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廃プラスチックの焼却が有機ハロゲン化合物の非意図的生成に与える影響

研究課題

研究課題/領域番号 20H04353
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分64010:環境負荷およびリスク評価管理関連
研究機関龍谷大学 (2021-2022)
京都大学 (2020)

研究代表者

藤森 崇  龍谷大学, 先端理工学部, 准教授 (20583248)

研究分担者 三宅 祐一  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (40425731)
江口 哲史  千葉大学, 予防医学センター, 講師 (70595826)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワードプラスチック / 焼却 / ダイオキシン類 / 有機ハロゲン化合物 / 無機塩素 / 銅 / 非意図的生成 / 影響評価
研究開始時の研究の概要

本研究は、実際の廃棄物焼却を模擬することにより、廃プラスチックの焼却による有機ハロゲン化合物の非意図的生成に与える影響評価を目的とする。特に、ハロゲンフリーなプラスチックがハロゲン源および重金属などと共存した条件下での焼却試験を通じ、プラスチック種類別の系統的な知見を得ることを目指す。有機ハロゲン化合物の定量だけでなく、反応速度論的解析や熱的な化学形態分析を適用した生成機構解明も試みる。

研究成果の概要

日本で廃棄されるプラスチックの一部はエネルギー回収または焼却処分という形で焼却される。廃棄物焼却には塩化ナトリウムを始めとする無機塩素が存在するため、塩素フリーのプラスチック焼却であってもダイオキシン類等の有機ハロゲン化合物(OHCs)が発生しないとは必ずしもいえない。本研究では、無機塩素および微量の銅を添加してプラスチックを網羅的かつ系統的に焼却した結果、塩素フリーなプラスチックからOHCsが発生することを明らかにした。プラスチックの種類別にOHCsの発生量や塩素化傾向が大きく異なること、特にポリマー主鎖に結合したベンゼン環を持つプラスチックが強く影響すること等が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

無機塩素や微量の銅を含んだ実際の廃棄物焼却を模したプラスチック焼却実験を行うことで、ダイオキシン類等の有機ハロゲン化合物(OHCs)の生成影響を評価することができる。プラスチックの種類別に比較・評価が可能なOHCsの排出特性データは、廃プラスチックの適正な焼却処分を行う上で必須の定量的知見となる。広義では、OHCsの非意図的生成に寄与する、注意すべきプラスチック構造中の因子を同定し、焼却以外の処理をも含めた今後の統合的な廃プラスチック管理に貢献する。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Dhaka(バングラデシュ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of the Formation of Chlorinated Dioxins from the Incineration of Various Types of Plastic2022

    • 著者名/発表者名
      Terada, A.; Fujimori, T.; Takaoka, M.
    • 雑誌名

      Organohalogen Compounds 82 (2021)

      巻: 82 ページ: 17-20

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Their Halogenated Derivatives in a Traditional Smoke-Dried Fish Product in Japan: Occurrence and Countermeasures2021

    • 著者名/発表者名
      Sei Kento, Wang Qi, Tokumura Masahiro, Suzuki Shinji, Miyake Yuichi, Amagai Takashi
    • 雑誌名

      ACS Food Science & Technology

      巻: 1 号: 5 ページ: 960-966

    • DOI

      10.1021/acsfoodscitech.1c00085

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Occurrence, potential source, and cancer risk of PM2.5-bound polycyclic aromatic hydrocarbons and their halogenated derivatives in Shizuoka, Japan, and Dhaka, Bangladesh2021

    • 著者名/発表者名
      Sei Kento, Wang Qi, Tokumura Masahiro, Hossain Anwar, Raknuzzaman Mohammad, Miyake Yuichi, Amagai Takashi
    • 雑誌名

      Environmental Research

      巻: 196 ページ: 110909-110909

    • DOI

      10.1016/j.envres.2021.110909

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Accurate and Ultrasensitive Determination of 72 Parent and Halogenated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in a Variety of Environmental Samples via Gas Chromatography-Triple Quadrupole Mass Spectrometry2021

    • 著者名/発表者名
      Kento Sei, Qi Wang, Masahiro Tokumura, Yuichi Miyake, Takashi Amagai
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 271 ページ: 129535-129535

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2021.129535

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] PM2.5-bound polycyclic aromatic hydrocarbons and their halogenated derivatives in Japan and Bangladesh2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Miyake, Qi Wang, Masahiro Tokumura, Takashi Amagai
    • 学会等名
      42th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants (DIOXIN 2022), New Orleans, USA.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A high-sensitive analytical method of particulate polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and halogenated PAHs using thermal separation probe coupled to gas chromatograph-triple quadrupole mass spectrometer2022

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Takikawa, Qi Wang, Kazushi Noro, Yuichi Miyake, Takashi Amagai
    • 学会等名
      International Society of Exposure Science (ISES) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラスチックの違いが無機塩素混合焼却時のダイオキシン類の発生挙動に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      藤森崇, 寺田彩乃, 高岡昌輝.
    • 学会等名
      第30回環境化学討論会(環境化学物質3学会合同大会)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] プラスチック焼却時の塩素の存在形態及び触媒反応による塩素化多環芳香族炭化水素類の生成機構解析2022

    • 著者名/発表者名
      王斉, 三宅祐一, 徳村雅弘, 雨宮敬史, 寺田彩乃, 藤森崇.
    • 学会等名
      第30回環境化学討論会(環境化学物質3学会合同大会)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 多環芳香族炭化水素類およびそのハロゲン化誘導体の高精度・高感度分析法と環境汚染実態の調査事例2022

    • 著者名/発表者名
      三宅祐一
    • 学会等名
      アジレント・テクノロジー株式会社ユーザーズミーティング
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of the Formation of Chlorinated Dioxins from the Incineration of Various Types of Plastic2021

    • 著者名/発表者名
      Terada, A.; Fujimori, T.; Takaoka, M.
    • 学会等名
      Dioxin 2021 - 41st International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラスチック種類別の焼却による塩素化ダイオキシン類生成評価2021

    • 著者名/発表者名
      寺田彩乃, 藤森崇, 高岡昌輝.
    • 学会等名
      第29回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 無機塩素とのプラスチック焼却により生成する芳香族有機塩素化合物:主成分分析を用いた媒体・プラスチック別組成の解析2021

    • 著者名/発表者名
      藤森崇, 江口哲史, 寺田彩乃, 高岡昌輝.
    • 学会等名
      第29回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 身近な発がん物質2021

    • 著者名/発表者名
      三宅祐一
    • 学会等名
      サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社オンライン科学セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラスチックの焼却における触媒反応を伴う塩素化多環芳香族炭化水素類の生成機構解析2021

    • 著者名/発表者名
      王 斉, 徳村 雅弘, 三宅 祐一, 雨谷 敬史, 寺田 彩乃, 藤森 崇
    • 学会等名
      第29回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 直接導入 GC-MS/MS による粒子状多環芳香族炭化水素類及びハロゲン化誘導体の分析方法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      滝川 哲也, 多田 智彦, 王 斉, 三宅 祐一, 雨谷 敬史
    • 学会等名
      第29回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 直接導入法による粒子状多環芳香族炭化水素類およびそのハロゲン化誘導体の分析法開発と大気中濃度調査2021

    • 著者名/発表者名
      滝川 哲也, 多田 智彦, 王 斉, 徳村 雅弘, 三宅 祐一, 雨谷 敬史
    • 学会等名
      環境科学会2021年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多環芳香族炭化水素類及びそのハロゲン化誘導体の新規パッシブサンプリングにおける環境条件の影響を考慮した分析法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      多田 智彦, 王 斉, 徳村 雅弘, 三宅 祐一, 雨谷 敬史
    • 学会等名
      環境科学会2021年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 直接導入法による粒子状多環芳香族炭化水素類およびそのハロゲン化誘導体の分析法開発と室内空気中濃度調査2021

    • 著者名/発表者名
      滝川 哲也, 多田 智彦, 王 斉, 徳村 雅弘, 三宅 祐一, 雨谷 敬史
    • 学会等名
      2021年室内環境学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 環境要因による影響を考慮した多環芳香族炭化水素類及びそのハロゲン化誘導体の新規パッシブサンプリング法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      多田 智彦, 王 斉, 徳村 雅弘, 三宅 祐一, 雨谷 敬史
    • 学会等名
      2021年室内環境学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Mechanistic Study on Bromination of Carbon and Formation of PBDD/Fs by Copper Bromide2020

    • 著者名/発表者名
      Fujimori, T.; Takaoka, M.; Tong, C.; Li, X.; Zhang, M.
    • 学会等名
      15th China-POPs Forum
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 無機塩素とのプラスチック焼却が芳香族有機塩素化合物生成に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      寺田彩乃, 藤森崇, 塩田憲司, 西田崇矩, 高見侑佑, 高岡昌輝.
    • 学会等名
      第42回京都大学環境衛生工学研究会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 熱重量分析を用いたプラスチックの熱分解挙動の理解2020

    • 著者名/発表者名
      寺田彩乃, 藤森崇, 高岡昌輝.
    • 学会等名
      環境化学オンライン研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Contamination of Metal(loid)s and Chlorine in Soil from an Open Dumping and Burning Site of Municipal Solid Waste in Kabwe, Zambia2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang, M.; Fujimori, T.; Nakayama, MM, S.; Shiota, K.; Nakata, H.; Ishizuka, M.; Takaoka, M.
    • 学会等名
      環境化学オンライン研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 無機塩素とのプラスチック焼却によるクロロベンゼン類とポリ塩化ビフェニル類の媒体別発生挙動2020

    • 著者名/発表者名
      寺田彩乃, 藤森崇, 西田崇矩, 高岡昌輝.
    • 学会等名
      第31回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of Chlorine and Metal(loid)s in Residue and Soil from an Open Dumping and Burning Site of Municipal Solid Waste in Kabwe, Zambia2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang, M.; Fujimori, T.; Nakayama, MM, S.; Shiota, K.; Nakata, H.; Ishizuka, M.; Takaoka, M.
    • 学会等名
      第31回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 代表者研究室のWebページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/fjmogomjf-lab

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 代表者個人のWebページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/fjmogomjf

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 代表者のWebページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/fjmogomjf/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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