先立ち、アスベスト含有スレートを選別し、無害か処理を施すことは、必要不可欠である。

このアスベスト無害化には、高温加熱して組織構造を変える必要があるが、アスベストを含むスレート瓦は断熱性、耐熱性が高く熱伝導率が小さいため、外部からの加熱では、塊を均一に加熱処理するには長い時間が必要であった。そのため、従来法では震災起因のコンクリート材（想定値：200万トン）に含まれる有害物質無害化は困難であり、これを埋め立てし、封じ込める事をもってその処理としている（図（1）-1）。これは非飛散性アスベスト処理手法としては、現状では、最も現実的で効率的な手続きではあるが、可能であれば、これらを無害化した後、埋め立て用資材に用いることが望まれる。

マイクロ波加熱炉を用いることで、この瓦礫中のアスベスト含有セメント無害化処理、再利用不可能な高濃度塩分含有木質系廃材の無害燃焼による迅速減容処理を提案する。この工程で、セメントが1050℃以上に加熱され、アスベストが無害化すると共に、マイクロ波の電磁界および高温のセメントとの接触によって、ダイオキシンが分解される。この分解方法は日本スピンドルによって開発・完成された技術である。さらに、排ガスに高性能集塵機・2次燃焼器を接続し、有害成分を大気中に排出しない二重の安全対策を施した無害化システムを構築する。

図(1)-1 東日本大震災により生じた大量の瓦礫には、非飛散性アスベストを始めとした多くの有害物質の混入が想定される。また、津波によりさらされた木質瓦礫は、塩分を含むことが想定され、これら瓦礫の高速・高効率な処理法が望まれている。

## 2 ．研究開発目的

東日本大震災で発生した瓦礫は、セメント、木材、およびプラスチック、有機物・金属などに、大量の塩分(海水由来)が含まれおり、これらの混在物をマイクロ波で1050℃にまで加熱することで以下の効果を期待する。
（1）無害化を促進、コンクリート廃材再生可能なセメント原料および安全な埋め立て用資材化する。コンクリート廃棄物に含まれるアスベスト類を加熱処理することで、再生セメント原料や二次汚染を気にすることのない埋め立て用の資材にする

(2) 利用不可能な木材・燃料，即ちハイブリッド加熱処理の燃焼炉熱源として活用する。

(3) 非飛散性アスベストの無害化・塩分含有有機物の燃焼によって生じるダイオキシンを迅速に無害化する。

本テーマでは、アスベスト無害化・再資源化処理の試作機を開発し、これを速やかに現地に据え付ける事で、同装置の有事における緊急対応性を有しているかどうかを吟味した。また、これを実際に現地で運用し、プロセスにより処理されたスレート瓦中のアスベスト粒子数、排ガス成分などの取得を行った。これは開発された本システムが円滑に運用され、その安全性を実証するために必要なサンプルとなる。なお、平成25年度では、本装置の速やかな撤退を行い、得られた成果を学会に還元した（なお、装置撤退については本研究の項目ではあるが、研究の本質ではないので、送付資料に譲るものとする）。

### 3. 研究開発方法

## (1) 研究開発概要

クリソライト（代表的なアスベストの一種）はマイクロ波で加熱すると1050℃で無害化出来る。この現象を利用し、マイクロ波-燃焼ハイブリッド加熱炉による、瓦礫の無害化・再資源化処理の試作機を開発した。熱源として利用する木材としては、同じく震災で生じた津波堆積物を用いた。現地には再利用不可能な木質系廃棄物が大量に存在するため、これを燃料としてセメントを600℃まで予熱した。この予熱炉をマイクロ波炉の前段にカスケードを接続し、一連の工程で、セメントが1050℃以上に加熱され、アスベストが無害化すると共に、マイクロ波の電磁界および高温のセメントとの接触によって、ダイオキシンが分解される。この分解方法は日本スピンドルによって開発され、完成された技術である。さらに、排ガスに高性能集塵機・2次燃焼器を接続し、有害成分を大気中に排出しない二重の安全対策を施すものである。

## (2) 研究組織

本報告書はサブテーマ(1)に関する記述を述べるべきではあるが、本研究の各テーマは有機的に連携して一つの現地大型処理設備を試作・開発している(図(1)-2)。ゆえに、多テーマの協力は本文中に参画班として明記することで、ここに現地大型処理設備を試作・開発について述べる。

本テーマの担当は多成分対応型マイクロ波迅速処理炉、省エネ型マイクロ波照射装置の設計、木質系廃材を燃料とした前段予熱炉を設計することである。この装置は、日処理量を数トンまでの増力した処理施設を実証し、そのデータによって、低炭素を意識した日量100トンの大型の実用機開発への道筋を示す。また、破砕処理、乾燥、高温無害化という一連の工程をサブテーマ(2)によって運用する。有害物質の飛散を最初の集積場所で迅速・確実に除去し、高濃度塩分含有木質系廃棄物を減容する。サブテーマ(3)らによって、事前に瓦礫に含む汚染物質の種類の断定をスクリーニング試験する。また、この装置の有用性を、処理後の各種汚染物質の減少濃度から明らかにする。また、分解中間体の分析を行うことで、より高濃度の汚染物質(二次汚染物質)が発生しないことを確認する。
1) マイクロ波加熱によるアスペスト無害化装置の大規模化（工学的解）

図(1)-2 本委託業務における研究組織図。マイクロ波加熱システム構築として京都大学（篠原真毅）、中部大学（佐藤元泰）、無害化プロセスへのフィードバックとして無機環境科学より東北大学（吉川昇）、有機化学より上智大学（堀越智）が参画した。

## 1 ）処理システム構築単独の仕事：篠原真毅・京都大学、佐藤元泰・中部大学

マイクロ波による瓦礫へのエネルギー供給系の強化・増強を行った。数トンの無害化、火力半量をマイクロ波依存と想定すると、提案したロータリーキルンに要求されるエネルギー伝送能は35－70 kWとなる。既存のロータリーキルンの出力は10kWであるので、これを必要とする入力まで増強し、伝送系の構築を行った。

このシステム構築はエクセルギーを重視し、ハイブリッド加熱とした。マイクロ波の吸収は、おおむね物質温度の2乗に比例して増加する。一方、燃焼熱を利用した加熱では、火炎・高温ガス温度と加熱物の温度差が小さくなると、つまり、加熱物の温度が上がると有効に使われる熱量が、加熱物の温度に比例して減少する。この物性学・熱学上の特徴を上手に使うには、室温から600℃程度まで木質系廃材・廃プラスティックの燃焼熱で加熱物（アスベスト含有セメント類）を予熱する前段とマイクロ波で600～1050℃に加熱する後段をカスケードに接続する方法があり、これに適したシステムを構築した。

## 2 ）サブテーマ2：瓦礫中有害物質処理の実験的研究からのフィードバック：(参画班 東北大学)

現場における処理設備の管理及びその運用性評価を行った。この炉システムは、有害物質を含んだ瓦礫の破砕・炉へ搬入、マイクロ波迅速処理炉にて無害化を行うためのものである。本テーマでは、この操業条件を検討することによって、瓦礫が無害化・減容化する最適熱処理条件を抽
出・確定した。また、瓦礫を形成する物質の多くは、高温においてスラグと呼ばれるガラスや飛灰へ変わり、劇的にその電気的性質を変える。本テーマでは処理により生じたスラグ・飛灰へのプロセス効率性への影響とその改善の検討を行う。また、処理後無機物質の解析を行った。

## 3 ）サブテーマ 3 生体毒性物質および環境汚染物質の評価・解析からのフィードバック：（参画班 東北大学）

阪神淡路大震災と異なり、本震災における瓦礫成分の詳細は依然未知である。ゆえに、その処理に生じる化学成分の解析及び有害性の評価は速やかに行わなければならない。一方、本装置により生じる瓦礫に残留する汚染物質の濃度低下を分析し、装置最適化のための情報をフィードバックした。

## (3) 開発設計概念

## 1 ）目標温度の選定

我々は、平成18~19年度に行った飛散性及び非飛散性アスベスト含有セメント資材の無害化研究開発によって、必要な処理温度に関する基礎データを取得している $ ^{1)} $ 。図(1)-3は、クリソタイル（白石綿）含有セメントを試験体として、その処理温度・保持時間と残存クリソタイルの繊維数を示す。縦軸は、JIS1481に準拠して測定した残存アスベストの繊維数、横軸は保持温度と保持時間を示している $ ^{2)} $ 。図(1)-3から分かるように、クリソタイルは、高温下でマイクロ波を照射すると、分解し残存繊維数が温度に対し指数関数的に減少し、900℃以上の温度で、検出できなくなる。これはX線回折法によって、結晶構造の解析を行うと、クリソタイル結晶構造中の結晶水が加熱により、400℃程度から徐々に脱水することにつれてピーク強度が低下し、さらに高温の810～820℃程度からフォルステライト $ [\mathrm{Mg}_{2}(\mathrm{SiO}_{4})] $ などに変化するためと考えられる。このように、マイクロ波処理では、通常の火炎や放電のように1500℃以上の高温で溶融させないで、結晶構造を変性して無害化できる。

以上の基礎データから、アスベスト処理装置の雰囲気温度を600℃、700℃、850℃および900℃以上に設定し、システムを構築した。
図(1)-3 マイクロ波加熱設定温度と保持時間と残留アスベスト数(H18年度測定の基礎データ)

## 2 ）各機器の概要

図(1)-4に実験設備のフローを示す。本試験設備は、前段燃焼炉(木質瓦礫処理設備)、アスベスト処理装置および排ガス処理装置（高温集塵機）を直列（カスケード）に接続している。前段燃焼炉では、木質系瓦礫を燃焼させて減量を図ると共に、その高温燃焼ガスをアスベスト処理装置の雰囲気温度制御と炉壁加熱の熱源として使用する。アスベスト処理装置にスクリーム式現両羽供給機を通して、強化スレート瓦礫を投入する。マイクロ波と高温燃焼ガスの複合的加熱によってアスベストの結晶を変性させて無害化する。高温集塵機は、排ガス中に含まれる粉塵取り除くために設けられている。右端に示す煙突の直前に設置した吸引送風機によって、炉内を負圧に保ち、燃焼ガス、瓦礫からの粉塵が外部に漏れ出さない設計になっている。

各機器の仕様については送付資料1に譲り、ここでは各機器の概要を次項に示す。