新潟県建設技術センター
研究課題

令和３年度研究助成

報告書

最新技術を活⽤した海岸清掃と学びを提供する活動に関する事業
申請者

⻑岡技術科学⼤学

南⼝

誠

はじめに
新潟県は，635.6km（うち本⼟は 325.4km）にわたる⻑い海岸線を有し，この⻑さは全都道府県で２２位である．特に遠浅の砂浜が多く，夏には海⽔浴で賑わうことからも，新潟県⺠と海岸との関わりは特に強いといえる．昨今，海洋プラ
スチックゴミは新潟の海岸でも⼤きな問題になっており，県⺠の関⼼も⾼い．しかし，ほとんどの県⺠は具体的な⾏動に移るところまでは進んでいないのが現状である．
申請者が勤務する⻑岡技術科学⼤学では⼀昨年より SDGs 推進室の活動の１つとして学外の機関とも連携して，海岸清掃を実施した．本学学⽣も海洋プラス
チックゴミへの関⼼は⾼く，県内でも多くのボランティアが頻繁に活動している状況でもある．しかし，現状のボランティアの活動には限界も感じているのは事実である．また，海岸清掃には，単に海岸を掃除することに加えて，地域住⺠への啓発活動と位置付けて実施している場合もある．そのため，海岸清掃による疲労の軽減や⼦供でも活躍できる状況を作ることとともに，海岸や海，プラスチックなどに関わる学びの時間を設けることは有効性が⾼いものを考えている．
そこで，我々は “学べて楽しくて疲れない”海岸清掃を提案している．申請者はこの活動を“海岸清掃×学びプロジェクト”として県内外で展開している．
本申請は，この海岸清掃に向けて，以下の検討を⾏った．
１．電動アシスタント台⾞の活⽤とマイクロプラスチック改修のための改造
２．海岸清掃の後に⾏う学びのネタ造り
この項⽬について，それぞれ報告を⾏うとともに，実際に⾏った“海岸清掃×学びプロジェクト”についても報告する．本年度がコロナ禍であり，計画した活動がこととごとく中⽌を余儀なくされたため，⼀般市⺠，特に⼦供を集めた活動や試験がほとんどできなかった．
１．電動アシスト台⾞の活⽤とマイクロプラスチック改修のための改造
電動アシスト台⾞は，Harax 社製のアルミ製台⾞に CuboRex 社製の e-cat kitを装着して作製した．その外観を図１に⽰す．

図１

e-cat kit を装着した電動アシスト台⾞（左）の外観
右は電動アシストのない台⾞

１．１ 海岸でのごみ運搬に関する調査
海岸でのごみ清掃の際，集めたゴミの運搬に電動アシスト台⾞を利⽤した．電動アシストが装備されていない台⾞も利⽤して⽐較した．
その結果，平坦な場所では海岸清掃で集めたゴミはあまり重くないため，電動アシストがなくても台⾞であれば⼗分に運搬ができた．特に⼤⼈の男性であればそういう感想が多かった．砂浜での運搬において，電動アシスト台⾞は⾮常に有効であるが，通常の台⾞でも⼗分に有⽤であることがわかった．⼤⼈の⼥性や⼦供が利⽤する場合は今後の調査が必要となる．また，海岸清掃の終盤でやや疲労が出た際にどう感じるかも検討する必要がある．
マイクロプラスチック採取⽤の改造については，アルミ台⾞に簡単に取り外しができるように，先端の可動式ストッパー部のかわりに差し込んで固定する形とした．砂浜の砂の表⾯だけをすくうようにアルミ製すくい板がソリ⾯よりも下⽅向に出ている形状になっている．図⾯を図２にします．砂をすくう深さを最⼩ 50mm まで変えられるようにしてある．

図２

マイクロプラスチック採取装置の図⾯

実際にこの装置を使って砂浜で砂を採取する試験をしたところ，写真３に⽰すように，スロープの部分で堆積すると砂が思いのほか重くなり，⾞輪が砂浜の上で空転してしまうことがわかった．現在，採取する砂の深さをさらに薄くする，具体的には 1mm くらいの採取にするとともにタイヤが滑らないように⼯夫することを検討している．冬季になると，天候が悪くなり，砂浜での実験ができなくなったため，思ったほど実験が進められなかった．

図３

堆積する砂の様⼦２．海岸清掃の後に⾏う学びのネタ造り
海岸清掃の後に⾏う学びに関して，これまでに４つほどのアクティビティを考案し，うち２つは実際に市⺠や学⽣に披露した．
（１）海⽔からどのくらいの塩ができるかの実験
１リットルの海⽔にはおおむね 30g の塩が溶解しているが，多くの⽅は具体的にその量を知らないし，海⽔から塩を採取した経験がない．実際にガスコンロで海⽔１リットルを煮沸して塩を採取した．３０分以上の煮沸が必要となり，最初に⽕をかけるところを⾒せて，その後は控室で継続して煮沸して蒸発間際に再度⾒せるという形となることがわかった．エンターテイメント的な科学実験としては⾒どころがないのが⽋点となった．意外と多くの塩が取れる，塩がやや茶⾊になることなど，実験後には感想を述べる市⺠も多く，関⼼が低くはなかった．図４に実際に採取した塩の写真を⽰す．

図４

実際に採取した塩の写真（２）砂鉄から鉄を作る実験
中越地区の砂浜は多くの砂鉄を含む．砂鉄は主として Fe3O4：磁鉄鉱であるので，還元すると⾦属鉄になる．そこで，アルミニウム粉末と砂鉄を混ぜ，熱を加えるとアルミニウムが砂鉄の酸素によって酸化して⾦属鉄ができるテルミット反応を利⽤することとした．⼀般的にはマグネシウムリボンに着⽕してテルミット反応を引き起こすが，⼿に⼊りづらいこともあり，今回は⼿持ち花⽕を使って着⽕することとした．予備実験の結果から簡単にテルミット反応が起きないことから，事前に砂鉄を乳鉢で細かくすることが必要であることがわかったので，砂浜で砂鉄を採取したのち，細かくした砂鉄とアルミニウム粉末を混ぜてテルミット反応を市⺠の前で⾏うものとした．図５は採取した砂鉄と得られた⾦属鉄の写真を⽰す．図６がテルミット反応の様⼦を⽰す．⽕花が上がり，⽐較的⼤きな⾳も出るため，市⺠からの受けも良好だった．ある⽅から，「こういうのは⼤⼈も好きですね」との⾔葉を頂いた．⼤⼈の科学実験講座などは⼈気であることを考えれば，こういった反応はうなずける．楽しめる学びとして有効であると⾔える．

図５

採取した砂鉄（左）とできた鉄（右）図６テルミット反応の様⼦（３）砂鉄の顕微鏡観察
今回の助成で PC に接続できるデジタルマイクロスコープを導⼊し，砂鉄を直接観察することを検討した．砂といってもその形状や⾊合いなどはほとんど観察したことはない．図７は実際に撮影した写真を⽰す．このデジタルマイクロスコープを PC に接続し，PC の画像出⼒をプロジェクターに投影すれば⼀度に⼤勢の市⺠が同時に観察でき，必要に応じてリモートでの実験も可能となる．砂鉄の粒がかくばっている様⼦や輝いていること，砂鉄ではない粒も混じっていることなどがみて取れる．

図７

デジタルマイクロスコープで観察した砂鉄

（４）マイクロプラスチックを⽤いたアクセサリーつくり
マイクロプラスチックは新潟の砂浜にも多く存在し，図８に⽰すマイクロプ
ラスチックは６⼈でおおむね１時間ほどで採取したものである．それを⾊別に分けると，そもそもプラスチックであるので⾮常にカラフルなものになる．図９に本学学⽣が試作したアクセサリーを⽰す．それを UV レジンで固化することでアクセサリーになる．こういったものは⼥児や⼥性への親和性が⾼いことが期待できる．

図８

採取したマイクロプラスチック

図９マイクロプラスチックを⽤いた
アクセサリー

海岸清掃，野外実験に関する活動実績
１．令和３年５⽉２９⽇ 寺泊 参加者５⼈
電動アシスト台⾞の有効性の確認，海岸清掃の現地調査が⽬的
２．令和３年１０⽉９⽇ 寺泊 参加者２６⼈
海岸清掃×学びとして実施した．寺泊地区の市⺠，本学学⽣が参加した．リリマリからも⼭⽥彩乃さん含め，２名が参加した．海岸清掃の後に，拾ったゴミの分類を⼭⽥さんのファシリテーションで⾏い，その後，海⽔からの塩を採取，砂鉄のテルミット反応を⾏った．
https://www.nagaokaut.ac.jp/shincyaku/202110/211013_3.html
３．令和３年１１⽉７⽇
参加者６⼈
電動アシスト台⾞によるマイクロプラスチック採取実験とアクセサリーづくりのためのマイクロプラスチック採取が⽬的．