Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
## 6 ．引用文献

1）荻本和彦：「特集解説 電源計画手法の統合化と高機能化（海外の例を中心として）」，電気学会論文誌B，Vol.114，No.12，1194-1197（1994）

2）陳洛南，池田和彦，東仁，石関光男，境武久，中村滋，鈴木昭男，荻本和彦：「Benders分解法による連系系統の最適電源開発計画」，電気学会論文誌B，Vol.113，No.6，643-652（1993）

3）総合資源エネルギー調査会需給部会：「長期エネルギー需給見通し(再計算）」（2009）

4）荻本和彦，東仁，福留潔：「長期電力需給解析手法と試算結果」，第25回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集，No.30-1，1-4（2009）

5）資源エネルギー庁次世代ネットワーク研究会：「低炭素社会実現のための次世代送配電ネットワークの構築に向けて」（2010）

6）荻本和彦：「低炭素社会における電力システム」，電気学会誌，Vol.129，No.1，16-19（2009）

7）大関崇，大谷謙仁，高島工，菱川善博，輿水源太郎，内田恵久，荻本和彦：「太陽光発電システムの天気予報データを利用した発電量予測手法に関する研究」，平成22年電気学会全国大会講演論文集，No.7-071，113-114（2010）

8）大関崇，加藤丈佳，荻本和彦：「太陽光発電の発電量予測の現状と課題」，電気学会研究会資料，メタボリズム社会・環境システム研究会，MES-11-002，19-24（2011）

9）荻本和彦，大関崇，植田譲：「太陽光発電を含む長期電力需給計画手法」，電気学会論文誌B，Vol.130，No.6，575-583（2010）

10) 環境省中長期ロードマップ検討会：「地球温暖化対策に係る中長期ロードマップ（議論のたたき台）」（2010）

11) 低炭素社会づくりのためのエネルギーの低炭素化検討会（地球温暖化対策に係る中長期ロードマップ検討会・エネルギー供給WG）：「低炭素社会づくりのためのエネルギーの低炭素化に向けた提言」（2010）

12) 環境省中長期ロードマップ小委員会：「中長期の温室効果ガス削減目標を実現するための対策・施策の具体的な姿（中長期ロードマップ）（中間整理）」（2010）

13) 低炭素社会づくりのためのエネルギーの低炭素化検討会（エネルギー供給WG）：「低炭素社会づくりのためのエネルギーの低炭素化に向けた提言」（2011）

### 7. 国際共同研究等の状況

研究実施者は、2010年から開始されたThe IEA Photovoltaic Power Systems Programme (PVPS)のTask 14: High Penetration of PV Systems in Electricity Gridsのサブタスク3のリーダーであり、このサブタスク3において本サブテーマ4の分野についての国際共同調査を行い、本研究の進捗、結果などについて紹介、議論が行われている。

## 8 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1）荻本和彦，片岡和人，池上貴志，野中俊介，東仁，福留潔：「将来の電力システムの需給調整力の解析手法」，電気学会論文誌C，Vol.131，No.10（2011）（in press）
くその他誌上発表（査読なし）>

1）荻本和彦，大関崇，植田譲：「太陽光発電大量導入の電力系統の運用コストに与える影響試算」，第26回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集，No.17-4，1-4(2010)

2) 荻本和彦，関知道，平口博丸，林宏典：「再生可能エネルギー導入における電力システムの課題-需給計画・運用の高度化と再生可能エネルギー発電予測-」，電気学会研究会資料，メタボリズム社会・環境システム研究会，MES-11-001，1-6（2011）

3) 池上貴志，片岡和人，岩船由美子，荻本和彦：「家庭内の蓄電池とヒートポンプ給湯機による地域全体の電力需給調整力の評価」，平成23年電気学会全国大会講演論文集，No.6-127，225-226（2011）

## （2） 口頭発表（学会等）

1）荻本和彦，大関崇，植田譲：「太陽光発電大量導入の電力系統の運用コストに与える影響試算」，第26回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス，東京（2010）

2）荻本和彦，関知道，平口博丸，林宏典：「再生可能エネルギー導入における電力システムの課題-需給計画・運用の高度化と再生可能エネルギー発電予測-」，電気学会メタボリズム社会・環境システム研究会，東京（2011）

（3）出願特許

なし

（４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

1）東京大学エネルギー工学連携研究センター（CEE）第5回シンポジウム「太陽光発電の長期戦略を考える」，東京大学生産技術研究所コンベンションホール，参加者250名（2009.10.2）

2) 東京大学エネルギー工学連系研究センター（CEE）第10回シンポジウム「エネルギーインテグレーション-スマートグリッドのもたらすもの-」（2011.6.10予定）

（５）マスコミ等への公表・報道等なし

(6) その他

なし
【3K122106】焼却・溶融処理を用いた放射能汚染土壤・廃棄物の放射能分離・減容・固定化技術の確立（H24～H25；累計交付額 65,581 千円）

米田稔（京都大学）

### 1. 研究開発目的

放射性 Cs で汚染された地域の復興計画を推進していくためには、焼却・溶融処理施設における放射能対策が重要である。特に今後、除染とともに発生蓄積が予想される高放射能濃度汚泥や焼却灰の最終処分のための前処理方法としては、溶融処理が重要になると予想される。これまでも放射性廃棄物の処理方法として、これらの方法は検討されてきたが、これまでの放射性廃棄物とは明らかに質・量ともに異なり、また一般の溶融処理施設などにおける、Cs の挙動に関する科学的知見の集積も十分ではない。このため、本研究では処理の結果発生する廃棄物の質や量を考慮しての最適な処理システムについて検討するとともに、処理の結果として分離された高濃度放射能汚染汚泥や灰の溶融による固定化技術を確立する。さらに既存の廃棄物焼却・溶融処理施設での放射性物質の挙動についても調査を行い、既存施設におけるさらなる分離・濃縮・固定化の可能性を検討する。またこれら高放射能濃度廃棄物とは逆に、比較的低濃度かつ大量の土壤を含んだ除染廃棄物の処理方法についても検討し、現実的な処理方法の提案を目指すとともに、これらの処理施設における労働者の安全管理についても検討し、労働者の安全確保のための作業マニュアルの作成についても検討する。

### 2. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

低濃度に汚染された大量の除染廃棄物、そして少量の高濃度に汚染された廃棄物を最終処分をにらんで処理する方法を、統一的に開発した研究であり、特に大量の土壌を含んだ廃棄物の処分方法を研究した点、そして実現可能性を重視した点でオリジナリティが高く、科学的意義は大きい。

## (2) 得られた成果の実用化

提案される様々な廃棄物処分方法の有効性を単一の基準で比較する方法は、評価基準の不確実さも考慮した解析を行うことで、今後の行政判断で十分活用できると考えられる。

放射性 Cs が濃縮された焼却飛灰中には、同時に塩素を多く含むため、新たに塩素源を添加することなく、既存の灰溶融にて Cs 揮発分離することが容易であると考えられる。最終的に溶融飛灰を高周波溶融にてスラグ中に固定することが課題となる。

放射性 Cs 汚染土壌を廃棄物焼却の余熱などを利用して加熱する方法は、比較的低濃度の汚染土壌や除染廃棄物を減容化して埋め立てる場合の Cs 固定化のための前処理法
として活用できる可能性がある。

焼却施設内の労働者の被曝量は、周辺で生活した場合と比較すると同じ、もしくはやや低い可能性が高い。設備や運用体制、処理量など、施設毎に大きく異なるデータをさらに蓄積し、一般的なごみ焼却施設に対する安全作業マニュアル策定が可能である。

## (3) 社会への貢献の見込み

現段階の研究結果のみに基づいても、福島第1原発による放射能汚染廃棄物の処理政策に関し、以下のような具体的提言が可能であり、本研究の環境政策への貢献度は高い。①濃度1,00～10,000 Bq/kgの災害廃棄物処理の場合、総費用では既存施設を用いた処理が最も有効である。また、廃棄物の処分が環境省が設定した放射性物質の濃度基準に従って実施される場合、高濃度の最終処分物が発生せず、除染作業でかかる総費用も比較的安価な処理施設が適している。

②指定廃棄物の焼却処理においては、バグフィルター等のろ過式集じん機を設置するべきである。

③放射性 Cs で汚染された土壌や除染廃棄物を減容し、なおかつ Cs の溶出を抑制するために、500℃～600℃程度の熱処理が有効である。

④ごみ焼却施設の屋外の空間線量率が屋内よりも高い際には、労働に起因する作業時間中の被曝量は低い。

⑤ダイオキシン類と同等の安全作業マニュアルにより、労働者に対する内部被ばくは充分に防止できる。

### 3. 委員の指摘及び提言概要

除染廃棄物や汚染土壌の処理・中間貯蔵の事業に対して非常に有効な情報を提供した点は評価できる。汚染土壌や廃棄物を焼却や溶融といった既存の処理方式を活用するときの現実的な処理方法が提案されており、現場での実際の処理に活用できると評価した。ただ、本研究が、現実に福島県内に残存している放射性廃棄物の処理方策を検討するものか、今後起こるかもしれない同様な事故による放射性廃棄物の処理を対象にしたものかが明確でない。

### 4. 評点

総合評点：A
## 第Ⅴ章 国有林野の管理経営

### 1. 国有林野の役割

## (1) 国有林野の分布と役割

○国有林野 (758万ha) は、我が国の国土面積の約2割、森林面積の約3割。奥地脊梁山地や水源地域に広く分布し、国土の保全、水源の涵養等の公益的機能を発揮。

○多様な生態系を有する国有林野は、生物多様性の保全を図る上でも重要。我が国の世界自然遺産（知床、白神山地、小笠原諸島、屋久島）の陸域の95％は国有林野。

## (2) 国有林野の管理経営の基本方針

○国有林野は重要な国民共通の財産であり、「国有林野事業」として一元的に管理経営。

○国有林野事業では、平成25(2013)年度の一般会計化等を踏まえ、公益重視の管理経営を一層推進するとともに、林業の成長産業化に向けた貢献等の取組を推進。

### 2. 国有林野事業の具体的取組

## (1) 公益重視の管理経営の一層の推進

○個々の国有林野を、重視すべき機能に応じて「山地災害防止」「自然維持」「森林空間利用」「快適環境形成」「水源涵養」の5つのタイプに区分し管理経営。

○国有林野の90％は「水源かん養保安林」等の保安林。国民の安心・安全確保のため、治山事業により荒廃地や保安林を整備。また、民有林でも災害復旧を実施したほか、被災した地方公共団体に対する調査職員の派遣等の協力・支援に取り組み。

○森林吸収源対策として、間伐等の森林整備、治山施設等における木材利用等を推進。

生物多様性の保全を図るため、「保護林」や「緑の回廊」を設定するとともに、希少な野生生物を保護。また、シカ等の鳥獣による森林被害への対策等を実施。

○「公益的機能維持増進協定」により、国有林に隣接介在する民有林を一体的に整備・保全 (平成27 (2015) 年度末現在で10件 (240ha) の協定を締結)。

## 《事例》国有林林道を緊急避難路として活用

平成28(2016)年8月の台風第10号により、北海道日高地方の橋梁が崩落し、日高町千栄集落が孤立。日高北部森林管理署は同町と調整し、迂回路として国有林野内のホロナイ林道及び作業道ホロナイ線を、一般車両の通行に向け緊急に整備。住民の避難路、生活道路等として活用。

一般車両通行状況(ホロナイ林道)

## 《事例》市民団体や研究機関と連携した

箕面国有林では、新たに開発された「首用くくりわな」によるシカの捕獲を実施。専門的な技術を必要とせず、簡単に設置可能なため、今後の捕獲への貢献に期待。

# 《事例》 治山施設における木材利用の推進

木材利用の推進のため、岐阜森林管理署では、荒廃渓流の復旧工事において残存型枠に国産材33m³を使用。
## (2) 林業の成長産業化への貢献

○国有林野事業の組織、技術力及び資源を活かし、コンテナ苗の活用や伐採と造林の一貫作業システム等、林業の低コスト化等に向けた技術を実証・普及。また、林業事業体や森林総合監理士（フォレスター）等の人材育成を支援。

○「森林共同施業団地」を設定し、路網整備、森林施業等において民有林と連携。

○製材・合板工場等と協定を締結し、国有林材を安定供給する「システム販売」を実施 (平成27 (2015) 年度には国有林からの素材販売量の62%)。

## 《事例》林業の低コスト化に向けた現地検討会の展開

近畿中国森林管理局は、平成28(2016)年10月に岡山県でコンテナ苗の普及に向けた現地検討会を開催し、管内府県担当者や森林組合等約70名が参加。種苗生産組合からコンテナ苗生産について説明後、参加者は植栽したコンテナ苗の活着状況等を確認。

## 《事例》国有林野事業における小型無人航空機の活用

大隅森林管理署では、平成28(2016)年9月に鹿児島県に上陸した台風第16号による山地災害の被害調査において、小型無人航空機を活用。安全な場所からの遠隔操作による空中撮影により、機動的かつ効率的な調査が可能に。

## (3) 「国民の森林」としての管理経営等

○森林環境教育や森林づくり等に取り組む多様な主体に対して、「遊々の森」、「ふれあいの森」、「木の文化を支える森」、「法人の森林」を設定し、フィールドを提供。また、地域の関係者や自然保護団体等と連携した「モデルプロジェクト」を実施。

○地方公共団体や地元住民等に対して国有林野の貸付け等を実施。また、「レクリエーションの森」(自然休養林など6種類)を設定し、地域関係者と連携して管理運営。

○東日本大震災からの復旧・復興に向け、海岸防災林の再生、国有林野の除染等に取り組むほか、除去土壤等の仮置場用地を提供。

## 《事例》 赤谷プロジェクトにおけるイヌワシの狩場創出

赤谷プロジェクト(群馬県みなかみ町)では、絶滅の危機にあるイヌワシの餌不足解消のため、スギ人工林の皆伐を行い、伐採前後のイヌワシの行動を比較。結果、伐採後にはイヌワシの出現頻度が顕著に高まり、狩場の創出が更に必要であることを確認。

## 《事例》漆供給による地域の伝統産業への貢献

国宝や重要文化財の修繕に必要な漆が不足している現状。岩手北部森林管理署と岩手県二戸市の漆生産者等は、ウルシの分収造林契約を結び、国有林野のウルシから採取された樹液（原料生漆）を供給し、地域の伝統的工芸品である浄法寺漆器の制作に貢献。
課題名 B-1008 山岳を観測タワーとした大気中水銀の長距離越境輸送に係わる計測・動態・制御に関する研究

課題代表者名 永淵修（滋賀県立大学環境科学部）

研究实施期间 平成22～24年度

累計予算額 106,102 千円（うち 24 年度 26,972 千円）

予算額は、間接経費を含む。

本研究のキーー水銀、自由対流圏、大気境界層、長距離越境輸送、沈着、山岳、パッシブサンプラー、マワード（5～10個 ルチメディアモデル、将来予測、

以下程度）

## 研究体制

(1) 自由対流圈及び大気境界層における水銀及び有害金属(Pb、Cd等)の長距離越境輸送の解明に関する研究(滋賀県立大学環境科学部)

(2) 水銀用パッシブサンプラーの開発と立山連峰における水銀及び同期した物質の標高別沈着量評価及び排出インベントリーに関する情報収集（富山県立大学）

(3) 大気から湖沼流域への水銀輸送と沈着に関する機構解明と沈着量算定 (豊橋技術科学大学)

(4) 水銀のマルチメディアモデルの開発及び国設局の水銀等有害金属データの解析（（財）日本環境衛生センター）

## 研究概要

### 1. はじめに(研究背景等)

国連環境計画（UNEP）は2005年に水銀に関するDecision 23/9IVを採択し、各国政府機関ならびにNGO等関連組織に対して環境への水銀放出量と健康リスクの削減を求めた。その要求を受け、2006年には日本を含む6ヶ国が参加して水銀の大気輸送に関する研究分野のGlobal Partnershipが発足した。これは、水銀の越境移動や極地における水銀の沈着、高地における大気中水銀濃度などに関する研究を促すもので、大気中水銀の拡散状況の把握が国際的にも重要な課題であるという認識に立ったものである。実際、石炭燃焼や廃棄物焼却等に伴い大気に放出されたガス状原子水銀（Hg(0)）は、対流圏において海塩エアロゾルやオゾンとの光化学反応により2価水銀（Hg(II)）まで酸化され、降水に取り込まれたり、あるいは粒子状水銀（Hg(P)）となって地表に沈着することが明らかとなっている。これは極地域の特有現象であると考えられてきたが、近年世界各地で起こっていることが報告されており、2005年の酸性雨国際学会（チェコ）においても中心的課題として取り上げられた。水銀排出源の風下地域では降水中水銀濃度が非汚染地域の100倍にも及ぶ数百ng/Lという値も観測され、野生動物等、生態系への影響が懸念されている。

さらに、2007年にはUNEPにおいて、2020年までに世界の水銀使用量を75％削減するという国際条約作りを開始した。また、UNEPは2009年2月に世界的に深刻化している水銀汚染防止のため、水銀の排出を国際協力で削減する条約の制定を2013年までに目指すことを決定した。このように、水銀の環境中への拡散を抑制する施策が早急に求められている。

一方、東アジア地域においては、石炭火力発電所、石炭燃料暖房等が使用されている地域が多く、水銀排出量は全世界の約30％を占めると言われている。富山県では、申請者らの調査によって、降雨による水銀の沈着量が22g/km²/yearと、世界平均の5g/km²/yearを大幅に上回っていることが明らかになるなど、大陸からの長距離輸送の兆候も見られている。また、インドネシアやフィリピンなどでは、小規模な砂金採取に伴う水銀の環境中への水銀の放出量が多く、砂金採取に伴う水銀放出量は人為的な水銀放出の3分の1に相当するとされ、対策
が急がれており、2002年にはUNEPにおいてGlobal Mercury Projectが開始され、砂金採取に伴う水銀の使用削減に関する研究が継続されている。このように大気を介した長距離輸送も含めて、地球規模での環境中への水銀の拡散が懸念され対策が急がれる中、わが国でも2005年に厚生労働省より「妊娠の魚介類の摂食に関する注意事項」が示された。これは水銀の大気から海域への沈着、あるいは陸域から海域への流出負荷量の削減が重要課題の一つであることを示している。このように水銀の環境中への拡散が懸念される中、日本の水銀に関するモニタリングはほとんど実施されていない。2001年より本格稼勧している東アジア酸性雨モニタリングネットワーク(EANET)においても、水銀は分析項目に含まれていない。アメリカでは2005年より水銀モニタリングネットワークが既に稼動しており、96ヶ所での観測が行われているのに対し、日本ではローカルな水銀の高濃度汚染がないことも一因でモニタリング態勢の構築が立ち遅れている。このように、日本における水銀の沈着量や動態に関してはほとんど解明されておらず、沈着量や、大陸からの移流を評価し将来予測を行うには基礎的なデータが皆無に近い。

降水・大気中水銀計測のための従来法は煩雑な試料採取・前処理や高額な装置を必要とすることから多点観測への適用が難しい。また、降水中の水銀は保存中に大気に揮散するため沈着量の評価が困難である。モニタリングの態勢を整えるためには、簡便なサンプリングと分析手法が要求される。本研究では、大気中の水銀ならびに降水中の水銀に関して、簡便なサンプリング法と分析手法を開発し、それらを移流の影響が最も顕れやすく、効果的なサンプリングが可能な山岳地等において実施した。これら詳細な観測データからマルチメディアモデルを開発し、移流・沈着について解析し、将来予測から影響評価へと進展し、地球環境行政に貢献する。マルチメディアモデルへの適用については、現在行っている研究の成果すなわち、砂金採取に伴う水銀放出のように、スポット的な高水銀排出点からの拡散・沈着及び大気中の海塩、オゾン等との反応も考慮に入れて検討した。

### 2. 研究開発目的

我が国の水銀モニタリングの遅れを回復し、UNEP等が特に重要視している大気中水銀の長距離輸送を効率的に解明するための山岳でのモニタリングを確立する。そのためには、商用電源を必要とするステイション（通年）と商用電源を必要としない簡易測定法の両方の確立が必要である。前者については、屋久島西部のカンカケ岳に水銀自動分析計、SO_{2}計、サルフェート計、NO_{2}計及びオゾン計を設置し、常時観測可能な体制を築く。後者については、申請者グループは、商用電源のない場所で使用可能なアクティブ、パッシブ両サンプラーの開発を行った。さらに遠隔制御可能なアクティブサンプラーシステムの開発を行った。本システムは、総合気象計とアクティブサンプラーを連結させて設置し（これらはFOMA通信網とインターネットを利用し、現地とリアルタイムで接続）、いつでもどこからでも大気サンプリングが可能となった。沈着量観測においては、小型軽量な自動湿性降下物採取装置を開発した。本装置は降雨の降り始めから自動的に一定量ずつ採取し、システインを添加しながら保存する装置である。これら開発した装置を用いての詳細な観測データを基礎に開発したマルチメディアモデルを用いて水銀の移流・沈着の解析を行った。

### 3. 研究開発の方法

## (1) 自由対流圈及び大気境界層における水銀及び有害金属(Pb、Cd等)の長距離越境輸送の解明に関する研究

長距離越境輸送の解明に適した調査地点である山岳、島嶼部で調査を実施するために、商用電源がなくてもどこでも計測できる機器の開発し、調査に用いた。すなわち、持ち運び可能な、アクティブサンプラー、小型カスケードインパクター、四段フィルター、パッシブサンプラー、簡易型温湿度計、および遠隔制御可能雄な連続水銀サンプリング装置、自動降雨採水器を用いた。また、時間分解能を上げるために水銀モニターを使用した。調査地点は山岳（富士山、乗鞍岳、台湾ルーリン山、伊吹山）を設定した。島嶼部の調査地点として、屋久島、沖縄、対馬を設定した。

降水中水銀の新たな観測法を確立するために、自動降雨サンプリング装置を開発した。雨量計が5 mm分（可変）の降雨を観測すると、採水器が稼働し、貯留槽にたまった雨水を採水するシステムである。本サンプリング装置を用いて、山岳部、琵琶湖流域、島嶼部で降水中水銀の観測を実施した。

樹氷、積雪中の水銀濃度の把握を行うために、山岳部および日本各地の雪を採取した。また、積雪からの水銀放出フラックスを明らかにするために、積雪面にチャンバーを設置、外気とチャンバー内の大気中水銀濃度を測定した。

水銀による環境汚染史を明らかにするために、摩周湖、阿寒湖沼群、屋久島荒川ダム湖で堆積物コアサンプルを採取し測定した。また屋久島および霧島の年輪コアを採取した。東アジアにおける環境媒体中水銀濃度の把握のために、中国上海、蘭州、モンゴルウランバートル島での針葉中の水銀濃度を測定した。

汚染大気の移流を調べるためにアメリカ海洋大気庁(NOAA)の後方流跡線解析を用いた。
## (2) 水銀用パッシブサンプラーの開発と立山連峰における水銀及び同期した物質の標高別沈着量評価及び排出インベントリーに関する情報収集

水銀の長距離輸送を調べるためには大陸からの影響が最も現れやすい山岳地において水銀濃度の変化に関する情報取得が重要であると考え、①多点同時観測が可能な電源不要の水銀パッシブサンプラーを開発し、実証試験として山岳地立山において標高別大気中ガス状水銀（Hg(0)）濃度の測定を実施した。さらに②立山においてHg(0)濃度と、SO_{2}やO_{3}等の大気汚染物質濃度の同時連続測定を行った。さらに、③山岳地と平野部の降水に含まれる水銀濃度の測定も行った。

降水中の水銀は、容器での保存時間の経過に伴い器壁吸着や揮発により濃度が減少していく。そのため沈着量の評価が困難であった。そこで降水の保存・測定手法の検討も合わせて実施した。

中国科学院を訪問し、中国における排出インベントリーに関する情報収集も実施した。

## (3) 大気から湖沼流域への水銀輸送と沈着に関する機構解明と沈着量算定

EANETの対象湖である伊自良川流域において、2週間に1度の現地調査をもとに、流域内の年間沈着量を算出する。調査時の大気中ガス状・粒子状水銀、渓流水・湖水中水銀の他、2週間ごとの降水中水銀についてモニタリングを実施した。

## (4) 水銀のマルチメディアモデルの開発及び国設局の水銀等有害金属データの解析

## 1 ）日本本土の大気中水銀濃度の空間分布及び季節変動

「有害大気汚染物質モニタリング調査」による、2001～2009年度の全国の国設局を含めた一般環境測定局224地点における「水銀及びその化合物」の各月の測定結果を利用した。本研究では、観測データ解析に「客観解析法」を適用して検討を行った。

## 2 ）水銀マルチメディアモデルの開発と素過程のパラメータ化手法の検証及び最適化の検討

既存の全球大気化学輸送モデルGEOS-Chemを水銀用に発展させた大気－陸域－海洋連結型水銀モデル（以下「GEOS-Chem-Hg」）を、水銀マルチメディアモデルの基礎として利用した。あらかじめ組み込まれている各素過程、特に「土壤からの水銀放出フラックス」及び「大気中での元素態水銀(Hg(0)）の酸化反応」が環境中での水銀の循環挙動に及ぼす影響について評価するとともに、モデルにおけるそれらのパラメータ化手法の検証及び最適化の検討を行った。土壌からの水銀放出フラックスについて、GEOS-Chem-Hgのデフォルト設定（以下「BASE」）では土壌中水銀濃度及び日射量をパラメータとする計算式により算出する。本研究では、この計算式の代わりに、土壌中水銀濃度、日射量に加えて気温をパラメータとする経験式(Lin et al., 2010)を組み込んだ設定（「M1」及び「M2」）について検討した。また、大気中でのHg(0）酸化反応については、BASEでは臭素原子(Br)による酸化反応系のみを適用している。これに対し、M2では、Brに加えてオゾン(O_{3})による酸化反応を適用した。（ただし、極域(南緯60°以南及び北緯60°以北)においては、Brが水銀の大気中濃度及び沈着量の季節変動を大きく支配していると考えられていることから、BASEと同様Brによる酸化反応系のみを適用した「M2-2」）。

## 3 ) 水銀マルチメディアモデルによる水銀の循環挙動解析と将来予測シミュレーション

2)で最適化した設定の下、水銀の大気中濃度及び沈着フラックスの推計精度が総合的に見て最も高いと考えられたM2－2のシミュレーション結果より、全球及び日本における水銀収支を推計した。また、AMAP/UNEP（2008）が作成した2種類の水銀の人為大気排出量予測シナリオ（以下の「SQ」及び「EXEC」）をもとに作成した予測排出量データを適用してモデルシミュレーションを行い、水銀の大気中濃度、沈着量及び収支の将来変動について予測した。

### 4. 結果及び考察

## (1) 自由対流圈及び大気境界層における水銀及び有害金属(Pb、Cd等)の長距離越境輸送の解明

山岳での観測結果を示す。富士山では2010～12年の夏季に観測を実施したが、設置場所の水銀汚染等の影響により、連続データは2012年8月のみとなった。乗鞍岳では台湾のルーリン山と時刻を合わせて同様の観測を実施した。両調査地点とも自由対流圏に位置するが日中は地表が太陽によって温められ、下層の大気が自由対流圏まで運ばれることが分かった。自由対流圏に位置する山岳における調査では、夜間に実施することが適当であると示唆された。また、2012年には、乗鞍岳に侵入する気塊の経路が大陸起源にシフトした際に大気中Hg(0)濃度が急激に上昇した。これは自由対流圏における越境大気によるHg(0)の濃度上昇を初めて観測したものである。伊吹山では、ガス状水銀の鉛直分布を観測し、山頂（1348 m）では中腹、山麓と異なる排出源の影響を示唆した。PM2.5、PM10画分の金属成分のうち、気塊が大陸から来たときを抽出しHg(0)との関連を検討すると、ヒ素、テルル、インジウム
で強い相関がみられ（r>0.8）、伊吹山頂付近で観測される大陸由来のHg(0)は石炭燃焼に由来するものと考えられた。一方、鉛、亜鉛、カドミウムは高濃度で観測されたがHg(0)とは相関が弱く、大陸由来の汚染物質の起源は複数存在することが推察された。伊吹山での観測で大気中水銀の大陸からの移流に関する条件を見出した（図（1））。

島嶼部でも大気汚染物質の長距離輸送の影響を示唆する観測結果を得た。対馬では水銀、 $ O_{3} $ 、 $ SO_{2} $ 濃度と後方流跡線解析結果から、これらの濃度が上昇するときは大陸から気塊が侵入していた。これは山岳（伊吹山、乗鞍岳）での観測結果とも一致した。

樹氷、積雪中の水銀濃度の観測結果から、樹氷では試料間のばらつきも大きいが、積雪では山岳と日本都市部で平均値にばらつきが小さいことがわかった。積雪面からの水銀放出フラックスの検討では、外気とチャンバー内の大気濃度を比較すると、チャンバー内で大きな濃度変動を示した。濃度の上昇は、降雪後の日中に見られた。詳細な解析はまだ完了していない。

環境媒体中の水銀動態ではまず、水銀汚染の歴史の検討を実施した。環境汚染史の解明のために湖沼堆積物中コアサンプルの結果から、摩周湖ではこの2,30年に水銀の沈着量が増加し、屋久島のモミの年輪からも同様であった。一方、阿寒湖沼群の堆積物中コアのプロファイルから、火山から放出する水銀の影響を受けていた。霧島のモミの年輪コアも同様

総滞留時間に対する水銀高排出域での滞留時間の割合

図（1）水銀濃度と水銀排出域での

高度と滞留時間との関係

な結果であった。我が国のバックグラウンド地域の水銀濃度の上昇は越境大気と火山の影響が考えられた。

以上より、日本における長距離越境大気汚染の影響について、現在の状況の把握と過去の汚染の状況を明らかにすることができた。

(2) 水銀用パッシブサンプラーの開発と立山連峰における水銀及び同期した物質の標高別沈着量評価及び排出インベントリーに関する情報収集

標高別のHg(0)濃度からは明確な大陸からの長距離輸送の兆候は得られなかった。しかしながら、連続測定の結果からは立山の標高2,450m地点において火山ガスの影響受けHg(0)とSO_{2}とが同時に濃度上昇する現象が観測された。そこでSO_{2}濃度が低い期間を選択し火山ガスの影響を排除したうえでO_{3}を長距離輸送の指標としてHg(0)の輸送過程を検討した結果、Hg(0)はO_{3}と同時に大陸から輸送されている可能性が示された。しかしながら、火山ガスの影響に比べHg(0)濃度の上昇はわずかであった。さらに立山の標高977mの観測地点ではSO_{4}^{2-}とSO_{2}を長距離輸送の指標として検討した結果、Hg(0)はSO_{4}^{2-}と同時に大陸から輸送されている可能性が示されたが、この地点においてもHg(0)濃度の上昇は他の成分と比較して小さかった。

降水の保存法に関しては次の結果が得られた。予め塩化臭素水で洗浄したフッ素コーティング容器を降水採取容器として使用し、降水採取容器に0.1 w/v%L-システイン溶液を降水1Lに対して10mL添加することによって、水銀損失を抑えた試料の採取・保存が可能となった。

この方法を用いて2010年12月22日～2012年4月2日に富山県の平野部において測定した降水中水銀濃度の平均値は9.8ng/Lであり、地元の影響により水銀濃度が上昇していると推測された。しかし山岳地立山の積雪中水銀濃度を測定した結果、黄砂の影響を受けたと思われる層で水銀濃度が高くなった。この層では水銀、 $ Ca^{2+} $ 、 $ SO_{4}^{2-} $ の濃度が高かった。平野部において黄砂粒子中の水銀、 $ Ca^{2+} $ 、 $ SO_{4}^{2-} $ の粒子径分布を測定した結果、水銀の粒子分布は $ Ca^{2+} $ 、 $ SO_{4}^{2-} $ と一致した。従って水銀は $ Ca^{2+} $ 、 $ SO_{4}^{2-} $ と同期して輸送されている可能性が示唆された。

## (3) 大気から湖沼流域への水銀輸送と沈着に関する機構解明と沈着量算定

2010年度は伊自良川および伊自良湖水中の水銀動態について調査した。試料が5ng/L以下と極めて低濃度であり、定量下限値以下であったので、水銀分析マニュアル法で試料を濃縮して測定したところ0.1ng/Lまでの検出が可能となった。河川水よりも湖水中の水銀濃度が高い傾向を示したことから大気降下物の調査を実施した。林内雨および林外雨を2週間に1度回収した。

2011年4月からは調査時の大気中水銀の観測を開始した。2011年4月から2012年12月まで実施した大気、渓流水、湖水、降水中の水銀濃度経月変化からガス状水銀濃度が6月から11月にかけて上昇しており、平均濃度が2.35 ng/m³とバックグラウンド値より高い値であることが明らかとなった。渓流水及び湖水中の水銀濃度は1～
1.5 ng/Lで推移した。

林外雨よりも林内雨の方が濃度は高く、葉の表面などの乾性沈着物の洗い出しの影響が大きく、沈着量も多くなることが分かった。調査期間内の総降水量と水銀沈着量（濃度×降水量/流域面積）の関係をみると、林内雨は、総降水量が多くなるほど沈着量も大きくなり、相関係数も0.87と良好な値であった。それに対して、林外雨は総降水量が150mmまでは相関があるものの、200mmを超えると沈着量が小さくなることが分かった。降雨強度について検討すると、15mm/hまでは降雨強度と沈着量には相関がみられたが、20mm/hを超えると沈着量は小さくなることがわかった。通常、酸性雨の原因となる酸性物質などは、降雨初期に濃度が高くなり、その後濃度が低下するとされる。そのため、総降水中の濃度は降水量が多くなるほど低くなるが、濃度と沈着量を剰して算出される沈着量は一定の値を示す。しかし、今回の調査結果からは降水量が多くなるほど沈着量は増加しており、酸性物質とは異なる挙動を示すことが明らかとなった。伊自良湖流域での水銀動態を検討すると、大気からの沈着量は12 kg（13 kg/km²）、土壌でのストック量は47,000 kg、2 kgが渓流水として流域外に流出していることが明らかとなった。

## (4) 水銀のマルチメディアモデルの開発及び国設局の水銀等有害金属データの解析

## 1 ) 日本本土の大気中水銀濃度の空間分布及び季節変動

年間を通じて、首都圏、京阪神を中心とする近畿圏、及び瀬戸内から九州北部にかけた地域で濃度が高かった。また、東北北部太平洋岸及び北陸南部日本海岸での季節的な高濃度の発生も注目される。

一方、年間を通じての低濃度地域は、北海道、東北南部、山陰及び九州南部で、濃度は1.6～1.8 ng m⁻³であった。これは、北半球における大気中水銀濃度のバックグラウンド値とされている1.5～1.7 ng m⁻³とほぼ同じ値であった。高濃度地域における最高濃度は3.4～3.5 ng m⁻³であり、これらの地域では地域内での付加により、大気中水銀濃度がバックグラウンド値の最大2倍となっていると言える。日本全土の平均濃度が高くなる状況は、日本列島が高気圧に覆われる夏季に多く発生した。日本列島が高気圧に覆われ、その中の静穏地域を中心に高濃度場が形成されることによって、全国的に見たときの平均濃度が最高値となったと考えられる。一方、全国的に見たときの平均濃度が最低になる状況は、秋季、冬季を中心に、日本全土に強風が吹く場合で、主に太平洋からの南寄りあるいは東寄りの強風やシベリアからの北寄りの強風の下で発生した。

## 2 ）水銀マルチメディアモデルの開発と素過程のパラメータ化手法の検証及び最適化の検討

既存モデルに組み込まれた素過程のパラメータ化手法の検証及び最適化の検討を行い、マルチメディアモデルを完成させた。日本列島上の1つの陸面モデルグリッド(2°（緯度方向）×2.5°（経度方向））における、2007年の地上の大気中全水銀濃度の観測値とモデル計算値の比較結果から、BASEは、夏季の大気中水銀濃度を大きく過小評価したのに対し、M1及びM2では同時期の濃度の再現性が大きく向上した。これまでのフィールド観測及び実験より、土壌からの水銀

放出フラックスは、温度の上昇とともに増大することが認められておりパラメータとして気温を追加したM1及びM2では夏季の同フラックスの増大が良く再現され、大気中水銀濃度の再現性も向上したと推定される。

次に、日本の7地点における2水銀(Hg(II))及び粒子状水銀(Hg(P)の年間総乾性沈着フラックスの観測値(2003～2005年の年平均値；Sakata and Asakura, 2008)とモデル計算値(2007～2009年の気象データによるシミュレーション結果の年平均値)との関係では、大気中でのHg(0)酸化反応としてBrによる酸化反応系のみを適用したBASE及びM1は観測値を大きく過小評価したのに対し、Brに加えてO_{3}による酸化反応を適用したM2では観測値の再現性が

図(2). SQ（左上）、EXEC（右上）の各シナリオによる2050年水銀人為大気排出量予測値の、2005年現在排出量(GEIA2005;下)に対する比率

図(3). SQ2050（左）, EXEC2050（右）の各ケースにおける水銀年間総沈着量予測値の、2005年現在沈着量モデル計算値に対する比率の全球分布
大きく向上した。このことから、日本を含む低～中緯度域ではO3によるHg(0)の酸化が大気中水銀の輸送・沈着挙動を支配する主要な因子であると推定され、これらを組み込んだM2-2が最適モデルと判断された。

## 3 ）水銀マルチメディアモデルによる水銀の循環挙動解析と将来予測シミュレーション

最適モデル(M2-2)による日本における水銀収支の各モデル推計結果(大気及び海洋表層の各現存量、及びフラックスは、2007～2009年の年平均値)から、日本では、人為排出及び地質由来の水銀放出により、新たにインプットされる水銀(年間38.8 Mg)のうち、55.4%（21.5 Mg）に相当する量が領域外へ大気輸送され、6.47%（2.51 Mg）及び38.1%（14.8 Mg）に相当する量が表層土壌及び海洋次表層以深に移動・蓄積すると推定された。正味で領域外へ大気輸送される水銀は、領域内での人為排出量（27.2 Mg）の79.0％に相当する。また、Hg(II)及びHgは正味で年間24.7 Mgが領域内に大気輸送されると推計されたが、その97.0%（24.0 Mg）に相当する量がHg(II)あるいはHgとして領域内に大気沈着し、残りはHg(0)に還元されると見積もられた。

将来シナリオを検討する、現在水銀の大気排出量が最も多い中国を中心とする東アジアにおいて、水銀の大気排出が現在の状態のまま続けられた場合（シナリオSQ2050）の沈着量の伸び率が最も大きい結果であった。一方、排出抑制対策が普及した場合（シナリオEXEC2050）の沈着量の減少率も最も大きく、今後、同地域において水銀の排出抑制対策を進めることが、同地域の水銀汚染の進行を防ぐ上で極めて重要であることが解った。（図2）、（3）

### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

（サブテーマ1）我が国の山岳部（大気境界層、自由対流圏）で大気中水銀の越境輸送に関する観測を実施した。大気境界層である伊吹山山頂のHg(0)の長期変動から冬季～春季に濃度が高くなり、北半球中緯度地域のバックグランド値を超える時は常に中国大陸からの気塊であった。中国大陸からの気塊の時だけを抽出し、Hg(0)とPM2.5、PM10に含まれる金属元素の相関を見ると、ヒ素、テルル、インジウムと非常に相関が強かった。特にヒ素とテルルとの関係から中国大陸から飛来するHg(0)は石炭燃焼と強い関係が示唆された。また、鉛、カドミウム、亜鉛の濃度が高いことから、中国大陸から飛来する大気汚染物質の起源は2つ以上あることが示唆された。自由対流圏での観測では、この期間中（2010年～2012年）には、明確な高濃度の越境大気汚染は見いだせなかったが、乗鞍岳での観測おいて我が国で初めて自由大気中で気塊の変化に伴ってHg(0)が急上昇する現象を見出した。また、乗鞍岳とルーリン山の観測から自由大気の観測は夜間に行うことが重要であることを再認識した。

（サブテーマ2）立山地域における水銀と同期する物質に関して観測を実施した。水銀自動測定装置を用いることにより、オゾンや二酸化硫黄や硫酸エアロゾルと同程度の時間分解能で大気中水銀濃度を測定することが可能となった。立山における観測の結果、水銀がオゾンや硫酸エアロゾルと同期して輸送されている可能性が示唆された。また、降雨・降雪中の水銀濃度を測定する手法を確立した。水銀はカルシウムや硫酸と同期して輸送されている可能性が高いと考えられる。

（サブテーマ3）EANET調査地点である伊自良湖流域における水銀沈着量を算出した。また、降雨強度と沈着量には相関があり、降水量が多くなるほど沈着量が多くなることが明らかとなった。このことは、平地に比べて降水量が多い傾向にある森林域での水銀沈着量が多くなることが示唆された。

（サブテーマ4）「はじめに」にも述べたように、日本を含めたアジアにおける水銀のモニタリング態勢の構築は欧米に比べて立ち遅れている状況にある。モニタリングデータ、特に1時間値の連続測定値は、時間変動、日変動、季節変動をとらえる上で非常に重要である。モニタリングデータが不足している現状においては、モデルシミュレーションがこれら現状を推定するツールとして重要な役割を果たすが、モデルの信頼性の検証が重要であり、また、水銀は人為的排出のみでなく陸地や海面からの揮散が考えられることから多媒体を対象とする必要がある。本研究においてはこれらの課題を解決すべき検討を行った結果、これまで研究の少なかった比較的推計精度の高い水銀多媒体解析モデルを完成させることができたことは大きな成果といえる。

さらに、このモデルを使用して水銀の循環挙動解析を行った結果、これまであまり明らかにされていなかった、全球及び日本における水銀収支を概ね明らかにすることができた。特に、人為起源のみでなく、土壌、地質、海面由来の放出量がかなりあることが明らかとなった。

## (2) 環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

（サブテーマ1）屋久島町の教育員会からの依頼で、一湊中学に設置しているオゾン計、SO_{2}計、サルフェート計、水銀計のデータを利用したいとの申し出があった。今のところオゾンデータの利用がメインであるが、環境汚
染物質のデータをリアルタイムに知ることで運動会、遠足等の野外行事に活用できる。現在、観測地点から教育委員会に直接データが転送できるシステムを考案中である。

（サブテーマ2）立山室堂は観光地であるため、富山県環境審議会大気騒音振動部会において、環境基準を超える二酸化硫黄やオゾンが観測されること、立山地獄谷から水銀が発生していることなどを報告した。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

本研究では東アジア地域における大気中水銀の動態に関する知見を収集できた。本年秋に水銀条約が締結されるが、今後、東アジアにおける大気中水銀に関する削減、制御に関する政策決定に資する知見としての活用が見込まれる。特に日本において、大気中水銀に関する研究は立ち遅れており、十分活用が期待できる。

(サブテーマ1) 我が国で今まで得られてなかった山岳における水銀の動態が明らかになり、さらに最近の水銀沈着量増大も明らかになってきた。これらの結果をモデルに移行することで環境政策に活用できる。さらに、山岳のモニタリングデータは2013年秋の水銀条約締結へ向けての日本の成果につながる。

B-1008で開発した手法を用いて山岳での越境大気汚染物質の情報を発信することを模索している。

今年度、南アルプス市と共同で北岳の山頂小屋で大気汚染物質を観測し、越境大気汚染物質の情報を南アルプス市のホームページで公表するシステムを構築することがスタートすることになった。

（サブテーマ2）山岳地域や離島など、外部からの水銀の影響を受けやすい地域におけるサンプリング方法、分析方法を確立した。長距離輸送の可能性はあるものの大気中濃度はそれほど高くならないという観測結果は、水銀を取り巻く環境の理解を助ける。立山室堂における水銀の測定結果から、地獄谷からの水銀発生を明らかにした。今後、地獄谷近辺での濃度や発生量の予測にデータが活用できる。

（サブテーマ3）本研究は東アジアモニタリング（EANET）調査地点の一つである。日本国内で大気中水銀の計測例はあまり例がないことから、本研究で得られた成果は今後のモニタリングのための基礎資料つることができる。

(サブテーマ4)本研究では、開発したモデルに、AMAP/UNEPの将来予測シナリオを一部適用して大気中の水銀濃度、水銀総沈着フラックスを予測（2050年）したが、人為排出量の増大シナリオ(SQ)及び減少シナリオ

(EXEC)の各影響はいずれも排出源地域とその周辺で明確な変化が表れることが判明した。また、人為排出量が現在世界最大である中国等を中心とするアジア地域においては、人為排出量の増大及び減少の各影響が最も強く表れると推定された。これらの推計結果は、同地域において水銀汚染の進行を防止するため、水銀排出抑制対策を早急に実行することが重要であることを示唆しており、本研究の成果は、国や都道府県等の行政が排出防止対策推進施策に十分活用することが見込まれる。なお、本研究の成果については、今後も引き続き報告、啓発に努めていきたい。

### 6. 研究成果の主な発表状況

## (1) 主な誌上発表

## く査読付き論文>

1）木下 弾，永淵 修，川上智規：伊吹山における大気中水銀の及び同期するガス状成分の鉛直分布とその評価，環境工学研究論文集，47，553-560(2010).

2) 土井崇史, 永淵修, 横田久理子, 吉村和久, 阿久根卓, 山中寿朗, 宮部俊輔: 硫酸イオンの現場捕集濃縮法を用いた屋久島の渓流河川における硫黄同位体の測定, 陸水学雑誌, 72, 135-144 (2011).

3）三宅隆之，永淵修，手塚賢至，横田久里子，金谷整一：屋久島における地表オゾン濃度とその変動要因，大気環境学会誌，47（6），252-260（2012）.

4）伊勢崎幸洋，永淵修，阿久根卓，他：低アルカリ度測定法の検：屋久島の低レベルアルカリ度渓流河川への適用，Journal of ecotechnology research, 16(3·4), 109-112 (2012).

5）三宅隆之，永淵修，金谷整一，横田久里子，手塚賢至，橋本尚己，木下弾，伊勢崎幸洋：屋久島および霧島における無機イオン成分の針葉への乾性沈着，大気環境学会誌，48（2），92-100（2013）.

6)芹川裕加，川上智規，Basir Cyio, Isrun Nur, Rosana Elvince，井上隆信：環境科学会誌，「インドネシア中央スラウェシ州Palu市における金精錬所からの大気への水銀の放出と拡散」24(4)，269-274（2011）.

7）芹川裕加，川上智規，渡辺幸一：「山岳地における降水中水銀の測定法と水銀と同期するカルシウムや硫酸の長距離輸送」土木学会論文集G，67(7)，735-740（2011）.

8) K. Watanabe, H. Honoki, F. Endo, T. Murakami, Y. Yoshida, H. Iida, Y. Uehara and A. Kume: Number concentration and size distribution of ultrafine particles on the roadside of the Tateyama-Kurobe Alpine Route, Japan. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 46(9), 921–930 (2011).
## 他20件

7. 研究者略壓

課題代表者:永淵修

山口大学大学院工学研究科博士後期課程修了、現在滋賀県立大学環境科学部教授

研究参画者

(1): 井上隆信

北海道大学大学院工学研究科修士課程修了、現在、豊橋技術科学大学 工学系研究科 教授

(2): 横田久里子

神戸大学 博士号取得、現在、豊橋技術科学大学 准教授

(3): 川上智規

東京大学大学院工学系研究科修士課程修了、現在、富山県立大学環境工学科教授

（4）: 渡辺幸一

名古屋大学学院理学研究科博士後期課程大気水圈科学専攻修了、現在、富山県立大学 准教授

(5): 羽染久

静岡県立大学大学院、博士号取得、現在、日本環境衛生センター 理事
B-1008 山岳を観測タワーとした大気中水銀の長距離越境輸送に係る計測・動態・制御に関する研究

(1) 自由対流圈及び大気境界層における水銀及び有害金属(Pb、Cd等)の長距離越境輸送の解明に関する研究

滋賀県立大学環境科学部 教授 永淵 修

<研究協力者>

滋賀県立大学環境科学部・助教 尾坂兼一

滋賀県立大学環境科学部・特任研究員 三宅隆之

平成22(開始年度)～24年度累計予算額：47,417 千円(うち、平成24年度予算額：11,762 千円)

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

大気中水銀の輸送と沈着に関する動態について検討を行った。輸送はその影響が顕著に現れる山岳で、沈着については山岳と平地で行った。自由対流圏にある富士山頂(3776m）と乗鞍岳(2783m）②大気境界層にある伊吹山(1348m)、および島嶼部の屋久島、沖縄、対馬で調査を実施した。これらの調査には商用電源がないところで調査可能な装置を開発し用いた。その結果、富士山頂のアクティブサンプラーとパッシブサンプラーを用いた鉛直分布結果から自由大気中の水銀濃度は大陸からの気団が入った時は濃度が上昇することが示唆された。乗鞍岳では、2012年10月に観測地点に大陸からの寒気団が入ると同時に水銀濃度が0.5ng/m³から2.5ng/m³に急上昇する現象をつかんだ。伊吹山では、大気境界層の大気中水銀は、大陸からの気団が進入した時だけ濃度が上昇し、その条件は中国大陸の水銀高排出域での滞留時間が長いことおよび通過高度が低いことであることを明らかにした。また、Hg(0)とPM中のヒ素、テルルと相関が強いことからHg(0)の起源は石炭燃焼であることが示唆された。

沈着については、山岳と平地で雨量計をセンサーとして使うことで降水量(可変)毎に連続で降水を採取できる装置を開発し、降り始めからの水銀濃度を測定すると、濃度パターンが不均一であった。降水中の水銀濃度の変動は、粒子状の水銀に依存しており、ベースはⅡ価の水銀濃度であることが推察された。樹氷、雪、東アジアの環境媒体中水銀および重金属濃度を検討すると、アジア大陸の環境媒体中の水銀濃度は、日本国内のものに比較してかなり高いことが確認できた。このことは大陸から気塊が入ってきた時、山岳等で濃度が高くなることを支持している。湖沼堆積物、年輪コアの沈着量解析から、この20-30年の大陸の経済活動の活発化によると考えられる沈着量の増大が、湖沼では摩周湖、年輪コアでは屋久島のモミ、スギ、ヤクタネゴヨウで見られた。

## [キーワード]

水銀、自由対流圈と大気境界層、長距離越境輸送、沈着、トレースエレメント
### 1. はじめに

国連環境計画 (UNEP) は 2005年に水銀に関する Decision 23/9IV を採択し、各国政府機関ならびに NGO 等関連組織に対して環境への水銀放出量と健康リスクの削減を求めた。その要求を受け、2006 年には日本を含む6 ヶ国が参加して水銀の大気輸送に関する研究分野のGlobal Partnership が発足した。これは、水銀の越境移動や極地における水銀の沈着、高地における大気中水銀濃度などに関する研究を促すもので、大気中水銀の拡散状況の把握が国際的にも重要な課題であるという認識に立ったものである。実際、石炭燃焼や廃棄物焼却等に伴い大気に放出されたガス状原子水銀(Hg(0))は、対流圏において海塩エアロブルやオゾンとの光化学反応により2価水銀(Hg(II))まで酸化され、降水に取り込まれたり、あるいは粒子状水銀(Hg(p))となって地表に沈着することが明らかとなっている。これは極地域の特有現象であると考えられてきたが、近年世界各地で起こっていることが報告されており、2005年の酸性雨国際学会(チェコ)においても中心的課題として取り上げられた。水銀排出源の風下地域では降水中水銀濃度が非汚染地域の100倍にも及ぶ数百ng/Lという値も観測され、野生動物等、生態系への影響が懸念されている。

さらに、2007年にはUNEP において、2020 年までに世界の水銀使用量を75％削減するという国際条約作りを開始した。また、UNEP は2009 年2 月に世界的に深刻化している水銀汚染防止のため、水銀の排出を国際協力で削減する条約の制定を2013年までに目指すことを決定した。このように、水銀の環境中への拡散を抑制する施策が早急に求められている。水銀の環境中への拡散が懸念される中、日本の水銀に関するモニタリングはほとんど実施されていない。2001年より本格稼動している東アジア酸性雨モニタリングネットワーク(EANET)においても、水銀は分析項目に含まれていない。このように、日本における水銀の沈着量や動態に関してはほとんど解明されておらず、大陸からの移流を評価し、将来予測を行うには基礎的なデータが皆無に近い。また、降水・大気中水銀計測のための従来法は煩雑な試料採取・前処理や高額な装置を必要とすることから多点観測への適用が難しい。さらに、降水中の水銀は保存中に大気に揮散するため沈着量の評価が困難である。モニタリングの態勢を整えるためには、簡便なサンプリングと分析手法が要求される。本研究では、大気中の水銀ならびに降水中の水銀に関して、簡便なサンプリング法と分析手法を開発し、それらを移流の影響が最も顕れやすく、効果的なサンプリングが可能な山岳地等において実施した。これら詳細な観測データからマルチメディアモデルを開発し、移流・沈着について解析し、将来予測から影響評価へと進展し、地球環境行政に貢献することが可能となる。

### 2. 研究開発目的

我が国の水銀モニタリングの遅れを回復し、UNEP等が特に重要視している大気中水銀の長距離輸送を効率的に解明するための山岳でのモニタリングを確立する。そのためには、商用電源を必要とする観測地点と商用電源を必要としない簡易測定法の両方の確立が必要である。前者については、今年度は富士山頂に水銀自動分析計、$\mathrm{SO}_{2}$ 計、一酸化炭素計及びオゾン計を設置し、常時観測を実施する。後者について研究者グループは、商用電源のない場所で使用可能なアクティブ、パッシブ両サンプラーの開発を行っており、アクティブサンプラーについては、すでに精度の高いデータを取得できるようになっている。パッシブサンプラーについては、すでに実用化段階に来ている。また、新たに遠隔制御可能なアクティブサンプリングシステムの開発を行う。沈着量観測においては、小型軽量な自動湿性降下物採取装置を