Noboru Tanikawa

Estimation of the biodegradation rate of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin by using dioxin-degrading fungus, Pseudallescheria boydii.

We are developing a bioreactor system for treating dioxin-contaminated soil or water using the dioxin-degrading fungus, Pseudallescheria boydii (P. boydii). In order to design the bioreactor system, this study estimated the rate at which P. boydii degraded 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (2,3,7,8-TCDD), which is the most toxic of the dioxins. The experimental results showed that P. boydii degraded 2,3,7,8-TCDD during its logarithmic growth phase, using glucose as a carbon source for growth, and that the growth of P. boydii was not affected by 2,3,7,8-TCDD concentrations usually found at contaminated sites. These results were then used to apply successfully an existing mathematical model to the degradation of 2,3,7,8-TCDD by P. boydii. This allowed an estimation of the rate of degradation of 2,3,7,8-TCDD by P. boydii that can be used in the design of the bioreactor system.

Numerical model for a watering plan to wash out organic matter from the municipal solid waste incinerator bottom ash layer in closed system disposal facilities.

Bottom ash from municipal solid waste incineration (MSWI) is a main type of waste that is landfilled in Japan. The long-term elution of organic matter from the MSWI bottom ash layers is a concern because maintenance and operational costs of leachate treatment facilities are high. In closed system disposal facilities (CSDFs), which have a roof to prevent rainfall from infiltrating into the waste layers, water must be supplied artificially and its quantity can be controlled. However, the quantity of water needed and how to apply it (the intensity, period and frequency) have not been clearly defined. In order to discuss an effective watering plan, this study proposes a new washout model to clarify a fundamental mechanism of total organic carbon (TOC) elution behavior from MSWI bottom ash layers. The washout model considers three phases: solid, immobile water and mobile water. The parameters, including two mass transfer coefficients of the solid-immobile water phases and immobile-mobile water phases, were determined by one-dimensional column experiments for about 2 years. The intensity, period and frequency of watering and other factors were discussed based on a numerical analysis using the above parameters. As a result, our washout model explained adequately the elution behavior of TOC from the MSWI bottom ash layer before carbonation occurred (pH approximately 8.3). The determined parameters and numerical analysis suggested that there is a possibility that the minimum amount of water needed for washing out TOC per unit weight of MSWI bottom ash layer could be determined, which depends on the two mass transfer coefficients and the depth of the MSWI bottom ash layer. Knowledge about the fundamental mechanism of the elution behavior of TOC from the MSWI bottom ash layer before carbonation occurs, clarified by this study, will help an effective watering plan in CSDFs.

Centralization of dairy farming facilities for improved economics and environmental quality.

In Japan, most farm animal excreta has been stored directly on farmland. Runoff from this storage has often caused water pollution. Biogasification is anticipated as an important technology to manage excreta properly, but complex problems hinder its introduction. Economic aspects of management have been especially difficult for dairy farmers. For this study, structural problems regarding introduction of biogasification into dairy farming were identified. Subsequently, a desirable system of dairy farming including biogasification was suggested, and an evaluation model of the financial balance was constructed. A case study using current financial balances of several systems of dairy farming was evaluated using the constructed model and actual data. The systems were based on several policy alternatives including the suggested system mentioned above. Results show that a farmer can obtain sufficient income from a system featuring centralization of dairy housing and biogasification facilities and coordinated management by over six farmers.

Study of reduction of odor from cow excreta by composting and biogasification

固形物などの臭気試料を簡便に調製する方法を提案するとともに，その方法を用いて牛ふん尿および牛ふん尿の堆肥化物とバイオガス化液状残渣（液肥）の臭気指数を測定した．牛ふん尿の臭気ポテンシャル*は24～35と幅広い値であった．牛ふん尿の堆肥化物と液肥の臭気ポテンシャル（Y）は，牛ふん尿の臭気ポテンシャル（X）より3～11低い20～25の値であり，堆肥化とバイオガス化による牛ふん尿の臭気低減効果を定量的に示すことができた．

Applicability of a Monitoring Method for Methane in the Ambient Air at Landfill Sites Using a Portable Open-path Analyzer

市販のハンディタイプオープンパス型都市ガス漏れ検知器 (オープンパス型メタン計測器) と反射板を用いた簡便な大気環境中の平均メタン濃度の計測手法を提案し, その計測手法の測定値の信頼性と実際の最終処分場への適用性を検討した。オープンパス型メタン計測器を用いたメタン濃度の測定値は, 水素炎イオン化方式炭化水素自動計測器 (FID自動計測器) のメタン濃度の測定値と良い相関関係が認められたこと, オープンパス型メタン計測器と反射板間の距離にほとんど影響されないこと, 再現性も良好であったことから, 提案した計測手法によって, 大気環境中のメタン濃度をFID自動計測器と同程度の精度で計測できることがわかった。さらに, 提案した計測手法は, 実際の最終処分場内において, 平均メタン濃度とその変化を簡便かつ正確に把握でき, 埋立ガスによる作業環境への影響や埋立廃棄物の安定化の進行状況の把握等に活用可能であることを示した。

Study on characteristics of odor emission and a convenient odor monitoring method in biogasification facilities for kitchen waste

実規模の生ごみバイオガス化施設において，臭気発生源の臭気レベルと脱臭設備の効果を検討するとともに，半導体型臭気センサーによる簡便な臭気モニタリングの可能性を検討した．生ごみバイオガス化施設では，可溶化設備，前処理設備，受入ホッパー，前処理設備室内および汚泥処理設備室内からの臭気の臭気指数は，それぞれ50～60，40～50，30～40，30～35程度のレベルであった．生ごみバイオガス化施設から発生する臭気のOERは105～106であり，生ごみの受入れホッパー，前処理設備，可溶化設備のOERが占める割合は，施設全体の約60～90％の範囲であった．臭気指数と臭気センサーの測定値の対数とには相関が認められ，生ごみバイオガス化施設における簡便なモニタリングに臭気センサーが利用可能であることがわかった．

An Analysis of the Quantitative Relation of Recyclable Waste to Domestic Refuse Based on Continued Actual Survey Data

本論文では, 連続実態調査から得たデータを用い, 家庭ごみ排出量と資源物回収量との関連分析を行った。総排出量の多少を基準にしたグループ別に, 紙類およびプラスチック類の資源物回収量の多寡, ならびに回収量の向上に伴うごみ減量化効果について分析した。まず, アンケート結果を説明要因とする数量化理論第II類の適用により, 総排出量の増減変化がごみ減量化意識の高さ, 世帯属性の差異に起因することを示し, 総排出量の多少を考慮した3グループにデータを分類した。つぎに, 資源物回収量のごみ排出量に対する比を資源物比と定義する一方, 資源物回収の実態をごみ組成項目別のデータから考察した。そして, 資源物比の高低によって区分された2群間で紙類およびプラスチック類の回収量の差を比較した上で, 資源物回収量の向上によるごみ減量化の可能性を定量的に示した。

Quantitative Analysis for the Actual Solid Waste Discharge and the Awareness of Waste Reduction

本論文では, 都市ごみの減量化対策を検討するため, アンケート調査による排出実態調査データを数量化理論により分析する方法を提案した上で, 東京都区部におけるケーススタディを行い, ごみの発生構造を把握するとともに, ごみの排出に関する意識および行動についても定量的に分析した。提案した分析プロセスは, (1) 数量化理論第I類によるごみの発生構造の分析, (2) 数量化理論第III類によるごみ減量化意識および行動の分類, (3) これらの結果を基にした数量化理論第II類によるごみ減量化意識の分析から構成されている。そして, 東京都区部の一般家庭を対象としたケーススタディの結果, まず第一に, 世帯属性を表す世帯人数, 男女構成, 職業といった要因によってごみ排出原単位を推定することができるモデルを作成した。第二に, ごみ減量化意識および行動に関する種々の要因を, ごみ減量・分別意識行動, 資源回収協力行動, リサイクル・リユース意識行動, 日常生活習慣行動の4グループに分類することができた。第三に, ごみ減量化意識の有無がごみ発生量に及ぼす影響を把握し, 減量化意識の差異が日常的な生活習慣行動に起因していることも明らかとなった。