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Jun 23, 2023

固形廃棄物管理中の重金属放出の評価における時間とその他の決定要因の重要性

Scientific Reports volume 13、記事番号: 1651 (2023) この記事を引用 728 アクセス メトリクスの詳細 廃棄物からの重金属の浸出性に影響を与えるパラメータの 1 つは、重金属の接触です。

Scientific Reports volume 13、記事番号: 1651 (2023) この記事を引用

728 アクセス

メトリクスの詳細

廃棄物からの重金属の浸出性に影響を与えるパラメータの 1 つは、浸出液との接触時間です。 この論文では、Zn、Cu、Pb、Ni の浸出挙動を、液体と固体の比率 (L/S) に関連して評価しました。これは、一定量の水が材料に浸透した後の時間を反映します。スラグの山または埋め立て地。 3つの試験材料,すなわち,有害な亜鉛スラグ,塊状銅スラグおよび鉱物-有機複合物を使用して,異なる浸出法によって浸出研究を実施した。 最大利用可能性テストでは、次の浸出条件下で長期的に最も多量の金属が浸出することが判明しました: L/S = 50 dm3/kg、浸出液の pH 低下、材料の粒子サイズ < 0.125 への断片化んん。 バッチ試験と浸透試験で得られた結果を比較すると、異なる試験材料からの特定の金属の放出に厳密な傾向は観察されませんでした。 タンクテストを使用した分析では、浸出性を制御するプロセスでは、材料と浸出液の接触直後に最も多くの金属負荷が放出される可能性があるが、長時間の接触後にのみ金属の放出に寄与する可能性があることが示されました。

さまざまな材料や製品からの重金属の浸出性の問題は、環境影響評価の鍵となります。 重金属は、天然原料から作られた製品、廃棄物、環境中に堆積した廃棄物から移行します1、2、3。

埋め立て地に堆積された廃棄物からの元素放出の可能性を評価する際の主な懸念は、時間の経過とともに許容できない量の汚染物質が環境中に放出される可能性があることです4。 時間は、埋め立て処理の速度を評価する際に、浸出汚染物質の濃度に影響を与える重要な要素です。 これらのプロセスは、反応が遅い場合（鉱物の溶解が遅い場合）、または拡散中に元素の放出を制限する可能性があります。 廃棄物が長期間保管されると、有機物の分解、埋め立て地の浸透性の変化、アルカリ性廃棄物の炭酸化、浸食による浸出表面積の増加などにより、その性質や環境条件に変化が生じる可能性があります5。 。

実験室の浸出試験には、単一バッチ試験/抽出と複数の抽出/動的試験が含まれる場合があります。 すべての浸出性試験に共通する機能の 1 つは、特定の材料特性を評価したり、環境内での浸出シナリオをシミュレートするために使用される溶出液の生成です6。 浸出方法を分類するための基準の 1 つは浸出期間です。そのため、長期試験 (例: タンク試験 7) と短期試験 (例: バッチ試験 8) を区別することができ、また、長期試験を予測するために短期試験を区別することができます。タームリーチング（最大可用性テスト9）。

浸出液の体積に対する固体の質量の比率は、廃棄物からの重金属の浸出速度に影響します10、11、12、13。 浸出性試験の結果を浸出金属量 (mg/kg) で表すと便利です。 これにより、さまざまなテスト方法、主にパーコレーション 14 およびバッチ テスト 8、15、16 から得られた結果を比較できます。 ただし、浸出性試験における L/S 比は、pH や浸出を制御するその他のパラメータの影響を受ける可能性があることに留意する必要があります。 さらに、サンプルの振盪、温度、浸出液の種類、接触時間などの異なる試験条件が異なる場合があるため、さまざまな試験方法で得られた結果を比較することが困難になります17。

重金属の浸出性は通常、加速試験によって評価されます。 短期浸出試験は、多くの場合、低い液体対固体比、つまり 100 年の環境 (埋め立て地、スラグ山) 浸出期間に相当する L/S = 2 dm3/kg でのバッチ試験です18。 ほとんどの場合、このようなテストにより、汚染物質の浸出に関する満足のいく予備評価が得られます。 カラムまたはライシメーターテストを使用して短期間のテストを実行することもできます。 これらのテストはより正確ですが、長期間（数か月、場合によっては数年）にわたって実施されるため、L/S 比が数百の数字に達するまでの長期浸出の日常的な推定には実用的ではありません4。 Astrup et al.4 が発表した長期浸出性分析は、L/S = 5000 dm3/kg に達するまで重金属を含む元素が放出される見通しを示しており、これは約 100,000 ～ 250,000 年の廃棄物処分に相当します。