Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
## <その他誌上発表（査読なし）>

特に記載すべき事項はない

## （2） 口頭発表（学会等）

1）平田修、松藤康司、立藤綾子、柳瀬龍二、増田良太（2010）大型埋立実験槽を用いたガス化率予測モデル式の妥当性に関する研究，第21回廃棄物資源循環学会研究発表会

2) H. Matsunaga, Y. Matsufuji, A. Tachifuji, O. Hirata (2011) Calculation Method of Evaporation for Estimation of Gas Emission from Landfills, the 15th Korea-Japan Special Symposium at KSWME, The 2011 Korea-Japan International Session

3) Yu Ogata, Shinya Suzuki, Osamu Hirata, Ayako Tachifuji, Yasushi Matsufuji (2011) Relation between Diameter of Leachate Collection Pipe and Air Flow Rate in Semi-Aerobic Landfill, the 15th Korea-Japan Special Symposium at KSWME, The 2011 Korea-Japan International Session

4) Osamu Hirata, Yasushi Matsufuji, Ayako Tachifuji, Ryuji Yanase, Hitoshi Matsunaga (2011) Biodegradation process and mass balance of different landfill types using large scale simulator-Study on estimation of GHGs Emission by the Mass Balance with semi-aerobic and anaerobic landfill, Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium

5) Ayako Tachifuji, Yasushi Matsufuji, Noriyuki Nakamura (2011) Simple leachate treatment by using on site materials and wastes, Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium

6) Ayako Tachifuji, Yasushi Matsufuji, Takashi Fukushige, Noriyuki Nakamura (2011) Biological leachate treatment technology by simple and low-cost method, Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium

7）松永仁史、平田修、立藤綾子、松藤康司（2011）物質収支を用いた埋立構造の違いによる廃棄物のガス化量及び溶出量に関する検討，第22回廃棄物資源循環学会研究発表会

8) 尾形裕、鈴木慎也、平田修、立藤綾子、松藤康司、廃棄物埋立槽内の空気流入に及ぼす浸出水集排水管の影響、第22回廃棄物資源循環学会研究発表会

9）宇野慎一、坂本大地、澤村啓美、平田修、立藤綾子、松藤康司（2012）循環式準好気性埋立構造における循環浸出水の性状に関する研究、第33回全国都市清掃研究・事例発表会

10) 澤村啓美、宇野慎一、平田修、坂本大地、立藤綾子、松藤康司（2012）微生物機能評価指標としての Biolog 試験の検討、第 33 回全国都市清掃研究・事例発表会

11) Osamu Hirata, Yasushi Matsufuji, Ayako Tachifuji, Ryuji Yanase (2012) Relative Comparison of Different Landfill Types by Environmental and Economical Aspect for Suitable Technology Transfer, Korea-Japan Special Symposium, 16th Korea-Japan Joint International Session

12) 平田修、松藤康司、立藤綾子、柳瀬龍二、松永仁史 (2012) 大型実験槽を用いた埋立地からのメタン発生量予測手法に関する検討，第 23 回廃棄物資源循環学会研究発表会

13) 坂田 明光、立藤 綾子、松藤 康司、澤村 啓美（2012）循環式準好気性埋立における循環浸出水の曝気効果に関する研究(その2)，第23回廃棄物資源循環学会研究発表会

14) 小林亮、立藤綾子、松藤康司、柳瀬龍二、小山田謙二、村上哲哉 (2012) 環式準好気性埋立システムを用いた浸出水の簡易浄化法に関する研究，第23回廃棄物資源循環学会研究発表会
15) 松藤康司、柳瀬龍二、立藤綾子 (2012) 簡易なガス抜き管による埋立地メタンガスの削減効果 — マレイシアにおける事例研究—，第23回廃棄物資源循環学会研究発表会

16) 吉村之仁、荻本晃弘、立藤綾子、松藤康司 (2012) エコファン(ECO-FAN)等による浸出水簡易浄化システムに関する研究(その1)，第23回廃棄物資源循環学会研究発表会

17) 平田修、松藤康司、立藤綾子、柳瀬龍二、真次寛、吉田伸隆 (2013) ベトナム・ハイフォンのDinhVu最終処分場の現状及び問題点 - 軟弱地盤の河ロデルタ地帯における海面埋立の技術提案 -，第34回全国都市清掃研究・事例発表会

18) 澤村啓美、坂田明光、江口絵里、立藤綾子、松藤康司 (2013) 循環式準好気性埋立における循環浸出水の曝気効果に関する基礎研究（その3），第34回全国都市清掃研究・事例発表会

19) 立藤綾子、松藤康司（2013）焼却残渣の土壌還元化への有機資材の適用方法に関する研究（その5） - 覆土利用における堆肥のBOD成分量が土壌還元化に与える影響 -，第34回全国都市清掃研究・事例発表会

20) 吉村之仁、立藤綾子、荻本晃弘、松藤康司 (2013) エコファン(ECO-FAN)等による浸出水簡易浄化システムに関する研究（その2） - ベトナム、ハイフォン市における事例研究 -，第34回全国都市清掃研究・事例発表会

21) Osamu Hirata, Yasushi Matsufuji, Ayako Tachifuji, Ryuji Yanase (2013) Comparison of Estimated Methane Emission from Landfill under Asian Weather between FOD Waste Model and Fukuoka 2007 Model, The 1st International Waste Working Group of Asian Regional Branch

22) Ayako Tachifuji, Yasushi Matsufuji, Yoshinori Yoshimura (2013) Case Study of Leachate Treatment by "TORNADO" and "ECO-FAN" Aeration Device at Semi-aerobic Landfill Site in Vietnam, The 1st International Waste Working Group of Asian Regional Branch

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない

（４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

特に記載すべき事項はない

## （５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない

## (6) その他

The Award for Excellent Poster presentation, Relative Comparison of Different Landfill Types by Environmental and Economical Aspect for Suitable Technology Transfer, Korea-Japan Special Symposium, 16th Korea-Japan Joint International Session 2012

### 8 \. 引用文献
mechanism by a recirculatory semi-aerobic landfill with the aeration system, Journal of Material Cycles and Waste Management, DOI 10.1007/s10163-011-0036-7.

2) 宇野慎一、除蘇士、澤村啟美、立藤綾子、松藤康司（2012）循環浸出水のリン添加が循環式準好気性埋立構造の廃棄物分解及び浸出水浄化機能に及ぼす影響，都市清掃，Vol.65，No.307, pp.280-284.

3) 真次寛、平田修、田中綾子、松藤康司（2012）準好気性埋立構造における生ごみ生分解過程から生成する水分量の予測手法に関する研究，廃棄物資源循環学会論文誌，Vol23， No.6, pp.291-301.

4) Osamu Hirata, Yasushi Matsufuji, Ayako Tachifuji, Ryuji Yanase, Hitoshi Matsunaga (2011) Biodegradation process and mass balance of different landfill types using large scale simulator-Study on estimation of GHGs Emission by the Mass Balance with semi-aerobic and anaerobic landfill, Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium

5) Ayako Tachifuji, Yasushi Matsufuji, Noriyuki Nakamura (2011) Simple leachate treatment by using on site materials and wastes, Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium

6) Ayako Tachifuji, Yasushi Matsufuji, Takashi Fukushige, Noriyuki Nakamura (2011) Biological leachate treatment technology by simple and low-cost method, Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium
(3) 準好気性埋立技術の東アジア地域への適応化に関する研究

（独）国立環境研究所

資源循環・廃棄物研究センター廃棄物適正処理処分研究室 山田正人・遠藤和人・石垣智基

〈研究協力者〉

（独）国立環境研究所

資源循環・廃棄物研究センター

成岡朋宏（平成22～23年度）・石森洋行・金喜鍾

キングモンクット工科大学

Sirintornthep Towprayoon · Komsilp Wangyao

カセサート大学

Chart Chiemchaisri

平成22～24年度累計予算額：21,560千円

（うち、平成24年度予算額：6,220千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

高温多湿である熱帯地域は、埋立地内外の温度差が比較的小さく、また、浸透した雨水の滞留が起こりやすいことが予想され、自然対流と拡散を駆動力として大気を導入する準好気性埋立技術にとっては能力を発揮するには過酷な環境と考えられている。熱帯地域であるタイ国で埋立実験区画（テストセル）の設置を行い，本技術の効果の検証を行った。準好気性のテストセルからのガス排出量は対照セルと比較して有意な差は認められず、ガス転換の促進効果は確認されなかった。また、雨期には浸透水の排除能力の違いにより対照セルの方が嫌気化しやすいが、期間全体を通しては両セルの差の有意な差は確認されなかった。テストセルの浸出水質のうち、窒素成分については準好気性において好気的な生物反応によるケルダール性窒素（有機態窒素・アンモニア態窒素）の転換がすすんでいることが推測された。炭素のガス転換率については、準好気セルに比べて対照セルの方が高いことが示されたが、これには浸透水排除による分解性炭素の排出の影響が大きいこと、および気温が高いために熱対流を起動力とする埋立層内への受動的な空気導入量が少ないことなどが要因としてあげられた。また、対照セルでは湛水により水分が豊富に存在したが、排水を実施する準好気セルでは生物分解に必要な水分の供給が充分でなかったことなども、原因として考えられた。すなわち、乾期のある地域では埋立地内部の含水率のコントロールが準好気性埋立を機能させるために重要であることが示唆された。準好気性埋立における酸素浸透挙動についての数値解析による評価を行い、埋立層と気温の温度差が酸素浸入量に与える影響は、年数が経過し埋立物の分解が進行することで大きくなることが示された。一方で、降雨浸透による空隙の減少が酸素浸入量に与える影響は認められなかった。埋立層への空気導入は集排水管経由が支配的であることが示された。安定化の進行に伴う埋立物中の分解性有機物の減少に応じて、酸素浸透深さは徐々に増加し、好気的または通性嫌気的な雰囲気の範囲が拡大することが示され、こうしたアジア多雨地域の現況にあった工法や維持管理手法の適用が肝要であると考えられた。具体的には、ごみ質、ガス抜き管の間隔、集排水管の管径、被覆の状態などのパラ
メータを現地化した上で、中小規模の埋立地への適用可能性を検討することが望ましいと考えられる。

[キーワード] 準好気性埋立、熱帯地域、テストセル、埋立地ガス、数値解析

### 1. はじめに

国際的な温室効果ガス排出量削減の枠組みの中で、我が国でも京都議定書の約束期間においては、削減目標達成のためにクリーン開発メカニズム（CDM）等の京都メカニズムを活用した地球温暖化の緩和策と適応策の実施を推進してきた。延長期間に入り新たな枠組みを各国が摸索する中、長期的な国内排出量の抜本的な削減を目指しつつ、途上国の自主的な削減行動(NAMAs)を支援しながらクレジットの獲得を目指すなど、当面は国際的な排出枠の移動を補完的に活用することが引き続き推進されている。

廃棄物分野では埋立地がメタンガスの排出源であり、現在は、有機性廃棄物の埋立回避と埋立地メタン回収利用が、途上国に対するCDM専業での主要な緩和策である。廃棄物処理は公衆衛生向上や環境保全という本来の目的を有しており、廃棄物分野における温室効果ガス排出量削減はこれらに反してはならない。持続可能な開発と地球温暖化対策の両立はコベネフィット・アプローチとして、我が国の国際環境政策の柱として位置づけられている。埋立地において環境保全上、最も重要なことは浸出水に起因する環境汚染の防止である。

降水が少ない欧米では、埋立地表面にも遮水を施して浸出水量を削減し、発生するメタンを回収・利用するDry Tomb（乾いた墓場）型埋立の技術が主である(Leeら, 1996)。発生ガスをエネルギーに転換できるため、ほとんどの埋立地CDM事業の方法論となっている。しかし、当該事業における認証排出削減量（CER）の取得率は30％に満たない(河井ら, 2009)。またこの方法では有機物を嫌気性分解させるため、欧米では自国の埋立地で、浸出水の汚濁やガス発生が長期化して、埋立地の管理を30年以上続けなければならない、後年雨水が浸入して浸出水の汚濁やガスの発生が再開するなどの問題が顕在化している。このような技術を降水量が大きい途上国に適用することはきわめてリスクが大きい。

降水量が比較的大きい我が国では、浸出水集排水（水平）管とガス抜き（鉛直）管を連結して埋立地内に設置し、浸入する雨水で汚濁を洗い流すとともに、埋立地内外の温度差を利用して無動力で大気を送り込み、有機物の好気性分解を促す準好気性埋立技術(Hanashimaら，1981)が1970年代に開発され、標準仕様となっている。好気性分解の促進は、浸出水の汚濁を低減し、メタンガスの発生を抑え、これらが発生する期間を短縮する、まさにコベネフィットな技術である。

しかし、この技術の開発後に都市ごみの焼却が進んだため、途上国のような生ごみ主体の埋立地における性能評価や、地域の気候に合わせた技術仕様を決めるための研究が進まなかった。結果として、技術の存在が海外でほとんど認知されず、IPCC第4次報告書(Bongnerら，2007)で緩和技術として採用されず、近隣のアジア諸国のCDM事業においても、その気候条件にとって失敗技術であるDry Tomb型埋立技術が席巻している。
## 2 ．研究開発目的

国産技術である準好気性埋立技術を国際社会に認めさせるためには、温室効果ガス放出防止および水質汚濁防止に対する優位性を理論的かつ実証的に証明する必要がある。特に、高温多湿である熱帯地域は、埋立地内外の温度差が比較的小さく、また、浸透した雨水の滞留が起こりやすいことが予想され、自然対流と拡散を駆動力として大気を導入する準好気性埋立技術にとっては過酷な条件と考えられる。本研究は、熱帯地域であるタイ国の都市ごみ埋立地に設置した準好気性埋立実験区画（テストセル）と、タイ国の都市廃棄物を充填し、熱帯の気候条件下で行ったライシメータ実験により、熱帯地域における本技術の効果を検証することを目的とする。

## 3 ．研究開発方法

## （１）テストセルの建設及び管理概要

テストセルは、Leam Chabang市とKastesart大学と共同で、2009年にタイ国東部のChonburi県Leam Chabang市の都市ごみ埋立地（図(3)-1）の一画に設置した。45 m×42 m×高さ4 m、容積約7,000 m³のセルを2基設置し、一方を碎石・枝管有りの底部集排水管とそれに連結したガス抜き管2本を敷設した準好気性セル、もう一方を、タイ国の埋立地で標準的な構造である、碎石無しの底部集排水管のみを敷設した嫌気性セルとした（図(3)-2～4）。両セルからの集排水管はそれぞれ集水枡に接続し、マンホールより流量計測と採水ができるようにした。なお、両セルとも、底部遮水は元々埋立地に敷設されていたものを利用した。

図(3)-1 Leam Chabang市都市ごみ埋立地

図(3)-2 テストセルの平面図
の断面図

図(3)-3 準好気性テストセル

図(3)-4 集排水管

2009年の8月より築堤および集排水管等の建設を開始し、同年10月から11月にかけて、埋立地に搬入されるLeam Chabang市からの都市ごみで埋め立てた。埋立量は準好気性セルと対照セルで、それぞれ、3,942 tonと4,098 ton（埋立地の計量所で計測）である。なお、対照セルについては当初嫌気性環境下におくことを志向したが、地盤沈下や覆土の降雨流出などで埋立物の露出が起こるなどの大気との境界面での条件の変化がセル全体に強く影響を及ぼしたことから、準好気セルとの比較対象としての現地での一般的な（成り行きの）管理手法としての対照セルと位置付けた。埋立の途中で、埋立高さ2 mおよび3 mの位置に、それぞれ、温度センサーを9、水分センサーを4、ライシメータパンを2、内部ガス採取管を2ずつ設置した。温度センサーと水分センサーはロガーに接続し、自動連続計測できるようにした（図(3)-5）。埋立終了後に現地発生土を用いて、最上部および法面に約0.5 mの覆土を施した。また、各セル内に沈下板を約30 cm深さに5枚設置し、沈下量を測定できるようにした。

テストセルが竣工した2009年12月より、温度と水分の自動計測と、1～2ヶ月毎の埋立地ガスと浸出水のモニタリングを開始した。温度、水分および沈下量のモニタリング手法は前述の通りである。地表面より放出される埋立地ガスフラックスは、セル上部表面および法面の5 m グリッド地点にて、レーザーメタン検出器（SA3C15A，アンリツ(株））とSenseAirCO₂（SenseAir AB.）を用いた静置式チャンバー法(山田ら，2006)で、ガス抜き管からの放出量は、ランドフィルガスアナライザー（GA2000PLUS，Geotechnical Instruments，Ltd.）を用いた静置式チャンバー法で測定した。また、地表面フラックスの測点をボーリングバーにより約0.8 m穿孔してガス採取管を設置し、内部ガス採取管と共に、ガス濃度をランドフィルガスアナライザーで測定した。ライシメータパンから採取した保有水およびマンホールより採取した浸出水については、pH，BOD，COD，TKN，全リン（TP）等を測定した。また、テストセル内部の比抵抗断面を48電極、電極間隔1 mのダイポール-ダイポール法(香村ら，1999)にて測定した。
図(3)-5 センサー類の設置

## （２）ライシメータ実験の概要

直径0.9 m、高さ2.7 m鉄管のライシメータ4基を実験に用いた。底部には礫を高さ0.4 m敷いて排水管を設置した。廃棄物はその上に1.8 m充填し、上部0.3 mを砂で覆土した。うち2基については底部に設けた排水口を解放し、湛水させない準好気性管理下におき、1基を廃棄物の充填時に強く転圧したもの、もう1基を弱く転圧したものとした。残りの2基は内部水位を高さの50％および100％に維持して嫌気性条件下におき、廃棄物の充填時に中程度に転圧した。各ライシメータの設定条件を表(3)-1に、ライシメータの外観を図(3)-6に示す。

表(3)-1 ライシメータの設定条件

SmI	SmII	AnI	AnII
運転条件	準好気性	準好気性	嫌気性	嫌気性
廃棄物の転圧	弱	強	中	中
廃棄物の密度 (kg/m³)	638	770	728	716
内部の湛水	無し	無し	高さの50%	高さの100%

充填廃棄物にはバンコク市の都市廃棄物を用いた。物理組成（湿重基準）は厨芥20％、紙19％、スポンジ3％、木6％、プラスチック16％、PVC17％、ガラス19％であり、化学組成（乾重基準）は熱しゃく減量が79％、炭素が44%、窒素が2%であった。雨水をライシメータ面積70％の容器に受けた後に上部より与えた。また、ライシメータ底部から0.55m、1.05m、1.55m、2.55mの位置に温度センサー、水分センサーならびにガス採取管を側部より挿入した。ライシメータの設置後、沈下量、内部の温度と水分、浸出水水量と水質(pH, BOD, TOC, SS, TDS, $ NH_{4}^{+}-N $ , TKN, $ PO_{4}^{3-} $ , EC)、内部のガス組成（ $ CH_{4} $ , $ CO_{2} $ , $ O_{2} $ ）、上部からのガスフラックス（ $ CH_{4} $ , $ CO_{2} $ ）をモニタリングした。
図(3)-6 ライシメータの外観

### 4. 結果及び考察

## （１）テストセルにおける準好気性埋立管理の安定化挙動評価

両セル内部における平均温度は埋立初期には対照セルで80℃以上、準好気性セルで50℃程度まで温度が上昇したが、その後漸減し、約一年後で両セル共に38℃前後で推移するようになった。両セルからの埋立地ガス排出量の変化を図(3)-7に示す。なお、CO₂排出量の測定は2010年7月から、準好気性セルにおけるガス抜き管からの放出量の測定は2010年6月から開始した。両セルから排出されるガス量は時期的な変動はあるものの、観測初期から比べると徐々に減少する傾向が示された。排出量自体は少なくなってきており、廃棄物の分解・ガス化としては収束に向かっている安定化フェーズであることが推測された。両セルから排出されるガス排出総量については降雨に伴う季節変動があるが、ほぼ同程度であり、季節的にも同様のパターンを示していることが示唆された。当該地域の降水量情報（図(3)-8）を元にすると、埋立セルでは浸透量が増加する時期にメタン発生量も増加して大きなピークを示すが、2年目以降は降水量の増加する雨期であってもメタン発生量の増加は確認されなかった。

準好気性セルからのガス排出量は対照セルと比較して有意な差は認められず、ガス転換の促進効果は確認されなかった。また、準好気性の状態を表す埋立地ガス中のメタンモル比(山田ら, 2008)（メタン/ {メタン + 二酸化炭素}）の経時変化を図(3)-9に示す。雨期には準好気セルのメタン比の方が低くなる傾向が認められ、両セルの浸透水の排除能力の差が示された。期間全体を通しては変動が大きく、両セルの差の有意な差は確認されなかった。
図(3)-7 タイに設置したテストセルからの埋立地ガス排出量の経時変化 (SM: 準好気セル, CT: 対照セル)

図(3)-8 テストセル設置地域における降水量
図(3)-9 タイに設置したテストセルからの埋立地ガス中のメタンモル比の経時変化 (SM: 準好気セル, CT: 対照セル)

テストセルから排出される浸出水質のうち、BOD濃度は両セルとも10,000-20,000 mg/l前後で推移し、有意な差はみられなかった（図(3)-10）。しかし内部保有水のBODについては、準好気セルは対照セルに比べて1/3から1/5程度と低いことが示された。対照セルでは内部に堪水している保有水がそのまま排水されるが、準好気セルでは可溶化した有機成分のガス化が活発であることならびに浸透から排水までの転換が早いことから、水質形成がより複雑であるといえる。特に、準好気セルの全有機性炭素(TOC)濃度が対照セルの倍程度高いこと（データ不掲載）からも、浸出水中に含有される有機性の水質構成成分に特徴があることを示していると考えられる。また、窒素濃度(TKN)については、内部保有水、浸出水それぞれ準好気セルの方が低い傾向が認められた（図(3)-11）。準好気性セルにおいては好気的な生物反応によるケルダール性窒素の転換がすすんでいることが推測された。

図(3)-10 テストセルにおける浸出水BOD濃度の変化（SA: 準好気性セル, CT: 対照セル）
図(3)-11 テストセルにおける浸出水TKN濃度の変化（SA: 準好気性セル, CT: 対照セル）

累積の温室効果ガス排出量を比較した結果を図(3)-12に示す。対照セルからの温室効果ガス排出量は、準好気セルと比較して3倍程度であった。一方で、埋立地ガス自身の排出量についても対照セルの方が多く、準好気セルの2倍程度であった。すなわち、メタン発生だけでなくガス化反応自体が対照セルの方が活発であったことが示唆された。これはサブテーマ(1)でも示されたとおり、雨水浸透による分解性炭素の系外排除の影響が大きいこと、および気温が高いために埋立層内との温度差が小さく、熱対流を起動力とする埋立層内への受動的な空気導入量が少ないことなどが要因としてあげられる。また、対照セルでは湛水により水分が豊富に存在したが、排水を実施する準好気セルでは生物分解に必要な水分の供給が充分でなかったことなども、原因として考えられる。準好気性セルにおける比抵抗分布の解析断面図（図(3)-13）より、低比抵抗領域を含水率が高い領域であるとすると、準好気性セルでは集排水管を通じた排水により、端部を除いて湛水がほとんど見られないことが推測された。埋立地内部の乾燥により生物分解活性が低下した可能性があることから、熱帯地域では埋立地内部の含水率のコントロールが準好気性埋立を機能させるために重要であることが示唆された。可溶化炭素の系外排除は水系への汚濁負荷が懸念される事項であり、温室効果ガス排出削減のみならず地域の環境負荷と埋立地内の生物分解の促進を考慮した上で、処分場への降雨浸透、内部の水分、浸出水などを総合的に管理する必要性があることが示された。
図(3)-12 テストセルにおける温室効果ガスの累積排出量（SA: 準好気性セル, CT: 対照セル）

図(3)-13 準好気性セルにおける比抵抗分布

## (２) ライシメータ実験による準好気性埋立の安定化挙動評価

実験開始から490日目までの累積降水量は1010 mmであり、うち約3割が浸出水として排水された。ライシメータから排出された浸出水のpHとBOD濃度の変化を図(3)-14に示す。低密度充填のSmIでは実験開始55日目以降よりpH8付近で推移した。高密度充填のSmIIならびに嫌気性のAnI、AnIIでは実験開始139日目まではpH6付近で推移していたが、153日目から上昇し、167日目以降、SmIIでpH8、AnIとAnIIでpH7.5付近で推移した。また、pHの上昇に呼応してBOD濃度が低下していることから、この時期に有機物分解が酸発酵期からメタン発酵期に移行したものと考えられる。
図(3)-14 ライシメータにおける浸出水水質の変化

図(3)-15 ライシメータ底部から1.55m高さにおけるメタン濃度とメタン比の変化

図(3)-15にライシメータ底部から1.55m高さにおける廃棄物層空隙ガスのメタン濃度とメタン比の変化を示す。なお、AnIIは最上部まで湛水していたため測定していない。AnIでは82日目から、SmIとSmIIでは196日目からメタン濃度の上昇がみられた。AnIでは126日目以降にメタン比が嫌気性分解による埋立地ガス組成を表す0.6付近で推移した。SmIとSmIIではそれまで0.1程度で推移したメタン比が、126日目から上昇を始め、SmIIでは203日目に約0.6に達した。SmIでは203日目から338日目まで0.6から0.3の間で上下し、その後漸減した。SmIIとAnIでは441日目以降にメタン比が
漸減した。以上より、SmIでは203日目から338日目まで、SmIIでは203日目から441日目まで、AnIでは126日目から441日目までが活発に埋立地ガスが発生した時期であると考えられた。この期間のSmI、SmIIおよびAnIのメタン比の平均はそれぞれ0.48、0.60、0.62であった。0.62をメタン比の上限値とした場合のIPCCガイドライン(IPCC, 2006; 山田ら, 2008)における嫌気性分解係数（MCF）はそれぞれ0.77、0.98、1.00となり、高密度充填SmIIは準好気性埋立としてほとんど機能していないといえる。すなわち、埋立地内の廃棄物の密度をコントロールすることが準好気性埋立を機能させるために重要であることが示された。

## （３）埋立層における水分・ガス・空気流動に関する数値解析

不均質な間隙構造をもつ埋立地では、地表面からの浸透した雨水はある限られた間隙経路のみ（みず道）を移動するため、浸出水水質や埋立地ガスの濃度とその時間変化はみず道の影響を強く受ける。埋立廃棄物中のみず道を定量的に評価した事例は少なく、そのモデル化は浸出水水質や埋立地ガスの予測・制御に不可欠な課題であるため、みず道を廃棄物中の全間隙体積に対する透水に寄与する間隙の割合（有効間隙率）として表現し、過去のライシメータ試験からその値を推定した。その結果、直径900 mm、長さ1,800 mmに充填した廃棄物層内に存在するみず道は、有効間隙率として約30％と推算され、廃棄物の全間隙率46％と比較すると透水に寄与する間隙はそのうち6割程度であった。このようなみず道のある埋立地では、廃棄物層内を流れる間隙内実流速は見かけの浸透速度よりも大きいため汚濁物質は浸出水に早く移行し、また浸透水と廃棄物の接触がみず道により制限されることから浸出水の濃度は廃棄物等の溶出試験値よりも小さくなることが示唆された。

準好気性埋立管理における埋立層への酸素浸入量について、温度および降雨浸透量の影響を評価した結果を図(3)-16に示す。埋立層と気温の温度差が酸素浸入量に与える影響は、埋立開始直後にはあまり大きくないが、年数が経過し埋立物の分解が進行することで差が大きくなることが示された。一方で、降雨浸透による空隙の減少が酸素浸入量に与える影響は認められなかった。これは、みずみちの存在により、一定の空気導入経路は確保されていることや、内部水の排除能力の高さが前提になっている結果である。埋立開始後3年目における平均酸素フラックスの解析結果を図(3)-17に示す。埋立層への空気導入は集排水管経由が支配的であることが示された。覆土およびガス抜き管経由での空気導入は温度差にかかわらず一定であり、濃度拡散による流動現象であることが示された。一方、覆土からの空気導入は降雨浸透量の影響を受けることが確認され、表層の飽和に応じた被覆効果が生じることが示唆された。

準好気性埋立における酸素浸透挙動について数値解析による評価を行った一例を図(3)-18に示す。この解析には、埋立物中の生物分解性有機物量の他、不均質な間隙構造などの物理的性質、降雨浸透量および大気温度などの気象条件なども入力値として解析可能であり、アジア地域を中心とした多様な埋立地の状況を再現可能である。本解析により、安定化の進行に伴う埋立物中の生物分解性有機物の残存量の減少に応じて、酸素浸透深さは徐々に増加し、好気的または通性嫌気的な雰囲気の範囲が拡大することが示された。有機物埋立量が少なく、大気温度が低い日本の埋立地とは異なる酸素浸透挙動を示すことが示唆され、こうした現況にあった工法や維持管理手法の適用が肝要であると考えられた。具体的には、ガス抜き管の間隔、排水管の管径、被覆の状態などのパラメータを現地化した上で、中小規模の埋立地への適用可能性を検討することが望ま
図(3)-16 準好気性埋立管理における埋立層への酸素流入フラックスの解析

図(3)-17 準好気性埋立管理の開始3年目における経路ごとの酸素流入フラックスの解析
図(3)-18 準好気性埋立管理における酸素浸透挙動の解析

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

熱帯地域の条件下で実験を行うことにより、同地域において準好気性埋立を機能させる第一の因子が降水浸透量と浸出水排水量の制御であることを実証的に示した。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

環境省の「CDMを利用したコベネフィット実現促進・支援事業委託業務におけるコベネフィットCDM事業検討会」において、温室効果ガス削減技術をアジア地域に移転する際における留意点について、専門的見地からの意見の具申を行った。環境省および国立環境研究所の主催する「アジアにおける温室効果ガスインベントリ整備に関するワークショップ」を通じて、廃棄物分野の温室効果ガス排出量算定の高度化に関する情報提供を行った。特に、算定モデルの選定、排出係数の地域特異性、ならびに活動量データの精緻化による信頼性の向上について本研究成果の実例を交えて紹介し、アジア各国に向けた情報発信を行った。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

IPCCの次期排出量算定ガイドラインの改訂、およびIPCC第五次評価報告書における緩和効果の記載に向けた情報提供を行う。

## 6 ．国際共同研究等の状況

Dr. Chart Chiemchaisri (Department of Environmental Engineering, Kasetsart University, Thailand) と国立環境研究所は "MEMORANDUM OF UNDERSTANDING ON RESEARCH ON APPROPRIATE LANDFILL OPERATIONS IN THAILAND" を交わし、本研究におけるタイ国におけるライシメータ実験ならびにテストセル実験に関する共同研究を進めている。また、Dr.
Sirintornthep Towprayoon1（King Mongkut's University of Technology Thonburi）と国立環境研究所は"MEMORANDUM OF UNDERSTANDING ON RESEARCH ON GREENHOUSE GAS EMISSIONS FROM SOLID WASTE DISPOSAL SITES AND WASTE MANAGEMENT"を交わし、本研究における温室効果ガス計測技術開発に関する共同研究を進めている。

## 7 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) Wangyao K., Yamada M., Endo K., Ishigaki T., Naruoka T., Towprayoon S., Chiemchaisri C., Sutthasil N. (2010) Methane generation rate constant in tropical landfill, J. Sustainable Energy Environ., 1 (4), 181-184

2) 石森洋行, 遠藤和人, 石垣智基, 山田正人, (2011) ジオシンセティッククレイライナーの透水係数に及ぼす1,4-ジオキサンおよびビスフェノールAの影響評価, ジオシンセティックス論文集, 26, 169-174,

## くその他誌上発表（査読なし）>

1）遠藤和人，山田正人（2010）廃棄物処分場からの温室効果ガスの測定と維持管理への応用，環境システム計測制御学会誌，15(1)，24-27

## （2） 口頭発表（学会等）

1）石森洋行，遠藤和人，山田正人（2010）埋立地ガスフラックス計測のための閉鎖式チャンバー法の信頼性評価，平成22年度廃棄物資源循環学会研究討論会，同講演論文集，113

2) Ishimori H., Endo K., Yamada M. (2010) Measurement accuracy of static chamber method for landfill gas emission monitoring. 6th Intercontinental Landfill Research Symposium, Abstracts, 153-154

3) Wang-yao K., Yamada M., Endo K., Chiemchaisri C., Sutthasil N., Ishimori H. (2010) Greenhouse Gas reduction benefits derived from Semi-aerobic test cell. 6th Intercontinental Landfill Research Symposium, Proceedings, 56-57

4）石森洋行，遠藤和人，山田正人（2010）鉛直ガス抜き管と水平ガス回収層のガス回収効果の違い．第21回廃棄物資源循環学会研究発表会，同予稿集，21，459-460

5) Wangyao K., Yamada M., Endo K., Ishigaki T., Chiemchaisri C., Sutthasil N., Towprayoon S. (2010) Study of greenhouse Gas Reduction potential from Semi-Aerobic Test Cell, 6th Asian-Pacific Landfill Symposium, Abstracts, 339-347

6) 山田正人，遠藤和人，石垣智基，Wang-Yao K. (2011) 熱帯地域における準好気性埋立テストセル実験について. 第32回全国都市清掃研究・事例発表会，同講演論文集，255-257

7) Komsilp Wangyao, Masato Yamada, Kazuto Endo, Tomonori Ishigaki, Chart Chiemchaisri, Noppharit Sutthasil, Sirintornthep Towprayoon (2011) Mitigation of GHG emissions thorough semi-aerobic landfill method, The International Conference of Solid Waste 2011 Moving Towards Sustainable Resource Management
8) Komsilp Wangyao, Masato Yamada, Kazuto Endo, Tomonori Ishigaki, Chart Chiemchaisri, Noppharit Sutthasil, Sirintornthep Towprayoon (2011) Mitigation of greenhouse gas emission in waste sector by using semi-aerobic landfill method, 6th National Convention on Civil Engineering

9) Masato Yamada, Kazuto Endo, Tomonori Ishigaki, Komsilp Wangyao, Noppharit Sutthasil, Chart Chimchaisri, (2011) Test cell experiment on semi-aerobic landfill system for tropical countries, Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium

10) Hiroyuki Ishimori, Kazuto Endo, Tomonori Ishigaki, Hiroshi Sakanakura, and Masato Yamada (2011) Coupled fluid flow and thermal and reactive transport in porous media for simulating waste stabilization phenomena in semi-aerobic Landfill, Comsol Conference 2011

11) Hiroyuki Ishimori, Kazuto Endo, Tomonori Ishigaki, Masato Yamada (2011) In-situ Estimation Method of Gas Permeability using Gas Emission Measurement for Landfill Cover Soil, ISWA World Congress 2011

12) 石森洋行，遠藤和人，石垣智基，山田正人（2011）廃棄物海面埋立処分場内のガス挙動解析と酸素供給量の評価，第22回廃棄物資源循環学会研究発表会

13) 山田正人，遠藤和人，石垣智基，Chart Chiemchaisri, Noppharit Sutthasil, Komsilp Wang Yao (2011) 熱帯地域における準好気性埋立の機能向上に関する研究，第22回廃棄物資源循環学会研究発表会

14) 石森洋行，遠藤和人，石垣智基，山田正人（2011）ジオシンセティッククレイライナーの透水係数に及ぼす1,4-ジオキサンおよびビスフェノールAの影響評価，第26回ジオシンセティックスシンポジウム

15) Chart Chiemchaisri, Chiemchaisri W., Komsilp Wangyao, Kazuto Endo, Tomonori Ishigaki, Masato Yamada (2012) Semi-aerobic landfill for reducing greenhouse gas emission from solid wastes (A test cell experiment), 1st International Conference on Environmental Science, Engineering and Management

16) 石森洋行，遠藤和人，石垣智基，山田正人（2012）廃棄物埋立地における温室効果ガスの発生とその放出挙動解明のためのマルチフィジックス解析，第17回計算工学講演会，計算工学講演会論文集，17

17) K. Wangyao, K. Endo, T. Ishigaki, C. Chiemchaisri, N. Sutthasil, S. Towprayoon, M. Yamada (2013) Behavior of Methane Emissions from Passive Aeration and Conventional Landfilling Methods in Tropical Environment, The 1st Symposium of International Waste Working Group of Asian Regional Branch

18) M. Yamada, T. Ishigaki, K. Endo, H-J. Kim, H. Ishimori (2013) Desirable Structure and Operation of Semi-aerobic Landfill under Several Climate Conditions, The 1st Symposium of International Waste Working Group of Asian Regional Branch

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない

（４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）
特に記載すべき事項はない

## （５）マスコミ等への公表・報道等

1）化学工業日報（2010年8月10日、朝刊、10面，「準好気性埋立 タイで実証実験 アジア普及目指す」）

2) アジア経済情報誌 The Daily NNA Thailand Edition 第03838号(2010年8月11日、朝刊、4面「日本の廃棄物埋立方式、タイで実証実験」)

## (6) その他

特に記載すべき事項はない

### 8 \. 引用文献

1) Bogner, J., M. Abdelrafie Ahmed, C. Diaz, A. Faaij, Q. Gao, S. Hashimoto, K. Mareckova, R. Pipatti, T. Zhang (2007) Waste Management, In Climate Change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [B. Metz, O.R. Davidson, P.R. Bosch, R. Dave, L.A. Meyer (eds)], Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

2) Hanashima, M., Yamasaki, K., Kuroki, T. and Onishi, K. (1981) Heat and Gas Flow Analysis in Semiaerobic Landfill. Journal of the Environmental Engineering Division, Proceedings of the American Society of Civil Engineers, 107 EE1, 1-9.

3) IPCC (2006) 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, Eggleston H.S., Buendia L., Miwa K., Ngara T. and Tanabe K. (eds). Published: IGES, Japan.

4) 香村一夫，楡井久（1999）地層の比抵抗からみた廃棄物層の特性. 地質学雑誌 105(10):687-698.

5) 河井紘輔，山田正人 (2009) 廃棄物分野におけるCDM事業活動 - 現状と課題 - . 廃棄物資源循環学会誌, 20 (4), 165-170.

6) Lee G.F. and Jones-Lee A. (1996) Dry Tomb Landfills, MSW Management, 6 (1), 82-89.

7) 山田正人，遠藤和人，阿部誠，坂内修，朝倉宏，井上雄三，相沢智之，梅宮知佐，中根英昭，石垣智基他（2006）最終処分場からのメタン放出量の2つの新しい現場計測手法．第17回廃棄物学会研究発表会，同講演論文集

8) 山田正人, 遠藤和人, Komsilp Wang-Yao, 朝倉宏, 石垣智基 (2008) 埋立地メタン放出量を推計するIPCC一次分解モデルパラメータの現場計測法. 第19回廃棄物学会研究発表会, 同講演論文集, 693-695.
# Study on Comparative Evaluation of Mitigation Technology on Greenhouse Gas Emission from Waste Landfills

Principal Investigator: Masato YAMADA

Institution: National Institute for Environmental Studies (NIES)

16-2, Onogawa, Tsukuba, Ibaraki, 305-8506, Japan

Cooperated by: Fukuoka University

## [Abstract]

Key Words: Waste landfill, GHG emission estimation model, Mitigation, Semi-aerobic landfill

Solid waste disposal site (SWDS), which is one of major methane emission source, is also requisite to reduce both impacts on global and local environment. This study tried to validate several manners of SWDS management including semi-aerobic landfill that was originated in Japan, and co-benefit of semi-aerobic management on GHG reduction and prevention of aquatic pollution must be disseminated internationally. Methodological model for estimating GHGs emission from SWDS was developed to express simultaneous waste degradations under anaerobic and aerobic conditions. The model could also include the flow-out carbon dissolving in leachate to express the precipitation intensity at pluvial climate zone. Dry Tomb and Landfill Gas-to-Energy types exhibited higher GHG emission compared to traditional sanitary management, though semi-aerobic management showed 75% reduction of GHG compared to traditional one. Nitrous oxide emission was rarely observed in SWDS and the impact of nitrous oxide was less than 5% of methane. Nitrous oxide was considered to be generated through anaerobic heterotrophic denitrification. SWDS that possesses large inner water such as sites located in pluvial region or offshore exhibited high emission of nitrous oxide. Lysimeter experiments revealed that large portion of organics was solubilized through the anaerobic acid-fermentation process. Precipitation intensity and oxygen availability affected to phase transition to anaerobic gasification, which decreased the organic solubilization. Semi-aerobic management could reduce 40-50% of flow-out carbon compared to anaerobic management. Test-cell experiments conducted in Thailand landfill exhibited that there was no significant difference of GHGs emission from semi-aerobic and traditional management. It was attribute to surface oxygen penetration with poor surface management in traditional cell, effective flow out of organics, low driver of convective