Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
溶出が促進され、生態系修復の相乗効果が大きいことが分かった。また、製鋼スラグと腐植物質の相互作用により、単独の使用の場合と比べて鉛やヒ素、クロムなどの重金属の溶出が抑制され、人や生態系への環境影響が大幅に軽減されることも新たに判明した。また、腐植物質の構造解析に基づく共存金属の環境挙動の研究では、製鋼スラグと腐植物質の活用により相互作用を定量的に評価する分析手法を確立し、微生物反応を考慮した腐植物質と溶存鉄の錯体形成メカニズムを明らかにすることができた。これにより、海域の実環境において海藻類および海草類への鉄錯体の取り込みの形態やその便益を定量的に評価することが可能となった。さらに、腐植酸鉄の生成機構および実海域での実証的検討では、実際の海洋モニタリングや海洋環境を模擬した水槽試験により、製鋼スラグと腐植物質の配合比を変化させた実証的な研究を実施し、上記の基礎試験によって得られた相互作用や錯体形成の効果を検証することができた。実海域での環境モニタリングでは、海藻の種類の違いや環境条件による修復効果を確認するとともに、得られた各種データを用いて受容性と環境リスクの総合評価に関する技術的な指針を作成することができた。
## 4 ．研究成果の詳細

4．1 製鋼スラグと腐植物質の相互作用と環境リスク評価

4．1．1 製鋼スラグと腐植物質の相互作用および長期溶出特性

##### 4. 1. 1. 1 目的

製鋼スラグと腐植物質の相互作用においては、海洋生態系への影響の観点から、有害重金属をはじめとする他の成分に対する作用についても検討をしておくことが重要である。

そこで、製鋼スラグと腐植物質として、電気炉酸化スラグと堆肥中の金属含有量を分析するとともに、それらの配合比を変更して溶出試験を行い、各種成分の溶出濃度への影響を検討した。溶出試験では、溶媒として純水の他に海水も用いることで、海水による相互作用への影響も併せて検討することとした。

また、実際の海域では pH の上昇は限定的と考えられることから、純水浸漬および海水浸漬による 1 年間の静置溶出試験、ならびに、pH の上昇を抑えるために酸を添加しながらのシリアルバッチ試験を行い、主に重金属類の溶出挙動について評価を行った。

## 4 ．1．1．2 研究の概要

純水または海水を用いて、あらかじめ所定量の堆肥を4日間浸漬したものに製鋼スラグを混合することによる溶出試験を行った。溶出試験は、製鋼スラグを混合後に反復振とうで6時間行い、固液分離後の残渣に再び純水または海水を入れて30日間静置し、再び固液分離後に純水または海水を入れ42日間静置し、一つの試料から合計3回の溶出液を得た。

その結果、純水溶媒、海水溶媒の場合ともに、堆肥とスラグが相補的に溶出を抑制させる方向で働く傾向が見られ、海水、堆肥、スラグの相互作用によっても有害物質の溶出を促進する傾向は特に見られなかった。TOC濃度は堆肥量が多いほど高くなる傾向にあり、3000 rpm・20分間の遠心分離操作によっても濃度の変化しない分画であることが確認された。鉄は、堆肥浸漬液で堆肥量が多いほど高濃度であったが、スラグ投入後は定量下限以下（<0.05 mg/L）またはその付近まで低下した。

次に、溶媒として純水または海水を用いて、堆肥と製鋼スラグを所定の割合で混合し、42日目までに溶媒の入れ替えを3回行ったものについて、1年間の長期静置溶出試験を行った。また、海水中で実現象として想定されるpH上昇の抑制や海流による洗い出しの影響を調べるために、酸を添加しながらのシリアルバッチ試験を行い、主に重金属類の溶出挙動について評価を行った。

その結果、浸漬試験では、海水溶媒でのpHは9.7～11.3の範囲であり、特に堆肥を混合した場合は9.7～10.7で他の条件よりも低い状態を保っていた。このとき重金属類ではVの溶出が0.01mg/L前後で見られるのみであった。また、pHを調整したシリアルバッチ試験では、環境基準の定められている金属類の溶出濃度は十分に低いレベルに保たれ、スラグを腐植物質と混合して海水中に浸漬する場合のリスクは十分に低いと考えられた。
## 4 ．1．1．3 研究の方法

上記の研究目的のため、重金属類溶出挙動に対する海水溶媒と pH の影響について実験的に検討した。

## (1) 試料

試料は、製鋼スラグ（電気炉酸化スラグ）1 検体と、堆肥1 検体を用いた。

製鋼スラグは最大粒径 40 mm であった。これをタングステンカーバイド製カッターによる粉砕器を用いて粉砕し、篩い目 0.125 mm 通過画分を粉砕試料とした（粉砕スラグと呼ぶことがある）。

堆肥は、最大長さ20 mm程度、最大太さ5 mm程度の黒色チップ状であった。これを40℃の乾燥機で24時間乾燥した後、乳鉢で粉砕し、篩い目0.5 mm通過画分を粉砕試料とした（粉砕堆肥と呼ぶことがある）。

## (2) 各粉碎試料の含有量分析

含有量分析は、スラグ粉砕試料と堆肥粉砕試料のそれぞれについて、3検体ずつ行った。スラグ粉砕試料1 gを秤量し、硝酸と塩酸の混酸を用いて加熱分解を行った後に5Cろ紙でろ過し、5N硝酸で定容し抽出液を得た。残渣はろ紙とともに電気炉で600℃に加熱した後、白金ルツボに全て移し、メタホウ酸リチウムを用いてアルカリ融解を行い、5N硝酸で定容し抽出液を得た。それぞれの抽出液についてICP発光分析、ICP質量分析を行い、重金属類を中心とする各種金属濃度を測定し、各抽出液への抽出量の合計から金属含有量を求めた。

堆肥粉砕試料は電気炉で600℃に加熱した後、硝酸と塩酸の混酸を用いて加熱分解を行った後に5Cろ紙でろ過し、5N硝酸で定容し抽出液を得た。抽出液についてICP発光分析、ICP質量分析を行い、重金属類を中心とする各種金属濃度を測定し、抽出液への抽出量から金属含有量を求めた。

## (3) 溶出試験方法

試験の流れを図4.1.1-1に、溶出試験条件を表4.1.1-1にそれぞれ示す。

溶媒は、純水（MiliQ 精製水）と海水（小笠原海域採水水）の2種類を用いることとした。

試験は、あらかじめポリエチレン製容器に溶媒と粉砕堆肥を所定量入れたものを4日間静置し、これに粉砕スラグを所定量入れ、溶出操作と固液分離操作を3回繰り返すこととし、1回目は環告46号試験に準ずる方法とした。このとき、固液分離では3000rpmで20分行う遠心分離操作の影響を調べた。2回目は、1回目の残渣に新たな溶媒を加え、30日間静置後に固液分離（ろ過のみ）を行った。3回目は、2回目の残渣に新たな溶媒を加え、さらに42日間静置後に固液分離（ろ過のみ）を行った。

ろ液の pH と EC を直ちに測定後、硝酸を体積比 0.5% となるように添加し冷蔵庫に保存した。各種金属と TOC は、保存液を適宜希釈し、ICP 発光分析装置、ICP 質量分析装置および TOC 測定装置でそれぞれ測定した。
図4.1.1-1 試験の流れ

表 4.1.1-1 溶出試験条件

溶媒	溶媒量(mL)	浸漬堆肥量(g)	溶媒/浸漬堆肥比	スラグ量(g)	スラグ/溶媒比	初回溶出操作時間(h)	遠心分離	ろ過
P0/1-46N	純水	250	0	堆肥なし	25	10	6	あり	0.45・mメンブレンフィルター
P0/1-46C	6.25	0	なし
P1/4-46N	あり
P1/4-46C	12.5	0	なし
P1/2-46N	あり
P1/2-46C	25	0	なし
P1/1-46N	あり
P1/1-46C	なし
S0/1-46N	海水	0	堆肥なし	あり
S0/1-46C	なし
S1/4-46N	6.25	0	あり
S1/4-46C	なし
S1/2-46N	12.5	0	あり
S1/2-46C	なし
S1/1-46N	25	0	あり
S1/1-46C	なし

## (3) 長期靜置溶出試驗

溶媒は、純水（MiliQ 精製水）と海水（小笠原海域採水水）の2種類を用いることとした。

試験は、あらかじめポリエチレン製容器に溶媒と粉砕堆肥を所定量入れたものを4日間静置し、これにスラグを所定量入れ、溶出操作と固液分離操作を3回繰り返した（昨年度報告）。この試料に新たな溶媒をさらに加えて、1年間静置後に固液分離を行った。

ろ液の pH と EC を直ちに測定後、硝酸を体積比 0.5% となるように添加して冷蔵保存した。各種金属と TOC は、冷蔵保存液を適宜希釈し、ICP 発光分析装置、ICP 質量分析装置および TOC 測定装置でそれぞれ測定した。

## (4) pH 調整シリアルバッチ試験

試験操作の流れを図 4.1.1-2 に示す。ポリエチレン製容器内でスラグと堆肥を 1：1 の
割合で混合し、これに海水、10%希釈海水、および、純水の3種類を溶媒として、スラグの50倍量（重量体積比）添加して密栓した。これを2つずつ用意し、合計6本の容器を毎分200回、振幅4-5cmの条件で反復浸透を行った。うち1つずつの容器を30分ごとにとりだし、pHが9以下となるように塩酸を滴下しpH調整を行う作業を振とう開始から5時間経過するまで行った。さらに、21時間後に再度pH調整を行い、22時間後に0.45mmメンブランフィルターでろ過を行った。塩酸添加による溶媒量の増加は、初期溶媒量の1.2%以下とした。ろ過後、試料を容器へ再び戻し、新たな溶媒を加えて同様の操作を2回繰り返した。以上によって、1試料につき3つのろ液を得た。

ろ液の分析方法については長期静置溶出試験と同様の方法で行った。

図 4.1.1-2 pH 調整シリアルバッチ試験の流れ

##### 4. 1. 1. 4 結果

## (1) 含有量分析结果

表-4.1.1-2 に、含有量分析結果を示す。

製鋼スラグ中には鉄が16.6%の他、含有量1%以上の主成分としてカルシウム21.3%、アルミニウム4.9%、マンガンを4.0%、マグネシウム3.0%、クロム1.1%が含まれた。主にケイ酸（SiO2）から成ると推定される王水残渣量は22.2%であった。含有量1%以下の微量成分では、ホウ素、バリウム、カリウム、ナトリウム、ストロンチウム、チタン、バナジウム、亜鉛を数百mg/kg以上含み、ヒ素、銅、モリブデン、ニッケル、鉛、セレンは数十mg/kg以下であった。カドミウムは定量下限（1mg/kg）以下であった。

堆肥中の灰化後の残渣量は43.9%であった。減量分は有機物に相当すると推測される。堆肥の構成元素は、1%以上の主成分としてカルシウム4.7%、鉄2.3%、アルミニウム1.3%が含
まれた。含有量1%以下の微量成分では、バリウム、カリウム、マグネシウム、マンガン、ナトリウム、ストロンチウム、チタン、亜鉛を数百mg/kg以上含み、ヒ素、ホウ素、クロム、銅、モリブデン、ニッケル、鉛、セレン、バナジウムは数十mg/kg以下であった。カドミウムは定量下限（1mg/kg）以下であった。

製鋼スラグと堆肥を比較すると、製鋼スラグの方が5倍以上多い元素としてホウ素、カルシウム、クロム、鉄、マグネシウム、マンガン、モリブデン、バナジウムが挙げられ、堆肥の方が2倍以上多い元素としてヒ素、カリウム、ナトリウム、鉛が挙げられる。また、各3検体による分析値の変動係数は、堆肥の方が高い傾向があった。

表 4.1.1-2 含有量分析结果

製鋼スラグ	堆肥
平均	標準偏差	変動係数	平均	標準偏差	変動係数
mg/kg	mg/kg	mg/kg	mg/kg
Al	49300	97	0.2	12600	2370	18.8
As	2	0	0.3	5	1	24.6
B	297	7	2.2	17	4	25.5
Ba	322	4	1.3	456	53	11.5
Ca	213000	1010	0.5	47000	8640	18.4
Cd	<1	<1	0.0	<1	<1	16.2
Cr	11000	1210	11.0	37	3	9.1
Cu	64	1	1.8	85	16	18.7
Fe	166000	5520	3.3	23300	2380	10.2
K	436	6	1.4	6140	947	15.4
Mg	29800	748	2.5	4200	378	9.0
Mn	40100	1210	3.0	482	59	12.2
Mo	23	1	4.8	2	0	13.7
Na	559	3	0.5	1180	220	18.5
Ni	39	19	49.1	24	2	9.4
Pb	8	1	9.4	20	6	30.6
Se	1	0	0.9	1	0	19.5
Sr	409	0	0.1	139	25	18.2
Ti	2720	84	3.1	853	104	12.1
V	766	27	3.5	45	6	12.4
Zn	161	4	2.3	192	20	10.6
王水残渣	222000	1880	0.8

(2) 溶出試験用堆肥浸漬水（純水、海水、堆肥浸漬水）の組成

表 4.1.1−3 に、純水と海水の各溶媒、および、各溶媒に 4 日間浸漬後の堆肥浸漬水の溶液組成を示す。

pH は 7.5–7.9 であまり大きくは変わらなかった。EC は、純水では堆肥の増加とともに高くなったが、海水では海水そのものの数値が高いため違いは見られなかった。TOC は純水＋堆肥と海水＋堆肥の濃度は同程度であり、同様に、堆肥の増加とともに高くなり、堆肥：海水＝1:10 の場合 150−186 mg/L であった。個々の元素では、堆肥量の増加に伴い、鉄のよ
うに純水と海水のいずれも濃度が増加する場合、ヒ素のように純水のみで増加する場合、モリブデンのように海水のみで増加する場合があった。この他、海水の場合は原水の濃度が高いため堆肥の影響が見られず、ほぼ一定の場合もあった。また、ホウ素は海水のみで測定され、堆肥の増加にもない減少する傾向が観察された。

続く溶出試験では、これらの組成の溶液に製鋼スラグを浸漬することとなる。

表 4.1.1-3 純水、海水、堆肥浸漬水の溶液組成

単位	純水	堆肥浸漬水(純水)	海水	堆肥浸漬水(海水)
P0/1-S	P1/4-S	P1/2-S	P1/1-S	S0/1-S	S1/4-S	S1/2-S	S1/1-S
溶媒	純水	純水	純水	純水	海水	海水	海水	海水
溶媒	g	250	250	250	250	250	250	250	250
堆肥	g	0	6.25	12.5	25	0	6.25	12.5	25
スラグ	g	0	0	0	0	0	0	0	0
液固比	L/kg	1/0	40/1	20/1	10/1	1/0	40/1	20/1	10/1
EC	mS/m	0.0	0.3	0.6	0.9	5000	5000	5100	5100
pH	7.7	7.5	7.6	7.6	7.9	7.3	7.3	7.3
TOC	mg/L	-	48	80	150	4.4	57	97	186
Al	mg/L	<0.01	0.12	0.16	0.21	<0.01	0.13	0.16	0.23
As	mg/L	<0.001	0.002	0.004	0.007	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
B	mg/L	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05	4.2	3.9	3.6	3.0
Ba	mg/L	<0.01	0.011	0.019	0.033	<0.01	0.20	0.29	0.39
Ca	mg/L	<0.05	31	50	88	410	570	680	920
Cd	mg/L	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cr	mg/L	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cu	mg/L	<0.005	0.018	0.020	0.021	0.001	0.024	0.040	0.056
Fe	mg/L	<0.05	0.64	1.2	1.9	<0.05	0.50	0.95	2.8
K	mg/L	<0.1	23	43	70	400	460	470	530
Mg	mg/L	<0.001	4	8	14	1330	1390	1350	1310
Mn	mg/L	<0.005	0.14	0.26	0.46	0.01	0.02	0.03	0.05
Mo	mg/L	<0.005	0.011	0.019	0.035	<0.005	1.3	2.3	3.9
Na	mg/L	<0.05	2.1	4.2	8.3	10600	11300	11100	11100
Ni	mg/L	<0.005	<0.005	<0.005	0.008	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Pb	mg/L	<0.001	<0.001	0.002	0.002	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
Se	mg/L	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Si	mg/L	<0.05	2.9	5.1	8.9	<0.05	2.1	3.7	6.9
Sr	mg/L	<0.001	0.09	0.15	0.26	6.7	6.4	6.1	6.3
V	mg/L	<0.001	0.006	0.006	0.008	0.001	0.001	0.006	0.008
Zn	mg/L	<0.005	0.005	0.008	0.010	0.006	<0.005	0.005	0.010

## (3) スラグのみ（堆肥なし）による溶出試験結果

表 4.1.1-4 に、スラグのみによる溶出試験結果を示す。純水溶媒は環告 46 号に準じたものとなるが、スラグ試料粒径が 0.125 mm 以下である点が異なっている。純水の場合の pH 12.1 に対して海水は 10.1 と低く、海水の緩衝作用によって pH の上昇が抑制されていることがわかる。純水による溶出液の主要成分はカルシウムであり、その他、アルミニウム、ナトリウム、リウム、リウム、リウム
リウム、ストロンチウムが多い。環境基準設定項目ではホウ素が2.0 mg/Lとやや高かった。海水溶媒では、カルシウム溶出濃度は1900 mg/Lで、純水溶出液＋海水溶媒の780 mg/Lを大きく越えた。このことは、海水溶出液のpH上昇が緩衝作用によって抑制されたことにより、水酸化カルシウム溶解度が高かったためと推測される。これと対象的に、マグネシウムの濃度低下は溶解度の低下によると思われる。環境基準設定項目に注目すると、ホウ素は海水中に4.2 mg/L含まれていたものが0.31 mg/Lに低下し、他の成分は定量下限以下であった。その他として、モリブデンとバナジウムの溶出が低濃度ではあるが確認された。鉄の溶出濃度はいずれも定量下限以下であった。

表 4.1.1-4 スラグのみ（堆肥なし）の条件における溶媒と6時間振とう溶出液の分析結果

単位	純水	純水+スラグ	海水	海水+スラグ
P0/1-S	P0/1-46C	S0/1-S	S0/1-46N
溶媒	純水	0	海水	0.0
溶媒	mL	250	250	250	250
堆肥	g	0	0	0	0
スラグ	g	0	25	0	25
遠心	-	あり	-	あり
EC	mS/m	0.0	4.9	5000	5000
pH	7.7	12.1	7.9	10.1
TOC	mg/L	-	12	4.4	5.0
Al	mg/L	<0.01	12	<0.01	<0.01
As	mg/L	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
B	mg/L	<0.05	2.0	4.2	0.31
Ba	mg/L	<0.01	0.030	<0.01	0.9
Ca	mg/L	<0.05	373	410	1850
Cd	mg/L	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cr	mg/L	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cu	mg/L	<0.005	<0.005	0.001	<0.005
Fe	mg/L	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05
K	mg/L	<0.1	2.7	402	542
Mg	mg/L	<0.001	0.011	1326	175
Mn	mg/L	<0.005	0.001	0.01	<0.005
Mo	mg/L	<0.005	<0.005	<0.005	0.048
Na	mg/L	<0.05	11.3	10610	10800
Ni	mg/L	<0.005	0.007	<0.005	<0.005
Pb	mg/L	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
Se	mg/L	<0.005	<0.005	<0.005	0.005
Si	mg/L	<0.05	<0.05	<0.05	1.1
Sr	mg/L	<0.001	6.2	6.7	7.7
V	mg/L	<0.001	<0.001	0.001	0.008
Zn	mg/L	<0.005	<0.005	0.006	<0.005
## (4) 遠心分離操作の影響

表 4.1.1-5 に、遠心分離操作の有無についての比較結果を示す。この表から、各溶出液について、遠心分離操作を行うことによる溶出濃度測定結果への影響はほとんど見られないことがわかる。ただし、純水＋スラグのアルミニウム、海水＋スラグを除いてのマグネシウムとマンガン、および、海水＋堆肥＋スラグのケイ素は、遠心分離によって結果が大きく（半分程度か、それ以下）減少している。その原因として、遠心操作なしの溶出液では、ろ紙を通過した微小粒子が寄与した可能性が考えられる。なお、TOCはほとんど変化が無いことから、3000 rpmで20分間行う遠心分離操作では沈降しない成分が主体であることが確認できた。

表 4.1.1–5 遠心分離操作による溶出濃度測定結果

純水+スラグ	純水+堆肥+スラグ	海水+スラグ	海水+堆肥+スラグ
P0/1-46N	P0/1-46C	P1/1-46N	P1/1-46C	S0/1-46N	S0/1-46C	S1/1-46N	S1/1-46C
堆肥量	g	0.0	0.0	25	25	0.0	0.0	25	25
溶媒量	g	250	250	250	250	250	250	250	250
スラグ量	g	25	25	25	25	25	25	25	25
遠心操作	なし	あり	なし	あり	なし	あり	なし	あり
EC	S/m	4.9	4.9	1.9	1.9	5.0	5.0	5.0	4.9
pH	12.2	12.1	11.3	11.2	10.0	10.1	9.6	9.5
TOC	mg/L	11	12	108	112	6	5	162	149
Al	mg/L	19	12	206	205	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01
As	mg/L	<0.001	<0.001	0.003	0.003	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
B	mg/L	1.9	2.0	0.54	0.54	0.29	0.31	1.1	1.1
Ba	mg/L	0.030	0.030	0.075	0.076	0.9	0.9	0.8	0.8
Ca	mg/L	384	373	235	237	1880	1850	2250	2070
Cd	mg/L	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cr	mg/L	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	0.006	<0.005
Cu	mg/L	<0.005	<0.005	0.036	0.048	<0.005	<0.005	0.010	0.009
Fe	mg/L	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05
K	mg/L	2.7	2.7	82.3	84.6	532	542	699	690
Mg	mg/L	0.020	0.011	0.055	0.039	196	175	205	112
Mn	mg/L	0.007	0.001	0.014	0.008	<0.005	<0.005	0.009	0.006
Mo	mg/L	<0.005	<0.005	0.037	0.037	0.052	0.048	0.10	0.11
Na	mg/L	11.2	11.3	15.6	16.1	10700	10800	11200	11000
Ni	mg/L	<0.005	0.007	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Pb	mg/L	0.001	<0.001	0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
Se	mg/L	<0.005	<0.005	0.010	0.010	<0.005	0.005	0.010	0.013
Si	mg/L	<0.05	<0.05	3.5	3.5	1.1	1.1	5.8	3.8
Sr	mg/L	6.0	6.2	0.86	0.86	7.7	7.7	7.3	7.4
V	mg/L	<0.001	<0.001	0.006	0.007	0.008	0.008	0.062	0.060
Zn	mg/L	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
(6)堆肥浸漬水～繰り返し溶出操作による結果の比較

表4.1.1-6と4.1.1-7に、繰り返し溶出試験の結果をまとめて示した。

まず、純水溶媒（表4.1.1-6）に注目すると、電気伝導度（EC）の挙動はカルシウムと良く類似しており、カルシウムの寄与が大きいことがわかる。カルシウムは2回目溶出液（30日）で最大濃度となり、3回目では減少する結果となった。pHは、堆肥浸漬水は7.5～7.7であるが、溶出液はpH 12前後の高アルカリ性であった。堆肥量が少ないほどpHは高い傾向があった。TOCは、堆肥量が多いほど高くなる傾向にあり、溶媒から2回目溶出液までの変化は特に見られなかった（3回目は未測定）。鉄に関しては、堆肥浸漬液で堆肥量が多いほど高濃度となっているものの、スラグと混合後は全て定量下限以下（<0.05 mg/L）であった。環境基準設定項目について見ると、ヒ素は堆肥浸漬した際に最大で0.007 mg/Lと低濃度であるが検出され、スラグを加えて振とうを繰り返すことで低下する傾向が確認された。ホウ素はスラグを加えることで最大2.2 mg/Lに達したが、堆肥量の多い条件ほど溶出はおさえられ、3回目溶出液ではいずれの条件も低下する傾向が見られた。クロム（全クロム）は全ての溶出液で定量下限以下（<0.005 mg/L）であった。鉛は一部で検出されているが、特異的であり、微粒子による可能性を確認する必要があると思われる。セレンは1回目溶出液で堆肥とスラグともにある場合のみ検出されているが、2回目以降は定量下限以下（<0.005 mg/L）であった。以上のことから、純水溶媒においては堆肥とスラグそれぞれから溶出する可能性のある有害物質については、相補的に溶出抑制の方向で働く傾向にあることがわかった。ただし、各々のメカニズムの詳細については不明の部分が多く、今後の課題である。

次に、海水溶媒（表4.1.1-7）を見ると、pHは11以下であり、海水による緩衝作用が確認できる。TOCは純水の場合と同様に堆肥量が多いほど高く、2回目溶出液までやや低下する傾向が見られる。鉄については、堆肥浸漬液と3回目溶出液で検出された。環境基準設定項目では、ヒ素は0.005 mg/L以下の低濃度であった。ホウ素は海水中に含まれるが、スラグによって濃度が低下する傾向が見られ、2回目、3回目溶出液でも初期濃度の1/2程度に抑制された。クロム（全クロム）は1回目溶出液で0.01 mg/L以下の低濃度で検出されたが、2回目以降は定量下限以下（<0.005 mg/L）であった。鉛は全て定量下限以下（<0.001 mg/L）であった。セレンは0.01 mg/L以下の低濃度であった。以上より、海水、堆肥、スラグの相互作用によっても有害物質の溶出を促進する傾向は特に見られなかった。

鉄の溶出举動に関しても、初期に堆肥からの溶出分がスラグ添加によって定量下限以下に減少する傾向が見られた。この傾向の要因の一つに、pH上昇による沈殿生成の可能性が考えられる。したがって、実際の海中における举動を評価するための模擬試験として、より大量の海水中に浸漬するか、液固比は同程度であってもpHの上昇を抑制するような工夫が必要と考えられる。
表 4.1.1–6 純水溶媒による堆肥浸漬水繰り返し溶出試験結果のまとめ（単位は表 4.1.1–5 と共通）

純水(100) + スラグ(10)	純水(100) + 堆肥(2.5) + スラグ(10)	純水(100) + 堆肥(5) + スラグ(10)	純水(100) + 堆肥(10) + スラグ(10)
P0/1 -S	P0/1 -46N	P0/1 -30D	P0/1 -72D	P1/4 -S	P1/4 -46N	P1/4 -30D	P1/4 -72D	P1/2 -S	P1/2 -46N	P1/2 -30D	P1/2 -72D	P1/1 -S	P1/1 -46N	P1/1 -30D	P1/1 -72D
堆肥量	0	0	0	0	6.25	6.25	6.25	6.25	12.5	12.5	12.5	12.5	25	25	25	25
溶媒量	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250
スラグ量	0	25	25	25	0	25	25	25	0	25	25	25	0	25	25	25
EC	0.0	4.9	8.7	7.9	0.3	3.2	7.0	4.8	0.6	3.2	5.3	3.9	0.9	1.9	3.2	2.7
pH	7.7	12.2	12.6	12.5	7.5	11.9	12.5	12.3	7.6	11.7	12.4	12.5	7.6	11.3	12.1	12.0
TOC	0	11	6.8	-	48	21	46	-	80	45	79	-	150	108	140	-
Al	<0.01	19	1.0	1.5	0.12	247	7.3	5.6	0.16	389	22	10	0.21	206	49.3	22.5
As	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.002	<0.001	<0.001	0.001	0.004	0.002	<0.001	0.002	0.007	0.003	<0.001	0.002
B	<0.05	1.9	2.2	1.8	<0.05	0.61	2.0	1.6	<0.05	0.47	1.4	1.2	<0.05	0.54	1.2	1.0
Ba	<0.01	0.030	0.024	0.066	0.011	0.46	0.21	0.06	0.019	0.33	0.28	0.12	0.033	0.075	0.17	0.10
Ca	<0.05	384	694	612	31	342	567	385	50	418	439	314	88	235	296	234
Cd	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cr	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cu	<0.005	<0.005	<0.005	0.002	0.018	0.008	0.020	0.008	0.020	0.019	0.13	0.010	0.021	0.036	0.16	0.030
Fe	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05	0.64	<0.05	<0.05	0.012	1.2	<0.05	<0.05	0.015	1.9	<0.05	<0.05	0.031
K	<0.1	2.7	<0.1	1.1	23	35	6.1	1.7	43	66	13	4	70	82	35	13
Mg	<0.001	0.020	<0.001	<0.001	4	0.011	<0.001	<0.001	7.6	0.012	<0.001	<0.001	14	0.055	<0.001	0.011
Mn	<0.005	0.007	<0.005	<0.005	0.14	0.005	<0.005	0.012	0.26	0.005	0.006	0.015	0.46	0.014	0.013	0.018
Mo	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	0.011	<0.005	0.013	0.006	0.019	<0.005	0.016	0.008	0.035	0.037	0.016	0.009
Na	<0.05	11	3.8	2.7	2.1	12	4.4	1.2	4.2	14	5.2	1.6	8.3	15.6	8.0	2.4
Ni	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	0.002	<0.005	<0.005	0.006	0.003	0.008	<0.005	0.012	0.006
Pb	<0.001	0.001	<0.001	0.005	<0.001	<0.001	0.026	<0.001	0.002	<0.001	0.003	<0.001	0.002	0.001	<0.001	<0.001
Se	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	0.009	<0.005	<0.005	<0.005	0.012	<0.005	<0.005	<0.005	0.010	<0.005	<0.005
Si	<0.05	<0.05	<0.05	0.19	2.9	1.0	1.1	0.8	5.1	1.9	1.9	1.2	8.9	3.5	3.2	1.6
Sr	<0.001	6.0	3.6	2.5	0.089	3.0	4.0	1.5	0.15	2.3	3.3	1.7	0.26	0.86	2.1	1.5
V	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.006	<0.001	<0.001	<0.001	0.006	<0.001	<0.001	0.001	0.008	0.006	<0.001	0.003
Zn	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	0.005	<0.005	<0.005	<0.005	0.008	<0.005	<0.005	<0.005	0.010	<0.005	<0.005	<0.005
表 4.1.1–7 海水溶媒による堆肥浸漬水繰り返し溶出試験結果のまとめ（単位は表 4.1.1–5 と共通）

海水(100) + スラグ(10)	海水(100) + 堆肥(2.5) + スラグ(10)	海水(100) + 堆肥(5) + スラグ(10)	海水(100) + 堆肥(10) + スラグ(10)
S0/1
-S	S0/1
-46N	S0/1
-30D	S0/1
-72D	S1/4
-S	S1/4
-46N	S1/4
-30D	S1/4
-72D	S1/2
-S	S1/2
-46N	S1/2
-30D	S1/2
-72D	S1/1
-S	S1/1
-46N	S1/1
-30D	S1/1
-72D
堆肥量	0	0	0	0	6.25	6.25	6.25	6.25	12.5	12.5	12.5	12.5	25	25	25	25
溶媒量	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250	250
スラグ量	0	25	25	25	0	25	25	25	0	25	25	25	0	25	25	25
EC	5.0	5.0	5.0	7.1	5.0	5.0	5.0	7.1	5.1	5.0	5.0	7.1	5.1	5.0	5.0	7.2
pH	7.9	10.0	11.0	10.3	7.3	10.1	10.4	10.8	7.3	10.1	10.2	9.5	7.3	9.6	9.8	8.6
TOC	4.4	5.8	3.7	57	44	47	97	92	71	186	162	121
Al	<0.01	<0.01	0.12	0.11	0.13	<0.01	0.11	0.10	0.16	<0.01	0.11	0.10	0.23	<0.01	0.15	0.13
As	<0.001	<0.001	<0.001	0.002	<0.001	0.001	<0.001	0.002	<0.001	0.002	<0.001	0.002	<0.001	0.004	<0.001	0.003
B	4.2	0.29	1.7	1.7	3.9	0.53	1.1	1.1	3.6	0.83	1.3	1.1	3.0	1.1	1.7	1.2
Ba	<0.01	0.92	0.55	0.26	0.20	1.1	1.3	0.6	0.29	0.95	1.2	0.51	0.39	0.81	1.3	0.70
Ca	410	1880	1780	2170	569	2190	1730	1680	682	2370	1900	1570	916	2250	1750	1780
Cd	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cr	<0.005	<0.005	<0.005	0.003	<0.005	0.007	<0.005	0.002	<0.005	0.008	<0.005	0.001	<0.005	0.006	<0.005	<0.005
Cu	0.001	<0.005	<0.005	<0.005	0.024	<0.005	0.006	0.012	0.040	0.008	<0.005	0.011	0.056	0.010	<0.005	<0.005
Fe	<0.05	<0.05	<0.05	0.037	0.50	<0.05	<0.05	0.018	0.95	<0.05	<0.05	0.026	2.8	<0.05	<0.05	0.012
K	402	532	401	398	458	567	420	410	473	627	432	415	527	699	455	417
Mg	1330	196	8	94	1390	54	67	399	1350	50	46	493	1310	205	34	222
Mn	0.011	<0.005	0.037	<0.005	0.022	<0.005	0.048	<0.005	0.03	<0.005	0.089	0.002	0.05	0.009	0.13	0.15
Mo	<0.005	0.052	0.009	0.017	1.3	0.075	<0.005	0.016	2.3	0.085	0.005	0.023	3.9	0.10	0.011	0.1
Na	10600	10700	10600	10600	11300	10800	11000	10800	11100	11100	11100	109000	11100	11200	11300	10800
Ni	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	0.001	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	0.01	<0.005	<0.005	<0.005
Pb	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
Se	<0.005	<0.005	<0.005	0.007	<0.005	<0.005	<0.005	0.008	<0.005	0.007	<0.005	0.007	<0.005	0.010	<0.005	0.007
Si	<0.05	1.1	<0.05	0.19	2.1	3.1	0.58	0.176	3.7	4.8	1.3	0.47	6.9	5.8	3.2	1.7
Sr	6.7	7.7	10	7.5	6.4	7.8	11	7.4	6.1	8.0	10	7.2	6.3	7.3	11	7.5
V	0.001	0.008	0.009	0.003	0.001	0.033	0.006	0.002	0.006	0.053	0.012	0.004	0.008	0.062	0.013	0.002
Zn	0.006	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	0.005	<0.005	<0.005	<0.005	0.010	<0.005	<0.005	<0.005
## (7) 長期静置溶出試験結果

表 4.1.1-8 に試験結果を示す。スラグと堆肥の混合割合を変えることにより、何らかの促進作用が無いか調べることを目的とし、昨年度の繰り返し溶出試験に用いた試料を1年間溶媒に浸漬したものである。昨年度の時点でも有害重金属の特段の溶出は認められなかったが、1年間浸漬しても同様の結果が得られた。すなわち、純水を溶媒とした場合はpHの上昇が海水溶媒よりも高く、11.3～12.7の範囲であり、そのためアルカリ性側で溶出が促進される金属ではAl、Cu、Niが海水溶媒よりも高い溶出濃度となっているが、その濃度レベルは1.0 mg/L以下であった。一方、海水を溶媒とした場合のpHは9.7～11.3の範囲であり、特に堆肥を混合した場合は9.7～10.7と低かった。また、このとき重金属類ではVの溶出が0.01 mg/L前後で見られるのみであった。K、Naなどのアルカリ金属の濃度が高いのは海水由来であるが、海水におけるCaの濃度は410 mg/Lであるのでカルシウムはスラグ由来分の占める割合が高いと思われる。

表 4.1.1-8 純水、海水、堆肥浸漬水の溶液組成

スラグ+純水	堆肥+スラグ+純水	堆肥+スラグ+純水	堆肥+スラグ+純水	スラグ+海水	堆肥+スラグ+海水	堆肥+スラグ+海水	堆肥+スラグ+海水
P0/1-1Y	P1/4-1Y	P1/2-1Y	P1/1-1Y	S0/1-1Y	S1/4-1Y	S1/2-1Y	S1/1-1Y
堆肥量設定	0	a	b	c	0	a	b	c
溶媒量	250	250	250	250	250	250	250	250
スラグ量	25	25	25	25	25	25	25	25
EC	9.7	0.2	0.2	2.5	92.5	94.4	93.1	82.5
pH	12.7	11.6	11.3	12.0	11.3	10.3	9.7	10.7
Al	<0.01	6.5	8.1	6.9	<0.01	<0.01	<0.01	0.41
As	<0.001	<0.001	<0.001	0.005	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
B	2.0	0.9	1.8	1.6	2.1	1.5	1.3	2.3
Ba	0.48	0.015	0.066	0.084	0.22	0.53	0.67	0.50
Ca	789	317	277	256	2178	2102	1494	2247
Cd	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cr	<0.003	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cu	<0.005	0.239	0.18	0.16	<0.005	<0.005	<0.005	0.066
Fe	<0.005	<0.005	<0.005	0.068	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
K	3.9	1.4	3.0	7.9	528	554	547	563
Mg	<0.001	0.017	0.034	0.062	0.13	217	566	0.92
Mn	<0.005	0.035	0.09	0.130	<0.005	<0.001	<0.001	0.045
Mo	<0.005	0.063	0.065	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	0.058
Na	10.2	1.4	1.7	2.0	10818	11220	11217	11079
Ni	<0.005	0.016	0.002	0.023	<0.01	<0.005	<0.01	<0.01
Pb	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
Se	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05
Si	0.20	1.1	2.2	3.4	4.0	0.24	0.33	2.37
Sr	6.7	0.9	1.1	1.2	9.8	9.8	8.9	10.7
V	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.012	0.009	0.006	0.013
Zn	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005

## (2) pH 調整シリアルバッチ試験結果

はじめに表4.1.1-9にpH調整を行った際の添加前後のpHならびにHC1添加量を示す。
全体的な傾向として、1時間ごとにpHを10以下（目標はpH9であった）に調整しても、1時間後のpHは再び上昇しており、アルカリ成分の溶出は実験を通して継続していることがわかる。したがって試験中を通してpHを十分に制御するためには、自動滴定装置の導入が必要であるが、この点については今後の課題としたい。

なお、pH 調整に使用した HCl の添加量は、回を重ねるごとに減少しており、スラグ中のアルカリ成分の溶出速度が低下してきていることがわかる。また、溶媒間で比較すると、10 倍希釈海水と純水に比べて、海水の方が pH の低下幅が大きいことがわかる。これは、海水中の成分による pH 緩衝作用によるものと思われる。

表 4.1.1-9 pH 调整结果

1回目	2回目	3回目
添加前pH	添加後pH	HC1添加量(累積)mol/kg-slag	HC1添加体積比(累積)%	添加前pH	添加後pH	HC1添加量(累積)mol/kg-slag	HC1添加体積比(累積)%	添加前pH	添加後pH	HC1添加量mol/kg-slag	HC1添加体積比(累積)%
海水	1時間後	10.14	6.23	1.44	0.24	9.35	6.23	0.48	0.08	8.98	6.26	0.24	0.04
2時間後	9.77	5.75	1.92	0.32	8.78	5.75	0.53	0.16	8.60	7.96	0.29	0.12
3時間後	9.67	8.64	2.02	0.48	8.87	8.64	0.58	0.24	8.53	7.94	0.34	0.20
4時間後	9.50	8.31	2.11	0.64	8.93	8.31	0.67	0.40	8.69	8.17	0.38	0.28
5時間後	9.58	7.77	2.23	0.84	8.91	7.77	0.74	0.52	8.71	7.75	0.46	0.40
21時間後	9.82	8.20	2.35	1.04	9.56	8.20	0.84	0.68	9.23	8.24	0.53	0.52
10倍希积海水	1時間後	12.14	9.40	1.92	0.32	10.37	9.40	0.48	0.08	8.84	5.93	0.24	0.04
2時間後	11.01	8.71	2.40	0.40	9.13	8.71	0.53	0.16	8.80	7.60	0.29	0.12
3時間後	11.04	7.33	2.88	0.48	9.35	7.33	0.62	0.32	9.08	7.88	0.34	0.20
4時間後	10.53	8.53	3.07	0.80	9.35	8.53	0.70	0.44	9.03	7.69	0.38	0.28
5時間後	10.36	6.53	3.31	0.84	9.23	6.53	0.77	0.56	9.00	7.54	0.43	0.36
21時間後	10.80	8.36	3.34	0.88	10.13	8.36	0.86	0.72	9.78	8.23	0.50	0.48
純水	1時間後	12.06	8.85	1.92	0.32	10.74	8.85	0.48	0.08	10.38	6.20	0.24	0.04
2時間後	11.56	9.34	2.50	0.56	9.00	9.34	0.53	0.16	9.24	7.86	0.29	0.12
3時間後	11.34	7.88	2.98	0.64	9.54	7.88	0.62	0.32	9.28	8.10	0.34	0.20
4時間後	10.79	8.45	3.22	0.68	9.37	8.45	0.70	0.44	9.12	8.16	0.38	0.28
5時間後	10.63	7.08	3.46	0.72	9.52	7.08	0.79	0.60	9.27	7.29	0.46	0.40
21時間後	10.98	8.11	3.74	1.20	10.50	8.11	0.96	0.88	10.19	8.38	0.58	0.60

図 4.1.1-2 各溶出液の pH

図 4.1.1-3 に、固液分離を行い得られた溶出液の pH 変化を示す。pH 調整を行うことにより、海水では約 1 程度、10 倍希釈海水と純水では約 2 程度、それぞれ pH 値を下げること
とができ、3回目溶出操作においては全てpH10以下とすることができた。

表 4.1.1-10 に、溶出液中の各成分の溶出濃度測定結果を示す。各成分の溶出濃度は、溶媒を交換するにしたがい減少する場合（Ba、Ca、Cr、Cu、Mo、Sr）、横ばい（K、Na、Si）、増加する場合（B、Fe、Mg、Mn、V）、不明（Fe、Pb）の4パターンに分かれた。

有害元素ではAs、Cd、Pb、Seはいずれも環境基準を下回った。ただし、塩濃度の高い海水の分析に際して10倍以上の希积水を測定せざるを得なかったため、定量下限は環境基準の1/2～1倍程度で十分に下げることができなかった。なお、FおよびBは海水中にそれぞれ1.5および4 mg/L程度の濃度で存在し環境基準は適用されない。

pH 調整の有無により濃度に明らかな差異が見られたのは、全ての溶媒における Si と V、および、海水溶媒におけるであり、いずれも pH 調整を行うことによって溶出濃度は高くなる傾向が見られた。

表 4.1.1-10 pH 調整シリアルバッチ試験結果

海水	10倍希积海水	純水
pH調整有り	pH調整無し	pH調整有り	pH調整無し	pH調整有り	pH調整無し
EC	1	80.4	71.6	14.1	13.1	8.7	7.0
2	73.5	72.4	9.3	8.5	2.9	3.4
3	76.1	73.5	8.4	7.7	0.2	0.2
pH	1	9.2	10.2	10.0	12.4	10.2	12.7
2	8.6	9.9	9.5	11.9	9.8	12.3
3	9.6	9.8	9.3	11.5	9.4	12.0
Al	1	<0.05	<0.05	<0.05	0.41	0.37	0.88
2	<0.05	<0.05	<0.05	0.13	<0.05	1.7
3	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05	1.4
As	1	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
2	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
3	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
B	1	0.82	0.73	0.15	0.23	0.081	0.038
2	2.4	1.4	0.23	0.22	0.074	0.024
3	3.4	2.0	0.31	0.20	0.062	0.024
Ba	1	0.31	0.25	0.18	0.12	0.13	0.065
2	0.14	0.13	0.056	0.047	0.037	0.022
3	0.10	0.085	0.044	0.053	0.019	0.009
Ca	1	2094	1730	1520	744	778	551
2	684	778	494	336	414	258
3	512	489	291	284	237	120
Cd	1	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
2	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
3	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cr	1	0.013	0.012	0.009	<0.005	0.008	<0.005
2	0.006	0.006	0.005	<0.005	<0.005	<0.005
3	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005	<0.005
Cu	1	0.024	0.026	0.026	0.079	0.033	0.060
2	0.015	0.012	0.012	0.023	0.014	0.029
3	0.008	0.008	0.009	0.011	0.008	0.018
Fe	1	<0.03	<0.03	<0.03	<0.03	<0.03	<0.03
2	<0.03	<0.03	<0.03	0.070	<0.03	<0.03
3	<0.03	<0.03	<0.03	<0.03	<0.03	0.044
K	1	581	589	89	85	34	28
2	550	553	53	51	4.7	3.5
3	551	554	49	48	1.9	1.0
Mg	1	725	440	10.1	0.015	1.8	0.008
2	1249	1016	65	0.14	2.5	0.009
3	1278	1181	91	0.29	2.0	0.024
Mn	1	0.013	<0.005	<0.005	<0.005	0.007	<0.005
2	0.050	<0.005	0.008	0.012	0.007	<0.005
3	0.075	<0.005	0.016	<0.005	0.011	0.011
Mo	1	0.021	0.012	0.014	0.014	0.011	0.009
2	0.017	0.012	0.005	0.004	0.004	0.003
3	0.016	0.013	0.004	0.002	0.002	0.001
Na	1	11330	11502	887	902	3.4	3.0
2	11374	11478	901	905	0.48	0.30
3	11590	11468	908	899	0.21	0.11