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焼却灰の酸化還元特性と焼却灰溶出液における六価クロムの挙動の解明

Research Project

Project/Area Number 23K04094
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
Research InstitutionOsaka Metropolitan University

Principal Investigator

水谷 聡  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80283654)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長谷川 浩  金沢大学, 物質化学系, 教授 (90253335)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords六価クロム / 都市ごみ焼却飛灰 / 酸化還元電位 / 酸化還元容量 / 焼却灰 / 溶出液 / 酸化還元特性 / 還元性容量
Outline of Research at the Start

クロムの酸化数は水中で六価と三価になり得るが,廃棄物からの溶出液中で両者がどのような割合で存在し,また条件によっては酸化数が変わるのかは明らかになっていない。本研究では,多様な焼却灰の溶出液中の全クロム,六価クロム,三価クロムを測定して,溶出している全クロムに占める六価クロムの割合(六価クロム率)を把握する。また多様な焼却灰に酸化還元依存性試験を実施し,ORP滴定曲線,ORP依存性曲線,還元性容量などの焼却灰の酸化還元特性を把握する。最後に,焼却灰の酸化還元特性と溶出液の六価クロム率とを整理することで,溶出した六価クロムが三価クロムに還元されるような焼却灰の条件を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

ジフェニルカルバジド吸光光度法では定量が難しかった複数の都市ごみ焼却飛灰溶出液に含まれるクロムに対して,六価クロムと三価クロムとの分別定量法のためのイミノ二酢酸型キレート樹脂(固相抽出剤)の適用条件について検討した。まず吸光光度法の前処理としてこのキレート樹脂で鉛を除去することで吸光光度法が適用可能となることを示した。また溶出液のpHをアルカリ状態に保ちながらこのキレート樹脂に通液することで,溶出液中の六価クロムと三価クロムとを分離できることを明らかにした。なお今回扱った数種の飛灰においては,溶出液中の六価クロム率はほぼ100%であると考えられた。
15種類の都市ごみ焼却飛灰溶出液の酸化還元状態は,標準電極電位を基準として+150~250mV程度を示し,酸化的な状態であった。ただし酸化還元電位(ORP)の精度はやや低くばらつきが大きいことを考慮すると,灰種による違いはさほど大きくないものと思われた。また排ガス処理方式や使用する消石灰の違いによる傾向は見られなかった。
溶出液と飛灰混合溶液の酸化還元滴定を行ったが,ORPの値が不安定なこともあって終点の確認方法が難しく,滴定方法について試行錯誤をしている段階であり,定量的な数値は得られていないが,現時点では飛灰の種類による差異は見られていない。一方で,溶出液と混合液とでは値が大きく異なっていることは確認できており,埋立地での挙動を考える上で有意義な知見が得られていると考えている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

固相抽出剤を用いた六価クロムの分別定量に目処が付いたため,六価クロム率の分析を進めることができる。酸化還元滴定と滴定曲線についても試行錯誤を進め,課題が明らかになっており,順調に進んでいると考えている。

Strategy for Future Research Activity

飛灰は30種類程度が入手できているため,六価クロム率の測定を進める予定である。酸化還元滴定については,ORPの指標としての精度を見極めつつ,今年度中に滴定方法を確立し,滴定曲線や飛灰の酸化還元容量の測定方法を確立する予定である。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Remediation of lead-contaminated shooting range soil: Biodegradable chelator-assisted washing and subsequent post-treatment using FeCl3 and CaO2023

    • Author(s)
      Ni Shengbin、Rahman Shafiqur、Kasai Shuto、Yoshioka Shoji、Wong Kuo H.、Mashio Asami S.、Hasegawa Hiroshi
    • Journal Title

      Environmental Technology & Innovation

      Volume: 31 Pages: 103172-103172

    • DOI

      10.1016/j.eti.2023.103172

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] キレート樹脂を用いた3価/6価クロム分別定量法の廃棄物への適用に向けた検討2023

    • Author(s)
      髙岡ふみか、水谷聡、長谷川浩、藤森英治
    • Organizer
      第34回廃棄物資源循環学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Leaching behavior of polychlorinated naphthalenes from incineration fly ash: evaluation based on percolation test using humic acid as a leachant2023

    • Author(s)
      Satoshi MIZUTANI, Koji ITO, Yuichiro KAWAHARA, Yoshinori YABUKI
    • Organizer
      11th International conference on the environmental and technical implications of construction with alternative materials (WASCON2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 都市ごみ焼却飛灰による二酸化炭素の吸収実験2023

    • Author(s)
      長尾一毅,水谷聡,貫上佳則
    • Organizer
      環境技術学会第23回年次大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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