第３9 回全国環境研究所
交流シンポジウム

予稿集

令和６年 2 月 15・16 日

国立研究開発法人国立環境研究所

第 39 回全国環境研究所交流シンポジウム
2024( 令和 6) 年 2 月 15 日（木）～ 2 月 16 日（金）於 国立環境研究所及びオンライン
司会：菅田 誠治
（国立環境研究所 企画部）
2 月 15 日 ( 木 )13：00～13：05 開会挨拶
国立環境研究所

理事長

木本 昌秀

13：05～13：10 来賓挨拶
環境省大臣官房総合政策課 環境研究技術室長

奥村 暢夫

13：10～13：15 事務連絡
「国立環境研究所 50 周年記念特別企画」地方環境研究機関の " これから " を共考しよう(1) 13：15～13：25 基調講演「地方環境研究機関の今」〇大原 利眞（埼玉県環境科学国際センター）(2) 13：25～14：00 パネルディスカッション「地方環境研究機関の現状と課題を語り合う」①地環研からの現状報告②地環研の役割は何か（特に「環境保全」から「持続可能な地域づくり」）③機関連携と人材育成をどのように進めるか(3) 14：00～14：15 総合討論
14：15～14：20 （休 憩）
研究発表＜プラスチック＞

座長：鈴木剛（国立環境研究所）(1) 14：20～14：40	「廃プラスチックのフロー把握に関する調査研究とマイクロプラスチック発生量の試算」… ……………………………………………………………………………… 1〇永洞 真一郎・丹羽 忍・朝倉 賢・山口 勝透・福田 陽一朗・阿賀 裕英・
小野 理（北海道立総合研究機構エネルギー ･ 環境 ･ 地質研究所）(2) 14：40～15：00 「静岡県におけるマイクロプラスチック汚染実態」…………………………………… 3〇竹下 由布子・羽田 好孝・瀧井 美樹（静岡県環境衛生科学研究所）(3) 15：00～15：20 「大阪の河川水中に含まれるマイクロプラスチック」………………………………… 5〇近藤 美麻・相子 伸之（大阪府立環境農林水産総合研究所）(4) 15：20～15：40 「大都市河川下流域におけるマイクロプラスチック調査における課題」…………… 8
〇中尾 賢志・秋田 耕佑・藤原 康博( 大阪市立環境科学研究センター )(5) 15：40～16：00 「河川プラスチックごみの排出実態把握と排出抑制対策に資する研究」……………11〇鈴木 剛 1・古賀 智子 2・朝倉 賢 3・梶原 丈裕 4・中尾 賢志 5・
笠原 翔悟 6・竹下 由布子 7・大内 康裕 8・相子 伸之 9・比嘉 元紀 10・
有田 雅一 11・宇智田 奈津代 1・田中 厚資 1・倉持 秀敏 1・大迫 政浩 1
（1 国環研・2 福岡県保環研・3 北海道総研・4 山口県環保セ・5 大阪市環科研セ・
69
山形県環科研セ・7 静岡県環衛科研・8 和歌山県環衛研セ，
大阪府環農林水研・

10

沖縄県衛環研・11 鳥取県衛環研）

16：00～16：05 （休 憩）＜大気汚染＞		

座長：菅田誠治（国立環境研究所）(6) 16：05～16：25 「大都市大気環境からのマイクロプラスチック検出」…………………………………14〇中尾 賢志 1・秋田 耕佑 1・浅川 大地 1・船坂 邦弘 1・尾﨑 麻子 2・桝元 慶子 3・奥田 哲士 4
（1 大阪市立環境科学研究センター・2 大阪健康安全基盤研究所・3 大阪公立大学・
4

龍谷大学）

(7) 16：25～16：45 「燃料転換による瀬戸内海沿岸部における大気環境の改善」…………………………17〇加納 かおり 1・二村 綾美 1･2・大下 佳恵 1・中坪 良平 1･3・松村 千里 1・
高石 豊 1・楠 将史 4・吉田 明輝 4・速水 健斗 4・今 吾一 4・岡村 秀雄 5
（1 公益財団法人ひょうご環境創造協会 兵庫県環境研究センター・2

兵庫県危機管理部・3 兵庫県西播磨県民局・

4

独立行政法人海技教育機構（JMETS ）・5 国立大学法人神戸大学）(8) 16：45～17：05 「光化学オキシダント予測 A I システムの試行」………………………………………20〇小田 祐一（静岡県環境衛生科学研究所）
2 月 16 日（金）
9：30～9：35 事務連絡＜気候変動適応＞		

座長：西廣淳（国立環境研究所）(9) 9：35～ 9：55「海水温上昇と赤土等堆積による造礁サンゴへの影響」………………………………22〇座間味 佳孝 1・熊谷 直喜 2・糸洲 昌子 1・比嘉 彩也香 1・
久保 弘文 1・山野 博哉 2
（1 沖縄県衛生環境研究所・2 国立環境研究所）(10) 9：55～10：15「神奈川県における WBGT 分布推計と熱中症の発生状況」…………………………24〇田澤 慧 1・岡 和孝 2
（1 神奈川県環境科学センター・2 国立環境研究所気候変動適応センター）(11) 10：15～10：35「福島県における洪水被害を対象とした気候変動の影響予測」………………………27〇 TAN JIAZE（福島県環境創造センター）(12) 10：35～10：55「浅い湖沼の貧酸素化現象の特質とその悪影響評価の試み」…………………………30〇高津 文人・○土屋 健司（国立環境研究所）

10：55～１1：00（休 憩）＜水環境、水生生物＞

座長：青野光子（国立環境研究所）(13) 11：00～11：20「昆虫類の環境 DNA 調査はどこまで進んだか？
- 国Ⅱ型研究により達成した手法の標準化と DNA データベース整備 -」… ………32〇長谷部 勇太（神奈川県環境科学センター）(14) 11：20～11：40「食物連鎖モデルを用いた瀬戸内海播磨灘の生態系パラメータ感度解析」…………35〇古賀 佑太郎（公益財団法人ひょうご環境創造協会 兵庫県環境研究センター）(15) 11：40～12：00「近年の琵琶湖における水の華の動向について」………………………………………37〇河上 新大 1・藤原 直樹 1・岩本 健也 1・宮下 康雄 1・一瀬 諭 1・
河村 勇輝 2
（1 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター・2 滋賀県琵琶湖環境部琵琶湖保全再生課）(16) 12：00～12：20「湧水を用いた無施肥レンコン栽培：レガシー窒素の浄化と生物多様性保全機
能」… ………………………………………………………………………………………40〇松崎 慎一郎 1・高津 文人 2・渡邊 未来 2・今藤 夏子 1・竜田 藍子 3
（1 国立環境研究所生物多様性領域・2 国立環境研究所地域環境保全領域・
3

里山レンコン）

12：20～12：25 閉会挨拶
国立環境研究所

理事

森口 祐一

廃プラスチックのフロー把握に関する調査研究とマイクロプラスチック発生量の試算○永洞真一郎・丹羽忍・朝倉賢・山口勝透・福田陽一朗・阿賀裕英・小野理（（地独）北海道立総合研究機構エネルギー･環境･地質研究所）
1. はじめに
近年プラスチックによる海洋汚染が懸念されており、2019 年 6 月に開催された G20 大阪サミット
では、2050 年までに海洋プラスチックごみによる追加的汚染をゼロにする「大阪ブルーオーシャンビジョン」が提案され、86 カ国（2020 年 9 月時点）で共有されている。一方で、世界的にプラスチッ
クの生産量は増加し続けているとされており、我が国においても 950 万トンを超えるプラスチック原材料が販売され（日本プラスチック工業連盟 2022 年）、800 万トンを超える廃プラスチック（以下「廃プラ」という）が排出されている（（一社）プラスチック循環利用協会 2021 年）。北海道においても、廃プラは最終処分される産業廃棄物の上位を占めており、その削減やリサイクルが求められてきた。
こうした状況を踏まえて我々は、2020 年度（令和 2 年度）から北海道における廃プラスチックのフロー解析を行う研究「廃プラスチックのフロー把握等に基づく処理体制の構築に向けた調査研究」（以下「本研究」という）を進めている。
2. 研究内容
国際自然保護連合（IUCN）は、2017 年に公表した報告書 1)の中で、海洋へのマイクロプラスチッ
ク（以下「MPs」という）の排出量を 150 万トンと見積もっており、その内訳として上位 3 種を化学
繊維（35％）、タイヤ（28％）、市街地ダスト（24％）と報告している。本研究において我々は、産業廃棄物処分実績報告書に基づいて廃プラのフロー整理を行っているが、その中で廃タイヤの整理も行っている。廃タイヤの流通量や輸出･廃棄量が正確に把握できれば、タイヤ由来 MPs（以下「TWPs」という）の排出量も把握できると考えた。また、TWPs 発生量は自動車の走行距離に比例するものと考えられることから、Yamashita らの報告 2)やドイツ自動車連盟（ADAC）の報告 3)を参考にして、国土交通省や北海道運輸局の車種別走行距離データから TWPs 発生量を試算するとともに、北海道におけるタイヤの製品フローを推定した。
表 1 燃料別･地方運輸局別･26 車種別走行距離データに基づいた TWPs 発生量（2016 年度）-1-

3. 調査方法と結果
まず一般社団法人日本自動車タイヤ協会（以下「JATMA」という）が発行している「日本のタイヤ
産業 2017」に基づいて、新品タイヤ重量を 13kg/本、廃タイヤ重量を 10.6kg/本として全国における2016 年のタイヤの製品フローの整理を行った。その結果、生産実績と輸入量、輸出量およびリサイク
ル量などの差は 350 千トンであり、この値はタイヤの摩耗分（≒TWPs 発生量）と推察された。次に「燃料別･地方運輸局別･26 車種別走行距離」の全国集計値（平成 28 年度分）に基づき、車種ごとの車輪数及びタイヤサイズを仮定してタイヤ摩耗重量を算出した。その結果は 291 千トンであり、製品フローから得られた数値とおよそ一致していると考えられ、走行距離に基づいた TWPs 発生量の試算の有効性が明らかとなった。このことから、北海道における TWPs 発生量の試算した結果、表 1 のとおり 15 千トンと求められた。この値と廃タイヤのマテリアルリサイクル量（全国フローからの按分）、
北海道内主要港からの中古タイヤの輸出実績、北海道内における廃タイヤ処理実績などから、北海道
におけるタイヤの製品フローは図 1 のように推定された。

図１

北海道における製品タイヤの推定フロー図（2016 年）

4. 今後の課題
今回評価を行った自動車タイヤに関しては、発生する TWPs のほぼ 100％が環境へ排出されると考えられる。また、車種別の走行距離が統計データとして公表されていることからある程度確からしい
TWPs 発生量を見積もることが可能であった。しかし一般的なプラスチック製品に関しては、用途が多岐にわたっており MPs の発生起源および発生量の把握も困難と推察される。2023 年 11 月にケニアで開催されたプラスチック汚染に関する法的拘束力のある国際文書（条約）の策定に向けた第３回
政府間交渉委員会（INC-3）において、我が国から「条約の目的に、2040 年までの追加的汚染をゼロにする野心を盛り込むべきこと」や「条約に基づく各国の包括的な義務として、社会全体でプラスチッ
ク資源循環メカニズムを構築し、生産から廃棄物管理に至るまでのライフサイクル全体で対応に取り組む規定が必要であること」が主張された。このことは、プラスチックによる環境汚染が、単純な対策で解決可能な問題ではないことを示しているとともに、プラスチックのライフサイクルに関する情報が不足していることを示唆している。MPs の発生量とプラスチック製品の使用量の間には、ある程度相関性があるものと考えられ、我が国におけるプラスチック製品のフローやライフサイクルを把握することで、MPs を含めたプラスチック汚染の解決への糸口が見つかるかもしれない。我々は今後もプ
ラスチック等のライフサイクル全体を見据えた資源循環および環境汚染対策に資する調査研究を行っていきたいと考えている。
5. 謝辞など
本研究は北海道補助事業「循環資源利用促進重点課題研究開発事業」により実施しました。
6. 参考文献
1) Boushar et al., Primary Microplastic in the Oceans : a Global Evaluation of Sources(2017).
2) Yamashita et al., J. Environ. Protection 509-515(2013).
3) Silvestro., ADAC Tyre test(2022).

-2-

静岡県におけるマイクロプラスチック汚染実態○竹下由布子・羽田好孝・瀧井美樹（静岡県環境衛生科学研究所）
１．はじめに世界では年間 800 万トンものプラスチックが海洋に流出していると推計されている。流出した
プラスチックは漂流、又は海岸に漂着している間に紫外線や熱、波の力等により劣化、微細化されていき、特に 5mm 以下の破片はマイクロプラスチック（以下 MP）と呼ばれる。MP は、長期間環境中に残存するため、深刻な海洋汚染を引き起こすとともに、海洋生物に摂取され、生態系に悪影響を及ぼすことが懸念されている。このような MP 汚染の拡大を防ぐため、その発生源となるプラス
チックごみの流出防止対策は重要な課題となっている。
このため当県では、県内の MP 汚染実態を明らかにし、MP 排出抑制対策に資するため、令和元
年度から令和２年度において海岸での MP 調査を実施した。その結果、海岸に堆積する MP の多くは陸域で発生し、近辺の河川から流出したものであることが示唆された。そこで、令和３年度から令和５年度に河川での MP 調査を実施した。今回それらの調査結果について紹介する。
２．海岸 MP 調査（１）方法

海岸調査地点
河川調査地点調査河川調査は、県内 11 か所の海岸において実施した（図1）。満潮線及び潮上帯（満潮線より陸側）の砂をそれぞれ縦 50cm× 横 50cm× 深さ 1cm の範囲で採取した。
試料の一部に 47％ヨウ化ナトリウム溶液を加え、撹拌
と超音波振動により、浮遊した粒子をオーバーフロー法で分離した後、30％過酸化水素溶液で有機物を分解し、ろ過により分取したものをプラスチック候補粒子（以下、候補粒子）とした。候補粒子は計数し、顕微鏡観察した後、FT-IR( フーリエ変換赤外分光分析 ) による分析を行い、材質から MP を同定した。また、MP の個数密度と、地域の人口密度や土地利用状況との関係について検討した。
個数密度は 144 ～ 4,400 個 /m2 の範囲で、内湾域の海岸で多い傾向が見られた（満潮線及び潮上帯の合計）。近辺に河川のある 7 地点において、近隣河川の流域人口密度と個数密度との関係には相関がみられた（図 2）。採取された MP の中で、樹脂ペレット及び被覆肥料の殻と推定される粒子は高い頻度で見つかった。樹脂ペレットの個数密度は調査地点近傍河川流域の建物用地比率と、被覆肥料については農用地比率との相関が示唆された（図 3）。このことから、海岸のMP 汚染には、近傍河川流域の土地利用状況が関与していることが推察された。

-3-

人口密度（千人/km2）（２）結果と考察

図 1 調査地点

4

R² = 0.7688

3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0

0

1000

2000

3000

4000

5000

MP個数密度（個/m2）

図 2 海岸調査地点近傍河川流域の人口密度とMP個数密度の関係

0.4
0.35

農用地比率

建物用地比率0.45

R² = 0.7056

0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0

0

100

200

300

400

樹脂ペレット個数密度（個/m2）

0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0

R² = 0.5542

0

100

200

300

被覆肥料殻個数密度（個/m2）400

図 3 海岸調査地点近傍河川流域の土地利用比率とMP個数密度の関係
３．河川 MP 調査（１）方法

調査は、海岸域調査地点近傍の 7 河川においてそれぞれ 2 ～ 3 地点、計 18 地点で、河川水量が多い夏季に実施した（図１）。17 地点では、河川にプランク
トンネットを沈め、川の流れを利用する方法により10m3 以上の河川水を通水させて、流下するプラスチ
ック粒子を採取した。1 地点においては、河川の流速が遅かったため、ポンプを用いて河川水を吸い上げてプランクトンネットに通水させる方法により採取した。試料は 30％過酸化水素溶液で有機物を分解し、土粒子が多く混在している場合は、5.3M ヨウ化ナトリ
ウム溶液を加えて比重分離を行い、候補粒子を分取した。候補粒子は計数し、顕微鏡観察したのち FT-IR による分析を行い、材質から MP を同定した。

人口

個数密度
3.0 個/m3

少多

図 4 河川 M P個数密度

また、海岸で多く検出された被覆肥料殻の由来を確認するため、水田から流出しやすい時期といわれる代かき時期（5 月）に、河川流域に水田が多い地域の菊川及びその支流の牛渕川において、上記と同様の方法で調査を実施した。
（２）結果と考察
個数密度は最大で4.4個/m3、最小で0個/m3であった（図4）。最大であった地点は、海岸での個数密度最大地点付近
菊川
牛渕川
0 個/m3
7.0 個/m3に流入する河川であり、河川MPと海岸MPとの関連が示唆された。個数密度最大地点は流域人口の最も多い河川で
海岸調査
国土地理院
淡色地図
地点
あったが、他の地点では、MP個数密度と流域人口との関係がみられず、農地等からの影響も大きいと考えられた。
図 5 被覆肥料殻個数密度と被覆肥料殻の由来調査では、菊川本流からは検出されな
水田分布（桃色エリア）
かったが、支流の牛渕川からは7.0個/m 3 検出された（図5）。夏季に実施した河川MP調査での最大個数密度が4.4個/m3であることから、春季における農地からの被覆肥料殻流出の環境負荷は比較的大きく、特異的であると考えられる。
今回の河川調査では、海岸で検出の多かった樹脂ペレットは1つも検出されなかった。海岸の樹脂ペレットの由来や、海岸及び河川MP調査であまり検出されなかった比重の大きいMPの行方を明らかにするため、今後は川岸・河川底質で調査を進めていく予定である。

-4-

大阪の河川水中に含まれるマイクロプラスチック○近藤美麻・相子伸之（大阪府立環境農林水産総合研究所）
１．はじめに
大阪環農水研では、大阪湾への主なマイクロプラスチック（以下、MPs）の流出経路と推定される
府内の主要河川である淀川および大和川で MPs 実態調査を実施している。調査は「河川・湖沼マイク
ロプラスチック調査ガイドライン」（以下、ガイドライン）の河川調査法に基づき実施している。しかし、ガイドラインでは、河川において概ね 0.3 m/s 以上の流速が確保できる地点を調査対象とするとされており 1)、川の流れが緩やかな場合には必ずしも適しているとは言えないことが指摘されている2)。淀川においては、中流域の枚方大橋（河口から約 26 km地点）では河川調査法による調査が実施できたものの、それよりも下流は流速が遅く、新淀川大橋（河口から約 8.4 km ）で各月に 25 時間
連続計測された表層流速の平均値は -0.02～0.38m/s であり、基準となる 0.3m/s を超えたのは計測
期間中 1 度のみであったように 3)、河川調査法の適用が困難な状況にある。しかし、淀川における MPsの実態を明らかにするためには、中～下流域における調査を行うことが必須である。そのため、本研
究では、ガイドラインでは湖沼調査法として示されている、船舶を用いた曳網法による採取を試みた。
本発表では、曳網法による結果を中心に報告する。
２．調査方法
曳網法による調査は、 2023 年 5 月 25 日に淀川の枚方大橋上流の流心および左岸、点野付近の流心（河口から約 20km ）、淀川大堰上流の流心および左岸（河口から約 10km ）において実施した（図 1）。調査日の直近の降雨はなく、増水など流量・水位の増加は認められなかった。なお、淀川調
査区間内では高槻市唐崎地先で芥川の流入（枚方大橋‐点野）と摂津市一津屋で神崎川への分流（点野‐淀川大堰）がある。試料採取にあたっては、船から金属製の棒を張り出し、その先端に目開き 300
μm のプランクトンネットを結び付け、約 0～0.5 ノットで下流から上流に向けて航行し、河川水を濾水した（図 2）。濾水量は各地点で約 20m3 とした。
採取した試料は 30 ％過酸化水素水を加えて 55 ℃で数日間静置し、夾雑の有機物を分解した。分
解を終えた試料をプランクトンネットで濾過し、残渣を 5.3 M ヨウ化カリウムで比重分離し、MPsの候補を得た。これらの候補は、顕微鏡下で大きさを計測後、ATR-FTIR装置を用いて成分分析を行った。対象とするサイズは長径 0.3mm 以上 5mm 以下とした。

プランクトンネット

図１ 調査地点位置図

図２ 曳網法による採取のようす-5-

３．結果と考察
表１ 各調査地点における MPs 個数密度
各調査地点における分析結果を表 1
0.3-1mmのMPs個数密度（個/m3）に示す。枚方大橋、点野、淀川大堰の順に地点名
MPsが占める
個数密度が高く、流れの比較的速い上流>1mm 0.3-1mm
合計割合（％）
で高密度になる傾向が見られた。過去に
枚方大橋流心
1.8
1.8
3.6
51.0
発表者らが枚方大橋左岸において実施し枚方大橋左岸
3.2
3.3
6.6
51.0
たガイドラインの河川調査法による調査
点野流心
1.4
1.4
2.9
50.0
淀川大堰流心
0.4
0.8
1.1
65.4
では、ガイドライン法で対象としている
淀川大堰左岸
0.8
1.2
2.0
60.4
1mm 以上の MPs の個数密度は 1. 6 個
34)/m であった 。本調査における枚方大100%
橋左岸の 1mm 以上のMPs 個数密度は 3.2 個/m3
80%であり、調査日が異なるため単純な比較はできない
60%
ものの、少なくとも調査法の違いによるオーダーの40%
違いはみられなかった。また、サンプルのうち
20%
1mm 以下 （0.3-1mm） の MPs の割合は、各地
0%点で約 50-65 ％であった。工藤ら 5) は河川におけ枚方大橋 枚方大橋 点野流心 淀川大堰 淀川大堰
流心
左岸
流心
左岸
る MPs のサイズ分布について、 1mm 以下のみで
繊維
フィルム
粒子
5 割を占めることを報告しており、この傾向を支持する結果となった。
図３ 各調査地における MPs の形状組成
MPs の形状組成を図 3 に示す。いずれの地点でも粒子に次いでフィルムが占める割合が高く、繊維100%は少なかった。繊維については、上流で高い密度で80%検出される傾向がみられた。次に、成分組成を図 460%に示す。各地点においてポリプロピレン（ PP ）と40%
ポリエチレン（ PE ）が占める割合が高く、全国的20%な傾向と類似していた 5)。枚方大橋では他地点と比0%較してポリエステルが高い割合で確認された。各地
枚方大橋 枚方大橋 点野流心 淀川大堰 淀川大堰
点の流心の結果をみると、枚方大橋と点野では PE
流心
左岸
流心
左岸
が、淀川大堰では PP が優占していた。ガイドライ
ポリプロピレン
ポリエチレン
ゴム系
ポリエステル
塩化ビニル
アクリル系
ンの河川調査法に基づく枚方大橋左岸の調査では、
その他
PE が約 5 割を占め、次いで PP が高い割合を占
図４ 各調査地における MPs の成分組成
めており4) 、本調査における傾向と類似していた。
４．まとめ
本調査では、現行のガイドラインの河川調査法の適用が困難である淀川中～下流域において、湖沼調査法である船舶を用いた曳網法を実施した。その結果、これまで知見のなかった淀川中～下流のMPs 個数密度や組成を把握することができた。また、調査区間のうち、以前にガイドラインの河川調査法が適用できた地点の調査結果と今回の曳網法による調査結果には大幅な乖離は見られず、河川調査法の適用が困難な場合の代替法の一つとして、湖沼調査法である曳網法の適用が有効であることが示された。
調査の結果、MPs の個数密度は下流ほど小さくなった。この理由として、前述したように淀川の枚方大橋よりも下流では流速が小さく、最下流部に至るまでに徐々に MPs 粒子が沈降したことや、本流域に隣接する「ワンド」と呼ばれる止水域に MPs が蓄積したために、下流ほど個数密度が小さくなった可能性が考えられた。このことから、淀川は大阪湾への MPs の供給源であるとともに、淀川においても多数の MPs が蓄積していると考えられた。実際に、これまでに発表者らが枚方大橋より下流-6-

の本流およびワンドの底泥を調べた結果、多くの MPs が検出されている 6)。淡水魚類や二枚貝類をはじめとして、淀川は日本でも有数の淡水生物の生息地であることから、淀川内に多数の MPs が存在するということは、生態系への影響も懸念される。そのため、大阪湾への影響評価に加え、淀川において蓄積した MPs が生態系へ取り込まれることによる影響についても引き続き検討する必要がある。
参考文献
1) 環境省水・大気環境局水環境課：河川・湖沼マイクロプラスチック調査ガイドライン（2023）．
2) 二瓶泰雄・田中周平・鈴木剛・冨野正弘・高橋和輝：河川マイクロプラスチック調査ガイドラインの要点と課題．ぶんせき， 8， 275－ 281 （ 2022 ）．
3) 大阪府・大阪市：（仮称）淀川左岸線延伸部環境影響評価書．p. 8-6-8（2016）．
4) 相子伸之・近藤美麻：淀川および大和川の河川水中におけるマイクロプラスチックの汚染実態．日
本陸水学会第 87 回大分大会要旨集 P07（2023）.
5) 工藤功貴・片岡智哉・二瓶泰雄・日向博文・島崎穂波・馬場大樹：日本国内における河川水中のマ
イクロプラスチック汚染の実態とその調査手法の基礎的検討．土木学会論文集 B1， 4，Ⅰ-1225－Ⅰ-1230（2017）．
6) 相子伸之・近藤美麻・今川愛佑美・近藤泰仁・田中周平：淀川ワンドの二枚貝およびタナゴ類におけるマイクロプラスチックの汚染実態．日本陸水学会第 85 回東京大会要旨集 P32（ 2021 ）．

-7-

大都市河川下流域におけるマイクロプラスチック調査における課題○中尾賢志 1・秋田耕佑 1・藤原康博 1（1 大阪市立環境科学研究センター）
１．はじめに
環境省は 2021年 6 月に「河川マイクロプラスチック調査ガイドライン」（最新版は 2023年 3 月公表「河川・湖沼マイクロプラスチック調査ガイドライン」1)。以下、ガイドライン）を公表した。本ガイドラインはこれまで研究者によって異なっていた河川表層におけるマイクロプラスチック（以下、MPs）の採取・分析方法について統一し、河川表層の MPs 個数密度・質量濃度について比較可能なデータを得る目的で策定された。本ガイドラインに沿って調査をおこなえば、MPs 測定結果の比較が可能となり、わが国から河川表層を通じて海洋に排出されている MPs の総量等の把握が容易に、かつ真値に近い値を得ることができると考えられる。
ガイドラインでは MPs の採取にプランクトンネット（目開き300μm）を使用する方法が記載されている。しかし、本ガイドラインの 3 頁に、MPs 採取対象河川について「概ね0.3m/s以上の流速（略）が確保できる地点における調査を対象とし、水流によりネットが広がらない又はろ水計が回転しない
地点は調査の対象としない」との採取条件の記載がある。大阪市内河川の多くは感潮河川であり、大潮といった干満差が大きい時でさえ満潮時から干潮時に上記の条件を満たさないことが多々ある。この記載だとおそらく日本の大都市圏の河川下流域の多くは本ガイドライン対象河川に該当しないことになる。また、MPs 排出量を見積もる際に、下流域のデータがなく、代わりに中流域や上流域のデータを用いると MPs 排出量を少なく見積もる可能性が危惧される。代替法として、河川水をポンプで揚水し、MPs 分析に必要な 10～20 m 3 の河川水をプランクトンネットでろ過する方法である「ポンプ法」が考えられる。しかし、この方法では矢板で仕切られている箇所が多い都市河川では橋の上から取水するしかなく、ポンプ揚程が高過ぎること、またエンジンポンプを使用するので騒音の問題がある。第三の方法として「曳網法」が考えられる。これは水流がある程度確保できる時間帯もしくは河川において、プランクトンネットを橋の上から河川に浸漬させて下流まで流し、ある程度の距離を流れたらプランクトンネットを人力でゆっくりと曳網する方法である。こうした方法がガイドラインに記載されないと感潮河川が多い大都市河川下流域での MPs 濃度の把握は困難である。本発表ではガイドラインでの曳網法の必要性を示す前段階として潮汐の影響を受ける大阪市内の中流域河川と影響を受けない上流域河川における MPs 調査結果を比較し、現状のガイドラインの課題を示す。
２．材料と方法（1）調査対象河川
調査対象河川として、潮汐の影響を受ける第二寝屋川
下流と影響を受けない平野川上流（いずれも大阪市内）を選定した（図１）。採取は、前者は 2023年 3 月 23 日、後者は同年 4 月 24 日におこなった（いずれも晴天日）。
（2）採取・前処理・分析方法
第二寝屋川下流では満潮時から干潮時までの間に採取をおこなった（写真１）。流速は遅いものの、ろ水計は回転したが、流れが止まる直前までの 3 時間でろ水できた
水量は 2.33 m3 でガイドラインに規定される 10～20 m3をろ水することはできなかった。平野川では満潮時から-8-図１ 調査対象河川（黒丸内）（大阪市内）

写真１ 第二寝屋川 MPs 採取風景（別日）
18
16
14
12
度数（個）

干潮時に至る時間帯に採取したが、潮汐の影響を受けなかった。ただし、流速が遅く、3 時間近く採取したが、最後の 20 分弱は曳網して採取した。ろ水量は10.5 m 3 であった。
MPs の前処理・分析はガイドラインに準じておこなった。具体的には目開き 100μm のネットを用いて試料中の固形物を集め60℃で乾固手前まで乾燥させた後、過酸化水素を添加しプラスチック以外の有機物を反応させた。反応が終了したら再び固形物を集め、5.3 mol / Lヨウ化ナトリウム溶液で比重分離をし、MPs 候補粒子を採取した。候補粒子は全て写真撮影し、長軸径と短軸計を計測した。その後、全ての MPs 候 補 粒子 を FTIR（ Fourier Transform
Infrared Spectroscopy：フーリエ変換赤外線分光光度計）の ATR法（Attenuated Total Reﬂection、全反射測定法）にてプラスチックの同定をおこなった。

10
8
6
4

-9-

5000<

4800-4899

4600-4699

4400-4499

4200-4299

4000-4099

3800-3899

3600-3699

3400-3499

3200-3299

3000-3099

2800-2899

2600-2699

2400-2499

2200-2299

2000-2099

1800-1899

1600-1699

1400-1499

800-899

1200-1299

600-699

400-499

1000-1099

5000<

4800-4899

4600-4699

4400-4499

4200-4299

4000-4099

3800-3899

3600-3699

3400-3499

3200-3299

3000-3099

2800-2899

2600-2699

2400-2499

2200-2299

2000-2099

1800-1899

1600-1699

1400-1499

1200-1299

1000-1099

800-899600-699

400-499200-299

度数（個）200-299

３．結果と考察
20（1）個数密度および質量濃度
第二寝屋川の試料で得られた MPs 候補粒子数はマイクロプラスチック サイズ範囲（長軸径（μm））
219個、平野川は 312個であった。プラスチックと同定された粒子は第二寝屋川で 162個（サイズ：長図２a MPs サイズ分布（第二寝屋川）n = 199
軸径 1 mm 以上 5 mm 未満、注：ガイドラインでは
30「1 mm 未満のマイクロプラスチックに関する測定
25
値等は、補足的な参考値とする」（ 1 頁）とされる）、
20
平野川で 175 個であった。 MPs の個数密度と質量15
濃度は第二寝屋川では 69.5 個/ m3 、9.27 mg / m3
10（※第二寝屋川の MPs 質量濃度は 1 mm 未満、53mm 以上のプラ粒子を含む）、平野川は 16.7個/ m 、
53
0.906 mg / m であった。大阪市内下流域である第0二寝屋川の方が高い値となった。これは下流域にな
マイクロプラスチック サイズ範囲（長軸径（μm））
るほど人口密度が高くなること、工場等の排出源が多くなることが原因と考えられる。
図２b MPs サイズ分布（平野川） n = 260（2） MPs サイズ分布（全サイズ）
MPs のサイズ（長軸径）分布を図２a、b に示す。第二寝屋川と平野川のどちらも長軸径が1000μm付近に度数のピークが観察された。MPs はどんどん微細化する特徴をもつことから、通常であれば1000μm よりも小さい MPs の度数が高くなるはずである。特にプランクトンネットの目開きである
300μm の大きさの MPs の度数が最も高くなると考えられる。しかし図２がそのような現象を示していないということは 1000μmよりも小さい MPs の検出精度が高くないことを示す。よって、目開き
300μm のプランクトンネットを使用するガイドラインでは 1 mm 未満の MPs 測定値を参考値としているのは理にかなっている。
（3） MPs の種類（全サイズ）
第二寝屋川および平野川のどちらもポリエチレンおよびポリプロピレンが 90% 近くを占めた（図３a、b）。理由としてはこの 2 種のプラスチックは比重が 1 よりも小さく、河川流下中に沈降しづらいことが挙げられる。

（4） MPs 形状分類と色分類（全サイズ）
形状は「破片、膜・シート状、発泡、球・円柱、繊維状、糸くず」に分類したが、破片の割合
が50%以上と最も高く、次いで膜・シート状が20%台となった（図４a、b）。2 河川の MPs とも形状分類の割合はよく似ていることから同じ流域では形状は相似する可能性がある。繊維状
MPs については長軸径が 1 mm 以上あってもピッキングや FTIR 分析が困難な粒子が多いことから過小評価されていると考えられる。また
繊維状については検出数が多過ぎることから縮分や分取といった方法で検体数を少なくしないと分析に時間がかかり過ぎるので何らかの代替法が必要である。色分類については白色と黄色で約半分を占め、その他の色も 2 河川とも同様の割合を示した。

1% 0%
1%(2023).

5%

PE

38%

PP
PE-PP-co
PS
PET
PVA

50%

その他

（第二寝屋川）n = 199
図３a MPs 種別（全サイズ）（PE: Polyethylene（ポリエチレン），PP: Polypropylene（ポリプロピレン），PE-PP-co（PE と PP との共重合体），
PS: Polystyrene（ポリスチレン），PET: Polyethylene
terephthalate（ポリエチレンテレフタレート），PVA:
Polyvinyl alcohol（ポリビニルアルコール））
1%4%

４．結論としての今後の課題（1）
感潮河川におけるサンプリング方法の見直しおよび追加ガイドラインは流速が低い河川は MPs 調査
対象外としているが、これでは大都市感潮河川
での MPs 調査が困難となる。ポンプ法や曳網法といった地域の特性に応じた採取方法も科学的な裏付けの下、許容していくべきではないか。
（2）適切な候補粒子数はいくつか
ガイドラインでは採取すべきろ水量は 10～20 m3 となっているが今回の結果により大阪市
内のような大都市では 10 m3 のろ水量では MPs
候補粒子の数が 1000 個程度になると考えられ（特に下流域）、分析に非常に多くの時間を割かれる。最低何個の MPs 候補粒子を捕捉すれば対象河川の MPs 個数密度・質量濃度を正確に反映しているのかを統計学的に検証すべきであると考える。
（3）繊維の正確な計数
MPs が多く検出される大都市河川では繊維状 MPs が多過ぎることから正確な繊維数の把握が困難である。縮分や分取法といった検体数を少なくする手法を検討する必要がある。
参考文献
1) 環境省水・大気環境局水環境課：河川・湖沼
マイクロプラスチック調査ガイドライン

5%

0%

4%

3%

PE
PP
PE-PP-co
30%

PS

58%

PET
PVA

その他

（平野川） n = 260
図３b MPs 種別（全サイズ）
0%
5%

4%

破片

16%

膜・シート状
53%

発泡
球・円柱
繊維状

22%

糸くず

図４a MPs 形状別（全サイズ）（第二寝屋川）n = 199
5%

13%
0%
3%

破片
膜・シート状
54%
25%

発泡
球・円柱
繊維状
糸くず

（平野川） n = 260
図４b MPs 形状別（全サイズ）- 10 -

河川プラスチックごみの排出実態把握と排出抑制対策に資する研究〇鈴木剛 1・古賀智子 2・朝倉賢 3・梶原丈裕 4・中尾賢志 5・笠原翔悟 6・竹下由布子 7・大内康裕 8・
相子伸之 9・比嘉元紀 10・有田雅一 11・宇智田奈津代 1・田中厚資 1・倉持秀敏 1・大迫政浩 1（1 国環研・2 福岡県保環研・3 北海道総研・4 山口県環保セ・5 大阪市環科研セ・6 山形県環科研セ・7
静岡県環衛科研・8 和歌山県環衛研セ，9 大阪府環農林水研・10 沖縄県衛環研・11 鳥取県衛環研）
１．はじめにプラスチック（プラ）ごみによる海洋汚染は、国際社会で対処すべき喫緊の課題である。2022年２月開催の国連環境総会で法的拘束力のある条約をつくることが決議され、条約案を 2024 年末までに検討して、2025年以降に条約採択を目指すこととなった。日本は、国際交渉に積極的に参加して、国際協調のもと対策の推進に貢献することとしている。効果的な対策の推進や対策効果の検証には、海洋プラごみを含む環境流出プラごみの汚染実態の把握が重要である。
本研究では、陸域の発生源と海洋を繋ぐ河川を対象として、2021年６月に環境省が発出した河川マ
イクロプラスチック（MP）調査ガイドライン 1)を用いて、河川 MP の海洋流出実態の把握や削減効
果の検証に資するモニタリングのあり方を地方環境研究機関（地環研）と検討してきた。ここでは、
国環研Ⅱ型実施共同研究として実施してきた三年間の取り組みを紹介するとともに、今後の展望を紹介する。
２．研究体制2021～2023年度にかけて、地環研 30 機関程度が参加して、次の３つのサブテーマのもと各種課題に取り組んだ。関連課題を先進的に取り組んでいる地環研の担当者がサブテーマリーダーとなり、各種会合等の議事提案や会合の進行を、国環研とともに担当した。
サブテーマ１：河川プラごみの調査方法の共有化と効率化
サブテーマ２：河川プラごみ調査による実態把握
サブテーマ３：河川プラごみの排出抑制効果検証のための方法論とモニタリング体制のあり方の検討
３．研究内容全体：新たに参加した地環研の担当者と、本研究の目的・計画や課題を共有するため、４月にキックオフ会合や新年度会合を開催した。サブテーマ１・２では、調査方法の共通化と共通化手法を用いた実態調査を推進するための定例会合を、年２～３回程度開催した。サブテーマ３では、地方自治体行
政や NPO の活動との連携・協調のあり方を検討するため、また実態把握や削減効果の検証に向けた取得結果の共有化を推進するための定例会合を、年２回程度開催した。毎年度末には、年度末進捗報告会を開催して、本研究の全体進捗や各地域での取り組み状況を、参加機関や環境省海プラ室等の担当官と共有した。知見・技術共有や課題解決を目的として、自由参加形式の定例勉強会を年４～５回程度開催した。また、環境省海プラ室等の担当官と意見交換を実施して、湖沼 MP 調査ガイドラインの策定に、技術的助言を通じて貢献した。環境省は、湖沼における MP の調査方法に関する検討を行い、河川 MP 調査ガイドラインに湖沼の調査方法を加え、2023年３月に河川・湖沼 MP 調査ガイド
ライン 2) を発出している。現在、当該ガイドラインの改定作業を行っており、技術的助言を通じた貢献を行っている。
サブテーマ１：河川 MP 調査ガイドラインの調査方法をベースとして、調査方法の共通化を実施した。
各地域での排出実態調査を円滑に実施するため、国環研にてガイドラインで使用する試料採取器具一- 11 -

式の貸し出しを実施した。2021年 11 月と 2022年 11 月には、河川 MP 調査を検討・実施している地環研を対象として、体験型の試料採取デモンストレーションを実施した。2021年 11 月には福岡県保環研の古賀智子氏らの協力を得て福岡県三笠川で、2022年 11 月には大阪府環農林水研の相子伸之氏らの協力を得て大阪府淀川で、試料採取デモンストレーションを実施して、それぞれ 26 機関が現地あるいはオンラインで参加して試料採取の手順やポイントを共有した（図１）。2022 年２月と 2023
年２月には、国環研で測定デモンストレーションを実施した。それぞれ 20 機関以上がオンライン参
加して、有機物分解や重液分離といった試料前処理操作と FT-IR 測定に関する動画のオンライン配信と、関係実験室からの質疑応答を通じて、MP 測定の実際とポイントを共有した（図１）。調査方法の共通化に際しては、2021年度にガイドラインに基づく 10 分間の簡易電子動画マニュアル 3)を作成して活用するとともに、国環研ホームページにて公開した（図１）。

図１ 河川 MP の調査方法の共有化と効率化のために実施した取り組み

サブテーマ２：河川 MP の排出実態調査について、2021 年度キックオフ会合時点では、調査実施中の機関が４機関であったが、2022年度末時点では、調査実施中の機関が 18 機関となり、本研究の進捗に伴い排出実態調査に取り組む機関が増えた。2021～2022年度の排出実態調査は、全国 15 道府県
34 河川で実施された（図２）。全国河川 MP（長径１mm 以上５mm 未満）の個数密度の中央値（範囲）は、0.59（不検出～11.6）個／m3、主な材質が PP、PE、PS、PET、主な形状が破片、発泡、繊維、主な色が白、透明、緑であり、国内河川の先行研究 4,5)と同様であった。2023年度の全国各地における河川 MP 調査結果を統合して、全国と地域の排出実態の特徴を明らかにすると共に、排出抑制効果の検証に資するデータの取りまとめと共有化を実施する予定である。

図２ 2021～2022 年度において MP 排出実態調査を実施した河川- 12 -

サブテーマ３：科学技術振興機構（JST）共創の場形成支援プログラム「大阪湾プラごみゼロを目指
す資源循環共創拠点（プロジェクトリーダー：大阪大学 宇山浩教授）」に、Ⅱ型実施共同研究から大阪府環農林水研と国環研が参画して、大阪湾流出プラごみの定量調査を大阪大学（中谷祐介准教授）と連携して実施することとなった。定量調査結果は、大阪公立大（千葉知世准教授）、立命館大学（中野勝行准教授）、株式会社 Plaats（中島元氏）が実施する海洋プラ回収制度の立案やそれを支援する
基盤技術の開発に資する。大阪湾での当該事例研究は、Ⅱ型実施共同研究における排出実態調査の知見やノウハウを地域共創の場に活かす機会と位置付けて、各種課題に取り組んでいる。ここで得られる社会実装に向けたアプローチを参加機関と広く共有することで、全国で実施されている海洋プラご
み排出抑制対策の技術的支援に繋げていきたい。
４. 今後の展望
本研究では、河川 MP 調査ガイドライン発出のタイミングで研究を開始したこともあり、主に河川MP を対象として調査方法の共通化、共通化手法による排出実態調査、取得データの共有化、環境行
政への貢献等を実施してきた。次のステップとしては、本研究を通じて構築した国環研・地環研連携
プラットフォームを軸に、行政機関の取り組みと協調して、河川に加えて、堆積物、海岸、海洋等における環境流出プラごみの調査方法の共通化と実態把握調査を実施して調査データの共有に取り組むと共に、プラごみのフロー・ストックや流出インベントリの地域特性に基づく発生抑制効果の評価法を検討する。具体的には、2024～2026年度に実施予定のⅡ型実施共同研究「連携プラットフォームを活用した環境流出プラスチックごみの発生抑制に資する研究」において、連携プラットフォーム
を通じた有機的連携による調査や情報共有を通じて、条約下の環境流出プラごみの対策を支援する基盤の強化を目指す。
謝辞
本研究の実施に際しては、東京理科大学の二瓶泰雄教授の助言を得た。サブテーマ１における試料採取及び測定デモンストレーションでは、国環研広報室の成田正司氏の支援を得た。サブテーマ１及び２で使用するろ水計固定具の製作は、国環研施設課の橋本誠一氏の協力を得た。関連事務手続きや各種会合等の準備は、国環研資源循環領域の神戸一美氏と柴沼尚子氏の支援を得た。
参考文献
1) 環境省水・大気環境局水環境課: 河川マイクロプラスチック調査ガイドライン. (2021)
2) 環境省水・大気環境局水環境課: 河川・湖沼マイクロプラスチック調査ガイドライン. (2023)
3) 国立環境研究所動画チャンネル: 10 分で要点をつかむ！環境省河川マイクロプラスチック調査ガ
イドライン. (2022)

4) Kataoka, T., Nihei, Y., Kudou, K., Hinata, H. (2019). Assessment of the sources andinﬂow processes of microplastics in the river environments of Japan. Environmental
pollution, 244, 958‒965.
5) Nihei, Y.; Yoshida, T.; Kataoka, T.; Ogata, R. (2020). High-Resolution Mapping ofJapanese Microplastic and Macroplastic Emissions from the Land into the Sea. Water,
12, 951.

- 13 -

大都市大気環境からのマイクロプラスチック検出〇中尾賢志 1・秋田耕佑 1・浅川大地 1・船坂邦弘 1・尾﨑麻子 2・桝元慶子 3・奥田哲士 4（1 大阪市立環境科学研究センター・2 大阪健康安全基盤研究所・3 大阪公立大学・4 龍谷大学）
１．はじめにマイクロプラスチック（以下、MPs）は 5 mm 未満の微少なプラスチックのことで POPs
（Persistent Organic Pollutants：残留性有機汚染物質）を吸着することから、その環境中の動態について多くの研究がなされている。
近年、海域への MPs の流入経路は主に河川である、といった指摘がなされるようになり、陸域で発生する MPs が海洋中 MPs の発生源の一つである可能性が考えられる。
大気環境でも MPs は検出されており、大気環境由来の MPs は Airborne microplastics（以
下、AMPs）と呼ばれヒトの肺からも検出されている。
AMPs がヒトにどういった影響を与えるのかといった生理学、病理学的研究も盛んになってきており特に大都市といった MPs が多く存在する環境における降下ばいじんや浮遊粉じん中の AMPs の存在実態が注目される。
本発表では大阪市内
における降下ばいじんと浮遊粉じん中 AMPs
（20μm 以上）の分析方法を検討したので報告する。
２．材料と方法（1）降下ばいじん
大阪市内の 3 地点（西淀川区内（採取高度約 3m）、城東区内（同 16 m）
、天王寺区内（同 30 m）
）
を
選定
（図 1）
して降下ばいじんを採取した。
採取には
2
ダストジャー（開口面積：0.0071 m ）を用いた。
それぞれの採取場所で約 1 ヶ月間採取した。
今回採取した降下ばいじんは全て雨水を含んでいた。
適
量の雨水およびダストジャー洗浄水（蒸留水）を目開き 20 μm の円形ニッケル製フィルターを用いてアスピレーターにより吸引ろ過した。
ろ過にはアドバンテック東洋（株）製の減圧ろ過用フィル
ターフォルダー KGS-04 を用いておこなった。
本
ろ過システムによるフィルター上の捕捉範囲は直図１ 降下ばいじん採取地点（★）
径 4 mm の円形で、ろ過後のフィルターはほこり
浮遊粉じん採取地点（●）の混入を防ぐため蓋付きシャーレ内に保管し、20℃で乾燥させた。
乾燥したフィルター上に捕捉した粒子を顕微 FTIR（Fourier Transform Infrared
Spectroscopy：フーリエ変換赤外線分光法）（Thermo Scientiﬁc 製 Nicolet iN10 MX）（反射法）で観察し、赤外吸収スペクトルのプレビュー機能を用いて、粒子一つ一つがプラスチックかどうかを同定した。
確認されたらスペクトルをライブラリーと照合し、プラスチックのスペクトルとの一致率が60% 以上のものをプラスチックと同定し、長径と短径を測定し、観察画像とスペクトルを記録した。
（2）浮遊粉じん
1992年、2002年、2012年、2022 年（いずれも 4 月）に大阪市内の 2 地点（西淀川区内（採取高度約 3 m）、平野区内（同 16 m））（図 1）でハイボリュームエアサンプラーを用いて浮遊粉じんを捕捉した石英ガラス繊維製（1992年、2002年）および PTFE（Polytetraﬂuoroethylene：PTFE（ポリテトラフ
ルオロエチレン））製（ 2012年、2022年）フィルターを用いた。フィルターを1 cm四方に切り取り、ガラス製の遠沈管に入れて 5.3 mol/Lのヨウ化ナトリウム溶液35 mLを加え、縦方向振とう器により1 時間振とうさせ、超音波処理後に2000 rpmで 2 分間遠心分離した。デカンテーションにて上澄み液- 14 -

5mL を目開き 20μm の円形ニッケル製フィルター（直径 8mm）を用いてアスピレーターにより吸引ろ過した。吸引ろ過操作はコンタミネーションを抑制するために陽圧式の簡易ブース内にておこなった。本操作における空試験で MPs は検出されなかった。本ろ過システムによるフィル
ター上の捕捉範囲は直径 4mm の円形で、ろ過後に 20℃で乾燥させた。乾燥後のフィルターは上記（1）と同様の操作でプラスチックを同定した。ただし、同定に使用した赤外線の波数は 1992 年と 2002 年の試料については石英繊維の赤外吸収スペクトルを除去するため 1300 ～ 4000cm-1とした。2012 年と 2022 年の試料については 675 ～ 4000cm-1 とした。
３．結果と考察（1）降下ばいじん
表 1 に降下ばいじん中 AMPs の分析結果を示す。降水量が多い月ほど 1m2 あたりの AMPs の個数は多くなる傾向にあった。これは、大気中に浮遊している AMPs の沈着数が降雨により増加したためだと考えられる。なお、西淀川区内は自動車排ガス測定局近傍にあり設置高度約 3 m であったことから、道路塵埃の巻き上げの影響を受けやすかったと考えられる。降水量が少なかった
10 月は 3 地点の間に際立った差が確認できなかった。参考に他国の大都市における降下ばいじん
中の 1 日当たりの単位面積個数はフランスのパリ近郊では 2 ～ 355 個 /m2/・日（AMPs サイズ
50μm 以上）
表１ 降下ばいじん中 AMPs 分析結果（2021 年）
1）、中国の広8月分
試料全体量[mL]
全AMPs採取数[個]
降水量[mm]
分取量[mL]AMPs検出数[個]AMPs[個/m ・日]
ブランク
500
50
0
0
ー
東省東莞市
西淀川区内
1550
10
7
1100
5800
314.5
で は 175～
城東区内
1650
50
15
500
2600
天王寺区内
1640
50
11
360
1500
3 1 3 個
9月分
ブランク
500
25
0
0
ー
/m 2 /・日 2 ）
西淀川区内
600
2.5
3
720
3200
192.0
となってお
城東区内
500
25
2
40
190
天王寺区内
580
25
6
140
670
り、いずれも
10月分
ブランク
500
15
2
67
ー
本研究と比
西淀川区内
200
5.0
4
160
390
68.5
城東区内
240
15
8
130
260
較して少な
天王寺区内
230
15
9
140
300
い 結 果 で あ ※AMPs[個/m ・日]の算出はブランク値を加味した。
る。図 2 に
降下ばいじ
PE
2%
8%
9%
んから検出された全 AMPs（65 個）の材質割PP6%合を示す。最も高い割合で検出されたのはPE-PP-co
PP で 35%、次に PE と PP の重合体が 26%PS12%であった。PET は 12%、PE は 8%、アクリル
35%
PET系樹脂は 6%、PS とアルキド樹脂は 2% で
2%Acrylic polymer
あった。その他には異なるプラの重合体が多くみられた。平均粒径（長軸径と短軸径の算
Alkyd resin26%
術平均値）は 80.1±160.0 μm であった。形
other
状は破片状が 88%、繊維状が 12% であり、後に述べる浮遊粉じんでは検出されなかっ 図２ 降下ばいじん中 AMPs 種類（3 ヶ月分合計）n = 65
（PE: Polyethylene（ポリエチレン）、PP: Polypropylene（ポた繊維が検出された。
22（2）浮遊粉じん図 3 に浮遊粉じん中 AMPs濃度の変動結果を示す。2 地点ともAMPs 濃度が上昇傾向にあり、最高濃度は2022年 4 月における西淀川区

リプロピレン）、PE-PP-co（PE と PP との共重合体）、PS:
Polystyrene （ ポ リ ス チ レ ン ）、 PET: Polyethylene
terephthalate （ ポ リ エ チ レ ン テ レ フ タ レ ー ト ）、 PVA:
Polyvinyl alcohol（ポリビニルアルコール）、Acrylic polymer（アクリル系樹脂）、Alkyd resin（アルキド樹脂））- 15 -

AMPs濃度（個/m3）の3.18 個/m3であり、大河内らが報告3）している新
4.0
西淀川区
3.5
宿での2019年4～5月の値（5.22±1.27 個/m3）
に
平野区
3.0
近かった。
ただ1992年と2002年の試料は石英フィ
2.5
ルターで採取しており、石英繊維が顕微FTIRによ
2.0
る同定の妨げになり過小評価している可能性があ
1.5
1.0る。2012年および2022年の試料については顕微
0.5
FTIRによる同定の妨げになる要素はなかった。
浮
0.0
1992
2002
2012
2022
遊粉じん中から検出された全てのAMPs
（31個）
の
年
平 均 粒 径（ 長 軸 径 と 短 軸 径 の 算 術 平 均 値 ）は
図３ 浮遊粉じん中 AMPs 濃度変化
54.1±19.4 μmであった。
図4に浮遊粉じんから検出された全AMPs（31個）の材質割合を示す。
材質はPEが45%、
PEとPPの重合体が26%、
PP
PE
16%
が7%、
PETとアクリル系樹脂が3％であった。
PP
0%
その他の16%のほとんどはナイロンで13%で3%
PE-PP-co
あった。
太さ
（短軸径）
が10 μm未満の繊維状
3%
45%
0%
PS
AMPsは検出されず全て破片状であった。浮
PET
遊粉じんから繊維状AMPsが検出されなかっAcrylic polymer
た結果は大河内らの既往研究と同様であっ
26%
Alkyd resin
た。降下ばいじんと浮遊粉じんから共通して
other
7%
PEとPPと重合体のAMPsが比較的高い割合で検出された。大阪市内道路塵埃からも高い
図４ 浮遊粉じん中 AMPs 種類 n = 31
割合でPEとPPの重合体が検出された4）ことからAMPsの由来は道路塵埃が自動車や風によって巻き上げられたものである可能性が考えられた。

４．結論（1）大阪市内において降下ばいじんおよび浮遊粉じんからAMPsが検出された。
（2）繊維状 AMPsの検出割合は低かった。
（3）PE と PPの重合体 AMPsが比較的高い割合で検出されたことから AMPsは道路塵埃由来である可能性が考えられた。
参考文献
1) Dris, R., Gasperi, J., Saad, M., Mirande, C., Tassin, B.: Synthetic ﬁbers in atmospheric fallout:
A source of microplastics in the environment?, Marine Pollution Bulletin, 104 (1-2) (2016).
2) Cai, L., Wang, J., Peng, J., Tan, A., Zhan, Z., Tan, X. & Chen, Q.: Characteristic of
microplastics in the atmospheric fallout from Dongguan city, China: preliminary
research and ﬁrst evidence. Environ Sci Pollut Res 24, 24928‒24935 (2017).
3) 大河内 博, 吉田 昇永, 趙 鶴立, 藤川 真智子, 谷 悠人, 勝見 尚也, 宮崎 あかね, 高田 秀重, 板
谷 庸平, 緒方 裕子, 新居田 恭弘, 梅澤 直樹, 小林 華栄, 浦山 憲雄: 大気中マイクロプラスチ
ックの現状と課題, 大気環境学会誌, 57(3) (2022).
4) 中尾賢志, 秋田耕佑, 尾﨑麻子, 桝元慶子, 奥田哲士: 大阪市内道路塵埃中の微細マイクロプラス
チックの存在実態, 第 56回日本水環境学会年会講演集, P.85, 1-I-11-1 (2022).
謝辞
本研究は「JSPS 科研費 22K12421」および「令和 3 年度 大阪湾広域臨海環境整備センター『大阪湾圏域の海域環境再生・創造に関する研究助成制度』（研究課題番号：030004）」、「龍谷大学 科学
技術共同研究センター研究プロジェクト」の助成を受けて実施したものの一部である。

- 16 -

燃料転換による瀬戸内海沿岸部における大気環境の改善
加納かおり 1・二村綾美 1･2・大下佳恵 1・中坪良平 1･3・松村千里 1・高石豊 1
楠将史 4・吉田明輝 4・速水健斗 4・今吾一 4・岡村秀雄 5（1 公益財団法人ひょうご環境創造協会 兵庫県環境研究センター、
2 兵庫県危機管理部、3 兵庫県西播磨県民局、
4 独立行政法人海技教育機構（JMETS ）、5 国立大学法人神戸大学）
１．はじめに
我が国の大気中微小粒子状物質（PM2.5）の環境基準達成率は近年改善傾向がみられるが、いまだ高濃度測定局が瀬戸内海等の沿岸部には存在しており、航海する船舶の影響等が懸念されている 1) 。世界的な海上輸送の増加に伴い船舶による大気汚染の懸念が広がった結果、MARPOL 73/78 条約（海洋汚染防止条約、附属書 VI 船舶からの大気汚染防止のための規則）で、2020年１月より一般海域を航行する船舶が使用する燃料が含有する硫黄成分濃度の上限が 3.5%から 0.5％に規制強化された。この所謂 SOX 規制により、船舶は C 重油から A 重油への転換により対応することとなり、瀬戸内海を航行する船舶も同様に燃料の転換を実施することとなった。これに伴い、船舶から排出される粒子状物質（PM）の成分組成が大きく変化すると見られ、瀬戸内海沿岸部の大気環境が改善する可能性がある。
本研究では、規制強化の前後における兵庫県下の大気環境を比較するために、実船実験による
PM 組成の成分分析、及びレセプターモデルによる PM 2.5 成分分析結果の発生源解析を行い、船舶燃料の転換による瀬戸内海沿岸部における大気環
境の変化について評価した。
２．方法
２．１ 実船実験
燃料種の転換に伴う、PM 及び主要成分の排出率の変化を調べるため、C 重油から A 重油への燃料転換の前後で独立行政法人海技教育機構（JMETS ）練習船「銀河丸」（総トン数 6,185t 、定格出力6,600kW）の排ガスに含まれる PM を実船実験により捕集し、PM 捕集量及びその主要成分（水溶性イオン成分、無機元素成分、有機炭素（OC）、元素状炭素（EC）
等）を分析した。本実験の詳細な航路・捕集・分析は、楠ら
2)、中坪ら3) が既報で報告している。

図１ 測定地点位置図
表１ 計算に使用した観測データ
観測期間
観測時期

2013～2021 年度
春季： 5 月中旬
夏季： 7 月下旬
秋季：10 月下旬
冬季： 1 月下旬

２．２ 発生源解析
発生源解析の対象データは、兵庫県下の自治体が測定した PM 2.5 成分分析によって得られた各地点の成分濃度とした（図１、表１、表２）。このデータを用いてレセプ
ターモデルの一種である PMF 法（ Positive Matrix
Factorization ）による発生源解析を行い発生源因子の寄与濃度をそれぞれ求めた。解析ソフトには米国環境保護- 17 -

観測日数(季節毎)

24 時間×14 日間

データ数

5,158

表２ 計算に使用した成分濃度
質量濃度 ［μg/m3］
イオン成分［μg/m3］（Na+、NH4+、SO42-、Cl-等 8 項目）
3
無機成分 ［μg/m ］（Al、Ti、V、Ni 等 14 項目）
炭素成分 ［μg/m3］（OC、EC）

庁 HP で公開されている EPA PMF 5.0を使用した。
まず、条件設定のため、計算回数を 1 因子数あたり 20 回に設定し、因子数 3 から 12 の設定で順に
PMF 解析を行い、最も信頼性が高いとされる因子数を探った。その結果、統計的に最適と示された因子数 7 を採用した。解析では計算回数を 100回に設定し直し PMF 解析を行った。
３．結果と考察３．１ 実船実験
図２に、C 重油使用時及び A 重油使用時の、異なる機関負荷率における PM 及び主要成分の排出率の平均値（n=3）を示す。 A 重油使用時の PM 排出率は、C 重油使用時と比べて低かった。排出率の大きな特徴は、C 重油で測定した成分の合計値に占める割合が概ね 50%以上であった硫酸イオン（SO4 2-）が A 重油では1.6%以下となったにも関わらず、OCの排出率は若干の低下に留まったことである。
図３に、微量成分のうち、主な無機元素の排出率とバナジウム（V）とニッケル（Ni）との比（V/Ni）を示す。C 重油使用時に燃料油由来と考えられる V と Ni、鉄（Fe）の排出率が高かったが、A 重油
使用時には著しく低下した。V/Ni 比は、船舶から排出される PM の指標として発生源解析等に利用されるが、C 重油使用時は一定だったが、A 重油使用時は機関負荷率によって比にばらつきがみられた。
３．２ 発生源解析
PMF 解析で得た発生源プロファイルから推定 1)した発生源因子を表３に示す。
PMF 解析では、解析対象にした個々のデータ毎の発生源因子寄与濃度も得られる。これらを地点毎・年度毎に平均し経年変化で整理した。ここでは、代表的な地点
として、瀬戸内海沿岸域の３地点（神戸市
灘浜、垂水、明石市林崎）について図４に示す。
いずれの地点においても、2020 年度以降の重油燃焼の寄与濃度の低下が顕著に見られた。

図２ 機関負荷率における PM
及び主要成分排出率

図３ 無機元素成分排出率及び V/Ni 比- 18 -

これは、V、Ni に着目すると説明できる。PM 2.5 成分分析結果では、神戸における 2017～2019年
度の平均値と、2020～2021年度の平均値を比較した場合、V は 80%、Ni は50% 低下していた。今回の PMF 解析では V、Ni を重油燃焼の指標元素としており、図４における 2020 年度以降の重油燃
焼の寄与濃度の減少は、C 重油燃焼由来の PM 2.5 濃度が減少した結果であり、MARPOL 73/78条約による船舶燃料の規制強化の効果を反映したものと考えられる。このことは、実船実験で、C 重油使用時と比較して A 重油使用時には PM、SO4 2-、V、Ni の排 表３ 推定された発生源因子とその指標成分
出率の減少がみられたことと一致する。
指標元素2020 年 4 月以降COVID-19 流行による経済停滞の影
響が考えられ、神戸港の取扱貨物量は2019年94,009千ｔから2020年 82,884千ｔに約１割減少している 4)。しかしながら、2020 年度の重油燃焼寄与濃度はいずれの地点も2019年度比で 8 割減少しており、MARPOL 73/78条約の規制強化の効果と推察される。
４．おわりにMARPOL 73/78 条約への批准等の各種施策・規制による瀬戸内海沿岸部における大気環境の改善が明らかとなった。

図４ 発生源寄与濃度の経年変化

参考文献
1) 中坪良平：瀬戸内海沿岸部における PM2.5 高濃度現象の解明に関する研究．神戸大学大学院海事科学研究科博士論文, (2020).
2) 楠ら：船舶排ガス中に含まれる PM の主要成分について．日本マリンエンジニアリング学会学術講
演会講演論文集, 92, 191 (2022).
3) 中坪ら：C 重油及び A 重油使用時の船舶から排出される PM の実船観測．第 61 回大気環境学会年
会要旨集, (2020).
4) 国土交通省：港湾取扱貨物量等の現況＜令和 3 年（2021年）＞．
https://www.mlit.go.jp/common/001580643.pdf, 17 (2023.12.20閲覧).

- 19 -

光化学オキシダント予測A I システムの試行
小田祐一（静岡県環境衛生科学研究所）
１． はじめに
大気汚染物質である光化学オキシダント ( 以下、Ox) は、大気中の窒素酸化物 ( 以下、NOx) や非メタン炭化水素 ( 以下、NMHC) 等の揮発性有機化合物が紫外線による光化学反応を起こすことにより生成し、ヒトへの健康被害等を引き起こす。本県を含めた全国の多くの自治体では、県民への Ox 予測情報提供のため、Ox 濃度が高くなりやすい初夏から早秋にかけて、当日の Ox 濃度予測が行われている。本研究では、この Ox 濃度予測の自動化、予測精度の向上を目的に、「Ox 濃度自動予測」を行う人工知能 (AI)システムを、プログラミング言語の Python によって内製・自作する試みに取り組んでいる。本稿では、今回開発した試作 AI の開発過程について報告する。
２．方法(1) 開発環境マシンスペック
CPU:Intel(R)Core(TM)i7-12700H(14 コ ア、定格クロック周波数 2.30GHz、最大クロック周波数
4.70GHz)、メ モ リ :64GB、GPU:NVIDIA(R)
GeForce RTX(TM) 3050Ti LaptopGPU、GPU メ
モリ :4GB、OS:windows11 Home 64bit を使用した。
(2) アルゴリズムの選定
本研究で検討したアルゴリズムは、ニューラルネッ
トワークを用いた手法のうち、時系列データの扱いに特化したリカレントニューラルネットワーク(Recurrent Neural Networks:RNN) と し た。こ れは、本アルゴリズムの特徴として、ネットワークを構成するニューロンの出力が、未来の当該ニューロ
ン自身の入力にもなる仕組みであるため、「ある時点のデータが、その次の時点のデータに影響を及ぼす」
性質を持つ時系列データの特徴を再現していることによる。本研究では、比較的長期間の時系列データの勾配消失を低減させるため、記憶セルを長・短期
記 憶 ユ ニ ッ ト (Long Short-Term Memory:LSTM)とした。
(3) システム全体図
本研究で構築するシステムは、AI の訓練データの自動収集から学習、推論、未来の Ox データ予測結
果出力までを全自動化するものとした。Ox の予測は、
午前 10 時 15 分の時点で午前 11 時から午後 10 時まで未来 12 時間の 1 時間値を出力するものとした。
本研究の試作 AI は、予報値が入手可能な気象データ
及び予測当日午前 10 時までの Ox データのみを用いて Ox の時系列 データ予測を行えることを目的とし

図１ システム全体図
た。気象データは、気温、降水量、風向、風速、日射量、日照時間、湿度とした。AI の学習データは、本稿執筆時点である、令和 5 年 7 月 24 日の同一月初めである 7 月 1 日からのデータを基本データとし、ローカル環境に格納した。本稿での予測試行は令和 5 年
7 月 25 日に行った。予測日の前日午前 1 時から 24 時、
予測日の当日午前 1 時から午前 10 時までの気象デー
タは気象庁のホームページ、これらの時間帯に対応する Ox データは静岡県大気常時監視システムから取得した。午前 11 時から午後 10 時までの天気予報
値は静岡県土木防災情報 (SIPOS-RADAR) から取得した。データ取得は web スクレイピング技術を用い自動化した ( 図 1)。Ox データは、Ox 生成に重要な
日射量データを収集・公開している静岡地方気象台( 静岡市 ) 近傍の大気常時監視測定局 ( 静岡市立常磐公園 ) を用いた。予測の手法としては、Ox 及びその他の気象データを訓練データとした学習結果を用いて多変量時系列データによる予測を行った ( 多変量RNN, 図 2)。

- 20 -

図 2 ニューラルネットワークモデル

今回は過去 300 時間から次の 1 時間を予測するプ
ログラムとした 1),2)RNN ニューラルネットワークモデ
ルは、ニューロン数 300 の中間層を 3 層、活性化関数
は、中間層には ReLU 関数を、出力層は線形関数とし、損失関数は二乗誤差、最適化アルゴリズムに Adam オ

プティマイザーを用いた。
また、学習に用いるデータのバッチサイズは 256、
学習回数は 150 回に設定した。
また、本システムの予測結果は数値データ及びグラ
フとして出力し、これらを HTML ファイル内に埋め込むことでブラウザ上に表示させた 3)( 図 3)。

図 3 （左）システムトップ画面、（中央）グラフ出力、（右）数値出力
なお、本研究でコードした、AI の訓練データの自動収集から学習、推論、未来の Ox データ予測結果出力までのプログラムコードを毎日、所定の時間に自動起動させるため、Windows 標準搭載の「タスクスケジューラ」を使用した。
設定条件としては、プログラム起動のトリガーを毎日 10 時 15 分、起動するプログラムは仮想環境中に構築した python.exe、起動する Python ス
クリプトは今回コードしたプログラムとした（図 4）。

(参考文献)
1)ishikawa08,GitHub,tf_multi_LSTM,
https://github.com/i shikawa08/tf_multi_LSTM/,
2020 年 12 月 30 日最終更新 ,2023 年 3 月 10 日最終確認
2) 巣籠悠輔 : 詳解ディープラーニング [ 第 2 版 ],p270-271, マイナビ出版 (2020)
3)Mana:1 冊ですべて身につく HTML&CSS と Web
デザイン講座 ,p188, SB クリエイティブ (2019)

図 4 システム自動化概要図
３．システムの実用化に向けて今回構築したシステムは、web スクレイピングによって AI の学習データを自動収集するものであるが、Ox データの収集対象局が何らかの理由により全欠測になった場合、予測結果が出力できない。
このため、プ
ログラム中に条件分岐を設け、代替データの収集先を指定する必要がある。このように、システム自体の安定稼働のためには、冗長性を持たせる課題もある。
また、現時点で採用した学習データは気温、降水量、
風向、風速、日射量、日照時間、湿度及び Ox の 8 種だが、移流等考慮し、近隣局の Ox データも追加する等、検討を重ねる必要がある。
(謝辞)
本研究では、静岡市所有の大気常時監視測定局のデータを使用させていただきました。深く感謝申し上げます。

- 21 -

海水温上昇と赤土等堆積による造礁サンゴへの影響○座間味佳孝 1・熊谷直喜 2・糸洲昌子 1・比嘉彩也香 1・久保弘文 1・山野博哉 2（1 沖縄県衛生環境研究所・2 国立環境研究所）
１．はじめに
沖縄県はサンゴ礁が発達しており、生態系サービス、観光、漁業等において様々な恩恵を受けている。しかしながら、陸域の土壌が海域に流出することで、サンゴ礁生態系に被害をもたらす「赤土等※流出」が問題となっている（※沖縄県の土壌は、亜熱帯地域特有の赤茶色の土壌が多いことから、沖縄県の土壌を総称して赤土等と呼んでいる）。そのため、本県では2012年に「沖縄県赤土等流出防止対策基本計画」を策定し、赤土等流出防止対策に取り組むと共に、海域の赤土等堆積状況や生物生息状況等をモニタリングしてきた。しかしながら近年、沖縄県のサンゴ礁生態系は赤土等による地域的なストレスだけでなく、地球温暖化に伴う海水温の上昇のような地球規模のストレスに複合的にさらされている。そのため、海水温の上昇を踏まえた赤土等の堆積によるサンゴ礁生態系への影響を指標として示し、赤土等流出防止対策に取り組むことが、気候変動適応策として重要である。本研究では、
造礁サンゴに与える海水温上昇と赤土等堆積の影響を複合的に解析、評価することを目的とした。
２．調査・解析方法
沖縄県赤土等流出防止海域モニタリング事業で行われた2012～2021年度の SPSS（海域底質中の懸濁物質量）、水質等、サンゴの調査結果を用いた。SPSS、水質等は年 3 回（6～7 月、10月～12月、1月～2 月）、サンゴは年 1 回（10月～12月）調査を実施した。海水試料は海底から 50cm 程度上で採取した。水質等データのうち、地点の岩盤割合、水温、濁度、水平透明度、水深、塩分、全窒素、全リンの調査結果を解析に用いた。サンゴは決められた地点の直径約 20 mの範囲をスポットチェック
法により調査し、サンゴの種毎に被度（％）で記録した。これらの調査結果をデータベース化し、統計分析フリーソフト「R」により解析を行った。
３. 結果・考察
分位点回帰分析による SPSS とサンゴ被度の関係
分位点回帰分析は、分布のそれぞれの分位点を回帰することができ、外れ値の影響を受けづらい。サンゴ被度を目的変数、SPSS年間最大値を説明変数とし、95%分位点における分位点回
帰分析を行った結果、式(1)が得られ、SPSS増加
によりサンゴ被度の取り得る上限が制限されることが確認された（図）。なお、サンゴ被度、
SPSS年間最大値は対数正規分布をとり、0 を含むデータもあるため、1 を加えて常用対数により変換した値を用いた。
log[coral] = ‐0.00050･log[SPSSymax] + 1.8 …(1)coral：サンゴ被度(%) + 1
SPSSymax：SPSS年間最大値(kg/m3) + 1- 22 -

図．
SPSS 年間最大値(kg/m3) vs. サンゴ被度(%)．
図中の曲線は 95%分位点回帰曲線を示す．

サンゴ被度と海域環境の関係

環境省が実施するモニタリングサイト 1000 表 1．サンゴ被度 50%を基準とした各調査項目における中央値．
のサンゴ礁調査では，サンゴ被度 50% 以上を
「良」
サンゴ被度
としていることから、サンゴ被度 50% を基準と
調査項目
検定結果※
50%未満 50%以上
0.50
60.0
して、海域環境の違いをウィルコクソン順位和サンゴ被度（％）
**
3
38.1
16.7
**
SPSS年間最大値（kg/m ）検定により比較した。その結果、表 1 のように
50.0
70.0
岩盤割合（％）**
なり，
いくつかの項目で有意差が見られた。また、
29.0
26.8
水温年間最大値（℃）
**
0.10
0.06
濁度年間平均値（度）**
サンゴ被度を目的変数に、有意差の見られた項 水平透明度年間平均値（m）
12.4
20.2
**
水深年間平均値（m）
2.2
2.8
*
目を説明変数として、重回帰分析を行いステッ
塩分年間平均値（‰）
34.33
34.50
プワイズ法で変数を選定したところ、式 (2) が 全窒素年間平均値（mg/L） 0.064
0.048**
全リン年間平均値（mg/L）
0.007
0.007
得られた。
※ウィルコクソンの順位和検定による．＊： p < 0.05、 ＊＊：p < 0.01．

log[coral] = ‐0.35･log[SPSSymax] + 0.0061･[rock]‐0.043･[tempmax] + 0.62･log[depthav] + 1.9 …（2）coral：サンゴ被度(%) + 1， SPSSymax：SPSS年間最大値(kg/m3) + 1
rock：岩盤割合(%)， tempmax：水温年間最大値(℃)
depthav：水深年間平均値(m) + 1
沖縄気象台によると、21世紀末の日本の年平均気温の2 ℃上昇シナリオ、4 ℃上昇シナリオにおいて、沖縄島周辺では平均海面水温がそれぞれ0.98℃、
2.99℃上昇するとされている1)。式(2)において、
表 1 のサンゴ被度50%以上の中央値および水温年間最大値に 0.98 ℃、2.99 ℃加えた値を代入し比較すると、サンゴ被度は、現状と比べて0.98 ℃上昇では9.9％減少、2.99 ℃上昇では27.4％減少す
る結果となった。
サンゴ被度と海水温、赤土等堆積の関係
沖縄県では上述の調査とは別に、1995年から現在にかけて、県内12地点でサンゴ被度、SPSS の調査を行ってきた。1998年、2001年、2016年に海水温上昇に伴うサンゴの大規模白化が観測されている。ただし、水温の測定は行われていなかったため、アメリカ海洋大気庁（ NOAA ）やアメリカ航空
宇宙局（NASA）の提供する SST（表面海水温）のデータを取得、加工して用いた。これらについて解析した結果は当日発表する。
４．今後の課題
海水温上昇や赤土等堆積による負荷は、サンゴだけではなく、海藻、ベントス等の生物にも影響するため、これらについても因果関係を把握する必要がある。
参考文献
1) 沖縄気象台（2022）沖縄の気候変動監視レポート 2022 p.70

本研究は、国立環境研究所Ⅰ型共同研究「沖縄県における赤土流出削減効果に関する研究」および2021年度気候変動適応に関する地域気候変動適応センター等との共同研究「沖縄県のサンゴ礁生態系への気候変動・地域環境複合影響を軽減するための赤土流出削減指標策定」により実施された。

- 23 -

神奈川県における WBGT 分布推計と熱中症の発生状況○田澤慧 1・岡和孝 2（1 神奈川県環境科学センター・2 国立環境研究所気候変動適応センター）
１．はじめに
気候変動の影響は、私たちの生活の様々な場面で顕在化し始めており、神奈川県では都市化が進み
また多くの人口を抱えることから、熱中症が緊急性のある重大な課題の一つとなっている。2018年には神奈川県内で 4,710人の熱中症による救急搬送者が発生し、それ以降の年においても3,000人前後の搬送者が続いており、地球温暖化の進行に伴い、さらなる熱中症リスクの増加が懸念される。
そこで本研究では、熱中症リスクを示す指標の一つである湿球黒球温度（wet-bulb globe temper
ature、以下 WBGTという。
）の神奈川県内の分布を既存の公開気象データから推計するとともに、地域ごとの熱中症救急搬送者の発生状況と比較することで、熱中症搬送リスクの分析を行った。
２．分析方法（１）神奈川県内の WBGT分布の推計
表 1 に示す既存の公開気象データを収集し、基準地域メッシュ（約 1km 四方）に整理し、小野ら1)が提案する通常観測気象要素（乾球温度、相対湿度、全天日射量、風速の 4 要素）からWBGTを推計する次式を用いて、神奈川県内の WBGT分布の推計を行った。
WBGT = 0.735×Ta+0.0374×RH+0.00292×Ta×RH +7.619×SR-4.557×SR2-0.0572×WS-4.064
表 1 収集した気象データ
気象要素
気温 Ta (℃)
相対湿度 RH (%)
全天日射量 SR (kW/m2 )風速 WS (m/s)

取得データ

時間解像度・空間解像度

農研機構メッシュ農業気象デー 1 時間値
基準地域メッシュ（約 1km 間隔）タひまわり 8 号、9 号の観測に基づ 10分間値（1 時間平均として利用）
く JAXA 作成の物理量データ
約 1km 間隔
1 時間値
大気環境常時監視測定局及び気神奈川県内及び近傍の約 100カ所
象庁地域気象観測所での観測値※逆距離加重法で補間して利用

その後、推計結果を、他機関が測定公開している気象観測データ（気温、相対湿度及び風速）と、
簡易な日射計（英弘精機㈱製薄型日射計ML-02、㈱ティアンドデイ製おんどとりワイヤレスデータロ
ガー電圧 RTR-505-V）を用いて測定した全天日射量から求めた WBGTと比較した。比較には、一般
環境大気測定局（小田原市役所、相模原市田名）及び横須賀市消防局の 3 地点（以下、小田原、相模原及び横須賀という。
）における 2020年 8 月 9 日～10 月 31 日の間の測定値を用いた。
（２）熱中症救急搬送者に関するデータ
総務省消防庁による「夏期における熱中症による救急搬送人員の調査」において、各消防本部から報告された熱中症救急搬送者に関して、搬送者ごとの当該調査項目に加え、覚知時刻及び搬送地域を追加したデータを、県内 11 市町消防本部（計 19 市町村所管）から収集した（表 2）。このうち、搬送
地域が明らかとなっている16市町村に関して、2019～2023年の5 年間の 5月1日～9 月30日
（2020
年は 6 月 1 日～9 月 30 日）のデータ計 13,048件を熱中症搬送リスクの分析に用いた。

- 24 -

市町村（消防本部）

14 市町村（6 本部）
2 市（2 本部）

3 市町（3 本部）

表２ 熱中症救急搬送者データの提供状況

人口（県内比率） 面積（県内比率） 覚知時刻

搬送地域

532万人（58%）

区単位

91 万人（10％）

890㎢（37%）あり

30 万人（3%）

53 ㎢（2%)あり

581㎢（24%)あり

字単位

一部データのみ（３）熱中症搬送リスクの分析（１）で求めた WBGT分布推計のうち、人口最多のメッシュをその地域の代表値とし、各熱中症
救急搬送者データと WBGT推計値を紐づけた。続いて、WBGT 0.1℃ごとに、WBGTに対する熱中症搬送リスク（人／日・10 万人）を次式により算出し、WBGT25℃以上に対して、指数関数による回帰式を求めた。
WBGT x℃での熱中症搬送リスク＝∑地域 （

‒ .

覚知前
‒ .

時間最高

≦

日最高

. の搬送者数
. の日数

≦

）/総人口

さらに、地域別の熱中症搬送リスクの違いを調べるため、データ数が 40 件以上の 34 市区町を対象に（WBGTが低く熱中症搬送リスクの傾向が他地域と明らかに異なる箱根町は除外）、熱中症搬送リ
スクと令和 2 年度国勢調査の統計値（高齢化率、男女比など）の相関係数（単回帰分析）を求め、比較した。なお、年別及び地域別の比較・分析には、回帰式から求めたWBGT31℃における熱中症搬送
リスクを指標として用いた。

図 1 日最高WBGT31℃以上の日数の分布（2023年）

2019
2022
40
発生日数 （日）日最高 WBGT℃以上の日数
31

３．結果（１）神奈川県内の WBGT分布
既存の公開気象データから求めた WBGT分布推計は、熱中症リスクの空間的な評価だけでなく、
図 1 に示すように、暑さの分布を視覚的に示すことで、熱中症の注意喚起にも活用できると考えられる。任意地点の時間的な WBGTの変化傾向を確認することも可能であり、例えば、図 2 に示すように、日最高 WBGTの出現頻度から、2023年は例年に比べ、熱中症リスクの高い期間が長く継続していたことがわかる。
また、WBGT分布推計と全天日射量の測定から求めた実測値を比較したところ、３地点全てで相関係数 0.99 以上であるものの、平均絶対誤差（MAE）は小田原 0.65、横須賀 0.63、相模原 1.11 となり、内陸地域の誤差がやや大きい傾向があることが分かった。
2020
2023

2021

＠神奈川県環境科学センター

30
20
10
0
0

5

10 15 20 25
日最高WBGT （℃）

3035

図 2 日最高 WBGTの発生日数分布（２）WBGTに対する熱中症搬送リスクの経年比較
搬送地域別の熱中症救急搬送者データ（ 16 市町村分）を用いて、WBGTに対する熱中症搬送リ
スクの経年比較を行った。その結果、図 3 に示すように、年ごとの WBGTの出現頻度の違いを平準- 25 -

2019

2020

2021

2022

2023

2
1.5
1
0.5
0

熱中症搬送リスク：WBGT31℃（人/日・10万人）

熱中症搬送リスク（人/日・10万人）

化して（日最高 WBGTの日数ごとに割り付け）比較しているにもかかわらず、通年で比較した場合、
WBGTに対する熱中症搬送リスクは年ごと異なることがわかった。続いて、年ごとの“暑くなる時期”の影響を確認するため、暑さへの慣れ（暑熱順化）があまり進んでいないと考えられる梅雨明け後 7日目までを前期、それ以降を後期として分け、
WBGT31℃における熱中症搬送リスクを比較した（図4）。その結果、前期と後期の熱中症搬送リスクの差が、暑熱順化によるものと考えられ、暑熱順化の進行度合いが通年での熱中症搬送リスクの大小に影響していることが示唆された。

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
日最高WBGT （℃）

図 3 WBGTに対する熱中症搬送リスク（年別）

前期

後期

通年

1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
2019

2020

2021

2022 2023

年

図 4 梅雨明け前後の熱中症搬送リスクの比較（３）熱中症搬送リスクと統計値の比較
令和 2 年度国勢調査から得た統計値と WBGT 表 3 市区町別の統計値と熱中症搬送リスクの関係
31℃における熱中症搬送リスクを市区町別に整統計値
相関係数
理し、単回帰分析による相関係数を求めた（表 高齢化率（65 歳以上人口/総人口）
0.70‡
３）
。
男女比（男性人口/総人口）-0.15
今回、分析に用いた統計値においては、高齢化 持ち家比率（持ち家に住む一般世帯
0.63‡
率、持ち家比率及び継続居住者比率が、熱中症搬 人員数/一般世帯人員総数）
送リスクと有意に相関性があることが明らかと 就業者比率（就業者数/総人口）0.40*なった。なお、いずれの統計値も、高齢化率と相 継続居住者比率（現在の住居におけ0.73‡
関性が高い統計値であるため、高齢化による影響 る居住期間５年以上の人口/総人口）が含まれる。
※無相関検定：*P<0.05、†P<0.01、‡P<0.005
４. 結論
既存の公開気象データから、WBGTの空間分布を求め、各市町消防本部から収集した熱中症救急搬
送者データと紐づけて、分析した結果、WBGTに対する熱中症搬送リスクは年ごとに異なることが明らかとなった。市区町別に国勢調査の統計値と熱中症搬送リスクを比較した結果、高齢化と関連する統計値との相関性が有意に高いことが明らかとなった。
５．今後の課題
地域ごとの熱中症リスクを明らかとするためには、暑熱順化の進行度合いと各種統計データの高齢化率との多重共線性を考慮した分析が必要であり、今後、搬送場所や重症度、覚知時刻などの熱中症
救急搬送者の詳細データや国勢調査以外の統計データも活用の上で、当該分析を深めたい。
参考文献
1) 小野雅司, 登内道彦: 通常観測気象要素を用いた WBGT（湿球黒球温度）の推定, 日本生気象学会
雑誌, 50(4), 147 ‒157(2014)- 26 -

福島県における洪水被害を対象とした気候変動の影響予測〇TAN JIAZE（福島県環境創造センター）
１．はじめに「福島県地球温暖化対策推進計画」 (令和 3 年 12 月) では、気候変動の影響が生じている又は影響が大きいと考えられる分野を、従来の 4 分野から 7 分野に拡充して適応策を推進していくこととして「福島県
いる 1)。また、福島県では気候変動への適応策等を効果的に進めるための基礎データとして、の気候変動と影響の予測（以下「県報告書」）」 (令和 5 年 3 月) を福島大学と連携して取りまとめて2)いる 。県報告書では、各分野で気候変動の影響を評価しているが、自然災害分野の影響評価は、建物等のストックの被害 (直接被害) が中心となっている。
気候変動が産業・経済活動分野にもたらす被害は直接被害だけではなく、例えば自然災害発生時における営業停止や投資の減少といったフローの被害（間接被害）が考えられる。直接被害は一部の地域に集中するが、間接被害は周辺地域にも広く波及する。また、被災地から企業が撤退するなどして投資が減少すると、長期にわたって負の影響が蓄積する可能性も考えられる 3)。こうした間接被害の長期的な影響の推計には、産業間の取引関係を念頭に競争的な資本・労働市場を導入したモデルである応用一般均衡（CGE）モデルのうち、市場経済における価格メカニズムを基礎に置いた動学モデル
である「動学的応用一般均衡 (DCGE) モデル」が用いられている。西鶴・武藤 (2017) は山梨県を対象に、洪水被害が将来の投資行動や資本蓄積にも影響を与えることを考慮し、DCGEモデル分析を用いて長期に及ぶ潜在的な洪水被害の影響を分析している 4)。
本研究では、気候変動が福島県内に与える影響の中から洪水被害に着目し、間接被害の長期的な影響を定量評価することを目的とする。分析対象地域は、県報告書の中で潜在被害額が最大である、いわき地域とした。ケーススタディとしていわき地域を対象に、DCGEモデルを用いた潜在的な洪水の
経済被害の推計を行った。
２．分析手法と用いたデータ
CGE モデルは、家計 (消費者) は自らの効用を最大化するように行動し、企業 (生産者) は自らの利潤を最大化するように行動すると想定し、それぞれを目的関数の形で表現する。財 (有形財) ・サー
ビス (無形財) や資本・労
表 1 静学的 CGE モデルと動学的 CGE モデルの特徴の比較働といった生産要素の需静学的 CGE モデル
動学的 CGE モデル
要関数と供給関数が導き出されると、それぞれの
財・サービス市場や生産要素の市場において、需要量と供給量が一致する
ように価格が調整されて市場均衡が達成される。
しかし、基本的な CGE
モデルは 1 期間の均衡のみの静学的 CGE モデルであり、複数期間に及ぶ変化を考慮していない。

時間の扱い

１期間のみ

複数期間を考慮

労働と資本の利用
可能量

固定

毎期変化

ショックの影響

資本の考え方

経済主体の最適化
将来予測

ショックは１回のみ
影響

長期に及ぶショックの影響を考慮可資本サービスのみを用いる

資本ストックから、資本サービスを生産基本的にしない

過去の情報に基づいて予測可能

１期間の最適化のみ

複数期間で逐次的に最適化

1- 27 -

そこで表 1 に示すような DCGE モデルを用いることで、将来の自然災害が福島県の経済にもたらす長期的な影響について分析する。本研究では細江ら (2016) を参考にして、DCGEモデルのうち逐次動学モデルを用いた 5)。これは現時点を定常状態とした時、人口成長率などが一定の比率で 1 期ごとに連続して相似拡大的に成長するモデルである。外生的ショック (洪水) を与えられてない基準均衡から逐次的に成長する経路を基準成長経路とし、外生的ショックを与えた仮想均衡から成長する経路
を仮想成長経路と定義して、得られた 2 つの経路の差から外生的ショックの影響を評価する。1 年を1 期とし、30 期までの 2 つの経路をそれぞれ計算した。計算には DCGE モデルの分析で一般的に使われる分析ソフトの GAMS を用いた。
「平成 27 年福島県生活圏分析に用いるデータは以下のとおりである。細江ら (2016) を参考 5) に、
6)
別地域産業連関表 (いわき地域) 」 を用いて、社会会計表 (Social Accounting Matrix：以下「SAM」) を作成した。産業部門は部門分類表を基に統合し、第 1 次・第 2 次・第 3 次産業の 3 部門とした。この SAM を利用して、カリブレーションによってモデルの各係数を計算する。カリブレーショ
ンとは、外生的に与えるデータや数値とモデルから導かれる値が整合的になるように、モデルのパラメータの値を設定することである。具体的には、モデルの連立方程式に基準均衡解（基準年の SAMデータ）を代入し、推定すべきパラメータを未知数とした連立方程式を解くことで求められる。外生変数のうち、人口変化率 ( pop ) のパラメータには、2021年度にいわき市が策定した「第 2 期いわき創生総合戦略人口ビジョン」7)より、2015年から 2060年までの推定人口をもとに、変化率の平均を求めてpop =－1.5%とした。資本ストックの減耗率 ( dep ) と資本の収益率 ( ror ) は、細江ら (2016)を参考に、それぞれ dep =－4%、
表 2 いわき地域における潜在被害額 (億円)
ror =－5%とした 5)。各種関数の代
直接被害額 間接被害額
合計値
乗数
替弾力性(σ)は、西鶴ら (2017) を
A
B
C
C／A
参考に、コブ・ダグラス型に近いもSSP1-2.6
493.24386.58879.821.78のを想定して、いずれも σ= 0.9%(2030 年期)とした 4)。また、直接被害額については県報告書より、県内における洪SSP1-2.6
509.88401.06910.941.79
水被害の直接被害予想額を引用し(2050 年期)た 2)。洪水による直接被害額を外生
SSP1-2.6
149.22109.28258.501.73
的ショックとしてとらえ、資本スト(2100 年期)
ックの減少という形でシミュレー
ションを行った。分析に用いる気候
SSP2-4.5
602.81484.081086.89
1.80
変動シナリオは社会経路 (SSP：S(2030 年期)

hared Socioeconomic Pathways)
シナリオのうち SSP1-2.6、SSP24.5、SSP5-8.5 の 3 つとした。それ
ぞれに対して 2030年期 (2021～2
040年) 、2050年期 (2041～2060
年) 、2100 年期 (2061～2100 年)の 3 つの対象期間を設け、対象期間ごとの降雨極値から直接被害額の推計を行った結果を引用した。
３. 分析の結果
将来の気候変動がもたらす、いわき地域において増加する潜在的なSSP2-4.5

91.43

66.27

157.701.72

247.69184.74432.441.75

667.75544.421212.171.82

601.36482.751084.111.80

1356.82

1367.662724.482.01(2050 年期)
SSP2-4.5(2100 年期)
SSP5-8.5(2030 年期)
SSP5-8.5(2050 年期)
SSP5-8.5(2100 年期)2
- 28 -

洪水被害額の等価変分は、表 2 に示す通りとなる。等価変分とは、所得効果や代替効果といった価格変化の影響を含めた、総合的な効用の変化をあらわす。
気候変動によって増加する潜在的な洪水被害額の等価変分は、基準年期と各シナリオの対象年期の差として表現される。シミュレーション期間は 30 年とし、表 2 には総被害額の等価変分と、それを直接被害額で除した乗数を示した。
潜在的な被害額の等価変分はSSP1-2.6で約260～910億円、SSP24.5 で約160~1100億円、SSP5-8.5で1100~2700 億円程度となった。間接被害を含む潜在的な洪水
被害額の等価変分の乗数は、直接被害額のみの場合の 1.7~2程度となり、間接被害は直接被害の70～
100% 程度と推計された。
４．まとめと今後の課題
DCGEモデルを用いた推計結果から、いわき地域における間接被害を含めた長期の潜在的な洪水被害額の等価変分は、直接被害額の約 1.7～2.0 倍程度となる可能性がある。すなわち、間接被害の大きさは直接被害の70～100%程度と推計されたことから、気候変動の影響を評価する上で間接被害の推計も重要であることが示唆された。なお、単純比較はできないものの、山梨県を対象にした西鶴ら(2017) の先行研究 4) における乗数は約 1.7 であり、本研究の間接被害はやや大きい結果となった。分析対象地域の産業構造の違いや人口構造の違い等が、こうした乗数の差の要因となっている可能性が考えられる。
今後の課題としては、以下の 2 点があげられる。1 点目は、産業分類の細分化である。今回の研究では地域全体への影響を評価するため産業部門を 3 部門に統合した分析を行ったが、洪水被害によって受ける影響の大きさは産業によって異なる可能性がある。産業分類を細分化したモデルを作ること
で、より詳細に産業ごとの影響の差を明らかにしたい。2 点目は、適応策の費用便益分析である。適応策の理解・促進に向けて、その有用性と併せて費用便益分析を行いたい。
参考文献
1) 福島県：福島県地球温暖化対策推進計画,
https://www.pref.fukushima.lg.jp/uploaded/attachment/566613.pdf, (2023. 12. 18アクセス).
2) 福島県：福島県の気候変動の影響と予測,
https://www.pref.fukushima.lg.jp/uploaded/attachment/570240.pdf, (2023. 12. 18アクセス).
3) 土屋哲・多々納雄一・岡田憲夫：新潟県中越地震による経済被害の計量化の枠組み．土木学会論文集, 23(2), 365-371 (2006).
4) 西鶴誠希・武藤慎一：山梨県における動学 CGE モデルを用いた洪水被害に着目した地球温暖化の影響評価．土木学会論文集 G (環境 ), 73(6), 391-402 (2017).
5) 細江宣裕・我澤賢之・橋本日出男：テキストブック応用一般均衡モデリング プログラムからシ
ミュレーションまで［第 2 版］
．東京大学出版会(2016).
6) 福島県：平成 27 年福島県生活圏別地域産業連関表,
https://www.pref.fukushima.lg.jp/sec/11045b/ana28.html, (2023. 12. 18アクセス).
7) いわき市：第 2 期いわき創生総合戦略人口ビジョン,
https://www.city.iwaki.lg.jp/www/contents/1616479401591/ﬁles/iwakisenryaku2_main01_vision.pdf, (2023. 12. 18 アクセス).

3- 29 -

浅い湖沼の貧酸素化現象の特質とその悪影響評価の試み○高津文人 1・○土屋健司 1（1 国立環境研究所 地域環境保全領域）
１．はじめに湖沼の貧酸素化リスクは、気候変動下で今後増大すると言われている。その理由として、高気温や日射量の増大により湖沼の表層が高水温となり、底層水との水温差が広がることにより、湖水の鉛直混合が阻害されるからと一般に説明されている 1), 2)。ただ、こうした水温差は水深が 10mより深い湖で生じやすく、それより浅い湖沼では、風波の影響や夜間の気温低下等による湖水の鉛直混合が促進
され、貧酸素化リスクを軽減する可能性もある。日本では汽水湖を除けば、琵琶湖やダム湖などの深い湖沼で貧酸素化が報告されているが、浅い湖沼での貧酸素化については網羅的調査が進んでいない。
今回、琵琶湖南湖・霞ケ浦・八郎湖・湯の湖の４湖沼で 2018から 2021年の溶存酸素データロガーのデータを解析することで、浅い湖沼の貧酸素化現象の特質が見えてきたので報告する。また、貧酸素化の悪影響としては移動性の乏しい底生動物の大量死などが深刻であるが、もう一つの脅威として湖沼からのメタン発生量の増える可能性が考えられる。湖沼や湿地からの溶存メタン濃度についてはこれまでその報告事例が十分でなかったが、今回多様な水系で得られた知見を報告する。
２．調査方法と結果
霞ケ浦を除く対象湖沼では複数水域で調査を行った。南湖では２か所、八郎湖では４か所、湯の湖
では２か所に水温・溶存酸素センサーロガー(HOBO U26)を仕掛けた。各水域では、ブイとアンカーで固定したロープの表層 1m と湖底から 1m（湯の湖のみ湖底から 5m）にロガーをセットし、15 分に１回の頻度でデータ取得を行った。得られたデータは近隣のアメダスの気象データと比較し時系列解析を行い、貧酸素化要因を解析した。その結果、湖沼ごと主たる要因は異なるものの、高水温・大風・降雨といった気象イベントが貧酸素化の要因として考えられた。
溶存メタン濃度については大きく分けて霞ヶ浦，霞ケ浦周辺の谷津湿地，北海道十勝川下流の湖沼群の３地域でサンプリングを行った。その結果、溶存メタン濃度に関しては、
11 nmol L-1 ~ 4.5 × 10 4nmol L-1 の４ケタにわたる変動を示した。中でも谷津湿地からの流出水中の溶存メタンが谷津間で大きく異なり、次に十勝川下流の湖沼群、霞ケ浦湖内の順にメタン濃度の空間変動幅は減少した。谷津の中では湿地内に池を有するものを除けば、溶存メタン濃度は溶存酸素濃度が高くなるにつれ低下することから、現象的には貧酸素状態の谷津ほど高濃度のメタンを含む結果となった。湧水と表面水の混合割合や湧出後の大気への拡散、もしくはメタン酸化割合の違いが谷津からの流出水中の濃度を決めている可能性が高いと推測された。一方、溶存メタン濃度の季節変化を知るために、霞ケ浦での毎月の定期調査でサンプリングを実施した。湖内の複数地点で水温・泥温が高くなる７月～９月に溶存
メタン濃度が高くなり、霞ケ浦で貧酸素化のリスクが深刻化する時期と一致した。一方で、冬季にメタン濃度が上がる傾向も見られたことから、必ずしもメタン濃度と貧酸素化リスクが対応していない可能性も示唆された。
３. 結論
浅い湖沼の夏季に一時的に生じる貧酸素化リスクは八郎湖底層では特に高く、湯の湖・霞ケ浦がそれに次いで高かった（図１）。琵琶湖南湖では貧酸素状態と言える事象は１度記録されたのみであった。このことから、単に夏季の平均気温の違いが影響するという単純なものではなく、湖沼の栄養状
態や複数の気象要因（高水温・大風・降雨）の組み合わせが貧酸素状態を作り出すと考えられ、さらなる多様な湖沼での観測データの蓄積が必要であることが示唆された。
- 30 -

80
長さ（hr）

貧酸素期間の

100

60
40
20
0
琵琶湖
南湖

八郎湖

霞ケ浦

3

-1

DO 最低値 (mg L )各貧酸素イベントの

4

2

湯の湖

また、貧酸素化影響として温室効果ガスのメタン濃度に着目した研究成果からは、霞ケ浦で夏季にから秋季にかけて高まる溶存メタン濃度に関しては貧酸素化の影響も考えられるものの、それでは説明できない事象もあり、湖沼や湿地の溶存メ
タン濃度が貧酸素化以外に、湖沼の栄養状態や水の滞留時間の増大に伴う、生態系内でのメタン生成
やメタン酸化の寄与の変動を考慮する必要があると考えられた。

４．今後の課題
貧酸素化のリスクが高まる夏季の気象条件は毎年異なることから、同じ
0
湖沼であっても複数年に
琵琶湖
八郎湖
霞ケ浦
湯の湖
わたって高頻度観測を続
南湖
け、浅い湖沼の溶存酸素状態の気象場に対する反図１ 上図が湖沼ごとの貧酸素イベントの平均時間、下図が貧酸応を解き明かすことが今
素イベントの底層 DOの最低値。黒丸が平均値、上付き下付きバ
後求められる。また貧酸
ーの長さは標準偏差を意味する
素化影響の中でも未解明の部分が多い溶存メタン濃度やメタン酸化速度に関する情報を蓄積することで、湖沼・流域も含めた
温室効果ガス発生予測に資する知見の集積を行いたい。
1

参考文献
1) Maberly, S. C., O’ Donnell, R. A., Woolway, R. I., et al. (2020). Global lake

thermal regions shift under climate change. Nature Communications, 11(1), 1‒10.
2) Woolway, R. I., Sharma, S., Weyhenmeyer, G. A., et al. (2021). Phenological shifts
in lake stratiﬁcation under climate change. Nature Communications, 12(1), 1‒11.

- 31 -

昆虫類の環境 DNA 調査はどこまで進んだか？
-国Ⅱ型研究により達成した手法の標準化と DNA データベース整備長谷部勇太（神奈川県環境科学センター）
１．はじめに水生昆虫類を中心とした河川等の底質に生息する生物(以下「底生動物」)は水質等の環境の変化に鋭敏に反応することから、水質評価を始めとした水環境の健全度評価に用いられている 1)。
生物を用いた水環境の評価は長期的な水質を反映する等、化学的な水質評価に比べて優位な点がある一方で、調査手法としては捕獲を主体としており、調査に必要な人的資源と分類学に関する知識がネックとなり、全国において広く実施されている状況には至っていない。
このような中、環境中に生息する生物から放出された DNA から生物の生息状況を把握する手法、
いわゆる「環境 DNA 調査」が注目を集めている。従来の捕獲調査に比べて効率的に調査が可能なこと等優れた点があるとされており 2)、魚類では実用化が進んでいるものの、水生昆虫を始めとした底生動物については特異的なプライマーの未開発やプライマーが対象とする DNA 領域のデータベースが不足していること等により、実用化は進んでいない。
そこで当センターでは、全国環境研協議会からの提言を受けて国立環境研究所と複数の地環研等の研究者が参加して共同研究を実施する仕組みである「II 型実施共同研究」を活用して、底生動物のうち、その多くを占める水生昆虫類に着目した環境 DNA調査手法の開発を進めている。
昨年度は、神奈川県内で採取した環境 DNA サンプルを用いた事前検討結果を発表したが、今年度
は調査手法全般にわたる標準化及び DNAデータベース整備結果を中心に報告する。
２. 方法
２．１ 環境 DNA調査手法の標準化
２．１．１ 多種サイト占有モデルによる解析
環境 DNA 調査にあたっては、ろ過水量、サンプルの反復数、次世代シーケンサーの読み取り深度等様々な要因が種の検出数に影響する。そこでこれらの要因の影響の大小を評価
し、種検出数を最大化できる調査手法を検討するため、多種サイト占有モデルによる解析を実施した。
神奈川県を流れる相模川および酒匂川の 20 地点で流心の表層水を 4 反復で採水し、それぞれろ過量は 400ｍL,
600mL,800mL,1000mLとし、Wong 3)の方法で DNA 抽出を相模川行い、MtInsects-16S プライマー4)を用いた環境 DNA分析を酒匂川実施した。次世代シーケンサーについては iseq100 による…調査地点
150bp×2 でのシーケンスを実施した（図 1）。
得られたシーケンスは Usearch v11.0.667 5)によるデノイジ
図 1 調査地点位置図
ングパイプラインによる処理を行い、神奈川県で整備した昆虫用 DNAデータベース6) 及び Genbankに登録された DNAデータベースを用いてBLAST7) 解析により配列一致率 98%で種の同定を実施した。
得られた種リストとリード数の関係から多種占有モデルによる対象種の存在確率、環境 DNA サン
プル中に対象種の DNA が含まれる確率およびサンプルに対象種の DNA が含まれる場合に、サンプ- 32 -

ルの全リードに対して対象種のリードが占める割合を算出した。この解析は国立環境研究所の深谷主任研究員が実施した。解析には「occumb」という R パッケージを使用しており、詳細については右の QRコードの GitHub ページを参照いただきたい。
「occumb」URL

２．１．２ 種判定閾値の検討
神奈川県においては比較的多くの水生昆虫の DNA データベースが整備されているが、他県の場合
は、整備率が十分でないところが多い。そのため、各地方環境研究所で実施した環境 DNA 調査から得られた配列を BLAST 解析により種判定を行う際、神奈川県で整備した DNAデータベースを用いることとした。一方で県の DNA データベースは神奈川県で採取された個体が多いことから、神奈川県から遠い場所での調査では種の遺伝的変異が大きいことが想定された。県で使用している種の判断
基準は配列一致率 98%としているが、この基準では種の検出率が悪いものの、別種と誤同定することも避けなければならない。
そこで、別種と誤同定することなく、多くの種を同定できる配列一致率について検討を実施した。
各地方環境研究所が調査した環境 DNA サンプルを２．１．１と同様の手法で分析を行った。
BLAST 7)解析においてTopHitの配列一致率が 98%以上の種を選定し、TopHitの種と二番目に配列一
致率が高かった別種間の配列一致率の差を算出した。これら種間の配列一致率の差を科ごとにとりまとめた。
２．２ DNAデータベース整備
各地方環境研究所は環境 DNA 調査を実施後、水生昆虫類の捕獲調査を実施した。得られたサンプ
ルは 100%エタノールに保存したうえで神奈川県環境科学センターへ送付し、河川水辺の国勢調査の経験のある生物調査会社に委託し、可能な限り種まで同定を行った。また、種まで同定されたサンプルを中心に形態的特徴を写真で撮影した。
種まで同定されたサンプルは、可能な限り形態的特徴を残す形で DNA 抽出を行い、ミトコンドリ
ア DNA16SrRNA領域のAQdb-16S4) の領域を Miseq により 300bp×2 でシーケンスを実施した。
得られた配列はUsearch v11.0.667 5)を用いたデノイジングパイプラインによる処理及び BLAST 解析などによる近縁種との照合等を行い、一定の精度を確保できた配列については系統情報などを整理し、神奈川県の HP(https://www.pref.kanagawa.jp/docs/b4f/suigen/edna.html)で公開しているミトコ
ンドリア DNA領域の 16SrRNA領域のデータベースに追加した。
３．結果
３．１．１ 多種サイト占有モデルによる解析
解析の結果、全体的な傾向として捕獲調査で確認された地点が多い種、いわゆる普通種は存在確率が高くなり、瀬での対象種の生息密度は全体のリード数に占める対象種のリード数の割合を大きくすることが明らかとなった。
また、種検出率の最大化に関する検討では、ろ過水量、サンプルの反復数、次世代シーケンサーの読み取り深度の増加は、いずれも検出種数に正の効果を与えることが明らかとなった。また、その中でもサンプルの反復数を増やすことが最も種の検出数の増加に効果的であることが明らかとなった。
これらの結果を活用することで、限られた予算の中で最も期待される検出種数が高くなる方法をデザインすることが可能となり、より効率的な調査が可能となると期待される。
３．１．２ 種判定閾値の検討

種間変異を検討した結果、図 2 のとおりカゲロウ目のうちモンカゲロウ科、カワゲラ目のうちクロカワゲラ科、ホソオナシカワゲラ科、オナシカワゲラ科およびミドリカワゲラ科では比較的種間変異が小さいことが明らかとなった。今後種内の地域変異も把握することで、精度の高- 33 -

い種判定閾値の設定ができることが期待される。少なくとも現在のデー
タベースからは、分類群毎に種判定
閾値を設定することが支持された。
３．２ DNAデータベース整備
令和 5 年 11月に公開した DNAデー
タベース ver1.2において、静岡県で採取されたサンプルの DNA配列 5 個を公開した。現在 110サンプルの分析を進めており、これらについては現在の
図 2 カゲロウ目、カワゲラ目、トビケラ目の種間変異
ところ令和 6 年春公開予定の ver1.3 に盛り込む予定である。これによりそれぞれの種の地域的な変異の程度が明らかとなることが期待される。
また、今後これらのデータは DDBJ への登録も実施予定である。
４ 謝辞
本発表にあたり II 型実施共同研究に参加し、環境 DNA 調査に協力していただいた国立環境研究所、地方環境研究所の皆様及び神奈川県の昆虫類 DNA データベース構築にご協力いただいた株式会
社生物技研及び株式会社プラントビオの皆様にこの場を借りてお礼申し上げます。
参考文献

1) Cain, D. J., Luoma, S. N., Carter, J. L., & Fend, S. V. (1992). Aquatic insects as bioindicators of trace element contamination in cobble-bottom rivers and streams. Canadian
Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 49(10), 2141-2154.
2) Darling JA, Mahon AR.:From molecules to management:adopting DNA-based methods
for monitoring
biologicalinvasionsinaquatic
environments.
Environmental
Research,111:978-988 (2011).
3) Wong, M. K. S., Nakao, M., & Hyodo, S. (2020). Field application of an improved protocol
for environmental DNA extraction, puriﬁcation, and measurement using Sterivex ﬁlter.
Scientiﬁc Reports, 10(1), 1-13.
4) Takenaka, M., Yano, K., Suzuki, T., & Tojo, K. (2023). Development of novel PCR primer
sets for DNA barcoding of aquatic insects, and the discovery of some cryptic species.
Limnology, 24, 121-136.
5) Edgar, R. C., & Flyvbjerg, H. (2015). Error ﬁltering, pair assembly and error correction fornext-generation sequencing reads. Bioinformatics, 31(21), 3476-3482.
6) 環境 DNAのページ : 神奈川県ホームページ
https://www.pref.kanagawa.jp/docs/b4f/suigen/edna.html (2023.12.19 アクセス)

7) Camacho C, Coulouris G, Avagyan V, Ma N, Papadopoulos J, Bealer K, Madden TL.
BLAST+: architecture and applications. BMC Bioinformatics. 2009 Dec 15;10:421. doi:
10.1186/1471-2105-10-421. PMID: 20003500; PMCID: PMC2803857.

- 34 -

食物連鎖モデルを用いた瀬戸内海播磨灘の生態系パラメータ感度解析
古賀佑太郎 1
（1 公益財団法人ひょうご環境創造協会 兵庫県環境研究センター）
１．はじめに
瀬戸内海東部に位置する播磨灘では，富栄養化対策を行った結果，栄養塩類濃度は低下し，赤潮等の発生頻度が抑えられた等の一定の成果を上げた．一方で現在は，貧栄養によるノリの色落ちや漁獲量の減少が問題となっている．
このため，「瀬戸内海環境保全特別措置法」
が 2015 年に大幅改正され，「きれいな海」から漁業資源の宝庫としての「豊かな海」とする旨，明文化された．とくに兵庫県では，栄養塩類管理のため，下水処理場等から栄養塩類排出量増加などの措置を行っている．このような播磨灘の栄養塩類管理施策の効果を把握するためには，数値モデルを用いた，栄養塩類と生態系の動態予測が不可欠である．数値モデルで，これらの動態予測に必要となる低次生態系パラメータは，海域ごとに異なることがわかっており，一方で，魚類等の高次生態系パラメータの情報はほとんど無い．そのため，対象海域の特性に応じた生態系パラメータは，統計的・確率的に求めることが有効である．このことから，対象海域の栄養塩類量・生物量を再現できる生態系パラメータをモンテカルロ
法により複数セット取得する「食物連鎖モデル」を開発した．本研究では，「豊かな海」の創造のために漁業資源である「魚類」の存在量に対する生態系パラメータの感度解析をした．
２．方法
琵琶湖を対象として開発された食物連鎖モデル 1)を，Fig. 1 に示すように播磨灘を対象に構造変更した。本モデルの特長は，生態系パラメータを一意に定めずに，最大最小幅からランダムに抽出し，現況を再現する生態系パラメータセットを 1000 パターン取得し，これらの計算結果から統計的・確率的に TN（全窒素）濃度・植物プランクトン・動物プランクトン・プランクトン食性魚・魚食性魚のバイオマス及び生態系パラメータを評価できる点である。そのため，計算領域を 2 つのボックスで表現する等，構造を単純化することで多数の繰り返し計算を可能としている。
まず，本モデルを用いて，2010年代の播磨灘を再現する生態系パラメータセットを 1000パターン取得した。そして，魚類（プランクトン食性魚+魚食性魚）バイオマスと生態系パラメータの関係を整理した。魚類バイオマスが多いケース（上位 250パターン）と少ない時（下位 250）パターンを比較して，それぞれで採用され生態系パラメータの間に有意な差があるか調べた。

図１ 食物連鎖モデルの概念図- 35 -

プランクトン食性魚

参考文献
1) 佐藤祐一，早川和秀，2019．栄養塩負荷の増減が琵琶湖の高次生態系に与える影響：モンテカルロ法を用いた食物連鎖モデルによる解析．水環境学会誌 42 ，
133-143．

魚食性魚

謝辞 本研究は，大阪湾広域臨海環境整備センターの大阪湾圏域の海域環境再生・創造に関する研究助成の援助を受けて行われた。

動物プランクトン

植物プランクトン

３．結果と考察
北部沿岸域と中央南部域を合わせた魚類（プランクトン食性魚 +魚食性魚）バイオマスと生態系パラメータの関係を表 1 に示す。モデルの計算上，魚類パラメータが魚類バイオマスに直接影響を与えるため，これらに強い相関がみられた。魚食性魚の死亡率をみると，正（(a-b)/b>0 ）の相関（ ***）があった。魚食性魚の死亡率が大きいと，魚食性魚バイオマスは有意に少なくなるが，魚食性魚はプ
ランクトン食性魚の捕食者であるため，プランクトン食性魚バイオマスは有意に多くなる。プランク
トン食性魚バイオマスが魚食性魚バイオマスに比べて，1000パターンの中央値で約３倍多いため，結果的に魚類バイオマスに対して正の相関がみられたと考えられる。一方で，プランクトン食性魚の死
亡率とは負の相関であった。これは，プランクトン食性魚の死亡率が高いと，プランクトン食性魚バ
イオマスが少なくなり，これを捕食する魚食性魚バイオマスも少なくなるためである。最大成長率をみると，プランクトン食性魚と魚食性魚ともに負の相関であった。本モデルの計算で，最大成長率が大きい場合は，比較的少ないバイオマスで生態系が維持される結果になったと考えられる。しかしな
がら，表中には示していないが，各魚類のそれぞれの最大成長率と死亡率は正の相関があった。厳密には，本モデルでは「死亡率 ＝ 漁獲量」を表してはいないものの，最大成長率が大きいと安定した漁獲量が確保できると考えられる。魚類以外のパラメータでは，動物プランクトンの最大成長率と正の相関がみられた。
これは，
プランクトン食性魚の餌である動物プランクトンが増殖することにより，魚類バイオマスが多くなったと考えられる。以上から， 表１ 1000 パターンの生態系パラメータと魚類バイオマスの関係
上位25％ 下位25％
高次生態系を含んだ生態系
生態系パラメータ(a-b)/b
t検定
単位
(a)
(b)
モデルで高次生態系を評価
北部沿岸
2.565
2.566
0.0%
最大成長率
/day
する場合，高次生態系のパ
中央南部
2.159
2.157
0.1%
開口放出
/day
0.084
0.085
-1.5%
ラメータが大きく影響する
北部沿岸
0.244
0.242
1.2%
最大窒素
gN/gC/day
ことが分かった。しかしな
中央南部
0.305
0.302
1.0%
摂取速度
がら，高次生態系のパラメ
北部沿岸
0.045
0.045
1.0%
半飽和定数
gN/m3
中央南部
0.071
0.070
0.6%
ータは不明な部分が多いた
混雑効果定数
0.752
0.766
-1.9%
m3/gC
め，本モデルのように統計
呼吸率
/day
0.033
0.036
-6.6%
的に解析する手法は有効な
北部沿岸
0.030
0.030
-1.5%
死亡率
/day
中央南部
0.050
0.050
-0.7%
手段の一つであると考えら
沈着率
m/day
1.742
1.752
-0.6%
れる。
最大NC比
0.196
0.194
1.4% ＊＊
最小NC比
最大成長率
同化率
半飽和定数
呼吸率
死亡率
NC比
最大成長率
同化率
半飽和定数
呼吸率
死亡率
NC比
最大成長率
同化率
半飽和定数
呼吸率
死亡率
NC比

/day
gC/m3
/day
/day
/day
gC/m3
/day
/day
/day
gC/m3
/day
/day
-

0.115
0.482
0.807
0.124
0.025
0.024
0.161
0.236
0.752
0.088
0.007
0.016
0.195
0.181
0.627
0.079
0.009
0.022
0.228

0.117
0.429
0.797
0.127
0.026
0.026
0.154
0.245
0.691
0.086
0.008
0.018
0.224
0.236
0.703
0.072
0.007
0.014
0.215

-1.4% ＊＊
12.2% ＊＊＊
1.2%
-2.9% ＊＊
-5.4%
-6.5%
3.9% ＊-3.7% ＊＊
8.9% ＊＊＊
3.3%-9.1% ＊
-10.3% ＊＊＊-13.0% ＊＊＊-23.5% ＊＊＊-10.7% ＊＊＊9.3% ＊＊＊
25.6% ＊＊＊
55.5% ＊＊＊
5.8% ＊＊＊:ｐ値＜0.05，＊＊:ｐ値＜0.01，＊＊＊:ｐ値＜0.001
太字は「＊＊＊かつ|(a-b)/b|>5%」を満たす生態系パラメータ- 36 -

近年の琵琶湖における水の華の動向について〇河上 新大 *1, 藤原 直樹 *1, 岩本 健也 *1, 宮下 康雄 *1, 一瀬 諭 *1, 河村 勇輝 *2（＊1 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター、＊2 滋賀県琵琶湖環境部琵琶湖保全再生課）
１．緒言「水の華」とは、湖沼やダム湖に分布している浮遊性のプランクトンが爆発的に増殖し、水色を著
しく変化させる現象の総称である。水の華による水色の変化は、その原因となっているプランクトン
種によって異なるが、渦鞭毛藻や黄色鞭毛藻によって水色が赤褐色または黄褐色に変化する現象を特に「淡水赤潮」、藍藻類が水面に集積して水色が濃い緑色に変化する現象を「アオコ」と呼び分けている。一般的には窒素やリンなどの栄養塩濃度、水温、光強度などの物理化学的要因のほか、競合する
他の植物プランクトンや上位捕食者の存在などの生物的要因が水の華発生に関与していることが分かっている。しかし、これらは環境条件によって複雑に相互作用するため、発生メカニズムの解明、ひいては発生の予測法を確立するためには他の要因を加味した総合的な観測が必要である。
滋賀県では1977年に淡水赤潮1) が、1983年にアオコが初確認されている2) 。淡水赤潮発生以来、琵
琶湖全域における水質監視を強化するとともに、排水基準の強化、下水道整備等の流入負荷対策によって琵琶湖の富栄養化の抑制を図ってきた。淡水赤潮に関しては 2009 年の発生を最後に現在まで発生が確認されていないが、アオコは南湖においては毎年のように確認されている。なお、アオコ原因の藍藻類は多様で、水道水の質を低下させる臭気性物質や、他の水生生物に影響をおよぼす毒性物質を産生する種も存在しているため、安全性確保のためにも定期的な調査と優占種の同定は重要である。
本調査では、琵琶湖南湖における過去５年間分の定点観測を元にアオコの発生状況を把握するとともに、アオコ構成種の解析を実施した。また、発生期間中における気象データなどから近年の発生動向について評価した。
２．調査方法琵琶湖南湖における調査地点には、湖水が滞留しやすく、アオコの発生頻度が高い 8 地点を選定し(Fig. 1)、6月から11月までの 6 ヶ月間を調査期間とした。浮遊性藍藻類が太陽光を吸収するために浮上してくる午前中を観測時間として 2 日に一度観測を行った。また、その他沿岸帯で著しく水面の変色を確認、もしくは地域住民からの通報、県庁から要請があった場合は別に観測を行った。
アオコ発生の判定には７段階の基準 3) を設け、各定点の判定を行った。判定基準には湖面の変色面積、形成密度があるが、長さ5 m ×幅1 m以上の変色が隙間なく形成されている状態を発生と判定し、その状態が続く日数を発生日数として計上した。まFig. 1 琵琶湖南湖における調査地点図
た、発生が直近の調査と連続して観測された場合、間の期間も発生とみなして発生日数に計上した。
また、アオコ発生時に水面から10 cmまでを採取した湖水中のアオコ構成種を生物顕微鏡(Nikon 製
ECLIPSE Ni-U) で同定・計数し、種ごとの群体数濃度を求めた。種ごとに群体あたりの体積量 4,5)を乗じて、各調査におけるアオコ種の体積量を算出し優占種を特定した。

- 37 -

３．結果・考察
2018年～2022年までの過去5年間と今年度(2023年)の調査結果をFig. 2、Table 1に示した。過去5年間では、発生日数、発生水域数ともに大きく変化はなかった。しかし、今年度の調査では例年と同様の発生水域数であったが、発生日数が過去最長記録を更新した。特に際川地先地点(Fig. 1⑧)では 8
月下旬から 10月中旬まで長期間継続的にアオコが発生した結果となった。また、定点調査地点のほかに地点 8 の近隣（柳が崎、鏡が浜）で大規模なアオコが確認された。今年度の発生の特徴として、8 月
下旬～8 月上旬までは南湖東岸で集中的にアオコが発生し、その後西岸に集中して発生する傾向が見られた。
Table 1 2023年度における琵琶湖南湖でのアオコ発生の状況

発生日数が最長であった際川地先地点におけるアオコ種の体積および占有種の変遷を Fig. 3に示した。調査期間を通じて Microcystis 属が優占種となることが多かったが、9 月初旬、
下 旬 に 発 生 し た ア オ コ で は Anabaena(Sphaerospermopsis，Dolichospermum）
属が優占種となった。
また、気象庁彦根地方気象台大津観測所の降水量、国土交通省近畿地方整備局琵琶湖河川事
務所の瀬田川洗堰放流量データを用いて、南湖の湖水の流動性を評価した (Fig. 4)。調査期間中において 8 月中旬の台風による降水量増加と、それに伴い 8 月後半に放流量の増加があり、それ以降東岸においてアオコの発生はなかった。しかし、西岸の一部水域では放流量のほか
水草繁茂等の影響で湖水の流動性が弱く、8 月
以降のアオコ発生に影響があったと考えられる。特に 9 月以降放流量が 100m3/s を上回った日がなかったことから、南湖の水域において長期間湖水の流動が不活発で、アオコ原因種がその場に残存し続けたことが考えられる。

- 38 -

Fig. 2 発生日数および発生水域

Fig. 3 際川地先地点における藍藻類の変遷

４．今後の課題
2022年度までの5 年間ではアオコの発生日数は例年並みであったものの、2023年度際川にて発生したアオコが最長の継続記録を更新した。
今後も長期的発生の可能性があることを踏まえて、アオコ発生の条件や発生予測法の確立などが必要であると考えられる。そのためにはプラ
ンクトン種の同定技術のほか、気象・水質データや湖面の流れなど、多様な外的データを含めて統計的解析が必要であると考えられる。
また、様々な要因によって変化し続ける自然
環境において、生物相の遷移などの生態学的な情報共有を発信し続けるためにも、継続的な定点観測は重要である。

Fig. 4 2023年度調査期間における瀬田川洗堰
放流量と大津市降水量の推移

５．謝辞
本調査は、滋賀県琵琶湖環境部琵琶湖保全再生課が主管し、同課、南部環境事務所および琵琶湖環
境科学研究センターの職員ならびに大津市環境政策課、草津市環境政策課および守山市環境政策課職員の方々により実施されている。関係各位にこの場を借りて厚く御礼申し上げる。
６．参考文献1) 滋賀県 編(1983),『淡水赤潮対策調査報告書（昭和 54年度）』, 滋賀県,
2) 一瀬諭, ほか編(1988),『琵琶湖における「水の華」に関する調査報告書（昭和 59年～61年）』, 滋
賀県立衛生環境センター.
3) 福島武彦, 相崎守弘(編)(1995),『アオコの計量と発生状況、発生機構（アオコ指標検討会資料）』,
国立環境研究所, f072-1995.
4) Kovala, P E et al (1966), “Computation of phytoplankton cell number, cell volume, cellsurface and plasma volume per litre, from microscopical counts”, Department of
Oceanography, University of Washington. Special Report, 38.
5) 一瀬諭 ほか(1995),『琵琶湖の植物プランクトンの形態に基づく生物量の簡易推定について』, 滋
賀県衛生環境センター所報, 30, pp.27-35.

- 39 -

湧水を用いた無施肥レンコン栽培：レガシー窒素の浄化と生物多様性保全機能◯松崎慎一郎 1・高津文人 2・渡邊未来 2・今藤夏子 1・竜田藍子 3（1 国立環境研究所生物多様性領域・2 国立環境研究所地域環境保全領域・3 里山レンコン）
１．はじめにわれわれは、食糧生産なくしても生存することはできない。しかし、食糧生産を増加させるために、窒素やリンなどの栄養塩を含む肥料が大量に投入され、植物に利用されなかった余剰分は、地下水を通じて川へ流出し、流域の末端にある湖沼の富栄養化を引き起こしている。農業生産と環境保全を両立する管理手法を検討が必要である。
農地が広がる流域では、長年、施肥された窒素の余剰分が土壌や地下水に蓄積しており、レガシー
窒素と呼ばれている。レガシー窒素が存在する限り、窒素施肥量を大きく減少あるいは無施肥にしても、下流にある河川や湖沼の水質が改善するまでに長い時間を要する。つまり、流域負荷対策を講じても、水質の改善に大きなタイムラグが生じることになる。このレガシー窒素の流出をどのように抑制・緩和することができるかが課題になっている。
本研究では、千葉県印旛沼流域に位置し、果樹園等が広がる台地の谷津で、湧水を引き込み、無施
肥でレンコンを生産する圃場（図1A）の機能に着目した。この場所の湧水は硝酸態窒素濃度が高く、レガシー窒素が含まれている。その湧水をハス田に引き込んでいることから（図1B）、レンコンを栽培しながら、レガシー窒素の流出を緩和している可能性が考えられた。また、無施肥でレンコンを栽培していることから、水生生物のハビタットとしても重要な役割を持つと考えられた。そこで、本ハス田がレガシー窒素を除去する機能をもつか、また生物多様性の保全にも効果があるかについて調査を行った（Matsuzaki et al. 2023）。

図 1. （A）小さな谷津の奥にハス田があり、台地の上には畑や果樹園が広がっている。水色の実線矢
印は表流水の流れ、点線矢印は湧水の流れを示している。
（B）じんわりと湧き水（黄色矢印）がハス
田に湧き出ている様子。
２．調査方法と結果【湧水の年代推定】
ハス田に流入する湧水を採水し、湧水中に含まれる硝酸態窒素濃度およびフッ化硫黄（SF6）を分析した。
10mg/Lを超える高い硝酸態窒素濃度が検出された。また、SF6 の濃度から湧水の滞留時間は推定した結果、平均で12.5年であった。このことから、台地にはレガシー窒素が蓄積されていることが確認できた。

- 40 -

【硝酸態窒素濃度の変化】
ハス田に流入する湧水およびハス田の流出
水の水質を 4 回にわたり測定した。硝酸態窒素
濃度は、ハス田を通過することで大きく減少す
ることが明らかとなった（図2）。ハス田内での植物プランクトンの発生により、懸濁態窒素濃度がやや増加したが、全窒素濃度に占める割合
はごくわずかであった。結果的に、全窒素濃度
で見ても濃度が減少することがわかった。
図 2. ハス田における硝酸態窒素濃度の変化率。
レンコン中に含まれる窒素含有量を分析し、収 穫 量 を 掛 け る こ と で、収 穫 に よ る 窒 素 の 持 ち 出 し 量 を 算 出 し た と こ ろ、38.6 kg
N/ha/year であった。既存研究によれば、水田等の脱窒量は 989~2235 kg N/ha/year である
ことから、本ハス田で観察された硝酸態窒素濃度の減少は、滞留時間が長くなるため、脱窒による窒素除去効果が大きかった可能性が示唆された。
【環境 DNAによる魚類群集の把握】
各ハス田から 1L を採水し、環境 DNAを抽出した。環境 DNAメタバーコンディングの結果、計10種群の魚種が検出された。その中には、環境省のレッドリストに記載されているホトケドジョウ（絶滅危惧 IA 種）、ミナミメダカ（絶滅危惧 II 類）、ドジョウ（準絶滅危惧種）も含まれた。このことか
ら、無施肥のハス田は、魚類の生息場所としても重要であることが示唆された。
３. 結論
スナップショット調査の結果ではあるが、対象とした無施肥ハス田は、レガシー窒素の下流への流出を減少させていること、魚類の生息場所として機能していることが明らかとなった（Matsuzaki etal. 2023）。最近、生態系の多面的な機能を活用して、社会が抱える複数の問題を同時に解決する
Nature-based solutions（NbS）が国内外で注目されている。千葉県や茨城県のように、農業生産と水質保全にトレードオフが生じレガシー窒素が問題になっている流域においては、水質浄化、生物多様性保全、有機農業推進が課題になっている。無施肥・無農薬のハス田は、これら 3 つの課題を同時に解決できるポテンシャルがあると考えられ、Nature-based solutions の good practice といえるだろう。
※参考文献
Matsuzaki SS, Kohzu A, Watanabe M, Kondo IN, Tatsuta A (2023) Use of legacy nitrogenas a resource: unfertilized lotus ﬁelds contribute to water quality improvement
and biodiversity conservation. Nature-based solutions 4:100080.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772411523000320※オープンアクセスのため、どなたでも論文をダウンロードすることが可能です。

- 41 -