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■レッスン１−廃棄物処理・リサイクル技術の概要■ Q1_1.一般廃棄物は「産業廃棄物以外の廃棄物」と規定されていますが、それでは「廃棄物」そのものの定義はどうなっているのでしょうか？ Q1_2.一般廃棄物の組成はどうなっているのでしょうか？ Q1_3.同じ「木くず」でも、廃棄物として異なった扱いになることがあるのはなぜですか？ Q1_4.「特別管理廃棄物」とは何ですか？ Q1_5.「経済的手法」とは何ですか？ Q1_6.ごみを減量しようという動きが盛んになっているのに、廃棄物の排出量が、一般廃棄物も産業廃棄物も、最近10年近く、ほとんど横ばいで推移しているのはなぜですか？ Q1_7.循環型社会とは何ですか？ ■レッスン２−廃棄物の物理的処理技術■ Q2_1.物理的と機械的は、どこが異なるのですか？ Q2_2.粉砕操作に必要な動力は、どのようにして求めるのですか？ Q2_3.選別操作と識別操作の違いを教えて下さい。 Q2_4.渦電流分離について、もう少し詳しく解説して下さい。 Q2_5.都市ごみの完全機械分別の試みがあったと聞いたことがありますが。 ■レッスン３−廃棄物の焼却処理技術■ Q3_1.焼却すべきごみの「質」は、どのように評価するのですか？ Q3_2.燃焼に必要な空気量は、どのようにして求めるのですか？ Q3_3.焼却施設を作るまでの手順は、どのようになるのですか？ Q3_4.炉壁やボイラー管の腐食問題をもう少し詳しく説明して下さい。 Q3_5.ごみ焼却によって、なぜ塩化水素が発生するのですか？ ■レッスン４−廃棄物の生物的処理・リサイクル技術■ Q4_1.好気性と嫌気性を使い分ける微生物がいると聞きましたが。 Q4_2.発酵と呼吸の違いを説明して下さい。 Q4_3.無機物だけで生育できる微生物がいると聞きました。微生物というのは、何でも食べて生きて行けるものなんですか？ Q4_4.微生物って、万能なんですか？「スーパー微生物」って、本当にいるのですか？ Q4_5.遺伝子工学が、今後の廃棄物処理やリサイクルに応用される日は、近いのですか？ ■レッスン５−廃棄物からのエネルギー回収技術■ Q5_1.低位発熱量とは何ですか？ Q5_2.高温ほど熱効率が高いとされるのはなぜですか？ Q5_3.ごみの焼却・灰溶融など、高温を用いる操作が多いですが、高温ほど良いのですか？ Q5_4.プラスチックの分解モノマー化では、技術的には何が問題なのでしょうか？ Q5_5.ごみ発電は、新エネルギーの中心となるのでしょうか？ ■レッスン６−最終処分■ Q6_1.最終処分場の寿命が、「あと半年」などと言われてから１年経っても無くならず、何年経っても同じような状況が続くのはなぜですか？ Q6_2.最終処分場の建設反対運動に関して、NIMBY症候群という言葉を聞いたことがあるのですが、どういう意味ですか？ Q6_3.安定型最終処分場に埋め立て可能な「安定５品目」について、少し詳しく解説して下さい。 Q6_4.管理型最終処分場の最大の問題点は何でしょうか？ Q6_5.最終処分場の将来像はどうなるでしょうか？ ■レッスン１−廃棄物処理・リサイクル技術の概要■ Q1_1 一般廃棄物は「産業廃棄物以外の廃棄物」と規定されていますが、それでは「廃棄物」そのものの定義はどうなっているのでしょうか？ A1_1 「廃棄物処理法」の条文では、「ごみ、粗大ごみ、燃え殻、汚泥、糞尿、廃油、廃酸、廃アルカリ、動物の死体その他の汚物又は不要物であって、固形状又は液状のもの(放射性物質およびこれによって汚染された物を除く)」と定義されています。その他に、「他人に有償で売却することができないために不要となったもの」という条件もあります。すなわち、有価物は廃棄物に該当しないというのが、現在の廃棄物処理法の立場です。 しかし、非常に処理が困難な、あるいは有害物を含む物であっても、見かけ上有償で引き取られたものは「廃棄物」に当らないとして、規制から逃れるなどの矛盾が生じる可能性が残っています。「廃棄物とは何か」は、意外に奥の深い問題です。
一般廃棄物の組成はどうなっているのでしょうか？ A1_2 家庭ゴミの成分別組成の例を示します。現状で、一般的に大きな比率を占めるのは、厨芥(生ゴミ)・紙・プラスチックの３種です。この３種で、都市ゴミの８割以上を占めます。  出典：京都市「都市清掃」平成８年度より 湿重量比で見ると、水分の多い厨芥(生ゴミ)が約42％と大きな比率を占めますが、容積比で見ると、約10％に過ぎません。容積的に大きな比率を占めるのは、紙とプラスチックで、特に、軽いプラスチックは、湿重量比では10％程度に過ぎないのに、容積比では40％近くを占める点が注目されます。これらのプラスチックの大半は、容器包装に使われたフィルム状またはシート状のもので、包んでいた内容物や汚れが付着していることが多く、マテリアルリサイクルはしばしば困難です。 都市ゴミ中の紙の大きな部分も、容器包装を始めとする使い捨て製品を構成していた紙類なので、基本的には焼却して熱回収するか、RDFのような固体燃料として利用するのが有効と考えられます。RDF製造の際には、厨芥(生ゴミ)の混入比率をできるだけ低く抑えることが、燃料の品質の上で重要です。 従って、都市ゴミの排出削減と有効活用を図るには、まず容器包装の使い捨てを減らし、厨芥(生ゴミ)を発生源分別して処理することの２点がポイントになると言えるでしょう。
同じ「木くず」でも、廃棄物として異なった扱いになることがあるのはなぜですか？ A1_3 産業廃棄物には「業種指定」があって、例えば「木くず」は、木材・木製品製造業など特定の業種から排出される木くずだけが、産業廃棄物としての「木くず」になり、その他は一般廃棄物となるからです。一例として、輸入木材を陸揚げする際に海面に浮遊する木くずは、輸入木材の卸売業の事業活動に伴って排出されたと認められるものだけが産業廃棄物の扱いになります。 産業廃棄物における業種指定は、廃棄物全般に及んでおり、紙くず・繊維くず・動物のふん尿などもすべて同様です。
「特別管理廃棄物」とは何ですか？ A1_4 爆発性、毒性、感染性その他、人の健康または生活環境に悪影響を与えるおそれのある廃棄物を指し、一般廃棄物にも産業廃棄物にもあります。具体的には、PCBを使用している製品の部品、焼却施設からの飛灰(ばいじん)、医療機関からの血液等が付着した廃棄物、pH2以下の廃酸、pH12.5以上の廃アルカリ、燃えやすい廃油などが挙げられます。これらはいずれも特別な管理が求められ、処理や処分の方法についても通常の廃棄物と異なる扱いが決められています。
「経済的手法」とは何ですか？ A1_5 環境・廃棄物問題への対応手段として、従来は「○○しなければならない」あるいは「○○してはならない。した場合の罰則は××。」といった法律や規則を決めるタイプの方式が主流でした。これを規制的手法と呼びます。 これに対し、例えば環境汚染物質に対する排出課徴金あるいは排出権売買、電池などへの課徴金、容器などに対するデポジット制など、環境上の配慮に基づいてものの値段などに傾斜をつける方式を、経済的手法と呼びます。一般廃棄物収集の有料化なども、これに含まれます。経済的手法は、一般に規制的手法のような強制感を伴わずに高い効果を上げられるため、世界各国で種々の分野に対して導入が進んでいます。
ごみを減量しようという動きが盛んになっているのに、廃棄物の排出量が、一般廃棄物も産業廃棄物も、最近10年近く、ほとんど横ばいで推移しているのはなぜですか？ A1_6 一般的には、経済活動の規模と、廃棄物の排出量・エネルギー消費量などはほぼ比例関係にあるので、この10年ほど経済活動の規模が大きく変動しなかったことの反映と考えられます。 産業廃棄物に関しては、企業活動の結果生じるものであり、各企業とも排出削減の努力は極力行っており、生産する製品を変更するか生産拠点を移転させない限り、大幅な排出削減は難しいでしょう。 一般廃棄物は、ごみを増やす要因（多忙、使い捨て製品の増加、流行の短周期化、円高、人件費高など）と、排出削減の努力が拮抗していると見られますが、今後、容器包装リサイクル法などの推進により、排出量が減少してゆくことは考えられます。
循環型社会とは何ですか？ A1_7 「製品などが廃棄物になることを抑制し、排出された廃棄物については、できる限り資源として活用し、循環的な利用が難しいものは適正な処分を徹底する。それらによって、天然資源の消費が抑制され、環境への負荷ができる限り低減される社会」と規定されています。
Q2_1 物理的と機械的は、どこが異なるのですか？ A2_1 これは、何を「対概念」とするかで明確になります。学習画面にもありますが、機械的分別の対概念は「手分別」すなわち人手による解体や分別・選別です。 一方、物理的の対概念は「化学的」すなわち化学反応を伴う現象や操作を指します。物理的変化では、粉砕や凝集・固化などで物体の大きさが変わったり、蒸発や凝固のように相変化が起こっても、エネルギーの授受はありますが分子・原子の組換えは起こりません。これに対し、化学反応では分子・原子の組換えが起こり、それまでとは異種の物質が生成します。エネルギーの授受も必ず起こります。そのため、変化が物理的なものなのか化学的なものなのかの区別は重要なのです。 機械的操作に物理的変化を伴うものが多いことは事実ですが、両者は別の概念です。
粉砕操作に必要な動力は、どのようにして求めるのですか？ A2_2 一般に固体材料を粉砕するのに必要な動力は大きいので、所要動力の推算は大切な作業です。代表的な推算式は、RittingerとKickの法則です。 前者は、粉砕に要する仕事Wは、新たに作られる表面積に比例するというもので、 W = c(1/D2 − 1/D1) と表されます。D1、D2は、それぞれ粉砕前後の粒径で、cは粉砕される物質と破砕条件で決まる定数です。 これに対し、Kickの法則は、粉砕に要する仕事が粉砕比(粉砕前後での粒径の比)だけで決まるとするもので、上記と同じ記号を用いて W = c log(D1/D2) と表されます。この法則は、粗砕や衝撃粉砕によく合うとされています。 一般式として dW = −C dD/Dn という微分方程式が知られており、この式でn=1、2とおけば、それぞれKickおよびRittingerの法則が導かれます。両者の中間的な法則として、Bondの法則が知られていますが、これは、上記の一般式でn=1.5とおいた場合に相当します。
選別操作と識別操作の違いを教えて下さい。 A2_3 選別操作では、実際にモノが選び分けられるので、モノの移動・動きが必ず伴いますが、識別操作は「見分ける」だけなので、必ずしもモノの移動を伴いません。光学的・電磁気的識別操作はその典型的なもので、物体に光やＸ線を当てて見分けることはできますが、選別するには別の操作が必要です。
渦電流分離について、もう少し詳しく解説して下さい。 A2_4 渦電流は、磁界の中で導体を動かしたり、変化する磁界の中に導体を置いたとき、導体に発生する渦状の電流でフーコー電流とも言います。この電流によって生じた磁界と外からかけられた磁界の間の相互作用で、物体に働く力が生じます。この力は渦電流力と呼ばれ、物体の導電率、体積、磁界の変化速度に比例し、磁束密度の２乗に比例します。要するに、物体に加わる力は、用いる磁石の強さと変化する速度、それに物体の性質で決まります。 導体、すなわち電気を通す物体にしか現れない効果なので、まず導体(大半が金属)と不導体の選別に使えます。また、同じ導体でも導電率や密度などの物性が異なると渦電流力が異なるため、分離操作に応用できます。都市ごみなどからのアルミ缶の回収は、その典型的な例です。
都市ごみの完全機械分別の試みがあったと聞いたことがありますが。 A2_5 ありました。1970年代の末に、分別しない都市ごみを機械的に分別して再資源化するプラントが、「スターダスト'80」と呼ばれる国家プロジェクトとして建設されました。実験プラントは横浜市内の埋め立て地に設けられ、市内からの分別していない実際の都市ごみを用いた実験が行われました。紙は再生紙に、厨芥成分はコンポストに、プラスチック成分はガス化または油化により燃料変換される仕組みでした。 プラントそのものは順調に作動し、技術的には成果を収めたと言えるのですが、得られる再生紙やコンポストの品質が悪く、また設備が複雑なため処理費用がかさむこともあって、その後このプラントを実際に導入した自治体はありません。 最大の問題点は、混合都市ごみの機械的選別操作にあり、この段階での成分分離が不十分だったことが大きな弱点でした。都市ごみの効率的な処理・再資源化を図るには、やはりごみの発生源分別が重要で、特に生ゴミや紙おむつなどの腐敗しやすい成分を混入させないことが、機械的選別を行う際の前提条件と言えるでしょう。
Q3_1 焼却すべきごみの「質」は、どのように評価するのですか？ A3_1 ごみ質とは、ごみの持っている物理的・化学的な性質の総称です。物理的性質としては、ごみの種類・組成・かさ密度・水分(含水率)などがあり、化学的性質としては、元素組成・発熱量・可燃分と灰分の比率などがあります。これらはいずれも、ごみ焼却施設の設計と運営上、重要なデータです。対象が不均質で多様な組成を持つためサンプルごとのデータのバラつきが大きく、ごみの分析は苦労の多い作業ですが、欠かすことができません。 なお、ごみ質に変化をもたらす要因としては、収集の形態・地域性・季節・社会経済情勢などが挙げられ、特に、市民意識や法的な規制などにより、ごみの量だけでなくごみ質も大幅に変動する可能性があります。
燃焼に必要な空気量は、どのようにして求めるのですか？ A3_2 ごみの燃焼も、石油や石炭などの一般燃料の燃焼と、同じ扱いができます。まず、ごみ中の可燃元素を分析します。対象としては、炭素(C)・水素(H)・硫黄(S)の３元素を考えれば十分です。これらの燃焼反応式から、必要な酸素量を求めます。そして、空気中の酸素の容積比を21％として、必要空気量を求めます。ここで得られた空気量は、完全燃焼に必要な理論量です。 実際のごみ焼却では、理論空気量しか送らないと燃焼が不十分になるので、理論量より多い空気を送り込みます。理論空気量に対する実際の空気量の比率を、空気過剰率と言います。送り込む空気が少ないと不完全燃焼を招き、しかし多過ぎると燃焼室温度が低下し、また窒素酸化物の生成量も多くなるので、空気過剰率には最適値が存在します。多くのごみ焼却施設で、空気過剰率の値は、1.7〜1.9程度です。
焼却施設を作るまでの手順は、どのようになるのですか？ A3_3 まず、処理施設の規模を決めなければなりません。これは計画処理量という値から決まります。この値を決めるには、対象となる市町村のごみ排出量の推計が必要です。過去５年以上の実績から、計画目標年次における１人１日当りのごみ排出量を推算し、それに計画目標年次における計画収集人口を掛けます。これをベースに、月間変動の最大幅を考慮した値が、計画処理量になります。 計画処理量が決まると、それに基づいて施設の規模・形式を決めます。それに合わせて、受入れ・供給設備から最終の灰処理設備に至る一連の関連設備を設計します。もちろん、全体的な整合性がとれ、機能性・経済性でも優れたものでなければなりません。この時、ごみ質、特にごみの発熱量が諸設備の設計に大きな影響を与えます。社会経済情勢の変化により、人口やごみ排出量・ごみ質なども大きく変動する可能性があるので、実際にはこの正確な予測はなかなか難しいのです。実際の焼却施設では、計画から実稼働まで10年近くかかる場合も多いので、正確な将来予測が重要な因子であると言うことができます。
炉壁やボイラー管の腐食問題をもう少し詳しく説明して下さい。 A3_4 腐食には、低温腐食と高温腐食があります。燃焼ガス中のSO2やHClが露点温度以下の金属面に触れると凝縮し、硫酸や塩酸を生じて金属が腐食されます。これが低温腐食です。一方、ごみ焼却燃焼ガス中に含まれるHClが酸素と反応してCl2ガスが生成し、鉄との反応で塩化鉄が生成し、再びCl2ガスが発生することにより、腐食反応のサイクルが出来上がってしまいます。これが高温腐食と呼ばれる現象です。 最近は、耐腐食性の高い材料が開発されてきていますが、これらの腐食現象は常に要注意と言えます。また、この現象には排ガス中の塩化水素が重要な因子となっている点にも注目しましょう。
ごみ焼却によって、なぜ塩化水素が発生するのですか？ A3_5 ごみ中の含塩素化合物の焼却から発生します。典型的なものは、塩化ビニルや塩化ビニリデンなどの含塩素プラスチックの焼却です。最近では、ダイオキシン問題が注目されていることもあり、塩ビなどの焼却は減少しています。 実は、もう一つ重要な塩化水素発生源があり、それは生ゴミ等に含まれる食塩です。食塩すなわち塩化ナトリウムは、融点800℃、沸点は1400℃以上あり、ごみ焼却炉内の温度条件である950℃程度では揮発しません。しかし、ガス中に二酸化硫黄が存在すると、２種類の化学反応が同時に進行して(共役反応と言います)、比較的容易に塩化ナトリウムが水と反応して塩化水素が発生することが知られています。焼却炉排ガス中の二酸化硫黄濃度が一般に低いことも、この機構で説明できます。 大都市におけるごみ焼却炉から発生する塩化水素は、プラスチック類を分別収集していない地域では500〜700ppm、分別収集を行っても250〜400ppm程度の濃度に達するので、排ガス処理の中で塩化水素除去は、ダイオキシン対策とともに重要な位置を占めています。
Q4_1 好気性と嫌気性を使い分ける微生物がいると聞きましたが。 A4_1 通性嫌気性微生物と呼ばれ、自然界には相当数が存在します。例えば、光合成細菌は、光があって酸素ガスがない(嫌気明)条件でも、酸素ガスがあって光がない(好気暗)条件でも、生育できます。優先されるのは好気的な呼吸で、酸素ガスが存在すると光合成を行いません。また、脱窒(硝酸・亜硝酸態窒素を還元して、主に窒素ガスを発生する)を行う微生物も、酸素ガスがあればそれを利用し、酸素が欠乏すると硝酸・亜硝酸態窒素を酸化剤として用いる形態を採ります。多少の変わり種として身近な例は乳酸菌で、空気の存在下でも乳酸発酵を行います。
発酵と呼吸の違いを説明して下さい。 A4_2 発酵は、エタノール発酵に代表されるように、有機物を嫌気的に(酸素ガスを用いないで)分解してATP(アデノシン三リン酸)を得る過程です。その際、ATPを生成するためのリン酸は、分解される基質と結びついた形で受け渡しされる点に特徴があります(基質レベルのリン酸化)。また発酵では、基質は完全分解されず、得られるエネルギーは小さいのですが、その代わり代謝産物が別の代謝経路で利用できる点も特徴的です。 一方、呼吸では、高エネルギーの電子が呼吸鎖とも呼ばれる電子伝達系を伝わって行く過程でATPが生成する点が、発酵とは根本的に異なります(呼吸の場合は、電子伝達すなわち酸化還元反応によりATPが生成するので、酸化的リン酸化と呼ばれます)。基質が有機物の場合は、完全酸化されて二酸化炭素と水になり、発酵よりはるかに大きなエネルギーが得られます。この時の酸化剤(電子の受け入れ先＝電子受容体)が酸素ガスの場合が通常の好気的な酸素呼吸、硝酸態窒素や硫酸根の場合が嫌気的呼吸です。すなわち、呼吸には好気性・嫌気性の両方がありますが、発酵は必ず嫌気性です。 しかし応用微生物分野では、発酵という用語をかなり広い意味に使用していて、微生物の代謝活動全般を指す場合があります。例えば、コンポスト化プロセスにおける発酵熱・一次発酵・二次発酵などという場合の「発酵」は、好気的な有機物の酸化であり、生化学的に厳密に言えば発酵の定義から外れます。またメタン「発酵」は、二酸化炭素(あるいは炭酸)を電子受容体として用いる一種の嫌気的な呼吸と見るのが生化学的には正しく、本来は「炭酸呼吸」と呼ぶべきなのですが、メタン「発酵」という用語が一般に使われています。
無機物だけで生育できる微生物がいると聞きました。微生物というのは、何でも食べて生きて行けるものなんですか？ A4_3 無機物だけで生きて行ける微生物が存在することは事実ですが、何でも食べられるというわけではありません。ここでは、栄養形式という概念が、機構の理解に有用です。 まず、エネルギー源に何を用いるかですが、生物のエネルギー源になるのは、化学物質か光しかありません。前者を化学合成、後者を光合成の生物と言います。次に、炭素源の区別があります。すなわち自身の細胞を構成する有機物を無機物から合成できる生物は独立栄養、合成できないので必ず有機物を取り入れないと生きて行けない生物が従属栄養と呼ばれます。植物は独立栄養ですが、動物はすべて従属栄養です。微生物には両方あります。 以上、エネルギー源と炭素源が２種類ずつあるので、組み合わせが４通りできますが、どの組み合わせの微生物も存在しています。特に、化学合成独立栄養の微生物は、地球上の物質循環に重要な役割を果たしています。
微生物って、万能なんですか？「スーパー微生物」って、本当にいるのですか？ A4_4 微生物の働きは実に様々ですが、それぞれに生存あるいは作用できる条件というものが必ず存在し、決して万能ではありません。微生物の世界には、まだまだ未知の分野が多いのですが、「スーパー微生物」といったものが見つかる可能性は低いと思われます。その理由は、自然界での生物は常に激烈な生存競争にさらされており、現在自然界に存在する微生物なども、何億年にもわたる生存競争をくぐり抜けてきたものだけだからです。野生株が強いのはそのためです。 石油などで海洋が汚染された場合に、よく「石油をむさぼり食い尽くす」微生物がいればすぐ浄化できるのに、という声が聞かれますが、試験管内で石油を効率的に分解する微生物を野外に散布しても、実際にはなかなか効果が現れません。それに、もし自然界に「石油をむさぼり食い尽くす」微生物がたくさん存在するならば、石油タンクの中はたちまち空になってしまい、大変な事態になるでしょう。
遺伝子工学が、今後の廃棄物処理やリサイクルに応用される日は、近いのですか？ A4_5 通常の微生物代謝では分解できないような有害化学物質を、遺伝子操作で分解できるようになる可能性はあります。しかし、現在の遺伝子操作で多いのは、プラスミドという小型環状DNAに目的遺伝子を組み込み、それを目標とする微生物に入れ込んで遺伝子を発現させるという手法です。 試験管内で、厳密に環境を制御できる系ならば、このような組換え微生物を培養し働かせることが可能ですが、野外の自然環境下で長期に安定的にこのような組換え微生物が生存できるかどうかは、未知数です。何代も培養を続けると、組み込んだはずのプラスミドが脱落するケースも見られます。また、自然界にそのような異種の遺伝的情報を持った微生物を散布した場合に、生態系に異変が起こらないかを十分に確かめる必要もあるでしょう。これには、長い期間と綿密な研究が必要となります。
Q5_1 低位発熱量とは何ですか？ A5_1 一般に単位重量の物質が完全燃焼したとき発生する熱量を発熱量といい、通常は試料１グラ厶を断熱式ボンブ熱量計中で燃焼させて発生する熱を一定量の水に吸収させ、水の温度上昇から求めます。このようにして得られる発熱量を、総発熱量または高位発熱量gross calorific valueといいます。この値は、燃焼で発生した水蒸気が凝縮する際に放出する熱量を含んでいます。 通常の燃焼では、水蒸気は凝縮せずに大気へ放出されますので、燃焼物中の水素から生成する水および本来含まれている水分の凝縮潜熱を引いた値が実際的な発熱量と言えます。この値を真発熱量または低位発熱量net calorific valueといいます。廃棄物などの場合、含水率が高いと燃焼で発生する熱よりも水の蒸発潜熱の方が大きくなり、低位発熱量が負の値をとることもあり得ます。
高温ほど熱効率が高いとされるのはなぜですか？ A5_2 熱を動力に変換する仕組みを熱機関といい、各種のエンジンや火力・原子力発電機などはすべて熱機関です。熱効率は、熱が保持していたエネルギーの何割が動力エネルギーに変わるかを示す指標で、熱力学の法則により、効率ηは η=(T2−T1)/T2＝１−T1/T2 を上回ることはないことが知られています。ただし、T2、T1はそれぞれ高熱源、低熱源の絶対温度です。 この式から明らかなように、熱効率は熱機関の高温部分と熱を放出する低温部分の温度だけで決まり、通常後者は外気温ですので、熱機関は高温で作動させるほど熱効率が高いことになります。なお、上の式で得られる値はあくまでも理想的な熱機関での値で、実際の熱効率はこの値より小さくなります。
ごみの焼却・灰溶融など、高温を用いる操作が多いですが、高温ほど良いのですか？ A5_3 高温ほど良いとは一概には言えません。800〜1200℃といった高温で操作することにより、病原性微生物などの衛生上の問題は全くなくなり、ダイオキシンなどの有害物が分解されたり重金属類が固体内部に安定な形で閉じ込められるなどの利点があり、そのために高温を用いる操作が多いのです。 しかし、一般に高温を得るには大量のエネルギーを必要とし、操作を安全かつ安定に行うための設備費が大きくなります。設備費の単価を下げるにはある程度の大規模化が避けられず、そのための適地選定や資金調達法・運営形態の選択などの問題が派生し、廃棄物の場合には収集・輸送上の困難が増します。さらに、空気を高温にすると発生するサーマルNOx(空気中の窒素ガスが、高温で酸素と反応して生成する窒素酸化物)の発生量が増えるケースも多いのです。 したがって、こうした弱点を見込んで利害得失をよく見極めた上で、高温を用いる操作を採用すべきかどうかを決めることになります。
プラスチックの分解モノマー化では、技術的には何が問題なのでしょうか？ A5_4 プラスチックは約60種類ありますが、これらは組成・化学構造などがすべて異なるため、物性が異なります。融点・沸点などの他、熱分解などの特性もプラスチックにより異なります。 例えば、ペット(PET)やポリアミド(PA)のような重縮合ポリマーは加水分解すると元のモノマー成分が得られます。また、ポリオキシメチレン(POM)やポリメチルメタアクリレート(PMMA)などは熱分解するとほとんどがモノマーになります。しかし、汎用ポリマーのポリエチレン(PE)・ポリプロピレン(PP)・ポリ塩化ビニル(PVC)などは不規則な熱分解を起こすため、モノマーがほとんど得られません。ポリスチレン(PS)はその中間的な性質で、熱分解時のモノマー収率は60％程度です。 このように、プラスチックごとに化学的性質がすべて異なることが、プラスチックのモノマー還元を難しいものにしています。したがって、種々のプラスチックが混合してしまうと一挙に全部をモノマー還元することは困難で、分解処理前のプラスチック種別の分別がやはり重要になります。
ごみ発電は、新エネルギーの中心となるのでしょうか？ A5_5 国内のバイオマス(生物起源の有機物)資源の中で、エネルギー利用可能なものは大半が廃棄物であり、その中で都市ごみが最大の比率を占めることは確実です。学習画面にもある通り、都市ごみの潜在エネルギーは発電容量として約300万kWに相当しますが、現状での発電容量は約75万kWですので、まだ伸びる余地はあります。新エネルギーの中では、当分かなりの比率を占めることは確実でしょう。 しかし、政府の98年版長期エネルギー需給見通しにある2010年で500万kW規模の廃棄物発電を達成するには、都市ごみを全量発電してもまったく不足で、産業廃棄物の焼却発電を導入しなければなりません。しかし産業廃棄物の場合、可燃物の割合が５％程度と元々少ない上に、事業所ごとに分散排出されるため、経済的に発電できるほどの規模の焼却施設が多数設置できるかどうかは疑問です。 また、上記の約300万kWという値は、都市ごみの全量を焼却・発電した場合のいわば最大値ですが、それでも現状の国内総発電容量の1.5％程度に過ぎません。今後、リサイクルの進展などにより廃棄物の排出削減が進めば、都市ごみの発生量自体も減少します。したがって、ごみ発電の電力供給全体に占める割合は、ごく限定されたものになります。
Q6_1 最終処分場の寿命が、「あと半年」などと言われてから１年経っても無くならず、何年経っても同じような状況が続くのはなぜですか？ A6_1 統計の取り方に問題があるという見方もありますが、地方自治体などが非常に努力して最終処分場を開拓してきたことも事実です。ただし、最終処分場建設には周辺住民などの抵抗感が強く、しばしば建設反対運動が起こるため、年々建設に要する時間が長くかかることや、適地が減少して開拓余地そのものも減りつつあるなど、最終処分場建設をめぐる状況が年々厳しくなっていることは事実です。従って、「あと○年」という数字が現実のものとなる可能性も高いのです。 しかし一方、最終処分量を極力削減する努力の結果、残余容量はさほど伸びない中で、残余年数は年々延びていますし、理想的には最終処分量をゼロとするための技術開発も、着実に進められているのです。
最終処分場の建設反対運動に関して、NIMBY症候群という言葉を聞いたことがあるのですが、どういう意味ですか？ A6_2 NIMBYとは、Not In My Back Yardの略で、廃棄物の処理・処分などの施設を建設する際に、その必要性は理解できるけれども、自分の住居の近く(裏庭の付近)だけはご免だという考え方・態度のことをいいます。 市民生活の環境保全のために必要なことが分かっていて、その施設の環境対策が十分で環境面での負荷は発生しないという説明を受けていても、なぜ自分の住居の近くに？という感情的・精神的な反発が起こることはある面で避けられず、単に住民エゴだとして片づけられない側面もあります。こうした問題においては、施設の建設に関する合意形成の努力は必須で、環境リスクの有無と対策を十分な根拠をもって説明するとともに、周辺住民に施設建設に対する何らかの代償を支払うことが必要になるケースもあり得るでしょう。
安定型最終処分場に埋め立て可能な「安定５品目」について、少し詳しく解説して下さい。 A6_3 安定５品目とは、廃プラスチック類、金属くず、ガラス・陶磁器くず、ゴムくず、建設廃材(コンクリートの破片などの類)を指します。性状が安定していて、そのまま埋め立てても環境に悪影響を与えないもの、という前提で指定された廃棄物です。 しかし、有害物あるいは有機物が混入していたり付着したものは、埋め立て後に環境汚染の原因となり得るため、これに含まれないことになっています。具体的には、自動車などのシュレッダーダスト、廃石膏ボード、鉛を含むもの(鉛製の管、板、鉛電極など)、廃ブラウン管の側面部、鉛はんだを使用した廃プリント配線板、廃容器包装類で有害物あるいは有機物が混入していたり付着したものなどです。 安定型最終処分場は、その前提条件から、遮水工や浸出水対策は義務づけられていませんが、最近は浸出水や周辺の地下水の水質検査が義務づけられています。また、搬入された廃棄物を埋め立てる前に十分に確認検査して、安定型産業廃棄物以外のものが混入していないか厳しくチェックすることも義務づけられています。
管理型最終処分場の最大の問題点は何でしょうか？ A6_4 管理型最終処分場へは、安定５品目以外のすべての廃棄物(遮断型処分場への埋め立て対象となる有害廃棄物を除く)が搬入されます。焼却灰や重金属を含むものであっても、有害物の溶出性を溶出基準内になるように処理したものは、この処分場に廃棄されます。 そのため、管理型最終処分場は排水処理設備を備え、処分場と周辺外界が分離されていることが前提となっています。遮水は、シートなどを用いて行われていますが、シートの破断は皆無ではありません。そのため、遮水シートを多層構造化したり、シート下部に電極を設置するなどしてシートの破断がないかどうかをモニタリングする仕組みを置いて、安全性を高めています。 しかし、シートの破断が起こってそれが検出されたとしても、ただちに補修することは難しく、実際に補修がなされるまでに周辺環境が浸出水で汚染される不安はぬぐえません。このように、浸出水をめぐる環境汚染の可能性が、管理型最終処分場の現在における最大の問題点と言えるでしょう。 浸出水の水質を悪化させる原因物質が廃棄物中の有機物であるケースが多いことから、最近では、埋め立て廃棄物を無機物に限るべきだとの意見も強くなっていますが、現実の実行可能性を考えると困難度が相当高いと思われます。
最終処分場の将来像はどうなるでしょうか？ A6_5 難しい質問ですが、処分場の開拓余地が近い将来に枯渇して行くことは確実なので、埋め立てる量を極力減らす努力が一層なされるでしょう。 第一に、ごみの発生量そのものを削減することです。これには、リサイクルの推進が欠かせませんが、容器包装に関しては、使い捨てを減らして繰り返し使用できる容器包装を増やす努力が必要です。また厨芥類などは、発生源処理が求められます。 それでもごみはゼロになりませんから、焼却・減容などの中間処理によって、埋め立てる量を極力少なくします。その上に、焼却灰などを溶融・スラグ化、エコセメント化することなどにより、埋め立て量をゼロにする方向へ進むことでしょう。これらは、エネルギーの消費を伴いますが、処分場が枯渇する状況下では、やむを得ない選択と言えるでしょう。
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