| 研究課題/領域番号 |
21H03632
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
長谷川 浩 金沢大学, 物質化学系, 教授 (90253335)
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| 研究分担者 |
太田 明雄 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (10324104)
澤井 光 茨城工業高等専門学校, 国際創造工学科, 助教 (30784962)
眞塩 麻彩実 金沢大学, 物質化学系, 助教 (50789485)
RAHMAN Ismail 福島大学, 環境放射能研究所, 准教授 (60773067)
水谷 聡 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80283654)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 廃棄物 / フッ素 / 環境改善技術 / キレート剤 / 界面活性剤 |
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| 研究実績の概要 |
古紙再生時に発生するペーパースラッジ灰や、建築廃材である石膏ボードなどのフッ素を含有する廃棄物の発生量は増加傾向にある。フッ素は長期暴露することでヒト健康に悪影響を及ぼし、骨硬化症や斑状歯等の中毒症を引き起こす可能性がある。
本研究では、フッ素含有廃棄物の実試料（鉱さい、もえがら、ばいじん、工場汚泥、無水石膏、二水石膏）に対してキレート洗浄を適用して、フッ素の抽出除去に最適なpH及びキレート種を探索した。また、洗浄後の廃棄物に対して固定化等の後処理を行い、廃棄物の種類に応じた処理のベストミックスについて検討した。特に、フッ素抽出率向上に対して顕著な効果を得た成果として、生分解性キレート洗浄溶液の開発が挙げられる。洗浄溶液に用いるキレート薬剤およびpHを最適化することで、10倍以上の除去率の向上を達成した。キレート剤を用いた洗浄では、キレート剤がフッ素の担体である金属と錯体を形成し、金属化合物の溶解または溶解平衡を促進することでフッ素を間接的に抽出できることがわかった。キレート洗浄では、水洗浄では抽出できない画分のフッ素も除去可能で、含有量及び溶出量の低減化が期待できる。
一方、キレート洗浄は様々な廃棄物に対して有効であることが示されたが、洗浄後の廃棄物のフッ素溶出量は環境基準値を満たすことができず、洗浄前よりフッ素溶出量が増加する廃棄物もあった。そこで、洗浄後の廃棄物に対してフッ素の溶出を抑制するために、フッ素およびフッ素固定化に関連する金属成分に対する一連の後処理技術を開発し、不溶化処理および加熱処理が有効であることを見いだした。本研究で確立した技術を適用することで、フッ素含有廃棄物の再利用を促進し、最終処分量の低減化が期待できる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本プロジェクトで開発したフッ素含有廃棄物に対する環境修復技術および新しい解析手法について、研究計画を前倒して進めて優れた成果を上げることができた。国内外の学会における成果報告を積極的に進め、複数の優秀賞を受賞した。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度に研究が想定以上に順調に進展したことから、次年度も同様の方策を継続することとし、フッ素含有廃棄物に有用な新規キレート剤及び機能性界面活性剤の探索、洗浄効果の理論的解析と洗浄剤の改良、キレート剤及び界面活性剤の生分解性試験のテーマについて検討を続ける。また年次計画を先取りして、本除染技術の社会実装化を念頭において、特に抽出・洗浄処理をする方法について実験室レベルからプラントスケールの洗浄技術に転換することを検討する。研究の進展によっては、実試料に対して本洗浄技術の効率化・迅速化の目標達成につなげる。
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