エコとエコロジー

トリレンマ問題

プラネタリ・バウンダリー planetary boundary

持続可能な開発目標 (SGDs)

低炭素社会 ───────────────────── 循環型社会
___温室効果ガス↓___持続可能な社会___3Rを通じた資源循環
_________└───── 自然共生社会 ─────┘
図. 持続的社会の三本柱 (サステナビリティの条件)

[ 生態系サービス | 電力問題 | ごみ問題 ]

2016-2030年の具体的行動指針: 持続可能な発展のための17グローバル目標 → 169ターゲット(達成基準)

(企業の)社会的責任 corporate social responsibility, CSR

環境保全・人権保護・労働環境改善・サステナビリティ・地域社会貢献・説明責任等

エコロジカルフットプリント (ecological footprint)

1 = 均衡, > 1: 持続可能社会となっていない

バイオエコノミー社会: バイオテクノロジーや再生可能生物資源等を利活用し、持続的で再生可能性のある循環型の経済社会

バイオファースト発想: まずバイオでできることから考え行動を起こす
ヒト・モノ・カネの好循環

持続可能で強靱な循環型コミュニティ・健康的に暮らせるコミュニティが日本全国に定着する姿を目指す
⇒ バイオコミュニティ形成必要

バイオコミュニティ: 国際拠点を中核に地域ネットワーク化し、世界レベル研究環境と海外投資活用できる事業化支援体制を組合わせ、国内外から人材・投資を呼び込めるシステム

国が登録・認定

公害に直接対応する英語はない

公害 (pollution)

生活型公害

Ex. 近隣騒音、生活排水、自動車騒音・排ガス、空缶散乱、ゴミ急増(不法投棄)、フロン含有スプレー使用

1991 マンガン乾電池は水銀含有率ゼロ達成
1992 アルカリ乾電池も水銀含まない製品化 (輸入乾電池等は水銀含む)
+ 充電型家電製品の多くNi-Cd使用 - 分別回収、金属資源再利用必要

不快型公害

Ex. ビル風、窓壁反射、電波障害、通風障害、日照阻害、植物生育阻害

騒音、振動、悪臭は環境基準により規制
風害・光害は環境省1995年度から調査開始

地域社会でのトラブル原因となる恐れ

公害輸出

先進国国内で公害を発生させていた企業 → 国内規制
Ex. 日本企業 → アジア諸国

(山添 1976)

大気汚染 air pollution

有害大気汚染物質: 低濃度でも長期曝露で健康影響が懸念される物質

気体: 温度・圧力により体積変化 → 標準状態(1 atm, 0°C)換算表示

1) 1次汚染質 primary pollutants

大気中滞留時間長 = 1時間値の1日平均値0.10mg/m³以下、かつ1時間値0.20mg/m³以下
呼吸で容易に呼吸器移動 → 咳、痰、呼吸困難(+ スギ花粉症)等の原因
粒径2.5 μm 以下(= PM2.5): 呼吸時に気管を通り抜け気管支や肺まで達する → 肺ガン等引き起こす変異原性として疑われる → 米国EPAは97年に疫学調査に基づき大気環境基準強化
日本: (社)大気環境学会中心にPM2.5 に関し研究中

直径 ≤ 2 μmの燃料未燃物、熱変生物、燃焼物 (SPMの約4 割)
ベンゾピレン、ニトロアレーン、ニトロソアミン等 → 肺癌、アレルギー、気管支喘息、肺気腫等関与
(WHO, Group 2A指定、環境省発癌性認めた)

雪国 = 北海道、宮城県、長野県で自粛・規制
1990 スパイクタイヤ法(スパイクタイヤ粉塵の発生の防止に関する法律)

消防車等、緊急自動車、障害者の車を除き指定地区での使用規制

現在、スタッドレスタイヤ

NO_x (窒素酸化物) nitrogen oxides = NO + NO₂

燃料・空気中窒素が燃焼過程で酸化されNO生成 → 空気中で徐々にNO₂に変化
発生源: ボイラー等、排出口の低い自動車
呼吸器系影響: NO₂ > NO ∵ NO₂大部分は呼吸器摂取され呼吸器以外組織や反応に影響

排ガス対策

ガソリン車に比べ格段に大気汚染少
課題: 1充電走行可能距離 = 数10 km → 利用範囲短距離

エコステーション: 環境対策自動車用燃料(Ex. 電気)補給場所

→ エコステーション網整備: 環境対策車普及対策 (有効)

経済産業省中心に全国設置計画
(当面、東京・大阪・名古屋・東名高速GSに補助金だし改修)

→ 走行距離問題解消(徐々に普及)

燃料電池: 2H₂ + O₂ → 2H₂O + energy → 電気自動車
化学反応生成物は水のみ = 走行中は無公害
O (空気中から) + H (外から補給)

水素貯蔵方式: 水素を自動車に貯蔵する
メタノール改質方式: メタノールを自動車に積み化学反応で水素作る

経済的燃料電池車実現すれば新自動車主流 → 自動車メーカー研究中

独ダイムラーベンツや米フォード: 2004 実用化目標
本田技研、トヨタ自動車、日産自動車: 2003 年商品化目標

2) 2次汚染質 secondary pollutants

Ex. O₃(オゾン)

複合汚染

重合汚染

1. 相加additive作用: 各汚染物質の作用が加算される
2. 相乗synergistic作用: 各汚染物質の相互作用により働きが助長される
3. 拮抗antagonistic作用: 各汚染物質の効果が打消され汚染効果弱まる

• 有史以前: ごみ処理場から腐敗臭 – ごみ捨穴は住居から離れる
• 中世: 主エネルギー源 = 薪 → 煙 - 都市周辺の森林減少
• 13c終 → 石炭エネルギーに転換 - 14-20 cにかけての中心的汚染源
• 20c → 石油エネルギー - 光化学スモッグ

エアロゾル aerosol

Ex. 硫酸エアロゾル sulphate aerosol

水質汚染 water pollution

(汚濁)自浄化作用 self-purification

1. 物理的浄化: 汚濁物質運搬・稀釈・拡散・沈殿等 → 汚濁物質絶対量変化しない = 非自浄化作用(s.s.)
2. 化学的浄化: 汚濁物質の酸化、還元、吸着、凝集等
3. 生物学的浄化: 生物の働きを通して起る物理・化学的減少

1) 上水 clean water, CW

塩素の高酸化能 → 有害細菌・有機物質死滅・分解 = 消毒(カルキ臭: 塩素処理による)
問題: 消毒副生成物 → 発癌性あるトリハロメタン発生

Ex. オゾン処理法: オゾン酸化力により殺菌
トリハロメタン類・悪臭物質クロロフェノール類等生成微少 + カビ臭物質完全分解
問題: 臭化物酸化 - 高発癌性臭素酸生成 → 臭化物高濃度地域で問題

2) 下水 black water, sewage (water)

水質や使い方が上下水の間 - 中水(Ex. 雨水をトイレ用水等に用いる)
Ex. 家庭・ビル・工場汚水 - 水洗トイレ用水、洗車用水に循環利用
Ex. 家庭向け中水利用システム開発

(手塚 1972)

水質汚濁 water contamination (pollution)

Ex. トリクロロエチレン、ジクロロエチレン、ヒ素、鉛、総水銀、四塩化炭素 → 環境基準超過
Ex. 肥料から硝酸性窒素や有機塩素系化合物の指針値超過

水質測定: 理想 = 総合的 ↔ 現実 = 目的に合った取捨選択(コスト問題)

単一汚染 → 化学分析定量可能
複合汚染 (Ex. 有機物汚染 = 複数物質) → 総合表現尺度必要

閉鎖性水域

下水道・浄化槽等、排水処理施設整備し汚濁流入量の削減努力必要
→ 特に対策必要な湖沼には湖沼水質保全特別措置法に基づく対策
Ex. 東京湾、伊勢湾、瀬戸内海: 総汚濁流入量削減目指し水質総量規制

重油流出原因: 工場油処理装置運転異常、ドラム缶漂流、タンカー事故等 → 海洋を流し海岸に流れ着くこと多
Ex. 下水道から未処理汚水が河川・海に流出 → 含有食用油等オイルボール化 → お台場に漂着

島根県仁摩町琴ヶ浜など全国約20箇所確認
湾曲した入江に多く、波が浜を洗うためと考えられる
石英等の細砂粒が擦れあい砂が鳴る → 汚染で音悪くなる
→ 1994 関連市町村が全国組織結成

→ 東京湾・伊勢湾等の閉鎖性海域
2001.12 東京湾蘇生プロジェクト: 国土交通省港湾局 → 環境整備船による水質監視強化方針示す

指標 indicator

水質指標

BOD等の水中有機物質濃度と逆相関関係 → BOD高い水 = DO値低
悪臭発生指標: DOが2 mg/l以下になると悪臭発生

高数値 → 水中有機物多 → 汚濁大傾向
酸化剤に過マンガン酸カリや重クロム酸カリ使用 → 短時間分析可

湖沼・海域で環境基準値定められる

BOD曲線(BOD curve)
第1段階: 有機物酸化による消費量(標準法はこの範囲)
第2段階: 主に無機窒素化合物の酸化(硝化作用)

(Liebmann 1951, 津田 1964)

水質汚濁判定法

1. ↑ 強腐水性 polysaprobic BOD高 (= 有機物多 → 高水質汚濁)
2. ↑ α-中腐水性 α-mesosaprobic
3. ↓ β-中腐水性 β-mesosaprobic
4. ↓ 貧腐水性 oligosaprobic: BOD低

(汚水衛生的処理される人口)/(住民基本台帳人口 + 外国人登録人口)
毎年度末頃に総務省発表
汚水処理方法: 下水道法上の下水道 + 農業集落排水処理 + コミュニティープラント + 合併処理浄化槽 + 漁業集落排水処理 + 林業集落排水処理 + 簡易排水処理処理 + 小規模集合排水処理
2000年度末整備率 = 64.7%

人口10万人以下行政区で平均下回る → それら行政区での効率的汚水処理施設整備求められる

(河川本来水量)/(全河川水量) × 100 → 数値大 = 河川本来水量多 → 全河川水量には、下水処理後放流水が含まれる
→ その水量を全河川水量から差し引いたものが河川本来の水量
2003年度: 国土交通省河川局導入指標

汚水処理効果が反映されない点に注意が必要だが、生活水の河川への影響度を知ることが出来る

2003年度調査: 都市域で数値低い(Ex. 多摩川調布堰付近27 % ↔ 多摩川上流羽村付近99%, 最高値)

汚濁防止 eutrophication

1. 水域に廃水放流しない
2. 栄養塩類を廃水処理の段階で除去する
3. 土壌の肥沃化促進に廃水を陸上で利用する
4. 湖沼内栄養塩類を利用可能にする(Ex. 凝集剤使い栄養塩や藻類を生産層から除去)
5. 栄養塩を湖沼から除く(多量の水で湖をフラッシュしたり、沼底浚渫したり、水生植物刈り取る)

土壌汚染 (soil pollution)

[理想]
土壌に直流電圧 → 間隙水

溶存イオン電気泳動
電気浸透

→ 浄化
[現実] 電気泳動速度より早く浄化は不可能。pH依存度大(× 火山灰土)

                                             供給
                          食べ物やその原料となるものを得ること

               調整                                  文化・レクリエーション
森林などが環境を調整してくれること          自然を楽しみ精神的な豊かさを得ること

生態系インフラストラクチャー ecosystem infrastructure

インフラ(ストラクチャ) infrastructure: 特定の対象や分野で基盤・土台として機能する永続的・安定的な存在

+ 防災 = Eco-DRR

多様性により安定化される生態系サービス

環境林

環境保全林

Ex. 街、田、道路、ダム → 土地改変前
Ex. 河川近く = 氾濫原, 森林

背景: 土地改変で失われた自然環境の代替 → われた自然以より質の高い自然環境に回復

Ex. 環境保全林

特徴

1. 潜在自然植生概念に基づく森林 = 地域自然環境に適合し長期間安定
2. 樹木幼苗植栽手法により作られる森林 → 成木植栽
   樹高50 cmの2-3年生実生ポット苗 Ex. 根鉢直径10 cmビニールポット
   1-3本/m²高密度植栽(森林を早く確実に低コストで作る可能性)
3. 環境保全機能を持つ森林: 多くの生物(含, 人間)が森林に依存し生息
   → 人間の生存、生活にも良好な環境作る、またはその補助機能必要
   Ex. 大気浄化, 水質浄化, 防音, 遮蔽, 自然災害防止・軽減, 水源涵養, 地表浸食防止・軽減機能

育成方法

1. 植栽地形状
   平坦地に植栽しない - 植栽地の排水不良避ける
   水が植栽地に留まる - 根腐れ、枯死: 傾斜地等では水が動き問題ない
   平坦地では土盛りによりマウンドをつくり表面に水が貯留しないようにし植栽を行う
2. 植栽基盤(土壌) – 物理的特性と科学的特性
   

       物理的特性    化学的特性
       透水性が良好  植物 (根系生育障害となる有害物質ない)
       適度な保水性  適切な水素イオン濃度(pH)
       適度な硬度    適切な養分を含む
   

   → 具体的目標となる土壌 = 森林生態系中での土壌
   森林土壌: 上記特性 + 分解者(土壌微生物・動物) → 表土作る機能
   良質表土の導入を行うこともある
3. 樹木材料 = ポット苗
   苗利点: 大量輸送可, 支柱等補助作業不要, 植栽時熟練者不要, 密植可

   = 低コスト・大規模一斉植栽可能 ↔ 成木(普通高さ3-4 m)植栽
   植替え回数減り堀取り等によって根系痛めない

   ポット苗は普通、種子から2-3年で生産できる。地域的遺伝子保存を考慮する時、植生回復対象地周辺樹木から短期間でポット苗生産可能なため、地域種保存および他地域からの導入種による攪乱を防ぐ

生態系サービス評価

エコツーリズム (ecotourism)

+ a) 観光客
+ b) 目的観光対象 (観光客の目的)
+ c) 観光媒体 Ex. 交通機関、ガイドブック、旅行会社: 観光客-対象仲介
+ d) (隣接地を含めた)地域社会

自然観察主体のツアーは全て「エコツアー」としたい = 自然保護と観光ビジネスの手段と目的が転倒

地域固有の自然資源 → 観光有効活用 + 資源損なわないよう適切管理 → 地域経済貢献目ざす

グリーン・ツーリズム

日本、イギリス = グリーン・ツーリズム
ドイツ = ルーラル・ツーリズム
フランス = アグリ・ツーリズム

自然環境や歴史的環境を開発から守るため、"多く"の人から寄付金を集め土地を買収・寄贈を受け、保存・管理を行う。「1人の1万ポンドより、1万人の1ポンド」が活動モットー

日本

国土開発: 京都市双ヶ丘開発、奈良市平城京跡開発、鎌倉市鶴ヶ丘開発 → 土地買上で決着
鎌倉「鎌倉風致保存会」大仏次郎がナショナルトラスト紹介 → 萌芽期

環境庁設置 → 自然公園管理が厚生省国立公園部から移動
環境庁買上制度: 大台ヶ原森林700 haを200億円で買上(対象地域は特別保護地区又は第1種特別地域)

斜里町岩尾別地区開拓農地 → 昭42年までに殆ど離農
昭52年3月から「知床100平方メートル」(1 ha = 8000円)
昭59年5月現在参加者18792人、募金金額1.9億円

和歌山県天神崎 - 第3種特別地区「天神崎市民地主運動」
買い取った土地は自然観察施設を整備し自然教育の場とする

1. 募金に応じ易くするための税制上の問題 → 定着性
2. 公的な土地買取り制度との関係 → 国立公園区分主義の廃止
3. 全国組織の可能性 → 市民性

グラウンドワーク運動

「住民」「行政」「企業」3者がパートナーシップを組み、グラウンド(生活現場)に関するワーク(創造活動)を行い、自然環境や地域社会を整備・改善する活動。行政によるトップダウン的地域計画ではなく、住民と企業を加えた3者協力システムにより、土地、資金、アイデアを出し実行する。グラウンドワークは、「よりよい明日に向けての環境改善活動」と「現場での創造活動」という意味が込める

国予算補助と企業等からの寄付、更に非営利事業収入等により運営

図. パートナーシップ

1. ボタ山の公園化: 南ウェールズCaerphillyトラスト。宝くじ基金や政府、EU、地元自治体等から資金を得て住民・企業・学校一緒に石炭採掘後のボタ山地域の再生プロセス実施。周辺16学校がボタ山の歴史や地形・植生調査等を行い7万本植樹。周辺6集落で住民参加で集落環境プラン作成され工業団地でも企業参加で環境改善が行われた
2. グリーンリンク Greenlink: グラウンドワーク本部と企業の共同企画「全国プログラム」の1つ。企業-学校が姉妹関係結び、生徒が企業を定期訪問し企業活動を題材に環境を学ぶプログラム(過去10年で約1000企業と学校とのリンク)
3. 障害者活動センター造成: 南ウェールズBridgendトラスト。市社会福祉課と英国ソニーが連携し、ソニー工場敷地内に障害者活動センター造成。障害者が学んだ木工・家具作成技術を生かした建設を行う(将来は健常児も利用できる環境教育センター)。障害者が栽培した園芸品の購入・利用できる制度や、障害者が工場敷地の一般管理を担当する計画も進行中
4. 湿地帯探索: Groundwork Kent Thames-SideとRSPB (Royal Society for Protection of Birds)パートナーシップにより10-11歳児童による湿地帯探索を企画。SRB5 (the 5th Single Regeneration Budget)、Project Denton、Green Gridが出資。ごみ不法投棄や野生生物に対する配慮の低さ等、直面問題を知り、保護されたものを見比べ湿地帯保全を学ぶ

グラウンドワーク事業団と覚書を結びグラウンドワーク活動支援

Ex. 立木伐採 → 治水機能低下や自然景観損壊を計算に入れる

+ これらを基礎とした生活様式

県民の森: 明治百年記念し1968年に国土緑化推進各種記念事業創設
国: 武蔵丘陵森林公園(埼玉県比企郡滑川村)､明治の森(東京都・高尾国定公園)、大阪府・箕面国定公園
地方公共団体: 緑・自然提供する3-5年継続事業 = 「県民の森」(「郷土の森」「憩いの森」「青少年の森」等)

1) 自然休養林        2) 自然観察教育林    3) 風景林
4) 森林スポーツ林  5) 野外スポーツ地域  6) 風致探勝林

平地林: 定義は、調査・研究目的、県で異なる Ex. 茨城県(S52): 標高150 m以下/傾斜15°以下

平地林地域: 全森林面積に対する平地林割合70％以上の市町村 Ex. 水戸市

官行造林: 公共団体所有林地中、荒廃林を整備し林産物供給能力向上、または水源林等の保安林機能向上のため、地方公共団体に代わり国が造林し、将来、造林後の林産物収益は契約に基づき両者で配分する事業
除地: 国有林中、経営上の主目的により土地を種類分けする時に用いられた種類(地種)の1つ

1. バージン原料

Ex. 薪燃料等 → 古典的なエネルギー物理的変換
ソフトセルロースsoft cellulose: 稲藁、籾殻等、食糧と競合しないセルロース系バイオマス

Ex. 植物生成メチルエステル主成分バイオディーゼル(Brazil等実用化)

__
2016年3月21日。宮城県松島福浦島にて

宮城県グリーン製品認定制度 グリーン製品普及拡大事業-

●環境汚染物質等削減, ●資源エネルギー消費少, ●再生可能天然資源持続可能利用, ●長期間使用可能, ●リサイクル可能, ●循環資源使用, ●廃棄時適正処理・処分容易

多摩産木材活用した園路舗装 公園造りで多摩の森林を守ろう

荒廃が進む多摩の森林
間伐作業  製材作業  加工作業
舗装材に利用した木材ブロック

2. 再生原料

商品の環境に与える影響を、資源採取、原材料加工、商品生産、運搬、販売、消費、資源化、廃棄までの工程毎に評価し、環境負荷少ない生産法方法や代替原料、代替製品を選択する考え方

ESCO (energy service companies)

岩手県葛巻町

NEDO

• 前田典秀. 2006. 風をつかんだ町. 風雲舎. 222 pp.

Dii (ディザーテック産業イニシャティブ, Desertec Industrial Initiative)

太陽熱・太陽光発電、風力発電適地
→ 巨大電力ネットワークを構築し欧州に送電

「エネルギー2004」資源エネルギー庁)

エネルギー源の種類

ソフトエネルギー (≈ 再生可能エネルギー)

難点: エネルギー密度低く気象等に左右される - 発電効率・供給安定性、採算性・耐久性、廃棄方法、面積・費用

新エネルギー

太陽光発電

風力発電

廃棄物発電

バイオマス発電

バイオマスプランテーション: 植栽伐採を反復 → ゼロエミッション

廃棄物固形燃料 (RDF)

地熱発電

波力発電・潮汐発電

系統連系 intergrid connection

できないと売電できない - 現状では再生可能エネルギーでは必ず必要

(宗像・村田 2013)

風力発電 (wind-power generation)

ウインド・ファーム方式: 大規模発電システム → 風通良所に多風力発電装置設置 Ex. カリフォルニア

アップウィンドウ型1.5MW機: ローター径 70.5 m, タワー高65 m, 全高 100 m, 誘導発電機(増速機付), 回転数12.0-22.2 rpm, 翼端速度 82 m/s (max)

風車分類

揚力形

プロペラ式 (= アップウィンド方式 + ダウンウィンド方式)

抗力形 = セイルウィング式 + オランダ式 + 多翼式

揚力形 = ダリウス式 + 直線翼式
抗力形 = サボニウス式 + バドル式 + クロスフロー式 + S型ロータ式

♦ISIKARI ♦♦♦♦♦ 市民風車 か り ん ぷ う

名付け親: 井口 透君 (石狩市立南線小学校1年生)
誕生日: 2005年2月
身長: 78 m (羽根が一番上まで行くと119 m)
体重: タワー124 t 羽根 7.5 t × 3枚 ナセル·ハブ 72 t
出力: 1650 kW
出身地: デンマーク Vestas Wind System製
性格: 長ーい羽根をスイスイ回して風を掴むしっかり者。のんびり気ままに見えるけど僅かな風も逃しません。石狩湾から吹く風が大好物!

オトンルイ風力発電所

タワー 74 m + ブレード半径25.25 m - 最高地点99.25 m
cut-in = 3 m/s, cut-out = 25 m/s

鳥類への影響

環境ストレス (environmental stress)

比較的風車に近い民家 → 健康被害

[ 再エネ海域利用法 ]

洋上風力発電 (offshore wind power)

モノパイル式: 1本の杭
重力式: コンクリートケーソンを基礎
ジャケット式: 格子梁
トライボッド式 (三脚式)

円柱浮漂型: バラスト使用
張力脚型: タンク浮力によるケーブル張力利用
艀(はしけ)型: 艀をカテナリーケーブルで係留

環境リスク: 健康被害(低周波・騒音等)・電波障害・動植物影響・シャドーフリッカー・景観・土地改変

太陽光発電

水力発電 hydroelectricity (s.l.)

水力発電のエネルギー hydroelectric energy
水力発電による出力 hydroelectric power

小型水力発電

コジェネレーション cogeneration

廃熱は給湯や暖房等に利用され、石油や天然ガスなどの一次エネルギー消費を半分近くまで抑えられる

原子力事故: 原子炉 + 輸送 (事故原因 = 設計ミス + 人為操作ミス)

核廃棄物洩れの起こり方

1. 災害 Ex. 隕石、噴火、地震
2. 地下水浸透等による緩慢な漏洩
3. 人為 Ex. 戦争、操作ミス

線量当量 dose equivalent

人に対する吸収線量に線量係数 quality factor (記号Q, QF)と、他修正係数(現在 1)を乗じたもの
吸収線量単位 = rad → 線量当量単位 = rem (レム)
SI単位: 吸収線量 = Gy (グレイ) → 線量当量単位 = Sv (シーベルト)
1 rem = 10^-2 Sv

7 Sv = 100%致死線量

極東委員会: 日本の原子力研究禁止を決議

05.15 鹿児島 4000 cpm/l    05.16 鹿児島 15000 cpm/l
05.16 京都 86760 cpm/l
05.22 厚生省 13都市で水道水放射能定期調査

太平洋側で高い傾向 - 太平洋側に発生源

09.18 日本海側に強い放射能雨 - ソ連核実験?
09.26 台風15号(洞爺丸台風) = 放射能雨ほぼゼロ → 通過後高まる
1955.04.12 旭川 2660 cpm/g (塵) - ネバダ核実験

航行禁止海域設置容認 - 海上演習では設置 - 国際法違反ではない
自由国家の仲間入りした日本が協力するのは当然
被害結果の秘密保持は国際信義上守るべき

→ 第5福竜丸被爆 - 死の灰事件
第9回総会: ビシンスキー提案(段階論)

1956.03 「核爆弾の効果と影響の研究(英文)」出版

騒ぐとロシアに水爆の秘密が漏れる

放射能汚染は大気よりも海水で面的に広がっている
生物濃縮が疑われる

第1回原子力平和利用国際会議 (ジュネーブ)
日本原水協結成

国際原子力機関憲章日本加盟
(日) 原水爆被害者団体協議会(被団協)結成   原子力委員会(委員長正力松太郎)発足   社団原子力産業会議(原産)設立   原子力燃料公社設立   原子力研究所(原研)設立

設置候補地変遷
1957.01 宇治案 (1957.04 撤回) →
1957.08 高槻阿武山案 (新聞スクープ), 吹田の合戦 (武谷 1967) →
1959.03 交野案 →
1959.12 四條畷 →
1960.05 熊取案 (大阪府, 決定)

(日) JRR-1(研究炉1号)初臨界 原子力発電株式会社(原電)設立

半田市 非核自治体宣言 → 全国的に市民運動

(日) 原産から科技庁に提出

核実験即時停止決議 非同盟諸国首脳会談・ベオグラード宣言
(日) 原子力損害賠償法公布

佐世保に原潜入港 - 猛抗議活動

(日) 佐藤首相「非核3原則」
原子力委員会「原子力の開発利用長期基本計画」 - 核燃料サイクル (高速増殖炉・新型転換炉)

(米英ソ) 部分的核実験禁止条約調印 (70.3発効)
エンプラ佐世保入港

核兵器国: 米・露・英・仏・中 (現非締結国 = 印・パキスタン・イスラエル)
核兵器国以外への核兵器拡散防止
原子力の平和的利用の軍事技術への転用防止

Ex. 余剰プルトニウム保有 → 核兵器転用の危険 = NPT違反

非核兵器国がIAEAの保障措置を受諾する義務を規定

(日) 非核3原則国会決議

生物・毒ガス兵器禁止条約 (→ 75.3発効)
(日) 新型転換炉「ふげん」着工

WWII中から軍用プルトニウム生産 → 鋼鉄性タンクに貯蔵
1973年腐食により漏洩(1950年代末に始まっていた)
米国政府原子力委員会(ACE)は警告全く無視 - 核廃棄物管理政策不在

NGO第2回軍縮特別委員会
ブラッドフォード提案(国際平和ビューロー) ラロック証言
(日) 電源三法制定 原船むつ放射線漏洩事故

湯川・朝永宣言「核抑止を越えて」

(独) ニーダーザクセン州ゴアレーベンの再処理工場計画中止
(米) カーター大統領: 核不拡散強化のため再処理無期限延期

(NATO) パーシング地上発射ミサイル配備決定 → 欧州各国で反核運動

原発2号機で起きた史上初の大規模原発事故 → 機器故障と運転員の違反が事態深刻化招き1ヶ月以上周辺住民被爆
他州からの廃棄物搬入拒否 → 発生州が管理責任 (1980 低レベル廃棄物政策法)

→ マンチェスター市非核都市宣言

「マンハッタン計画」(長崎原爆作成) → 実験時残留放射能確認

ベラウ共和国非核憲法

1982.02 1基にピンホール
1983.02 残りの槽と酸回収蒸発缶にピンホール
1985.03 運転再開

日本の核廃棄物マリアナ海域投棄非難
1983.3 バツアヌ非核宣言国会決議

トマホーク太平洋地域配備発表
軍縮特別総会(SSD) New York 100万デモ 世界平和連帯都市市長会議

米欧7国司教会議代表核抑止論批判 → 全欧に反核運動拡大
(米) ウィスコンシン州: 高レベル廃棄物投棄施設建設計画

住民投票 → 98%建設反対

海洋投棄関連科学研究グループ組織 → 結論まで投棄停止

「バツアヌ宣言」ムルロア環礁 仏核実験即時停止、日本の海洋投棄反対

上院開発予算否決 → 1972年以来の計画廃棄
政治物理学の法則 "暫定的にせよ持ち込んだ場所に留まり続ける"

欧州軍縮会議(35国) 安保理 イ・イ戦争の毒ガス兵器使用非難
第1回非核自治体国際会議(マンチェスター) 原水禁世界大会東京宣言(核廃絶緊急課題)
(日) 「工学センター」幌延計画 = 実情 高レベル核廃棄物研究貯蔵施設

原子力発電・再処理 = 不確実 - 現状での運転開始は経済的に不可能

高速増殖炉用余剰プルトニウムを軽水炉で燃やすプルサーマル案提示

ヒロシマ・ナガサキアピール(全面禁止・廃絶) → 署名運動
ラトランガ条約

4号炉暴走 → 2回大爆発(小爆発多数)
特殊実験中 → 何重もの従業員規則違反が一因

爆発爆風による直接被害者29人
Ba¹⁴⁰、Zr⁹⁵: 不揮発性で放射線源近くに散布
→ 周辺住民白血病患者急増(ヨーロッパ全域)
Three Miles島事故に続き、80年代以降の原子力衰退原因

I¹³¹, Cs¹³⁷: 気体か微粒子 → 気流 (I¹³¹: 牛乳等で生体濃縮)
5月初に日本に"死の灰"到達 → 放射能雲 → 気象濃縮
ウェット沈着: 空中水蒸気が雨滴になるとき空中微粒子が核となる → 放射性微粒子でも起こる
チェルノブイリ事故原子炉の石棺詰作業費用 = 3000億円(当時)

(NZ) 非核法
原水禁大会「平和の波運動」提唱

戦略兵器削減条約(START)基本合意 (1991 調印)

日本案 究極的廃絶に向けた核軍縮

国連軍縮長崎会議 NPT無期限延長

循環するNa(高速冷却材)漏出事故 → 管内部温度計破損原因(推定)
発電所外部への放射能漏れはない → 原発立地硬直化招き、原子力行政に変革をもたらす原因

ICJ勧告的意見 CTBTを総会採択(○158 ×3 △5)
「将軍たちの核廃絶を」声明
ペリンダバ条約 キャンベラ委報告書

スウェーデン等7国提案 核廃絶具体的道筋(×米ロ英仏△日独中)
日本案「期限設定は非現実的、具体策明示せず」(△ロ×なし)
文民指導者達の核兵器廃絶の声明 「核不拡散・核軍縮東京フォーラム」
(日) 動燃解体 - 核燃料サイクル開発機構発足 第2回広島会議新アジェンダ連合結成

東京フォーラムが提言

福島・新潟・福井県知事「今後の原子力政策の進め方についての提言」を内閣総理大臣提出
円卓会議発足: 常任5人のモデレーターと各界有識者、原子力委員会オブザーバーで構成 → 目的: 多視点から原子力行政に提言

日本初臨界事故 → 作業員3名被爆(2名死亡) + 周辺放射線漏れ

量微量 → 農業・漁業等への風評被害深刻

臨界事故: 臨界が起こるべきでない情況で起きることによる事故

原子力長期計画(長計) = 原子力研究開発及び利用に関する長期計画
> 1956 内閣府原子力委員会が5年毎に策定する行政指針(密室会議)
2000 市民参加懇談会 = オープン化目的6審議会は公開

コアメンバー会議: 学識者、ジャーナリスト
懇談会: 地域対象 = 直接市民の意見受け政策策定にフィードバック

= 原子力研究所 + 核燃料サイクル開発機構 (統廃合)

≈14:46 東日本大震災 → 緊急停止(原子炉スクラム)
⇔ 外部電源消失/発電機浸水 → 全交流電源喪失
→ 送水不可能 → 冷却不可能 → メルトダウン
INES (国際原子力事象評価尺度): レベル7 (深刻な事故 = 最も危険)

Cs - 湿性沈着 (+ 粘土につく) → Cs-rich microparticle

ホットスポット hotspot

→ 気象濃縮: 事故現場上昇気流 + 速度大きな風 + 安定気流による放射能貯留 + ウェット沈着
雨水の集まるところ → さらなる濃縮

[n: 中性子]

= 高速(中性子)増殖炉 + 熱中性子増殖炉

≡ 実効倍増率1に等しく、核分裂連鎖反応が一定の率で起こり続けること
臨界速度 critical velocity
臨界質量 critical mass: 核分裂性物質を含む体系中で核分裂連鎖反応を一定率で発生させる最小燃料量

構成

原子炉の炉心その他の炉内構造物を収容している容器 Ex. 圧力容器
プール型原子炉(一体型原子炉では熱交換器も収容)
制御棒control rod: 原子炉出力制御のため、炉心内で生ずるn数を調整する棒又は板状物質

Ex. 熱中性子炉: Cd, B等、n吸収材料を炉心内挿入し使用

a. 炉中核分裂連鎖反応を実現し得る核分裂性核種含有物質。Ex. 核種 ²³³U, ²³⁵U, ²³⁹Pu, ²⁴¹Pu

燃料親物質: 自身は核分裂性物質でないが1個nを吸収し²³⁹Pu, ²³³Uとなるようなもの Ex. ²³⁸U, ²³²Th

b. U, Pu等の核分裂性物質を炉内で核分裂連鎖反応起こさせエネルギーを発生させるもの (= 核燃料・原子燃料・原子炉燃料等)

核的: n吸収小、減速能大(高速炉は逆)、誘導放射能induced radioactivity低、放射線損傷小
熱的: 熱伝達特性優れ、循環動力小さく、低融点・高沸点である
化学的: 熱的安定度大きく、化学反応性低い
+ 安価、取扱容易、毒性小、資源豊富等の諸点を満たすもの
Ex. 軽水・重水・Na・He・炭酸ガス等 (研究炉 - 空気用いることもある)

望ましい元素: 減速能力↑/n吸収↓ = 軽水・重水・黒鉛等の軽元素

臨界量小 ⇒ 燃料節約: n吸収断面積小さく散乱断面積大きい材料

熱炉では減速材と同じもので良いが、高速炉では減速せず非弾性散乱で跳ね返すものが望ましい

(Def. 放射線計測分野: 光反射体 → シンチレータケース内面に粉末反射体塗布し集光効率増す)

1. 熱中性子炉 thermal reactor: 高速nを減速材で熱nまで減速させ、熱nに対する大きな核分裂断面積を利用し熱nによる核分裂連鎖反応起こす
2. 高速(中性子)炉 fast reactor: 高速nを減速せず次核分裂起す (×減速材)
   特に²³⁹Puを燃料利用時には再生率が大きいので増殖に有利
3. 動力用原子炉 power reactor: 原子核分裂エネルギーを動力源利用
   研究炉・実験炉・実証炉等と区別し用いられる原子炉形式
   Ex. 発電用原子炉: 発電目的で使われる原子炉
   Ex. 舶用原子炉(舶用炉): 船舶推進用動力源となりうる原子炉。通常加圧水型原子炉が使われる
4. 軽水炉: 減速材・冷却材に軽水利用 - 低濃縮二酸化ウラン燃料原子炉
   沸騰水型と加圧水型。酸化プルトニウムとの混合酸化物燃料も使用可能
5. 研究用原子炉 research reactor: 原子炉特性やn等放射線利用研究
   材料試験炉
   1) 照射炉中、特に高n束得られ、各種照射実験行えるよう照射設備備えた専用原子炉。高濃縮ウラン板状燃料使用軽水炉が多く、熱出力は30-250 MW程度。日本原研JMTR(50 MW)
   2) 米国(1952)で臨界となった世界最初の材料試験炉(初期40MW, 後50MW)の固有名詞。MTR型燃料(八つ橋型板状燃料)使う軽水減速・冷却・スイミングプール・タンク型は後続原子炉雛型

   臨界集合体(臨界実験装置) critical assembly: 臨界達成できる物質からなる集合体で臨界実験に使用

6. 燃焼炉 burner: 核燃料燃焼・消費する原子炉 = 転換率特に優れない
7. 高速増殖炉 fast breeder reactor
   高速核分裂特性生かし、核分裂反応維持に預かるn以外の大部分のnを親物質の²³⁸Uや²³²Th等に吸収させ新しい核分裂性物質に転換する原子炉で1以上の転換比を有するもの

4 因子公式 four factor formula

無限媒質中で、全エネルギー範囲にわたるnによる核分裂から生じる平均n数と熱n核分裂のみから生じる平均n数の比
→ 熱n以外のnによる核分裂がnサイクルに与える影響 = 高速(中性子)核分裂効果

高速nが熱nへ減速している時、共鳴領域の下部における減速密度をその上端における減速密度で割った値

吸収された熱n中、核燃料に吸収された割合

= 無限増倍率に体系からの漏れの効果を考慮に入れた増倍率

= (k – 1)/k → 臨界からのずれを示す量
ドル/セント: 即発臨界時反応度を$1 → 反応度を$に換算するには、遅発n発生割合で割る
反応度の温度係数temperature coefficient: 原子炉各部の温度関数である反応度の温度に関する微係数 → 燃料温度変化によるドップラー効果と液体減速材の熱膨張による効果の寄与に関与
毒作用 = Xe (ゼノン) , Sm (サマリウム)の毒作用

熱n吸収断面積大きく、熱nを無駄に吸収してしまう元素(毒物 poison)の反応度効果

原子炉の反応度と出力の間の伝達関数
低出力炉: 原子炉動特性方程式のラプラス変換より得られる(= 0出力伝達関数)
高出力炉: 0出力伝達関数と原子炉内部の熱・流動・構造上に係わる状態が出力により変化することによる反応度変化のフィードバックループ存在 → 伝達関数はそれらの組合わせで構成

拡散理論 diffusion theory

Fickの拡散法則: nの流れ密度J ∝ n束密度の勾配(grad)
J = –D·grad, 比例係数 D ≡ 拡散係数

拡散距離 L → L² = D/Σa
物理的: 熱n発生点と吸収される点の直線距離 r → L² = (Σr²/n)/6

拡散媒質と真空の境界近傍では中性子束密度は急激に変化
拡散理論 → 仮想境界: 中性子束をλt程度媒質に入ったところから直線外挿し中性子束0となるところ

直線捕外距離: 仮想境界と実際の境界の差 d
拡散理論 → d = 2/3λt, 輸送理論 → d = 0.7104λt (λt: 輸送の平均自由行程)

燃料 fuel

濃縮ウラン enriched uranium

低濃縮ウラン = 0．711-数% (濃度) → 中濃縮ウラン = 数-75％ →

高濃縮ウラン = 75-93% → 特別高濃縮ウラン > 93%

通常褐色無定形粉末 → 特殊製法で面心立方格子の結晶構造(融点約2800°C、比重10.97

工業製品の焼結体は理論値の95％程度

結晶体は極安定で水蒸気流中に還元されない ↔ 空気中過熱 → U₃O₈
濃硝酸・濃硫酸に難溶、硝酸には可溶で硝酸ウラニルとなる

炉心への出入れに際し取扱い上は一体化 + 炉心構成の一単位

(高榎 1985)

核燃料サイクル nuclear fuel cycle

再濃縮= ピューレックス法: 使用済燃料を高温下で硝酸に溶かし有機溶剤で放射性物質分離
→ 残った廃液 = 高レベル廃棄物 → 核廃棄物処分

廃棄物区分

Ex. 洗浄水、冷却水、作業衣等    1000年以上保管必要

原子炉nuclear reactor寿命は推定30-40年

日本の核処理施設 = 再処理施設, ウラン濃縮施設, 低レベル核廃棄物貯蔵施設

ガラス固化体: キャニスター中で溶液を高温で粉末状 → 1200°Cでホウ珪酸ガラス(放射線に強)に混ぜ固化
ガラス固化体を地表に30-50年放置すると発熱減り150-200°Cになる

1-3は頓挫

今後の廃棄物処理案

1. シャトルによる宇宙投棄: シャトル積載上限から非現実的(1985年の原子力にして600回の飛行が必要)
2. 万年氷上への投棄: 廃棄物熱で氷が溶け氷中に潜りこむ(2 m/day) – (不明点多 + 地球温暖化)
3. 海底プレート継目に投棄: プレートの動きは極めて遅い
4. (永久)地層処分:
   1972 ロンドン条約: 国際水域への高レベル放射能の投棄禁止 1977 国際放射線防護委員会(ICRP): 被爆は"合理的"に達成できる限り低く保たねばならない

これを根拠に地層処分は安全とするのは危険

ごみ問題

産業廃棄物 (industrial waste)

• 安定型処分場 landfill site for stable industrial wastes: 廃棄物の性状が安定している産業廃棄物 (安定五品目) = 廃プラスチック類、ゴムくず、金属くず、建設廃材、ガラスくず、陶磁器くず [埋め立て覆土, 浸出水対策不要]
• 管理型処分場: 低濃度の有害物質と生活環境項目の汚濁物質を発生させる、大部分の廃棄物 [地下水浸透を防ぎ、有機性汚水処理]
• 遮断型処分場: 重金属や有害化学物質等が基準を超えて含まれる有害産業廃棄物を保管 [浸出液による地下水や公共水域の汚染を防止するため、遮水工(埋立地側面や底面をビニールシート等で覆う)、浸出水集水設備、浸出液処理施設必要]

一般廃棄物 (domestic waste, non-industrial waste)

= 市町村義務は自ら定めた処理計画を遂行すること
↔ [実質] 一般廃棄物処理のほぼ全てを市町村が引き受ける

ニンバイ (NIMBY): 処理施設に関する住民意識

施設の必要性は認めるが近くに建設することは反対

容器型: 生ごみを入れておくだけ / 電気を用い堆肥化促進
→ 化学合成肥料: 堆肥より安定・安価多 → 堆肥化しても商業化困難 → 家庭利用程度

→
このコンポストボックスに落葉をためて、腐葉土として再利用しています。
(2016年12月 千代田区立麹町中学校の生徒さんと共同で制作)

ガーデンテラス紀尾井町 (2017年11月24日)

利点: ダイオキシン発生抑制やコスト面での削減見込める
問題: 地域間での不平等拡大

Ex. ガソリン税: 道路建設・維持に使用
Ex. 現在: ごみ収集処理費用は税金で賄う
→ ごみ回収・処理費用を製品価格反映 + 処理費用を排出量に応じ負担

プラ容器有料化: 効果なし(象徴として利用)
ごみ有料化: 効果的 (最適価格は検討必要)

災害廃棄物

フードロス food loss

事業系フードロス
家庭系フードロス

リサイクル3分類

1. マテリアルリサイクル material recycle: 回収し製品原材料に再生利用
   → 不純物が混ざる等の理由で製品劣化
   Ex. プラスチック製品溶かし再びプラスチック製品化
   Ex. 再生紙: 再生過程で繊維短くなる → 現技術では1回再生がやっと
2. ケミカルリサイクル chemical recycle: 回収し熱・圧力を加え石油や基礎化学原料に戻し再生利用
   Ex. 原料・モノマー化、油化、高炉還元剤利用、コークス炉化学原料化、ガス化による化学原料化
3. サーマルリサイクル thermal recycle: 燃焼 - 発生エネルギー利用
   「リサイクル」最終的方法 → 単純焼却埋立よりは良い
   Ex. ごみ固形燃料発電(refuse derived fuel, RDF)

   ごみ固形燃料: ごみ破砕・選別後に圧縮、成型し、減容し燃料化
   利点: 貯蔵・運搬 → 広域収集容易 + 大型プラント一括処理可
   問題: 三重県RDF発電所爆発事故 → 安全 + 利用先

↓ [分別] 異物除去
↓ [収集] 高コスト
↓ [選別] 高コスト・高ごみ率・回収物低純度
↓ [利用] 質低・利用先不在

リターナブル瓶

デポジット制

[日本] ビール瓶・清涼飲料瓶(実施) → ガラス瓶・缶・乾電池等(要望, メーカー・小売店反対で未実施)
[欧米] 広範にデポジット制適用 → ごみ減量効果確認
[欠点] 手間 Ex. ドイツ: 缶デポジット金返に領収書必要 → 缶商品売上減少 → 店頭から消えた

3R

(日本の)リサイクル第一主義政策を1Rと呼び揶揄される

⇕ 発生抑制(リデュース)
⇕ 再使用(リユース)
⇕ 再資源化(リサイクル)
⇕ 熱処理(熱回収)
⇕ 熱処理(熱回収なし)
⇕ 埋立

図. 廃棄物処理の階層構造

ゼロ・エミッション計画

ある事業所からの廃棄物を他の事業者が原料として使う等、産業間での資源連鎖により環境負荷と資源消費量を低減し、最終的に廃棄物をゼロにする構想

リサイクル率

Ex. 再利用されないとリサイクルにならない

歓迎 2008北海道洞爺湖サミット

ようこそ洞爺湖へ

チーム洞爺湖マイナス50%事業マップ ※写真はイメージです

CO2排出量半減を目指すまちづくり「チーム洞爺湖・-マイナス50%事業」

洞爺湖町・伊達市・壮瞥町及び豊浦町では、民間事業者と協力し、地球温暖化防止に取り組んでいます。
We are making every effort to stop Global Warming with the private sector in Toyako Town, Date City, Sobetsu Town and Toyoura Town

1. 雪蔵野菜貯蔵 (雪エネルギー利用: 洞爺湖町)
2. SVFディーゼル車 (廃食油利用: 洞爺町)
3. ペレットストーム (木質ペレット利用: 洞爺湖町・壮瞥町)
4. 温泉ヒートポンプ (温泉泉源熱利用: 壮瞥町)
5. ペレット製造施設 (木質ペレット製造: 伊達市)
6. 農業ハウス用済窯余熱利用ボイラー (木質ペレット利用: 伊達市)
7. BDF製造施設 (廃食油燃料製造: 伊達市)
8. 農業用ハウスペレットボイラー (木質ペレット利用: 伊達市)
9. 湖水・温泉排水利用冷暖房施設 (湖水・温泉排水利用: 洞爺湖町)

環境省の「環境と経済の好循環のまちモデル事業」により実施
洞爺湖地域温暖化対策まちづくり協議会