令和４年度

ＳＳＨ研究成果報告会（２期目第５年次）研究テーマ一覧

リージョナルサイエンスⅠ（ＲＳⅠ）
対象生徒：理数科・普通科１年（161名）
講座

Ａ 基礎理工講座

Ｂ 生命環境講座

C 総合科学講座

研究テーマ

班番号

担当教員

１

長瀧

一番くじの確率と最適なタイミング

2

２

横田

Excelを使用した避難経路シミュレーションに関する
研究

4

３

尾﨑慎

廃校を有効活用した地域活性化

6

４

谷口

宇和島市の活性化のための研究

8

５

中村

紙飛行機の形状による飛行距離の変化

10

６

浦辻

試験管に付着したゴム状硫黄の除去方法の確立

12

７

横田

カゼインプラスチックの活用方法に関する研究

14

８

窪地

油脂によるマイクロプラスチックの回収

16

９

窪地

ヒオウギ貝に関する研究

18

10

松岡

最適なソーラークッカーの形状と気候の関係

20

11

林

花の匂いの効果的な抽出方法

22

12
13

林
中尾

線虫の生態Ⅱ
宇和島湾内でのカキの養殖に向けて

24
26

14

中尾

住宅地の河川に生息する生物

28

15

清川

16

高橋

ビオトープをキレイにしたい！～鉄炭団子を使って～貝殻を用いた農業排水による四万十川濁水の改善

17

浦辻

ヒオウギガイの麻酔濃度と作用発現時間の関係

34

18

山本

ブラッドオレンジ中のアントシアニンの紫外線吸収
効果

36

19

高橋

真珠調色の最適温度

38

20

山崎

蜜蝋ラップの保存性について～プラスチックゴミ削減のために～

40

21

山崎

だしにおける減塩効果について～宇和島減塩計画～

42

22

中村

南海トラフ地震による被害の最小化のための工夫

44

23

松岡

視力と色の関係

46

24

木戸

音が与える心理的影響

48

25

長瀧

先入観による味覚の変化

50

26

清川

三間町の米作りを継承するための課題

52

27
28

山本
中田

空腹時の糖質摂取による運動パフォーマンスの維持
宇和島さんさの伝承を通しての地域活性化について

54
56

29

堀内

キネシオテーピングと走力に関する研究

58

30

堀内

宇和島市内におけるサイクリングコースの検討

60

31
32

木戸
尾﨑真

コミュニティベンチの制作
高校生が考える理想的なコワーキングスペース

62
64

ページ

30
32

一番くじの確率と最適なタイミング
１年１組 江崎龍ノ介 １年１組 濱田 闘志
１年２組 久能 大河 １年２組 高田 悠生
指導者 長瀧剛
１

課題設定の理由
くじを引く場合において高校数学で学習した通り、一般的には何番目にくじを引いても当たる
確率はすべて等しく（当たりくじの本数）／（くじの総数）で求めることができる。しかし、２回目以降にくじを引く場合、その１本が当たる確率は確実に変化している。私たちはその１本１本に着目し、条件が変化していく中で、くじが当たる確率はどのように変化するかに興味を持った。そして、よりお得に一番くじを購入する条件を明らかにすることを目的に本研究を行った。

２

研究の方法
数学的な確率を考えると自分が引くまでの確率も考慮する必要があり、この時の確率は m/ℓ で一定となると考えられる。そこで、本研究においては、その状態になるまでの確率は考慮しないものとし、自分がその時に当たりを引く確率を求める。引く本数や買うタイミング、あたりの本数などの条件を変化させて計算する。なお、それぞれの文字を下のように定める。
自分たちが引くまでに当たりが引かれる事象：A、自分たちが当たりを引く事象：B
くじ全体の本数：ℓ 本、当たりの本数：m 本、引く本数：k 本（n 番目のとき ℓ-k+1>0 ）

３

結果と考察
ア 期待値を利用して考える。
下表１のような条件下における期待値を考える。
表１ 期待値のデータ
1

2

3

合計

本数（本）

1

2

2

5

景品の値段（円）

500

200

100

確率

0.2

0.4

0.4

1

（期待値）＝（確率変数）×（確率）であることを利用して期待値を E、引く本数を x とす
ると、当たりくじが１本の場合は、E(1)＝220 となり、当たりくじが 5 本の場合までの期待値を求めたところ、E(x)＝220x となったため、線形性があるのではないかと考察した。期待値に線形性があるとき、これは単調に増加する関数となり、タイミングを考察するのに適さないた
め、本研究においては用いないものとする。
イ ℓ 本中 2 本が当たりくじを n 番目に３本引くとして確率を考える。
P(A)＝n/ℓ[1] (A,B)＝(1,1)のとき[2] (A,B)＝(0,2)のとき
P(B)＝1C1*ℓ-nC2/ℓ-n+1C3
P(B)＝2C1*ℓ-nC2/ℓ-n+1C3＝3/(ℓ-n+1)＝6/(ℓ-n+1)[1]、[2]より求める確率は P(B)＝9/(ℓ-n+1)

ウ ℓ 本中 m 本が当たりくじ n 番目に２本引くとして確率を考える。
まずは m=4 として考えると、当たりくじの引かれ方は、(A で引かれる当たりの本数,B で引かれる当たりの本数)として、(0,4)、(1,3)、(2,2)、(3,1)、(4,0)であるが、(4,0)の場合は B の確率
が 0 となるので考えないこととする。
よって、P(B)＝(4C1*ℓ-nC1/ℓ-n+1C2)+(3C1*ℓ-nC1/ℓ-n+1C2)+(2C1*ℓ-nC1/ℓ-n+1C2)+(1C1*ℓ-nC1/ℓ-n+1C2)＝{2/(ℓ-n+1)}(4＋3＋2＋1)＝20/(ℓ-n+1)
これより、m の値を一般化すると以下のようになる。
P(B)＝2*ℓ-nC1/(ℓ-n)*(1C1+2C1+3C1+4C1+……+mC1)＝{2/(ℓ-n+1)}(1+2+3+4……+m)＝{2/(ℓ-n+1)}∑𝑚𝑗=1 𝑗＝{2/(ℓ-n+1)}{1/2m(m+1)}＝m(m+1)/(ℓ-n+1)
エ ℓ 本中 m 本が当たりのくじを n 番目に k 本引くとして確率を考える。
イ、ウから、求める確率として、ℓ、m、n、k の 4 つの文字を用いて下の式が得られる。
P(B)＝(ℓ−nCk−1*∑𝑚
𝑗=1 𝑗)/ℓ−n+1Ck＝｛1/2m(m+1)*ℓ−nPk−1/(k−1)!｝/(ℓ−ｎ+1Pk/k!)＝｛1/2km(m+1)｝/(ℓ−n+1)＝km(m+1)/2(ℓ−n+1)
４

今後の課題とまとめ
今後の課題としては、実際に研究結果を検証するなどの方法で実生活に応用することを考えていきたいと考えている。また、研究を行う中で獲得した数学の知識を今後の学習などに生かして
いきたい。

謝辞
本研究を進めるにあたり、長瀧先生をはじめとする多くの先生方、周りの方々に、終始熱心な指導をしていただきました。心から感謝いたします。
また、精神面で支え合い、研究を一緒に行った仲間に感謝いたします。これからも継続して、頑張っていきたいと思います。本当にありがとうございました。
参考文献
・山本隆範(2007)くじ引きの解法について(1)、学園論集、131、123-128
・三輪直也(2014)数学を創ることを意図した期待値の概念形成過程に関する研究

Excel を使用した避難経路シミュレーションに関する研究
１年１組

滝澤

一華 １年４組
１年４組

福溜 瑛太 １年４組
井関しずく １年４組
指導者

松本 惟吹
坂本 颯平
横田 幸治

１

課題設定の理由
現在、30 年以内に南海トラフ巨大地震が起こる可能性は 70％以上にもなると言われている[*1]。
私たちの住む宇和島市は特に、津波の被害が非常に大きいとされているため、避難経路を事前に把握しておくことが大切である。特に本校は、生徒数が 800 名以上と非常に多く、近隣に小中学校や保育園が多く存在していることから、迅速な避難の開始を求められる。 一人でも多くの人を救うため、被害を最小限に抑える方法について深く考えることは、最も重要なことの一つであると考え、この研究テーマを設定した。

２仮説
先行研究として先日行った避難訓練の情報を提示する。本校１年生 280 名程度が宇和津彦神社まで（道のり約 1.3 キロメートル）避難するには 33 分。名源寺・西江寺（道のり約 1.1 キロメー
トル）に避難した２年生もほぼ同じ時間かかった。このことから、今回、避難訓練を行わなかった３年生の避難を考慮しても、全校生徒が学校によって指定されたそれぞれの避難場所に避難する場合に、宇和島市の地震発生時からの津波到達の時間、54 分[*2]までには避難が完了すると考察する。
そのため今回の実験では、震度７の地震が発生したことにより、何らかの事情で避難開始が遅れてしまった生徒・教職員が、学校から一番近い避難場所であるサンシャイン宇和島店に避難するためには、いつまでに校内から避難する必要があるのかを実際の避難訓練や Excel を使用したシミュレーションを用いて導き出す。

３ 研究の方法(1) 宇和島東高校から避難場所までの距離を計測し（図１）Excel 上で一直線で示す。
この時に 人のいるセルを条件付き書式
で色付けし、人のいないセルを白で表す。
(2) Excel に関数を打ち込み、再計算を行うことによって、セルの移動を人の移動と考えてシミュレーションする。その時にこれまで移動したと計算されているセルをそのまま固定し、セルの変化によって人の移動の変化を示す。規則性のあるものであると仮定はするが、人の移動速度や、けが
図１ サンシャイン宇和島店までの上空映像をしている人の避難であることを加味して、移動では確率を用いる。
【条件】縦軸が時間（太線ごとに７s）、横軸が距離（緑線まで 280m）
出発してから一定時間が経過した後（今回は５秒後）に４人あたりに１人が一定の速度で進むのではなく、遅れる。

あ 【使用した関数】=IF(AND(D1=1,E1=0,F1=0)+IF(AND(E1=1,F1=0,G1=1),1,0)+IF(AND(F1=1,G1=1),1,0)+IF(AND(E1=1,F1=0,G1=0),0,0)
この関数を用いることによって、移動してきたセルが固定され、時間を求めることが可能となった。このセルで避難時間は 266 秒であることがわかり、これを地震発生時から差し引くと、地震発生から何分後に校外に出る
べきかわかる。
（図２）【式】
38 セルあったため、
38×7＝266(s)
地震発生時から津波到達まで 54 分かかる。
54×60=3240(s)3240-266=2974(s)2974(s)=49.5666....
よって、地震発生時から 49.57 分後
図２ Excel を使用した避難シミュレーションに出れば間に合う。
４

結果と考察
実験を行った結果、40 人がサンシャイン宇和島店までの避難を行うには、地震発生時から 49.57
分後には校外に出る必要があることが分かった。今回は、40 人という縛りを持たせた上、４人のうち１人は一定に進まないという条件を用いた。また、今回は道のりを直線として考えたため実際の道のりでシミュレーションすると角を曲がるときに失速してしまったり、渋滞してしまった
りという時の状況も考慮できると考えられる。

５

今後の課題とまとめ
この実験から、避難開始が遅れてしまった生徒は地震発生時から 49.57 分以内に校外へ出る必要があることがわかった。特に、けがをしてしまった生徒や動けなくなった人が出てきた時などに、「地震発生時から、49.57 分以内に校外へ出れば助かる」といった指標があればより効率的な行動ができると考える
今回の実験から、改めて南海トラフ巨大地震の被害規模の大きさや、避難時間の確保がどれだ
け大切になってくるかが分かった。防災についての意識を高め、その情報を発信していくことこ
そが私たち高校生のすべきことではないだろうか。これからの宇和島を活性化していくためには、防災にも力を入れ、町全体で南海トラフ巨大地震の対策をしていく必要がある。この結果を多くの人に伝えていき、宇和島市の南海トラフ巨大地震による犠牲者を一人でも減らしたいと改めて
感じた。

参考文献
・[*1] 国土交通省白書 2020「第２節地球環境・自然災害に関する予測 ２．巨大地震のリスク」
URL：https://www.mlit.go.jp/hakusho/ndit/r01/hakusho/r02/html/n1222000.html
・[*2] 愛媛県地震被害想定調査結果（第一次報告）について第一次報告書 津波 P.347 URL：6dai3hen-tsunami.pdf (pref.ehime.jp)

廃校を有効活用した地域活性化～キャンプ場×釣り堀×道の駅としての活用を目指して～
１年１組 高田 涼
１年２組 永樂 陽奈子 １年２組 坂嶋 心優
１年２組 遠山 彩結 １年３組 坂本 孝太
１年３組 髙橋 里玖
指導者 尾﨑 慎太郎
１

課題設定の理由
全国・愛媛県の廃校の活用状況を調べたところ、全国に比べて愛媛県は廃校の利活用率が極めて低いことが分かった。そこで、全国的に増加している廃校の利活用について調査し、現状や過去の実践例を踏まえ、廃校の有効活用に向けたアイディアを考えた。多くの人に廃校の現状や考えうる解決策を知ってもらいたいと思い、この課題を設定した。

２

３

研究の方法
RESAS[*1]などインターネットや文献からデータを収集し、考察をする。
結果と考察(1) 宇和島市の現状の分析
ア 人口推移と観光客の年代別割合
図１から分かるように、直近 20 年間で人口が約 3 割減少している。また、図２より、観光客の約半数は 50
代以上が占めており、若者や家族連れが少ないことが分かる。
→ これらのことからターゲットは、若者・ファミリー世代に決定
イ 宇和島市の地域経済循環率
RESAS により図３・図４を示す。松山市と比較すると、宇和島市の方が約 14％低いことが分かる。また、宇和島市は「支出」における「地域外への流出」が松山市と比べて多くなっている。観光客だけでなく、宇和島市民
も来たくなる「憩いの場」を創りたい。
(2) 本研究の対象
宇和島市が廃校利活用申請を募集している宇和島市立
宇和海中学校について考える。
(3) 活用方法
ア キャンプ場
近年のキャンプ人気により、10 年間で利用者は約３倍に増加している。現地の土地面積の広さを生かし、最大 100 組がキャンプをすることができる。
イ 釣り堀
学校のそばの海を活用し、釣り堀を設置する。そこで釣った魚を捌いてもらい、海鮮丼が食べられる。宇和島

図１ 宇和島市の人口推移

図２ 宇和島市の観光客の
年代別割合

図３

宇和島市の経済循環図

図４

松山市の経済循環図

の魚の魅力をアピール、宇和島の水産業の活性化、雇用創出効果につながる。
ウ 道の駅
宇和海中学校の施設を生かして、体育館、調理場それぞれをスポーツスペース、食堂スペースに改築。これにより、現地を知ってもらうとともに、観光を通じて集客につながり、宇和島地域の活性化が期待される。
(4) 損益分岐点
実際に釣り堀と道の駅を運営した場合の 1 日あたりの収支計算書と損益分岐点を計算。
損益分岐点

(円)
160000140000120000100000
80000
60000
40000

20000
0
0

100
売上高

図５ １日あたりの収支計算書（釣り堀入場料・海鮮丼)

変動費＋固定費

固定費(個)

図６ 損益分岐点（釣り堀入場料・海鮮丼）

図５より、週６回で営業すると、125,000(円)×312(日)＝39,000,000 となり、約 400 万の経済効果となる。
４

今後の課題とまとめ
キャンプ場も釣りも楽しめる夢のような道の駅「ゆめみる うわうみ 通称：ゆめうみ」として、宇和島市の歴史ある第一次産業の活性化と経済・観光業の発展を目指し、「住みたくなる宇和島」、「行きたくなる宇和島」を実現する。

謝辞
本研究を進めるにあたり、情報提供をしていただいた宇和島市観光物産協会の皆様、活用方法を考案する上でご協力いただいた重松校長先生・中尾先生、大変ありがとうございました。
参考文献
・宇和島市「宇和島市廃校施設利活用のための基本方針」
https://www.city.uwajima.ehime.jp/site/gakkouatoti/
・文部科学省「廃校施設等活用状況実態調査」
https://www.mext.go.jp/content/20220331-mxt_sisetujo-000012748_1.pdf
・環境省「地域産業関連表」、「地域経済計算」
・観光庁「旅行・観光消費動向調査」および日本オートキャンプ協会「オートキャンプ白書 2022」
https://www.jtb.or.jp/researchers/column/column-camping-takechi/
・きよなん楽市｜都市交流施設・道の駅保田小学校｜千葉房総半島鋸南町の道の駅
https://hotasho.jp/
・総務省国勢調査
・宇和島市観光物産協会アンケート結果
・RESAS 地域経済分析システム[*1]https://resas.go.jp/regioncycle/#/map/38/38203/2/2018

宇和島市の活性化のための研究
１年２組
１年３組

桑山
赤松

朝光
沢朗

１年２組
１年３組

高田
横田

柊
唯人

１年２組
１年４組
指導者

宮田 和弥
山口明日向
谷口 治義

１

課題設定の理由
近年、宇和島市の観光客数は年々若干の減少傾向にある。また、人口も著しい減少を続けており、宇和島市のさらなる衰退が予測される。都市の衰退が進行すれば、地域固有の文化が失われる可能性も大きくなるといえるだろう。これらのことから、宇和島市の観光客数、人口を増加させることにより宇和島市を活性化させたいと考え、このテーマを設定した。

２

仮説
観光客数、人口が増加している市町村は、その市町村の財政、魅力に共通点があるのではな
いかと考えた。

３

研究の方法(1) 方法ア 宇和島市と人口が同規模かつ１か月あたりの平均観光客数が 10000 人を超える市区町村に共通する観光の魅力① 「【全国の市区町村】人口ランキング・面積ランキング・人口密度ランキング」をもとに、宇和島市と人口が同規模の市区町村を 24 市区町村抽出する。
② 「地域経済分析システム RESAS」を用いて上記の市区町村の１か月あたりの平均観光客数の算出を行う。
③ その中で 1 か月あたりの平均観光客数が 10,000 人を超えた市区町村を抽出する。
④ 上記の市区町村に共通する観光に関する魅力を、その市区町村の公式ホームページや観光協会のサイト等を用いて調査する。
イ 財政力と人口の関連① 宇和島市と類似する財政力を持つ市区町村を取り上げ、その人口の推移を調べる。
(2) 調査条件
ア① 西川ら(2016)より、滞在人口－定住人口＝観光客数と定義する。それらを月別で求め、全て足して 12 で割ったものを１か月あたりの平均観光客数とする。
② 人口は、2018 年 10 月１日時点のものとする。
③ ここでは、宇和島市の人口の 72,915 人をもとに、最小を 70,129 人の山梨県南アルプ
ス市、最大を 74,993 人の群馬県館林市として、人口が同規模であると定義する。
イ 地方公共団体の財政力を示す指標である、財政力指数を用いて調べる。令和２年における宇和島市の財政力指数は、0.33 であるので、これと類似する市区町村を調べる。それらのうち、人口増加を記録した市区町村を選び、その要因や特徴を考察する

４ 結果と考察(1) 観光に関する魅力についての共通点として、その地域の歴史や自然、およびそれらを体験できるイベントが挙げられた。したがって、歴史的な遺跡や伝統的な食文化を持つ宇和島市
は、それらを PR および体験できるイベントを実施することによって、さらに観光客を増加

させることができるのではないかと考えた。
(2) 財政力が宇和島市と類似し、かつ人口増加した市町村を調べると次が見つかった。
① 富山県舟橋村 財政力指数：0.33② 沖縄県南城市 財政力指数：0.34
特徴① 舟橋村 県庁所在地である富山市から電車で 15 分
平成 12～18 年まで人口増加率が日本１位
面積が約 3.87 ㎢であり全国で最小の自治体② 南城市 人口 44,043 人(2022)
那覇市から自動車で約 30 分
神の島と呼ばれる久高島を有す以上の結果より、財政力が低くとも活性化している自治体は、県庁所在地等の大規模都市へのアクセスが良い場合が多いといえる。したがって、交通アクセスと活性化との間に相関性があるのではないかと考えた。
これをふまえ、宇和島市、松山市間の移動距離と類似している他県の県庁所在地と市町村の観光客数を比べ、交通アクセスと活性化に相関性があるのか調べた。グラフはその結果である（図１）。相関性は見られなかった。このことから、交通アクセスに関わらず子育て世代向けの政策が人口増加の大きな要因ではないかと考えた。

図１

県庁所在地と市町村間の移動時間と観光客数の関係

５

今後の課題とまとめ
本研究における観光に関する魅力として、歴史、自然、およびそれらを体験できるイベント
であることが分かった。また、今回の研究では交通アクセスと観光客数の相関性は見られなかったが、さらなる条件を追加し明らかにしていきたい。

参考文献
・「地域経済分析システム RESAS」
https://www.pref.toyama.jp/140403/r2zaiseijoukyou.html
・「西川亮(2016) 定住人口－観光客数＝滞在人口の大きさを探る [コラム vol.320] 」
https://www.jtb.or.jp/researchers/column/column-population-niseko-nishikawa
・「潟上市の世帯数（総数）推移グラフ(2005 年～現在)」
https://graphtochart.com/japan/katagami-shi-number-of-households-total.php
・「全国・全地域の財政力指数番付」http://area-info.jpn.org/KS02002All.html
・「【全国の市区町村】ランキングデータ」 https://uub.jp/rnk/

紙飛行機の形状による飛行距離の変化
１年１組
１年２組

林
勇吹
佐々木美緒

１年２組
１年３組
指導者

児玉
濱田
中村

澪
雷士
俊貴

１

課題設定の理由
飛行機は飛ぶ際に重量の制限やバランス等の条件を満たさなければ離陸できない。特に飛行機の重心を規定範囲内に収めるために、乗客や荷物の位置をどこに配置すればよいか事前に調べたうえで運行計画を立てている。そのため、より安全に多くの人数を運ぶためには、安定した飛行をできる飛行機を開発することが望ましい。本研究では紙飛行機の重心や羽の大きさ、比率を変えることでより安定した飛び方をする紙飛行機の特徴について研究を行った。

２仮説
先行研究により、紙飛行機の縦横比は３：２、重心は前方にある方がよく飛ぶことが分かっている。本研究では重心が図１の②の位置にあるときに一番飛距離が伸び、重心が②の位置から遠のくにつれ飛距離は短くなっていくのではないかと考えた。また、縦横比による飛距離の変化については、比が 9:6 の紙飛行機が飛距離を伸ばすと予想した。よって、重心が②、縦横比が９：６の紙飛行機（A2）が最も飛ぶという仮説を立てた。

① ② ③ ④ ⑤

図１
３

紙飛行機の重心の位置研究の方法(1) カタパルト（発射装置）の作成
本研究において、人が紙飛行機を飛ばした場合、同じ力や角度で発射することは困難である。そのため、モーターを用いたモーター式カタパルトの作成を行った。その構造は図２のように土台となる木の板に縦長の板を割りばし一本分間を 図２ モーター式カタパルト
とって二本固定し、二本の板の先端にタイヤ付きモーターを取り付けたものである。発射時には板と板の間を這わすように紙飛行機を軽く押してやることでタイヤに挟まれた紙飛行機が飛び出すという仕組みである。
(2) 実験方法
床から高さ１ｍの位置に設置したカタパルトを用いて、紙飛行機をそれぞれ十回ずつ飛ばし、
飛行距離、滑空の仕方、着地位置を計測する。条件設定を以下に示す。
ア 紙飛行機の素材は A4 のコピー用紙とする。
イ 紙飛行機の縦横比は 9:6、10:6、11:6 の三種類とし、それぞれ
A1 ～A5、B1～B5、C1～C5 とする。
ウ 重心の位置は先端側から①～⑤とする。
エ 飛行距離：発射地点から着地点を直線で結んだ長さとする。
オ 滑空の仕方：機体を横から観察し、上下の起伏を計測する。
図３ 紙飛行機の縦横比
カ 着地位置：発射方向一直線上にひいた線から左右に何度ずれたか見る。10 度ごとに区切りを設け、どの範囲に着地したか計測する。

４

結果と考察
実験の結果、縦横比が 9:6、重心の位置が②の A2 の紙飛行機が、この比と重心の組み合わせの中で最も遠くへ飛ぶことが明らかになった。また、三つの縦横比の紙飛行機に共通して、重心が⑤のものが 1 番飛距離が短い。
さらに重心が先端から離れるほど飛行姿勢は不安定になる。
このことから、縦横の比率と重心の位置は相互作用がほとんど働かず、重心が後ろに下がるほど姿勢が安定しなくなることがわかる。

図３

飛行距離（A1～A5）

図４

飛行距離（B1～B5）

図５

10

10

10

8

8

8

6

6

6

4

4

4

2

2

2

0

0

①

②

③

④

⑤

飛行距離（C1～C5）

0

①

②

③

④

⑤

①

②

③

④

安定

グラグラ

右一回転

安定

グラグラ

右一回転

安定

グラグラ

右一回転

左一回転

急上昇から急降下

右へ滑空

左一回転

急上昇から急降下

右へ滑空

左一回転

急上昇から急降下

右へ滑空

左へ滑空

急旋回

左へ滑空

急旋回

左へ滑空

急旋回

図６

滑空の仕方Ａ

図７

滑空の仕方Ｂ

図８

滑空の仕方Ｃ

図９

着地位置

⑤

５

今後の課題とまとめ
紙飛行機を飛ばしているときに同じ機体の飛距離に差があった。カタパルトで飛ばすときの角度が変わったのかそれとも機体に何らかの変化があったのか詳し
く調べたい。また、この研究で得られた結果から新しい
機体の構造を生み出し、現代の航空技術の発展につながる研究結果にしたい。

謝辞
本研究を進めるにあたって、使用道具を貸してくださ
ったり、ご意見をくださったりしていただいた先生方に感謝の意を表します。

参考文献
・高橋遼平 花山佳祐 松家汰樹 森本匠 武田和正 (2015)紙の縦横の比率と飛距離の関係性,倉敷天城高校
・丸山茂宏 谷田啓明 妹尾信吾 小郷佑太 (2013) 紙飛行機のよく飛ぶ条件,倉敷天城高校
・日下孝 大津秀穂 宮崎元晴 (2017) 仙台市科学館における「紙飛行機」の展示と紙飛行機教室
について 仙台市科学館 研究報告 第 27 号 20-23

試験管に付着したゴム状硫黄の除去方法の確立
１年４組

吉見心優

１年１組

田中風吹

１年２組

浅田美晴

１年２組
指導者

井上日和
浦辻規幸

１

背景・目的
硫黄の同素体の生成実験において、試験管を用いるため、ゴム状硫黄が試験管内部に付着する。
兵庫県立教育研修所の研究により、試験管にこびりついた硫黄は水酸化ナトリウムを入れて煮沸し、冷えてから水に移してブラシで擦ると簡単に取れることが述べられている［１］。しかし、これは熱濃塩基を用いるため、試験管をとかしてしまう可能性がある。また上杉らの研究により、ゴム状硫黄を取り除くには、ゴム状硫黄を液体窒素に浸し、それでも取れなかった場合は、6.0M の NaOH 水溶液を入れて擦る方法が最適だということが分かっている［２］が、その方法で硫黄を取り除けた試験管の本数は 50 本中 24 本であり、全てを除去することは難しい。
そこで本研究では、熱濃塩基を使わず、完全に硫黄を除去することを目指した。

２

方法
ゴム状硫黄は室温に数日置いておくと、しだいに黄色の斜方硫黄に変化する［３］ことが分かっている。また斜方硫黄と液体窒素はともに無極性分子からなり、液体窒素は常温で気化し爆発的に体積が大きくなる性質がある。そこで本研究では次の４つの仮説を立て検証を行う。
(1) 試験管内にある硫黄がゴム状硫黄でなければ、除去率が高くなる。
(2) ゴム状硫黄を取り出した後の試験管の置き方を横置きにし、表面積を大きくすることで、除去率が高くなる。表面積を大きくするため残ったゴム状硫黄が底にたまらないようにする。
(3) 試験管を静置する時間を長くすることでゴム状硫黄が斜方硫黄に戻り、除去率が高くなる。
(4) 液体窒素について硫黄が除去できるのは、温度変化により硫黄の体積が小さくなったことと、無極性分子である液体窒素が硫黄の隙間に入り気化したことのいずれかが原因である。
以上 4 つの検証を行うため、ゴム状硫黄が付着した試験管について実験①～④を行う。ゴム状硫黄が付着した試験管は、硫黄を試験管の中に 3 分の 1 入れて加熱し、生成されたものを外部に放出して作成した。また比較検討のため、作成した試験官はいずれも指定の日数静置後、液体窒素が試験管内部に入るようにして試験管全体を 30 秒浸し、6M の水酸化ナトリウム水溶液 5.0ml を試験管の壁面に沿うように入れて 24 時間静置し、最後に試験管洗浄機で洗浄することとする。
実験① ゴム状硫黄と単斜硫黄の比較
斜方硫黄と構造が同じ単斜硫黄とゴム状硫黄を生成し、縦置きで 100 日間静置し、比較。
実験② 縦置きと横置きの比較
縦置きと横置きで 100 日間静置し、比較。
実験③ 日数による比較
期間は 0 日、25 日、100 日で横置きで静置し、比較。
実験④－A 液体窒素の役割
100 日間横置きの状態で静置する。その後、液体窒素が試験管内部に入れるものと液体窒素
が試験管内部に入り込まないようにして試験管外部のみを 30 秒冷却する条件に変え比較。
実験④－B 水酸化ナトリウム水溶液の役割
液体窒素と接触させず水酸化ナトリウム水溶液のみ実験。

３

結果
結果を表１に示す。表中の a～d は、評価基準（a;すべて除去できた, b;残った硫黄が 2mm 未満, c;残った硫黄が 4mm 未満, d;残った硫黄が 4mm 以上）により除去を評価したものである。
表１
番

置いた

号

日数

１
２
３
４
５
６
７

100
100
0
25
100
100
0

置き方

硫黄

縦
縦
横
横
横
横
横

ゴム状
単斜
ゴム状
ゴム状
ゴム状
ゴム状
ゴム状

実験の結果

液体窒素

本

の入れ方

数

中
中
中
中
中
外
無

9
9
10
10
10
10
10

液体窒素
a
0
7
0
0
2
0
-

b
0
0
0
1
3
0
-

c
1
0
0
1
2
0
-

水酸化ナトリウム
d
8
2
10
8
3
10
-

a
1
7
5
5
10
3
2

b
0
0
0
4
0
0
0

c
1
0
3
0
0
2
0

d
7
2
2
1
0
5
8

４

考察
実験① ゴム状硫黄と単斜硫黄の比較 について
番号１と２の比較より、単斜硫黄は取れやすい状態に戻るが、分子構造の異なるゴム状
硫黄は斜方硫黄に戻ってないことが考えられる。
実験② 縦置きと横置きの比較 について
番号１と５を比較より、仮説にある表面積を大きくすることが大きな要因の一つである
ことが考えられる。また、縦置きの番号１はほとんどの試験管の底に硫黄が溜まっており、除去することができない状態である。この結果より試験管の置き方を横置きにし、底に硫黄が溜まらないようにすると除去しやすくなることが考えられる。
実験③ 日数による比較 について
番号３～５の比較より、長期静置により硫黄を除去することができ、長期静置により除去率が上がることが分かった。
実験④－A 液体窒素の役割 について
番号５と６の比較より、温度による影響ではなく、液体窒素が接触することが除去の要因であると考えられる。
実験④－B 水酸化ナトリウム水溶液の役割 について
番号３と７の比較より、液体窒素との併用が重要であることが示唆される。

５

結論と今後の展開
横置きで 100 日静置した試験管に液体窒素をかけ、6.0M の水酸化ナトリウムを使用すると10 本中 10 本硫黄を除去することができた。本研究によりゴム状硫黄の除去方法を確立することができた。

参考文献［１］ 「実験科学ｰ３」 兵庫県立教育研究所
http://www.hyogo-c.ed.jp/~rikagaku/jjmaual/jikken/kaga/kaga03.htm［２］ 「ゴム状硫黄の最適な除去方法」 上杉 夏蓮, 幸渕 美嘉, 児玉 亜門
令和 3 年度愛媛県宇和島東高等学校 SSH 生徒課題研究論文集 p.6-7［３］「硫黄について:歴史,性質,化学的特徴から生体における役割まで(身近な元素の世界)」
越野省三 化学と教育 62 巻(2014)1 号 p.26-29

カゼインプラスチックの活用方法に関する研究
１年 1 組

岡崎

煌生

１年２組
１年２組

西川
安岡

蓮人 １年２組 西口 凛太朗
慶二郎 １年２組 渡辺 蓮二
指導者 横田 幸治

１

課題設定の理由
現在、プラスチックによる環境汚染の問題が話題になる中で、プラスチック削減の動きがある。そこで、削減するだけではなく、環境への優しさに配慮するべきなのではないかと考えた。
そして、生分解性のあるカゼインプラスチックを知り、それが地球環境の改善に役立つのではないかと考えた。そこで、簡単に作れるという特徴を踏まえ、長所と短所を理解し活用しようと考え、この課題を設定した。

２

原理
山本ら（2021）によると、牛乳に含まれるタンパク質（カゼイン）が負の電荷を持っていて、そこに酸を加えるとカゼインが負の電荷を失い、カゼイン同士が引きつけ合う。それを乾燥さえることで、カゼイン同士の間の水分が抜けて結合する。

３

研究の方法
まず、カゼインプラスチックを活かすために特徴について調べた。すると、次のことが判明した。土壌分解される、特有のにおいがある、海水や川の水でも分解される、市販で販売されているものは作成に半年ほどかかる、食物だけで作られている。
これらのことから①色を付けること。②臭いを消すことの２つが活用するための最低条件だと考えた。そこで次の実験をした。
(1) ①を満たすカゼインプラスチックの作成
一般的なカゼインプラスチックの作り方に加え、水分を抜いた後、赤食紅を 0.2 グラム入
れ均一に色が広がるように混ぜる。ここでできたプラスチックを物体 A とする。
【実験方法】
ア 沸騰させた牛乳に酢を加える。
イ 後継物をガーゼにこし取って、水洗いをする。
ウ キッチンペーパーで水分を取る。
エ 好きな形にして電子レンジで温めて固める。
(2) ②を調べるための調査
上記の作り方でお酢の代わりにレモン果汁を使い実験を行った。この際、対照実験として条件をそろえるために直径約３センチメートル、重さ 15 グラムの球体に形状を揃えた。お酢で作成したものを物体 B、レモン汁で作成したものを物体 C とする。

４

結果と考察
物体 A は着色に成功した（図１）。そして実験２の物体 B、C（それぞれ図２、図３）ともに酸味のある酸っぱいにおいが発生していた。加熱する過程で水分が抜け、形が変わりすべて楕円状になってしまった。しかし、形が B、C ともに同じだったため、それらを使用して調査を
進めた。

図１

物体 A

図２

物体 B

図３

物体 C

臭いがとても強く、強烈だったため、臭いに関して宇和島東高校の 20 人の生徒に、臭いを嗅いでもらい、アンケート調査をした。１か月間炭と一緒に同封していた物体 B を、袋から出し
１週間経過したものを嗅いでもらった。その結果、19 人が臭いなし、１人が臭いあり（土の匂いを感じた）と回答が得られた。
また、下の表１は、グループ内で臭いをかぎ、臭いの変化を記録したものである。この時、物体 C を炭と一緒に同封し、それについても臭いの変化を記録した。物体 C を炭に入れたものの１週間では臭いがなくならなかった。物体 B は時間が経過すると、臭いが戻っていることを感じた。臭いを消す別の方法を考える必要があると感じた。
表１においの変化の記録

炭から出した物体 B炭に入れた物体 C

１日目 1/13（金）においなし

きついにおい４日目 1/16（月）においほぼなし

すっぱいにおい５日目 1/17（火）においなし

すっぱいにおい６日目 1/18（水）においややあり(最初のほうに牛乳）

すっぱいにおい７日目 1/19（木）

匂いが戻ってきている

すっぱいにおい５

今後の課題とまとめ
今回の実験を通して、自分たちが作成したカゼインプラスチックの活用のために一時的に炭での消臭が可能であり、着色することが出来、型があればかたどることが出来るということが分かった。しかし、制作コストの面や、根本的なにおいの解決がされていない、角ばった形状を作るのが難しいなど、実際に使うためには様々な課題が残った。食品だけでできていることから幼児のおもちゃ、簡単に制作できる点から学校教育でのエコについての体験学習としていい機会になるのではないかと考えた。形成後に消臭するのではなく、においの元を消す方法も考えていきたい。

謝辞
横田先生をはじめ、様々なかたちで僕たちの研究の手助けしてくださった先生方、ありがとうございました。そして、アンケートに協力してくれた生徒の皆さんも本当にありがとうございました。
参考文献
・創成化学工学実験
https://www.ichinoseki.ac.jp/che-site/sosei/hei27/hei27-01.html（R5.1.19）
・山本陸王ほか（2021） 『カゼインプラスチックの性質の検証』 令和３年度 SSH 生徒課題研
究論文集 愛媛県立宇和島東高等学校

油脂によるマイクロプラスチックの回収
１年４組

中村

亮太

１年１組 加藤 景士 １年１組 八十島 駿
１年１組 志水 大悟 １年１組 岩村 進二朗
指導者 窪地 育哉

１

課題設定の理由
近年問題となっている海洋マイクロプラスチック（以下 MP）の問題は、魚類養殖生産量日本一を誇る愛媛県南予地方においても、解決すべき重大な問題の一つである。伊藤らは、各種
食用油に対する MP 粉末の吸着性に着目し、食用油を用いた MP 粉末除去装置『マイクロプラ
スチック除去装置油吸着式［Microplastic Removal
Device Oil Adsorption Type］（以下 MrDoat）を考案（図１）し、その性能について評価を行い、水中のMP 粉末について 99%以上の除去に成功したと報告している。また、油の量を増やすことで、100％除去可能であると考察している（図２）。我々は、油の量を増やしたり、攪拌の時間を多くしたりすることで、 図１ MrDoat を用いた MP 除去の模式図MP 粉末 100％除去が可能になるのではないかと考え、本研究を行った。
非加熱オリーブオイル
加熱オリーブオイル
廃棄ブレンド油
線形 (非加熱オリーブオイル)

400

]

３

y = -2.8 x + 318.49[

２ 仮説(1) 油の量を水：油＝１：２とすることで、全ての MP を除去できる。
(2) 撹拌時間を延ばすことによってより多くの MP を回収することが出来る。
(3) 一定の量の油を数回に分けて撹拌することによって、より多くの MP を回収することができる。

Ｍ
Ｐ
粉
末
残 200
存
数
個

0
0

10

20

30

40

50

60

70

油の量（mL）

図２ MrDoat に各油脂を用いた MP 粉末の
除去状況

研究の方法
アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、PET の混合粉末を MP 粉末とした。マイクロプラスチック
除去装置油吸着式［Microplastic Removal Device Oil Adsorption Type（以下 MrDoat）に MP
粉末の混ざった水と油を入れ、攪拌後水を回収し、残存する MP 粉末数を、光学顕微鏡により観察、計測した。
表１

４

実験条件
油の量と攪拌時間

実験 No

水の量

MP 量

(1)

250 mL0.25 g「120 mL・10 分間」(2)

250 mL0.25 g「60 mL・10 分間」「60 mL・40 分間」(3)

250 mL0.25 g「20mL・5 分間、20mL 追加・5 分間、20 mL 追加・5 分間」「30mL・5 分間、30mL 追加・5 分間」

結果と考察
図３に実験 No(1)および、先行研究で得た、各油脂を用いた MP 粉末の除去状況の結果を示した。また、図４に実験 No(2)の結果を、図５に実験 No(3)の結果を示した。

(左)
(中)
(右)

図３

MrDoat に各油脂を用いた MP 粉末の除去状況

〔 個
400
〕
350

〔 個
400
〕
350

M 300
P
250
粉
末 200
残 150
存 100
数

M 300
P 250
粉
末 200
残 150
存
100
数

50

50

0

0
油 60mL 10 油 60mL 40
分
分

図４ 攪拌時間を変えた場合の MP 粉末の除去状況

油 60 ｍL
１回

油 30 mL
２回

油 20 mL
３回

図５ 油を少しずつ加えた場合の MP 粉末除去状況

先行研究では、油の量を増やすことにより MP 粉末残存数が 0 になると予想されていた（図２）が、実験結果によると、ある量以上油を加えても、除去効果は大きくならないことを示唆する結果となった（図３）。
図４では、攪拌の時間を４倍の時間にした場合、MP 粉末残存数は 11%の減少となった。
また、図５によると、油 60mL を 2 回に分けて入れ、攪拌した場合の MP 粉末残存数はおよそ 193 %、一方、油を３回に分けて入れた場合の MP 粉末残存数はおよそ 49 %となった。
５

まとめと今後の課題
実験(1)～(3)により、加える油の量をある量以上多くしても、除去できる MP 粉末には閾値があること、攪拌時間を多くしても除去できる MP 粉末には閾値があることが示唆される結果となった。先行研究で行われた、洗剤を加えるなどの工夫により、より効果的な MP 除去を目指
したい。

参考文献
・伊藤ら(2021)「油脂を用いた水中のマイクロプラスチック除去～安心安全な養殖を目指して～」，令和３年度 SSH 生徒課題研究論文集

ヒオウギ貝に関する研究
１年１組

岩井

敦

１年１組 吉川 颯太 １年２組 入田
１年３組 戸田 周利 １年４組 藥師神
指導者 窪地

純友
直人
育哉

１

課題設定の理由
ヒオウギ貝 Mimachlamys nobilis は、二枚貝綱イタヤガイ目イタヤガイ科の一種で、食用になる貝であり愛媛県愛南町由良半島が有数の産地となっている。水温が高い静かな内湾で育つ
ヒオウギ貝は、図１のように赤、黄、紫、オレンジの色の貝殻を持っている。
須田ら(2020)は、ヒオウギガイを冷凍保存したのち、解凍させる過程で体から出てくる体液の色と、貝殻の色が同じであることに着目し、その成分について、
図１ 貝殻を開いた状態のヒオウギガイ
吸光度を測定し、フィトエンあるいはβカロテンではないかと推察している。
我々は、貝殻の着色のメカニズムの解明につなげたいと考え、体液について、ヒオウギガイの体のどの部分からでた液が色と関係が深いのかをつきとめることを目的として本研究を行った。

２

図２ ヒオウギガイ体液の吸収スペクトル方法(1) ヒオウギガイを貝殻の色別にし、それぞれの体を解剖し、外套膜、内臓、貝柱、鰓、中腸線（図３）に分けた。
(2) 分けたものを１週間冷凍した。
(3) 解凍し、エタノールで色素抽出を行い、遠心分離で残渣を取り除いた。
図３ ヒオウギガイの解剖模式図(4) 抽出液（図４）の吸収スペクトルを測定した。

図４ 遠心分離機と可視紫外分光光度計
左：LEGEND MICRO 17R 右：UV-mini1240
４

結果と考察

図５～８に体液の吸収スペクトルの結果を示した。

図５

外套膜体液の吸収スペクトル

図７

外套膜体液の吸収スペクトル

図６

図８

黄色貝の部位別吸収スペクトル

外套膜体液の吸収スペクトル

図５、図７、図８において 320nm 付近、450nm 付近に吸収ピークが表れておりこれはフィ
トエンおよびβカロテンによるものと考えられる。また、図６において、鰓部分から得た体液に 320nm、425nm 付近にピークがみられる。
５

今後の課題とまとめ
黄色の貝の体液について、先行研究で明らかにされた外套膜から得た体液以外の部位にもわ
ずかに色素があることが確認された。一方で、オレンジ色、紫色の貝からは色素を確認することができなかった。カロテノイドは自然界に最も多く存在する色素であり、様々な合成機構が考えられることから、同定が非常に困難である。今後、液体クロマトグラフィ等、別の手法でも分析を行い、詳細に迫りたい。

参考文献
・”ヒオウギ貝の色の研究”
愛媛県立宇和島東高校 科学部１年

岡崎綾香

梶田怜

須田凪咲

橋本彩花

最適なソーラークッカーの形状と気候の関係
１年２組
１年４組

橋本 健生
池田虎太朗

１年３組
１年４組
指導者

西田
善家
松岡

泰輝
悠太
拓哉

１

課題設定の理由
災害時にはライフラインが途絶えることがあり、そのような状況下に置かれた際に利用できるような最適なソーラークッカーの形状を調べるため、また、いつ災害が発生するか予測出来ないので、季節による上昇温度の違いについても調べるために、この課題を設定した。

２

研究１について(1) 研究１の方法
段ボール、アルミホイルを使用して箱型(図１)、パネル型(図２)、パラボラ型(図３)の３種類のソーラークッカーを作成し、午後一時から 2 時間ほど設置し、アルミ缶の中に入れた
水 200mL の上昇温度を測定する。また、気温、湿度、雲量なども測定前と測定後に記録する。

図１

箱型

図２

パネル型

図３

パラボラ型

(2) 研究１の仮説
気温が高い時期は光を一点に集めやすい構造であるパラボラ型が一番上昇温度が高く、気温が低い時期は壁に囲われて熱が逃げにくい箱型が一番上昇温度が高いと予想した。

図４

研究１の結果(3) 研究１の結果と考察
・パネル型が最も温度上昇が大きくなった。要因としては、太陽に向かう表面積が大きく光が反射しやすいことが考えられる。また、３方を壁に覆われているため風で熱が奪われるのを防ぐことができるのではないか。
・パラボラ型が次に温度上昇が大きい。これは、光が最も効率よく集まる作りであるからだと考えられる。しかし、傘では焦点がうまく定まらず大きな温度上昇が起こらなかった。
・箱型が最も温度上昇が小さい。これは、日が落ちるのが早くなると、箱の前面の部分によって内部が影になったことが原因だと考えられる。
気温が下がるにつれ、どのソーラークッカーも温度上昇が小さくなったので新たに改良したソーラークッカー（図５）を作成し、研究２を行った。
３

研究２について(1) 研究２の方法
より光を集中させるためにパネル型の面を放物面に改良する。
また、両面テープではなく接着剤を使用し、極力アルミホイルがしわになりにくいようにした。
図５ 凹面型(2) 研究２の仮説
放物面にしたことにより、光を集めやすくなり、上昇温度が大きくなると思われる。
(3) 研究２の結果と考察
仮説通り上昇温度は研究１よりも大きくなった。しかし、まだ上昇温度が実用できるまで大きくないので、さらなるデータを冬場以外の時期（夏場などの気温の高く日差しの強い時期）での実験を行って、冬以外ではどんな時期に実用ができるのかを研究していきたい
35.0
30.0
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0
上昇量（パラボラ）

上昇量（パネル）

１２月９日

図６

上昇量（凹面）

１２月１２日実験１と実験２の比較

４

今後の課題とまとめ
前述の通り冬場がなどの気温が低く、晴れが少ない時期にしか実験を行うことができていな
いので、夏場などの気温が高く晴れが多い時期に実験を行っていきたい。また、実験１で使用したソーラークッカーについても、同様に実験を続けて、凹面型との上昇温度についても、データを取っていきたい。

謝辞
ソーラークッカー作成にアドバイスをしてくださった方々、ありがとうございました。
参考文献
・根津美智子;樋口千鶴;鈴木耕太.手作りソーラークッカーへの挑戦 身近な材料で作るソーラークッ
カー.：日本調理科学会大会研究発表要旨集 平成 30 年度大会（一社）日本調理科学会.日本調理科学会,2018.p.12

花の匂いの効果的な抽出方法
１年１組

稲田

美優

１年１組
１年２組

髙平
藤本

こころ
明香里

１年２組 西川 ほのか
１年４組 宮本 莉緒
指導者 林 広樹

１

課題設定の理由
植物はさまざまな匂い物質を作り、環境中に放出する。個々の匂い物質には、誘因効果や忌避効果、植物同士で食害の情報を匂いで伝達し、防御機構を高めるなど匂いを介した植物間コミュニケーションなど、匂い物質
放出は植物の生き残り戦略の一つになっている。である。匂い物質の抽出
方法は、水蒸気蒸留やアルコールでの抽出など先行文献が見つかったが、その抽出された匂い物質による匂いの強度は定量化されていなかった。一
図１ noseStick
方で、I-PEX 株式会社のニオイセンサ「noseStick」（図１）では、匂い分子を検知し、これまで視認できなかった匂いを識別し、数値化することができる。筆者らは、様々な植物からアルコールにより匂い物質を抽出し、ニオイセンサ「noseStick」を使って比較することを試みた。匂い化合物による匂いの種類や強度を数値化できれば、その忌避効果や誘因効
果、コミュニケーションと匂い物質との関係を明らかにできると考え、本研究を行った。

２

研究の方法
(1) 実験材料：レモン、ヨモギ、ミカン、スイセン、ビオラ 各 5ｇ(2) (1)の抽出する植物の皮や花弁を細かくし、すり鉢で潰す。
(3) (2)をジップロックに入れ、ウオッカを 5ｇ注ぎ、匂い物質を抽出する。

図２

レモンを抽出した様子

図３

ヨモギを抽出した様子(4) (3)をジッパーに封入し、1 時間程度放置する。
(5) 匂いの強度を１（弱い）から５（強い）の５段階で評価し、５人の平均を表１に示す。
また、匂いの持続性や特徴についても５人の意見をまとめ表１に記した。
(6) 匂いの強度をニオイセンサ「nose Stick」を用いて、計測した。
３

結果(1) 班員（５人）による抽出した匂いの評価
表１ 実験材料ごとの匂いの強度等の評価
実験材料

抽出後

１日後

匂いの持続性

抽出後の特徴１日後の特徴

レモン

4.0

3.9

あり

弱いアルコールの匂い

変化なし

ヨモギ
ミカン

3.8
3.6

4.6
2.6

あり
ほぼなし

素材の匂い
清涼感がある

臭みが増す
弱まる

スイセン

3.8

3.2

ほぼなし

マイルドな匂い

弱まる

ビオラ

2.8

2.4

あり

強いアルコールの匂い

臭みが増す

(2)

ニオイセンサ「nose Stick」による匂いの強度の測定結果

800

800

600

600

400

400

200

200

0

0

-200

-200

図４

４

スイセン

ミカン

ビオラ

レモン

ヨモギ

植物の匂いの種類と強度の関係（抽出時）

図５

スイセン

ミカン

ビオラ

レモン

ヨモギ

植物の匂いの種類と強度の関係（1 日後）

考察(1) 班員（５人）による抽出した匂いの評価
表１より、抽出直後の匂いの強度はレモンが強く、よく匂い化合物を抽出できた。ビオラの匂いは弱かった。レモンとヨモギ以外は 1 日後に、匂いの強度が弱まった。匂い化合物が気化したことが原因と考えられ、匂いを持続させる方法を検討したい。ヨモギとビオラは抽出 1 日後、臭みが増した。よって、素材そのものの匂いを持続させる方法を検討したい。
(2) ニオイセンサ「nose Stick」による匂いの強度の測定結果
図４、図５より、ミカンは抽出後匂いが強く出ているが、1 日後では匂いが弱くなってい
るため持続性があまりないと考えられる。またレモンは抽出後も 1 日後もグラフに変化がな
く比較的持続性があることがわかる。このことは、表１の班員（５人）による抽出した匂いの評価の結果と一致する。スイセンは、図４より抽出後は強く匂っているが、図５から持続性がないことがわかる。

５ 今後の課題(1) 匂い物質を抽出することはできたが、その香りを持続させることができなかった。ウオッ
カ（エタノール）による抽出だけでなく、水蒸気蒸留など抽出方法を変えて香りを抽出し、香りが長く持続する抽出する方法を考案したい。
(2) 抽出された匂い物質が、実際に忌避効果や誘因効果、植物間コミュニケーションに影響するのかを確かめ、匂いの強度とその影響を明らかにしていきたい。
６

まとめ(1) ウオッカ（エタノール）で匂い物質を抽出することができる。
(2) ニオイセンサ「noseStick」で匂いの強度を計測することができる。
(3) レモン、ヨモギ、ビオラは持続性があり、ミカンとスイセンはあまりないと考えられる。

参考文献
・「自然から匂いを抽出して、香水をつくる」https://gogo.wildmind.jp/feed/howto/153

線虫の生態Ⅱ
１年１組
１年２組

岡村
薬師寺

壮真
創太

１年２組
１年２組
指導者

水谷
毛利
林

太軌
優進
広樹

１

課題設定の理由
線虫（図１）とは線形動物門（nematoda）に属する動物の総称である。推定で 50 万種以上が存在し、多くの土壌、海洋、淡水に生息する非寄生性のものと、一部の寄生性のものが存在する。
簡易がん検査（N‐NOSE）では、線虫の優れた嗅覚で、尿に含まれるがんの匂いを検知し、尿に集まる線虫の性質が利用されている。その一方で、線虫による農作物の被害も報告されている。そこで、私たちは線虫の生態について興味を持ち、その生態を解明
図１ 線虫の顕微鏡写真することを試みた。育った培地が生育好条件であれば、その温度（４×10 倍）を記憶し、その温度に対して正の走性を示すことを飯田ら(2022)が明らかにしている。私たちは、その追試実験を行うとともに、オンアイスで寒冷刺激を与えると、その記憶がリセットされるのではないかと考え、本実験を行うことにした。

２

３

仮説
育った培地が生育好条件であれば、その温度を記憶し、その温度に対して正の温度走性を示す。しかし、オンアイスで寒冷刺激を与えると、その記憶がリセットされ、線虫が好む温度である 25℃付近に対して正の温度走性を示す。

実験方法(1) 線虫の採集・培養
校内の日陰にあるコケを採取し、ベールマン装置（図２）で線虫を抽出した。抽出した線虫を顕微鏡で観察しながら捕まえ、
NGM（Nematode Grown Medium）寒天培地で線虫を培養した。なお、NGM（Nematode Grown Medium）寒天培地には栄養源として、大腸菌を塗布した。
(2) 温度走性の実験方法
図２ 簡易ベールマン① 線虫を予め 15℃、20℃、25℃の温度で培養する。
装置② 保冷剤とカイロを使用し、シャーレに温度勾配を付けた。
③ それぞれの温度で培養した線虫を、温度勾配をつけた②のシャーレに移した。
（図３）2④ 1 日後、集合状態を観察し、5mm 当たりの個体数を数えた。３区画を切り取り、その平均を求めた。
(3) オンアイス後の温度走性① 線虫を予め 15℃、20℃、25℃の温度で培養する。
② 保冷剤とカイロを使用し、シャーレに温度勾配を付けた。
③ それぞれの温度で培養した線虫を 1 時間シャーレごと保冷材の上に置き、オンアイスによる寒冷刺激を与えた。（図４）そのあと温度勾配をつけた②シャーレに移すした。
④ 1 日後、(2)と集合状態を観察し 5mm2 当たりの個体数を数え、2 区画の平均を求めた。

図３４

濃度勾配を付けた培地

図４

オンアイスによる寒冷刺激

結果と考察
表１ 15℃、20℃、25℃の生育適地で育てた後の線虫の温度走性の結果

生育適地での温度
１５℃
２０℃
２５℃
表２

温かい（約 25℃）
０．０
２．５
９．０

中間の温度（約 20℃）
１．５
１１．０
３．５

冷たい（約 15℃）
５．５
３．５
１．５

15℃、20℃、25℃の生育適地で育て、オンアイス後の線虫の温度走性の結果

生育適地での温度
１５℃
２０℃
２５℃

温かい（約 25℃）

中間の温度（約 20℃）

冷たい（約 15℃）

６．０

３．５

３．０

９．０

５．０

６．５

９．０

６．０

７．０

(1) 表１より 15℃、20℃、25℃の生育適地（栄養好条件）で育てた線虫は、それぞれの生育
適地で育っていた温度へ移動している。この結果は飯田ら(2022)の先行研究と一致している。
よって線虫は生育適地（栄養好条件）の温度を記憶するのではないかと考えられる。
(2) 生育適地（栄養好条件）で、それぞれの温度で培養した後、1 時間オンアイスで寒冷刺激を与えると、表２のように線虫が生育適温（20℃～25℃）の方に移動しているため、線虫はオンアイスによって生育適地で育ってきた温度の記憶を忘れたと考えられる。
５結論(1) 線虫は生育適地（栄養好条件）の温度を記憶する。
(2) オンアイスの寒冷刺激を与えると線虫が生育適温(20℃～25℃)に向かって移動することからオンアイスによって線虫の生育適地で育った温度の記憶は消去されるのではないか。

６ 今後の課題・ヒートショック（50℃～60℃のタンパク 質が変性しない程度の温度）などの刺激が、行動様式にどのような影響を与えるか検証する。
・観察された線虫の数が少なかったため、実験の精度が高いとはいえない。実験の精度を上げるため、多くの線虫を培養し、再度実験を行う。
参考文献
・飯田航平ほか(2022):「線虫の生態」『令和３年度 SSH 生徒課題研究論文集』愛媛県立宇和島東高等学校，93-96
・水久保隆之・二井一禎(2014)：亜細亜印刷株式会社『線虫学実験』

宇和島湾内でのカキの養殖に向けて
１年１組
１年４組

１

中山
片岡

大耀
澄夏

１年２組
１年４組
指導者

宇都宮 功
兵頭 凜和
中尾 力広

課題設定の理由(1) 現在、カキの養殖は、宇和島湾外で盛んに行われている。水質や天候等とカキの生息域との関係をより深く知ることで、ブリなどと同様に宇和島湾内でも盛んにカキを養殖できるようになり、地域貢献できると考えた。
(2) 昨年度の先行研究より学校の近くにある辰野川の市役所側と土管(宇和島東)側でカキの数に大きな差があったため、水の成分にどのような差があるか検証してみたかったから。

２

仮説
昨年度の先行研究(RSI)では、物質が多い方にカキが多く生息していると予想したが、結果は、リン酸値の少ない側にカキが多く存在していた。また、藻の生息域は、リン酸値が高いなどの特定の物質が影響しており、カキの生息域に影響を与えるとの報告がある。リン酸以外のBOD 他の物質もカキの生息域に影響している。

図１ 辰野川河口付近の地図
３ 調査方法(1) 先行研究確認調査⇒ 辰野川(図１・２)に行き、市役所側と宇和島
東側それぞれでパックテストを実施する。
(2) 天気・気温・干潮満潮時刻等を記録する。
(3) 先行研究の水質調査セット(パックテスト)の
図２ 辰野川河口
COD、NO２－、NO３－、PO４３－、NH４＋の 5 つにBOD を加えて調査する。
表１ 辰野川のパックテスト調査結果

４

結果１(辰野川)(1) ＣＯＤ値の変化が、市役所側と土管側との二つの場
所で３～８の間で一定の値を取らない（表１）。
(2) 台風・大雨の翌日の NO３値は 1.0 を越える（表１） 。
(3) 天気や時期(季節)によって物質の数値が増減している。

６

考察１
辰野川河口付近は年間を通じて水質の変動が大きい。変動が大きい市役所側には、カキが少ない（図３) 。

７

結果２(神田川)
図４に示すように BOD、
NO3-ともに、神田川の値が高い。表２の枠で示したところ
は、辰野川よりも値が高い。
図３

辰野川のパックテストの調査結果のまとめ
表２

図４

神田川のパックテスト調査結果

辰野川と神田川の比較

８

考察２(1) 水質は、天気によっても影響を受ける（表１）。
(2) 水質の良い辰野川は神田川よりカキが多い。カキは良質の水を好む（図４）（表２ ）。
(3) カキは水質が安定している場所を好む。物質の大きな変動は、カキの量に負の影響を与えている。人の多い湾の内側は汚れやすく変動が大きいが、蒋渕のような外洋に近い場所の水質は安定しており、カキの養殖に適していると思われる。蒋渕での水質調査が必要で
ある

９

今後の課題
(1) 海水に含まれるどの物質がカキの量に影響を与えるか調査する。
(2) 季節や天候の影響を調査する。(春夏秋冬＋台風の前後)(3) 辰野川の両サイドで、カキの数が違うのは水流の影響も考えられる。
⇒流速を測定する。

謝辞
本研究にあたり、愛媛県農林水産研究所水産研究センターのセンター長桧垣俊司先生をはじめ、多くの先生方よりご助言をいただきました。感謝の意を表します。
参考文献
・カキの生息条件(令和２年度宇和島東高等学校(ＲＳⅠ))
・神田川の水質と生物(令和２年度宇和島東高校 SSH 生徒課題研究) ・グーグルマップ
・石塚正秀、寺本健士、紺野雅代、井伊博行、平田健正ら水工学論文集第 49 巻 2005 年「紀ノ川下流の淡水域・汽水域における冬季から夏季の栄養塩・植物プランクトンの現地調査」

住宅地の河川に生息する生物～水生生物たちが好む場所～
１年１組
１年３組

１

２

和賀山翔
山本 怜

１年３組
１年４組

課題設定の理由(1) 住宅地沿いの神田川がきれいなのか、生物と水質の面から調査をして確かめ、水質環境の維持に寄与した
いと考えた。
(2) 水生生物が川のどの場所を好むのか分かれば、同じ河川でも汚れている場所とそうでない場所の区別ができる。汚れた場所が分かれば、そこを清掃することで河川の水質維持が容易となると考え主題を設定した。

岡村
小川

悠大
健太

１年３組
１年４組
指導者

末光
中西
中尾

図１

神田川付近の地図

弘武
玲雄
力広

仮説
(1) 生活排水が流れ込んでいる位置から遠い場所の方が水質は良好である。
(2) 水生生物のカゲロウ類を指標生物とし、生息地を調べることによって、河川の水質や生物とその周辺の住宅地との関連性が分かる。

３ 調査方法図２ 方形枠法(1) 調査地点は、神田川（図１）の特に住宅地が立ち並ぶ付近とし、流域の COD 値等のパック
テスト(COD、NO２－、NO３－、PO４３－、NH４＋の 5 つを調査する。
※COD は水の汚れを表す度合いである。
(2) 通常、植物の調査法に用いる方形枠法（図２）を用いて、環境省が示すきれいな水を好むカゲロウ類（ヒラタカゲロウをターゲットとする）の調査を試みる。
方形枠は太めのロープをビニールテープでつなぎ合わせて作成した。調査中に他の枠に逃げ込む確率を下げるため、調査は班員
図３ 一斉調査
全員で一気に行った。（図３）４

結果(1) COD が 7 月下旬から低下し、NO３－が冬場に上昇していることが分かった。（図４）(2) 方形枠法による調査カゲロウ類をターゲットとして調査した結果（図５）から、カゲロウ
類は流速の速い排水溝から遠い川の真ん中あたりに多く生息していることが分かった。
(3) 道路工事などをしている場所では、値が高いことも調査からわかった。

５

考察(1) COD 値の変動は、排水が出されたりすること含め人為的な要因が考えられる。
(2) ヒラタカゲロウ等の幼虫が、10 月上旬頃に容易に発見されていた理由としては、夏に発生したカゲロウ類の生殖期間が夏場から 10 月頃までであるためと考えられる。しかし、ヒラタカゲロウ等の幼虫は、11 月中旬頃から全く見つからなくなった。季節による水温の低下や水質悪化による NO₃⁻値の上昇などの理由で、私たちの調査地点ではない場所に移動した可能性がある。

図４

時期による水質変化(3) 10 月までは、COD の値が回数を重ねるごとに低下し、ヒラタカゲロウの幼虫の個体数が増えた。また方形枠法による調査から、ヒラタカゲ
ロウの幼虫は、流速が速く新鮮な水が流れ込む
川の真ん中あたりに多い結果となった。
これは、カゲロウ類には自分好みの水質(きれいな水)が存在するという結果であり、仮説は検証された。神田川においては、川の中央付近の流速が速くパックテストにおいても核物質の値が低い場所である。
６

ビニールロープ

1m

×

×

②

×

×

②

①

×

1m

川幅４m

図５

方形枠法

今後の課題
(1) 冬場でも生息している生物を継続的に調査する。
(2) 気温や流速と水質との関係を調査する。
(3) 下流だけでなく上流のデータ蓄積。

謝辞
本研究にあたり愛媛県農林水産研究所水産研究センターのセンター長桧垣俊司先生をはじめ、多くの先生方よりご助言をいただきました感謝の意を示します。
参考文献
・カキの生息条件(令和２年度宇和島東高等学校(RSⅠ))
・神田川の水質と生物(令和２年度宇和島東高校 SSH 生徒課題研究) ・グーグルマップ

ビオトープをキレイにしたい！～鉄炭団子を使って～
１年２組

１

大森野々花

１年３組
１年４組

芝
千夏
都川紗也佳

松浦
和家
清川

乙葉
椿
彩

課題設定の理由

宇和島東高校のビオトープがヘドロで汚染されている（図１）。先輩が行った、鉄炭団子による有害プランクトン増殖抑制［1］という内容の実験からヒントを得て、鉄炭団子がビ
オトープの水質改善に使えないかと考えた。鉄炭団子とは、使用済みカイロの中身（鉄粉と活性炭が密着して固まった状
態）にデンプンのり等を混ぜてこぶし大の大きさに丸めたもので、ヘドロを分解することが分かっている。鉄炭団子を用いてビオトープの水を、透き通った水にすることを目指しこの課題を設定した。

２

１年３組
１年４組
指導者

図１

校内のビオトープ仮説
鉄炭団子の使用により、水質が改善され、ヘドロが減少して悪臭の緩和にもつながる。

３

実験・研究の方法（実験１）

水槽を 4 つ用意し、それぞれにビオトープ水とヘドロを入れた。鉄炭団子の投入個数を、0個、1 個、2 個、3 個とした。実験前の水と、鉄炭団子を入れて 2 週間置いたものの水質をパックテストを使って調査して比較した。
４

結果と考察（実験１）

パックテストの結果は図２の通りである。鉄炭団子を入れた水槽の水質は、COD が一般の川で「きれい」とされる
基準よりも低い値であった。鉄炭団子の投入により、リン酸や無機
窒素化合物の量が増加している。ビオトープのヘドロは、植物やプ
ランクトンの死骸が主成分であると考えられ、これらに由来する有機物の分解が、鉄炭団子の投入によって促
図２ 団子投入後の水質進されているのではな
いだろうか。また、鉄炭団子を３個に増やすほど、効果が見られたが、水槽の水は６L 程度であるので、ビオトープ
への投入個数はかなり多く必要になる可能性がある。

ヘドロの量について、目視で確認できる変化は無かったが、鉄炭団子を入れた水槽の水が、赤茶色に変わった。また、ヘドロの減少が見られなかったことから、臭気の改善は感じられなかった。
５

実験・研究の方法（実験２）
実験 1 において、水が赤くなる原因を調査した。
水槽の濁りは鉄炭団子の成分によるもので あると考え、ビオトープの水を入れたビーカーに、鉄炭団子の成分を投入して変化を見た。水のみ、水にカイ
ロの中身を加えたもの、水にクエン酸ー水和物を加えたもの、カイロの中身とクエン酸ー水和物を加えたもの、の 4 つを用意した。

６

図３

水の赤変の原因調査

結果（実験２）どのビーカーも、水は赤くならなかった。このことから、団子に用いたデンプンのりが、赤変の原因かと考えた。しかし、調査する中で、赤変の後、一月ほどでまた透き通った水になる、という話もあった。そのため、さらにビーカーを放置したが、水がすべて蒸発してしまい、変化を観察することができなかった。パックテストによる各ビーカーの水質調査結果は、表１の通りである。
表１

団子成分による水質の変化

水のみ

水
+カイロ

水
+クエン酸ー水和物

COD

8

4

6

水
+カイロ
+クエン酸ー水和物
6

NH4+

0.2

1

／

／

NO2-

0.01

0.01

0.01

0.01

NO3-

0.2

0.2

0.2

0.2

７

まとめと今後の課題
鉄炭団子による COD の減少効果が見られたが、本校のビオトープの一番の問題は、普段、水の流れがないことである。参考文献では、すべて、水の流れがある環境での鉄炭団子の使用であった。
「ヘドロを減らす」ことから、水が流れない環境で「ヘドロの発生を抑える」という考えに変えて対策を練る方が良いと考えた。コーヒー粕など、ヘドロの発生に効果があるとされる物質の使用も試みたい。

参考文献［1］ 「宇和島湾における鉄炭団子使用の検討」石﨑杏香，潮田有紀，松井雪花，山口明里，橋本彩花 2021 愛媛県立宇和島東高等学校 SSH 生徒課題研究論文集［2］ 梅田川水質パトロール隊報告書
https://www.pref.aichi.jp/uploaded/attachment/400195.pdf

貝殻を用いた農業排水による四万十川濁水の改善
１年１組 小松 凌大
１年３組 薬師神杏美

１年２組 藥師寺晃久 中井 千聖
村田 萌桃 １年４組 水野 陽向
指導者 髙橋 寛

１ 研究の背景宇和島市三間町は「寒暖差が激しい気候と、粘土質の多い土壌に恵まれている」[1]ことから、米どころとして有名である。地域のブランド米である「三間米」を作る
水田の水は、代掻きなどで粒の細かい泥（粘土鉱物）が巻き上がり、濁った状態となる。その濁水は農業排水として三間川を通じて本流である清流四万十川まで流れ、清流としての景観を損ねることが近年問題視されている（図１）[2]。愛媛県や宇和島市など四万十川流域の周辺自治体や四万十環境財団は、その対策として滋賀県の事
例[3]を参考にしながら、浅水代掻きを実施したりセッコ
図１ 三間川と広見川の合流地点
ウ資材を水田に散布したりする [4]ことで、濁水を低減す
引用元：清流通信四万十川物語[2]るための実証試験を進めている。
また宇和島東高校では、水産業で有名な宇和島ならではの廃棄物であるさまざまな種類の貝殻の活用に向けた研究を行ってきた [5]。濁水対策として散布されるセッコウ資材の成分は硫酸カルシウム(CaSO₄)であり、カルシウムイオンを多く含むという点で貝殻と類似点がある。そこで私たちは、この四万十川の濁水問題の解決に貝殻を活用できるのではないかと考え、研究を行うことにした。
県や市・滋賀県の事例では、炭酸カルシウムをはじめとしたさまざまなカルシウム資材を比較検討しており、その中でもセッコウが有効であるとされている。しかし、酢酸カルシウムやクエン酸カルシウムを資材として用いた事例は報告されていなかった。本研究では、貝殻を酢
酸やクエン酸と反応させて得られた資材を濁水対策に活用できないかと考えた。
２ 仮説
貝殻と酢酸、クエン酸を反応して得られた酢酸カルシウム・クエン酸カルシウムが三間町の農業排水による四万十川の濁水対策として、凝析効果を示す。
３ 研究の方法(1) 資材の調整
実験には、真珠養殖の過程で廃棄されるアコヤ貝を用いた。まず、アコヤ貝を粉砕した。
貝殻には炭酸カルシウムとタンパク質であるコンキオリンが含まれるため、タンパク質の影響をできるだけ排除することを考え、電気炉を用いて 900℃で２時間焼成した。得られた酸
化カルシウムに対して、氷酢酸（純正化学）およびクエン酸（太陽製薬）をそれぞれ量論比となる割合で混合し、貝殻由来の酢酸カルシウムとクエン酸カルシウムを得た。
また、比較試料として販売されている薬品の硫酸カルシウム（林純薬工業）、酢酸カルシウ
ム（ナカライテスク）を使用した。
(2) 濁水の沈降実験
沈降実験には、自治体が濁水低減の実証試験を行っている地域である三間町迫目の土壌を用いた。この土壌 22.5 g に加えて、以下の表１のように資材を 0.3 g ずつ 500 mL のペットボトルに投入した。この割合は滋賀県の事例を参考にしたもので、代掻き時の水深を 10 cmとしたとき、水田 10 a 当たり 100 kg を散布する量である。
表１ 濁水の沈降実験に利用した資材
試料１
試料２
試料３
試料４
試料５
試料６
試料７
水のみ 貝+クエン酸 貝+酢酸 セッコウ 酢酸 Ca 焼成貝殻 粉砕貝殻
資材添加 クエン酸 Ca 酢酸 Ca 硫酸カルシ 酢酸カルシ 焼成した 粉砕した
詳細なし
(貝殻由来) (貝殻由来) ウム(試薬) ウム(試薬) 貝殻
貝殻
番号
略称

続いて各ペットボトルに純水を 300 mL 投入し、１分間激しく振とうした後静置した。静置したペットボトルについて、濁水の様子を目視で経過観察した。また、静置してから 24 時

間経過した後の上澄み液について、吸光光度計（島津、UV-mini1240）を用いて吸光度を評価することで濁水の程度を数値化した。ただし、装置の都合上すべての波長における吸光度を評価できなかったため、光の三原色である赤(700nm)、緑(546nm)、青(436nm)における吸光度で比較した。
４ 結果と考察
図２は沈降実験における静置から 24 時間後の写真である。24 時間静置後の状態を比較すると、
①
②
③
④
⑤
⑥
試料１（水のみ）は茶色に濁った状態が続いてい⑦た。ブランクと同様に濁った状態だったのは、試料２のクエン酸カルシウム（貝殻由来）と試料７の粉砕した貝殻である。試料３～６については、
いずれもペットボトルの反対側が透けて見えるほど濁度が抑えられていた。以上のように、目視でも明らかに濁水を低減する効果の有無を確認できた。参考までに、沈降実験開始後 10 分ほどで沈降状態に差があることが見てとれた。
図２ 濁水の沈降実験 24 時間静置後
続いて、吸光光度計による吸光度の比較を行っ
⑦粉砕貝殻
98.5
た。図３は、純水の透過した光の量に対する赤色（700nm）における各サンプルの透過率を 100％
⑥焼成貝殻
7.7
から引くことで求めた吸光度をグラフにしたも
⑤酢酸Ca
4.3
ので、値が高いほど濁度が高いことを表す。目視
④セッコウ
6.5
で効果のあった試料３～６については、赤だけで
③貝+酢酸
5.6
なく緑・青の波長についても試料１（水のみ）に
対して濁度を抑えることができていた。また、試 ②貝+クエン酸
63.1
料３と試料５の酢酸カルシウム（貝殻由来、試薬）
①水のみ
65.2
はどちらも、既存資材であるセッコウよりもやや
020 40 60 80 100
吸光度が低く抑えられていることから、凝析効果が大きい可能性がある。
純水に対する吸光度（％）
以上のように、仮説の通り貝殻を利用した酢酸
図３ 赤色(700nm)における吸光度
カルシウムに既存資材であるセッコウと同等以上の濁水低減効果があることが明らかになった。しかし、同様に効果があると仮説を立てていたクエン酸カルシウムは凝析効果があまり見られなかった。クエン酸はその構造にカルボキシ基を３つ含むことから、水中でカルシウムイオンに対するキレート効果（挟み込むような形）を示す。このキレート効果によりカルシウムイオンがクエン酸に捕捉されてしまい、コロイドを凝析させにくくなっていると考察した。
５ まとめと今後の課題
貝殻と酢酸を用いて合成した酢酸カルシウムが、既存資材であるセッコウと同等以上の粘土鉱物によるコロイドを凝析させる効果を持ち、三間町の水田における地域課題である濁水を低減させることができると明らかにした。しかし、貝殻とクエン酸から合成したクエン酸カルシ
ウムは、凝析効果を示さなかった。これは、凝析を起こすカルシウムイオンがクエン酸イオンのキレート作用により捕捉されてしまい、効果を発揮できなかったためと考えられる。
今後の課題は二つある。一つは、本実験ではタンパク質の影響を排除するため焼成した貝殻を用いていたが、実用性を考えると貝殻を焼成せず利用する必要がある。従って、貝殻と酢酸を直接反応させた資材を用いても同様の効果があることを検証する必要がある。
課題の二つ目は、酢酸カルシウムが稲の成長にどのような影響を与えるかを調べることである。既存資材であるセッコウは稲の収量にさほど影響を与えないことが分かっているため、酢
酸カルシウムの効果を評価する必要がある。以上の二点を解消し、既存のセッコウ資材の代替品として提案したい。
参考文献[1] ふるさとうわじま newsletter★vol.24、宇和島市、令和２年 11 月 26 日
[2] 清流通信四万十川物語 Vol.285、公益財団法人四万十川財団、2020 年７月 27 日
[3] 横田仁子、大森誉紀、「土壌診断に基づいた土壌改良材の施用による田面水の清水化と水稲の収量性」、愛媛県農林水産研究所企画環境部・農業研究部研究報告(2011)、３号、p1-6[4] 赤江剛夫、セッコウによる代かき濁水浄化、Inorganic Materials, Vol.1, No.252 (1994)[5] 石山春菜、二宮紗弥、東野乃、「カキ殻粉末を用いた水質浄化—赤潮の未然防止に向けて―」、平成 28 年度愛媛県立宇和島東高等学校 SSH 生徒課題研究論文集

ヒオウギガイの麻酔濃度と作用発現時間の関係
１年４組
１年２組

清水
尾崎

遥
翔

１年４組
１年２組
指導者

大石
四宮
浦辻

侑奈
向陽
規幸

１

動機及び目的愛南町のヒオウギガイの身は旨みが「凝縮され」[1]ており、「ホ[1]
タテ貝に比べ、甘みがある」 。愛南町では「2002 年（平成 14 年）頃から販売」[2]を目的とし、養殖を行ってきた。またヒオウギガ
イの貝殻もその色を生かし活用されている(図１)。本研究では貝殻の色に注目して、愛媛県南予の観光産業を活性化へ繋げたい。
貝殻を形成する外套膜において、色素であるフィトエンと β
図１ シーボーンアート
カロテンが分泌し[3]、アントシアニンが含まれていることが示唆[1]
されている[4]。本研究は、外套膜の移植によりヒオウギガイの貝殻の色を変えることを目的とした三段階の計画の一段階目である。一段階目では移植に必要であるヒオウギガイにおける麻酔の最適な濃度や時間を決定する。二段階目では、移植に関する免疫寛容についてヒオウギガ
イにおける方法を研究する。最終となる三段階目では貝殻を生成する外套膜を移植することで、実際にヒオウギガイの貝殻の色を途中から部分的に変化させることを目的とし研究を行う。これによりヒオウギガイの貝殻に模様をつけることで、愛媛県南予の観光資源としたい。

２仮説
藤岡[5]によると、アコヤガイにおいては、「その濃度や水温が高くなるに従って大」であり、「硫酸マグネシウムの 10％溶液で麻酔したアコヤガイに真珠挿核施術した場合の死貝数や脱核数は無処理の場合とほとんど同様」とある。このことから、同じ二枚貝であるヒオウギガイ
においても硫酸マグネシウムの 10％溶液により麻酔の効果があると仮説を立て、研究を行う。

３

方法
ヒオウギガイに対する最適な麻酔濃度について、麻酔の作用発現時間の観点から検討する。
(1) 試料・ヒオウギガイ(平均 9 ㎝の個体を 10 個)・硫酸マグネシウム七水和物(松葉薬品 硫酸マグネシウム 500ｇ(食品添加物))(図２)
・海水(赤松遊園地（北緯 33.24, 東経 132.53）にて採取) (図２)(2) 器具・電子天秤（高精度・コンパクトスケール HT-120）
・薬包紙 ・薬さじ ・ガラス棒 ・ストップウォッチ ・ 1000ml ビーカー
(3) 麻酔液について
海水に硫酸マグネシウムを溶かし麻酔液を作成する。濃度は対照実験を行うた
め、濃度は 5.0％刻みで 5.0％～25％とした。
(4) 作用発現時間について
本研究では麻酔の作用発現時間を比較
図２ 海水と試薬
図３ 麻酔液中の個体する。1000ｍL ビーカーに入れた 600ｍL の麻酔液に浸けたヒオウ
ギガイ（図３）に対し、1 分ごとに外套膜を先の丸いガラス棒で外套膜を刺激（図４）し、反応を確認する。反応がなかった場合までの時間を作用発現時間とする。なお、麻酔液の温度は 25℃とした。
４

結果・考察
図４ 刺激の方法
表１に結果を示す。個体 B と個体 G は麻酔液に
表１ 個体と濃度による作用発現時間
浸けたあと 10 分間経過しても貝殻が完全に閉じて個体
濃度[%] 作用発現時間[分]いた。そのため反応なしとした。また麻酔液から引
A
5.0
14.0
き揚げた後、海水中で静置した際、外套膜が見えるB
5.0―
ほど貝殻が開いていた。
C
10
6.0(1) 個体 B についてD
105.0
個体 B について海水から麻酔液のビーカーへE
15
5.0
移す際への衝撃による防御反応で、麻酔液を取
F
15
10.0
り込まず、麻酔液が十分に作用しなかったため、
G
20―
反応がなかったと考えられる。
H
20
12.0
(2) 個体 A と個体 I について
個体 A と個体 I を比較すると、麻酔液の濃度I251.0が大きいと作用発現時間が短くなるということJ25
8.0が考えられる。
(3) 個体 F・H・J と個体 G について同じ濃度の個体と比較すると作用発現時間が長くなっている。また個体 G は反応をしていない。これは麻酔液の濃度が大きいため、麻酔液を異物として認識した防御反応が原因で十分に麻酔液を取り込まれなかったことが原因だと考えられる。
(4) 個体 C・D・E について
いずれの個体も作用時間が短く、異物として認識されず、麻酔としても十分な濃度であると考えられ、ばらつきのない 10％が最も適していると考えられる。

５

まとめと今後の展開
硫酸マグネシウムの 10％溶液がヒオウギガイの麻酔液として最も適しているということが分かった。今後は外套膜の移植に向けて、ヒオウギガイの免疫寛容について研究を行い、安定した移植方法の確立を行いたい。

参考文献[1] 愛南町公式ホームページ／ 由良のヒオウギ
https://www.town.ainan.ehime.jp/kanko/sightseeing/taberu/hiougi.html[2] 愛南町公式ホームページ／ 愛南町産緋扇貝（ヒオウギ貝）について公表します
https://www.town.ainan.ehime.jp/kurashi/business/suisangyoko/suisanshinko/hiougi.html[3] 池田 捺実，井上ひかり，井上 南歩，中川 亜美，「ヒオウギ貝の色の研究」,平成 29 年愛媛
県立宇和島東高等学校 SSH 生徒課題研究論文集，，41-42[4] 竹田 ありす，長瀧 仁美，中村 優芽，池田 捺実，中川 桜，「ヒオウギ貝の色の研究 2018」,
平成 30 年愛媛県立宇和島東高等学校 SSH 生徒課題研究論文集[5] 藤岡 城，「アコヤガイの麻酔による真珠挿核施術について」，水産増殖 1964；12(2)：89-94
https://cir.nii.ac.jp/crid/1390282679697957760

ブラッドオレンジ中のアントシアニンの紫外線吸収効果
１年１組
１年１組

江里
兵頭

文花
倖

１年１組
１年１組

金子
松本

月姫
智香

１年１組
１年４組
指導者

西田
山本
山本

奈央
帆浬
鷹裕

１

課題設定の理由
愛媛県は温暖な風土の恩恵を受け、柑橘類の栽培が盛んであり、最近では様々な品種が開発されている。南光（2021）によると、ナスやサツマイモのアントシアニンを抽出し、日焼け止めに混ぜることで、日焼け止めの効果を向上させられるということが分かっている。そこで、私たちは、愛媛県で豊富に栽培されており、アントシアニンを豊富に含む柑橘類の一つである
ブラッドオレンジに目をつけ、ブラッドオレンジに含まれるアントシアニンの紫外線吸収効果について調べることした。この実験を行い、ブラッドオレンジ含まれるアントシアニンの紫外線吸収効果を証明することができれば、日焼け止めなどへの使用など、ブラッドオレンジの商品価値を高めることにつながり、日本初の生産地となった宇和島のブラッドオレンジを全国にアピールすることができるのではないかと考え本研究課題を設定した。

２

仮説
南光（2021）により、サツマイモ、ナスのアントシアニンが紫外線吸収効果を持つことがわ
かっている。よって、ブラッドオレンジのアントシアニンも同様に紫外線吸収効果を持つと考えられる。

３ 研究の方法⑴ すり潰したブラッドオレンジの果肉１ｇと１％の塩酸メタ
ノール 8ml（1:33、v/v）を試験管に入れる。
⑵ 撹拌し、30 分間超音波処理をする（15 分経過時に一度撹拌する）。
⑶ 48 時間 18℃で保存する。
⑷ 遠心分離（3500rpm 45 分）にかけ、上清みを回収した。
⑸ 50ml の水道水と 2.5g のとろみ剤粉末（アサヒグループ食品
会社：とろみエール）で調整したとろみ剤に抽出したアントシ
アニン抽出液（図１）5ml を混ぜた。
⑹ クリアファイルに⑸と同様に調整し、アントシアニンを混ぜていないとろみ剤を半分ずつ塗り、ラップをかぶせる。
⑺ クリアファイルに紙を挟み、ブラックライト（紫外線照射強度 13μＷ/㎠）を照射した（図２）。
⑻ 24 時間ごとに紙を撮影し、ペイントソフトを用いて RGB 値を数値化した。なお、写真撮影時は、撮影環境が同一になるよ
うに、内側を黒く塗った段ボールに入れ、光源は一点とした。

図１ ブラッドオレンジのアントシアニン抽出
液

図２
４

⑺の様子

結果と考察
図３より、クリアファイルにとろみ剤のみを塗った部分の紙の RGB 値は時間ごとに上昇しており、紙が褐色味を増していた。このことから、紙が紫外線により一般的に言われる「日焼け」という現象を起こしているということが分かった。図４より、とろみ剤にアントシアニンを加えた箇所の RGB 値は、24 時間までは低下した。このことから、とろみ剤中に含まれるア
ントシアニンが、紫外線を吸収していたのではないかと考えられる。しかし、とろみ剤に混ぜていたアントシアニンの色味は、実験前は薄い赤色を示していた（図５）が、24 時間経過後には、薄い黄緑色に変化していた（図６）。また、図４より、24 時間後から 72 時間後にかけて、
紙のＲＧＢ値が上昇していることから、アントシアニンが分解され、紫外線の吸収効果を失ったために紙が日焼けしたのではないかと考えられた。

図３

紙のＲＧＢ値の変化（とろみ剤のみ）

図５
５

実験前の様子

図４ 紙のＲＧＢ値の変化（とろみ剤＋アントシアニン抽出液）

図６

24 時間後の様子

今後の課題とまとめ
今回の実験より、ブラッドオレンジのアントシアニンにも、ナスやサツマイモなどと同様に、
紫外線吸収効果があるということが示唆されるデータを得ることができた。今後の課題として、今回の実験では、塩酸メタノール溶液を使用してアントシアニンの抽出を行ったため、人体に悪影響のないアントシアニンの抽出方法を研究することや、また、アントシアニンの紫外線吸収効果をより詳細に明らかにしていくことが課題である。それらの解決方法について今後、検討していきたい。
参考文献⑴ 南光芹香（2021） 日焼け止めの効果向上～アントシアニンを用いて～ 大阪府立高津高等
学校 令和３年度 LCⅢ研究論文集⑵ 折田綾音ら(2017) 有色豆類中アントシアニンの分析 中村学園大学・中村学園短期大学部
研究紀要,第 49 号,p301-304

真珠調色の最適温度
１年２組

大塚

麗瑚

１年４組

武田

莉奈

田中

凜 近平 まるこ
指導者 高橋 寛

１ 研究の背景宇和島東高校では、地域の特産品である真珠の新たな価値を生み出そうと研究を進めている。
真珠を構成する成分は「炭酸カルシウム」と「コンキオリン」というタンパク質である。タン
パク質は、熱や紫外線などの影響で変性という現象を起こすことが知られている。これまでの研究で、タンパク質を含む真珠を 100℃で８週間または 160℃で 20～40 分加熱すると、真珠の表面が赤色に変色することや[1]、200℃で１時間加熱するとひび割れが生じてしまうことが分かっている [2][3]。この変色について、温度や加熱時間により変色の度合いを制御できれば、新たな真珠の調色法として真珠の商品価値を高めることができる。本研究では、調色のための温度をどの程度下げることができるのかに注目して研究を行った。
２ 仮説
加熱時間を１時間に固定したとき、100℃から 160℃の間に真珠表面がひび割れせず、赤色に調色可能な温度が存在する。
３ 研究の方法(1) 真珠の色の測定方法
真珠には、真珠そのものの物体の色を表す「実体色」と真珠層でできる「干渉色」がある [4]。
先行文献では、真珠を撮影した画像における、中心から四分の三を実体色とし、中心から二分の一を干渉色としている。また、実体色の彩度が濃い場合は実体色の色相で、実体色が濃くな
い場合は干渉色の色相で評価することとした。
また、光沢については、判定のため白帯の印を用い、白色の反射した部位の明度と実体色の明度の差により光沢を評価する。実体色が白い場合は反射した白帯がより白くなるため、次の式を用いて、実体色の明度を除き、個体差による真珠の白さの程度の影響を減らした。
(光沢の目安)＝(反射した白帯の明度)－(実体色の明度)(2) 真珠の加熱方法
先行文献で真珠を加熱する際は炭酸カルシウムの粉末で真珠の周囲を包む塩釜型の方法を用いることで、全体を均等に加熱できることがわかっているため、本研究でも同じ手法を用いた。
(3) 比較する条件
本研究では加熱時間を 1 時間に固定し、先行研究の最低温度である 160℃から温度を下げた
120℃、130℃、140℃で加熱し、前後の真珠表面の状態を調べることにした。また、真珠ごとのばらつきを考慮し、各実験の検体数を６個に増やした。
(4) 真珠表面状態の評価
先行文献に従い、内部を黒塗りにした箱の中に真珠を置き、以下の機材を用いて写真撮影した後、図１の各箇所についてペイントソフトを用いて彩度及び色相・明度の変化について評価した。
【カメラ】PENTAX K-3mark3 【レンズ】PENTAX100 MACRO WR
図１ 真珠評価箇所【設 定】F8.0, ISO800, SS1/10, WB 太陽光【電 球】電球型蛍光灯 TOSHIBA LDA7N-G-K/60、昼白色(5000K)
４ 結果及び考察
120℃から 140℃まで加熱温度を変化させた結果、140℃で加熱した
真珠６個のうち、半数の３個の表面に図２に示すようなひび割れが生じた。これに対し、120℃、130℃で 1 時間加熱した場合は、いずれもひび割れが生じなかった。追加実験で 140℃30 分加熱した場合もひび割れが生じたため、140℃での加熱は真珠の調色には適さないという

図２ ひび割れた真珠(140℃, 1 時間加熱)

ことが言える。ただし、先行文献では 160℃で 40 分の=10.4
=18.2
加熱ではひび割れがなかったため、加熱時間及び、使用する真珠の巻き厚などの影響で差が出た可能性がある。以上の結果を踏まえて、本研究では 120℃、130℃の各温度で 1 時間ずつ加熱した場合の彩度・色相・明度について比較した。
図３は、加熱前後の彩度の差（加熱後－加熱前）を表している。Ｘ軸の色相の差は、加熱後の値から加熱前の値を引いた値で、正の値であれば彩度が高く、鮮や
図３ 加熱前後の彩度変化(後－前)かに変化したといえる。120℃では、彩度の差が正の値
=2.5
=6.1
となったが、130℃ではばらつきはあるものの負の値が多くなった。従って、120℃の加熱では鮮やかになるが、130℃ではくすんだ色になる傾向があるといえる。
図４に示したのは、色相の差（加熱後－加熱前）のグラフである。色相の値は小さくなるほど赤色であることから、差の値が負になると赤色に変化したといえる。
120℃で加熱した真珠は±5 以内で大きな変化がなかったが、130℃ではばらつきはあるものの負の値が多くな
図４ 加熱前後の色相変化(後－前)っており、赤変傾向にあることが分かる。よって、赤色
=16.2=8.8に調色するには 130℃が最適であるといえる。
光沢の差（加熱後－加熱前）についてのグラフを図５に示す。120℃で加熱した真珠は正の値であることか
ら、加熱により光沢が強くなったことがわかる。130℃で加熱した真珠は差が±10 前後で、光沢の変化は少な
かったといえる。
従って、130℃の加熱では、光沢は変わらず、赤色に
図５ 加熱前後の光沢変化(後－前)変化し、ややくすむ傾向にあることが分かった。しかし、いずれもやや極端な値を示しているものもあるため、追加検証が必要である。
５ まとめと今後の課題
加熱時間を１時間に固定し、加熱温度を変化させて真珠表面の変化を調べたところ、130℃での加熱による調色が最適であることが分かった。今後は、130℃で加熱時間を変化させた場合にどのように色が変化するかを調べる必要がある。また、真珠の巻き厚の影響でひび割れや色の変化が異なることが考えられるため、巻き厚を把握したうえで評価を行う必要がある。また、130℃では光沢に差が出ずに色が変化している。120℃では光沢が強くなる傾向にあり、どちらが真珠として「美しい」といえるのか確認したい。
謝辞
本実験を進めるにあたり、宇和島市遊子の田中真珠様より実験用の真珠および、真珠に入れる
核を提供いただきました。この場を借りて厚く御礼申し上げます。
参考文献[1] 塩崎夏妃、引野綾子、堀川純麗、水田萌心、「真珠劣化の最大要因」平成 30 年度宇和島東高等学校 SSH 生徒課題研究論文集 p5-6
[2] 竹田晴佳、谷口凜菜、長橋菜野美、松浦愛、「加熱による真珠の色の変化」、令和２年度宇和島東高等学校 SSH 生徒課題研究論文集 p122-125[3] 梶原綺良、須田羽未、武田咲都、引野綾子、「環境要因を用いた真珠の調色と真珠の加熱方法」
愛媛大学社会共創コンテスト探求部門[4] 有限会社 土居真珠 https://www.doi-pearl.co.jp/pearl

蜜蝋ラップの保存性について～プラスチックゴミ削減のために～

１年１組 岡本 愛菜 １年１組 山口 知華 １年１組 柚村こころ
１年３組

伊井

琴音

１年３組

宮崎わかな

１年３組
指導者

横山
山崎

りる
薫

１

課題設定の理由
現在、社会問題としてプラスチックゴミの増加が深刻化している。このことから私たちはプラスチックゴミの現状をどうにかしたいと考えていくうちに、蜜蝋ラップというものがあるということを知った。そこで蜜蝋ラップの保存性や失われる食品の水分量などの性能を調べてい
く中で、蜜蝋ラップの課題を明らかにしていきたいと考えこの課題を設定した。

２

仮説
蜜蝋ラップの主成分である蜜蝋には抗菌作用や保湿効果があることから、プラスチックと同様の機能性をもち、プラスチックラップの削減につながるのではないかと考えられる。

３

実験・研究の方法(1) 蜜蝋ラップの作成
ア 綿 100％の布の上に蜜蝋（30cm×30cm の布に蜜蝋 9g）をのせる（図１）。
イ クッキングシートで挟み、中温のアイロンをかけて溶かし、十分に乾燥させる（図２）。
(2) 蜜蝋ラップとその他のラップの保存性の比較
蜜蝋ラップ、ポリエチレンラップ、ポリ塩化ラップの３種類のラップを用意し、対象物（食パン、キャベツ、かまぼこ）をそれぞれ包み、冷蔵庫・冷凍庫（食パンのみ）
・常温（食パンのみ）で保存し、実験開始日から 4 日間対象物の重さの計測と状態観察をする（図３）。実験
終了後、対象物の水分量の変化と状態の変化を記録する。

図１

作業工程①

図２

作業工程②

(3) コーヒー、お茶の葉を対象とした実験
蜜蝋ラップ、ポリエチレンラップ、ポリ塩化ラップの３種
類のラップを用意し、対象物をそれぞれ包み、経過観察を行 図３ 各種 ラッ プで 包ん だ 対象う。実験開始日から１週間後、２週間後の２回匂いの変化を調べる。
(4) 手入れの仕方
耐熱皿にしわのついた蜜蝋ラップを広げてのせる。蜜蝋ラップ
10cm×10cm で約２分、30 cm×30cm で約６分程度加熱する。電子レンジから取り出し蜜蝋が固まるまで冷ます。
(5) 愛媛大学教育学部竹下浩子准教授によるリモート研修
愛媛大学で蜜蝋ラップについて研究や普及活動をされている
竹下教授とお話する機会をいただいた。主に蜜蝋ラップに関する質疑応答を行った（図４）。プラスチックラップに比べ蜜蝋ラッ 図４ リモート研修の様子

プは布でできているため構造上水分が抜けやすく乾燥しやすいことや、 蜜蝋ラップには綿100％、バンダナの厚さぐらいの布が望ましいことを教えていただいた。また蜜蝋が布全体に広がるようにアイロンをかけることも重要であると伺えた。
４

結果と考察
すべての結果において、蜜蝋ラップでの乾燥が少し目立つという共通点が見られた。食パン（図５）とキャベツ（図６）は、ポリ塩化ラップ・ポリエチレンラップに重さの変化はそれ程見られなかった。対して、かまぼこ（図７）は、ポリ塩化ラップに変化は見られなかったが、ポリエチレンラップは、質量が減少するという特徴があった。また、匂いに関する実験では、２週間の間、対象物の匂いを損なうことなく保存することができた。よって、蜜蝋特有の匂い●蜜蝋 ■ポリ塩化 ▲ポリエチレン
は付きにくいということが分かった。

g

図５

食パン（冷蔵）の重量の変化

図６

キャベツ（冷蔵）の重量の変化

図７

かまぼこ（冷蔵）の重量の変化

５

今後の課題とまとめ
今回の研究において、蜜蝋ラップは包む食品にもよるが長時間の保存には適さないことが分かった。葉菜類や生鮮食品は、１～２日間が限度だと考えられる。そのため、おかずの残りを冷蔵庫に保存するときに使いやすいのではないかと考えた。短期間の保存であれば、使い捨てのプラスチックラップよりは、蜜蝋ラップのほうがゴミを削減でき、エコであると言える。
また、食品に蜜蝋の匂いが付くことが懸念されたが、今回の研究では確認されなかった。しかし、お皿によっては蜜蝋が付着してしまうことがあった。食べても影響はないが、改善方法
として蜜蝋を使用する量を減らすと良いことがこの研究で分かった。
今後の課題としては、蜜蝋ラップを生活の中に普及していくことが重要だと考えられる。竹下教授もおっしゃっていたように蜜蝋ラップの知名度はまだまだ低いため、研究で明らかになった利点などを生かし広めていく必要がある。

謝辞
本研究に取り組むにあたって、愛媛大学教育学部家政教育竹下浩子准教授にお話を伺い、ご協
力いただきました。この場をお借りして御礼申し上げます。
参考文献
・水溶性プロポリス有効成分の in vitro 系における日和見病原菌に対する抗菌作用機序の解析－
特にキレート効果－https://www.shitennoji.ac.jp/ibu/docs/toshokan/kiyou/49/kiyo4913.pdf
・蜜蝋（セネガル）
https://jifpro.or.jp/bfpro/wp-content/uploads/2017/05/business-model_Beeswax.pdf
・脱プラ〜繰り返し使える「蜜蝋ラップ」の使い心地を試してみた
https://happyveggy.net/review/beeswaxwrap/#:~:text
・「環境に配慮したエコラップの活用」 高倉 佑実
・布で作るみつろうラップ
布でつくるみつろうラップ - KAWAGUCHI (kwgc.co.jp)

だしにおける減塩効果について～宇和島減塩計画～
１年１組
１年２組

野本
上甲

駆
実咲

１年２組
１年４組
指導者

下元
上谷
山崎

心遥
陽夏
薫

１

課題設定の理由
全国的に見て、愛媛県、そして宇和島市は人口に対する高血圧者の割合が高い傾向にあると言われている。この課題に対して何か働きかけられないかと考え、先行研究「河内晩柑の酸味で減塩する」からヒントを得て、食生活の面から宇和島の健康をサポートしたいと思い、「だし」
における減塩に着目した。

２仮説
瀬戸美江,澤田崇子,遠藤金次(2003)によると 、みそ汁のだし材料であるかつお節の量を0.5％から２～３％に増量することで、塩分が 0.16%も抑えられることから、だしの材料をかつ
お節以外のものにしても、同じような効果が得られるのではないかと考えた。

３

研究の方法・結果と考察(1) 予備実験基準となる塩分濃度とかつお節以外のだしを選定するために、卵豆腐を使った先行研究を参考にして、卵とだしを利用した卵焼きを使っての予備実験を行った（図１・２）。おいしいと感じる順に順位を付け、官能評価を実施した。
ア
材料
・卵 ２個 ・だしの材料 （ こんぶ/ かつお節/ いりこ/ しいたけ/ だしなし）
・塩 ０g（０%），0.05ｇ（0.33%），0.1ｇ（0.66%）※（ ）内：塩分濃度 ・水 15ml
・しょうゆ 0.1g ・砂糖 1.5g ・油 3g
イ 結果と考察
表１より比較的どのだしも 0.33%の塩
分濃度の卵焼きがおいしいと感じられている。その中でも、こんぶだしを使用した塩分濃度 0.33%の卵焼きが一番おいし
図２ 予備実験試食品
図１ 予備実験材料
いと感じる人が多かった。また、しいた
けだしを使用したものと、だしを使用し
表１ 予備実験における官能評価（A～H：評価者 １～15：おいしさの順位）なかったものは、あまりおいしいと感じ
順 位 だしの種類
A
B
C
D
E
F
G
H
平均
られなかった。この結果より、こんぶだ 1 こんぶ0.33
1
3
1
2
1
2
5
1
2.0
4
1
5
1
3
1
8
3
3.3
しを用いて本実験を実施することとした。 23 かつお0.33
いりこ0.33
5
4
4
3
4
3
7
4
4.3
2
9
2
6
6
9
1
2
4.6
また、中間発表会において卵焼きは、調 45 こんぶ0.66
しいたけ0.33
6
5
11
4
5
4
6
9
6.3
3
6
6
8
2
5
14
10
6.8
理する人により焼き加減に差が生じるこ 67 だしなし0.33
いりこ0.66
8
8
3
7
12
11
3
6
7.3
9
7
13
5
9
7
4
5
7.4
とから比較的差の少ないすまし汁におい 89 かつお0.66
かつお0.00
12
10
10
11
7
6
12
7
9.4
11
11
8
9
11
8
9
12
9.9
ての実験を提案していただいたことより、10 こんぶ0.00
11 いりこ0.00
13
2
9
10
13
10
11
11
9.9
本実験ではすまし汁で実験を行うことと 12 だしなし0.66 7 13 7 12 10 13 13 8 10.4
13 しいたけ0.66
10
15
15
15
8
15
2
13
11.6
14 しいたけ0.00
14
12
12
13
14
14
10
14
12.9
した。
15 だしなし0.00

15

14

14

14

15

12

15

15

14.3

(2) 本実験
ア おいしいと感じるこんぶの量を定めるための実験
おいしいと感じる順に順位を付け、官能評価を実施した（表２）。
① 材料
表２ 本実験アにおける官能評価
・水 180ml
・塩 0.5g
・しょうゆ 1.5g
（A～G：評価者 １～４：おいしさの順位）
・こんぶ 3.6g / 5.4g / 7.2g / 9.0g
② 結果と考察3.6g のこんぶの量が一番おいしいと感じた人が多かった。また、5.4g がおいしいと感じた人も多かったがこんぶの量は増やすとえぐみを感じる人も多くこんぶを増量することは難しいと考えられた。
イ 減塩のための実験
実験アを元にこんぶの量を固定して塩の量を減らしての実験を試みた。おいしいと感じる順に順位を付け、官能評価を実施した（表３）。
表３ 本実験イにおける官能評価（A～H：評価者 １～６：おいしさの順位）① 材料 ※（ ）内：塩分濃度
・水 180ml ・こんぶ 3.6g ・しょうゆ 1.5g
・塩 0g（0%），0.1ｇ（0.06%），0.2ｇ（0.12%），
0.3ｇ(0.17%），0.4ｇ(0.23%），0.5ｇ(0.27%)② 結果と考察
実験アと同様の塩 0.5g を辛いと感じた人は多く、
塩 0.4g が一番おいしいと感じた人が一番多かった。
また、塩 0.3g を 2 番目においしいとほとんどの人が感じており 0.04～0.10%程度の減塩となりかつお節による先行研究には及ばなかったが微量の減塩にはつながった。
ウ 料理による実践
材料 ・水 180ml ・しょうゆ 1.5g ・こんぶ 5.4g ・はんぺん １枚・塩 0.4ｇ（0.23%） ア、イ同様に官能評価を実施し、全員がおいしいと感じた。
４

今後の課題とまとめ
今回の研究を通して、かつお節以外のだしにも、味のバランスを崩さずに、塩分量を抑える働きがあることが分かった。中でも、こんぶだしはその効果が大きかった。異なる世代間でも、おいしさの順位にほとんど差は見られなかったので、今後、実際に家庭でこんぶだしを料理に用いて料理の味を崩さずに減塩することができるかを検証したいと思う。また、こんぶだしは和食に多く用いられるが、洋風化・外部化されつつある日本の食生活において、様々な料理に活用していけることに期待したい。

謝辞
本研究を進めるにあたり、試食・試飲していただいた皆様、指導助言をしていただいた先生方、
愛媛大学の大学院生の皆様にこの場をお借りして心より感謝申し上げます。
参考文献
・愛媛県立宇和島東高等高校,(令和４年３月) ,令和３年度 SSH 生徒課題研究論文集
・真鍋真理子(2011),だしの風味と減塩,日本調理科学会誌,Vol 44,No.2,191～192
・愛媛県高等学校家庭科教育研究会編 調理実習ノート 基礎編
・瀬戸美江,澤田崇子,遠藤金次(2003),味噌汁に対する「だし」の減塩効果について,日本調理学
会誌,Vol. 36, No.3

南海トラフ地震による被害の最小化のための工夫
１年１組
１年３組

水野
荒井

樹莉
清音

１年１組
１年３組

宮﨑あおい
山下さくら

１年１組
１年３組
指導者

森本
脇田
中村

千尋
胡春
俊貴

１

課題設定の理由
近年、南海トラフ巨大地震による被害により私たちが住む宇和島市は特に大きな被害を受けることが危惧されている。そこで、私たちが事前復興という観点から考えた被害を減らすための工夫を市民の方々に提供し、少しでも宇和島市の南海トラフ巨大地震による被害が減ってほしいという思いでこの課題を設定した。

２

仮説(1) 一時避難所として 2 か月程度生活することは可能なのか。
(2) 防災備蓄品の備蓄情報を確認すること
で備蓄の管理を円滑にできるのではない
か。

３

４

図１ 宇和島東高校と中央公民館周辺の浸水深研究の方法
宇和島市 HP 宇和島市総合防災マップより引用(1) 避難場所に出向いて現地調査を行う。
（現時点では宇和島市立中央公民館のみ調査済み）【調査項目】
備蓄品、収容可能人数{パーソナルスペースの広さ(目安)1 人 2m×1.8m}、インフラ設備など(2) 宇和島東高校と中央公民館と比較する
結果と考察(1) 中央公民館の現地調査
ア 中央公民館の備蓄品調査
中央公民館の備蓄品を表１に示す。
表１

中央公民館の備蓄品

品名

毛布

簡易寝袋

ストーマ装具
洗浄セット

備蓄数

200

200

5

1

2

1

品名

懐中電灯

ランタン

発電機

間仕切り

マット

簡易ベッド

備蓄数

1

20

1

70

120

70

プライベー
トルーム
1

脚立

ブルーシート

拡声器

担架

2

5

2

2

品名
備蓄数

イ

避難所解
説セット
1

工具セット
2

救助工具
セット
3

炊き出し
器具

炊事器具

カセット
コンロ

カセット
ガス

鍋

給水袋

18

1

1000

ポリバケツ

ゴミ袋

2

600

被害想定【冬の 18 時の地震を想定】
1 日後の避難者 52,588 人(避難所 34,113 人)
1 週間後の避難者 47,089 人(避難所 33,430 人)
1 か月後の避難者 63,935 人(避難所 19,180 人)

折りたたみ式
リアカー
2

医薬品
1

市内の避難所 全部で 193 か所→ 34,133/193 ＝177 人/避難所

ウ

中央公民館の間取り及び設備

図２

中央公民館１階

図３

中央公民館２階

図４

中央公民館３階(2) 宇和島東高校と中央公民館の共通点
・車いす専用の駐車場がないため、車いすを使用している人の乗降が困難である。
・周辺に国道や交差点が多いため、避難する際に渋滞する恐れがある。
・建物が隣接しているため倒壊して避難経路が遮断される可能性がある。
・飼っているペットを預けられる場所がない。
表２
海抜
駐車場
エレベーター
Free-Wi-Fi
その他

５

宇和島東高校と中央公民館との比較

宇和島東高校2.0ｍ
26 台程度（バスも駐車可能）
グラウンドを解放するとさらに増加
無し
無し
階段や段差が多い

中央公民館
10.3m
15 台程度有り有り
スロープ・点字ブロック設置
車椅子配備

今後の課題とまとめ
今回の研究でバリアフリー設計など体が不自由な人が利用しやすい場所作りが必要だということが明確になった。実際に南海トラフ巨大地震が起こった場合は、現時点での想定を超えた被害が出る可能性もある。今回の研究を生かして宇和島市民の方々の被害が少しでも減るよ
うに、さらに今後の研究に努めていきたい。

謝辞
この研究を遂行するにあたり終始暖かく見守ってくださった先生方、情報提供してくださった
中央公民館の関係者の方々に深く感謝いたします。
参考文献
・宇和島市総合防災マップ 【宇和島】明倫・鶴島小学校区
https://www.city.uwajima.ehime.jp/soshiki/5/bousai-map.html

視力と色の関係
１年１組
１年３組

竹本翔乃介
西田 弘道

１年２組
１年４組

上戸
髙田

澪音
剣志

１年２組
１年４組
指導者

鼻野
森田
松岡

翔
泰聡
拓哉

１

課題設定の理由
視力検査を行う際に用いられるランドルト環が白黒であることを受け、色の違いで視力に差が現れるのか疑問に思い、色ごとの視力の差を観点別に調べてみることにした。

２仮説
ランドルト環の色によって視力は変化するのではないだろうか。また、ランドルト環の背景の色とランドルト環そのものの色には何か相互関係が存在しているのではないだろうか。

３

研究の方法
赤、青、黒の三色のランドルト環を用意し、３ｍ離れた場所から左右の視力を測定する。それを３回繰り返した。測定対象は宇和島東高校 1 年生の男子 10 名で、ランドルト環の色は黒→赤→青の順に測定した。測定後は二分間目を休めて再度計測をおこなった（実験①）。また、同被験者にランドルト環の色の補色で背景を塗りつぶした視力検査表を用いて計測をおこなった（実験➁）。

４

実験結果と考察

図１

視力検査①

1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
a

b

c

d

e
青橙

図２

f

g

h

i

j

赤緑

視力検査②

(ⅰ) 10 人の被験者で測定したところ、全体的に黒色のランドルト環で測定した値が最も高かった。その次に青色、赤色の順で値が高くなっていることがわかった（図１）。
(ⅱ) 黒、青、赤のランドルト環の実験同様 10 人の被験者（順番は上のものと同様）で、背景にも色をつけてみて実験を行った。①青橙（背景が青、ランドルト環が橙）、②緑赤（背景が赤、ランドルト環が緑）を比較すると、①の方が見えやすい傾向がみられた（図２）。
５

今後の課題
実験を行ってみて、実験（ⅰ）（図１）では黒が最も視力の平均値が高く、実験（ⅱ）（図２）
では①の青橙で視力の平均値が高かった。平均値を比較してみると、白黒の被験者全員の平均
値が 0.83、青橙の被験者全員の平均値が 0.95 であった。当初、今日まで白黒のランドルト環が視力検査で用いられ続けているのは、最も視力が高く表れやすい組合せだからと思っていたが、結果から、青橙の組合せでより高い視力を測定できる可能性があるのではないかと考えた。しかし、調べていくと青橙の組合せも色覚異常の方にとっては見えづらくなることがあることがわかった。白黒の組合せが使われているのは、視力を検査するすべての人にとって最も望ましい組合せだからなのかもしれない。実験（ⅱ）では個人の色覚異常が判明するおそれもあり、今では実験方法としては適切ではなかったかもしれないと考えている。今後は違う実験方法で、色が視力に及ぼす影響について詳しく研究していきたい。

参考文献
・個人の視認能力を考慮した三属性の細部識別閾への影響
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jieij/92/5/92_5_241/_article/-char/ja/
・新しい色視力検査システムの開発と色視力の検査例
https://www.jstage.jst.go.jp/article/iieej/41/5/41_487/_article/-char/ja音が与える心理的影響
１年３組 田村 優芽 １年３組 松田 弐虎
１年３組 水野 一馬 １年４組 金本 凌汰
指導者 木戸 雅俊
１

課題設定の理由
学校で授業を受け、部活が終わってから帰宅し、学習に取り組んでいると疲れがたまり、集中
力が途切れてしまう時がある。そうなると作業効率が低下してしまい、課題の進行状況が思わし
くないと感じることが多々あった。このような経験から集中力や作業効率を向上させるための音や音楽がないかと思い、研究テーマを考えた。
また、この研究によって明らかにしたことが社会に良い影響を与えることができるかを調べ、今後の社会に少しでも貢献していきたい。

２

仮説
作業中に音楽を聴くことによって、無音の環境下よりも作業効率が上昇するのではないかと考
えた。

３

研究の方法
⑴ 実験方法① 無音の環境下において、100 マス計算を行う。
② 自然音(図１)を聞きながら研究方法①と同様に行う。
③ 私たちが作曲した短調の音楽(図２)を繰り返すことでミニマルミュージックを作成し、聞きながら研究方法①と同様に行う。
④ ホラーミュージック（https://www.youtube.com/watch?v=W_uue2U2hKg）を聞きながら研究
方法①と同様に行う。
⑤ 実験の結果をまとめ、全体の平均値を算出する。

図１自然音
⑵

図２ 短調の音楽

実験条件
ア 日時
12 月の芸術の授業時間（最初５分間いただいて）にて実施
イ 参加者
芸術Ⅰの音楽選択生 137 名

４

結果と考察
⑴ 実験結果１．無音の環境 ：平均回答率 53％
２．自然音：平均回答率 56％
３．作曲した音楽：平均回答率 53％
４．暗い音楽
：平均回答率 52％
・無音の環境と暗い音楽の作業効
率はあまり変わらない。
・自然音を聴いた際の作業効率が突出している。
⑵

５

表１ １００マス計算の回答率

考察
自然音は作業効率を上昇させる傾向があるのではないか。

今後の課題とまとめ
自然音には作業効率を上昇させる効果があると考えられる。また、これからは自然音以外の作業効率の上昇を見込める音を解明していきたい。

謝辞
本論文の作成にあたり、終始適切な助言や指導をしてくださった木戸雅俊先生、その他 RS1 担当
教諭のみなさまに感謝申し上げます。おかげで無事論文を完成させることができました。本当にありがとうございました。
参考文献
・愛媛県立宇和島東高等学校令和３年度ＳＳＨ研究成果報告会
R3_ronbunsyu.pdf (esnet.ed.jp)
・人間・環境学会誌「好ましい」BGM が作業効率に与える影響
https://www.jstage.jst.go.jp/article/mera/13/2/13_KJ00008933883/_article/char/ja/
・文教大学情報学部経営情報学科 B0P21171 山﨑洋祐
http://open.shonan.bunkyo.ac.jp/~hatakama/zemi/zakiyama.pdf

先入観による味覚の変化
１年４組 中川 茉珀 １年２組 岡田 茉優 １年３組 三好 可眞
１年４組 鶴井 咲希 １年４組 徳田晶
指導者 長瀧剛
１

課題設定の理由「かき氷を目を閉じて食べるとすべて同じ味に感じる。」という話を聞いた。かき氷は着色されたシロップをかけて食べる。つまり、通常は色による先入観で味を感じていると考えられている。そこで、味覚と先入観の関係について興味を持ち、本課題を設定した。

２

仮説
生物学的に高齢になるほど感覚は鈍化されるため、高齢者ほど味覚も色による先入観に影響を受けるのではないかと考えた。

３

研究の方法
(1) 味を統一したクリアゼリーを作り着色する。(ピンク、黄、緑、水色の４色＋無色透明)(2) 味の濃さの基準として、無色透明のゼリーを食べてもらう。
(3) 被験者に着色されたゼリーを食べてもらう。この時に味は伝えないものとする。
(4) 終わったら口直しのために水を飲んでもらい、アンケートに回答してもらう。
(5) (3)、(4)を４回繰り返す。（４色用意するため）
これを①何も伝えない→実は全て同じ味だと伝える。
②その後「これは違う味です」と伝え、また同じものを食べてもらう。
上記の 2 パターン（計 8 回）を行う。
［アンケート内容(５段階評価)］
1.どんな味がしたか 2.味の濃さはどれくらいか(濃さの基準は無色透明のゼリー）［調査対象者］
10 代→班員の兄弟(4 人) 30～50 代→班員の保護者(10 人) 60 代以上→班員の親戚（5 人）
10 代→30 代～50 代→60 代以上 の順で調査。

４

結果と考察
今回は味に関する結果を用いて「同じ味を答えている数」を基準に比較。以下の図１～４はその結果を基に傾向をまとめたものである。回答が桃でなくとも同じ味を答えているのであれば、色に惑わされていない、つまり先入観に影響されていないと考えた。よって、５種類の味の回答が異なる場合を先入観に影響を受けているとした。
(図１)～(図４)で、どの年代も１回目は散らばり、２回目は V 字型になっている。(図３)と(図１)、(図２)より「１」の割合を比べると、60 代以上は１回目と２回目で結果に変化がなく、「１」の割合が高いことから、１回目の思い込みや先入観が強いと考えられる。したがって、60 代以上になると回数は関係なく、味覚の変化と先入観が重なり正しく味を感じにくく、10 代と 30
代～50 代では感じ方に大きな変化がないが、すべて同じ味に感じた数は 30～50 代の方が多い。
そのため、30～50 代より 10 代の方がやや思い込みや先入観に左右されていると予想できる。他に、恐らく 50～60 代まででの味覚や感じ方の変化が大きく関わっており、必ずしも先入観の影響が大きいとは考えられないとも考察できる。

(図1)味 １０代(図2)味 ３０～５０代

7
6
5
4
3
2
1
0

7

2
1
1

2

3

１回目

4

5

2

3

4

5

-3

２回目

１回目

(図3)味 60代以上

２回目(図4)味 全体

7
6
5
4
3
2
1
0

10

5

0
1

2
１回目

3

4
２回目

5

1

2

3

１回目

4

5

２回目

※「１」→すべて違う味またはすべて「わからない」と回答した数「１」以降→その数に応じて同じ味として回答している数
回答の仕方に問題のあったものは省いている。
５

今後の課題とまとめ
今回の実験では班員の身内のみを実験の対象として行ったため、必要な数のデータを収集できなかった。また、アンケート方法や結果の集計方法が適切でない部分もあった。次回行う際は調査対象人数や細かな規定を定めて、もっと正確な考察を行えるようにしたい。以上のような不十分な点から、濃さの結果が活用しきれなかったので次回は綿密に計画を立てすべて活用したい。

謝辞
本研究を行うにあたって、指導教官として終始多大なご指導を賜った長瀧先生に深く感謝申し上げます。また、実験に協力してくださった先生やご家族の皆様にも感謝いたします。
参考文献
・数野千恵子・渡辺絵里香・藤田綾子・増尾侑子（2006）p1、6
ゼリーの色が味覚の判別に与える影響 食生活科学科 調理学第一研究室
・下武志 松田憲 綾部かとり編(2010)
色が味覚イメージに及ぼす影響(画像イメージ) p107-112
・Cookpad.com/recipe/3788181
食材の配色における「美味しさ感」の文化的相違 今井裕子、川端康弘（北海道大学研究）(2018) p569

三間町の米作りを継承するための課題
１年４組 松本 成央 １年３組 岡山きらり １年３組 桑原 美羽
１年３組 谷口 芽生 １年１組 松本 直樹 １年１組 吉岡 大我
指導者 清川彩
１

課題設定の理由
現在の農村を取り巻く環境は、過疎化、高齢化、農業の担い手不足など問題が山積しており、三間町も例外ではない。このような中で、約 420 年続くと言われる三間町の歴史ある米作り*1 を
次世代にも継承するためにはどのような対策を行っていくべきか、地域の方たちと協力し、考えていきたいと思い、この課題を設定した。

２

仮説
米作りを継承していくためには、農業に従事する移住者を増加させる方策を推進するのが効果的なのではないか。

３

研究の方法(1) アンケート調査 三間町全域（20 集落）の農家 43 名から回答を得た。
(2) 聞き取り調査 アンケート結果から出た疑問点について、農業の携わる方に伺った。

４

結果と考察
(1) アンケート調査
ア 自分の農地の今後「あなたが管理している田畑は、後継者がいますか」という問いに対して、後継者がいると答えた人が 53％であった（図１）。しかし、自由記述欄には、「その土地で米作りをするかはわからない」と答えた人が複数いた（図２）。
イ 三間町の米作りの今後の予測
図１ 後継者はいますか「三間町全体の米作りは、あなたの次の世代ではどうなると思いますか」という問いに対して、「衰退する」と答えた人が 70％であった（図３）。そのように感じる理由として、担い手不足の他に、米の安価が続いていることに加え、燃料費高騰などの影響から、「米作りでは食べていけない」という意見が複数あった。
「発展する」と回答した人の理由として、法人
図２ 後継者に関する自由記述化による集約や大規模経営など、「農業形態の変化への期待」の声が多かった。
ウ 三間町の農業や自然環境の維持・発展のために期待する対策
期待する対策として、後継者の育成をすることが課題解決につながると考える人が多かった（図４）。しかし、自由記述欄には、若者が就農するためには、米の低価格や農業機械の調達面など、農業で安心して食べていける仕組みが必要だという声が複数あった。
エ 自由記述三間町の農業科環境、将来について感じていることについての自由記述では、米価の下落や燃料費高騰などの理由で米作りだけで食べていくことが困難になっており、経済的な安定を確保することを課題に挙げている人が多かった。また、地域の自然環境への愛情を感じる回答が多かった。
(2) 聞き取り調査
アンケート結果
から、三間町で長年農業に関わる安岡
賢司氏に伺い、以下の回答を得た。
三間町は、個人農
家がほとんどで、一部、集落営農により 図３三間町の米作りの次世代 図４ 期待する対策（複数回答可）
機械を共同で使用するなどしている。兼業農家は、農業以外の仕事で得た賃金で米づくりをしている、という状態がほとんどで、専業農家に土地を貸す人もおり、専業農家の規模が拡大している。専業農家は、米の他にキュウリ、サトイモなどの野菜を育てている。個人農家には、補助や支援はあまりなく、国としては機械の共同使用に補助金を出すなど、集約する方向で進んでいる。若者には農業に希望を持ってもらいたいが、農業一本で生活できない現状を何とかしなければならない。一番の課題は、米の安価である。田んぼは一時的なダムの役割があり、災害から集落を守ることにつながり、耕作放棄地が増えれば、有害鳥獣の住処にもなる。米作
りを残す方法として、退職者に入ってもらうのも一つの手かと思う。
(3) 考察仮説では、農業に従事する移住者の増加を考えたが、経済的安定が見込めない状態では、移住しようと思う人はいないだろう。また、宇和島市は新規移住説明会を開くなどして、移住者募集しているが、現在のところ移住者は少ない＊2。多くの移住は見込めない中、三間町の米作りを継承するために、私たちは、次の方向性を考えた。
ア 退職した人を含め、兼業で米作りをする人を増加させる。
「伝統ある米作りを地域で守る」という理念で、専業農家ではない農業従事者を増やし、大規模化が困難な小さな田んぼの管理も行う。
イ 地域単位で所有する農業機械を充実させて、個人の経済的負担を減らす。農業をするにあたって避けられない費用面の心配を軽減する。
５

まとめと今後の課題
今回の調査により、米づくりだけで生活を成り立たせることは難しいこと、後継者確保への期待が大きいこと、専業農家の規模は大きくなっていることが分かった。今後の農業は個人で進めるのではなく、国や県、地域の人たちとともに協力して行っていくことが大切だ。三間町の風景
は、田んぼを中心とした里山である。米作りを守ることが、三間町の里山環境を守ることにつながると、私たちは考えた。今後は、市役所の方にもお話を伺い、政策面への理解を深めて、さらに適切な対策を考えたい。

謝辞
本研究を進めるにあたり、安岡賢司様をはじめ、三間町の農家の方々にご協力いただきました。
心から感謝申し上げますとともに今後のご発展をお祈りして謝辞とさせていただきます。
参考文献＊１ 三間町特別栽培米生産組合 HP http://www.mimamai.net/?mode=f6＊２ 宇和島市役所 HP https://www.city.uwajima.ehime.jp/soshiki/21/＊３「三間の田んぼ環境調査」 安岡慎之助，玉川諒征，藤堂大空，丹下聖士 2021 愛媛県立宇和島東高等学校 SSH 生徒課題研究論文集

空腹時の糖質摂取による運動パフォーマンスの維持
１年４組 梅村 和永 １年４組 大加田元輝 １年４組 大宿 貴弘
１年４組 清水 勇佑 １年４組 清家 竣平
指導者 山本 鷹裕
１

課題設定の理由
高校生の昼休みは小テストの追試や委員会活動などにより時間が奪われ、昼食を十分に食べれないまま授業や部活に参加することがある。そこで私たちは、運動を行うために必要な栄養素を短時間で摂取できないかと考え、短時間で栄養素を摂取できる食品を調べた。調べていく過程でオレンジジュースが効果的であるのではないかと考え、オレンジジュースに着目して研究を進めることに決めた。

２

仮説
オレンジジュースから糖質を摂取するとグリコーゲンとして肝臓や筋肉に貯蔵され、血糖値の維持や運動時のエネルギー源として働くことが分かっている。そこで、学校の自動販売機で購入することが可能で、かつ糖質が多く含まれている果汁 100 パーセントのオレンジジュースに着目した。そこで、昼食が十分に取れない場合でも、オレンジジュースで糖質を摂取することで運動時のパフォーマンスが維持できるのではないかと考えた。

３

研究の方法
⑴ 筋肉中のグリコーゲンができるだけ枯渇した状態にするために昼食を抜き、代わりにオレン
ジジュース（雪印メグミルク株式会社 Dole オレンジジュース）を 450mL 摂取する。
⑵ 運動のパフォーマンスの変化を調べるために、日ごろの運動量が近い２人組を２組作り、みかんジュースを摂取する人、摂取しない人に分ける。本研究では、男子バレー部に所属する大宿と梅浦、国際協力部と弓道部に所属する清家と清水がペアとなり、大宿と清家がみかんジュースを摂取した。被験者は朝食以降みかんジュース以外は何も摂取していない。
⑶ みかんジュースを摂取した２時間後に 150ｍ走を計 10 本走り、タイムの変化を調べる。
⑷ 一番速いタイムを 100％の状態とし、タイムの低下率を調べる。150m 走は合計３回タイムを測定し、その平均値を扱う。
表１ オレンジジュース 200ml 当たりの栄養成分

図１ 使用したオレンジジュース

エネルギー

87kcal

炭水化物

19.8g

タンパク質

1.7g

糖質

19.4g

脂質

0.2g

食物繊維

0.4g

食塩相当量

0~0.20g

結果と考察図３から、普段の運動量の多い大宿と梅村を比べると、タイム維持率は摂取していない梅村の方が低い。これは、グリコーゲンが筋肉に貯蔵されるという性質からオレンジジュースを飲まなかった梅村は飲んだ大宿に比べて、筋肉の活動に必要な筋肉中のグリコーゲン量が減少しており、150m 走のタイムの維持率が低くなったのではないかと考えた。
図４から、清水と清家を比較するとみかんジュースを摂取していない清水の方が 150ｍ走のタイム維持率が高いことがわかった。この結果になった要因として考え
図２ グラウンドを走る様子られるのが、平常時の運動量が大宿・梅村ペアに比べて小さく、二人とも筋肉量が少ないのではないかと考えた。そのため、グリコーゲンの貯蔵に大きな差が出ず、オレンジジュースを飲まなかった清水のほうが維持率が大きくなったのではないかと考えた。
実験の結果より、平常時の運動量や筋肉量によって筋肉中に貯蔵できるグリコーゲンの量に差が生じ、150m 走のタイム維持率に影響が出るのではないかと考えた。
100.0

100.0

95.0

95.0

タイム維持率

タイム維持率

４

90.0
85.0
80.0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

90.0
85.0
80.0

1

2

3

4

回数
大宿

6

7

8

9

10

回数
梅村

図３ 大宿・梅村のタイム維持率平均値

５

5

清水

図４

清家

清水・清家のタイム維持率平均値

今後の課題とまとめ150m 走のタイムの低下率は平常時の運動量や筋肉量によって変わってくる場合があると考えられたため、研究結果により、空腹時にみかんジュースなどの糖質が十分に含まれたものを摂取することは運動部の生徒にとってエネルギー補給に適しているのではないかと考えられた。
今回は、実験の２時間前に摂取したが摂取する時間帯によっても結果が変わってくると考えられるため、摂取時間を変えて実験を行うことも検討したい。

参考文献
・塩瀬圭佑ら（2017） パフォーマンス向上のための糖質摂取 筋グリコーゲン貯蔵量に着目した手法とその応用性 体力科学 66 巻,1 号,p10,2017
・河野大喜ら（2016） 持久走（５㎞）におけるエネルギー補給のー考察 平成 27 年度愛媛県立宇和島東高等学校 SSH 生徒課題研究論文集,p59-60

宇和島さんさの伝承を通しての地域活性化について
１年２組 松浦 梨緒 １年２組 寺岡美紗妃
１年２組 桝本 笑美 １年２組 松井 美穣
指導者 中田 敬子
１

課題設定の理由「ＲＳⅠ」で課題を決めていくなかで、地域の伝統文化と科学を結び付けて地域の役に立てな
いかという意見が出た。今まで宇和島の伝統文化についてあまり知る機会がなかったということもあり、自分たちが知らなかった宇和島の伝統文化について調べたいと思い、調査をすることにした。また、最近は様々な社会問題によって伝統文化がなくなりつつある。この問題を解決するために私たちにできることは文化の伝承を行うことだと思った。宇和島の伝統文化について調べ、発表することで文化の伝承にもなり、知名度の数値の変化をグラフ化し、データサイエンスとして研究することにした。宇和島さんさ以外にも和霊大祭等の伝統文化があるが、宇和島さんさの知名度があまり高くないことから宇和島さんさについて調べ、わずかではあるが地域活性化の手助けになるのではないかと考えた。

２

先行研究「宇和島さんさ」とは南予に伝わる民謡民舞である。平成 25 年には宇和島さんさ伝統普及会が結成され、宇和島さんさの魅力を発信している。岩手県には「さんさ踊り」と「ナニャドヤラ」という盆踊りがある。現在、盆踊りは「ナニャドヤラ」より「さんさ踊り」が主役になっていて、南部藩主が三本柳地区に「さんさ踊り」の保存を奨励したという言い伝えは残っているが、決定的な歴史文書は残っていない。さらに、さんさ踊りを永久に保存するよう授けた巻物も明治
43(1910)年９月の北上川の大洪水で流失している。
「さんさ踊り」は勇壮でリズミカル、太鼓は両面打ち(例外あり)である。
「ナニャドヤラ」は手踊りが美しく、太鼓は片面打ちと、踊りや太鼓のテンポ、派手さは対照的である。
「宇和島さんさ」の歌詞には「ションガイナ」という言葉が何回も出てきている。

３

研究の方法(1) 知名度調査（アンケート）
宇和島東高校の知名度調査をするために、Microsoft Forms を使って全学年に知名度調査を行う。学年、宇和島市内・市外に住んでいるか、宇和島さんさを知っているか、どこで知ったのかについて質問する。
(2) 先行研究
宇和島さんさ以外にも、東北にもさんさ踊りがあるのを知り、宇和島さんさとの共通点や違いやどうやって伝わってきたのかなどを調べるため、Google scholar の論文やウェブサイト
を活用する。
(3) インタビュー
夏休みには、宇和島さんさを楽しむ会の方々に実際にお会いし、事前に調べたことを踏まえ、インタビューする。宇和島さんさについて実際に踊ったりして宇和島さんさの魅力について知る。市内の博物館等にも足を運び、宇和島さんさについての地域調査も行う。
(4) ポスター作成
宇和島さんさについて知ってもらうために宣伝用ポスターを作成し校内に掲示し、teams にアップする。
(5) 再知名度調査
作成した宣伝用ポスターを teams にもアップして広め、年度末にもう一度知名度が高まっているか知名度調査を行う。宣伝用ポスターを掲示前と後で知名度の違いをグラフに表す。
４

結果と考察
2022 年７月に知名度調査を実施。夏休みと冬休みに宇和島さんさを楽しむ会に参加し作成した宣伝用ポスター（図１）を teams にアップした。その後 2023 年１月に再び知名度調査を実施。知名度調査の変化より、宇和島さんさの知名度は上がったことが分かった。市内では７月
は「知っている」「名前だけ耳にしたことはある」と答え、知名度は 30％ほどだったが、１月には 50％を超えている。市外では７月には「知っている」と答えた人はいな
図１ 宣伝用ポスター
かったが１月には「知っている」「名前だけ耳にしたことはある」と答えた人が 30％ほどまで増えている。７月に行った知名度調査でどこで知ったのかという質問では、テレビや地域学習、祖父母から聞いたと答えた人が多かったが１月に行った知名度調査の結果からは課題研究からと答えた人がいた。このことから課題研究を通してわずかではあるが文化の伝承を行うことができたと考えられる。

市外

市外

市内

市内

0%

20%
A.知っている

40%

60%

B.名前だけ耳にしたことはある

80%
C.知らない

図２ ７月に行ったアンケート結果

５

100%

0%

20%
A.知っている

図３

40%

60%

B.名前だけ耳にしたことはある

80%

100%

C.知らない１月に行ったアンケート結果

今後の課題とまとめ
知名度調査の結果より、宇和島さんさの知名度が上がったことが分かった。しかし、知名度が上がったとはいえ、特に市外では「知らない」と答えた人が 50％を超えている。このことを踏まえて今後はさらに知名度を上げていきたい。市外での知名度を上げるには、宇和島さんさを市内だけで宣伝するのではなく、市外へ広める必要がある。そのためには校内での宣伝だけでなく、自分たちができることをやっていく必要がある。

謝辞
これまで、私たちの研究に携わってくださった先生方をはじめ、宇和島さんさを楽しむ会の方々に感謝申し上げる。
参考文献
・2019/11/19,宇和島さんさと伝統芸能体験事業について,宇和島市ホームページ
https://www.city.uwajima.ehime.jp/soshiki/33/bunkasinnkou1.html (参照 2022.6.22)
・島崎篤子,「さんさ踊り」とその指導法に関する-考察，岩手大学教育学部研究年報第 60 巻第 2 号(2001.2)77∼96https://iwateu.repo.nii.ac.jp/?action=pages_view_main&active_action=repository_view_m
ain_item_detail&item_id=11453&item_no=1&page_id=13&block_id=21 (参照 2022.6.22)
・2016,成世昌平宇和島さんさ歌詞,lyricjp.com
https://j-lyric.net/artist/a0024f1/l01bd12.html (参照 2022.6.22)

キネシオテーピングと走力に関する研究
１年１組 濱遊玲音 １年２組 高田貞治
１年３組 濱田愛心 １年４組 松崎陽向
指導者 堀内秀嗣
１

課題設定の理由
私たちは、全員が運動部に所属しており、※キネシオテーピング(以下ＫＴ)を使う機会が多くあった。しかし、ＫＴがどのような効果を発揮するのか、本当に効果として現れているのか疑問に思い研究を始めた。そのためＫＴを貼付することによって筋機能がどれだけ向上するのか、時間経過に伴う疲労増加におけるＫＴの効果について調べることを目的とした。
※キネシオテーピングとは、伸縮性をもった綿やアクリルのテープを使った療法。スポーツだけ
でなく、自然療法やリハビリにも使われている。

２

先行研究より明らかになっていること
先行研究よりＫＴの効果について自然治癒力を促進し痛みやむくみを和らげること筋機能の改善、血液、リンパ液の循環改善、疼痛抑制、関節強制、治療効果持続時間の延長、筋肉だけでなく筋膜の動きをサポートし、硬化や炎症等に付随する症状の発生を防ぐことなどがある。
また、ＫＴを貼付・非貼付では時間が経過するごとにジャンプ能力に差が出ること、膝の屈折動作における瞬発的な筋力発揮において筋力低下を抑制し、持続的な筋力発揮を及ぼすことも先行研究より明らかになっている。

３

仮説
疲労状態において 30ｍを走る速さは時間を置くごとに遅くなる。ＫＴを両足に貼付し筋肉をサポートすることによって、時間の経過によるタイムの低下を防ぐ事ができる。

４

実験・研究の方法(1)

被験者 宇和島東高校１年生男子８名、女子 10 名

(2)

場所

宇和島東高校グラウンド

(3)

方法

30ｍ走のタイムを測定し、条件ごとにその増減を比較する。

測定には Dashr を使用する。（写真１）(4)

条件

ＫＴを貼付、非貼付で各３回試技を行う。

１回目測定後５分、２回目測定後 10 分の間隔をあけ測定する。（写真２）
ＫＴを貼付した場合の 1 週間後に非貼付の場合で対象実験を行う。

写真１

写真２

写真３

写真４

(5) ＫＴの貼付方法（写真３、４）①うつ伏せで膝を折った状態で行う。アキレス腱を伸ばす。
②Ｙ字型にカットしたＫＴの基部をかかとの裏に固定する。
③ＫＴをアキレス腱まで貼ったら膝を伸ばした状態にする。
④Ｙ字ＫＴの一端をふくらはぎにそって膝裏まで包み込むように貼る。
５

結果と考察(1) ＫＴ非貼付（図１：単位は秒）
被験者 18 名のうち 11 名が時間経過と疲労の増加よってタイムが遅くなっていた。そのうち７名は時間が経つにつれてタイムが落ちていた。
(2) ＫＴ貼付（図２）
１回目と３回目の比較に注目すると 18 名中 13 名のタイムが速くなっている。ＫＴには疲労を軽減させる効果があると考えられる。
(3)

ＫＴの貼付・非貼付（図３）
ＫＴを貼付することで 18 名中 11 名のタイムが速くなっていることからＫＴには疲労を軽減させる効果があると考えられる。
(4) 考察
ＫＴ非貼付で時間が経過するごとにタイムが落ちていたことより、時間経過と疲労の影響であると考えられる。しかし、18 名中９名はタイムが速くなっているため個人差が大きく関わっているといえる。ＫＴの貼付・非貼付を比較すると、貼付しているときは平均タイムが速くなっている人が多いため、貼付することでパフォーマンスが向上するといえる。ＫＴ貼付の結果
からも時間の経過とともにパフォーマンスが低下しているが、ＫＴの貼付・非貼付のタイムの落ち方を比較すると、ＫＴ貼付の方が時間経過によるタイムの低下が小さくなっているためＫＴの貼付が時間経過によるパフォーマンスの低下を防いでいるといえる。

図１ ＫＴ非貼付 比較

６

図２

ＫＴ貼付

比較

図３ ＫＴ非貼付・貼付

比較

まとめと今後の課題
ＫＴの非貼付・貼付の実験において、気温や湿度の違いによる影響を受けた。今後、貼付・非貼付の対照実験を同日に行うなどして、実験の条件を一致させられるようにしたい。
また、今後は、１回目、２回目、３回目の測定の間隔を変え再度時間を行いたい。

参考文献
・吉田一也（2011）人間総合科学大学 保健医療学部
リハビリテーション学科「キネシオテーピング理論と基本貼付法」
・川口陽亮ほか(2019) 東北理学療法学 31 巻 pp.59‐69

宇和島市内におけるサイクリングコースの検討
１年３組 宇都宮正悟
清水 公将

大西 敦也
河野 桃子
田中 小晴
山本 祐希
指導者 堀内秀嗣

１

課題設定の理由
近年、コロナウイルスの影響などにより、テレワークを採用する企業や自宅待機をする機会が増え、人々の運動量が減りつつあるといえる。その結果、運動量の減少による肥満、体調不良、ストレスの増加などの健康悪化が増え続けている。
財団法人日本自転車普及協会による調査では、サイクリングは精神的健康度を良好に保ち、日常的にサイクリングを愛好することによって、全身持久力を高い水準まで高め、維持できることが報告されている。
運動不足の解消にはサイクリングが有効であると考えられ、地元宇和島市を利用した宇和島市
ならではのサイクリングコースを作成することで、老若男女誰もが健康的に生活できる地域づくりに貢献したいと考え設定した。

２

研究の方法
(1) サイクリングコースの作成
自分たちで宇和島市内のサイクリングコースを３コース作成し、実際に走行して得られる情報や距離などをまとめ、レーダーチャートを作成したり、各コースの高低差を比較したりする。
(2) 宇和島市の現状把握
・宇和島市民のサイクリングへの関心について調査する。
・『自転車の活用に関するアンケート調査』（2022 年：宇和島市）を整理する。

３

結果と考察
宇和島東高校を発着とし、次の３つのコースを作成した。
チャートの「距離」の最大値“５”は 20km、「消費カロリー」の“５”は 500kcal を示す。
男子高校生の全国平均体重 59.2kg（令和元年度）、レジャー目的での自転車乗車時の身体活動量（5.8 メッツ）を、消費カロリー（Kcal）＝メッツ×体重 kg×運動時間×1.05 に当てはめて計算した。
(1) 九島１周・高低差が激しい。(図１)・九島大橋を渡ることができる。
・周回コースである。
・写真を撮るスポットが多い。
・道が整備されていて走りやすい。
距離が長く、急な坂があるため強度の高い運動をしたい人、長く有酸素運動をしたい人向けのコースである。
図１

高低差（九島）(2) 赤松遊園地跡
宇和島市大浦甲 2342
・高低差が少ない。
（図２）
・気分転換したい人や軽い運動をしたい人におすすめ。
・折り返しコースである。
・海沿いを多く走るため、景色がきれい。
・道はあまり整備されていない。 ・到着点に亀と竜宮城がある。
距離が短く、高低差もあまりないため、強度の低い運動をしたい
人、運動をし始めた人向けのコースである。
車の通りが少ないため
比較的安全である。

図２ 高低差（赤松）(3) 堂崎海岸
宇和島市石応 1354
・高低差が大きい。
（図３）
・景色の広がりから達成感が得られる。
・折り返しコースである
・砂浜で遊んだりトレーニングしたりすることができる。
・道はあまり整備されていない。 ・大型車などの通行がある。
距離は短いが高低差が大きいため、強度の高い運動をしたい人、砂浜で遊びたい人向けのコース。この先もサイクリン
グができるコースがつづいている。

図３ 高低差（堂崎）(4)

宇和島市の現状把握
サイクリングは心肺機能を高め、トレーニング効果を得ながら関節への負担を軽減できるな
ど、身体面から高い効果が得られる。また、宇和島市には訪れるべき美しい場所が多数あり、
サイクリングコースの目的地として適していると考えられ、仲間と一緒に走行することで精神面からも効果が得られるといえる。
環境への配慮や災害時の渋滞緩和などにもつながり、市民の自転車活用の意識を高めること
は国としての課題であり宇和島市においても同様である。

４

今後の課題
地域の方々に自分たちが考えたサイクリングコースを実際に自転車で走ってもらい、実際に老若男女誰でも利用できるのか検討する。初心者向けのコースや、宇和島市外も含めさらに強度の高いコースを検討し、幅広いニーズに対応していく。

謝辞
宇和島市 建設部建設課

清水康弘様 松勢巨人様

ありがとうございました。

参考・「自転車による健康増進のための自然科学的研究」財団法人 日本自転車普及協会（2011）
・改訂版『身体活動のメッツ（METs）表』 国立健康・栄養研究所（2011）
・令和元年度国民健康・栄養調査 第２部 身体状況調査の結果
・国土地理院（断面図機能）https://maps.gsi.go.jp/help/intro/kinolist/4-danmen.html

コミュニティベンチの制作
１年１組 上田 桂加 １年４組 宮脇 風奏
指導者 井上 淳一

１

課題設定の理由「2022 復興デザインスタジオ成果報告会」に参加をした際、巨大地震・豪雨災害への事前復興についての説明を受けた。様々な班の報告を聞く中で、被災時に重要になるもののひとつには、
地域コミュニティが含まれると考えた。そこで、人が集まる場所でシンボルマークの役割も担う
ベンチの作成を考案した。

２仮説
コミュニティを育むためには、会話を活発にする必要があると考えた。そのためベンチの形状
は人が向き合う円形、また収納や組み立てが容易に行えるようスライド式の構造で、材料は入手の簡単な木が良いのではないかと考えた。これらを踏まえ、木製の円形スライド式ベンチの案を考えた。円形ということから、アンモナイトの形に着想を得て、このベンチの名称を「アンモナイス」とした。

３

研究方法

写真１

写真２

写真３

⑴

アンモナイス１号の試作（写真１）
方眼用紙で模型を製作した。大きさの違ったパーツを個々で作り、それらを組み合わせた。
⑵ アンモナイス 2 号の試作（写真２）⑴に課題点が見つかったため、もう一度模型を製作した。方眼用紙に勾玉状の図形を描き、パーツごとに分けてそれぞれ高さをつけた。
⑶ 木材加工方法の比較（写真３）
材料である木は曲げる必要があるため、次の二つの方法で実際に木材を加工し、比較した。
ア 木材に切り込みを入れ、針金できつく締めた状態でボンドを溶かした水に浸す。時間が経
つとに木材は軟化するので、その度に針金の締めあげ、乾燥させる。
イ 木材に切り込みを入れ、それを針金で締めた状態で水に浸し、乾燥させる。その後はアと同様に行う。
４

結果と考察
模型を製作し出てきた課題は、両端のブロックの差についてである。強度を増すために板を厚くすると、それぞれ最大・最小である両端のブロックの高さの差が大きくなり、座りにくくなってしまう。しかし座面の厚さが 2.5 ㎝であれば、高さの差の問題は無くなると考えられる。次に、円の正確な大きさとアンモナイスに座る想定人数の割り出しである。それぞれ外側の円の直径を200 ㎝、内側の円の直径を 120 ㎝とする。また、アンモナイスは板の厚さや座りやすい高さを照らし合わせた結果、内向きの 7 人掛けにするとよいと考えた。次に、使用する木材に関して、３⑶の方法だと大きな板の加工は難しく、材料費も高くなるため、加工しやすい小さな板のパーツをつなぎ合わせることにした。また座面は格子状にして空洞や隙間を作ることで、材料費削減やデザインのオリジナリティに繋がると考えた。さらに、スライドさせて全てのパーツを出し切った時、板同士が重なることで面積が減ってしまうため、その分の面積を増やして設計した。３⑶アは乾燥後にボンドが溝に入り込み、曲がったまま固定された。イも曲がったまま乾燥したが、溝に隙間ができて木材が脆くなり一部が欠けてしまった。乾燥後に接着剤を塗ると手間がかかる
ため、アの方法が適していると分かった。
５

まとめと今後の課題「収納に適している」という観点から、コンパクトにすることができて持ち運びが容易な構造を、「コミュニティを育める」という観点から、人が向かい合って座れる形のベンチを考えた。また、課題設定時は被災時用ベンチを作ることが目的であったが、それらを同時に叶えるデザインの設計に励む結果となった。試作の段階では、設計に失敗してスライドできなかったり、寸法の割り出しを誤り、座れない椅子を製作になったりしたが、湾曲したパーツをスライドさせるために外側の円周と内側の円周を変え、木の厚みを決定し無理なく座れる座面の高さを割り出した。
今後の課題は、実際に決めた円周通りに木材を曲げる方法と木材の耐久性の調査、実物を制作することである。現時点での完成予想図は（図１）である。

図１
参考資料
・
（報告）2022 復興デザインスタジオ現地報告会
・木を曲げる方法！アイロンやスチームを使わず曲木してみた！
https://www.idalto.online/844/

高校生が考える理想的なコワーキングスペース
１年１組
１年３組

藤岡
宅見

希羽
遥

１年３組
１年３組

畔地 将志
野田明日香

１年３組
１年３組
指導者

井上弘一朗
山本
仁
尾﨑 真紀

１

課題設定の理由
私たちが住む宇和島圏域では、急激な人口流出が起きている。そこで、「帰ってきたい宇和島」
を目指すべく、「コワーキングスペース」と画期的なコラボをし、高校生たちの意見を取り入れて宇和島を発展させようと考えた。

２仮説
コワーキングスペースを拠点とするまちづくりをすると、関係人口(*1)の増加と共に町に賑
わいが生まれるだろう。

３

研究の方法
(1) アンケート（図１）（図２）
全校生徒を対象に、Forms でアンケートを実施する。
(2) オンライン調査（図２）
鬼北町と松野町の２か所のコワーキングスペースＡ,Ｂにオンラインインタビューを行う。
(3) ホリバタ(*2)との共同研究
・コワーキングスペースの「実際」と「現状」を知る。
・ワークショップを通じて、理想的なコワーキングスペースを考える。

４

結果と考察
(1) アンケート結果,
・コワーキングスペースの認知度(図１) （調査対象：宇和島東高校の生徒約 300 人）「コワーキングスペース」という言葉を聞いたことがある生徒の割合は約 20％に留まっており、あまり知られていないことがわかった。しかしアンケート結果から、利用したことがある生徒もいることがわかった。

・ 年齢層によるコワーキングスペースに求めるものの違い(図２)（調査対象：宇和島東高校の生徒約 300 人、大人はオンライン調査より）

結果の詳細・内装をおしゃれに（学生）・睡眠スペース（学生）・畳の部屋（大人）・貸し切れる会議室（大人）・開いている時間が長い（共通）・個室（共通）(2) オンライン調査の結果
主に、①現状、②課題 の視点で聞き取りをした。その結果が以下のとおりである。
対象

現状

課題

コワーキングスペースＡ

地元の高校の人たちと製品 地域の人たちが求めているも開発をすることによって、のがわからない。
高校生との交流を深め て 所在する町の人だけではなく、いる。
南予全体から来てほしい。
リピーターを増やしたい。

コワーキングスペースＢ

2020 年にまちおこしの拠点 お金は出ていくが、収入がなを作るために始めた。地元
い。
の人たちで不定期で読 書 もっと活動を活性化させたい。
会などイベントを行っ ている。

(3) ホリバタとの共同研究
実際にホリバタへ足を運び、コワーキングスペースに求められているものについてワーク
ショップを開き、共同研究をした。
(4) 理想的なコワーキングスペースの考案⑴～⑶でわかった課題と研究をもとに、それを解決するための理想的なコワーキングスペースを構想した。ホリバタとの共同研究（ワークショップ）で、過ごしたくなるワークスペースを考えた。そのイメージ図が以下の通り。

畳の部屋の設置（アンケート結果）
イベントスペース（オンラインインタビュー）
カフェの設置（アンケート結果）

仮眠のできるスペース（オンラインインタビュー）

５

今後の課題とまとめ
コワーキングスペースは多世代にとってライフキャリアデザインを中心に多くの価値を作り出す場所であった。しかし、コワーキングスペースの存在を知らない人がまだ多い。この現状を変えていくためには、コワーキングスペースの意義と広報を学校で行うことを提案する。
なぜなら学校でのキャリア教育とこのコワーキングスペースの取り組みは関係性があるからである。これからも新しい時代のコワーキングスペースの変容に注目していきたい。

脚注*1 関係人口…移住した「定住人口」、観光に来た「交流人口」ではなく、地域と多様に関わる人々を指す。
*2 ホリバタ…宇和島市にあるコワーキングスペース。
参考文献
・松村茂. "テレワーク社会が開く地域社会―地域社会におけるテレワークとコワーキングスペースの考察―." (2020)令和４年度 ＳＳＨ研究成果報告会（２期目第５年次）研究テーマ一覧
リージョナルサイエンスⅡ（ＲＳⅡ）
対象生徒：理数科・普通科２年（74名）
講座

班番号

担当教員

研究タイトルページ

1

中村

木製スピーカーの形状ごとの音響効果

67

2

浦辻

骨組みの本数を減らした高集光ビニールハウスの開71

発
A 基礎理工講座

3

石坂

素数の可能性75

4赤松

折り紙の可能性Ⅱ

79

5

窪地

電気分解における陽極金属の形状に関する研究

83

6

高橋

アコヤ貝を用いた制酸薬の合成

87

7

山本

吉田町の土砂災害の一考察

91―斜面上の土砂流出と粘土鉱物からの検討―

B 生命環境講座

8

中尾

新たな指標生物を探せ！～神田川の水質と生物Ⅲ～

95

9

高橋

摘果みかんから合成した再生繊維の評価方法

99

10

窪地

魚粉肥料が野菜の生育に与える影響

103

11

清川

植物の生育初期におけるウルトラファインバブル使

107

用の検討
12

中尾

カキの生息条件Ⅱ

111

13

清川

身近な廃棄物を利用した有機石灰

115

14

中村

統計情報を用いた南予地域の課題発見

119

15

松岡

貝灰を利用した漆喰の吸音・消臭効果に関する研究

123

16

林

地域の廃棄物を利用した浄化装置とその有効性

127

17

谷田

粘着力測定版の作製とレシピ開発

131

18

林

バイオエタノールの生成

135

総合科学講座木製スピーカーの形状ごとの音響効果
２年３組

上杉

夏蓮

２年３組
２年３組

清家
森

蒼太
一琉

２年３組
２年４組
指導者

成瀬
山本
中村

望
陸王
俊貴

１

課題設定の理由
私たちの地元である宇和島市はその面積の 7 割を森林が占めており、その広大な森林を生かした林業も行われている街である。しかし、その林業が注目されることは少ない。私たちはこれを宇和島市の魅力として発信するべきだと考え、そのための活動の一環として宇和島産の木材を用いた独自の木製スピーカーの作成を思い立った。そこで、作成の前準備として木製スピーカーに適した構造を考察し、より効果的な木製スピーカーの形状を調べることを目標に研究を行った。

２

仮説
スピーカーの主な使用目的として、特定方向へ対する音量の増大、全方向への音量の増大の二つを考え、今回の研究では前者の、特定方向に対する音量の増大が可能なスピーカーの作成を目標とした。
音響効果の高い構造のひとつとしてホーン構造と呼ばれる円錐状の構造がある。この構造はホーン開口部
では平面波に近い状態で音が放射さる。そのため、ホーンとして動作している周波数範囲では指向性が強く、球面波のように音が広がらないためその分効率は高くなる。木材で曲面や円形を作成することは困難であるものの、角錐状の模型を作成することで、ホーン
図１ ホーン構造
構造の特性の１つである、音量(音圧)を高める効果を得られるのではないか、と考え以下の実験を行った。

３

研究の方法
(1) スピーカーの作成

図２ 三角錐型スピーカー
スピーカーの形状は「三角錐型」（図２）、「四角錐型」（図３）の二種を作成した。両端の大きさ
は、ホーン構造のスピーカーの底面が外接円となる
ように模型の大きさを揃えた。(底面の外接円半径5cm,15cm)

図３四角錐型スピーカー
外接円半径

図４

スピーカー底面

(2) 音圧の測定
ア 使用物
・有線スピーカー
・吸音材・騒音測定器(Sound Meter)スマートフォンアプリケーション
・発音振動数と音階シミュレーション（初音）イ 実験場所
愛媛県立宇和島東高等学校 理科教棟 3 階 視聴覚教室
ウ 実験条件・発生させる音の前方以外への広がりを抑えるために発音体となる有線スピーカーの側面と裏面を吸音材で二重に囲んだ。また、前面のスピーカー模型との隙間も吸音材で埋
めた。

スピーカー

音
吸音材
図５

PC

発音体内部構造・発音体からは一定の音量で 2000Hz の音を流して測定する。（図６）
・測定内容は発音体から 2.0m 離れた地点からの音圧の計測を行う。（図７）
・発音体正面を 0 度として 30 度毎に測定を行ったこのとき、図７では右回りを正として表記した。

図６

机
発音体
半径2.0ｍの円

スマートフォン

図７

実験装置配置図

初音操作画面４

結果と考察
実験の結果を以下に示す

60

四角錐

三角錐

90

150

50

音圧(dB)

40
30
20
10

0
-150 -120

-90

-60

-30

0

30

60

120

180

角度(°)
図８

角度と音圧の関係

四角錐と三角錐で音圧に変化はみられなかった。このとき、-90 度から正の方向に 90 度まで角度を経るごとに音圧がだんだんと変化した。また、-90 度から負の方向に向けては、上記のような相関的な変化はみられなかった。
底面がなめらかな円形で、側面がアーチ状をしたホーン構造を基にして考えると、多角形の角が増えるほどホーン構造の増加効果によって音圧が増大すると考えていた。しかし、四角錐と三角錐とで音圧に対する大きな差はなかった。そのため近似的なホーン構造の効果を検証するためには図形の頂点を大幅に増やす必要があると考えられる。
また、結果より 90 度から 0 度までに音圧が増大しているので、スピーカーによる音圧の増強効果を検証できたと考えられる。
５

まとめと今後の課題(1) まとめ
今回の実験では三角錐と四角錐の両方とも正面に対する音圧が一番大きく、90 度から 0 度にかけての角度においてのスピーカーが正面方向以外への音圧の減少効果を検証することができた。
一方、スピーカー後方では効果が見られないため、発音体前面に設置するスピーカー構
造のほかに良い手段を考察する必要がある。
(2) 今後の課題
本実験では、模型の作成に期間を要したため、実験の回数が満足に行えなかった。また、今回は各クラスから離れている視聴覚教室で実験を行ったが、学校内での実験は授業や放課後の部活動等などの雑音が入りやすく、正確な計測結果を測定することが出来ていない

可能性が高い。そのため、今後は授業や部活動による雑音の影響が少ない時間帯に実験を実施したい。また、制作した模型の大きさから、発音体から 2.0ｍという遠い地点での計測を行ったが、防音性のある空間で実験を行う都合上、模型のサイズ、距離などの規模を縮小して実験を行う必要があると感じた。
今後はこれらの解決に加え、2000Hz で固定していた周波数を変更することで生じる影響などの音圧以外の音の要素の変動についての調査や、より多角形の頂点を増やし、スピーカーの側面についてもホーン構造のアーチ状の側面の傾きに近似させ、近似的なホーン構造とした場合の音圧増加効果を調べ、本研究の実験データ及び考察を補強したい。
多角形の頂点を増やした疑似的なホーン構造については、材料費や製作工程の複雑さを考慮しつつ、検証する必要がある。
謝辞研究を指導してくださった中村先生、遮音材を提供してくださった先輩方に感謝申し上げます。
参考文献
・振動数と音階（発音：はつね）シミュレーション｜素材詳細情報｜理科ねっとわーく (rikanet.com)
・ ホーン内の波動方程式および各種ホーンの特性 2 頁 (expydoc.com) 辻野次郎丸
・ホーンスピーカーの原理と構造について (ms-laboratory.jp)

骨組みの本数を減らした高集光ビニールハウスの開発
２年４組

佐々木

唯文

２年４組

山口

舞佳

２年４組
指導者

米川
浦辻

結子
規幸

１

背景・目的
愛媛県において令和２年の個人経営体の基幹的農業従事者数は「本県の 65 歳以上の者の占める割合は 74.0％」[1]であり、農業事業者の高齢化が問題となっている。そこで、本研究では、ビニールハウスそのものの性能を向上させるとともに、高齢者がより効率的に扱うことが出来るビニールハウスの開発を目指した。

２

農業従事者へのインタビュー
ビニールハウスの改良点を明確とすべく、50 歳以上の農業従事者４名へインタビューを行った。ビニールハウスに関して困っていることについては、全員から「ビニールハウスの壊れやすさと組み立てるときの大変さ」ということを回答いただいた。いただいた回答を箇条書きでまとめると次のようになる。
(1) ビニールハウスの壊れやすさについて
・複数の台風などの暴風や猿などの動物が原因で、すぐにビニールハウスの骨組みの鉄パイプが歪む・鉄パイプが歪むことによってビニールが破れる・ビニールハウスの上に数匹乗っても猿が乗っても骨組みは壊れにくいが、横からの強風によっては骨組みが歪み壊れることがある(2) ビニールハウスの組み立てにくさについて・ビニールハウスの建材である鉄パイプが重く、運搬が大変である
・鉄パイプで骨組みを組むので少人数で短時間では組み立てることが難しい
以上のことより、現場においては、より簡単な構造で組み立てやすく、横からの力にも強いビニールハウスが求められていることが分かった。

３

仮説
ビニールハウスは、骨組みとビニールによる構造となっている。強度は骨組みによるため、骨組みの構造にトラス構造を加えた構造に変えることで横からの力にも強いビニールハ
ウスを作成することが出来ると考えた。また、ビニールハウスは植物の育成という観点から
温度や照度が重要である。そこで骨組みに被せるビニールの部分に改良することでより効率的に食物を育てられると考えた。

４

ビニールハウスの模型の作成
本研究では、現存のビニールハウス[2]を 100 分の１の縮尺でモデル化し実験を行った。設計図を図１に示す。
ビニールハウスをビニールと骨組みに分けて考える。骨
組みは、強度比較ができればよいため、加工のしやすい
φ2.0mm のアルミ針金を使用した。骨組み同士のジョイン
ト部分は、グルーガンの樹脂によって再現を行った。
図１ 基本構造の設計図
これにより強度については、基本構造の模型と本研究で(単位は cm)
開発した新設計の模型の比較を行う。また温度と照度については、基本構造の模型を基に骨組みを変更せず、ビニールの部分のみ改良し比較する。

５

ビニールハウスの開発とその検証(1) 強度面におけるビニールハウスの設計開発に伴い、ビニールハウス内の空間の体積を減少させないことと、使用するアルミ針
金の本数を増加させないことを条件とし、次のＡ～Ｃのビニールの開発を行った。

（左；Ａ

図２ 改良したビニールハウスの構造の設計図 (単位は cm)
６本交差型、中央；Ｂ ５本交差型、右；Ｃ ５本放物線型）

Ａ

６本交差型（以下、Ａ型と略）
Ａ型の設計図を図２左に示す。本数は基本構造と同じ 6 本で交差型構造を開発した。トラス構造を取り入れ、横向きに対し力が 1 箇所に集中しないよう、分散する設計を行った。
Ｂ ５本交差型（以下、Ｂ型と略）
Ｂ型の設計図を図２中央に示す。トラス構造を取り入れ、横向きに対して力が一か所に集中しないよう、分散する設計を行った。またＢ型に比べ 3 本が 1 点で重なる点を無くし、アーチ部分の本数を少なくすることで組みやすさについても考慮した。
Ｃ ５本放物線型（以下、Ｃ型と略）Ｃ型の設計図を図２右に示す。Ｂ型同様、トラス構造を取り入れ、横向きに対して力が一か所に集中しないよう、分散する設計を行った。また、トンネルの構造に近い形を利用し、ビニールハウスの天井部分が放物線を描くように改良した。これにより、ビニールハウスの強度を大きくし、雨水に対する強度を考慮した。
(2)温度・照度面におけるビニールハウスの設計
植物の育成において、温度と太陽光は重要である。そこで基本構造の模型を基にビニールの部分の改良をすることで、より温度を高くでき、太陽光を採光することが出来るビニールハウスの開発を行った。本研究では、北側半分のビニールに対して、黒ビニールとア
ルミ箔を同時に使用するビニールハウスを開発した。黒ビニールは光を吸収するが、装着付近に関しては光が届かない。一方でアルミ箔は光をよく反射するが、外部から見たときに光を反射し失明の危険性がある。そこで相補的に黒ビニール外側に張りアルミ箔を内側に張ることで、全体に光を届けることができ、かつ危険な部分を保護することできるビニールハウスの開発を行った。本研究では、基本構造のビニールハウスの模型に対して、ビニールの代わりにラップを張った従来型とラップの上に黒ビニールとアルミホイルを張った相補型で対照実験を行う。
６

実験方法(1) 温度の測定方法
従来型と相補型について、次の条件でビニールハウスの模型に日光を当て、赤液温度計で温度を測定した。このとき、参考のため外気温も測定した。
場所; 宇和島東高校普通教棟４階２４１教室ベランダ

図３

従来型の温度の測定装置(図中下が南)日時; 2023 年 1 月 10 日火曜日 8:50 より 12:50
条件; 南から太陽光が当たるように調整し、白紙の上で測定（図３・図４）(2) 照度の測定方法
従来型と相補型について、次の条件でビニールハウスの模型に電球で光を当て、照度を測定した。(図５)
場所; 宇和島東高等学校理科教棟２階１２２教室
図４ 相補型の温度の測定装
測定機器; デジタル照度計 LX-1108 （Mother Tool）
置
光源装置; LED 電球 LDA7N-G-K/60WST (東芝ライテ(図中下が南)ック株式会社)条件; ビニールハウスの中心に照度計を設置
ビニールハウスの中心から電球までの長さ 10 ㎝
光源の照度計に対する仰角 45°，30°，15°
暗幕で部屋を暗室状態にして測定
図５ 照度の測定装置(3) 強度の測定方法
強度の比較は、おもりを吊るした場合におけるビニールハウスの歪みによる検討を行った(図６)。ビニールハウスに対し上からの力と横からの力に対して、針金が 0.50cm 歪んだ場合のおもりの重さを測定した。0.50cm は縮尺前で考えると 50cm に相当する歪みである。おもりはシームレスな値で測定を行うため、水を使用した。また、針金の歪みを正確に測定するため、レーザーポイ
ンタを使用し測定を行った。
７

図６

実験結果・考察(1) 温度面
表１

8 時 50 分
9 時 50 分
10 時 50 分
11 時 50 分
12 時 50 分

力の測定装置改良型ビニールハウスに日光を当てた場合の温度変化の違い（単位は℃）

従来型
8.0
11.0
13.0
36.0
31.0

相補型
9.0
12.2
14.0
42.0
36.0

従来 A 型
8.0
11.0
12.0
36.5
31.5

相補 A 型
9.0
11.5
12.5
43.0
35.3

従来 B 型
8.0
11.0
15.0
39.0
31.5

相補 B 型
7.0
10.0
11.0
39.0
33.0

従来 C 型
7.5
11.3
12.0
35.0
30.0

相補 C 型
8.0
11.3
12.0
40.5
34.0

結果を表１に示す。12 時 50 分時点での温度が低くなっているのは、太陽が雲によって一
時的に隠れ、太陽光が遮断されたことが原因と考える。4 時間後において、いずれも相補型の温度は従来型の温度に比べて高い結果が得られた。よって太陽光のエネルギーをより効
果的に熱へと変換できるビニールハウスを開発することが出来た。なお、時間が経つたびに温度差が広がっているがこれは熱の蓄積によるものと考えられる。
(2) 照度面
表２ ビニールハウスの照度
仰角
従来 B 型(㏓)
相補 B 型(㏓)
従来 C 型(lx)
相補 C 型(㏓)
45°
3143
3872
3389
4390
30°
2455
2649
2172
3392
15°
1457
1826
1463
2228
結果を表２に示す。ビニールの部分の曲面において、基本構造とＡ型とＢ型は同じであるためＢ型と、それと異なる形であるＣ型の比較を行った。いずれも相補型の方が光を多く集めており、相補型は照度において負の影響がないことが分かる。特に仰角 15 度においては、相補Ｂ型が従来Ｂ型の約 2５％、相補Ｃ型が従来Ｃ型の約５２％、性能を上げている。これにより太陽が低い時間帯や季節においても、植物に十分な光を注ぐことが出来る構造となっていることが分かる。よって特に太陽の高度が低い冬や朝方においても、太陽の光を効率よく集めることが出来るビニールハウスを開発することが出来た。
(3) 強度面
力の向き
横からの力
上からの力

表３
従来型(㎏)
0.633
1.552

ビニールハウスの強度
Ａ型(㎏)
Ｂ型(㎏)
0.760
1.059
1.440
1.009

Ｃ型(㎏)
0.795
1.395

結果を表３に示す。この値は大きいほど強度が大きいことを示している。従来型の横からの力に対する強度が 0.633(㎏)であることが示す通り、基本構造における横から力の弱さ
が壊れやすさの原因であった。本研究で開発したいずれの構造においても、その 0.633(㎏)を上回る結果が得られた。これはトラス構造を取り入れたためだと考えられる。横からの力に対する強度という点で考えるとＢ型が最も適している。しかし雨水等への対策も必要である。そこで風による影響が大きい農地ではＢ型が、雨による影響が大きい農地ではＣ型が適していると考えられる。
８

結論
ビニールハウスにおいて、骨組みの本数を増やすことなく、従来の骨組みの問題点であった横からの力に対応できる構造を開発することが出来た。本研究で開発した構造はいずれも従来型に比べて、横からの力に耐えることができていたため、強度面においてトラス構造は影響を与えていると分かる。また、骨組みに被せるビニールについても、温度と照度の観点で効率の良い相補型を開発することが出来た。Ｃ型において、傾斜を急にすることで雨のた
まりやすさを軽減する構造を開発することができた。

９

展望組み立てやすさについて、本数は減少したとしてもトラス構造を実際のパイプで組み立てるとなったときに負担となる可能性がある。よって今後は実際に組み立てることも視野に入れつつ、コスト面も踏まえてより実際に商品化に近付けるビニールハウスを作成したい。また骨組みにおける交差型やビニールにおける相補型以外の構造も考え、より便利なビニール
ハウスを作成していきたい。

謝辞
アンケートにご協力いただきました農業従事者の方、ありがとうございました。
参考文献[1]「愛媛農業の動向 令和３年度版」,愛媛県農林水産部
https://www.pref.ehime.jp/h35100/documents/doukouhen1.pdf[2]「間口 8 メートルの 42.7φ 単管パイプハウスの図面」，農業用ビニールハウスのモリシタ
https://www.morishitahouse.jp/info/greenhouse/間口 8 メートルの 42-7φ 単管パイプハ
ウスの図面/

素数の可能性２年４組 宇都宮郁人 ２年４組 川添央太郎
２年４組 二井智 ２年４組 三好 和臣
指導者 石坂 美貴
１

課題設定の理由
愛媛大学の出張講義で、素数について学び、そのときに偶数の４乗と奇数の４乗の和が素数になるのではないかという疑問が生まれ、素数に興味をもった。素数とは、１より大きい自然数で、正の約数が１か自分自身しかないという数字である。素数は現れる順番に法則性がなく、今でも解明されていないことが数多く存在する謎の多い数字である。そこで、素数に関する公式や素数の規則性について詳しく知りたいと考え、素数の可能性を研究することにした。

２

３

仮説
求める値の範囲を限定することで、その範囲の中の素数を式で表すことができる。
研究内容(1) 素数表の作成

表１ 素数表○素数表の作り方
エラトステネスの篩を用いて素数を見つける。エラトステネスの篩とは、「素数の正の約数は 1 と自分自身の２つのみ」という性質を利用して素数を見つける方法である。
今回は n = 2500 として考える。つまり 2500 以下の素数をすべて見つける。
手順１ 自然数リスト（2～2500）を作成する
手順２ 自然数リストの最小の素数をmとする
手順３ リストの中で m以外の mの倍数をふるい落とす
手順４ 𝑚 < √𝑛となるまで手順２,３を繰り返す(今回ではm = 47)
リストの中の残った数字が素数となる。
(2) フェルマーの二平方和定理の追究
奇素数 p を２つの平方和で表すことができる⇔ pを４で割った余りは１であるというフェルマーの二平方和定理を発展させることを試みた。様々な数について、二平方和が素数になり、かつ４で割った余りについてエクセルを用いて調べた結果、𝑥 2 + 8𝑦 2 が素数となるx , yが存在するならば４で割ったときに１余ることがわかった。
【証明】
４で割ることを考慮して、𝑥 = 4𝑛 + 1,4𝑛 + 2,4𝑛 + 3 、𝑦 = 4𝑚 + 1,4𝑚 + 2,4𝑚 + 3 とする。
（n , mは自然数）
ただし、4𝑛, 4𝑛 + 2 は平方和が偶数となり、素数にはならないので除く。
① (4𝑛 + 1)2 + 8(4𝑚 + 1)2 = 16𝑛2 + 8𝑛 + 1 + 128𝑚2 + 64𝑚 + 8= 8(2𝑛2 + 16𝑚2 + 3𝑛 + 8𝑚 + 2) + 1② (4𝑛 + 3)2 + 8(4𝑚 + 1)2 = 16𝑛2 + 24𝑛 + 9 + 128𝑚2 + 64𝑚 + 8= 8(2𝑛2 + 16𝑚2 + 3𝑛 + 8𝑚 + 2) + 1③ (4𝑛 + 1)2 + 8(4𝑚 + 2)2 = 16𝑛2 + 8𝑛 + 1 + 128𝑚2 + 128𝑚 + 32
= 8(2𝑛2 + 𝑛 + 16𝑚2 + 16𝑚 + 4) + 1④ (4𝑛 + 3)2 + 8(4𝑚 + 2)2 = 16𝑛2 + 24𝑛 + 9 + 128𝑚2 + 128𝑚 + 32
= 8(2𝑛2 + 3𝑛 + 16𝑚2 + 16𝑚 + 5) + 1
2
2⑤ (4𝑛 + 1) + 8(4𝑚 + 3) = 16𝑛2 + 8𝑛 + 1 + 128𝑚2 + 192𝑚 + 72
= 8(2𝑛2 + 𝑛 + 16𝑚2 + 24𝑚 + 9) + 1
2
2⑥ (4𝑛 + 3) + 8(4𝑚 + 3) = 16𝑛2 + 24𝑛 + 9 + 128𝑚2 + 192𝑚 + 72
= 8(2𝑛2 + 3𝑛 + 16𝑚2 + 24𝑚 + 9) + 1
以上より、示せた。
(3) 範囲を限定して素数を式で表す
x 番目

素数

1
2

2
3

MOD4
2
3

3
4
5

5
7
11

1
3
3

6

13

1

7
8
9

17
19
23

1
3
3

10
11

29
31

1
3

12

37

1

13
14
15

41
43
47

1
3
3

16
17

53
59

1
3

18
19

61
67

1
3

4k + 1型

2∼4

5∼9

10∼16

17∼25

2x − 14(𝑥 − 2)+1
2x − 13x − 44(𝑥 − 3)
+1
4(𝑥 − 3)+1
4x − 133x − 44(𝑥 − 3)+1
4x − 134(𝑥 − 3)
+1
4(𝑥 − 3)+1
4x − 134x − 134(𝑥 − 3)+1
4x − 94(𝑥 − 3)+1
4x − 9

20

71

3

21
22
23

73
79
83

1
3
3

24

89

1

25

97

1

4x − 94(𝑥 − 3)+1
4x − 94x − 94(𝑥 − 2)
+1
4(𝑥 − 1)+1
表２ 範囲を限定した場合の素数フェルマーの二平方和定理より、4k + 1型の素数はすでに式化されているので、それ以外を考える。素数２を１番目、素数３を２番目、素数５を３番目…という風に小さい素数から順に番号を振る。次に、表２のように１番目まで、(12 + 1) ∼ 22 番目まで、(22 + 1) ∼ 32 番目
まで…という風に範囲を限定していくと、x番目の素数を式で表すことができた。（８番目の素数１９を除く）
例えば、２番目の素数は3 = 2 × 2 − 1 、５番目の素数は11 = 3 × 5 − 4 となる。
(4) フェルマーの二平方和定理をグラフで表現

図１

フェルマーの二平方和定理を用いた円フェルマーの二平方和定理が成り立つとき、𝑥 2 + 𝑦 2 は素数である。これを中心が原点で半径が√素数 の円の方程式とみて、GeoGebra というグラフ化ソフトを使いグラフを作った。
<手順>① 表３のように、x =奇数（１～49）、y =偶数（２～50）を入力し、𝑥 2 + 𝑦 2 の値を求め、２個の平方和が素数になるx , yの組み合わせを見つける。表３の L 列、値の右側の色が付いているところが素数である。
②

表３で得られたxとy、素数の値を円の方程式に適用してグラフを描いた後、円上にある座
標 (𝑥 , 𝑦) に点を打つ。さらに、xとyの座標を入れ替えた点（x =偶数、y =奇数）、すな
わちy = xに関して対称な座標の点もグラフに打ち、傾向を調べる。

表３素数になる平方和の組み合わせ

４

まとめ・考察・フェルマーの二平方和定理の発展から𝑥 2 + 8𝑦 2 が素数であるとき、その素数を４で割ると余りが１になることがわかった。
・素数が現れる順番をxとすると、範囲を限定することで素数を式で表すことができた。しかし、８番目の素数は例外となった。
・平方和が素数になる２個の数をx , yとし、x > 0 , y > 0 の範囲でxy平面上に座標をとって傾向を調べた結果、特に規則性は見られなかった。

５

今後の課題
規則性が見られなかった図１の点の分布から、座標の密度が大きい所と小さい所、空白の面積が広いところと狭いところを２種類の色を用いて塗りつぶすなど、アプローチを変えながら
今後も規則性がないか調べていく。
範囲を限定した素数の式では、26 番目以降の素数について考察、式化していきたい。

謝辞
本研究に取り組むにあたり、御指導・御助言をいただいた先生方に、お礼申し上げます。ありがとうございました。
参考文献［１］エラトステネスのふるいとその計算量 | 高校数学の美しい物語 (manabitimes.jp)［２］フェルマーの二平方和定理 | 高校数学の美しい物語 (manabitimes.jp)［３］関数グラフ - GeoGebra (https://www.geogebra.org/graphing?lang=ja)

折り紙の可能性Ⅱ
２年４組 大野 寛平 ２年４組 河野 琉青 ２年４組 山本 遥駒
指導者 赤松 弘教
１

課題設定の理由
子供たちによく親しまれている折り紙は様々な可能性を秘めている。そして折り紙は数学と密接な関係を持っており、先行研究でも折り紙を使って正弦の合成や角の三等分の証明など数学の教科書に載っている解法よりも簡単に証明されていることが多く存在する。そこで私たち
は、折り紙の性質をうまく利用して、まだ見つかっていない折り紙を使った解法を見つけ、数学にもっと興味関心を持ちたいと思いこの課題を設定した。

２仮説
先行研究により、折り紙を用いて様々な公式や定理を証明することができることがわかっている。そこで、さらに考察を深めることにより、折り紙の可能性を広げられるのではないか。
(1) 加法定理や正弦の合成を証明することができることがわかっている。そこで、余弦の合成も折り紙を用いて証明することができるのではないか。
(2) 折り紙を用いて３次方程式の解が折れることや、角の三等分、５次方程式の解が折れる
ことがわかっている。そこで、角の五等分や七等分など角の素数等分もできるのではないか。

３ 研究の方法(1) 折り紙を用いた余弦の合成① 先行研究の正弦の合成について分析する。
② 折り紙を用いて、三角形を作り、辺や角の設定を変更して考察する。
③ 成り立つかを証明する。
(2) 折り紙を用いた角の素数等分の証明① 角の三等分の方法を分析する。
② ①の設定を変えて線分を増やし、何らかの関係性があるかどうか調べる。
③ 角の三等分と３次方程式の解との関連を分析し、証明する。
④ ③を用いて、角の五等分と５次方程式の解との関連を分析し、証明する。
⑤ ①～④を用いて、角の素数等分について考察し、証明する。
４ 結果と考察(1) 折り紙を用いた余弦の合成① 先行研究の木尾直子さんのものを分析した。
② 図１のように辺や角を設定する。
③ 余弦の合成方法
正方形 ABCD の中に∠BFE＝90°の任意の直角三角形 BFE を作る。
ここで、BF=a、EF＝b とする。
三平方の定理より、BE＝√𝑎2 + 𝑏 2∠EBF＝β(0＜β＜90゜)、∠ABF＝θ(0＜θ＜90゜)とする。

平行線の錯角より、∠BFC＝θ
∠CFB＋90°＝∠DEF＋90°より∠CFB＝∠DEF＝θ となり、∠ABF＝θ－β となる。
DF＝bsinθ、CF＝acosθ となり
AB＝√𝑎2 + 𝑏 2 cos(θ－β)√𝑎2 + 𝑏 2cos(θ－β)＝acosθ＋bsinθ
これにより、容易に余弦の証明ができる。
図１(2) 折り紙を用いた角の素数等分の証明① 角の三等分の方法（図２）(ア) 三等分する角を折り紙の左下に作る。
(イ) 折り紙の左側の辺に適当な印を一つ作り、左下のカドの点から印までを二等分となる水平な折れ線をつける。
(ウ) 適当な印を任意の角を作る線分に合わせつつ、左下の角を先ほどつけた水平な折れ線に合わせて折り、カドがくる位置に印をつける。
図２(エ) 折り紙を開くと水平な折れ線と新しくできた折れ線が交わる点に向けて左下のカドから直線を引くとそれらの直線が任意の角を三等分することができる。
② ①の設定を変えて線分を増やし、何らかの関係性があるかどうか調べる。
①を踏まえて角の三等分の折り方から方法を変えて線分の分割や関係性を見つけ折り紙を使って角の五等分を折るための方法１～３を考えた。
方法１ 角の三等分の作図の際に左側の点Ｐ、左下の点Ｑとしたとき PQ を二等分して考えていくのを変えて三等分する点Ｓ,Ｔをつくって残りの手順をしてみる。（図３）
方法２ 仮に折り紙に作った任意の角の五等分する線分を作ったとき、三等分のときの折れ線と角を五等分する線分との交点同士にそれぞれの長さに比例関係があるのではないか。（図４）
方法３ 五等分した角のうち一角をもつ相似な三角形が５個あるか調べる。（図５）

図３

図４

図５

方法１～３の全て結果としては何も角の五等分との関係は見つけられなかった。
③ 角の三等分と３次方程式の解との関連を分析し、証明する。（図６、図７）
日本折り紙学会に問い合わせてみた。「３次方程式の解が折り紙で折れることを教えてもらい角の三等分と関係がある」との返答をいただいた。
先行研究より、３次方程式は折り紙が点を直線に折り重ねることができる点を利用し、

折り線から得られる放物線の共通接線ら三次方程式が解けることが分かっている。３次方
程式の係数は、座標や方程式を変更していくことで、任意の３次方程式を解くことができる。角の三等分は二つの放物線の共通接線の傾きを求めることで出すことができるので、
cos3θ＝4cos³θ－3cosθ ここで、cosθ＝x とおいて
4x³－3x－cos3θ＝0の解を求められれば、角の三等分をすることができる。
点Ａが原点となる焦点、折り紙における折り目となる直線 ℓ₁:準線、x＝0との交点を点 G として、点Ａと直線 ℓ₁との距離が等しくなるように放物線 p₁をとる。
直線 ℓ₂:y＝ax(a＝tan3θ)が任意の角をつくる直線とすると、y＝0となす角は3θ となる。
そして、折り紙の対称性を用いてとった点を焦点Ｆ(2AG＝AF)とし、直線 ℓ₂を準線とす る
放物線 p₂をとる。
p₂は p₂上の点Ｐ(x，y)と直線 ℓ₂の距離が PF に等しいような点Ｐの軌跡である。
p₂:x²＋2axy＋a²y²－8（a²＋1）ｙ＋16（a²＋1）＝0…④
放物線 p₁上の点(2t,1－t²)における接線 ℓ の方程式は、ℓ:y＝－t（x－2t）＋1－t²＝－tx＋t²＋1…⑤となり、⑤を④に代入して求められる x の２次方程式の判別式Ｄ＝0となるようにとると、接線 ℓ は放物線 p₁、p₂それぞれに接する接線となることが分かる。
折り紙の対称性を用いて直線 ℓ が折り目となるように点 F′、A´をとる。
直線 ℓ が FF´、AA´の中点なので、点 F´、A´がそれぞれ直線 ℓ₂、ℓ₁上であることが証明できる。点 F´、A´の中点を G´とする。
直線 AA´、直線 AG´、直線 ℓ₂の傾きは、それぞれ tanθ、tan2θ、tan3θ となる。
ℓ が放物線 p₂の接線、ℓ₂が p₂の準線であることから、焦点Ｆの ℓ に関する対称点 F´は準線ℓ₂上にある。
よって、最初に与えた角を三等分することができることが分かる。

図７
図６④ ③を用いて、角の五等分と５次方程式の解との関連を分析し、証明する。
③の３次方程式は、二つの放物線の共通接線の傾きから、cosθ を求められる。
よって原理的には折り紙による角の三等分は可能であることがわかる。
先行研究から折り紙を使って５次方程式が折れることがわかっているので、５次方程式
から角の五等分について考えていく。つまり、cos5θ の解を求めることができれば折り紙による角の五等分が可能となると考える。
cos5θ＝cos(2θ＋3θ)＝cos2θcos3θ－sin2θsin3θ
＝(2cos²θ－1)(4cos³θ－3cosθ)－2sinθcosθ(3sinθ－4sin³θ)
ここで、cosθ＝x とすると＝(2x²－1)(4x³－3x)－2x(3sin²θ－4)

＝8x⁵－10x³＋3x－2x{3(1－x²)－4(1－x²)²}＝8x⁵－10x³＋3x－2x(－4x⁴＋5x²－1)＝16x⁵－20x³＋5x
よって、16x⁵－20x³＋5x－cos5θ＝0
この５次方程式の解は折り紙を用いて求めることができるということは、先行研究により分かっている。したがって、任意の５次方程式を解くことができるということは任意の角の五等分が平面上ではできることになる。
これを実際に折り紙の折り過程によって任意の角の五等分が可能となる折り方を見つけていきたい。
y＝ax（a＝tan5θ）がこれから五等分したい任意の角をつくる直線とする。
すると任意の角の大きさが5θ となって五等分された角の大きさが θ となる。５次方程式を解いてそれを角の五等分につなげるためには tan5θ を tanθ を用いて表す必要がある。
tan5θ を t＝tanθ を用いて表し、tan5θ＝tan(3θ＋2θ)を利用して、計算していけば証明できるのではないか。しかしながら、計算と折り紙を用いて考える部分で計算が難しく、研究が滞っている。
⑤①～④を用いて、角の素数等分について考察し、証明する。
五等分までで研究が進んでおり、七等分や n 等分の研究に至っていない。

５

今後の課題とまとめ
今回の研究から折り紙を使った余弦の合成や角の五等分について考える事ができた。余弦の合成方法については実際に簡単に証明できることが分かった。角の五等分については角の三等分の方法を参考にして行ったが失敗した。そこで、角の三等分が３次方程式から考えられていることをもとに５次方程式から考える事に挑戦した。結果としては角の五等分の方法を証明することは間に合わなかったが、今回の研究から折り紙と数学の密接な関係があることが分かり、数学に対する探求心を向上させることができた。
今後も５次方程式から折り紙を使った角の五等分を証明について考えたり、ほかの観点からも考えたりして、角の素数素数等分について研究を進めていきたい。また、折り紙でしか証明できない数学の定理についてもっと考えていきたい。

謝辞
今回の研究を進めるにあたり、ご助言を賜りました日本折り紙学会様に心より感謝申し上げます。
参考文献
・SSH 生徒課題研究論文集 平成28年度・日本折紙学会
・平成24年度 上越教育大学公開講座 折紙の数学・数研通信

電気分解における陽極金属の形状の変化に関する研究
２年４組 児玉 亜門 ２年４組 岡崎 耀太郎 ２年４組 越智 雅文
２年４組 高野 諒二 ２年３組 田中 文也
指導者 窪地 育哉
１ 課題設定の理由
化学の授業で電気分解をする際に使われた銅板は液面が最も溶けていて、全体で見ると銅板がく
びれるように溶けていることが分かった。我々は、なぜくびれるように溶けていくのかと疑問に思い、電気分解における陽極金属の溶け方ついて調べることにした。（この論文において、今後はこの銅板の形状を“くびれ”と、また銅版の溶液との接触部分と非接触部分の境目を“境界“と称して扱う。）
２ 仮説
くびれ有無には、生徒がそれぞれ異なった条件で実験を行っていたからだと考えられる。私たちは条件の中でも、電圧や電流の大きさが銅板の溶け方に関係していると考えた。また液面に近いところがくびれていたことから、液面に近いところほど反応が盛んに起こると考え、液面付近の何らかの条件が銅板の溶け方に影響しているのではないかと考えた。

図１ 陽極で起きる変化の模式図

３ 研究の方法Ⅰ⑴ 硫酸銅水溶液と直径 0.9ｍｍの銅線を用いて電気分解を行う。電流を流す時間と電圧の大きさの組み合わせを変え、陽極の銅線の溶け方を観察する。その後、双眼実体顕微鏡でさらに詳しく観察した。
⑵ 硫酸銅水溶液と銅板を用いて電気分解を行う。電圧と電流を流す時間の組み合わせを変えて陽極の銅線の溶け方を観察する。その後、双眼実体顕微鏡でさらに詳しく観察した。

図２ 実験Ⅰ-⑴の実験装置の模式図

図３ 実験Ⅰ-⑵の実験装置の模式図

４ 結果と考察Ⅰ
１．結果⑴ 銅線の液面部が最も溶けていた。銅線の先端に近づくほど溶け具合は小さくなった。電気分解を行う時間を長くするほど、銅線のくびれ具合は大きくなった。

図４ 液面付近が溶けた銅線

⑵ 銅板の液面部が最も溶けていた。銅板の先端に近づくほど溶け具合は少なくなった。図６より、銅板の溶け具合は電流を流した時間に伴って変化し、長時間電気分解を行なったものの溶け具合やくび
れかたは大きくなっ
図５ 電気分解の回数による銅板の形状の変化ていた。銅板はまず液面部から溶け始めて、液面部から剥がれ落ちるように溶けていた。

Ⅰ-⑵１回目（相対値）

Ⅰ-⑵２回目左側（相対値）

1.2

1.2

1

1

0.8

0.8

0.6

0.6

0.4

0.4

0.2

0.2

0

0
0

10
20
30
液面からの距離（深さ）／mm

40

0

10
20
30
40
液面からの距離（深さ）／mm

Ⅰ-⑵３回目右側（相対値）

Ⅰ-⑵２回目右側（相対値）
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0

1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0

20
40
液面からの距離（深さ）／mm

60

0

10
20
30
液面からの距離（深さ）／mm

40

Ⅰ-⑵３回目左側（相対値）
1.5

図 ６ 銅板の溶け具合のグラフ
グラフの横軸は銅板の液面からの距離（mm）、
縦軸は銅板のくびれ部分の最も溶けている部分を１とした相対値である。図 12 も同様。

1
0.5
0
0

10
20
30
40
液面からの距離（深さ）／mm

２．考察
上の実験Ⅰ-⑴、Ⅰ-⑵より、液面付近の銅板がよく溶けることが分かった。また、銅板の溶け方か
ら、溶液の濃度が均一な状態でなかったと考えられる。それが銅板の形状の変化に関わっているのではないかと考え、濃度を揃えることを目的に、溶液を撹拌しながら電気分解の実験を行うことにした。また、くびれのできる部分が液面付近であるのかを確認するための実験も行った。
５ 研究の方法Ⅱ⑴ 実験１.２の結果より、溶液の濃度が銅板の溶け方に影響するのか調べる。マグネチックスター
ラーを使用し、溶液の濃度を均一にしながらⅠ⑵と同じように実験を行う。
⑵ 液面付近の銅板にビニールテープを巻くことで、そこが溶液と触れない状態にする。その後電流を流し、銅板の溶け方を観察する。

図７ 実験Ⅱ-⑴の実験装置の 図８ 実験Ⅱ-⑵の実験装置の６ 結果と考察Ⅱ
模式図
模式図
⒈ 結果
⑴ 実験開始して少し変化が見られたので取り出してみると、液面部に小さなくびれができていた。
銅板の先端部が弧を描くようにして溶けた。

図９ 電気分解の回数による銅板の形状の変化

図 10,11 実際の実験の様子

Ⅱ-⑴左側（相対値）

Ⅱ-⑴右側(相対値）

1.2

1.2

1

1

0.8

0.8

0.6

0.6

0.4

0.4

0.2

0.2

0

0
0

5

10 15 20 25 30 35 40 45 50
液面からの距離（深さ）／mm

05

10 15 20 25 30 35 40 45 50
液面からの距離（深さ）／mm

図 12 銅板の溶け具合のグラフ⑵ ビニールテープを巻いた銅板の電気分解を行ったところ、図 13 のように、ビニールテープを巻いた部分は全く溶けず、それ以外の部分は比較的均一に溶けた。
⒉ 考察
溶液を撹拌していた場合も最初はくびれができていたこと、またその後は実験Ⅰ-⑵と比べて、くびれの成長度合いが小さく、全体的によく溶けていたことから、電気分解の初期段階でくびれができ、それがその後大きくなっていくのではないかと考えた。また、銅板の先が弧を描いていたのは、スターラーが影響していると考えられる。スターラーを回転させた場合、密度の小さな物質は中心に集まり、密度の大きな物質は外側に集まる。電気分解の起こりやすさが溶液の特定のイオンなどの濃度に関係しているのであれば、スターラーの回転による溶液の撹拌によって、このような形ができたのではないかと考えられる。
図 13 ビニールテープを巻いた銅板の形状の変化

７ まとめと今後の課題
今回の実験を通して、銅板の溶け方が溶液の濃度の違いによるものだということが明らかになった。大きなくびれができた部分は他の部分と溶液の濃度が異なるからだと考えられる。また、くびれの出来る原因と電圧の大きさに関係がないと分かったが、授業で使用した硫酸銅水溶液は濃度が均一でなかったのに、銅板にはくびれが出来ないものもあった。原因としては実験時間の差が考えられる。我々は長時間続けて実験を行ったが、授業で実験を行った時間は長くて 10 分程度であった。これより、１回の実験時間が短く繰り返して行われる場合、銅板にくびれは出来ないのではないかと考えた。
今後の課題としては、銅板は溶液の濃度が高い部分から溶けていくのか、低い部分から溶けてい
くのかを検証していくこと、また、銅板が溶けて薄くなった後にくびれができる理由と、柱状の金属の電気分解後の最終的な形状を確認していくつもりだ。
参考文献⒈ 一般社団法人日本機械学会流体工学部門「渦の中の気泡」(https://jsme-fed.org/experiment/2020_4/001.html

アコヤ貝を用いた制酸薬の合成
２年３組 大野 衣槻 清水 和奏 細川 惺菜 ２年４組 藤江 栞理
指導者 髙橋 寛

H13
H15
H17
H19
H21
H23
H25
H27
H29
R1

生産量順位

生産シェア[%]

１ 課題設定の理由
令和４年５月 31 日付の日本経済新聞による
50
0と、真珠養殖に使用するアコヤガイの大量死の451
影響により、愛媛県の真珠生産量が全国一位の40
2
座から陥落してしまった[1]。しかし、愛媛県庁
35
3の発表している「えひめの水産統計」による
30
生産シェア 4と、真珠の生産量は令和２年まで 12 年連続で全
25
生産量順位
20
5
国一位（図１）であり、愛媛県の主要な産業で[2]ある 。中でも宇和島市は、南予地域の海岸線に見られるリアス海岸の影響で海面が穏やかな
年度
ため、真珠養殖に適していることから質の良い
図１ 愛媛県の真珠生産シェアと全国順位
真珠生産で全国に知られている[3]。
（えひめの水産統計より作成）
真珠養殖では、アコヤガイから真珠を取り出したあと、貝柱を食用にするなどの利用は進んでいるが、重量の大部分を占める貝殻（図２）の利用は進んでおらず、主に廃棄処分にされることが多い。宇和島東高校では、これまでにアコヤガイに限らず地域の廃棄物として排出されるさまざまな貝殻の有効活用法を研究してきた
図２ アコヤガイの貝殻[4][5][6]。
本研究では、市販の胃薬にも含まれている物質である Mg-Al 系 LDH（合成ヒドロタルサイト）に着目した。LDH とは層状複水酸化物の略称で、金属水酸化物でできた基本層の間に陰イオンが挟み込まれた構造をした物質である。平原らは、Mg-Al 系 LDH の Al を Fe に置換した Mg-Fe 系
LDH の制酸性について評価している[7]。貝殻に含まれるカルシウムは、マグネシウムと同じ２族元素であり、比較的性質が似ている。また、木村らの論文では、薬品から Ca-Al 系 LDH を合成できることが明らかになっている[8]。従って、貝殻の主成分である炭酸カルシウムを再資源化すること
で Ca-Al 系 LDH を合成し、胃薬として活用できないかと考えた。
２ 仮説(1) 貝殻を用いて Ca-Al 系 LDH を合成できる。
(2) 貝殻を用いて合成した Ca-Al 系 LDH も、胃薬として利用されている Mg-Fe 系 LDH と同等の制酸効果を持つ。
３ 研究の方法(1) Ca-Al 系 LDH の合成
LDH の合成には、共沈法を用いた。まず、貝殻を用いた Ca‐Al 系 LDH を合成するために、貝殻を 900℃で 10 時間加熱処理し、酸化カルシウム CaO に変化させた。これは、貝殻に含まれる不純物であるタンパク質コンキオリンを取り除くためである。この酸化カルシウム 2.5g に0.10mol/L の塩酸 100ml を加え溶解させた。続いて、Al 源として塩化アルミニウム（米山薬品工業株式会社、米山一級）を量論比で Ca: Al= 3: 1 となるように加えた。得られた Ca と Al の混合溶液をマグネチックスターラーで攪拌しながら、1.0 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH を 12 に調整した。得られた沈殿を含む水溶液を 24 時間静置した後、沈殿物をろ過、洗浄し、生成物を得た。
Mg-Fe 系 LDH の制酸性を調べた平原らの論文では、水酸化ナトリウム水溶液を加える前に炭酸ナトリウムを加えていて、層間に炭酸イオンを含む LDH（炭酸型 LDH）を合成していた。しかし、カルシウムイオンは炭酸イオンと結合し、炭酸カルシウムの沈殿を生成してしまうため、本研究では炭酸ナトリウムを使用せず合成した。従って、層間には塩化物イオンが含まれていることになる。
続いて、比較試料として試薬から Ca-Al 系 LDH の合成を行った。塩化カルシウム（片山化学
工業株式会社、KC 一級）と塩化アルミニウムを量論比で Ca: Al= 3: 1 となるように混合し、純水で溶解させた。続いて、攪拌しながら 1.0mol/L の水酸化ナトリウム水溶液を加えて pH を 12 に調整した。得られた沈殿を含む水溶液を 24 時間静置した後、沈殿物をろ過、洗浄し、生成物を得た。
得られた生成物は、岡山大学に協力を得て、粉末Ｘ線回折法により評価した。粉末Ｘ線回析法
は、規則正しく並んでいる原子の配列によって散乱されるＸ線の強め合った回析線が異なるという特徴を利用するもので、その物質を同定することができる[9]。
(2) 制酸性の評価
平原らの論文によると、制酸剤に対する要求特性は「速効性があり胃内の好適 pH 範囲である
3.5〜5.5 を長時間維持することである。また、制酸剤としての基準は、１回の服用で 0.1mol/dm3の HCI 水溶液 50cm3 を中和できる能力をもち、１日の最大分量 で 0.1mol/dm3 の HC1 水 150cm3を中和できる能力をもつことである。」と記述されている。本研究では、表１に示す試料について、先行文献に従い、以下のフックス変法を用いて制酸性を評価した。
表１ フックス変法で制酸性を評価した試料
詳細

略称

試料１

貝殻から合成した CaAl 系 LDH

Ca-Al 系（貝殻）試料２

試薬から合成した Ca-Al 系 LDH

Ca-Al 系（試薬）試料３

市販の Mg-Al 系 LDH（富士フィルム和光純薬）

Mg-Al 系（薬品）

フックス変法とは、人間の胃に見立てた環境での pH の変化を評価することで制酸性を評価する方法で、図３のような装置を用いて、以下の手順で行った。
① 温度を 37±2℃に保持した 0.10 mol/L の HCl 水
溶液 50 mL をかき混ぜながら、試料を 1.0 g 添加する。
② 試料の添加後、10 分間かき混ぜながら放置し、その後、0.1 mol/L の HCl 水溶液を 1 分間に 2 mL の割合で滴下する。（本研究では装置の都合上、1 分ごとに 2 mL ずつ添加した。）③ pH の変化を pH メーター（APERAINSTRUMENTS 製 PH60-Z スマートペン型精密
pH 計）と連携したスマートフォンのアプリによって連続的に経過時間 60 分まで記録する。
図３ フックス変法の様子
４ 結果と考察(1) Ca-Al 系 LDH の合成
図４に各試料の粉末Ｘ線回折の結果を示す。どの試料も、12°、23°など多くのピークが Ca-Al 系
LDH と一致したことから、試薬からも貝殻からも Ca-Al 系 LDH の合成に成功したと言える。しかし、40°付近に小さなピークが多いため、不純物も含まれている（不純物：Ca3Al2O6・H2O）ことが分かった。
さらに、試薬から合成したものは結晶性が高く、貝殻から合成したものは結晶性が低いことから、この結晶性の違いが制酸性に影響を及ぼす可能性がある。

相対強度

Mg-Al 系(薬品)

Ca-Al 系(試薬)Ca-Al 系(貝殻)
5

10

15

20

25
30
2θ (°)

35

40

45

図４ 粉末Ｘ線回析結果
(2) 制酸性の評価
図５に、各試料のフックス変法による pH の変化を示す。既存の制酸剤である Mg-Al 系 LDH は
600 秒の時点で一瞬だけ pH 5.5 を超えたが、その他の時間は安定して pH 3.5∼5.5 の間を保っている
ので、実用化されているのも当然であるが、制酸剤としての性能は十分であった。
12

Ca-Al 系(試薬)

10

pH

8
6

Ca-Al 系(貝殻)4Mg-Al 系(薬品)

2
0
0

1000

2000
時間(秒)

3000

4000

図６ フックス変法による pH の変化
それに対して貝殻から合成した Ca-Al 系 LDH は、投入初期は溶解しにくく、その後 pH が上昇して以降、2500 秒まで pH 5.5 以上となったことから、中和する能力は十分である。しかし、最大pH が 9 程度と高くなりすぎていることから、このままでは制酸剤としての利用は難しいと言える。
例えば、使用量を調節することで、pH の上昇を抑えながら pH を 3.5～5.5 に保つことができるかどうか検討したい。
また、試薬から合成した Ca-Al 系 LDH は、投入初期から pH が 9 以上を保ち続けていて、中和する能力は貝殻から合成した Ca-Al 系 LDH よりも高くなることが分かった。この理由は、粉末Ｘ
線回折の結果で違いのあった結晶性が影響しているのではないだろうか。LDH の結晶性を向上させる方法として、沈殿させた後の溶液を高温・高圧で熟成させる水熱法があることから、貝殻から合成した LDH でも同様の結果を得ることができる可能性がある。また、中和する能力が高いということは、使用量を減らすことができるともいえる。使用量を最適化することで、pH を 3.5～
5.5 の間に保つことができないか検討する必要がある。
また、今回の実験は LDH の層間に塩化物イオンを取り込んだ塩化物イオン型 Ca-Al 系 LDH で行ったものである。比較試料として用いた Mg-Al 系 LDH（合成ヒドロタルサイト）は層間に炭酸イオンを含む炭酸イオン型であるため、今後の実験では貝殻から炭酸型 Ca-Al 系 LDH を合成し、その制酸特性を調べたい。その手法としては、塩化物イオン型 LDH を炭酸ナトリウム水溶液な
ど、炭酸イオンを含む水溶液と混合し、層間の陰イオンをイオン交換する手法を検討している。
今回、貝殻から Ca-Al 系 LDH を合成できることを見出したが、LDH はイオン交換体や触媒としても研究が進められていることから、得られた LDH の他の用途についても検討を進めたい。
５ 今後の課題とまとめ
貝殻から共沈法を用いて Ca-Al 系 LDH を合成できることを見出した。フックス変法により制酸性を評価したところ、中和する能力は高いが、pH が上がりすぎており、制酸薬として求められるpH を 3.5~5.5 に保つ性能のためには使用量などをさらに検討する必要がある。
今後は、使用量の調整を行うとともに、市販の合成ヒドロタルサイトと同様、層間の塩化物イオ
ンを炭酸イオンに置き換えた炭酸イオン型 Ca-Al 系 LDH を合成して、制酸性を評価したい。また、平原らの論文では、神経毒を示すことが知られる Al を Fe に置き換えた Mg-Fe 系 LDH を評価している。私たちも、Ca-Al 系 LDH の Al を Fe に置き換えた Ca-Fe 系 LDH を合成し、評価してみたい。
この他にも、LDH はイオン交換体や触媒としての利用も研究されていることから、多用途への展開ができないか検討を進めたい。
謝辞
今回の研究を進めるにあたり、ご助言いただきました岡山大学環境理工学部の特命教授三宅通博
様、粉末Ｘ線回折法による生成物の分析にご協力いただいた同大無機機能材料化学研究室の教授亀島欣一様、准教授西本俊 介様、研究室の方々にこの場を借りて心より感謝申し上げます。
参考文献[1]「愛媛の真珠、２１年産で首位陥落 大量死響く」、日本経済新聞、令和 4 年 5 月 31 日
[2] えひめの水産統計、愛媛県庁、https://www.pref.ehime.jp/h37100/toukei/index.html[3] ふるさと宇和島 newsletter★vol.14、宇和島市、令和 2 年 3 月 18 日配信[4] 石山春菜・二宮紗弥・東野乃、「カキ殻粉末を用いた水質浄化‐赤潮の未然防止に向けて‐」、平成 28 年度宇和島東高等学校 SSH 生徒課題研究論文集、p83-86[5] 佐竹陸真・前田喬祐・岩本拓哉・細田佑樹、「カキ殻タイルへの耐水性の付与と遮熱性向上」、
平成 30 年度宇和島東高等学校 SSH 生徒課題研究論文集、p103-106[6] 竹内愛花、「貝殻焼成カルシウムの消臭効果に関する研究」、令和元年度宇和島東高等学校
SSH 生徒課題研究論文集、p190‐191[7] 平原英俊・澤井好幸・曾澤純雄・高橋諭・梅津芳生・成田榮一「Mg-Fe 系層状複水酸化物の合成とその制酸特性」、粘土化学、2002 年 42 巻 2 号、p70‐76[8] 木村研也・佐々木健・平原英俊・成田榮一、「Ca-Al 系層状複水酸化物を経由する無機板状粒子の合成」、Clay Science Sosiety of Japan、p60‐61[9] 加藤誠軌著、セラミックス基礎講座３ Ｘ線回折分析、内田老鶴圃(1990)

吉田町の土砂災害の一考察―斜面上の土砂流出と粘土鉱物からの検討―
２年１組 赤松 奏來 ２年３組 水谷 光希 ２年４組 伊藤脩
２年４組 髙田 悠朗 ２年４組 古川賢太郎 ２年４組 山元 颯太
指導者 山本 鷹裕
１ はじめに
平成 30 年 7 月豪雨では、宇和島市の 7 表１ 全国における土砂災害警戒区域の指定地点数状
月の平均降水量 237.2 ㎜に対し、7 月 5 日
況（上位７県）（2022 年国土交通省より）から 8 日に降った 4 日間の累積雨量は宇
都道府県
土石流
都道府県
地滑り
和島観測所で 374.0 ㎜を記録し、１か月間
広島県
16,879長野県
1,519の過去平均雨量を大幅に上回る雨量が観鳥取県
13,279新潟県
1,448
測された。また、吉田町玉津地区や奥南
山口県
9,866
長崎県
1,202
地区では、１時間に 90 ㎜を超える集中的
岐阜県
7,343
愛媛県
861
な豪雨が観測され、4 日間の累積雨量も玉
鹿児島県
7,224
山形県
757
津地区で 469.0 ㎜を観測した（平成 30 年
愛媛県
7,154
秋田県
668
7 月豪雨宇和島市災害記録誌第一章より引
兵庫県
6,993
石川県
660
用）。
野村町が属する西予市宇和でも 7 月 5 日から 8 日に降った 4
日間の累積雨量は、539.5 ㎜を記録し、7 月平均雨量の 267.3 ㎜
を大きく上回った。また、日降水量は 7 月 7 日に 229.0 ㎜を記録している。この豪雨により、浸水被害だけでなく、斜面崩
壊も多数発生し、吉田町ではみかん畑での崩壊が顕著であった（図１）。
近年、令和元年 8 月末豪雨や令和 2 年 7 月豪雨などの集中豪５km
雨が発生し、これらの豪雨が河川の氾濫だけでなく土砂災害をも引き起こしている。特に愛媛県は土砂災害に対する脅威
図１ 平成 30 年 7 月豪雨斜面崩は大きく、全国における土砂災害警戒区域の指定状況（表壊位置１）によると、愛媛県の土砂災害警戒区域の数は土石流によるもので全国６位、地滑りで全国 4 位であり、全国でも屈指の土砂災害リスクが高い地域である。
前述の土砂災害は、このように土砂災害のリスクが高い地域に多量の雨が降ったことで発生したと考えられる。
そこで、愛媛県宇和島市吉田町の土砂災害に関して、研究を進め、吉田町の土砂災害のメカニズ
ムを解明することによって、減災につなげたいと考え、本課題を設定した。
２ 本研究の目的⑴ 土砂災害の中で、表層土が流出する表層崩壊において、降水量と斜面傾斜角にどのような関係性があるのかを明らかにする。
⑵ 池下（2015）によると、土砂災害の素因の一つとして、潜在的なすべり面や断層破砕帯などの弱部となる部分に生成された膨潤性粘土鉱物によるものがあると述べられている。比較的多数の土砂災害が発生した宇和島市吉田町と比較的少なかった西予市野村町の土砂災害の崩壊土堆積物
中の粘土鉱物の組成を調べ、宇和島市吉田町の土砂災害において粘土鉱物がどのように関わっていたのかを明らかにする。
３ 地域の概要
吉田町は愛媛県の南予に位置する宇和島市に属しており、旧宇和島市の北に隣接している。西側
は宇和海に面しており、他方は山地である。1793 年に加賀山平次郎が土佐から持ち帰った温州みかんの苗木を庭に植えたことを始まりに、200 年以上のみかん栽培の歴史を誇り、吉田町の至る所の斜面に、みかん畑が整備されている。
寺岡・栗本（1986）によると、吉田町の基盤岩は中生代の付加体である四万十帯によって構成されている。四万十帯を構成する法花津地塊、奥浦地塊、吉田地塊などは主に砂岩や泥岩から構成されている。（図２）。
野村町は愛媛県西予市に属しており、四国カルストの源氏ヶ駄場をはじめとする急峻な山々に囲まれた地域である。野村町の基盤岩は黒瀬川構造帯で構成されている。黒瀬川構造帯は、古生代初期から中期の火成岩類（三滝火成岩類）と変成岩類（寺野変成岩類）で代表される大陸の基盤岩類、および非～弱変性のシルル～デボン紀の岩石類（岡成層群）からなる。（図３）。

図２ 宇和島地域地質図（寺岡・栗本,1986）

図３ 100 万分の１野村町地質図（小出 2012 より引用）

４ 実験・研究の方法⑴ 斜面上の土砂の移動に関する実験（勾配と降雨強度の実験）
ア 8°、16°の傾斜台上にプラスチック製の箱を置き、箱の中に土を乗せ、散水機で、1 分 30 秒間水をかける。
イ 散水量を 20mm/h、40mm/h、60mm/h、80mm/h、100mｍ/h と変化させながら、あらかじめ傾斜台に乗せておいた土に散水し、その崩 図４ 勾配 16°散水量
60mm/h の様子
れ方を調べる。その際に用いる土は吉田町から採取してきたものを使用した。（図４）
ウ 傾斜台の外に流出した土砂量を計測する。計測には、パール金属株式会社製デジタルキッチンス
ケール３㎏を用いた。
⑵ 粘土鉱物組成と相対量に関する実験
ア 平成 30 年 7 月にあった西日本豪雨災害によって愛媛県宇和島市吉田町の吉田野球場裏の斜面崩壊と愛媛県西予市野村町貝吹の斜面崩壊（図５）で起こった土砂崩れの堆積土砂を採取する。
図５ 斜面崩壊位置とその様子

イ 採取した土砂を粉末Ｘ線回折分析にかける。以下はその手順を記す。なお、処理は、地学団
体研究会新潟班（1982）を参考に行った。
（ア）ビーカーに採取した土砂を 100g 入れ、純水を適量加えガラス棒を使って攪拌する。
（イ）懸濁液だけを別のビーカーに移す。
（ウ）懸濁液を 14 分間超音波分散する。
（エ）懸濁液を 1000ｍL メスシリンダーに移し、ガラス棒を用いて撹拌する。
（オ）ストークスの法則に基づき、９時間放置後、上部 10cm をピペットを用いて採集する。
（カ）遠沈管に懸濁液を取り、2000r/min で 30 分間遠心分離器にかける。遠心分離機は、
SORVALL LEGEND MICRO 17 R（東京ダイレックス株式会社製）を使用した。
（キ）上澄みを捨て、沈殿した粘土粒子をシャーレに移しド
ライヤーを用いて風乾させた。
（ク）風乾した試料をめのう乳鉢を用いてすりつぶすし、微細粉末状にする。
（ケ）300℃の電気炉中で 1 時間加熱し、粘土鉱物が復水しないように処理し、定方位試料とした（図６）。
（コ）加熱処理した試料を粉末Ⅹ線回折分析にかけ、どのよ
図６ 定方位試料（吉田町）
うな粘土鉱物が含まれるかを調べる。

流出土砂量［g］

５ 実験結果と考察
6050⑴ 勾配と降雨強度の実験と考察
40
図７から、全体的には水量が多いほど、また勾配が大き3020いほど、流出土砂量が多くなった。
10
勾配 16°の場合は散水量と流出土砂量は比例に近い関係に
0
0
20
40
60
80
100
あるが、勾配 8°の場合は散水量 60 ㎜/h までは比例に近い関散水量［㎜/h]8°16°
係にあるものの、80 ㎜/h の散水量では、流出土砂量は増加
せず、2g 減少した。この関係性について、「土には保水可図７ 実験１の結果
能な最大の水量（保水限界点）があり、それを超える水量を含むと土砂が保水することはなくなり、水は土壌粒子間を通り抜けることになる。」という仮説を立てて考察を行った。
勾配が大きい場合と小さい場合では土砂に降った水に働く重力の斜面方向成分の大きさ（𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛𝜃）と斜面垂直方向成分の大きさ（𝑚𝑔𝑐𝑜𝑠𝜃 ）がそれぞれ異なる（図８、９）。具体的には、勾配
図８ 勾配が小さい場合の水や土が大きい場合の方が、勾配が小さい場合より水や粒子に働く重力
砂粒子に働く重力の斜面平行方向成分の大きさ（𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛𝜃）が大きく、重力の斜面垂直方向成分の大きさ（𝑚𝑔𝑐𝑜𝑠𝜃 ）が小さくなる。よって、勾配が大きい場合は水が土に浸透するより早く土の上を流れ、逆に、勾配が小さい場合は水が土砂の上を流れるより早く土砂に浸透すると考えられる。これらのことから、勾配が 16°の場合は、浸透する水の量は少なく、表面を流れる水の量のほうが多くなるために、水は土砂の表面上を侵食し続けた。また、土砂に降る
水に働く重力の斜面方向成分の大きさが大きいために、流速が大きくなり、より粒形の大きい土砂も侵食・運搬することがで 図９ 勾配が大きい場合の水や土砂粒子に働く重力きたと考えた。さらに、土砂に浸透する水の量が 8°の場合よりも少ないために、散水時間内に土砂の保水量が保水限界点を超えることはなく、散水量と流出土砂量が比例に近い関係となったと考えた。しかし、8°の場合は、

表面を侵食する水の量と流速が 16°の時よりも小さいと考えられる。そのため、60 ㎜/h までは小さい流速でも侵食・運搬できる粒形の小さな土砂を侵食・運搬することで、16°の時とほとんど同じ流出土砂量を記録したのではないかと考えた。80 ㎜/h の時に 16°の時よりも流出土砂量が 9g小さくなるのは、60 ㎜/h の実験までに、小さい流速で流すことのできる土砂は、侵食・運搬しきっていたにも関わらず、残っている粒形の大きな土砂を運搬する流速には到達できなかったためではないかと考えた。100 ㎜/h の散水量で再び流出土砂量が増加するのは、散水量の増加により、残っている粒形の大きな土砂を侵食・運搬することのできる流速に到達したためだと考えた。
⑵ 粘土鉱物の組成と相対量の実験に関する考察
吉田町の土砂と野村町の土砂に含まれる粘土鉱物の組成と相対的な量を粉末 X 線回折分析の相対強度から比較すると（図 10）、吉田町の土壌中には野村町よりも多くのグロコナイトが含まれていることが分かった。下田（1977）によると、雲母粘土鉱物であるグロコナイトは加水層格子を持たない、つまり膨潤層を持たないと述べられている。また、亀井ら（1996）によると、カオリンは膨潤性が高いと述べられている。一 図 10 野村町と吉田町の斜面崩壊土砂に含まれる粘土鉱物の相対強度
般的に、膨潤層をもつ粘土鉱物が斜面崩壊の素因の一つとして働くと考えられている事から、吉田町の基盤岩では、亀裂や節理にグロコナイトが主に存在したことで、野村町のような亀裂や節理にカオリンなどの膨潤性粘土鉱物を含む地域よりも、相対的に土砂崩れが起こりにくくなっていたと考えた。そのため、10 年に１回規模の雨では、崩壊が起こらず、斜面の土砂や基盤岩が不安定なまま残されていたと考えた。しかし、平成 30
年 7 月豪雨の際には、日降水量が宇和島で 186.5 ㎜と松山地区の 100 年に１回の確立降水量に近い豪雨が降っていた（気象庁 HP 異常気象リスクマップより引用）。このような豪雨の場合には、多数の斜面に不安定なまま残っていた土砂に多量の水が浸透して質量が増すことと、クラッ
クやジョイントに浸透した水が摩擦力を低下させたことで、吉田地区のみかん畑が同時多発的に多数崩壊したのではないかと考えた。
６ まとめ
今回の実験により、斜面上の堆積している土砂に降水が生じた場合、斜面の傾斜により水や堆積している土砂に働く重力の斜面並行方向成分の大きさと斜面垂直方向成分の大きさが変化すること
で、斜面上の土砂の保水限界点や表面を流れる水の流速が変化し、斜面から流出する土砂の質量も変化する事が示唆された。また、吉田町と野村町の斜面崩壊堆積物に含まれる粘土鉱物の組成や相対的な含有量を調査したことで、西日本豪雨の際に吉田町のみかん畑で同時多発的に多数の斜面崩壊が生じた原因について、一つの言及をすることができた。
文献など
内閣府（2019） 平成 30 年７月豪雨による被害状況等について（平成 31 年 1 月 9 日現在） p4,36-43
気象庁 HP「平成 30 年７月豪雨（前線及び台風第７号による大雨等）」https://www.data.jma.go.jp/obd/stats/data/bosai/report/2018/20180713/20180713.html
宇和島市(2021) 平成 30 年 7 月豪雨宇和島市災害記録誌 第１章,p2-3
小出良幸(2012) 愛媛県西予市付近の地質概要と課題 札幌学院大学人文学会紀要第 91 号,p1-25
寺岡易司・栗本史雄(1986) 宇和島地域の四万十帯白亜系層序－大型化石と放散虫化石の層序的分布に関連して― 地質調
査月報,37,417-453
池下まゆみ(2015) 粘土鉱物の生成・運搬メカニズムと土砂災害 第 59 回粘土科学討論会要旨 p24-25
下田右（1977） 雲母粘土鉱物の化学組成と結晶構造 鉱物学雑誌,第 13 巻,特別号,p27-37
亀井健史、榎本雅夫(1996) 締め固めたカオリンの水浸に伴う膨潤特性 土木学会論文集 No.535/Ⅲ-34,p57-64
地学団体研究会新潟班（1982） 変質鉱物の顕微鏡鑑定 年末技術講習会冊子,p88-91
気象庁 HP 「異常気象リスクマップ 確立降水量地点別一覧表（51 地点）」https://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/riskmap/qt_table.html

新たな指標生物を探せ！
～神田川の水質と生物～
２年４組 河野 紗良
２年４組 宮本 陽菜

１ 課題設定の理由
身近な河川の水質について、小学生以下の子供たちが容易に確認できる“環境省で定めていない”新たな指標生物を見つけ出したい。見つけることができれば、近所の川で衛生的に安心して遊ぶことができるのではないかと考える。

２年４組 兵頭縞
２年４組 渡部ひとみ
指導者 中尾力広新たな指標生物

環境省水質調査マニュ
アルの指標生物(例)カワムツの環境省への登録認定を目指す。水がきれいなところを好む。
捕まえたカワムツは約３㎝。
R2:上流､下流で,R3・４:全流域で捕獲。

図１ 調査地点(辰野川河口)
２ 仮説(1) 水生昆虫ではなく、カワムツを指標生物として用いても河川の水質の推測は可能である(図１)。
(2) 図２(R3 参照)に示したカワムツと水質との関係性について他の河川でも、同様の結果を得ることができる。
(3) COD 以外の物質（BOD)もカワムツの生息に影響する。
(4) 他にも指標生物として活用できる生物種がある。
図２ COD 値とカワムツとの関係(5) 前日の天候や当日の天候、季節によって流量が変わる
ため、水質も変化する。

図３ 調査地点(辰野川河口)

３ 実験・研究の方法(1) 生物学的検証
神田川を、上流・中流・下流に分け、それぞれの場所で生息する生物から河川の水質を推測する（図３）。
(2) 化学的検証（パックテスト）
1 年目(R2)･･･COD（化学的酸素要求量）。
2 年目(R3)･･･COD、NO2-、NO3-、PO43-、NH4+
3 年目(R4)･･･2 年目＋BOD（生物化学的酸素要求量）※ COD 値は、水の汚れの指標となるもので、飲み水では 1～3ppm 程度の低い値を示す。硝酸態
窒素、亜硝酸態窒素他にも指標生物として活用できる生物種がある。絶滅危惧種は、環境への順応性が高くないと考えられ、絶滅危惧種と水質との関連性は高い。
４ 結果１(1) 生物学的検証
令和 4 年度に捕獲した生物
きれいな水(Ⅰ)の指標生物
ややきれいな水(Ⅱ)の指標生物を図４に赤丸で示す。
ナミウズムシ サワガニ
カワニナ類 コオニヤンマ
神田川の水質は、水質階
ヒラタカゲロウ類 カワゲラ類
コガタシマトビケラ類 オオシマトビケラ
級Ⅰ（きれいな水）～水質
ヘビトンボ ナガレトビケラ類
ヒラタドロムシ類 ゲンジボタル
ヤマトビケラ類 ブユ類○ ヤマトシジミ ○ イシマキガイ
階級Ⅱ（ややきれいな水）
アミカ類 ヨコエビ類の範囲にある。
きたない水(Ⅲ)の指標生物
とてもきたない水(Ⅳ)の指標生物(2) カワムツについて(環境省
タニシ類 シマイシビル
サカマキガイ エラミミズ
ミズムシ
ミズカマキリアメリカザリガニ ユスリカ類
指標生物外)○ ニホンドロソコエビ ○ イソコツブムシ類
チョウバエ類
捕獲したカワムツは約 3.0
その他〇は海水の少し混ざっている汽水域の生物
cm であった。群れで泳いでヒゲナガカワトビケラ類 ニンギョウトビケラ類
タニガワカゲロウ類 チラカゲロウいることが多く、比較的捕獲が容易であるといわれて
図４ 神田川の水生生物
いるが、今年度は群れで行動するカワムツを見ることは少なかった。去年に引き続き、このカワムツをメインターゲットとして神田川の水質調査に取り組んだ。令和 2 年度は上流､下流で捕獲できたが、中流では捕獲できなった。しかし、令和 3 年度は、上流・中流・下流の全ての流域で捕獲によってその生息が確認できた。令和 4 年度も、上流・中流・下流の全ての流域で捕獲することができ、生息を確認できた。
(3) その他の生物
ア サワガニ（環境省指標生物）
甲幅は 20～30mm で、脚を含めた幅は50～70mm。食性は雑食性で、藻類や水生昆虫、陸生昆虫類、カタツムリ、ミ
図６ スジエビミズ等何でも食べる。きれいな水に生(上流～中流)息する。（図５）
図５ サワガニイ スジエビ（環境省指標生物外）(上流～中流)淡水性のエビであり、広い範囲に生息する。上流で捕獲。肉食性である。（図６）
ウ ヨシノボリ(環境省指標生物外) （指標生物外）
山地から都市部まで広く生息している。また、流れが緩やかなと
図７ ヨシノボリ(上流)ころに生息している。上流で捕獲。肉食性である。（図７）

エ クロベンケイガニ(環境省指標生物外)下流で発見。河口域に生息する。植食性である。あまり多くは生息していない（図８）。
環境省の資料（図４）と照らし合わせると、神田川は、上流～下流にかけてほぼ全流域で、水質階級Ⅰ～Ⅱの比較的きれいな水質であることから、神田川はカワムツの生息については適した環境であると考えられる。このことについてさらに細かい分析を試みるために、パックテストによる調査結果を積み上げることを継続して行った。

図８ クロベンケイガ
ニ、神田川(下流)

５ 結果その２
パックテスト（COD 及び、NO２－、NO ３－、PO４３－、NH４＋、BOD）を使って、水質を調べる。より細かいデータ収集を目的として、今年度は調査項目に BODを増やして実施した。
(1) COD 値について
令和 2 年度は神田川の水質と水生生物との関連性を調査するため、COD の値について調査した。その比較のため本年度も COD については引き続き調査を行った。令和 3 年度は、COD 値が上流・中流で低く、下流では令和 2 年度よりよりやや高い 8ppm で
図９ 各地点の COD 値あった（図９）。 (R3 参照)(2) COD 値以外の物質について
令和 2 年度に新しく追加した NO２－、NO３－、PO４３－-、NH４＋は、どの流域でも大きな違いはなかった（図９）。注視すべきはカワムツ生息域と COD 値との関係であると言える。
６ 考察とまとめ(1) 令和 2 年度の本校の牧野らによる調査結果では、中流の流れが遅く汚れていた。この中流のCOD 値平均は 20ppm、最も低い日でも 15ppm を越えており、カワムツ(図 10)の存在は確認できなかった。一方、上流と下流の平均値はいずれも 5ppm 以下で、両流域では捕獲によってカワムツの生息が確認できた。令和 3 年度は、全流域でカワムツの生息が確認できたことから、前の年より河川がきれいになり、生息域が広がった可能性が考えられる。令和 3 年度の調査では、COD 値が、上流で平均 2ppm、中流で平均 4ppm と前年より低く、特に中流における水質改善がみられた。一方、下流での平均値は 8ppm とやや高くなっていたものの、この年、全流域でカワムツの生息が確認できた。令和 2 年度に COD 値平均 20ppm の中流では確認できなかったカワムツが、令和 3 年度は 8ppm の下流で生息していた。この研究結果より、年間を通しての平均値に着目した場合、その生息域の境界値は 8～20ppm の間にある可能性が示された。
この 2 年間の調査により、カワムツの生息域と COD 値との関連性が強く示されているという結果を見い出すことができた（図４）。また、令和 2 年度の最低値に着目した場合、カワムツ
は 15ppm の中流では生息していなかったカワムツが、令和 3 年度には、COD 値が 8ppm の下流で生息していた。このことから、カワムツの生息域に影響を与える境界値が、COD 値が 8ppm
～15ppm の間である可能性が考えられる。さらにこの値を絞っていき、カワムツと COD 値の関係性について、より詳細な値を特定が可能であると考える。
(2) 令和 3 年度、COD 値以外に調査した物質については、その増減や変化のパターンに一貫性がなかった。原因として、生活域での水質変化は、そこに住む人の日々の生活の影響を受けているといった側面があり、これら様々な物質とカワムツとの関連性は見いだせなかった。また、

別の水生生物や指標生物等との関連性についてのデータ収集も不十分であり、満足な検証結果を得ることはできなかったが、神田川は、上流～下流にかけて水質階級Ⅰ～Ⅱの比較的きれいな水質であることは、水生昆虫やパックテストの調査より検証できた。中流で水質が改善した
理由や、COD 以外の物質と水生生物との関係については特定できなかった。
本村川の調査からも、COD 値の低い所（8～10ppm 程度の値以下）には、カワムツが生息していることが確認されており、このような他の河川との比較も有効である。
(3) 令和 4 年度では、現実的に最も近い指標といわれている BOD 値を天候との関係に着目して調べた。双方の関係性を見い出すことはできなかった。図 10 のように、COD 値と同様の傾向で変化することは分かったが、BOD 値は 0の日が多かったことから、調査場所としている神田川には微生物が分解できる有機物が少ないといえる。カワムツの生存が確認できたことや BOD 値が低く、この面からも神田川は比較的きれいな川であると言える。
図 10 中流における BOD 値と COD 値比較
７ 今後の課題(1) カワムツが生息する場所に関して、より詳細な COD 値の特定を目指し、調査数・調査地点 を増やす必要がある。市内のカワムツマップを作成する。
(2) 生物の生息域と水質との観点か
ら、生物種保全に向けた可能性を探るため、調査する生物対象を拡げる。また、より正確な市
内のカワムツマップ及びクロベ
ンケイガニ(準絶滅危惧種(NT))
マップを作製する。
(3) 神田川に流れ込む排水口付近の水質をピンポイントで調べる。
図 11 カワムツマップ
季節や天候、気温等と BOD との関連性について詳細に調査する。
(4) 田植えや稲刈りシーズンなどと COD が高くなる傾向がある。気温が BOD 値との関係を明確にするために調査を継続する。
参考文献
・石綿進一・竹門康弘, 2005a. カゲロウ目. in 川合禎次・谷田一三（編）,日本産水生昆虫、東海大学出版会.ISBN 4-486-01572-X、・刈田敏, 2002. 水生昆虫ファイル I.つり人社.ISBN 4-88536-484-1、・荒木晶, 松浦修平 ほか、サワガニの成長『九州大學農學部學藝雜誌』 1995 年 49 巻 3/4 巻 p.125-132,
doi:10.15017/23540、・関伸一、短報 (Note) 男女群島におけるサワガニ Geothelphusa dehaani の記録森
林総合研究所研究報告 6 巻 2 号 p.89-92(2007-06)、・小林哲、河川環境におけるカニ類の分布様式と生態 『応用生態工学』 2000 年 3 巻 1 号 p.113-130, doi:10.3825/ece.3.113
・神田川の水質と生物(令和 2 年度宇和島東高等学校 RSⅠ)

摘果みかんから合成した再生繊維の評価方法
２年４組 竹田 りえる
山口 涼
指導者 髙橋 寛
１ 課題設定の理由
令和４年６月の中国四国農政局統計部「図表で伝える中国四国の農林水産業」によると、令和３年の愛媛県のみかんの出荷量は全国で 17％を占める第２位である[1]。また、愛媛県庁農林水産部農産園芸課「かんきつ類の統計」によると、令和 2 年の宇和島市のポンカンの収穫量は 61.6%で第 1 位を占めており、その他の品種を含めて宇和島市は日本有数の柑橘類の産地である[2]。
宇和島東高校では、みかん搾汁残渣からセルロースナノファイバーが合成できるという愛媛大学の秀野らの論文(2013)[3]や、セルロースを用いた再生繊維について記述されている「サイエンスビ
ュー化学総合資料」[4]を参考に、摘果みかん果皮を再資源化し、再生繊維を作ろうと試みてきた[5][6][7]。秀野らの論文では、柑橘の搾汁残渣に対して水酸化ナトリウムでの処理や亜塩素酸ナトリ
ウムでの処理などを行うことでセルロースを抽出している。
これまでの研究では、摘果みかん果皮から純度に課題はあるもののセルロース粉末を得ることができ、注射器を用いて銅アンモニアレーヨンとして繊維状に成型することはできていた。しかし、注射器による成型方法では繊維の太さが調整しにくく、たわみのある状態で得られ、乾燥前に絡み合ってしまうことも多く、強度を測定することが難しかった。また、強度が弱いということはわかっていたが、数値化した強度の測定方法を確立できていなかった。
本研究では、実用化に向けて薬品のセルロースから作った繊維と同等の強度をもつ銅アンモニア
レーヨンの作成を目指して、注射器による従来の成型とは異なる作り方の検討と、作成した繊維の強度測定法に着目して研究を行った。
２ 仮説
注射器による押出成形よりも、袋の一端からピンセットを使って引き出す成形を行うことで、安定して銅アンモニアレーヨンを成形することができ、強度評価を行うことができる。
３ 研究の方法(1) みかん果皮からの繊維合成
ア みかん果皮からのセルロースの取り出し本研究では、宇和島市で柑橘類を栽培する農家から摘果した温州みかん（図１）をいただき、冷凍保存したものを用いた。セル
図１ 使用した冷凍保存
ロースの取り出しは、従来の手法通り、以下の手順で行った。
の摘果みかん① 冷凍した摘果みかんを解凍し、果皮だけを選り分けた。
② 水溶性物質を除去するため、果皮を 80℃の温水に浸し、6 時間処理した。
③ ペクチンを除去するため２％水酸化ナトリウム溶液に浸し、80℃で 6 時間処理した。
④ 固液分離後、丸底フラスコに入れ、亜塩素酸ナトリウムでホロセルロース処理を行った。
⑤ 回収した固体を乾燥させ、乳鉢を用いて粉末化した。
イ 銅アンモニアレーヨンの作成
安定した太さで、絡まることのない状態で繊維を得るため、従来の注射器を用いた手法から、袋に詰めた粘動液を袋の一端に開けた小さな穴からピンセットで引っ張る手法（図２）を検討した。また、比較材料として市販の薬品セルロース（ナカライテスク株式会社）を用いて同じ条件で繊維を合成した。
図２ 袋からピンセット① 水酸化銅 0.50 g にアンモニア水 6 mL を加え、シュワイツァ
を用いて引き出す手法
ー試薬を準備した。
② シュワイツァー試薬に得られたセルロース粉末 0.75 g を溶解させ、粘動液を得た。

③ 粘動液を小さなビニール袋に入れ、はさみで切り落とした袋の一端から 2 mol/L の希硫酸中に押し出しながら、ピンセットで引っ張り繊維の形に成型した。
④ 銅とアンモニアを除去した後、得られた繊維を純水で洗浄し、乾燥させた。
(2) 繊維の強度評価
ア 繊維の外観などの評価得られた繊維の外観を写真撮影し、従来法と比較した。
イ 繊維の強度測定方法
得られた繊維の強度について、繊維の評価方法を規格化した日本工業規格 JIS L 1015 には、機械を用いて引っ張り強度を測定する手法が記述されている[8]。しかし、学校ではその機械がない。また、従来法で得られた繊維はもろく、触っただけで折れることが多かったため、少しずつ負荷をかける方法を考慮する必要があり、次の３種の手法を検討した。
① 繊維を 5 cm の幅で固定し、糸を重ねていき、切れた時の糸の重さで評価する。
② ばねばかりと繊維をつなぎ、切れるまで引っ張る様子を動画で撮影し、力の最大値を読み取り評価する。
③ 繊維をプラスチックのコップとつなぎ、吊るした状態で繊維が切れるまで水を入れ、切れた時の重さで評価する。
ウ 摘果みかん果皮から得られた繊維および、市販セルロースから同条件で作成した繊維について、７日後、70 日後のものを手法３で評価した。ただし、プラスチックのコップに吊るすまでの準備段階や、吊るした時点で断線してしまったものは評価の対象から外した。また、得られたデータについて、ｔ検定を用いて有意差を評価した。
４ 結果と考察(1) 繊維の作成方法について
図３に、従来法と新しい手法により作った繊維の比較を示す。従来の注射器を用いた成型法では、注射器の針とほぼ同じ太さの繊維が得られていた。注射器の針の太さはおよそ 1 mm
で、合成後の処理に時間がかかっていた。また、溶液中に押し図３ 繊維の比較
出す際の力のコントロールが難しく、溶液中でたわみ、絡み合(左：従来法、右：新手法)った状態になってしまい、のちに強度を評価することが難しかった。また、注射器中の目詰まりが起こりやすく、得られる量も２，３本程度と少なかった。
今回用いたビニール袋から押し出し、ピンセットで引っ張る方法では、引っ張る速度を比較的調整しやすく、1 mm よりも細い繊維を安定して得ることができた。また、目詰まりが起こってもビニール袋の向きを変えるなどの工夫で対処でき、同じ量の粘動液から 10 本以上の繊維を得ることができた。従って、繊維の作成方法としては袋を用いる手法が適していると判断した。ただし、どちらの手法でも摘果みかん果皮から繊維を作成すると、ところどころ「だま」のような凸凹のある繊維が得られていることが課題である。
(2) 繊維の強度測定方法の検討
強度評価方法の候補として考えた手法１の繊維の上に糸を重ねていく方法（図４）では、重ねる糸が軽すぎて繊維がなかなか切れず、強度を評価できなかった。先行文献では摘果みかん果皮から作成した繊維がかなり弱いという記述がありこの手法を検討したが、予想以上に強度があることが分かった。
図４ 強度評価方法案１
手法２では、ばねばかりと繊維を接続し、断線するまで引っ張る様子を撮影した動画で、最大値を読み取ることを考えた（図５）。しかし、断線した際の動きが早く、最大値を読み取ることができなかった。
最後に検討した手法３では、繊維をプラスチックのコップにつないだ上で水を足し、断線した際のコップの重量から繊維の強度
図５ 強度評価方法案２を評価した（図６）。この場合、元のコップの重量に耐えられな

い繊維はぶら下げた瞬間に切れてしまい、評価することはできない。また、水を入れる際にコップが回転し、繊維にねじれが起きる
課題があった。しかし、評価する本数を増やせばこの方法で繊維の強度が評価可能と判断した。
(3) 強度測定の結果
手法３を用いて、摘果みかん果皮および、市販のセルロースから作成した繊維について、繊維作成から 7 日後、70 日後のものをそれ 図６ 強度評価方法案３
ぞれ評価した結果を表１および図７に表１ 作成した繊維の強度測定の結果示す。また、それぞれの結果につい
原料
摘果みかん果皮 市販セルロースて、ｔ検定により有意差を比較した結
作成後日数
7日
70 日
7日
70 日
果を表２に示す。
16
6
35
10
n数
7 日経過後の繊維と 70 日経過後の繊
70.7
22.6
75.5
49.7
平均値[g]
維を比較すると、原料に関わらず強度が弱くなっている傾向があった。
30.4
14.9
30.1
27.8
標準偏差
7 日経過後の繊維を比較すると、摘果みかん果皮から得られた繊維と市販
セルロースから得られた繊維の平均値の差には大きな差はなかったが、有意差があるという結果が得られた。従って、平均値等の値から摘果みかん
果皮から得られた繊維の方が弱いといえる。70 日
図７ 作成した繊維の強度測定結果
経過後の繊維も、明らかに摘果みかん果皮から得られた繊維の方が弱
表２ 強度測定結果の有意差判定結果
い。
比較対象
p値
有意差
日数が経過することで強度が弱くなった理
摘果みかん果皮 7 日
由は、生分解性を持つ再生セルロース繊維の1.0E-08 あり
特徴であると考えているが、やや強度が弱く
摘果みかん果皮 70 日
なりすぎているように感じている。特に摘果
市販セルロース 7 日
1.2E-04 あり
みかん果皮から作った繊維の強度低下が顕著
市販セルロース 70 日
で、7 日後に比べて強度の平均値が 32％に低摘果みかん果皮 7 日
下した。これは、摘果みかん果皮中の不純物
7.0E-07 あり
市販セルロース 7 日によりセルロースの結合が切れやすくなって
摘果みかん果皮 70 日
しまったのではないかと考えている。また、
1.7E-07 あり
市販セルロース 70 日
摘果みかん果皮から作成した繊維の強度が弱い理由も、摘果みかん果皮から得られたセル
ロースの純度が低いことが影響していると考えている。また、図８に示すような、摘果み
かん果皮から得られたセルロースと、市販セルロースの粒子の大きさや形の違いも影響していると考えている。摘果みかん果皮から得られたセルロースは、粒子のサイズがバラバ
図８ セルロース粉末の比較
ラであり、比較的丸い形をしているものが多い。それに対して市販セルロースはサイズが （左：摘果みかん果皮から得られたセルロース、
右：市販セルロース）
揃っていて、ふわふわした形をしているから（PENTAX WG-60 による写真を同じ倍率に拡大）である。

また、市販セルロースから繊維を作成する際、注射器や袋から押し出す際に目詰まりが生じないが、摘果みかん果皮から得られたセルロースでは目詰まりが起こりやすい。また、得られた繊維の外観
も、摘果みかん果皮から得られた繊維は、図９に示すように途中で球状のふくらみ（だま）ができることがあり、その部分から断線することが多かった。粒子の大きさのばらつきについては、乳鉢での粉砕が不十分であった可能性も考えられる。
図９ だまのできた繊維以上のことから、作成した銅アンモニアレーヨンの強度評価方法を確立することはできたが、摘果みかん果皮を原料にした繊維を実用化するためには、得られたセルロースの不純物を減らすことや、粒子の形状を調整する必要があるといえる。不純物を減らす手法としては、セルロースを得る際の手順のうち、水酸化ナトリウム水溶液や亜塩素酸ナトリウムなどを用いた処理において、時間や温度などの条件を変更することが考えられる。
今回の評価では強度測定の試料に含めなかったが、摘果みかん果皮から得られた繊維の中には、少し指で擦っただけでくずれてしまうもろい繊維もあった。また、太い繊維ほど強いというわけでもなく、ある程度細い繊維の方が曲げても折れにくかった。これは、太い繊維の場合、銅やアンモニアを除去する際の処理や硫酸を除去するための処理が不十分で、繊維の中まで固まっていなかったのではないかと考えている。
また、本研究では作成した繊維の太さのばらつきについて評価できていない。顕微鏡などを用いて繊維の太さを測定したうえで、太さと強度の関係も明らかにしていく必要がある。
５ 今後の課題とまとめ
摘果みかん果皮から繊維を作る際、注射器による押出成型よりも、袋の一端からピンセットで引っ張る成型法の方が安定して繊維を作ることができるとわかった。
得られた繊維の強度測定法として、JIS 1015 L の手法を参考にし、プラスチックのコップに吊るした繊維に水を入れ、断線した際の重さにより評価する方法を確立できた。しかし、繊維の太さと関連付けた評価は行えていないことが課題である。
また、摘果みかん果皮から得られた繊維は、一部強度の高いものが得られたが、市販のセルロースから得られた繊維よりも強度が弱く、日数が経過すると極端に弱くなることが分かった。
強度を高い繊維を得るためには純粋なセルロースを得る必要がある。そのため、水酸化ナトリウ
ム水溶液や次亜塩素酸での処理の回数や時間、条件を変更して実験してみたい。また、セルロース
粉末をより細かく砕き繊維のだまをなくすことも検討したい。
参考文献[1] 中国四国農政局統計部「図表で伝える中国四国の農林水産業」（令和３年産みかんの結果樹面積、収穫量及び出荷量の調査)、令和 4 年 6 月 30 日、https://www.maff.go.jp/chushi/info/toukei/
attach/pdf/zuhyo-4.pdf[2] 愛媛県庁農林水産部農産園芸課「かんきつ類の統計」（愛媛県における市町別かんきつ類の収穫状況）、https://www.pref.ehime.jp/h35500/kankitsu/toukei.html[3] 秀野晃大・阿部健太郎・川崎文人・矢野浩之、「蜜柑搾汁残渣を原料としたセルロースナノフ
ァイバー製造及びその特性」、The Japan Institute of Energy、2013、p152-153[4] 実教出版、「四訂版 サイエンスビュー化学総合資料」、p283[5] 石村知規･小川翼･菊池耕史･河野太輔･松浦永和、「摘果みかん果皮を原料とした銅アンモニア
レーヨンの合成」、愛媛県立宇和島東高等学校令和元年度 SSH 生徒課題研究論文集 p15-16[6] 石村知規･小川翼･河野太輔･松浦永和、「摘果みかん果皮を原料とする繊維合成」、愛媛県立宇和島東高等学校『令和二年度 SSH 生徒課題研究論文集』p130-133[7] 芝晃司･西田将輝･吉本昴生･松浦悠･和田源太、「みかん果皮の応用による再生繊維の簡易製法」『令和３年度 SSH 生徒課題研究論文集』p89-92[8] 日本繊維製品消費科学会、「新版繊維製品消費科学ハンドブック」、光生館(1988)

魚粉肥料が野菜の生育に与える影響
２年３組 武田 真奈 ２年３組 川本 美羽 ２年３組 豊田 更祢
指導者 窪地 育哉
１ 課題設定の理由
宇和島では、宇和海の恵まれた自然環境を生かして真鯛の養殖が盛んに行われている。
養殖真鯛は刺身などに加工され、全国の食卓に届けられるが、骨や内臓など約 65％は未利用部
位として廃棄される。宇和島市に本社を置く秀長水産株式会社では真鯛の未利用部位を食品素材として利用することに取り組み、真鯛の頭をミンチ化、加熱、遠心脱水、乾燥、粉砕処理した粉末を「カルペイン」として製品化している【図１】。
カルペインは、機能性食品と して炊き 込みご飯 や味噌汁、だし巻き玉子などの料理に利用されている。また、窒素 N については一般有機肥料の 1.5 倍、リン P については
2.5 倍、食品の味に影響するアミノ酸が豊富に含まれることが分かっており、肥料としての効果も期待されている。
実際に米やイチゴの栽培に用
図１ 製品化されたカルペイン
図２ カルペイン利用のいたとの報告はある【図２】(右下)
米栽培
が、その具体的な効果については報告がない。一木ら（2020）は、芝に、カルペインを水に溶かしたものを一定期間散布し、芝の緑化に対する有効性について研究を行った【図３】。芝の画像データの RGB 解析および、芝のクロロ
フィル量の定量を行い、カルペイン散布が芝の緑化に有効であると報告している。また、岡崎ら（2021）は、カルペイン散布の芝緑化効果について、冬季に効果が大きいことを明らかにしている。報告の中で、芝の生育についても効果が見られるとの記載があり、野菜図３ 校内の芝花壇の様子、カルペイン散布部（赤い円で示した部分）のみ緑色が濃いの生育に関する効果の検討について提案している。我々は野菜の緑化にも影響があるのかを明らかにしたいと思い、この課題を設定した。
２ 仮説
昨年度の研究から芝を緑にすることがわかっているので、野菜の緑化にも影響しているのではな
いかと考える。

３ 研究の方法(1) 野菜の栽培について
土をアルカリ性にするための肥料を散布した後、白菜とキャベツをカルペインを散布する場
所と散布しない場所に分けて植え、育てた。収穫は約３か月後に行った。
(2) 芝について
校内の芝があるところに約 40 ㎝×約 40 ㎝の区画を設け、カルペインを散布した。
(3) 散布について
野菜には 50ｇのカルペインを１つの畝に 1 回散布する。芝にはカルペイン 100g/1000mL 水を
約 1 週間に 1 回の頻度で散布した。
(4) 結果の解析方法について①クロロフィルの定量
各区画区分の芝を刈り取り細かく切ったものを約 1g 量りとり、アセトンにおよそ 48 時間浸してクロロフィル抽出液とする。そして抽出液から吸光度測定器を用いて吸収スペクトルを測定し、「Porra の式」【式１】【式２】によりクロロフィル濃度を算出する。
クロロフィル a〔㎍/mL〕
12.25×（664 ㎚における吸光度）−2.55×（647 ㎚における吸光度）…式１
クロロフィル b〔㎍/mL〕
20.31×（647 ㎚における吸光度）−4.91×（664 ㎚における吸光度）…式２
ここでクロロフィル a,b について説明する。クロロフィル a と b は、光合成に関与する二つの主要な色素である。クロロフィル a は青緑色の光を、クロロフィル b は黄緑色の光を反射しており、その反射した光が私たちには緑色として見えることになる。また、薄い色の葉から濃い色の葉になるにつれてクロロフィルの量が増えていくことが分かっている。
②β‐カロテンの定量
野菜を細かく切ったものを３ｇ量りとり、アセトンを 24 時間浸して色素が無くなるまで繰り返し行い、これを抽出液とする。そして吸光度測定器を用いて吸収スペクトルを測定し、カルペインを散布したものと散布してないものの吸光度を量る。
カロテノイドとは黄、橙、赤色など、を示す天然色素の一群である。緑黄色野菜に多く含まれるが、一部の魚介類にも含有される。
クロロフィルとカロテノイドの吸収スペクトルの違いを利用して、野菜の抽出液の 479、645、663nm における吸光度から β‐カロテン濃度の値を出す。β‐カロテン濃度の推定式は、以下のとおりである。（A479、A645、A663 はそれぞれの吸光度）
β‐カロテン(mg/L)
0.854×A479 － 0.312×A645 ＋ 0.039×A663 － 0.005 …式３β‐カロテンとは植物に豊富に存在する赤橙色色素の一つである。抗酸化物質の一つで人の健康に大きな役割を果たしていることが分かっている。
４ 結果と考察(1) 芝のクロロフィル量の吸光度測定による結果
図４に１月における芝アセトン抽出液の吸収スペクトルを、また表１にクロロフィル a、クロロフィル b の値を示した。

〔 Abs 〕
1月11日 芝 魚粉あり.csv

4

1月11日 芝 魚粉なし.csv
1月13日 芝 魚粉あり.csv
1月13日 芝 魚粉なし.csv
1月17日 芝 魚粉あり.csv

3

1月17日 芝 魚粉なし.csv
1月18日 芝 魚粉あり.csv
1月18日 芝 魚粉なし.csv

2

1月20日 芝 魚粉あり.csv
1月20日 芝 魚粉なし.csv
1月23日 芝 魚粉あり.csv

1

1月23日 芝 魚粉なし.csv

0
400

波長

600

図４ １月における芝アセトン抽出液の吸収スペクトル〔 nm 〕

表１ クロロフィル a およびクロロフィル b の量
クロロフィル a 〔μg / mL〕

クロロフィルｂ〔μg / mL〕

カルペイン有カルペイン無カルペイン有カルペイン無1 月 10 日

4.91

1.88

1.19

0.02

1 月 13 日

2.75

1.17

1.08

0.55

1 月 17 日

6.54

3.79

2.45

1.54

1 月 18 日

9.92

3.78

3.96

1.76

1 月 20 日

11.26

2.82

4.20

1.43

1 月 23 日

8.29

5.77

3.85

2.45

平均

7.28

3.20

2.79

1.29

(2) 野菜のクロロフィル量の吸光度測定による結果
図５に野菜アセトン抽出液の吸収スペクトルを、表２にカルペイン添加有無それぞれの野菜のクロロフィル a、クロロフィル b の値を、表３にカルペイン添加有無それぞれの野菜のβカロ
テンの値を示した。を示した。
表２ クロロフィル a およびクロロフィル b の量
クロロフィル a 〔μg / mL〕

クロロフィルｂ〔μg / mL〕

カルペイン有カルペイン無カルペイン有カルペイン無

キャベツ

6.71

3.99

5.62

2.04

白菜

2.66

1.39

0.75

0.78

〔 Abs 〕

1

キャベツ魚粉あり
キャベツ魚粉なし
白菜魚粉あり白菜魚粉なし

0.5

0
400

600

波長

〔 nm 〕

図５ 野菜のアセトン抽出液の吸収スペクトル表３ βカロテンの量
βカロテン 〔mg / L〕
カルペイン有カルペイン無キャベツあり1.33

1.12

千切りキャベツ---

0.0636

白菜

1.92

1.47

カルペインを添加することにより、芝におけるクロロフィル a 量は、平均で 2.3 倍、クロロフィル
b 量は平均で 2.2 倍の量となっている。先行研究で示唆されていたことを証明する結果となった。
また、野菜の生育についても、カルペイン添加によりクロロフィル全量がキャベツで 2.0 倍、白菜
で 1.6 倍であった。βカロテンはカルペイン添加によりキャベツで 1.2 倍、白菜で 1.3 倍となった。

５ まとめと今後の課題
クロロフィル量の定量により、先行研究での「カルペイン添加が芝の緑化に及ぼす影響は冬季の方が、より効果が大きい」という予想を裏付ける結果が得られた。また、それは野菜についても同様で、冬季に収穫される葉物野菜の代表である白菜とキャベツについて、クロロフィル量の増加、
βカロテンの増加を確認することができた。
今後、他の野菜でも同様の結果が得られるかどうか、野菜の種類や品種を変えて実験を行い、効果を明らかにしていきたい。
参考文献
・永田雅靖、「ホウレンソウに含まれる β‐カロテンの分光光度計を用いた簡便定量法」、野菜茶業研究所研究報告、13466984、農業技術研究機構野菜茶業研究所、8 号、ｐ．１‐５、2009 年 3 月
・「魚粉を用いた芝の緑化研究」『令和３年度 SSH 生徒課題研究論文集』愛媛県立宇和島東高等学校

植物の生育初期におけるウルトラファインバブル使用の検討
２年３組 中須賀 千陽 ２年４組 引野 詩子 ２年４組 横田 かほ
指導者 清川彩
１ 課題設定の理由
近年、ウルトラファインバブル（以下、UFB と示す）を用いたシャワーヘッドが発売されて注目されている。UFB は、0.001mm(＝1μｍ)未満の泡のことで、その泡は、数週間から数か月、水中に留まるといわれている。私たちの地元、宇和島市三間は、自然豊かでイネや野菜の栽培が盛んな農村地域である。泡が水中に長期間留まる UFB の特徴から、UFB によって植物の代謝が促進されて成長が促進されるのではないかと考え、この課題を設定した。
２ 仮説(1) UFB によって、植物の生育が促進される。
(2) 土栽培の方が、水耕栽培に比べてより UFB による生育促進の効果がある。
３ 研究の方法
土栽培と水耕栽培の区画を設け、以下の実験を行った。
土栽培に比べて、水耕栽培では、個体はつねに UFB に触れている状態となるため、より結果に影響すると考えたためである。また、植物体として、大葉を用いた。大葉は成長速度が速く、かつ、実験を行った時期に、発芽および成長が見込めたためである。
(1) 発芽率の測定
バーミキュライト（土栽培）（図１）とスポンジ（水耕栽培）（図２）を使って大葉を約 1 ヶ月、発芽数を観察する。水やりは一日に一回行った。
バーミキュライトを用いたのは、普通の土には栄養が含まれており、栄養素が不安定で条件が統一しづらいと考えたためである。
(2) 伸長具合の測定
発芽後、根の長さ（mm）、植物体全体（根の先端から茎の先端）の長さ（mm）、葉の枚数を測定する。

図１ 土栽培４ 結果と考察
図２ 水耕栽培
発芽数は表１、図３に示した。発芽について、土栽
培と水耕栽培では、水耕栽培の方が発芽率が高かったが、水と UFB との比較では、顕著な差は見られなかった。
個体の伸長測定結果は、表２の通りである。これについて、t 検定を行った結果を表３に示してある。
根の伸長について図４に示した。t 検定の結果、UFB を使用した場合と水を使用した場合、水耕栽培においては p 値=0.1112＞有意水準 0.05、土栽培については p 値=0.1813＞有意水準 0.05となり、どちらも有意差は見られなかった。

表１ 発芽数
水耕栽培

土栽培

日付

UFB

水

UFB

水

9 月 26 日

10

11

0

0

9 月 27 日

11

11

0

0

9 月 28 日

12

12

3

1

9 月 29 日

13

12

3

6

9 月 30 日

14

13

8

7

10 月 3 日

17

14

10

7

10 月 11 日

18

15

10

7

10 月 12 日

18

15

10

7

10 月 13 日

18

15

10

8

10 月 14 日

18

15

10

9

10 月 17 日

18

15

10

9

10 月 18 日

18

15

10

9

10 月 19 日

18

16

10

9

10 月 20 日

18

16

10

9

10 月 21 日

18

16

10

9

10 月 24 日

18

16

9

9

10 月 25 日

18

16

9

9

10 月 27 日

18

16

9

9

10 月 28 日

18

16

9

9

10 月 31 日

20

16

9

9

11 月 1 日

21

16

9

9

水耕 UFB

水耕 水

土 UFB

土水

25
20
15
発
芽
数 10
5

9月26日
9月27日
9月28日
9月29日
9月30日
10月1日
10月2日
10月3日
10月4日
10月5日
10月6日
10月7日
10月8日
10月9日
10月10日
10月11日
10月12日
10月13日
10月14日
10月15日
10月16日
10月17日
10月18日
10月19日
10月20日
10月21日
10月22日
10月23日
10月24日
10月25日
10月26日
10月27日
10月28日
10月29日
10月30日
10月31日
11月1日

0

図３ 発芽数

表２ 個体の伸長測定結果
土栽培 UFB

土栽培 水
根（㎜）

全体（㎜）

葉の枚数

根（㎜）

全体（㎜）

葉の枚数

7.9

20.9

6.0

40.9

52.0

4.0

41.3

55.1

7.0

32.9

63.7

6.0

26.5

28.9

7.0

46.1

69.6

7.0

37.8

58.5

6.0

36.3

64.5

6.0

24.6

39.4

6.0

37.2

62.2

5.0

65.4

93.6

5.0

69.7

92.6

8.0

11.7

15.9

1.0

avg. 43.8

avg. 67.4

avg. 6.0

35.2

20.7

6.0

avg. 31.3

avg. 41.6

avg. 5.5
水耕栽培 UFB

水耕栽培 水
根（㎜）

全体（㎜）

葉の枚数

根（㎜）

全体（㎜）

葉の枚数

9.8

14.7

2.0

22.7

27.8

2.0

20.7

27.3

4.0

17.3

23.9

2.0

18.2

27.7

0.0

10.3

17.2

1.0

40.6

48.4

4.0

27.1

32.8

6.0

43.7

51.2

3.0

27.2

32.5

2.0

24.5

40.6

6.0

30.4

35.9

6.0

12.6

13.1

3.0

8.4

14.0

2.0

10.8

16.2

3.0

5.9

10.0

1.0

23.0

32.7

3.0

15.0

22.2

4.0

20.3

23.1

4.0

15.6

21.0

2.0

34.8

36.3

2.0

20.6

26.5

2.0

17.0

23.9

0.0

9.6

17.5

4.0

avg. 23.0

avg. 29.6

avg. 2.8

10.5

15.9

3.0

28.6

36.7

1.0

11.2

18.5

3.0

8.6

13.1

1.0

27.8

7.6

2.0

11.3

15.8

1.0

20.6

29.0

2.0

avg.17.3

avg.22.0

avg.2.5※個体数は発芽数によって異なる。

表３ t 検定の結果
土栽培における水と UFB の比較
根

水耕栽培における水と UFB の比較

全体

葉の枚数

根

全体

葉の枚数

P値
0.18130.0505※有意水準を 0.05 とする

0.6027

P値
0.11120.0570※有意水準を 0.05 とする

0.5473

植物体全体の伸長について、図５に示した。t 検定の結果、UFB を使用した場合と水を使用した場合、水耕栽培においては p 値=0.0570＞有意水準 0.05、土栽培については p 値=0.0505＞有意水準 0.05 となり、どちらも有意差は見られなかった。
葉の枚数について、図６に示した。t 検定の結果、UFB を使用した場合と水を使用した場
合、水耕栽培においては p 値=0.5473＞有意水準 0.05、土栽培については p 値=0.6027＞有意水
準 0.05 となり、どちらも有意差は見られなかった。
以上のように、根、植物体全体、葉の枚数のいずれも、UFB による有意な生育促進は見られなかった。
５ まとめと今後の課題
本研究では、植物の生育初期における明らかな UFB の効果を検証することはできなかった。初期の植物が利用する水や栄養が、そもそも微量であることで、差異が見られないのではないか、と考えた。今後は、発芽後、苗の植え替
えをしてからのようなタイミングで研究をしてみたい。また、UFBの泡が長時間水中に滞在するならば、動物を含めた水生生物への影
響があるのではないだろうか。動
物を含めて UFB の可能性をさらに探りたい。

図４ 根の伸長比較

図５ 全体の伸長比較

参考文献
・ファインバブル産業会 HP
https://fbia.or.jp/fine-bubble/finebubble-knowledge/about/・ウルトラファインバブルシリーズ｜ボリーナ｜㈱田中金属製作所(tanakakinzoku.com)
・日本カンタムデザイン株式会社／
ボリーナ-測定報告書.pdf(tanakakinzoku.com)

図６ 葉の枚数比較

カキの生息条件Ⅱ
２年４組 安倍 獅音 ２年３組 白瀧 高虎 ２年４組 芝 悠斗
２年４組 益田 光
２年４組 劉 丞緯
指導者 中尾力広１ 課題設定の理由(1) 辰野川のカキの生息地には偏りがあることが、昨年度の調査結果から分かっている。辰野川におけるより詳細なカキの生息域の調査と、カキの生息しやすい環境条件を調べたいと考え、課題を設定した。
(2) カキのより生育しやすい環境(水質面)を特定し、地元の養殖業への貢献を目指したいと考えた。
(3) カキの生息域と COD 値や PO₄³⁻は本当に関連があるのか。あるとすればその証明ができるよう、
基礎データを蓄積したいと考えた。
２ 仮説(1) カキは、COD 値やその他 PO₄³⁻値が低いなどの条件による影響を受ける。
(2) 藻とのすみわけも考えられるので、日光の当たりにくいところに生息する傾向にある。
(3) 塩分濃度がより高い(海水の濃度に近い)場所の方が多くのカキが生息している。
(4) 海から遠くなる上流に行くほど海水濃度が低いと下がると考えられるので、上流にはカキが生息できなくなるポイントがある。
３ 実験・研究の方法(1) 辰野川（図１）のカキの生息域を調査する(目視)。
なお、川に降りられる箇所は限定されているため、調査地点は、川に降りるときの危険度を考慮して表１及び図１のように設定した。
表１ 調査地点(辰野川河口)​ 地点:河口から約172m
A
B地点:​河口から約214m
C地点:河口から約320m
D地点:河口から約338m

下流
中流
上流
超上流

(2) 塩分濃度測定は測定器（図２）を使用(3) パックテスト
COD(科学的酸素要求量)、リン酸態窒素、アンモニア態窒素、硝酸態窒素、亜硝酸態窒素

図１ 調査地点(辰野川河口)

４ 結果１(1) 数値で示した表では、データが多くてやや見えづらいため、パックテスト記載の基準値（表１）で水質を判定する。判定結果を
表１ 調査地点(辰野川河口)

図２ 塩分濃度測定器
表２ 辰野川河口付近のパックテスト結果

見やすくするために読み替える

表２に示す。この○と×の判定によって後の考察を行う。
(1) NO₂⁻値と NH₄⁺値はすべて〇、NO₃⁻値はすべて×であり、これらは地点や調査日による差異は見られない(表２)(2) COD 値と PO４３⁻値は地点や日時による差異が見られる｡

５ 結果２(1) カキは、河口の A 地点からから上流にかけ減少傾向である。（図４写真左)
しかし、C 地点ではカキが見られなかったが、さらに上流の D 地点でカキの密集地を発見した。（図３・図４写真右)

Ｄ地点
拡大図

さらに
上流

謎を解く鍵は、橋の下に密集していること？

Ｃ地点 河口から約320m Ｄ地点 河口から約338m
図３ カキの生息状況（上流）

図４ Ｂ地点のカキ(左)とＤ地点のカキ(右)(2) 特に橋の下の陰になっている箇所に多いことも分かった。（図３）(3) 新たに加えた D 地点についても同様の読み替えを行い○×で表した表３を作成した。表３の枠で囲った範囲が示すように、パックテストを実施した各物質(NO₃⁻、NO₂⁻、NH₄⁺)の値には大

き変動はみられなかった。
表３ 辰野川河口付近のパックテスト結果２

また、塩分濃度についても調査結果をまとめて図５と比較できるように図６にまとめた。
塩分濃度は、辰野川河口付近のＡ地点から上流に向かうほど低くなっているが、Ａ地点以降
はかなり低い値を示している。

６ 考察(1) NO₃⁻、NO₂⁻、NH₄＋の値は
C地点
A地点
D地点
カキの
B地点
〇のみ、あるいは×のみと
×
〇
〇
生息域
〇
ほぼ変動がない。（表３）
320m
338m
172m
214m
河口
➡ カキの生息域はこれらの値との関係性は薄い。
図５ カキの生息状況まとめ
一方で、D 地点に多くの
A地点
B地点
D地点
河口
C地点
カキが密集していたのは
0.3％
０.2 ％
０.1％
3.０％
０.1％
COD 値・PO₄³⁻値が高いな
338m
320m
214m
ど他の要因が影響してい
172m
河口
る。
図６ 辰野川河口付近の塩分濃度まとめ(2) D 地点と C 地点は塩分濃度の変動もその値も小さい。（図６）➡ カキは、塩分濃度がかなり低い場所でも生息する。
(3) D 地点のカキは日光が当たらない橋の下に生息している。
➡ 昨年度、下流の日光の当たる側で藻の発生が確認されている。 D 地点でも同様に、カキと藻のすみわけが起こっているかを、3 月以降に再確認する。
カキは、場所によって密度度が異なっている。密集を起こしている要因として集合フェロモンのような物質的な面も考えられる。一方で、この地域はプランクトンの量がそれほど多くないという令和 2 年度の調査報告があるが、生物学的要因も加味して調査する必要がある。
７ 今後の課題(1) この地域では、COD 値と PO₄³⁻値のみが変動しているため、特にこれらの値が変動する要因を調査する。
➡ 季節や天候などとの関連を調査する。
➡ 日光については、今後は、調査時に照度計を用いて測定する。
(2) 干潮時あるいは満潮時の各地点での塩分濃度及びその他の物質についてパックテスト等で再調査を実施する。
(3) 他の河川との比較ができていない。汽水域となる河川は多く存在しているので、次年度以降は地理的な条件が類似している箇所でも、同様検証ができるのか、範囲を広げて調査する。
図７ 橋の下に密(4) 集合フェロモンの可能性を考慮しつつパックテスト等の調査を継続集しているカ
する。
キの様子
参考文献
・神田川の水質と生物(R2 宇和島東高校ＳＳＨ生徒課題研究)
・カキの生息条件Ⅰ(R3 宇和島東高校ＳＳＨ生徒課題研究)
・辰野川 愛媛県 – Bing 辰野川 宇和島 - Bing images
・神田川の水質と生物Ⅱ(R3 宇和島東高校ＳＳＨ生徒課題研究)

身近な廃棄物を利用した有機石灰
２年３組 清家 淳生
２年３組 三宅 樹生
２年３組 吉見 妃奈乃 ２年４組 幸渕 美嘉
指導者 清川彩
１ 課題設定の理由
本研究では当初、ミカンの木は暑さ対策のため土壌に苦土石灰を撒くことから、身近な廃棄物を利用し、土壌に最適な有機石灰を作ることに注目した。しかし、ミカンは成熟するのに時間がかかり、石灰がミカン自体に及ぼす効果を調査できないと判断したため、実験③より目的を変更して研究を行っている。今日、土壌の酸性化が問題化している。ほとんどの植物は酸性土壌では育ちにく
いため、酸度を中和できる市販の苦土石灰を撒くことが多い。また、宇和島市の特産品であるアコ
ヤ貝やカキの貝殻はほとんどが廃棄されている。そのため、廃棄物である貝殻を利用して最も有効な有機石灰を作り、土壌の酸性化を抑えることを目的として本研究を行った。
２ 仮説
先行研究より、卵殻やカキ殻は乾燥させてすり潰すことで有機石灰を作ることができると分かっている。また、カキ殻には土壌を酸性からアルカリ性に傾ける役割と、カルシウムを補給する役割があることが分かっており、市販石灰としても販売されている。そこで、カキ殻と同じように90％以上が炭酸カルシウムでできているアコヤ貝も有機石灰として利用することができると考えた。
また、家庭ごみとしてよく排出される卵殻も、比較対象とした。
３ 研究の方法（実験１）
土壌に、アコヤ貝殻粉末を混ぜて、pH の変化を測定した。市販苦土石灰、市販カキ殻石灰、卵殻を比較対象とした。
(1) 材料・市販苦土石灰・市販カキ殻石灰・アコヤ貝殻（図１） ・卵殻・ミカン山の土壌（吉田町より採取）
・乳鉢
・乳棒
・ビーカー
・土壌テスター（pH 測定器）
・ホウレンソウの種（タキイ種苗）
・ネギの種（アタリヤグループ）(2) 手順
アコヤ貝殻と卵殻は、乳鉢、乳棒を使って粉状にする（図２）。市販の苦土石灰、卵殻、ア
コヤ貝殻、市販のカキ殻、卵殻とアコヤ殻とカ
図１ アコヤ貝殻
キ殻を混ぜ合わせたものを、それぞれ 1.5g の土壌と混ぜ合わせ、その後ラップをかけて一週間放置した後、pH を測定する（図３）。
同様の試料について、3.0g を水 100g に溶かした水溶液を作って土壌に入れ、ラップをかけて一週間放置し pH を測定する。

図２ アコヤ貝殻・卵殻をすりつぶす

図３ ｐH の測定

４ 結果と考察（実験１）
土壌に各粉末を混ぜて測定した結果を、表１・図４に示した。粉末添加の結果、市販の苦土石
灰以外の石灰では、本来ミカンの土壌で使用される石灰に近い pH 値が確認できなかった。しかし、水溶液として添加した場合、ほとんどの土壌を弱酸性に変化させることが出来た。この結果より、アコヤ殻や卵殻も有機石灰としての効果があると考えられる。
表１ 土壌への添加による pH 比較
粉末添加

水溶液添加

アコヤ貝殻

4.5

6.6

市販苦土石灰6.0

6.6

市販カキ殻石灰

4.6

6.9

卵殻

4.5

6.1

卵殻＋カキ殻

4.8

7.1

〔pH〕
8
6.6

7

7.1

6.9

6.6

6.1

6.0

6
5

4.6

4.5

4.5

4.8

4
3
2
1
0
アコヤ貝殻

市販苦土石灰

市販カキ殻石灰

粉末添加

卵殻

水溶液添加

図４ 土壌への添加による pH 比較

卵殻＋カキ殻５ 研究の方法（実験２）(1) 材料・市販苦土石灰 ・アコヤ貝殻
・卵殻
・試験管
・乳鉢
・乳棒
・コットン
・ノギス
・ホウレンソウの種（強力オーライ）
・ネギの種（葉ねぎ）(2) 手順
アコヤ貝殻と卵殻は、乳鉢、乳棒を使って粉状にする。市販の苦土石灰、
アコヤ貝殻粉末、卵殻粉末を、それぞれ 0.4g を水 400ml と混ぜ合わせ、水溶液とする。水またはそれぞれの水溶液
図５ 恒温器内の試験管を、種が沈まないためのコットンを入れた試験管に 15mL ずつ注入して、ネ
ギまたはホウレンソウの種を蒔く。それぞれの区画について 20 本ずつ行い、恒温器内 20℃の環境下（図５）に 4 週間おき、茎の伸長（㎜）を測定する。
４ 結果と考察（実験２）
茎の伸長を測定した結果を、表２および図６に示した。卵殻粉末を添加した時の生育が順調であったが、水のみに比べて有意な差は見られなかった。発芽した後の生育状況には、いずれの区画にも差は見られなかった。播種した時に、種子がしっかりと水に浸かっていたかなど、条件が統一できていたかどうか、疑わしい結果となってしまった。しかし、いずれの粉末も、水の結果を上回るものではないので、植物の生育には効果はないと考えられる。

表２ 茎の伸長（mm）
水

市販苦土石灰

卵殻

アコヤ貝殻

6 日後

10.8

6.1

14.6

7.9

7 日後

15.4

16.0

23.3

15.4

8 日後

24.1

17.3

26.1

17.9

21 日後

56.1

41.4

56.0

39.8

28 日後

52.0

41.2

50.3

46.3

水

〔mm〕

市販苦土石灰

卵殻

アコヤ貝殻

60

50
茎
の 40
長
さ 30
20
10
0

0

6

7
8
経過日数(日)2128

図６ 茎の伸長５ 今後の課題とまとめ
本研究より、アコヤ貝殻粉末は、植物の生育そのものへの影響は明確ではないが、土壌改良剤として有効である可能性があることが分かった。しかし、アコヤ貝殻を粉砕するにはコストが高く、廃棄物の有効利用とはいえ採算が取れない、という話がある。今後は、アコヤ貝殻が、どのような形ならは土壌改良に効果的であるか、どのくらいの量が適切か、検討していきたい。また、家庭で排出される卵殻も土壌改良剤として有効である可能性がしめされた。アコヤ貝殻と同様に、家庭で簡単に処理して利用できる方法を検討したい。
参考文献
・AGRIPICK HP https://agripick.com/2046
・BOTANICA HP botanica-media.jp
・こんぶろ HP (mapeli.net)

統計情報を用いた南予地域の課題発見
２年４組 赤松丞 ２年４組 大久保響義 ２年４組 小西樂
２年４組 吉田 和誠 ２年３組 山本 大斗
指導者 中村 俊貴

１

課題設定の理由
地域の人口流出が深刻化している今、南予地域でも同じように地域の過疎化が進んでいる。
そのような過疎化の波をデータサイエンスを用いて多角的に原因を特定し、南予地域の過疎化を解決したいと考え、この課題を設定した。

２

仮説
人口流出や晩婚化が人口減少の原因になっているのではないか。
また、南予地域の魅力低下で若者世代の人口流出が発生し、少子化につながのではないか。
また、その子供たちの代でも魅力低下で人口流出が発生するという「負のスパイラル」が発生しているのではないか。

３

研究の方法
(1) 現状と経緯・原因
公共機関の HP などから集めた統計情報をもとに、地域が抱えている問題の現状と経緯・原因を探り、問題の本質を捉える。
(2) 問題の具体的解決法の模索発見した問題に対して、実際に同様の状態にある地域や、復興に成功した地域で行われたことを例に挙げ、具体的な解決策を導く。

４

現状と経緯・原因(1) 現状電通（グローバル・ビジネス・センター）と電通
表１ 日本人が関心のあるグループ（電通総研）が行った「サステナブル・ラ
社会課題
イフスタイル意識調査 2021」よると、日本人が関心
１位
自然災害
57.2%
を持つ社会課題ランキングでは自然災害に次いで 2 位
２位 少子化・高齢化 45.6%
が少子高齢化になっている（表１）。
３位
大気汚染
41.6%
ア 調査１
RESAS（地域経済分析システム）を用いて人口推移の統計を調べ比較する。
1800000
1600000

1200001200000

8000006000004000002000000〔人〕

1000001000000

人口〔人〕

人口〔人〕

1400000

80000
60000
40000
20000

5000
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0

0

西暦

西暦〔年〕
総人口（人）

年少人口（人）

生産年齢人口（人）

老年人口（人）

西暦〔年〕

図 1 愛媛県の人口推移
図２

総人口（人）

年少人口（人）

生産年齢人口（人）

老年人口（人）宇和島市の人口推移

転入数（人）

転出数（人）

出生数（人）

死亡数（人）

図３ 宇和島市の出生数・死亡数/ 転入数・転出数

イ 調査２
晩婚化、結婚願望について調べる
表２

愛媛県の初婚年齢の変化

昭和
50 年

昭和
55 年

昭和
60 年

平成
2年

平成
7年

平成
12 年

平成
17 年

平成
19 年

平成
20 年

平成
21 年

夫

26.5

27.3

27.7

27.9

28.0

28.0

29.0

29.0

29.4

29.4

妻

24.3

24.8

25.2

25.6

25.9

26.6

27.4

27.5

27.7

27.9

図４

日本人の結婚に対する意識

図５

結婚件数と離婚率の年次推移

ウ 調査３
統計から個々の資産の潤沢さを調べる。
1人当たり地方税〔千円〕

140
130
120
110

100
90

80
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

集計年度
宇和島市

図６

松山市

一人当たりの地方税(2) 考察調査１の結果、1990 年以降愛媛県全体で老年人口が年少人口を上回っていることが分かる（図１）。宇和島市も同様の傾向がある（図２）。また、宇和島市の出生数は年々減少しており、これが少子化に繋がっている。また、出生数が死亡数を大きく下回ることとともに、宇和島市への転入数が転出数より少ないことが人口の急激な減少の原因である（図３）。
調査２の結果、愛媛県民の晩婚化は明らかであり、結婚する必要がないと考えている国民が増加していること（図４）や、結婚件数に対して離婚率がある程度あること（図５）
が、少子化の原因になっているといえる。また晩婚化が進む理由としては地方では、都会との収入格差（図６）、全国的には結婚による様々な負担などのデメリットの増加が挙げられる。
以上のことから、本研究では就労場所の改善や子育て支援サービスの改善などで外部からの転入数を増やすとともに、地方の課題を解決し地方創生を目指すものとする。
５問題の具体的解決法の模索
実例をもとに地方創生につながる解決策を模索する。
(1) 廃校跡地の活用
未来へつなごう廃校プロジェクトの活用。
① メリット・補助金が使えて事業開始のハードルが下がることによる新しい産業が進入できる。
・ある程度の土地が確保されているため様々な事業に対応できる。
・少ない先行投資で使うことのできる施設であるため、建設を最小に抑えることができる。
・子育て支援の施設も低価格で作ることがで
きる。
② 活用例
・宇和島市津島町にある旧市立浦知小学校跡地を利用した地域の農家を営む女性たちに
写真１ 地産地消カフェ「あすも」よるカフェ。
・他地域 廃校施設活用事例集(2) スマート農業の導入① メリット・補助金が出る場合があり事業開始のハードルが下がるため、新しい農業の進入を果た
せる。
・ ICT を活用することで作業の効率化ができ、収入の向上を図れる。
・ ICT 活用により作業が簡素化し、誰でもできるようになる。
・宇和島市特有の第一次産業を維持しつつ第三次産業を取り入れることが出来る。
② 活用例
八幡浜市の JA にしうわスマート農業研究会
・気象ロボットによる最適管理
表３ 商店街における SDGs への貢献（例）・アシストスーツによる労働強度軽減 https://sdgs.kodansha.co.jp/news/knowledge/38331/より
・AI 選果機による労働力削減
引用
・経営、栽培管理の「見える化」(3) 商店街の活性化① メリット
地域の商業集積エリアであるとともに、地域コミュニティの拠点としての役割も担っているため、商店街を元気にすることは、地域コミュニティの再生、地域の魅力向上にもつながる。
SDGs の観点からもよい② 活性化例
・福井県の敦賀市商店街連合会では、
新型コロナの影響により商店街の集客が伸び悩むなかで、商店街を回遊する「スタンプラリー」を開催。
・岡山県岡山市の奉還町商店街は「ぐるり奉還町」と銘打ち、参加店のレシートを別の参加店に提示すると、サービスや特典を受けられるイベントを実施。
・デザイン専門学校とコラボして、商店街をランウェイにした卒業ファッションショー
を行う。
・商店街ブランド商品の作成も商店街活性化につながると考えられる。
６

結果と考察
これらの要件を満たせば仕事効率化による収入、子育て支援サービスの改善が可能であると考える。よって人口減少を止めて地方創生につながると考える。ただし、これらには行政の協力が必要不可欠である。

７

今後の課題とまとめより効率的で費用対効果の高い解決方法を考えること、より効率的で費用対効果の高い解決方法を考えること、これらの案をまとめ行政と協力し実現できるよう努力することである。

謝辞
本研究の遂行にあたって、当班の指導者として中村俊貴先生には終始多大なご助言を賜りました。ここに深謝の意を表します。
参考文献
・農林水産省 農業新技術活用事例（令和 3 年度調査）
https://www.maff.go.jp/j/kanbo/smart/jirei/smajirei_2019.html
・宇和島市 HP 宇和島で農業しませんか？
https://www.city.uwajima.ehime.jp/info/uwajimanougyou.html
・宇和島市 HP 学校跡地の利活用について
https://www.city.uwajima.ehime.jp/site/gakkouatoti/
・サステナブル・ライフスタイル・レポート 2021
https://institute.dentsu.com/articles/2257/
・RESAS 統計マップ
https://resas.go.jp/
・NHK 第 10 回「日本人の意識」調査（2018）https://www.nhk.or.jp/bunken/research/yoron/20190614_1.html
・全国商店街支援センター 商店街ニュースよりhttps://www.syoutengai-shien.com/syoutengai/nws-5955/
・中小企業庁 奉還町商店街
https://www.chusho.meti.go.jp/shogyo/shogyo/shoutengai77sen/idea/6chuugoku/2_chuugoku_23.html
・企業組合津島あぐり工房「あすも」https://www.asumo-uwajima.com
・JA にしうわスマート農業研究会（愛媛県八幡浜市）
https://www.affrc.maff.go.jp/R2forum2020/fruit/project52.htm

貝灰を利用した漆喰の吸音・消臭効果に関する研究
2 年 3 組 西原 万惺 2 年 3 組 二宮 洸太 2 年 3 組 中川 景太
2 年 3 組 河野 右京 2 年 3 組 山口 青航
指導者 松岡 拓哉
１ 課題設定の理由
日本では地震や洪水などの自然災害が多く発生しており、愛媛県でも近い将来南海トラフ巨大地震などの大きな自然災害が起きる可能性が非常に高くなっている。しかし、災害時に人々が利用する避難所では、騒音や悪臭といった問題が発生することがあり、快適に過ごすにはまだまだ課題があることを知った。こういった問題を解決するために、私たちは宇和島市で大量に廃棄されている貝殻から作られる貝灰漆喰に目をつけた。
漆喰が持つ吸音効果や消臭効果は、貝殻から作った貝灰漆喰にも現れるのか。また、その漆喰を避難所のパーテーションに塗布した際にどれほどの吸音、消臭効果が期待できるのかを検証するため、本課題を設定した。
２ 仮説
段ボール箱に貝灰漆喰を塗ることによって、漆喰の多孔質により吸音、消臭効果があるのではないか。避難所のパーテーションには段ボールが用いられることが多いので、段ボールに貝灰漆喰を塗ってこれらの効果が期待出来れば、多くの貝灰漆喰段ボールが避難所で利用されるようになり、避難所が少しでも過ごしやすい場所にすることができるのではないか。
３ 実験に使用する試料の作成［漆喰の材料］
・麻すさ・銀杏草
・アコヤガイ［漆喰の作り方］①アコヤガイを砕き、電気炉で 800℃に設定し 10 時間焼く。
②焼いたアコヤガイと水を混ぜ、消石灰を作る。
③銀杏草を沸騰させないように一時間程度煮込む。
④実験１でできた貝灰石灰と麻すさを③でできた液体に混ぜる。
漆喰をビニールクロスを貼った段ボールに塗り、５日ほど放置し乾燥させる。
４ 実験・研究の方法＜実験１ 吸音効果＞［準備物］
・貝灰漆喰段ボール箱
・段ボール箱・スピーカー［実験方法］①音波発生ソフト「発音」で出力した音をスピーカーで流す。
②貝灰漆喰段ボール箱・段ボール箱で音量測定器を覆った場合と、何も覆わなかった場合で音量を測定して漆喰の吸音効果を測る。
（音の周波数は 150，500，1000，2000，4000Hz とする。）

図１実験１の様子①

図２実験１の様子②＜実験２ 消臭効果＞［準備物］
・貝灰漆喰段ボール箱
・45ℓ ポリ袋
・北川式ガス採取器 AP-20
・１％酢酸水溶液
・0.1％アンモニア水溶液［実験方法］①１パーセント酢酸水溶液又は 0.1％アンモニア水溶液を 45ℓ ポリ袋に５ml 入れる。
②３㎠の漆喰片を加える。
③気体検知管(北川式気体検知管 AP-20)で消臭効果を評価する。

図３ 実験２の様子

5 結果と考察(１)実験１ 吸音効果
80
70

測 60
定
50
し
た 40
音
量 30

(
)

㏈ 20
10
0
150

500

1000

2000

4000

スピーカーの振動数
箱なし

段ボール

漆喰段ボール

図４ 実験１の結果のグラフ
実験１の結果を図４に示す。グラフから、周波数が高い音は漆喰の効果により音量が小さくなることがわかる。一方、150Hz では箱なし、段ボール、漆喰段ボールで違いはほとんど見られなかった。一般的に多孔質材料の吸音周波数特性は中・高音域の音に対して吸音効果が高い特徴があるため、多孔質材料である漆喰にも同じような傾向が現れたのではないかと考えられる。また、低音域側の吸音効果を高めるには空気層を作ることが有効だが、今回の実験において低音域側の吸音効果が段ボールの方が高くなった原因は、段ボールが持つ空気層による影響ではないかと考えた。
(２)実験２ 消臭効果
4
3.5

(

気 3
体
の 2.5
濃
度 2

)

p
1.5
p
m 1
0.5
0
1回目

2回目
漆喰なし

漆喰あり

図５ 実験２（酢酸）の結果のグラフ

3回目14.10
14.00

(

機
13.90
体
中 13.80の濃 13.70度 13.60
p
13.50
p
m 13.40

)
13.30
13.20
1回目

2回目

漆喰なし

3回目

漆喰あり

図６ 実験２(アンモニア)の結果のグラフ
実験２の結果を図５，６に示す。図５から３㎠の漆喰片により袋中の酢酸の値は減少している
ことがわかる。しかし図６のアンモニアのグラフにはあまり差が見られなかった。この結果から、漆喰は酸性の液体に対しての消臭効果が高く、塩基性の液体に対しての消臭効果が低いと考えられ、その理由は、漆喰の塩基性が、酸性の物質と中和反応を起こすからではないかと考えられる。
６ まとめと今後の課題
実験結果から漆喰には消臭効果と吸音効果が期待できるとわかった。しかし、吸音材だけでは十分な防音効果を得ることは難しいため、今後の研究では、遮音シートなども組み合わせて、より防音効果を高めていきたい。また、今回の実験では、段ボールに均一な厚みで漆喰を塗ることができなかったため、安定したデータがとれなかったのではないかと考えられる。より精度の高い研究を行うため、段ボールに漆喰を塗る方法を見直していきたい。
参考文献
・竹内愛花「貝殻焼成カルシウムの消臭効果に関する研究」愛媛大学グローバルサイエンスキャンパス 愛媛県立宇和島東高等学校
・漆喰とは？漆喰の基礎知識とメリット・デメリット
https://www.atopico.com/lpo/shikkuibijin/index_02.html

地域の廃棄物を利用した浄化装置とその有効性
２年４組 伊藤 樹生 ２年４組 濵見 晴丘
２年３組 兵頭 玲勇 ２年３組 松田 流
指導者 林 広樹

１ 課題設定の理由
現在、貧困国や発展途上国の多くの国では安全に管理された水を利用することが難しい状況にある。その現状を打破するために簡易的な浄化装置を作成し、きれいな水が作れることを世界に発信することが重要であると考えた。
しかし、既存の浄化装置に使われている活性炭は、原料の加工が特殊であり多大なコストがかかる。さらに現在、地域の廃棄物の増加が問題視されている。
これらを踏まえて、地域の廃棄物を用いて活性炭に代わる有効的な安価で環境に配慮した浄化装置を作成することを目標とした。
２ 仮説
活性炭は表面に目に見えないほどの小さな穴が無数に存在する、多孔質の物質である。この穴に臭いや汚れの成分を吸着することで浄化を行うことが出来る。そのため、活性炭に代替する廃棄物には多孔質の物質であるものが適しているのではないか。
３ 先行研究の調査
炭谷恭彦ら（1999）の研究によると、活性炭を用いた簡易的な浄化装置を製作している。ここで用いられた活性炭は、原料を 200～600℃で炭化したものを用いる。また、大きなごみをとる手段
として、洗浄・加熱殺菌した砂の層を用いている。この装置を用いて筆者らが浄化実験を行ったが、水 5.0×10^2ml に赤インク 1.0ml を溶かした液体から脱色が可能になった。また、米のとぎ汁（5.0×10^2ml ）と泥水（5.0×10^2ml ）はほぼ透明にすることができた。
４ 実験方法(1) 浄化装置について
ペットボトルに、小石、砂、地域の廃棄物を利用した浄化剤、砂利の順番で敷き詰める。（愛媛県農林水産研究所水産研究センター桧垣センター長からの御助言により、ろ材の目が大きいものから順番に、空隙ができないように丁寧に敷き詰めた。）小石（直径 4mm〜）、砂（直径0.25mm〜1.0mm）、砂利（直径 lmm〜4mm）を用いた。
(2) 用いた濾材について
愛媛県南予地域の廃棄物に着目した。愛南町の海岸線に打ち上げられた死んだサンゴ、真珠の養殖で捨てられた牡蠣殻、軽石を濾材として用いた。また、ろ過の性能の比較のため、先行研究で用いられていた活性炭も濾材として用いた。
(3) 浄化する溶液
泥水（水１L に土１g を入れたもの）

(4) 浄化能力の評価① 吸光時計により吸光度を測定する。吸光度とは、調べたい溶液に光を射出し、基準となる水と比較する。吸光度の注目箇所を可視光領域にのみ絞った。
② パックテストにより COD、NH₄⁺、NO²⁻、NO₃⁻、PO₄³⁻、TH を測定する。
(5) 各ろ材において、１回目の浄化と２回目の浄化後の吸光度を比較する。
コットン

コットン

砂

砂

軽石

活性炭

砂

砂

小石

小石

図２ 筆者らが考案した浄化装置（濾材：軽石）図１ 先行研究による炭谷らの浄化装置（濾材：活性炭）
５ 結果及び考察(1) 泥水を各ろ材において浄化した見た目の結果
表１ 各浄化装置の浄化後の値

濾材

泥水

活性炭

サンゴ礁

牡蠣殻

軽石

浄化前

浄化後

浄化後

浄化後

浄化後

茶色く
濁っている

ビーカーの向こう側が見えるほ
ど透明度が高い

黄ばんでいる

黄白色に濁っている

活性炭に劣るが透明度が高い

泥水と
浄化後の
泥水の様
子

肉眼での
透明度の
評価

目視による確認では、活性炭が一番浄化できていることが分かった。また、活性炭には劣るが軽石も透明度が高く浄化能力があるのではないかと考える。

(2) 濾過前後の溶液の吸光度の比較

図３ 浄化前の泥水と各濾材を用いて浄化した泥水の吸光度の比較
図３に、浄化前の泥水および、活性炭、サンゴ、牡蠣殻、軽石をろ材として浄化した泥水の吸光度の結果を示す。（ここでは、浄化装置を通したものを、浄化した泥水とする。）可視光(400～800nm)において、浄化前の泥水の吸光度に比べ、活性炭、サンゴ、軽石で浄化した場合
は、浄化前の泥水よりも吸光度が低い値となった。吸光度が低いということは、泥水に比べて浄化した水の方が、透明でよく光が透過しているということである。よって、活性炭、サンゴ、軽石を用いた浄化装置で泥水を浄化すると透明度を高くすることができた。これは、肉眼で観察しても泥水の濁りが取れ、明らかに透明になっていた。
一方で、牡蠣殻をろ材とした浄化装置で浄化した泥水は吸光度が高くなり、肉眼においても濁っていた。
活性炭とサンゴ、軽石のろ材としての浄化能力を比較した。図３より、活性炭をろ材として用いた浄化装置でろ過した泥水の方が、サンゴ、軽石で浄化したときよりも低い吸光度の値を示した。また、ろ材のサンゴと軽石の比較では、サンゴの方が、吸光度が低くなった。よって、
これらのろ材の浄化能力を比較すると、活性炭＞サンゴ＞軽石＞牡蠣殻となり、自分たちが考案した地域の廃棄物の浄化能力は活性炭に比べて劣っていると考えられる。
(3) パックテストの結果
表２ 泥水と各濾材で浄化した泥水のパックテストの値
泥水
活性炭
サンゴ
カキ
軽石

COD
8
6
6
８以上
8

PO₄³⁻
0.05
0.1
0.05
0.05
0.05

NO₃⁻
0.2
0.2
5
10
0.5

NH₄⁺
0.2
0.5
10
1
0.5

NO２⁻
0.05
0.02
1
1.0 以上
0.05

TH
100
50
100
200
100

各ろ材を用いて浄化装置で浄化した値を表２に示す。
サンゴの装置使った浄化において、浄化前の NH₄⁺は 0，2(mg/L）、NO₂⁻は 0.05(mg/L)となっているのに対し、浄化後の NH₄⁺は 5（mg/L)、NO₂⁻は 1（mg/L)と大きくなっている。牡蠣殻についても同様の結果となり、NH₄⁺や NO₂⁻の値が上昇しており、有機物が溶けだしていると考えられる。活性炭の装置を使った浄化においては、NH₄⁺や NO₂⁻値は変化していなかったため、サンゴの成分が溶け出たのではないかと考えれる。
浄化前の NO₃⁻は 0.2（㎎/L）、NH₄⁺は 0.2（㎎/L）だったのに対し、軽石での浄化後は NO₃⁻は0.5（㎎/L）、NH₄⁺は 0.5（㎎/L）と数値が上昇しているが牡蠣殻と比べるとパックテストは上昇
していない。
よって、サンゴや牡蠣殻をろ材として用いるためには、加熱などによる有機物の除去が必要である。今回の結果では、軽石の方がろ材として有効と考えられる。
(4) 軽石における１回目の浄化と２回目の浄化の比較
浄化層を繰り返し通すことで、より汚水が浄化されると考えれる。そこで、軽石の浄化
１回目と、２回目の吸光度を比較した。１回目の浄化は、浄化前の吸光度とほぼ同じ値であったが、２回目の浄化では吸光度が大きく減少した。他のろ材においても同様の結果となった。よって、繰り返し、浄化装置を通すことは有効であると考えられる。
図６ 軽石を用いた浄化装置の吸光度の値
６ 結論
今回の実験を通して、サンゴ礁や軽石は浄化には向かないことが明らかになった。牡蠣殻で浄化した場合、パックテストの上昇などから、牡蠣殻の成分が浄化の際に流れ出たと考えられる。軽石においてパックテストの値があまり変化しなかったため、軽石は活性炭の代わりの浄化材として使用できると考えられる。
７ 今後の展望
浄化装置の改善案（1）効率的な大きさの浄化装置の考案
今回の実験では、一度に多くの水を浄化することができなかった。そのため、効率良く浄化することのできる適度な大きさの浄化装置を作成する必要がある。
（2）水質を改善できる新たな浄化材を探す
今回の実験で見た目は改善することができたが、水質については未だ改善できていない現状にある。そのため、新たな浄化材を探し、水質の改善に焦点を置く必要がある。
参考文献
・炭谷恭彦（1999）ペットボトルを用いる簡易浄化器とその性能
・袋昭太、島田義彦（2005）牡蠣殻を利用した水環境改善技術の開発牡蠣殻覆砂工法および牡蠣殻フ
ィルター工法・竹村美紀（1998）四万十川方式による水浄化システムの評価

粘着力測定板の作製とレシピ開発
２年３組 岡原 未旺 ２年３組 谷口 理名
２年３組 長谷 はな ２年３組 田原 里南
指導者 谷田 美穂子
１ 課題設定の理由
私たちは誤嚥を防ぎ、解決する方法を研究したいと考えた。そこで、まず市立宇和島病院にイン
タビューに行った。その結果、現在とろみ測定板はあるが、介護食のもう１つの課題である「粘着力」について調べることができるものがあれば誤嚥を防ぐことできるとアドバイスをいただいた。
このインタビューをもとに粘着力測定板の作製と、患者さんにおいしい介護食を提供するために嚥
下食のレシピ開発を行うことにした。
２ 仮説
誤嚥を防ぐためには、粘着力について研究し粘着力測定板を作製したら良いと考えた。
３ 研究の方法(1) 粘着力測定板の作製
ア 材料の購入
アクリルサンデーEX 板、エコロジープラスチック、アクリルサンデー板、銅、アルミ、
ステンレス、デコパネを購入。
イ 粘着力測定板の作製① 試作１・段ボールを縦 45 ㎝、横 22.5 ㎝の長方形に切り分ける。
・教師用コンパスを使用して半径 22.5 ㎝の扇形に切る。(２個)・扇形の段ボールに分度器を用いて 10 度から 90 度の印をつけ線を引く。
・縦 45 ㎝、横 30 ㎝の長方形の段ボールを 2 個切り取り、土台を作る。
・扇形と長方形の段ボールをガムテープで貼り付ける。
② 試作２
・試作１は手動で板を動かすと正確な角度で計測が出来ないことが分かった。正確な角度で計測するためにストッパーを付けることにした。
・試作１と同様に扇形と長方形のダンボールを作製する。
・扇形ダンボールのメモリ部分に板を支えられる幅のストッパーを作製し付ける。
③ 試作１・２をもとに粘着力測定板を作製
・アクリルサンデーEX を縦 45cm、横 22.5cm の長方形に切り分ける。
・教師用コンパスを使用して半径 22.5cm の扇形に切る。(２個)・分度器を用いて扇形のアクリルサンデーEX に 10 度から 90 度の印をつけ線を引く。
・アクリルサンデーEX を縦 45cm、横 30cm の長方形を２つ切り取り、土台を作る。
・形と長方形のアクリルサンデーEX をアクリル樹脂用接着剤で貼り付ける。
(2) 実験の方法
宇和島市立病院の栄養科の方からいただいた嚥下食情報誌「まんさいくん」を参考にして、嚥
下食を選び、実際に調理して私たちが作製した粘着力測定板を用いて実験を行う。料理を選ぶときに着目するのは、スベラカーゼやソフティアＧを用いているか確認する。

スベラカーゼ、ソフティアＧとは誤嚥が心配な方やえん下が困難な方の調理に用いるとろみ調
整用食品である。嚥下食情報誌「まんさいくん」では、嚥下食ピラミッドレベル２からスベラカ
ーゼやソフティアＧなどのとろみ調整食品が使用されてる。
調理
ア 黄桃缶 嚥下食ピラミッド：レベル３① 黄桃缶の重さを計量する。黄桃をミキサーにかけ、ペースト状になったらその中に分量35％となる缶詰の汁または水とソフティアＧを加えて、さらにミキサーで攪拌する。
② ①を鍋に移し、焦げないように混ぜながら 80℃以上に加熱する。
③ バットに移し、冷やし固める。（冷蔵庫で約 30 分）
イ じゃが芋の煮物
嚥下食ピラミッド：レベル２① じゃが芋と砂糖と醤油を煮て、煮汁を除いた量を計量する。だし汁とじゃが芋を ミキサーにかけ滑らかになったら分量の 1.5％となるスベラカーゼを加えて、さらにミキサーで攪拌する。
② ①を鍋に移し、攪拌しながら沸騰するまで加熱する。
③ バットに移し、粗熱がとれたら冷やし固める。(70℃以下になると固まり始める。）
ウ 鶏肉の照り煮 嚥下食ピラミッド：レベル２① 鶏肉と玉葱を砂糖と醤油と適量のだし汁（分量外）で煮る。
② 調理した①の煮汁をよくきり、鶏肉と玉葱の分量を計量する。
分量の半量となるだし汁と、分量の 1.0％となるソフティアＧを用意する。
③ ほぐした鶏肉と玉葱をすり鉢ですりつぶし、ミキサーにかける。
ペースト状になったらその中に②のだし汁とソフティアＧを加えてさらに攪拌する。
④ ③を鍋に移し、かき混ぜながら 80℃以上に加熱する。
⑤ バットに移し、粗熱がとれたら冷やし固める。
(3) 測定方法
ア 熱平衡を利用し、板の温度を 40℃に保つ
イ 10 度、20 度、30 度、40 度、50 度、60 度、70 度、80 度、90 度ごとに物質をのせた板を土台に設置し、それぞれ 7 秒間の物質の移動距離を測定する。
４ 結果と考察(1) 黄桃缶
表１ 板の種類と角度の違いによる黄桃缶の移動距離
表

10 度

20 度

30 度

40 度

50 度

60 度

70 度

80 度

90 度

銅

0

0

0

0

0

0

0

0

0

アルミニウム

0

0

0

0

0

0

0.5

0.5

1.2

ステンレス

０

０

０

０

０

０

０

０

０

エコロジープラスチック

0

0

0

0

0

0

0

0

0

アクリル樹脂

0

0.6

1.2

1.7

2.1

2.3

2.2

2.8

2.7

発泡スチロール

0

0

0

0

0

0

0

0

0

移動距離

銅

アルミニウムステンレス

エコロジープラスチック

アクリル樹脂発泡スチロール

図１では、アクリル樹脂とア
ルミニウム以外では、変化が見られなかった。このことから、
粘着力の大きい物質の測定を行うためには、アクリル板は適していないといえる。また、最初に変化が見られたのはアクリル樹脂であり、角度が大きくなる
につれて移動距離も長くなった。

3
2
1
0
10度 20度 30度 40度 50度 60度 70度 80度 90度

角度

図１ 板の種類と角度の違いによる黄桃缶の移動距離(2) じゃが芋の煮物
表２ 板の種類と角度の違いによるじゃが芋の移動距離
10 度

20 度

30 度

40 度

50 度

60 度

70 度

80 度

90 度

銅

０

0.1

0.2

0.5

1.9

13.4

10.3

7.0

11.3

アルミニウム
ステンレス

０
０

０
0.2

０
０

０
0.2

0.4
5.0

2.3
5.8

9.5
12.0

4.4
12.9

11.1
11.0

エコロジープラスチック

０

0.1

0.2

0.7

3.8

11.3

7.8

9.7

4.3

アクリル樹脂

０

０

0.2

3.0

8.0

5.3

9.5

10.7

10.2

発泡スチロール

０

０

０

０

０

4.0

2.4

4.6

6.5

銅

アルミニウムステンレス

エコロジープラスチック

アクリル樹脂発泡スチロール

図２では全ての板で変化が見られた。最初に変化が見られたのはアクリル樹脂だった。また、1番変化が小さかったのは
発泡スチロールだった。
３つの図の中で最もばら
つきがみられた。

移動距離

15
10
5
0
10度 20度 30度 40度 50度 60度 70度 80度 90度

角度グ
図図２ 板の種類と角度の違いによるじゃが芋の煮物の移動距離(3) 鶏肉の照り煮 嚥下食ピラミッド：レベル２
表３ 板の種類と角度の違いによる鶏肉の照り煮の移動距離
10 度

20 度

30 度

40 度

50 度

60 度

70 度

80 度

90 度

銅

0

0

0

0

0

0

0

0.1

0.1

アルミニウム

0

0

0

0.1

0.1

0.1

0.2

0.2

0.１

ステンレス

0

0.1

0.1

0.1

0.3

0.5

1.0

1.3

1.5

0.1

0.1

0,1

0.1

0.5

0.2

0.9

0.9

1.0

0

0

0.1

0.5

1.0

1.4

1.9

2.7

2.4

0

0

0

0

0

0

0

0

0

エコロジープラス
チック
アクリル樹脂発泡スチロール

移動距離

銅

アルミニウムステンレス

エコロジープラスチック

アクリル樹脂発泡スチロール

3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
10度

20度

30度

40度

50度

60度

70度

80度

図３では、発砲スチロール
では変化が見られなかった。
1 番変化が見られたのは、ア
クリル樹脂だった。また、最初に変化が見られたのはエコ
ロジープラスチックだった。

90度

角度

図３ 板の種類と角度の違いによる鶏肉の照り煮の移動距離
表４ 板の摩擦係数
これらの実験より、板の種類と移動距離には摩擦銅0.46が関係していると考えられる。それぞれの板の摩擦
アルミニウム0.82
係数は表４のとおりである。表４から、ステンレス
ステンレス
0.16
とエコロジープラスチック、アクリル樹脂の摩擦係
エコロジープラスチック
0.35
数は比較的小さいことが分かる。これらの板では物質の移動距離の変化が大きく、摩擦係数か小さいほ
アクリル樹脂0.38
ど物質の移動距離は大きくなる。一方、図１ではア
発砲スチロール
0.47
クリル樹脂とステンレスにだけ変化が見られた。摩
擦力の大きさは、板の状態と接触している物質の２つの要素で決まるため、粘着力を正確にしく測定するためには物質の種類による摩擦力も考慮しなければならないといえる。
また、３回の実験すべてにおいて、角度と移動距離に誤差が生じた。原因として、物質を置いた板を粘着力測定板に設置する際の振動や物質と板が触れる面積や質量に誤差があったことがあげられる。
５ 嚥下食のレシピ開発
嚥下食を必要とする方は食べられるものが限られることを知り、地元の食材を使って宇和島ならではの嚥下食を作りたいと考えた。宇和島市の郷土料理である「鯛めし」や「さつま汁」などを嚥
下食として開発したい。食べることへの楽しみや嬉しさを感じることができると仮説を立てた。そして、宇和島嚥下食としてブランド化することで宇和島市の活性化を図りたい。
６ 今後の課題とまとめ
粘着力測定板の作製では、使用した板のほとんどにデータのばらつきがみられた。その中でもっともよいデータがみられたのはアクリル樹脂であった。この結果をもとに今後はアクリル樹脂を使用していかにデータの誤差を減らすかが大きな課題になると考えた。
謝辞
本論分の作成にあたり、宇和島市立病院様にご指導ご鞭撻を賜りました。感謝申し上げます。
参考文献
・市立宇和島病院 嚥下職情報誌「まんさいくん」
・プラスチック材料の【摩擦・摩耗性】
・嚥下食ドットコム

バイオエタノールの生成
２年３組 岩本 達也 ２年３組 後畠 隼輔 ２年３組 江里口 爽太
２年３組 清家 佳樹 ２年３組 三瀬 陽大
指導者 林 広樹
１ 課題設定の理由
現在、日本では電力の約 70％が火力発電によって賄われている。2011 年以降の原子力発電の大幅減少により 2000 年には全体の 55.5％であった火力発電の割合が 2021 年には全体の 72.9％と大幅に増加している。その火力発電に使われている燃料が、石油、石炭、LGN（液化天然ガス）である。しかし、それらの燃料はそれぞれ、石油は約 54 年、石炭は約 139 年、LGN は約 49 年で枯渇すると考えられている。（2020 年末統計）
そこで期待されているのが新エネルギーによる発電であるが、それらの割合も現時点では全体の1 割にも満たない数値となっている。私たちはその中でも特にバイオマス発電に着目した。バイオマスとは動植物などから生まれた生物資源の総称のことを指し、その種類は幅広く、木質系や農業・畜産・水産系、建築廃材系、生活系などさまざまである。こうした生物資源を直接燃やしたり、ガス状の成分に変換（ガス化）して燃やしたりしてタービンを回し、発電機を稼動させて電気を作るのが、バイオマス発電の仕組みだ。
そこで私たちはバイオエタノールの生成を目的とし、全世界で年間約 1 億 4000 万トン、日本では年間約 160 万トンも発生しその一部を焼却処理されているもみ殻を利用できないかと考え、課題を設定した。

図１ 日本の発電量の割合（2022 年度）

図２ 燃料ごとの主なメリットとデメリット

２ 仮説
私たちは、三間町の特産物である三間米のもみ殻を用いて、バイオエタノールが作れるのではれるのではないかと考えた。もみ殻中の成分比率（図３）は、80％弱がセルロースなどの有機物であり、残りの20％強は無機物で構成されている。そのため、セルロ
ースやセルロースの細胞間を埋めているペクチン質をセルラーゼやペクチナーゼを利用し糖化させ、その糖を用いて発酵を行えばエタノールの生成ができるので
図３ もみ殻の成分割合はないかと考える。
また、そのエタノールの生成に成功したとき、少量のバイオエタノールではあるが、地球にやさしいエネルギー資源になるのではないかと考えた。ここで専用の機械を用いて、そのバイオエタノールによって機械が動くことを目標とする。
３ 研究の方法(1) バイオエタノールの生成・蒸留
玄米、もみ殻を用いて生成を行う。
① 玄米 100g を炊き、それを潰した後、酵母菌 3.0g、水 200mL を加える。（図４、５）

図４ 玄米を焚いている様子
図５ 潰した玄米に酵母と水を添加した様子② もみ殻 10g を茹で、酵母菌 3.0g、セルラーゼ 0.10g、水 200mL を加える。（図６，７）③ もみ殻 10g を茹で、酵母菌 3.0g、セルラーゼ 0.10g、ペクチナーゼ 0.10g、水 200mL を加える。（図８）
これらの溶液を以降、溶液①、溶液②、溶液③と記載する。

図６ もみ殻を茹でている様子

図７ セルラーゼを入れた溶液

図８ セルラーゼとペクチナーゼを入れた溶液④ ①～③の溶液を恒温機で 40℃に保ち、一週間程度アルコール発酵させる。
⑤ 生成されたバイオエタノールを、①～③の溶液から蒸留を行って取り出す。（図９）図９ 蒸留の様子(2) エタノールの確認
ア ヨードホルム反応よる確認
濃度を高めた溶液とヨウ素ヨウ化カリウム水溶液を１:１で混ぜ合わせる。（図 10）そこに
NaOH を I₂の褐色が消えるまで加え（図 11）、60～70℃のお湯で湯銭する。そして、特有の臭気をもつヨードホルム CHI₃の黄色結晶が生じるかを調べる（図 12）。
イ 燃焼による確認
生成したエタノールを少量、時計皿に取り、マッチを用いて火が付くかを調べる。
４ 結果(1) バイオエタノールの生成・蒸留の結果
溶液①、②、③（３研究の方法で記載）それぞれからとても強い腐敗した臭いが確認された。
また、溶液③のものからはカビが発生していた。溶液①～③いずれもリービッヒ冷却器を用いて蒸留すると、それぞれから液体を分離することができた。
(2) (1)の液体がエタノールであることの確認
ア ヨードホルム反応(1)の液体①、②、③はヨードホルム反応を示し、ヨードホルムの結晶を微量であるが確認することができた。

図 10 ヨウ素とエタノールの混合液

図 11 NaOH を加えた様子

図 12 湯銭後の結晶を確認している様子

図 13 燃焼実験の様子

イ 燃焼による確認（図 13）(1)で得られた液体がエタノールであることを確認するために、マッチで液体が燃焼するか確認した。しかし、①～③の溶液でいずれも燃焼を確認することができなかった。理由としては、収量が少なかったためだと考える。
５ 考察
溶液①について、玄米からバイオエタノールが収集することができる。溶液②、③の結果から、
もみ殻からは、ペクチナーゼを用いても、用いなくてもバイオエタノールを収集することができる。
ただし、収量は少量であり、燃焼を起こすほどの溶液は得られなかった。バイオエタノールを生成するための材料にかかるコストを考えても、収量を増やすことが重要である。
６ 結論
玄米ともみ殻からバイオエタノールを生成することができる。しかし、十分な収量を得ることができなかった。
７ 今後の課題とまとめ
今後の課題としては、生成するエタノールの収量を増やすこと。そのために、蒸留の時間を長くし、回数を増やすなどの工夫を行う。
参考文献
・近藤ほか(2017):「バイオエタノールを用いた燃料電池の研究」『平成 28 年度 SSH 生徒課題研究論
文集』愛媛県立宇和島東高等学校，9,10
・豊田ほか(2018):「竹からバイオエタノールをつくる」『平成 29 年度 SSH 生徒課題研究論文集』愛媛県立宇和島東高等学校，129-132

令和４年度ＳＳＨ研究成果報告会（２期目第５年次）研究テーマ一覧

リージョナルリサーチ（ＲＲ）
対象生徒：普通科２年（８３名）
班番号

担当教員

研究テーマ

ページ

１

德永

農業の後継者不足を解消する

140

２

松岡

宇和島の事故を防げ！

142

３

山本

宇和島に娯楽施設を作る

144

４

長尾

ふくめんの歴史について

146

５

谷田

みかんを使った商品開発

148

６

赤松

空き家を活用して地域活性化

150

７

大熊

宇和島のおしゃれポスターを作ろう！

152

８

川端

JANNZURI UWAJIMA

154

９

赤松

避難経路の再検討

156

１０

山本

野良猫保護活動への一助

158

農業の後継者不足を解消する
２年２組 川上 陽菜

１

２年２組 高山 夏歩
指導者 德永 彩子

課題設定の理由
宇和島市には農業・水産業など自然が近くにある土地を生かした様々な産業が発展している。
しかし、現在人口減少や少子高齢化に伴い、農業就業人口の減少や担い手不足が深刻化している。
こうした現状を改善したいと思い、本題を設定した。

２

仮説
図１より、愛媛県の総農家数は、平成 22 年は 50,234 戸と、５年前と比べると 5,634 戸減少している。農業就業人口の平均年齢は 66.9 歳となっており、担い手不足・高齢化が進んでいる。
３ 実験と研究の方法
77,277
69.3
68,596

68
62,07660,00066.9

57,94766

55,86851,072

戸数70

44,70362.1

40,00064.4

50,23445,08464

年齢80,0006235,95031,741

60.0

24,52360
58

20,000
平成２年

総農家数

平成７年

平成12年

販売農家数

平成17年

平成22年

平成27年

農業就業人口における平均年齢

図１ 愛媛県の農業の現状（愛媛県庁「人・農地プランおよび関連施策について」より作成）
宇和島東高校の生徒 243 人に農業体験についてのアンケートを実施した。項目は「農業体験をしたことがある人」、「いつ行ったか」、「どのような経緯で農業体験をしたか」、「どのようなことを経験したか」、「体験を通して農業への関心は深まったか」とする。
４

結果
結果を次のア～オに示す。
ア 農業体験をしたことがある人
201 人 （全体の 82.7％）
イ いつ行ったか （複数回答可）
幼稚園・保育園生 106 人
小学生 141 人
中学生 60 人
高校生 19 人
ウ どのような経緯で農業体験をしたか学校行事、家庭の手伝い、地域の人の手伝い、職場体験、農業イベント、
自然科学教室、部活、観光大使など
エ どのようなことを経験したか(1) 農作物の栽培
田植え、シイタケ栽培、その他野菜の栽培(2) 農作物の収穫
稲刈り、サツマイモ・ジャガイモの収穫、みかん狩り、ぶどう狩り、茶摘み、タケノコ堀り(3) 栽培環境づくり
もみまき、ハウス張り・組み立て、農機の操縦
オ 体験を通して農業への関心は深まったか
深まった 38.3％
どちらかといえば深まった 51.7％
どちらかといえば深まらなかった 3.0％
深まらなかった 7.0％
５

考察
今後、地方の農業を発展させるには次のようなことを進めるべきだと考える。
ア 法人化
法人化とは、法人を設立し組織の中で今までの事業を引き継いでいくこと。次のメリットとデメリットが考えられる。
〈メリット〉
・設立後２年間消費税を払わなくてよいため節税できる・法人しか相手にしない業者と取引の幅が広がる
・福利厚生が充実し人材が集まる・継続性が高まる〈デメリット〉
・法人設立費用がかかる 25 万～30 万円
・会計簿を付ける必要があり、会計処理が煩雑になる
イ 通勤農業
平日は勤務先の農村に出勤し、休日は市街地の自宅で過ごすスタイルの農業。
農業と私生活を完全に分けることで、継続性が高まる。

６

まとめ
農業体験をはじめとして、小さなころから農業を身近な存在にし、地域との接点を増やす。また、現状の農業のスタイルを工夫し、変化させることで田舎の農業を発展させることが後継者不足を解消することにつながると考える。

参考文献
・「愛媛県庁／人・農地プラン及び関連施策について」
https://www.pref.ehime.jp/h36180/ninaitetaisaku/hito_nouti_plan.html

宇和島の事故を防げ！
２年１組 都築ゆらら

２年１組 井上 凪咲
指導者 松岡 拓哉

１

課題設定の理由
私たち二人は自転車通学生で、以前から登下校時によく身の危険を感じていた。見渡しの悪い
十字路、カーブミラーや信号のない道路では、自分たちだけでなく車側からも見えにくい状況となっている。そのため、衝突しそうになったり急ブレーキをかけたりする場合も少なくない。事実、自転車と車の接触事故は毎年、数件発生している。これからの事故率を少しでも下げるため、宇和島市内の危険な箇所を偵察し、改善策の提示をする。

２

３

研究方法
各通学路およびその通学路の危険な場所を本校生徒 100 名程度に以下の内容でアンケート調査、
集計し、その場所の見学を行い、解決方法を提示する。
① どの方面から通学しているか② 通学手段③ 平日の帰宅時間④ 住んでいる地域⑤ 登下校中に危険を感じた場所
アンケートで得られた結果をもとに、危険が潜む箇所の写真を撮り、どこがなぜ危ないのか考える。
結果
アンケート調査の結果を表１に示す。
表１ 生徒の通学状況
城東中学校

城北中学校

城南中学校

宇和島駅

その他

１７

１１

５

１７

１０

通学方向
自動車

自転車

徒歩

バス

汽車

その他

２４

３０

７

１９

７

１

通学手段
16:00～17:59

18:00～18:59

19:00

５

９

４５

平日の帰宅時刻

危険を感じた場所①学校周辺
・当校の正門前付近 ・ガソリンスタンドの横 ・天赦園入口②宇和島駅周辺
・宇和島駅前横断歩道 ・宇和島ターミナルホテル前 ・自転車置き場前③国道 56 線沿い
・マクドナルドからきさいや広場

⑴ グラウンド野球側の前（図１、２）「曲がり角の見渡しが悪く、曲がってきたものとぶつかりそうになる」
原因として、カーブミラーがないこと、曲がり角でスピードを出したまま止まれないということ、見渡しが悪いということを考えた。改善策としては、カーブミラーの設置を行うことで、死角によっておこる事故を防ぐことができるのではないかと考えた。

図１ グラウンド野球側の前（学校側から見た図）

図２ グラウンド野球側の前（鶴島小側から見た図）⑵ 天赦園付近（図３、４）「車がカーブしてくるのに対応できない」「信号機の変わるタイミングがわかりにくい」
歩行者が横断歩道を渡る前に車を確認し、カーブする車がいれば十分気を付けながら横断する。
また、通常の十字路の信号の変わり方との規則性が異なり、歩行者側の誤解を招きやすい信号機であった。改善策としては、歩行者側がちゃんと信号機を確認して注意する。
.

図３

天赦園付近の交差点①

図４ 天赦園付近の交差点②

４

今後の課題
宇和島での登下校において、身の危険を感じている人は自分たちだけではなく、宇和島市ではより注意深く確認しながら登下校をしなければならないと感じた。この先宇和島市で登下校する
時は、車の確認や歩行者の確認などを怠らず、危険を感じた際に、その場所はなぜ危ないのかを考え、原因を究明していきたい。

参考文献
・写真情報；「Google ストリートビュー」

https://www.google.com/maps

宇和島に娯楽施設を作る
２年１組 松本 大輝

２年２組 北川 奏駕
指導者 山本 鷹裕

１

課題設定の理由
南予地域には、東予地域、中予地域と比較して娯楽施設が少ない（表１）。そのため休日に遊びに行くためには、松山などの遠方に出かける必要がある。そこで私たちは、宇和島東高校の生徒がどのような娯楽施設地域に臨んでいるかアンケートを取った。128 人が回答し以下の結果になった（図１）。この結果から多くの生徒が映画館を求めていることが分かった。よって私たちは、宇和島で映画を見ることができる場所を提供するために本提案を行った。
表１
東予
中予

愛媛県各地域娯楽施設数

映画館

カラオケ

ボウリング

３

１２

４

４

１９

項目（割合順）
（40％）
（21％）
（5％）

８

（3％）
（4％）

南予
０
７
２
愛媛県カラオケ協会加盟店、映画.com、Mapfan より
作成
２

（27％）

図１ 宇和島東高校の生徒が望む商業施
考察⑴ 使用施設
当初、空きテナントなどを利用して宇和島市に新しく映画館を建設しようとした。しかし、映画館の建設には、初期費用が大きく現実的ではなかった。そこで私たちは、南予文化会館に目を付け、南予文化会館で映画を見られるようにしようと考えた。また、南予文化会館の大、中ホールの直近６か月の使用状況を調べると、月によって大きく変動はあるが、平均５回程度しか使われていないことが分かった。よって南予文化会館を現在より有効活用できると考えた。
⑵ 映画使用料
表２ 南予文化会館ホール使用料
平日 全日
休日 全日

冷暖房料

大ホール 1234 席

56,460 円

64,150 円

5,000 円 毎時

中ホール 698 席

29,930 円

35,640 円

4,000 円 毎時

※全日‥午前９時～午後 10 時

(12 時間)他映画に必要な設備料(全日)‥37,851 円
表３

入場料をとる場合 南予文化会館

費用量

入場料５００円以下の場合

入場料の３０％

入場料５００円を超え１０００円以下の場合

入場料の５０％

映画を上映するためには、配給会社と呼ばれる制作会社と劇場の中間を管理運営する会社や個人と契約する必要がある。そこで私たちは、実際に映画館を運営している「ほとり座」代表の田辺さんに話を聞くことにした。田辺さんによると、配給会社と劇場の売上は折半することが分かった。中には、制作会社と直接契約をしているとこもあるが、私たちは様々なジャンルの映画を上映したいと思っていため、この契約方法は考えないものとした。

⑶映画上映時間・費用・料金
ア 上映スケジュールは表４の通りとする。
時

9～11

11～12

表４ 上映スケジュール
12～13
13～15
15～17

内容

映画①

準備

映画②

準備

映画③

17～18

18～20

20～22

準備

映画④

片付け

※平日は仕事などに従事している人が多く、集客率が低くなると考え、上映する日は土曜日・日曜日・祝日とする。
※集客率が高くなるように観客動員数が多い映画を主に上映する。
イ 1 日にかかる費用（表２、３より計算）
中ホール＋休日＋全日＋映画に必要な設備＋冷暖房料(上映中のみ)
35,640 円＋37,851 円＋4,000 円×8 時間＝105,491 円
ウ 入場料 見込み
エミフル シネマサンシャインなどに比べ、周辺の環境やサービス等が劣っていることから、集客数を上げるためには、入場料を下げる必要があると考え、表５の通り設定した
表５ 入場料
エミフル シネマサンシャイン

宇和島 南予文化会館

一般・大学生1,900 円

1,000 円

高校生以下

1,000 円

800 円

一般・大学生が入場した場合、入場料の 50％が南予文化会館の収益となることから、売上は 500 円となる。観客一人当たりの粗利は、配給会社との折半で、250 円となる。105,491 円
以上の利益を出さないと黒字経営できないため、105,491 円÷250 円≒421 より、最低 421 人
以上の入場がないと純利益が生じないことが分かる。映画１回につき 105 人の入場が必要である。また、高校性以下の場合は利益が 200 円であることから、105,491 円÷200 円≒527 より、527 人の観客数を超えないと純利益が生じない。これは、映画 1 回につき 131 人に相当
する。
⑷ まとめ
今回は、宇和島に映画館を作ることについて考察した。その結果、南予文化会館を使用する
ことにより、愛媛の他の映画館より料金を抑えることができた。また、1 日に 500 人前後の入場者を得ると純利益が生じることから、十分成り立つ可能性のある商売だと考えた。
５

今後の課題
実際には、人件費などによりさらに支出が増えると予想できることから、さらに売上を出すために出店などを考える必要があると考える。また、映画館の入場数を増やすためにもどのように地域の人に知ってもらうかが重要だと思う。また、南予地域のさらなる発展のためにもコスト以外の面で魅力を生む必要があると考える。

謝辞
本研究を進めるにあたりほとり座代表の田辺様に情報の提供を頂きました。この場を借りて厚く御礼申し上げます。
参考文献
・「愛媛県カラオケボックス協会」 https://www.jkba.or.jp/kamei/list/ehime・「映画.com」 https://eiga.com
・「Mapfan」https://mapfan.com/

ふくめんの歴史について
２年１組 赤松 奏來

１

２年２組 松本 拓実
指導者 長尾 起条

課題設定の理由
愛媛県には数多くの郷土料理が存在しており、宇和島市においても「鯛めし」や「ふくめん」、「卵寒天」など様々な郷土料理が存在する。そこで、どのようにしてこれらのような郷土料理が誕生したのか調べることで、愛媛県の食文化について学びたいと思いこの主題を設定した。また、
今回は中でも「ふくめん」に焦点を当て調べることにした。
「ふくめん（図１）」とは、宇和島市の郷土料理の一つである。現在は祭りや正月など人の集まる宴会料理として、結婚披露宴や長寿祝いなどのハレの料理として食べられている。千切りにして味付けしたこんにゃく（または味付けした糸こんにゃく）の上に、白身魚のそぼろや、細かく刻んだみかんの皮、葱などを区画に分けて盛り付けている。下のめんは食べやすいように短く切ってある。この郷土料理「ふくめん」について、その名前の由来や、食べられ始めた背景などを
文献・聞き取りによって調査を行った。
上の層
写真左上
ピンク（魚のそぼろなどを使用）
写真右上
緑（葱を小口切りにしたものなど
を使用）
写真左下
白（魚のそぼろなどを使用）
写真右下
オレンジ（みかんの皮などを使用）

図１

ふくめん

下の層
千切りにした味付けこんにゃくや味付
け糸こんにゃくを使用

２

由来についての仮説(1) 外国から日本に訪れた人に日本人がその外国の食文化について聞き、日本に取り入れたのではないか。
(2) 昔に外国から伝わり、日本で食べられていたが、時代が変わっていくごとに食べられる地
域が減っていき、宇和島市だけになったのではないか。
(3) 日本全国で食べられており、その中でも宇和島市で一番食べられており、それが後世に残ったのではないか。

３

調査とその結果(1) 文献調査
ア 宇和島では、こんにゃくのことを「山ふく」という。その糸切りの料理なので、「ふく麺」という名前になったと考えられる。また一説には、こんにゃくが見えなくなるほど、そぼろがすっかり上を覆う（覆面する）のでこの名があるともいわれている。
イ こんにゃくは我が国へは、中国から仏教伝来とともに精進料理として伝わったという説、
また遣唐使が持ち帰ったという説があり、平安時代の『拾遺和歌集』の中に詠まれている。
室町時代には点心として利用された記録があるが、庶民に食品として親しまれて広く普及したのは江戸時代からのようである。
ウ 宇和島ではお祭りが終わったあとの料理の片付けをマナイタアライと言うが、その時に女性たちは残り物の料理を囲んで食事をしていた。こんにゃくの煮物や、イモの煮物などさま
ざまな残り物の見栄えを整えるため、こんにゃくなどは細く切って別皿に盛り、煮魚の身をほぐしてその上にかけて、下のものが見えないようにして新たな一品にした。これが「ふくめん」の始まりではないか。
(2) 聞き取り調査
宇和島市の郷土料理店和日輔（わびすけ）の店主の岡田慶三さんにお話をうかがった。
ア 「ふくめん」は宇和島藩の行事食として伝わっている。
イ 江戸時代の飢饉の際にも食糧確保のためにこんにゃく芋はよく栽培された。
ウ こんにゃくの上に載せるピンクのそぼろは春、緑のねぎは夏、ミカンのオレンジを秋、白のそぼろを冬とし、四季を表すことでハレの日の料理をしてふるまわれるようになった。
４

考察
岡田さんの話から「ふくめん」は宇和島藩の行事食として広まったことが分かったが、これがいつ成立したのか気になった。データベース『愛媛の記憶』によると、享保 17 年（1732）に冷雨が続き、さらに大規模な虫害が発生したことから大飢饉が発生した。こんにゃく芋は江戸時代の飢饉の際に食糧確保のために栽培されたことが多かったことから、ふくめんが成立したのはこの飢饉の頃からではないかと考えた。

５

今後の課題
今後の課題として、１店舗にしか「ふくめん」について聞くことができなかったため、他店舗にも聞いて回り、より多くの情報を集める必要がある。また、宇和島市内ではどの程度「ふくめん」が食べられているのかについても気になったため調査を続ける必要がある。宇和島の郷土料理の中では「鯛めし」などよりも知名度が低いが、さらなる調査を進めていき、郷土料理としてアピールしていきたい。

謝辞
本調査にあたり、ご助力していただいた和日輔店長岡田慶三様、ならびに、この調査に携わっていただいた方々にこの場を借りて感謝の意を表します。
参考文献
・データベース『愛媛の記憶』生涯学習情報提供システム(i-manabi.jp)
・平成 15 年度えひめ地域学調査報告書『えひめ、その食とくらし:平成から昭和へ、記憶でたどる
原風景 』愛媛県生涯学習センター
・農林水産省 うちの郷土料理（https://www.maff.go.jp/j/keikaku/syokubunka/k_ryouri/index.html）
・全国友の会（1987）『伝えてゆきたい 家庭の郷土料理』婦人之友社

みかんを使った商品開発
２年１組 髙田 莉瑚

２年１組 竹内 美乃
指導者 谷田美穂子

１

課題設定の理由
近年、宇和島市では過疎化が進んでおり、宇和島市の人口は 2000 年が 95,641 人、2020 年が70,809 人とこの 20 年間で 24,832 人減少しており深刻な問題となっている。このことから、宇和島市に人を呼び込む商品を開発して宇和島市を活性化しようと思った。そこで、宇和島市の特産品であるみかんを使うことを考えた。みかんは皮が比較的柔らかく、手で裂くことができ高校生の私たちにも扱いやすい。また、香りはジャスミンにも似ていると称されるほど、さわやかな香りであり、リフレッシュ効果もある。したがって、みかんは研究に適していると考え、この課題を設定した。

２

仮説
みかんの糖度によって香りが異なることを利用して、よりよい香りの練香水が開発できる。

３

実験・研究の方法⑴ 準備物
エタノール、ワセリン、エタノール対応ボトル４本、練香水の容器３個、 ろ紙、みかんの皮グ
リーンハウス(糖度 10)・さわみっこみかん(糖度 11)・ 小夏(糖度 12)・山北みかん(糖度 13)
（図１）
⑵ 作り方
① みかんの皮をミキサーにかけて砕く（図２・３）。
② ボトルに砕いたみかんの皮を入れてエタノールに浸す（図４）。
③ ろ紙を使って香水を取り出す（図５）。
④ 練香水の容器にワセリンをいれて香水をかける（図６）。

図１ 用意したみかんの皮など

図４

浸した様子

図２ 砕いたみかんの皮

図５ ろ過する様子

図３ 砕いたみかんの皮

図６

完成製品

４

結果と考察

作成した練香水を２年生 40 名に試してもらい、匂い、見た目、肌触り、使いやすさを５段階で評価してもらった。
図７はアンケートの結果をまとめたものである。みかんの種類や糖度によって匂いや見た目が変化したが、糖度によって匂いの良さが比例するような結果は得られなかった。しかし、全体的に見ると、糖度 10・11 と 12・13 の間の結果には差があり、糖度が高くなると、評価も高くなっていると考えられる。
4.6
4.4

評価

4.2
4
3.8
3.6
3.4
匂い

見た目

肌触り

使いやすさ

糖度10(グリーンハウス）

糖度11（さわみっこみかん）

糖度12(小夏）

糖度13（山北みかん）
図７ 線香水の評価

５

まとめと今後の課題

糖度を変えた練香水を作り、実際に使ってもらい評価をしていただくことができた。糖度を変えたことでどのような変化があるのか調べたが、匂いの良さが比例するような実験結果を得ることができなかった。更なる改良を加え、新たな香水を作る予定だったが実験に至らなかったため、もう少し計画的に進めていくべきであった。実験や研究を通して感じたことは、みかん練香水は評判がよいことである。
６

今後の課題

実用化にはまだまだ実験や改良が必要であるが、商品化が実現すれば宇和島市の活性化にもつ
ながり、みかんの皮を再利用することでＳⅮＧs の実践にもつながる。今後も継続して研究をしていきたい。
参考文献
・「宇和島市教育振興基本計画」
https://www.city.uwajima.ehime.jp/uploaded/attachment/40824.pdf

空き家を活用した地域活性化
２年１組 山口 莉乃

１

２年２組 藥師寺柑奈
指導者 赤松 弘教

課題設定の理由
愛媛県の空き家総数は約12800戸、空き家率は18.1％となっており、愛媛県は、全国の中でも７番目に空き家率が高い地域である。その中でも宇和島市は空き家率が高く、空き家数は約8450戸、空き家率は6.9％となっており、現在空き家は深刻な問題となっている。そこで、空き家問題を解決することで、人口増加だけでなく経済活動の増進など、地域活性化にもつなげられるのではな
いかと考えた。

２

仮説
宇和島市の空き家の半数である約4000戸に、二人家族（月に32万円の生活費と仮定する）が住
み始めるとする。そうすると、一か月で約12億8000万もの生活費が宇和島市の経済活動に流れることになる。よって、空き家を解決すると経済面も含めて、地域活性化につながるのではないか。

３

実験・研究の方法
県外の地域が実践している空き家問題解決法や地域活性化にどれだけの影響があったのかを調べ、宇和島市での地域活性化への貢献度を考察する。

４ 空き家を活用して地域活性化につながった事例⑴ 尾道市の空き家再生プロジェクト
NPO 団体が昭和初期に建てられた古い空き家民家の建築的な価値を再評価し、空き家をアー
トや店舗、ギャラリーの場として活用し、地域活性化に成功した（表１）。
表１ 尾道市の人口の推移
尾道空き家再生プロジェクト
尾道市総人口（2010）
147755 人
尾道市総人口（2020）

134506 人

MAD City プロジェクト
地方都市である松戸市駅前の半径500メートルのエリアを中心として、賃貸なのに改装可能な物件や、原状回復不要といった物件などちょっと変わった賃貸物件を取り扱い、地域活性化に取り組んだ。 実際にプロジェクトを開始して、10年間で総人口が10250人増加した（表２）。

⑵

表２ 松戸市の人口の推移
MAD City プロジェクト
松戸市総人口（2010）

469881 人

松戸市総人口（2020）

480131 人

５ 提案していきたい解決法の具体例⑴ 一軒家として提供する（人口減少の対策）⑵ 古民家カフェ（さらに、地産地消を目指して地元の食材を使う）⑶ アートや店舗、ギャラリーの場のような公共施設として活用（観光客の増加）

６

結果と考察
他の地域の空き家解決による地域活性化を調べてみると、人口が増加しているなどの結果が出ていた。そこで、人口増加だけでなく、そこで得られる経済収入など、空き家を解決することによる地域経済を宇和島市の場合にあてはめて考察すると次のようになる。ただし、計算は概算である。
⑴ 一軒家として提供する（人口減少の対策）
家賃が50000円の6000棟を一軒家として提供した場合一か月で2億円の利益を得ることができる。
⑵ 古民家カフェ（さらに、地産地消を目指して地元の食材を使う）
古民家カフェとして活用した場合、経営者には一か月の収入が150万円、支出が120万円とす
ると、約30万円の利益が入る。また、地元の食材を使うとしたら材料費として約45万円が地元の農家に入ることになる。仮に、100棟を古民家カフェとした場合、収入が3000万、地元農家に4500万円の収入源となる。
⑶ アートや店舗、ギャラリーの場のような公共施設として活用（観光客の増加）
週３回の展覧会の入場料を500円とし、１日100人来場したとすると一か月で60万円利益を得ることが出来る。仮に10棟とすると、600万円の収入となる。
以上のことから、約8450戸ある空き家のうち約72％（借家6000棟、カフェ100棟、公共施設10棟）
を稼働させることができれば、目算であるが、１か月で２億8100万円、１年間で33億7200 円の収入増となる。その人たちの経済活動における効果を考えると、１年間で約200億円ものお金が宇和島市に入ることとなる。したがって、経済状況も良くなり、新しい雇用も生まれ、人口も増
え、地域活性化につながる。

７

まとめと今後の課題
空き家を解決することで、概算でも年間に、約200億円ものお金が宇和島市に発生することがわかった。したがって、空き家を解決することが宇和島市の経済の回りをよりよくするという結果が得られた。経済面、人口面など、少しでも空き家を解決した方が地域活性化につながることは明らかだ。これからは空き家を解決しようとする姿勢が大切だと思う。しかしながら、宇和島市に魅力がなければ、移住者は増加しない。そこには行政の力はもちろん必要になる。しかしながら、住民である我々が宇和島市の魅力を再認識し、それを伝え、よりよくする活動を起こす必要がある。市や町、住民、関係機関が協力して、宇和島市の人口変動も交えながら空き家と地域活性化について考えていきたい。

参考文献
・全国空き家管理ナビ
https://akiya-kanri.biz/
・愛媛県庁 HP 愛媛県の空家対策等について
https://www.pref.ehime.jp/h41000/akiya.html
・新居浜市 HP 空き家対策について
https://www.city.niihama.lg.jp/soshiki/kensido/akiyataisaku.html

宇和島のおしゃれポスターを作ろう！
２年１組 松下 真優

２年２組 千崎 佳穂
指導者 大熊宏

１

主題設定の理由
宇和島市の人口は現在 70440 人。私たちが生まれた 2005 年と比較すると 2 万人弱減少しており、特に 0～19 歳の若い世代が 42％減っている状況である。そこで、若者に宇和島市の魅力を伝えるポスターを作ろうと考えた。宇和島市出身の人には、宇和島の良いところを再発見してもらい、宇和島市出身ではない人には、この街を PR し移住を考えてもらえるようなポスター作りを目指した。中でも私たちが注目したのは、宇和島のオシャレさである。きれいな海などの情報を入れ、若者を惹きつけるポスターに仕上げた。このポスターをきっかけに、一人でも多くの人に宇和島市を知ってもらいたい。

２

調査方法⑴ 宇和島東高校の教職員・生徒を対象にアンケートを実施する。
・ポスターの題材にふさわしい宇和島の名所や特産品について⑵ アンケートの結果を踏まえてポスターを作成する。

３

調査と結果
⑴ アンケートの結果（38 人回答）
・ポスターの題材
1 位 海（49％） 2 位 真珠（38％） 3 位 宇和島城、木屋旅館（5％）⑵ ポスター作り
ア 休日を利用し、赤松海岸にポスター用の写真を撮りに行く。
（協力：弓道部 2 年生女子）
イ 撮影した写真を加工して、ポスターの原案を 3 作品作る。

４

作成したポスター案

図１

作成したポスター案①

図２

作成したポスター案②

図３ 作成したポスター案③

５

まとめと今後の課題
宇和島市を象徴する海に実際に行き、写真を撮ることができた。その際、改めて宇和島の豊かな自然に触れることができた。このように、私たちが作成したポスターをきっかけに、より多くの人に宇和島の美しさに触れてもらいたいと思う。特に若い人たちに宇和島の魅力を伝えられるものになれば幸いである。今後、ポスターをより多くの人に見てもらえる方法を考えていきたい。

引用資料
・宇和島市ホームページ年齢別人口

JANNZURI UWAJIMA
２年１組 松浦 士竜

１

２年１組 吉村 直城
指導者 川端 恵美

課題設定
近年日本で問題になっている少子高齢化問題だが、宇和島市内でも問題視されている。それによって、宇和島市内の人口は年々減少している。市内の人口が減少することよって、過疎化が進
み、生活機能を維持することが現状として難しくなってきている。
12000010000095,64189,444

84,210人

80000

77,46570,80963,86060000

57,33851,04444,89340000

39,216

20000
0
2000年

2005年

2010年

2015年

0～14歳

図１

2020年
15～64歳宇和島市の人口推移予想（Go Freak!

2025年

2030年

2035年

2040年

2045年

65歳以上

宇和島市の人口推移より作成）

図１から見てとれるように、宇和島市の人口は年々減少している。その中でも依然として年代別に見た高齢者人口は多く、内閣府の情報によると、近年自動車免許を返納する高齢者の割合が多くなっている。
そうなれば、病院や市役所、商業施設に行くための手段が無くなってしまい不便な暮らしになってしまう。
そこで鬼北町内の病院や商業施設を巡回する循環バスと以前宇和島市内を走っていたモーニ
バスを参考に、基礎疾患を抱えがちな高齢者の通院手段や地域住民の便利な足となる宇和島市専用の循環バスを運行することを想定して順路を作成した。
２

考察
循環バスの運行によって、高齢者が暮らしやすくなるのはもちろん、商業施設への客足も増えるため地域の活性化にもつながると思う。そうなれば、宇和島が人々にとって住みやすい、いつまでも住みたいと思える街になってくると考えた。循環バスは、高齢者の人々にとっては、生活といった面も配慮されており、より一層福祉の充実したまちづくりも目指せるのではないか。

３

準備
まず、私たちはその宇和島市内を走る循環バスの走行ルートを考えてみた。
① 市立病院→天赦園→交流センター→きさいや広場→総合体育館→市役所→恵比寿フジ→バスセンター→パフィオ→宇和島駅→市立病院

② 市立病院→宇和島城→商店街→バスセンター→宇和島駅→パフィオ→市役所→北フジ→
レディ薬局→しゃぶしゃぶ温野菜→ケーズ電気→エースワン→ダイキ→市立病院
次に、参考材料として、鬼北町役場に運営の金銭面の問題、人口減少に対する対処法、運行ルートについて聞いた。
４

結果
金銭面に関しては、循環バスは支出が収入を大きく上回るため、運営を長期間維持することが難しいということが分かった。
人口減少に対する対処法は、東京などの首都圏に愛媛への移住を提案するＰＲ活動をし、移住してきた人々には空き家バンクという、住んでいる人のいなくなった空き家を再利用して住んでもらうサービスをしている。就職先も商店街などと連携して、雇用先を提供していることが分かった。
鬼北町を走る循環バスの運行ルートは、町内の病院はすべて網羅しているため病院はもちろん、銀行などの金融機関、フジなどの商業施設といった、高齢者にとって必要不可欠な施設を巡るルートとなっている。

５

まとめと今後の課題
鬼北町の循環バスでは高齢者に寄り添った運行ルートが考えられており、年々増加している
高齢化社会への配慮がよくされていると思った。
この循環バスによって鬼北町は高齢者にとって住みやすい町になっているのではないかと思う。

出典・「Go Freak! 宇和島市の人口推移」
https://jp.gdfreak.com/public/detail/jp010050000001038203/1

避難経路の再検討
２年２組 今井 美海

２年２組 上杉
舞指導者 赤松 弘教

１

課題設定の理由
近年、南海トラフが30年以内に起こる確率70％以上となっている。「愛媛県地震被害想定調査(平成25年12月)」において、津波避難の迅速化により、津波による死者数が約９分の２に軽減できると試算されている。そのため、よりよい避難経路を見つけ、迅速に避難が行えるようにする
ことで、被害人数を減らし、より多の命を救うことができるのではないかと考え、この課題を設定した。また新しい避難場所を見つけ、校内の避難訓練で活用し、宇和島市と協力した最適案の提案もしていきたい。

２

仮説
現在の宇和島東高校の生徒の避難場所である愛宕山への避難経路は、細い路地があったり、地震の際に倒壊しそうな建物があったりするため、避難する際に宇和島東高校の生徒と近隣住民の方々が乱雑にぶつかりあい、スムーズに避難できない可能性があると考えた。

３

研究の方法
⑴ 宇和島東高校周辺の地区の住民の人数とそれぞれの避難場所を確認する。
⑵ 避難経路のなかで道の広さの確認、建物の倒壊などの危険な場所を調査する。
⑶ 最適な避難経路を再検討する。
表１ 宇和島市の避難場所一覧

４

結果と考察
⑴ 避難場所と避難人数
表１より、愛宕山に避難する人数
は周辺地域3558人に対し、421人が避難することになっている。実際、避難訓練で愛宕山に訪れた時に421人と東高生が避難できる広さは十分にあることが分かっている。
(2) 避難経路の危険な場所

図１

避難場所

対象地域

人数

中央公民館

御徒町、丸之内、堀端

671 人

護国神社

丸之内

391 人

愛宕山

愛宕町

421 人

社会保健管センター駐車場

京町、賀古町

811 人

サンシャイン駐車場

佐伯町、桜町、御殿町

705 人

立正保育園裏山

神田川原

246 人

浅田精肉店前社保駐車場

堀端、広小路

403 人

城山公園

丸之内

159 人

愛宕公園までの避難経路上の危険地点

①瓦屋根の建物 図３②不安定な看板 図４③高さ約 2ｍの塀 図５

図６ ⑤瓦屋根の建物 図７と狭い道路⑥瓦屋根の建物 図８⑦瓦屋根の建物

図２④瓦屋根の建物

図９ 宇和津彦神社の狭い道(3) 最適な避難経路の再検討
宇和島東高校から避難場所の１つである愛宕公園までの避難経路は、道が全体的に狭く、古い建物(特に瓦屋根の建物)も多かったため、避難経路としては危険であるのではないかと考えた。
瓦屋根の建物や２ｍ近くある塀の場所、落下する可能性のあるものなどを地図に記入した。１番狭い道幅で約５ｍであった。仮に、そこに愛宕町の約1200人と、宇和島東高校の約800人が同時に避難する場合、１㎡の空間に占めることの出来る人数を２人とすると、約130m の行列ができてしまう。また、地震の揺れによって、建物が倒壊したり、屋根が崩壊したりして、道をふさぐ可能性が高いため、愛宕公園に避難するのであれば、印をつけた場所は避けるべきだと考える。しかし、愛宕町はどの道も幅が狭いため、安全な避難経路を確保するのは難しいかもしれな
い。また、宇和津彦神社から、愛宕公園までの道のりも道幅が狭く、木が多いため、土砂崩れが発生すると、危険であるのではないかと考えた。学年、クラスごとに別の場所へ避難するなど、より安全な避難経路を確保することも必要になってくる。
５

まとめと今後の課題
今後は、他の安全な避難経路がないか確認するとともに南海トラフ地震の震度や津波の高さ、到達スピードの予測なども詳しく調べ、震度によって避難場所を変更できるようパターン化していきたい。また、宇和島東高校の屋上の収容人数や建物の強度を調査し、宇和島東高校が避難場
所として最適なのかを検討していく。

資料
・指定区別人口調 - 宇和島市
https://www.city.uwajima.ehime.jp/uploaded/attachment/42087.pdf
・宇和島市津波緊急避難場所一覧【HP 用原稿】v3
https://www.city.uwajima.ehime.jp/uploaded/life/51567_98065_misc.pdf
・宇和島市. 総合防災マップ. 全市版.
https://www.city.uwajima.ehime.jp/uploaded/attachment/30596.pdf

野良猫保護活動への一助
２年１組 福島 隼人 ２年１組 藤岡 杏里
指導者 山本 鷹裕
１

課題設定の理由
環境省の令和２年度犬・猫の取引および負傷動物の収容並びに処分の状況（表１）によると、愛媛県で所有者不明として引き取られた猫の数（野良猫の数）は成熟固体・幼年個体合わせて 759
匹で、殺処分された猫の数は飼い主から引き取られた猫の数と合わせて 834 匹であり、返還数、譲渡数の合計の約 8.7 倍である。また、この数は、全国で殺処分されている猫の数の約４％を占めている。そこで、私たちは、地域の人々が野良猫に対してどのような印象を持っているか、どのような対策を望んでいるかを調査し、地域の野良猫問題の解決に少しでも貢献しようと、本研
究課題を設定した。
表１

令和２年度愛媛県の猫の取引および負傷動物の収容並びに処分の状況
引取り数

飼い主から

２

処分数（下段は幼年固体の内数）

所有者不明

合計

成熟固体

幼年固体

成熟固体

幼年固体

成熟固体

幼年固体

79

89

74

685

153

774

返還数

譲渡数

殺処分数

3
1

93
72

834
687

研究の方法
⑴ 方法
ア 宇和島東高校の生徒・保護者 391 人を対象とした野良猫についてのアンケート調査。
イ 宇和島東高校 1・2 年生に「保護猫シェルターNEKOSUKI」様への寄付を呼び掛けた。

３

結果
⑴

アンケート調査55

野良猫を駆除したほうが良いと思いますか？
4

野良猫は迷惑だと思いますか。

162
3

野良猫の糞に悩まされたことはありますか。

2

238

151
0

無回答・その他

50

100

いいえ

はい

150

225

242

146

野良猫の鳴き声に悩まされたことはありますか。

図１

256

80

200

250

300

人数

アンケート調査項目と結果

図１のアンケート調査の結果によると、約 40％の人が野良猫の鳴き声や糞尿に困っているということが明らかになった反面、野良猫を駆除した方がよいと思っている人の割合は約 20％となった。意見の中には、「駆除ではなく保護をしてほしい」や、「これ以上増えないように去勢手術を施してほしい」などの意見があった。特に、去勢手術を施してほしいという意見については、記述回答の約 16％を占めた。
「野良猫がいることにメリットはあるか」という質問に対しては多くの人が「かわいい」「癒される」「ネズミ対策になる」などの意見があった。
⑵ 「保護猫シェルターNEKOSUKI」様への募金
１月 11 日、12 日の２日間に分けて、宇和島東
表２ 募金額高校の１年生７クラス、２年生７クラスの計 14 ク
１年生
13,365 円
ラスに募金を呼び掛けた。昼休憩時に各教室を回
２年生
22,832 円
り、募金箱に寄付をしていただいた。寄付額は表
端数合わせ（担当教員寄付）
533 円
２の通りである。
合計
37,000 円「保護猫シェルター」代表の佐々木様に寄付を渡させていただき、保護猫活動の現状を伺った。
佐々木様からのお言葉で印象に残っているのは「野良猫は、野良でたくましく生きているわけではない。死ぬまで生きているのだ。死を迎えるのは明日かもしれないし、一カ月後に来るかもしれない。そんな死を隣に感じながら生きている。そのような猫達を目の前にして、放っておくわけにはいかない。まだまだ日本は野良犬・野良猫問題
については後進国であるが、私達ができることをやっていくしかない。このような寄付も本当に助かる。」という言葉であった。
図３ 募金を手渡す様子
４

まとめと今後の課題
本研究ではアンケートの結果から野良猫の駆除への賛成意見は少ないものの、野良猫はマイナ
スなイメージを持たれがちだということが分かった。佐々木様への取材でも、マイナスのイメー
ジからか、遠く離れた四国中央市から、野良猫を捕獲してくれと電話がかかってくるというお話を伺った。また、年間の譲渡数は 40～50 匹であるが、そのほとんどが子猫で、成猫の譲渡数が伸
びないとのことだった。
今後は、野良猫の保護活動に対する募金を呼び掛けるだけでなく、譲渡会の際の手伝いや、保護猫シェルターの管理や運営に積極的に関わりたい。地域で野良猫の保護や譲渡を行うことで、野良猫の鳴き声や糞尿に悩む人を減らすだけでなく、野良猫が生涯に渡って安心して暮らすことのできる環境を作って下さる飼い主様との橋渡しを行いたい。

謝辞「保護猫シェルターNEKOSUKI」様への募金に御協力くださった愛媛県立宇和島東高校の皆様・並びにその保護者の皆様にこの場をお借りして感謝申し上げます。また、保護猫シェルターNEKOSUKI
代表の佐々木様、貴重なお話をありがとうございました。
引用資料
・環境省統計資料（2020） 令和２年度犬・猫の取引および負傷動物の収容並びに処分の状況（都道府県・指定都市・中核市）