
灰は火事の固体残渣です。[ 1 ]具体的には、灰とは、何かが燃えた後に残る、水質でも気体でもないすべての残留物を指します。分析化学では、化学試料の鉱物や金属の含有量を分析するために、灰は完全燃焼後の気体でも液体でもない残留物です。
不完全燃焼の最終生成物である灰は、ほとんどが鉱物ですが、通常は可燃性の有機物やその他の酸化可能な残留物が少量含まれています。最もよく知られている灰は、キャンプファイヤーや暖炉などでの木材燃焼の生成物である木灰です。木灰の色が濃いほど、不完全燃焼によって残った炭の含有量が多くなります。灰にはさまざまな種類があります。土壌を肥沃にする天然化合物を含む灰もあれば、毒性を持つ可能性のある化学化合物を含む灰もありますが、土壌中で化学変化や微生物の活動によって分解される可能性があります。
石鹸と同様に、灰も消毒剤(アルカリ性)です。[ 2 ]世界保健機関は、石鹸が手に入らない場合の手洗いの代替として灰または砂を推奨しています。 [ 3 ]工業化以前は、水に浸した灰が炭酸カリウムを得る主な手段でした。
灰は植物が燃えるあらゆる火災から自然に発生し、土壌に分散して肥料となる場合もあれば、土壌の下に固まって炭化し、石炭になる場合もある。
灰の組成は、燃焼する製品とその由来によって異なります。製品の「灰分」または「ミネラル分」は、150 °C (302 °F)から900 °C (1,650 °F)の温度範囲での焼却によって得られます。[ 4 ]
木材やその他の植物性物質から生じる灰の組成は、植物の種類、植物の部位(樹皮、幹、葉のついた若い枝など)、土壌の種類、季節によって異なります。また、燃焼方法によっても灰の組成は大きく異なります。
木灰には、残留炭素質物質(燃え残った炭、炭素質粒子が染み込んだ活性炭、タール、各種ガスなど)に加えて、酸化カルシウムの形で20%から50%のカルシウムが含まれており、一般的に炭酸カリウムが豊富です。草、特にイネ科植物由来の灰はシリカが豊富です。[ 5 ]灰の色は、酸化鉄やマンガンなどの無機鉱物の少量によるものです。木灰を構成する酸化金属元素は、ほとんどがアルカリ性であると考えられています。
例えば、木質ボイラーから集められた灰は[ 6 ]で構成されています。
灰のpHは10~13の間であり、これは主にカルシウム、カリウム、ナトリウムの酸化物が強塩基であることに起因する。二酸化炭素、リン酸、ケイ酸、硫酸などの酸性成分はまれにしか存在せず、前述の塩基が存在する場合には、一般的に塩、すなわち炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩、硫酸塩の形で存在する。
厳密に言えば、カルシウム塩とカリウム塩は、有機物の燃焼時に前述の酸化カルシウム(生石灰とも呼ばれる)とカリウムを生成する。しかし実際には、生石灰は石灰窯でしか得られず、灰からは炭酸カリウム(カリ)または炭酸ナトリウム(重曹)が抽出される。
硫黄、塩素、鉄、ナトリウムなどの他の物質は少量しか含まれていません。また、アルミニウム、亜鉛、ホウ素など、木材中にほとんど見られない物質もあります(焼却された植物が土壌から吸収する微量元素によって異なります)。
灰に含まれるミネラル分は、同じ土壌条件であっても、燃焼した樹木の種類によって異なります。針葉樹には広葉樹よりも多くの塩化物が含まれており、トウヒにはオークの7倍もの塩化物が含まれています。ヨーロッパヤマナラシにはオークの2倍のリン酸が含まれており、ニレにはスコッチパインよりも2倍のマグネシウムが含まれています。
灰の組成は、木のどの部分が燃えたかによっても異なる。ケイ素とカルシウム塩は樹皮に多く含まれ、木材には少ない一方、カリウム塩は主に木材に含まれる。また、木が枯れた季節によっても組成に違いが見られた。
火葬灰は、火葬後に残る遺骨、または「火葬遺骨」とも呼ばれます。[ 7 ]多くの場合、粗い砂に似た灰色の粉末状です。灰と呼ばれることが多いですが、遺骨は主に粉末状の骨片で構成されています。これは、火葬の過程で体の有機物が除去されるためです。[ 8 ]人々はこれらの灰を骨壺などの容器に保管することが多いですが、埋葬したり、特定の場所に散骨したりすることもあります。[ 9 ]
食品加工では、ミネラルと灰分の含有量は、食品中の有機成分と無機成分の存在を特徴づけるために使用され、品質の監視、栄養価の定量化と表示、微生物学的安定性の分析などに使用されます。[ 4 ]このプロセスは、カルシウム、ナトリウム、カリウム、リンなどのミネラルや、鉛、水銀、カドミウム、アルミニウムなどの金属含有量を測定するために使用できます。

ベトナム[ 10 ]とシンガポール[ 11 ]の灰サンプルの内容物の分析によると、線香紙の燃焼は、大気質に有害な多くの汚染物質を放出する可能性がある。粉塵や底灰には、アルミニウム、鉄、マンガン、銅、鉛、亜鉛、カドミウムなどの重金属が相当量含まれている。[ 10 ] [ 11 ]
2022年の研究によると、「中国北西部の漢義祭では、紙の燃やしが大気中のrBC(難燃性黒色炭素)質量の最大42%を占め、交通(14~17%)、農作物残渣(10~17%)、石炭(18~20%)よりも高かった」とし、「祭りの期間中に紙を無秩序に燃やす習慣により、全体的な大気質が悪化する可能性があり、これは燃やす人だけに限ったことではない」とし、「礼拝活動中に紙を燃やすことは、中国や同様の伝統を持つほとんどのアジア諸国で一般的である」としている。[ 12 ]
線香紙の灰の組成は、燃やされる線香紙の種類や組成に大きく左右され、線香紙の種類は多岐にわたる。
焼畑農業では、通常、乾季の数ヶ月前に森林が伐採されます。伐採された「残材」は乾燥させてから、次の乾季に燃やされます。その結果生じる灰は土壌を肥沃にし[ 13 ] [ 14 ]、焼けた畑には次の雨季の初めに米、トウモロコシ、キャッサバなどの主食作物が植えられます。この作業はかつて、マチェット、斧、鍬、シャベルなどの単純な道具を使って行われていました。
2007年のカリフォルニア山火事の後、灰の残骸から鉛、ヒ素、カドミウム、銅などの重金属が高濃度で検出された。全国的な清掃キャンペーンが組織された… [ 15 ] 85人が死亡した壊滅的なカリフォルニア・キャンプ・ファイア(2018年)では、近くの場所(チコ)で火災後数時間で鉛濃度が約50倍に増加した。150マイル離れたモデストでも亜鉛濃度が大幅に増加した。マンガンやカルシウムなどの重金属もカリフォルニアの多くの火災で検出された。[ 16 ]

灰は、ミネラル、特にカリウムと必須栄養素が豊富なので、新石器時代から肥料として使用されてきました。焼畑農業では灰が主な肥料であり、それがやがて管理された焼却と森林伐採へと発展しました。古代の人々は、さまざまな灰から得られる栄養素についてすでに広範な知識を持っていました。[ 17 ]特に粘土質の土壌では、未処理の灰を使用するか、水でミネラルを洗い流した灰であるチャレを使用する必要がありました。
灰にはカリウムが含まれているため、生分解性の洗濯洗剤を作るのに使用できます。オーガニック製品への需要により、木材由来の灰を使用した洗濯への関心が再び高まっています。[ 18 ]フランス語で洗濯用洗剤を意味する単語は、ラテン語のlixiviaに由来し、灰から作られ、洗濯に使われる物質を意味します。この使用法は、ローヌ本流の西にある伝統的な小さな建築構造物、ブガディエールにも発展しました。ブガディエールは、石またはコブで建てられた石造りの構造物で、戸棚のように見え、汚れた洗濯物と暖炉の灰を運びます。ブガディエールがいっぱいになると、洗濯物と灰は洗濯容器に移され、水で煮沸されます。
木材由来の灰を使った洗濯には、無料で、製造が容易で、持続可能であり、標準的な洗濯方法と同等の効率性があるという利点がある。
「大気中の塵や煙の粒子は降水に不可欠です。これらの粒子は「凝結核」と呼ばれ、水蒸気が凝結するための表面を提供します。これにより、水滴が集まって十分に大きくなり、地上に落下します。フィルターがなければ、水質に影響を与える可能性があります。」[ 19 ]
{{cite journal}}: CS1メンテナンス: DOIは2025年7月現在非アクティブです(リンク)