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2020 年度 実績報告書

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
研究機関京都大学

研究代表者

藤森 崇  京都大学, 工学研究科, 助教 (20583248)

研究分担者 三宅 祐一  静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (40425731)
江口 哲史  千葉大学, 予防医学センター, 助教 (70595826)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードプラスチック / 焼却 / 有機ハロゲン化合物 / 非意図的生成 / 影響評価
研究実績の概要

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。
本課題1年目は試料収集・調製、スクリーニング、焼却試験、定量分析に関わる項目をそれぞれ研究した。試料収集・調製に関して、適切な純度や一般的な性状を有しているプラスチックを収集した(PE、PP、PS、PET、PVC、PVDC)。磁化インパクターを備える凍結粉砕機を用いて、プラスチックの種類に応じて最適に粉砕した。また、TG-DTAによる熱物性評価などを行い、物理化学的特性に関わるデータを整備した。焼却試験に関して、対象とする模擬廃棄物の組成(プラスチック、ハロゲン源、重金属など)および運転条件(温度、滞留時間、反応ガス)から、評価に適切な組み合わせで焼却試験を行った。塩素源は、廃棄物に通常含まれる無機塩であるNaClを基本として用いた。重金属は、銅(Cu)を主に使用した。対象有機ハロゲン化合物(PCDD/Fs, PCBs, CBzs, PBDD/Fs, PBDEs, BBzs, Cl/Br-PAHs)およびPAHsを、分析法の検討・確立し、研究組織によるチームワークで定量分析し、定量可能な化合物に関する初期的なデータを得た。
プラスチック種類別での有機塩素化合物の発生量の評価、焼却残渣・付着物・排ガス成分別の分配挙動、同族体分布の比較など複数のデータ分析を実施し、一部の結果については学会発表などを行った。また、分担者によるCl/Br-PAHsに関する正確・迅速な定量分析方法に関する論文を発表した(Sei et al., 2021)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

コロナ禍の2020年度ではあったものの、共同研究者と連携しつつ、初年度の目的を達成することができた。予定していた学会の延期・中止(環境化学会、Dioxin2020)など、成果発表の場が限定的ではあったが、中国での大規模なPOPs Forumでの基調講演などオンラインでの発表機会を活用した。また、Cl/Br-PAHsの正確・迅速な定量分析方法に関する論文を発表することができた(Sei et al., 2021)。

今後の研究の推進方策

対象とするプラスチックの種類について当初の予定より増やして研究を進める。現状では高強度なポリカーボネート(PC)やフッ素を含有するポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を候補として考えている。また、焼却方法に関して滞留時間を制御できる電気炉(制御炉)を導入し、より現実の廃棄物の焼却に近い条件で実験を展開する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [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
      Sei, KT.; Wang, Q.; Tokumura, M.; Miyake, Y.; Amagai, T.
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 271 ページ: 129535

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2021.129535

    • 査読あり
  • [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
    • 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
  • [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
  • [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
  • [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
  • [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
  • [備考] 代表者のWebページ

    • URL

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

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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