環境調和型産業技術研究ラボ
地圏環境研究チームの紹介～地圏環境リスク課題の環境調和型管理および対策に資する基盤情報整備～
川辺
１．はじめに能成 1）・保高徹生 1）・黒澤忠弘 2）

完全に除去するためには膨大なコストと処理あるいは管理のための用地が必要となってきます．もうひとつの特徴と鉱工業における鉱害，自然災害に起因する原子力災害，して，含まれる重金属類の濃度はそれほど高くないという

整備新幹線等の建設工事で発生する掘削残岩の重金属汚染ことがあります．したがって，膨大な費用をかけて処理す等の自然環境で発生する地圏環境リスクに関わる課題でるのではなく，リスク評価などにより人体や生態系等に影は，年間数千億円以上の対策費用が現在も計上されていま響を及ぼさないことを担保しつつ，適切に管理していくこす．また，異常気象に伴う自然災害対応により，環境リスとが極めて重要となります．一方で，我が国において自然クに対する懸念やコストは飛躍的に増加しています．一方，由来重金属類に関するバックグラウンド情報はほとんどな

これらの重金属類や放射線は元来，一般的な「地圏環境」

く，トンネル掘削などの建設工事のルート選定や，人為汚に広く分布しており，リスクを考える上では「自然由来」

染と自然由来の判別あるいは土地の有効利用や産業用地のすなわちバックグラウンドを考慮した上で管理方針を決定

リスク診断では，これらの情報を整備していくことが有用することが重要となります．

です．

本研究テーマでは，自然環境に起因する種々の課題に対我が国における地圏環境中の重金属類のバックグラウン応する基盤情報として，3 つのサブテーマ「①全国の自然ド情報整備はこれまで全国の地球科学図（地質調査総合セ由来重金属類データベースの拡張」，「②休廃止鉱山データンター，2010）が存在しております．これは，全国の河ベースの整備」，「③自然放射線マップの詳細化」を柱とし川堆積物中の重金属類の情報を整備したもので，ヒ素や鉛た研究を推進し，環境基礎情報を統合的に整備・公開するなどの重金属類の全含有量などの情報が含まれておりまとともに，環境調和型の環境管理方法の提案を行い，環す．また，同じく地質調査総合センターから公開されてい境リスクや社会経済影響を包含した合理的な対策の意思決る表層土壌評価基本図（例えば原ほか，2008a；2008b；

定および自然災害発生時のレジリエントな社会構築に貢献

2012）も自然由来重金属類の情報を整備した地球科学図

し，標準化・国際社会への展開を目指します．の一つです．表層土壌評価基本図は，地表から 50 cm 程度までの表層土壌中の化学組成をデータベースおよびマッ２．各サブテーマの実施内容プとして取りまとめたもので，蛍光 X 線による全含有量や土壌汚染対策法に基づいた溶出量ならびに含有量（1N全国の自然由来重金属類データベースの拡張塩酸溶出量）などの情報が収録されております．また，た自然由来重金属類とは，土壌や岩石中にもともと含まれだ化学組成の情報を整備しただけでなく，含有量や溶出量ている重金属類のことで，どのような土壌や岩石にも必ずからヒトへの重金属類の曝露量（摂取量）を推定し，それヒ素や鉛といった重金属類が含まれております．通常は人に基づきリスク評価を行うことでそれぞれの地域における体や生態系に影響を及ぼさない程度の量しか含まれていま

重金属類のヒトへの健康影響を評価した結果も含まれておせんが，地質的な特性や火山や温泉などの影響により通常ります．例えば第 1 図に示すように宮城県におけるヒ素よりも高い濃度の重金属類が含まれていたり，土壌から溶の土壌からの溶出量はしばしば環境基準を超過し，地図上出してきたりする場合があります．このような自然由来にで赤く表字されているところもありますが，リスク評価をよる重金属類の問題は全国各地で発生しており適切な対策行うことでそれほどリスクが高い地域はないことがわかりや管理が求められております．この自然由来重金属類の問ます．表層土壌は農業や生活環境に与える影響が大きいの題の特徴として，範囲が広い場合が多いということがあり，で，表層土壌中の鉛やヒ素およびカドミウム等に代表され

1）産総研 地質調査総合センター 地圏資源研究部門

キーワード：自然由来重金属類，旧廃止鉱山，自然放射線，データベース，リスク

2．12）産総研 計量標準総合センター 分析計測標準研究部門

332   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）

環境調和型産業技術研究ラボ

第1図

地圏環境研究チームの紹介

宮城県の表層土壌評価基本図（原ほか，2008a），（上）ヒ素の水溶出量，（下）ヒトへのヒ素の推定曝露量の許容摂取量に対する割合

る重金属類の含有量や溶出量，そして調査地域の産業構造を実施するとともに，各種分析および解析を進め，四国地と地域住民のライフスタイルを考慮したリスクを定量的に域版の公開に向けた作業を行っているところです．
今後も，評価することは，前述したように土地の有効利用や産業用整備を進めて全国展開を目指して行く予定です．

地の立地リスク診断，自然起源と人為起源汚染の判別，あE-code においてはこの表層土壌評価基本図をベースにるいは自治体等におけるリスクコミュニケーション等に非自然由来重金属類データベースの拡張を目指した研究を展常に有用であります．表層土壌評価基本図はこれまでに開していきます．2020 年度は九州地域の調査を行い，当2005 年より宮城県の表層土壌調査に着手し，2008 年に該地域の表層土壌中の重金属類の情報を整備していく予定

宮城県版および鳥取県版，2012 年に富山県版，2014 年です．また，データベースの拡張に向けた検討も実施してに茨城県版，そして 2017 年に高知県版を公開しました．

いきます．一般的に表層土壌中の化学成分は，大気，表流

そして 2019 年度から 2020 年度にかけて四国地域の調査

水，地下水など他媒体の影響を大きく受けます．例えば，GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）

333

川辺ほか

第2図

鳥取県の表層土壌評価基本図に国内の鉱床・鉱徴地に関する位置データ（内藤，2017）を重ね合わせたもの（GOOGLE EARTH を利用，Data SIO，NOAA，U.S Navy，NGA，GEBCO，Image Landsat/Copernicus）

大気中の重金属類は降雨などにより土壌へ負荷され，河川と鉱山や地下水など土壌以外のデータベースなどをリンク

水や河川堆積物中に含まれる重金属類も農業利用あるい

させ，自然由来重金属類の地域的な特性を明らかにするは異常気象発生時の洪水などにより，表層土壌へ負荷されとともに，他媒体間の移動性なども評価できるよう拡張をる可能性があります．また，自然由来の重金属類には地域図っていく予定です．

的な特性も認められます．例えば，鉱山が周辺に存在したり，火山活動などにより，もともとバックグランドレベル2．2

休廃止鉱山 DB の整備が高い地域も存在したりしております．第 2 図は国内の我が国には 4000 以上の休廃止鉱山があると言われ，現鉱床・鉱徴地に関する位置データ集第 2 版（内藤，2017)

在でも 100 近くの鉱山においては pH や重金属等を対象に表層土壌評価基本図鳥取県版（原ほか，2008b）のクロとした坑廃水処理が実施されています（ 第 3 図）．坑廃水ム含有量を重ね合わせたものです．表層土壌評価基本図に処理の多くは，薬剤を添加することによる中和処理や重金おいてクロムの含有量が高い地域（特に鳥取県南西部）と属類の凝集沈殿処理等の化学処理が主流であり，国費だけ鉱山の位置が一致している地点も多くあり，鉱山情報と表で年間数十億円が投入されています．これらの坑廃水処理

層土壌の化学成分が密接に関わり合いを持っていることは，義務者（鉱山所有者）や自治体が主体となって実施さがわかります．また，表層土壌から他媒体へ移行するもの

れていますが，水質が改善しない場合は，今後 100 年以として，地下水中の化学成分があります．降水などによ上も継続する必要がある可能性があります．

る涵養水が地下水へ浸透して行く過程で重金属類を溶出

過去に鉱害を発生させた鉱山においては厳格な管理が必し，地下水中の重金属類濃度に影響を及ぼす可能性があり要である一方，坑廃水自体は基準値に適合していないもの

ます．地質調査総合センターでは，地下水中の様々な情の，利水点や環境基準点においては基準値に適合している報をデータベース化した水文環境図（https://gbank.gsj.jp/

鉱山もあり，リスクに応じた合理的な措置が求められてい

WaterEnvironmentMap/main.html

閲覧日：2021 年 1 月

ます．そのため，現在，「発生源対策による坑廃水量の削4 日）を整備しております．これらの情報と表層土壌の情減」，「自然回帰型のパッシブトリートメントの導入」といっ報とリンクさせることにより，土壌 - 地下水間移行に関すた坑廃水処理自体の負担の低減だけでなく，「利水点管理」る地域的な特性が明らかになる可能性があります．このよ等のリスク評価の導入の検討も進められています（ 第 4うに自然由来重金属類データベースの拡張では，表層土壌図）．また，これらの新たな施策の導入においては，関係

334   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）

177
178

環境調和型産業技術研究ラボ

179

180
181
182

第3図

地圏環境研究チームの紹介

第５次基本方針対象の休廃止鉱山位置図（経済産業省資料）
 ttps://www.meti.go.jp/policy/safety_security/industrial_safety/sangyo/mine/portal/shincyaku/201703_METI-PRESENTATION.pdf
h閲覧日：2021 年 1 月 4 日）

図 3 第５次基本方針対象の休廃止鉱山位置図（経済産業省資料）第4図「第 5 時休廃止鉱山の坑廃水処理に関するリスク評価・リスク管理の概念図

GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）

335

川辺ほか

189190191192193194195196197198199200201202203204205206

写真 1 休廃止鉱山における坑廃水調査の様子
写真 1 休廃止鉱山における坑廃水調査の様子するステークホルダーとの合意形成が必須です．の評価が重要となります．このとき自然放射線由来のこれらの新たな対策の概念の導入においては，各鉱山の被ばく線量（BG）を差し引いて，拡散した放射性物質によ坑廃水の特徴をしっかりと把握し，データベース化をしたる追加被ばく線量を評価する必要があります．住民の追加上で，意思決定していくことが重要です．そこで本プロ被ばく線量として年 1 mSv という指標がありますが，こジェクトでは，専門性が異なる産総研内の 3 領域（地質調れは BG と同程度のレベルとなっています．線量計を用い査総合センター，計量標準総合センター，エネルギー・環

た個人被ばく線量測定では，BG と拡散した放射性物質に境領域），4 部門（地圏資源環境研究部門，安全科学研究部

よる線量の両方を測定してしまうため，BG の精度が追加

門，環境創生研究部門，物質計測標準研究部門）の 10 名

被ばく線量評価に大きく影響を与えます．原子力災害等がの研究者が連携をして，鉱山開発と環境保全に資するデー

発生した場合，住民の被ばく線量を低減させるために，莫

タベース化項目の整理を経産省・自治体・企業と連携し，大な費用をかけて除染が行われることとなります．また居複数の休廃止鉱山における現地調査，情報収集および解析

住地域の制限など，住民の社会生活に大きな影響を与えるを行います（写真 1）．実際の収集するデータとしては，坑など，被ばく線量の値が政策に大きく寄与することになり廃水，堆積場ズリ，下流河川，処理施設，スラッジ等を対ます．したがって，我が国における放射線量のバックグラ

象として，微量重金属分析，長期濃度予測，生態影響調査，ウンド（自然放射線量）を正確に把握することが極めて重同位体解析による坑廃水起源評価，微生物処理及び菌叢解要となります．

析を実施して，「利水点管理」や「発生源対策による坑廃我が国における自然放射線量を整備したものとして，地水量の削減」，「自然回帰型のパッシブトリートメント」の質調査総合センターが公開している全国の地球科学図（放導入等の判断に資するデータベースを構築します．また，射線）があります（第 5 図）．これは，全国の河川堆積物中経済産業省や自治体と連携し，第 6 次基本方針策定等にのウラン，トリウムおよびカリウムの含有量を基に自然に貢献することを目指します．

放射される放射線量を Beck et al.（1972）の式により推定した地球科学図になります．一方，放射線計測による BG

2．3

自然放射線マップの詳細化

原子力災害等が発生した際，住民の個人被ばく線量

336   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）の正確な評価は測定点でのみの評価と限定されますが，上述した地球科学図とのリンクによって全国の BG を精度よ環境調和型産業技術研究ラボ

207
208

地圏環境研究チームの紹介

第 5 図 日本全国の自然放射線量（今井・岡井，2014）
図 5 日本全国の自然放射線量，Becket al.（1972）の式に基づき算出

209「Beck らの式」を修正

210く評価できる汎用的に利用できることから，住民や行政に非常に有用なツールになると考えられます．

そこで E-code では地質・標高情報と空間線量・個人線により，すでに人工的な放射性物質が沈着したエリアにおいても，人工物以外の自然放射線による被ばく線量を推定することができます．

量の相関を評価するため，代表的な地質条件において各種

令和 3 年度以降では，高度における BG の影響について放射線検出器，線量計を用いた BG の測定を行います．ま実測による検討を行います．福島県内におけるスペクトルたすでに人工的な放射性物質が拡散している状況でも BG

測定による BG と地質情報との相関を評価します．また地が評価できるよう，スペクトル測定による BG の評価技術

質情報システムを利用し，本研究で評価した BG と地質情の開発を実施します（第 6 図）
．地質情報と各種線量計の報との相関を組み込んだ BG 評価システムを開発していく

BG との相関を評価し，すでに開発されている地質情報シ予定です．

ステムに機能を追加させることにより，汎用性の高い BG評価システムを構築します．令和２年度では，代表的な地文

献質地域（2 地点程度）において，各種放射線測定器，線量計を用いた BG の測定を行い，地質情報との相関関係を解

Beck, H. L., DeCampo, J. and Gogolak, C.（1972）In situ

析します．合わせてスペクトル測定による BG の評価を前Ge（Li）and NaI（Tl）gamma-ray spectrometry.

述の地点，及び福島県内において行います．この測定手法

USAEC Report HASL-258, New York.

GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）

337

川辺ほか

211
212
213

図 6 CZT 検出器による屋外の自然放射線のエネルギースペクトルの測定例
第 6 図 CZT 検出器による屋外の自然放射線のエネルギースペクトルの測定例

地質調査総合センター（2010）海と陸の地球化学図．
原淳 子・ 川 辺 能 成・ 駒 井武・ 井 本 由 香 利・ 杉 田登・岡井貴司（2014）自然放射線図，「日本の地球化学図」補遺，産総研地質調査総合センター．

～宮城県地域～．産総研地質調査総合センター，CD-

内藤一樹（2017）国内の鉱床・鉱徴地に関する位置デー
タ集（第 2 版），地質調査総合センター速報，no. 73．

淳 子・ 川 辺 能 成・ 駒 井武（2008b） 土 壌 評 価 図武（2012）土壌評価図 E-5，

KAWABE Yoshishige, YASUTAKA Tetsuo and KUROSAWA
Tadahiro（2021）Overview and activities of Geo-Environment
Research Team, Research Laboratory on E-code. –Development of basic information for solving geoenvironmental issues –.

表層土壌評価基本図～富山県地域～．産総研地質調査（受付：2021 年 1 月 4 日）

E-4，表層土壌評価基本図～鳥取県地域～．産総研地質調査総合センター，CD-ROM．
原

今井

創（2008a）土壌評価図 E-3，表層土壌評価基本図
ROM．
原

総合センター，CD-ROM．

淳子・川辺能成・駒井

338   GSJ 地質ニュース Vol. 9 No. 12（2020 年 12 月）