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Oct 30, 2023

グーを取り除く

過去10年間、米国中の埋め立て地は、重要な設備を詰まらせ、浸出水やガスを損なう可能性がある「ブラック・グー」または「フラバー」と呼ばれる粘着性のポリマー状物質との戦いを続けてきた。

過去10年間、米国中の埋め立て地は、重要な設備を詰まらせ、浸出水やガスの回収作業に支障をきたす可能性がある「ブラック・グー」または「フラバー」と呼ばれる粘着性のポリマー状物質と戦ってきた。

この異常は主に湿った埋め立て地や下水処理施設からの汚泥を受け入れる場所で発見され、黒い固体が何なのか、どこから来たのかを解明しようとする科学者らを困惑させている。

ニューオーリンズで5月1日から4日まで開催される今年のWasteExpoでは、「浸出水管理：「フラッバー」と「ブラックグー」に関する最新情報」セッションのパネリストが、汚損物質、その起源、予防と修復のためのツール、最新情報について議論します。現在の研究について。

セッションのパネリストでウィスコンシン大学土木・環境・地質工学名誉教授のクレイグ・ベンソン氏は、約10年前に南東部の湿潤埋立地で働いていたときに初めて黒いネバネバに遭遇したと語った。

この現場では臭気に関する苦情が多数寄せられており、頻繁にパイプが詰まるため浸出水のレベルを抑えるのに苦労していた。 「パイプを動かし続けることはできませんでした。 常にポンプがこの黒いネバネバしたもので詰まっていました」と彼は言いました。 「基本的に[固体は]一日おきに再構築されていました。」

ベンソン氏は他の場所でも黒いグーの存在を発見し続け、この現象をさらに調査するよう促した。

「私たちがよく知っている歴史的に黒い生物学的物質とは異なる、この黒くてネバネバした粘着性の物質の存在を、私たちはますます目にすることになるでしょう」と彼は言う。 「これは違うものでした。 それは単なるバイオフィルムではありませんでした。 違う素材でした。」

それは何ですか？

ベンソン氏は、問題の解決策を見つけるには、まずこの物質がどのように埋め立て地を移動し、どのように浸出水収集システムに流入するのかを理解する必要があると述べた。

米国、グアム、プエルトリコの都市固形廃棄物埋立地から採取した約30のサンプルを使用したベンソンの研究では、埋立地の場所や材料の組成に関係なく、ほとんどのサンプルが同じ物理的特性、つまり強い臭気のある伸縮性のあるゴム状の材料を持っていることが判明しました。これはおそらく「粘着性のもの」に付着した硫化化合物に起因すると考えられます。

物質をさらに特定するために、ベンソン氏はフーリエ変換赤外分光法 (FTIR) を使用して、黒い粘液サンプルの化学結合と化学構造を調べました。 FTIR では、超赤外線ビームがサンプルに送信され、一部の波長は吸収され、他の波長は吸収されません。 センサーは反射したものを測定し、材料の組成の「指紋」を作成します。

ベンソン氏は、米国の17の異なる埋め立て地から採取した黒い粘液のサンプルを調べたところ、それらはすべて「本質的に同じFTIRスペクトルと…同じ種類の結合を持っていた」と述べた。

彼はまた、その結合が今日の世界に遍在しているアクリレートベースのポリマーに似ていることにも気づきました。

ベンソン氏は、FTIR に加えて、熱重量分析 (TGA) を使用して、ブラック グーの組成を研究しました。 「私たちは非常に単純な…TGA、熱重量分析を行いました。サンプルを採取し、オーブンに入れ、温度を上げ、加熱する際の質量を測定します。 基本的に、時間をかけてサンプルの一部を焼き切っていきます。」

このプロセス中に、ベンソン氏は、サンプルが市販のポリマーである可能性があると確信するに至った重要な違いを認識したと述べた。

「サンプルの重量は時間の経過とともに減少していました。つまり、これは本質的に水が抽出され、その後急落するだけです。 そして、さらに減少し続けます」とベンソン氏は TGA 分析のグラフを説明しながら述べた。 「この急落はポリマーの分解範囲内です。 それは合成ポリマーです。 天然素材ではありません。」

ポリアクリレートなどのほとんどの市販ポリマーでは、「水和してねばねばしたものを取り出し、乾燥させて固体にすると、再度湿らせることができ、元のように自然に再形成されるはずです」とベンソン氏は述べた。