地球環境問題としての海上交通と海洋汚染

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特集 ● 水上のダイナミックス−水面を走る安全・安心・快適／報告

地球環境問題としての海上交通と海洋汚染
和田明＊

先端技術の導入により、船舶の高品質化や目的にかなう船舶の開発には目覚ましいものがある。海上輸送は我が国周辺の海域ばかりでなく、化石燃料、原子燃料、産業用品の輸送を地球規模にわたって実施されている。一般に、輸送船の事故の確率は１０−６／航海から１０−１１／航海ときわめて小さいものである。このように海上輸送事故はほとんど起こりえないものであるが、万が一の事故に対しても安全性があるということ、海洋環境へ与える影響を最小限にするという観点から研究が進められている。本文では、船舶航行と海洋汚染の面から、原子力燃料輸送船の安全性の問題とタンカー事故による油汚染とその対策の課題について述べる。

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上輸送の安全評価法については、海難事故時を対象

１．原子力燃料輸送船の安全性について１−１とした研究が行われてきている。
１−２

背景

輸送船の事故確率

海上輸送の通常時の安全評価は、輸送船の乗組員

我が国は、原子力によるエネルギーの長期的な安や港湾労働者などについて行われてきている。乗組定確保の観点から、使用済燃料を再処理し、回収し員などの安全は輸送規則や船舶、荷役に関する規則たプルトニウム、ウランを再利用するという原子燃などにより保証されていることから、これまでの海料リサイクルの実用化を目指している。したがって、使用済燃料は国内において再処理する事を原則とし＊ 日本大学生産工学部教授

Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，Ｃｏｌｌｅｇｅｏ
ｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮｉｈｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
原稿受理 ２００
２年１１月２７日

ＩＡＴＳＳ Ｒｅｖｉｅｗ Ｖｏｌ．
２８，Ｎｏ．
２ているが、これが完成するまでの間、電力会社はフ
ランス燃料公社（ＣＯＧＥＭＡ）とイギリス原子燃料会社（ＢＮＦＬ）に再処理を委託している。

（１３）

Ｊｕｎｅ，
２００３

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和田

この再処理の際に発生する高レベル放射性廃棄物は、ホウケイ酸ガラスによって固化され、我が国へ

明

社会的受容性（ＰＡ：Ｐｕｂｌｉｃ Ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ）の観点から研究が進められてきた。
１−３

返還されることになっている。１９９５年２月、輸送容仮想海没事故による影響評価方法３）

器に収納された高レベル放射性廃棄物の海上輸送が、輸送物の想定海没地点については、昨今のサルベ

フランスから日本原燃の廃棄物貯蔵施設に向けてージ技術から大陸棚に相当する水深２００ｍまでは速開始された。

やかな回収が可能である。回収できずに環境に与えまた、欧州から日本に向けてＭＯＸ新燃料の海上る影響が最も大きくなる水深が２００ｍと考えられる輸送が計画・運行されている。輸送航路は南アフリことから、２００ｍ水深の海域に沈没することを想定

カ南端の喜望峰回り、ホーン岬回り、パナマ運河経している（Fig.1）。

由の航路が考えられ、大西洋、太平洋、インド洋など地球上の全海洋が輸送の対象となっている。

海洋中の核種の濃度分布は、３次元の移流拡散方
程式にスキャベンジング効果（核種が海洋中の懸濁ＭＯＸ新燃料の海上輸送では、ＩＭＯ（国際海事機構）物質に吸着、沈降することによって、海洋から取りの安全基準や国内法令を満足する専用船が使用され除かれる効果）と核種の崩壊を考慮し、差分法で解ている。

くことによって、海洋中核種濃度分布が求められる。

輸送船の事故確率の解析については、サウスキャ

ここで用いる流動場は、３次元のボックスモデルや、ロライナのチャールストンからフランスのシェルブ力学モデルを用いて求められる。次に、放射性核種ールまでのＢ型使用済燃料の輸送中、チャーター貨濃度をもとに、評価領域で漁獲された海産物の摂取物船が過酷な事故に遭遇する場合を想定したケースによる内部被曝、ならびに海浜作業等による外部被が求められている１） 。船の衝突のみを想定した過曝を考慮し、個人被曝線量当量を求めることが一般

酷事故は輸送物に損傷を与えうる可能性の最も少な的な方法である。
被曝線量当量の評価方法３）

い事象であり、一方、衝突及び火災を考慮した連続

１−４

事象は、想定しうる事故の中で最も過酷な事象であ

被曝線量当量には個人線量と集団線量がある。個る。そのため、大西洋を航海中に使用済燃料輸送物

人線量は最も大きな影響を受けると考えられる個人から放射性核種が放出される確率は、１０−６／航海かに対する評価であり、集団線量は特定の地域で生活ら１０−１１／航海という範囲の値が報告されている。

する人々の全体に対する評価である。我が国の評価

一方、我が国のＭＯＸ新燃料輸送は、我が国の特別規制に従い、二重船殻構造を持った運搬船によっにおいては、個人線量に対する評価が一般的であり、欧米においては集団線量評価が一般的である。て行われる。したがって、事故による損傷が輸送物海洋中の放射性核種濃度をもとに、評価領域で漁に生じる確率はさらに小さくなると考えられる。渡

獲された海産物の摂取による内部被曝線量、ならび部ら２）は、ヨーロッパから日本に向けての放射性物に海浜作業などによる外部被曝線量をＩＣＲＰの評価

質の輸送時に、輸送容器は損傷を受けないが、二重方法により算出する。

船殻構造を持った専用船の全損（航走不可能となる評価に使用する海洋中の放射性核種濃度は、保守ケース）の確率を、２．
６×１０−５／航海と評価した。

側の評価結果が得られるように、摂取する海産物のしたがって、輸送物の海没の確率はさらに小さくな生息領域である海洋の表層（０〜１００ｍ水深）の濃度ると考えられる。以上の研究成果から輸送物が海没外部被曝し、核種が漏洩する確率は非常に小さく、事故によ海産物を摂取移流る輸送物からの核種の漏洩は、ほとんど考慮する必要がないことを示している。

海水浴など
内部被曝

0〜100m水深の鉛直平均濃度

このように、輸送船は他船との衝突や火災の可能拡散性がきわめて小さく、万が一の衝突の場合にも沈みにくい二重の船体構造となっており、火災発生時にも注水装置が作動して貨物倉の温度上昇を防止する措置がとられている。海没事故はほとんど考えられ核種の崩壊
スキャベンジングによる沈降

200m水深にキャスクが海没
キャスクのすきまより核種が浸出

海底地形
空間スケール100km程度ない事象ではあるが、万が一の事故に対しても、海上輸送の安全性を公衆や沿岸諸国に説明するという

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２８，Ｎｏ．
２（１４）Fig. 1 海洋拡散現象評価方法の模式図

平成１５年６月

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地球環境問題としての海上交通と海洋汚染の最大値とするのが一般である。
１−５

蒸発

具体的な評価例３）

高レベル放射性廃棄物の海上輸送事故を対象に評

拡散・移流価が行われている４，５） 。

時間経過

輸送容器１基に２８体のガラス固化体が収納されていると想定し、その輸送物が万が一、東日本の太平

流出油

エマルジョン溶解

洋側に海没する事を想定した場合、この時の海水中濃度から、公衆の被曝線量当量は海没後約２か月で最大値を取り、５．
９×１０−４ｍＳｖ／ｙである。これは沈降・堆積ＩＣＲＰの勧告による公衆被曝の実効線量当量限度（１ｍＳｖ／ｙ）を大幅に下回る。なお、１ｍＳｖ／ｙは日本

Fig. 2 流出油の挙動における平均的な自然放射線による被曝線量に相当する。などの固体成分も混在されている。このような原油が海上に流出すると、油膜の拡大とともに空中への２．海洋における油汚染とその対策蒸発、水中への溶解や拡散などを始める。そして、タンカーの座礁などの事故により流出する油の量この過程を繰り返しながら最終的に微粒子となり、は、陸上から海洋上に流出される油を含めた全流出生物分解されていくのである（Fig.2）。しかし、全量の約５５％程度を占めている。油流出事故そのものてが還元されるわけではなく、流出量の１／３以下はＭＡＲＰＯＬ条約などの国際規制の引き締めなどにが海域に残存する事になるが、最終的に微粒子状とよって確実に減少している。

なり、海底の泥に混じり、生物学的に不活性化されしかし、このような流出事故は局所的に大きな被ていく。

害をもたらし、海洋生態系上に多大なダメージを与

２−２

流出油の処理８，９）えているのは既知の事実である。海洋環境に及ぼす油流出事故が起こった場合、複数の活動すべき選油汚染は、湾岸戦争後のペルシャ湾の状況が最も新択肢の検討をしなければならない。さらに、処理活しい記憶として残っている。イラクによって、多く動の決定に影響を及ぼす要因についても考慮しなけの油田や石油パイプラインが破壊され、大量の原油ればならない。意志決定は、事前計画作成の一環とがペルシャ湾に流れ出たのである。その流出量は約して組み込まれ、危機管理の概念によって行われる５億バレルと推定されている。ペルシャ湾付近にはべきである。また、効果的に流出油を管理するため多くの海鳥やマングローブの自生林などが存在してには、適切な組織を配置し、業務と責任の分担を適おり、流出油によって被害にあった海鳥は２〜５万切に行う事が基本的な要件となる。

羽と考えられている。

最適な流出油の対応を決定するには、海洋条件やまた、１９８９年に起こったエクソン・バルディーズ

気象データ、及び油の特性のデータを短時間に入手

号の事故では、４万バレルもの油が流出し、鳥類やし、状況に応じて、多数の事例データを前もって具

哺乳類の楽園といわれるアラスカ南岸に大きな被害体的に把握し、流出油の拡散状況についての知識をを与えている。

確保することが、重要な基盤となる。基本となる対本章では、限りあるエネルギー資源である原油の策としては、①オイルフェンスの展張、②油流出源特性を知るとともに、海洋上に流出した油に対しての修理・閉塞、③残油の移し替え、④流出油の回収、迅速な処理活動を行うための対応策について述べる⑤油処理剤の散布の五つの応急処置が選択されるべこととする。

き事項である。

２−１６，７）

原油の特性

２−３

油処理剤８，９）

原油は、黒褐色の粘着性のあるものであり、水よ油処理剤は、１９６０年代に欧米で登場し、我が国でりも比重が軽く特有の臭気を持っている液体である。

もいくつかの品種が出されたが、性能上の問題が多多種類の炭化水素化合物と、硫黄、窒素、酸素の化く、製造側、使用側ともに使用目的が明確ではなか合物や油溶性金属化合物が混在している。また塩分った。当時はまだ処理剤に関する規定がなかったたと土砂を少量含み、固形パラフィンやアスファルトめ、毒性の強い油処理剤が使用され、水産物に大きＩＡＴＳＳ Ｒｅｖ
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明

な影響を及ぼしていた。１９７１年１１月に新潟港外で発ング（汲み取り）による回収や吸着処理も含まれてい生した「ジュリアナ号」事件をきっかけに、我が国る。

でも油処理に関する規定が設けられ、１９８３年１０月か海面に流出した原油の拡散を防止するために、周らはＭＡＲＰＯＬ７３／７８条約の批准に伴う海洋汚染及囲を包囲する帯状の用具をオイルフェンスと呼んでび海上災害の防止に関する法律の一部改正により、いる。浮体と重錘とからなっており、使用する際に一定基準をクリアしたものでなければ使用できないは海面上３０ｃｍ程度から海面下４０〜８０ｃｍ程度の範囲ことが法的に義務づけられることになった。

で、帯状の防散壁が形成するように作られている。

現在、①通常型油処理剤、②濃縮型油処理剤、③

比較的平穏な海面（潮流３ノット以下、風速１５ｍ

自己攪拌型（セルフミキシング）油処理剤の三種類の／秒以下、波高２ｍ以下程度）での使用に、その効油処理剤が市販されているが、我が国では、そのう果を発揮する事ができる。しかし、外洋などの気象・ちの通常型の油処理剤しか市販されていない。

海象条件が著しく変化する場所での使用には、多く油処理剤は界面活性剤を混合した製剤であり、海の問題が残っている。

上に浮上する油の水中への拡散を助長させるもので２−５ある。油処理剤は流出油が粘性の高い油中水エマル

東京湾内で油流出事故が生じたという仮定で、東事故への対応シナリオの例

ジョン（チョコレート色のムース）を形成した後では京湾の粒子追跡プログラム１０） をもとに、袖ヶ浦沖効果が小さくなるため、ムースの形成又は風化によの二箇所（東側、西側）で拡散予測を行った。四つのって粘性が大きくなる前に使用する必要がある。

シーズンの東京湾の流動パターンに基づいて、流出使用方法は、個別状況に応じて最適の組み合わせ後３日以内のデータを用いて拡散予測を行うものとを見出す必要がある。公海上では、油処理剤は船舶する。なお、原油の特性である蒸発などの自然浄化や航空機からの適用が可能である。油処理剤の適用作用は無視するものとし、水＝油という条件で行うに当たっては性能が実証された機器を使用し、機器こととしている。また、拡散予測を行うとともに、及び油処理剤メーカーの使用上の注意を守ることがその流出油に対する対策方法を検討していく。

重要である。

１）秋：袖ヶ浦沖西側（Fig.3）

機械的除去８）２−４東京湾全体に広がる恐れがある。流出油はまず、機械的油除去方法は、海洋へ流出した油を物理的湾奥の方向へ進み、その後、外洋に向かって進むが、に除去するものであり、理想的な方法とされている。

また流出点の付近へ戻るという複雑な動きをする。

従来、流出油を包囲して、水面から油を回収するためさらに東京側・千葉側ともに沿岸漂着の危険性があの浮遊オイルフェンスの開発と改良に多大な研究努る。このため、処理方法の決定は迅速に行う必要が力が行われてきた。この種の方法として油のスキミある。まず流出直後に沿岸域にオイルフェンスを展

習志野

習志野

千葉
多摩川
川崎千葉
多摩川
川崎市原

横浜市原

横浜

袖ケ浦

袖ケ浦

磯子

磯子
木更津

木更津
富津岬

富津岬
横須賀
観音崎
久里浜

横須賀
観音崎
久里浜
金谷

金谷

Fig. 3 油の拡がり：袖ヶ浦沖の西側で流出、秋季

Fig. 4 油の拡がり：袖ヶ浦の東側で流出、秋季

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地球環境問題としての海上交通と海洋汚染張し、その後流出油を囲むようにオイルフェンスをにより油の回収を行い、二次処理として処理剤を投使用する。そして、拡散範囲に応じて回収船か油処入することで、低毒性の処理剤でも十分な効果が得理剤の使用を決定する。オイルフェンスによる囲いられるのではないだろうか。実際には、放出した油に失敗した場合は、沿岸部のオイルフェンスと早期の約１０％程度を回収すればよい方であり、油流出後の油処理剤の仕様を検討する必要がある。

２〜３日が勝負となるのである。すなわち、一次処

２）秋：袖ヶ浦沖東側（Fig.4）

理を行ってから二次処理を行うのでなく、処理剤の東京湾湾奥を循環する。この循環流は東京港付近特性を生かすために回収船などによって生じる波動まで回る大きな動きなので、油処理剤を中心としたエネルギーを利用し散布することにより、より一層分散処理がよいと思われる。東京湾全域への拡散・の効果をもたらすことができるのである。

沿岸漂着の可能性は少ないのでオイルフェンスの展
参考文献

張は考えなくて良いだろう。
２−６展望１）Ｓｐｒｕｎｇ，Ｊ．Ｌ．ｅｔａｌ．
： Ｄａｔ
ａａｎｄ ｍｅｔ
ｈｏｄｓｆｏｒ

油処理剤の開発・改良を行う際、処理剤に対するｔ
ｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔ
ｈｅｒｉｓｋｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ

生物毒性について考慮しなくてはならない。油流出ｔｈｅ ｍａｒｉｔ
ｉｍｅｔｒ
ａｎｓｐｏｒｔｏｆｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉ‐

事故が起きた場合、その海域の環境を事故前の状態

ａｌｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔ
ｈｅＳｅａＲＡＭ ｐｒｏｇｒａｍ ｓｔｕｄｉｅｓ，に出来るだけ戻す事が最優先される事項である。油ＳＡＮＤ９８−１１７１／１．Ｔｈｅ ＮＣＡＲ ＣＳＭ Ｏｃｅａｎ

処理剤は油回収船などによって人工の波動エネルギ

Ｍｏｄｅｌ， ＮＣＡＲ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｎｏｔｅ／ＴＮ−４２３＋ＳＴＲ，１９９８ーを起こす事によりエマルジョンの形成を抑制し、油をある程度回収し、そこへ濃度の低い処理剤を投２）Ｗａｔ
ａｂｅ，Ｎ．ｅｔａｌ．
： Ａｎ Ｅｎｖｉｒ
ｏｎｍｅｎｔａｌＩｍ‐

入すれば、生物に対する影響も小さくできまた迅速

ｐａｃｔ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｆｏｒ Ｓｅａ Ｔｒ
ａｎｓｐｏｒｔｏｆ Ｈｉｇｈに処理活動を行うことができるであろう。

ＬｅｖｅｌＲａｄｉｏａｃｔｉｖｅ Ｗａｓｔｅ，ＲＡＭＴＲＡＮＳ，Ｖｏｌ．
７，ｐｐ．
１１７‐１２７，１９９６

油流出事故の場合、現場海域の海洋条件が大きな影響力を持っている。現場海域が荒れている場合、

３）電力中央研究所バックエンド研究会編： 『核油回収船などの船舶は海洋に出ることはできないと燃料輸送工学』日刊工業新聞社、ｐｐ．
２２８‐２４０、考えられる。このような時に航空機から散布が非常

１９９８年に有効である。濃縮型・自己攪拌型の油処理剤の導４）Ａ．Ｗａｄａ：Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓｉｎｔ
ｈｅＰａｃｉｆｉｃ

入が遅れている理由として、通常型のものに比べてＯｃｅａｎｆｏｒＣｏｌｌｅｃｔｉｖｅＤｏｓｅＡｓｓｅｓｓｍｅｎ
ｔｏｆＲａｄｉｏ‐

毒性が強いという点が考えられるので、この点の開ｎｕｃｌｉｄｅｓ，Ｐｒｏｃ．ｏｆ２５ｔｈＩＡＨＲＣｏｎｇｒｅｓｓ，１９９２５）Ｔｓｕｍｕｎｅ，Ｄ．ｅｔａｌ．
：Ｓｔｕｄｙｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｏ
ｆＥｎ‐

発・検討を早急に行うべきである。
２−７考察ｖｉｒｏｎｍｅｎ
ｔａｌＩｍｐａｃｔＡｓｓｅｓｍｅｎｔＳｅａＴｒａｎｓｐｏｒ‐ｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ＰＡＴＲＡＭ

輸送や貯蔵の際にタンカーの座礁や石油パイプラ

９５，１９９５

インの破損などによって、多くの原油が海上に流出してしまう。その流出量は、年間で３００〜４００万バレ

６）上原益夫『石油学入門』日刊工業新聞社、昭和５５年ルと推定されている。こうした事故が生じた場合、迅速な対応が必要であり、原油の回収を急がなけれ

７）小川博『海洋の油汚染』海文堂、昭和５０年

ばならない。そのためには、各国の組織作りから地

８）海上災害防止センター『海上防災の調査研究報
告書』平成４〜６年３月

域での役割までをはっきりし、資機材その他の油処理方法を選び出さなければならない。油流出事故に

９）シップ・アンド・オーシャン財団『大規模油流対する対処方法は、各国で研究・開発が行われてい出事故対応の防除技術・資機材の研究開発報告書』平成４〜６年３月

るが、その中でも油処理剤に関してのものが多い。
日本においても、多くの実験がなされているが、そ１０）Ｗａｄａ，Ａ．
，Ｔａｋａｎｏ，Ｔ．＆ Ｔ．Ｈｏｚｕｍｉ：Ｅｓｔｉ‐の結果では、処理能力の高い処理剤ほど毒性が強い

ｍａｔ
ｉｏｎ ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＲｅｓｉ
ｄｅｎｃ
ｅＴｉｍｅｏｆＢａｙ Ｗａ‐ようである。

ｔｅｒ，Ｊｏｕｒｎａ
ｌｏｆＨｙｄｒｏｓｃｉ
ｅｎｃ
ｅａｎｄＨｙｄｒ
ａｕｌｉｃＥｎ‐

この事から、いかに低毒性の処理剤を利用し、回ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪＳＣＥ，Ｖｏｌ．
１４，Ｎｏ．
１，ｐｐ．
５
７‐６６

収能力を向上させるかが問題となる。機械的な回収

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ｌ．
２
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