Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
( 72 ) 防衛省所管 一般会計 物品増減及び現在額報告書

分類及び細分類	品目	平成26年度末現在(A)	平 成	27 年 度 間 增 减(B)	平成27年度末現在(A±B)
增(a)	減(b)	差 引 (a-b)	価格改定による増又は減(円)
数 量 (個)	価 格 (円)	数 量 (個)	価 格 (円)	数 量 (個)	価 格 (円)	数 量 (個)	価 格 (円)
13 雑 機 器	4,364	12,140,972,934	223	629,579,765	191	469,486,508	32	160,093,257	401,490	4,396	12,301,467,681
14 防 衛 用 武 器	38,196	3,417,975,220,499	7,293	1,304,668,408,069	7,293	1,279,781,448,036	0	24,886,960,033	10,409,368,841	38,196	3,453,271,549,373
15 防 衛 用 施 設 機 器	7,931	181,236,635,650	732	13,867,459,104	636	13,675,003,022	96	192,456,082	1,350,000	8,027	181,430,441,732
16 防衛用電気通信機器	114,219	3,282,976,277,400	27,871	999,872,274,209	24,774	954,139,790,046	3,097	45,732,484,163	2,351,210,640	117,316	3,331,059,972,203
17 防衛用航空機用機器	35,984	1,090,302,208,604	18,518	1,161,504,559,380	18,595	1,139,064,215,406	△ 77	22,440,343,974	6,011,026,587	35,907	1,118,753,579,165
18 防衛用船舶用機器	1,758	135,234,034,335	812	121,995,986,550	781	126,637,236,893	31	△ 4,641,250,343	0	1,789	130,592,783,992
19 防 衛 用 衛 生 器 材	3,012	43,984,939,703	337	4,599,579,318	396	5,615,585,829	△ 59	△ 1,016,006,511	△ 6,825,000	2,953	42,962,108,192
20 防 衛 用 一般機器	37,998	1,388,226,024,897	8,973	625,820,620,146	9,039	570,650,598,906	△ 66	55,170,021,240	1,652,230,885	37,932	1,445,048,277,022
21 美 術 品	7	112,181,000	0	0	0	0	0	0	0	7	112,181,000
課題名 B-1007 海ゴミによる化学汚染物質輸送の実態解明とリスク低減に向けた戦略的環境教育の展開

課題代表者名 磯辺 篤彦 （愛媛大学沿岸環境科学研究センター環境動態解析部門）

研究实施期间 平成22～24年度

累計予算額 189,843千円（うち24年度62,190千円）

予算額は、間接経費を含む。

本研究のキーワード（5～10個出、漂流長期予報、海ゴミ・サイエンスカフェ、NPO

以下程度）

研究体制

(1) 数値モデルとWebカメラ網による海ゴミ輸送量解析 (国土交通省国土技術政策総合研究所)

(2) 海ゴミを介した化学汚染物質輸送の定量評価 (愛媛大学)

(3) 海ゴミリスクの低減に向けた環境教育スキームの構築（九州大学）

研究協力機関

一般社团法人JEAN

## 研究概要

### 1. はじめに(研究背景等)

主として東シナ海や日本海に面した地域を悩ます大量の越境性漂着ゴミ(海ゴミ)被害は、これまでの多くのマスコミ報道や関係各所の努力によって、広く社会に認知されるようになった。今後は、海岸漂着物処理推進法に基づく、国による海ゴミ処理への財政支援が強く期待されるところである。総じて国の経済的支援には国民的合意が必要であろう。しかし、同法第一条に謳われる「海岸における良好な景観及び環境の保全を図る」目的に則れば、アクセスの悪い、すなわち普段は目にしない海岸景観の保全に、広い国民的理解が得られるだろうか。景観保全を目的とした海ゴミ処理は、結果として、著名な海水浴場などビジネスにつながる海岸を優先する結果となるかもしれない。

それでも環境、すなわち健全な生態系や生活圏の保全が目的ならば、海ゴミ処理への国民的理解は得やすいだろう。ところが、海ゴミの環境影響を科学的に実証した研究は、実はそれほど多くはない。ようやく最近になって、プラスチック製品の中間材料であるレジンペレットに吸着したPCBsやDDEを検出したRios et al. (2007)など、いくつかの先駆的研究が注目され始めた。ここでは、海岸で優占するプラスチック製の海ゴミが、化学汚染物質の越境輸送をもたらす媒体となる可能性が指摘されている。そもそも、プラスチックの生産においては、有害金属が、添加剤や触媒、顔料や安定剤としてとして広く使われている。たとえば、ステアリン酸塩(Pb(C_{18}H_{35}O_{2})_{2})は、ポリ塩化ビニル(PVC)からなるプラスチック製品の滑性や安定性を高める。このような利点があるにもかかわらず、鉛には動植物や微生物に対する毒性が認められる。このような沿岸生態系に対する潜在的な脅威があるにもかかわらず、漂流プラスチックゴミから有害金属が海岸環境へ溶出する可能性は、これまで、ほとんど注意が払われていなかった。

私たちが喫緊に取り組むべき課題は、海ゴミを介した金属など化学汚染物質の輸送量や海岸蓄積量を定量評価すること、そして、海ゴミの蓄積に伴う海岸生態系や健全な生活圏への環境リスクを科学的に検証することである。さらに、それらの知見を周知することで海ゴミリスク低減への国民的合意を涵養すること、そして、処理推進法が効果的に運用できるよう、国と地域行政、そして地域住民など、多様な主体がゴミ処理に協働できるスキームを構築することである。

### 2. 研究開発目的

海ゴミを介した化学汚染物質の海岸蓄積量を定量評価するためには、まず海ゴミ自体の海岸蓄積量を精度よく計量しなければならない。我々は、日本の9海岸に設置したWebカメラ網や、海岸でのバルーン計測によって、海ゴミの漂着量をモニタリングするシステムを構築する。特に、海ゴミの中でも、個数比・重量比ともに他を圧倒
するプラスチックゴミの漂着量を、選択的にモニタリングする手法を開発する(サブテーマ1)。また、プラチックゴミの海岸蓄積量を推算した後に、これらに含有される化学汚染物質量を定量し、海岸全体に蓄積する汚染物質総量に換算する。さらに溶出試験を通して、海ゴミから海岸環境中への汚染物質の移行量を求めていく。その後に、推定される移行量に対する環境リスクを、しかるべき規制値と照らし合わせて評価する。そして、漂流ゴミの輸送シミュレーションを用いて、起源地から漂着地に至るゴミと、これを介した汚染物質の輸送過程を表現し、将来のリスクを考察していく(サブテーマ2)。上記のような環境情報は、「海ゴミ・サイエンスカフェ」を通して市民と共有される。そこでは、ゴミに起因する海岸汚染情報に対する市民のアクセシビリティ(親和性)を担保しつつ、海ゴミによる化学汚染が誤った誇張のもとで風評とならないよう、情報のトレーサビリティを確保した双方向的な市民と科学の関係構築を目指す(サブテーマ3)。

### 3. 研究開発の方法

## (1) 数值モデルとWebカメラ網による海ゴミ輸送量解析

## 1 )Webカメラ撮影画像の取得方法

各地点のWebカメラモニタリングシステムは2010年10月から2011年9月にかけて設置された（図1）。それぞれが、カメラ本体、太陽光パネル、バッテリー、タイマスイッチ、モバイルルータ、及びモバイルカードで構成される。Webカメラは、タイマスイッチによって、毎日7:00から15:00の間、2時間毎に稼働させる。各稼働時刻の3分毎に5回の撮影を行い、1日あたり25枚の画像を得た。撮影画像はインターネットを通じて研究所に転送されるとともに、カメラ本体内蔵のメモリカードに保存される。このようにして撮影されたWebカメラ画像の一部は、現在も、ウェブサイトで公開している（http://www.ysk.nilim.go.jp/kakubu/engan/enganiki/umigomi/）。

図1 Webカメラの設置位置(a)と、飛島に設置したWebカメラ(b)とその撮影画像(c)。(a)の左図は解析4地点周辺の拡大図であり、丸印はカメラの設置地点、ダイヤ印はアメダスの観測所を示す。

## 2 ) プラスチックゴミ検出のための画像処理

我々は、Webカメラに写る海ゴミの中でも、特にプラスチックゴミを色で自動識別した後、画素数を数えて海岸被覆面積に換算し、これを漂着プラスチックゴミ蓄積量の指標とすることを考えた。そのため、Webカメラのサイトごとに、予め日射によるゴミの色変化を考慮したColor Reference（以下、CR）を定義して、このreferenceとの色差が小さいものをプラスチックゴミと認識させた。本研究ではCRの定義を、国際照明委員会（CIE）が策定したCIELUV色空間で行う。CIELUV色空間は、明度L*、赤一緑の属性値u*、黄一青の属性値v*をもつ3次元空間である。

CRの作成には、漂着物があまり動かない静穏な期間（一週間程度）に得られた撮影画像を利用する。なお、季節的な日射量変動を考慮し、CRは季節ごとに作成した。期間内に漂着した全プラスチックゴミを、まず人工物にありがちな白、黄、赤、緑、青の5色（サイトによっては、さらに細分化）に目視で分類し、CRを作成するためのサンプル画素とした。1つのゴミごとに50画素をサンプル画素として選定し、目視によって色ごとに分類した全てのゴミについて、微妙に変わる画素の色をCIELUV色空間内にプロットすれば、3次元空間内の回転楕円体（卵型）を形成するようになる。それ以降に取得されたすべての画像を解析し、この回転楕円体の中に入る画素を、砂浜や流木などの背景色と区別して、プラスチックゴミと判定した。図2には、飛島でのWebカメラ画像を利用した、プラスチックゴミ検出に至るまでの画像処理を示している。このような処理を、全国9か所のカメラを用いて日中の2時間毎に実施した。
図2 (a)と(e)はそれぞれ2010年12月20日と2011年5月8日における飛島のWebカメラ撮影画像で、(d)と(h)は、それぞれ、(a)と(b)からのプラスチック画素の検出画像。(b),(c)はそれぞれ2010年12月19日-21日における各画素が属する楕円体とその頻度で、同様に(f)と(g)は2011年5月7日-9日における頻度を示す(詳細様式参照)。

## 3 ) プラスチックゴミ漂着量の計算方法

Webカメラ撮影画像は斜め上方から撮影されているため、被覆面積を計算するためには真上からの画像に変換する必要がある(幾何補正)。我々は、既にWebカメラ画像を幾何補正する技術(射影変換処理)を開発済みである(H19～H21:地球環境総合推進費D-071成果:Kako et al, 2010)。この幾何補正処理を、Webカメラから抽出したプラスチックゴミの輝度画像(図2dやh)に施して、真上画像に変換し画素(飛島16cm²/画素、飛島以外25cm²/画素)の数より被覆面積を算出した。これによって、日本全国の9海岸において、2時間ごとに、漂着プラスチックゴミ被覆面積をモニターする体制を構築し、このデータを利用して、次項に述べる数值モデル計算を行った。詳細様式には、個々のプラスチックゴミが、漂着してから再漂流するまでの海岸滞留時間についての調査結果も記載する。

## (2) 海ゴミを介した化学汚染物質輸送の定量評価

## 1 ）漂流ゴミの輸送シミュレーション

漂流ゴミの輸送過程を表現し、これを媒介とした化学汚染物質の輸送過程や、将来のリスク評価のために、現実的な海流や風の条件を与えたゴミの輸送シミュレーションを行う。まず、サブテーマ1がWebカメラを設置した日本海の海岸から、代表的な稚内、飛島(山形)、輪島、対馬(図1)を選んだ。カメラが計量したゴミ被覆面積から、月平均値の被覆面積増加量を算出した。この増加量を新規の漂着数(画像中の1画素をゴミ1個と換算)と見立て、これの発生位置(起因地)推定を行った。続いて、実際の2010年～2011年の海流や風(それぞれの向きは逆)を与えたモデルにおいて、上記海岸から仮想粒子を流すことで、海ゴミの発生位置を逆算する実験を行った。発生位置の推定には双方向粒子追跡法を、発生位置におけるゴミ漂流量の推定には逆問題推定法を用いた。さらに、逆算した発生位置から投入した粒子を、向きを元に戻した海流や風に乗せて移動させ、Webカメラで監視した漂着量(被覆面積)とモデルで得た漂着量(画素数で換算した粒子数＝被覆面積)を比較することで、モデルの正当性を評価した。その後、粒子の投入を10年間持続させることで、日本周辺海域での海岸蓄積量の長期変動を定量化し、海ゴミのフローマップに取りまとめた。次節に述べるプラスチックゴミに由来する化学汚染物質の海岸移行量と照らし合わせ、化学汚染物質の輸送量を検証した。

## 2 ）海岸における海ゴミ由来の化学汚染物質と輸送過程の実態解明

### a. バルーンを用いた海岸における漂流ゴミ蓄積量調査

海ゴミや、これに由来する化学汚染物質の環境リスクを評価するためには、まず、海岸における海ゴミやゴミ由来の化学汚染物質の蓄積量を計量する必要がある。本研究課題では、五島列島・奈留島・大串海岸を定点観測海岸とした。また、2009年10月21日-同24日、2010年7月29日-8月2日、2010年3月3日-同7日に同海岸にて採取したプラスチックゴミを実験室へ持ち帰り、分析に供した。現地海岸においては、海ゴミによる海岸被覆面積を、デジタルカメラを取り付けたバルーンを海岸上に揚げ、海岸全体の画像を得ることで計量した。Webカメラ画像と同様の幾何補正や画素判定によって、ゴミと判定された画素数から海岸のゴミ被覆面積を算出した。バルーン撮影の翌日に、海岸にて、2m×2mの区画内におけるゴミの全重量と、材質(木材・金属・プラスチック・複合素材)ごとの重量を、総計10区画で計量し、枠面積4m²を除することで、単位面積当たりのゴミ重量に換算した。求めた単位面積当たりのゴミ重量に、バルーン調査で得たゴミ被覆面積を掛けることで、海岸に蓄積している海
ゴミ重量、および材質ごとの重量を推定した。

### b. 可搬型蛍光 x 線分析計を用いた有害重金属の計量と溶出量の推定

実験室に持ち帰ったプラスチックゴミを対象に、これまでの研究では着目されてこなかったゴミに含まれる有害重金属の定量を行った。これは、プラスチックには製造段階で有害金属が添加されることが多いため、高濃度での検出もあり得るとの考えによる。定量には可搬型の蛍光x線分析計(XRF)を使用した。続いて、海岸にあるプラスチックゴミの総重量より、これらに含まれる有害重金属の総重量を求めた。

図3 PVCフロート

プラスチックゴミが海岸の汚染要因となるか検証するためには、ゴミに含まれる汚染物質の海岸環境へ移行(溶出)を確認する必要がある。実験を簡便に実施するために、我々は同一種類のPVC製の漁業用フロートを選定した(図3；以下「PVCフロート」と記す。後述するように、添加物の鉛が極めて高濃度で検出)。このPVCフロートは、日本近海の様々な海岸で漂着が確認されており、一般的なプラスチックゴミである。溶出実験には、日本各地から採取された同形15個のPVCフロートを選定した。海岸にゴミが漂着した後に、周辺の水(例えば雨水)に溶出する鉛の量に着目するため、本研究では純水を用いて鉛の溶出を調べた。PVCフロート1個を、820mlのElix-純水の入ったガラス容器(計15

個)に入れた。各ガラス容器は、室温（25.5±1.0℃）で120時間、恒温振とう機を使って、120rpmの振幅で振とうした。実験中（120時間）は、水10mlを12時間おきにガラス容器から採取し、ICP-MSに試料を導入し鉛濃度を測定した。閉鎖系の中で実施する溶出実験の結果は、実験に用いる容器の大きさに依存してしまう。本研究課題では、現場海岸においてPVCフロートから鉛が溶出する速度を推定するため、境膜モデルを用いた解析手法を開発し、大串海岸で一年間を通して雨水によって溶出する鉛の総量を推算した。このような解析は既往研究では行われていないが、海ゴミからの汚染物質の溶出を考慮する上で、今後は必須の解析手法となるだろう（成果論文 $ ^{*} $ ）。

## (3) 海ゴミリスクの低減に向けた環境教育スキームの構築

本サブテーマでは海ゴミ・サイエンスカフェを表1の通りに開催することで、本研究課題による研究成果を地域へ還元し、知見の普及を通じて海ゴミ対策の促進が図られることを目指す。ここにおいて、サイエンスカフェは、地域住民、NPO、事業者、行政関係者などを対象に、海ゴミ問題についての環境学習や議論の場となる。特に、本研究課題では、NPOを、研究者と地域住民、そして地域行政を結ぶ仲介者に位置づけた。すなわち、地域との結びつきが希薄になりやすい研究者集団と、研究者へのアクセスに手段を持ちにくい地域住民の両者にアクセスできるNPOを中間に据え、サイエンスカフェというプラットフォームを置くことで、最新の研究成果を、地域行政や市民の海ゴミ問題に対する実践に直結させやすい環境を整えた。このような異主体間(地域＋研究者集団＋NPO)の組み合わせによって、科学が果たす社会貢献の在り方に、新しいモデルを提供していく。

表1 海ゴミ・サイエンスカフェの実施状況

22年度	日時	場所	講演者
平成22年6月30日(水)	庄内(酒田公益研修センター)	1回目	国土技術政策総合研究所 日向博文 室長
平成22年9月27日(月)	石垣(石垣市総合体育館研修室)	1回目	愛媛大学沿岸環境科学研究センター 磯辺篤彦 教授
平成22年10月17日(日)	庄内(東北公益文科大学)	2回目	愛媛大学沿岸環境科学研究センター 磯辺篤彦 教授
愛媛大学大学院理工学研究科 中島悦子
平成22年11月28日(日)	石垣(石垣港離島ターミナル)	2回目	愛媛大学沿岸環境科学研究センター 磯辺篤彦 教授
愛媛大学大学院理工学研究科 後期博士課程 中島悦子
九州大学大学院工学研究院 清野聡子 准教授
八重山環境ネットワーク 森本孝房
石垣ビーチクリーンクラブ 浅井紀子
海LOVEネットワーク 中川くみこ
平成23年2月15日(火)	庄内(酒田海洋センター)	3回目	九州大学大学院工学研究院 清野聡子 准教授
愛媛大学大学院理工学研究科 中島悦子
平成23年2月21日(月)	石垣(環境省国際サンゴ礁研究センター)	3回目	九州大学大学院工学研究院 清野聡子 准教授
愛媛大学大学院理工学研究科 中島悦子
表1(つづき)

1回目

### 4. 結果及び考察

## (1) 数值モデルとWebカメラ網による海ゴミ輸送量解析

対馬暖流沿いの日本沿岸4地点に設置したWebカメラによって、2011年12月31日までに得られた撮影画像を幾何補正し、プラスチックゴミ漂着量(被覆面積)を計算した(図4)。画像解析により直接的に得られた漂着量の時系列は、数日もしくは2週間程度の時間スケールで大きく変動している。こうした短期変動は日射状況の差異によるもので、これら気象条件による短期変動を除去するため、30日間移動平均を適用した(図4中の太線)。なお、図中の1点鎖線で示す期間は積雪等の影響による欠測期間である。Webカメラによる計測精度を検証するため、Webカメラ画像から、目視によってプラスチックゴミの画素を抽出し、被覆面積を計算した(図中の丸付破線)。その結果、解析4地点における画素の計測誤差は平均で18%であって、両者の時系列変動は概ね一致していた。

飛島と対馬における2011年8月中の漂着量の急激な減少は、地域住民による海岸清掃によるものであるが、これを除いた漂着量の変動は自然現象によって引き起こされたものである。対馬や輪島で漂着量が増減した時期には、西寄りの風が観測されていた（近接アメダスデータによる）。解析4地点はいずれも西向きの海岸であるため、西寄りの風に漂着量が敏感に応答すると推察されるものの、同時期の飛島や稚内における漂着量は、ほとんど変化していない。すなわち、岸向きの風は必ずしも漂着量の増減に寄与していないようである。漂着量の増減は、新たな漂着量（海岸加入量）と、波や海浜流による海岸からの再漂流量（流出量）の大小で決まる。また、解析4地点は海岸・海底地形が異なるため、同じ岸向きの風が連吹したとしても、波の浅水変形過程や形成される海浜流が異なるであろう。このように、変動要因を詳細に調査するためには各地の海岸・海底地形を踏まえて海岸付近の波や流れを再現し、漂着・再漂流過程を明らかにする必要がある。

以上を踏まえ、我々はWebカメラを用いたプラスチックゴミ計測の、既存手法に比しての優位性を提言したい。まず、Webカメラを用いることで漂着量を連続的に取得できるため、その変動要因の解明に役立てられる。既存諸研究のような数か月毎の人力による海岸調査では、調査間隔よりも短期間で変化する漂着量は捉えられないため、自然現象との比較には無理があった。本研究では風データとの比較を示したが、今後、海岸・海底地形を考慮して波や海浜流などの海象データと比較することにより、漂着量の変動要因の解明が期待できる。
Webカメラを用いたプラスチックゴミ漂着量計測によって、計画的で効率的な海岸清掃事業を立案できる。現状では、ゴミの漂着状況に応じて、適当な時期に年1回の海岸清掃が行われている。Webカメラを用いて計測された漂着量の時系列変動から、それぞれの海岸における清掃の最適時期を定めれば、清掃効率が大幅に向上する。

各海岸に設置したWebカメラシステムは比較的安価（機材費：約40万円、維持費（メンテナンス、通信費）：10万円／年）であり、本研究のように多地点展開が可能である。我々は、この点がWebカメラを用いた海ゴミ漂着量計測の最も大きな利点であると考えている。多地点展開したWebカメラの撮影画像から、本手法を用いてゴミ漂着量を計算し、Webカメラが撮影する海岸面積で割れば、多くの海岸のゴミ漂着密度が計算できる。各都道府県の平均漂着密度とその標準偏差から、日本全国における海ゴミ漂着量の総量推計を行うことが可能となり、また、海岸清掃に係る予算配分にも活用できる。

## (2) 海ゴミを介した化学汚染物質輸送の定量評価 1）海ゴミの漂流シミュレーション

Webカメラで取得したゴミ漂着量データ(画素数で換算)より、起因地の位置を割り出し、さらに、起因地からのゴミ流出量を逆推定した。結果を図5に示す。図中でのバー

図4 対馬暖流沿いの日本沿岸4地点におけるプラスチックゴミ被覆面積の時系列。

の高さがゴミ流出量であり、一単位はWebカメラに写りこむ海ゴミの一画素分(を占めるゴミの数)に相当する。また、バーの色は図中に示す通りのゴミ流出月(暖色系が夏季)である。バーがない海岸は、ゴミの流出がないか、あるいは、当地から流出したゴミが日本の海岸には到着しにくいことを意味している。なお、これら推定された起

因地や流出量を与えたゴミ輸送シミュレーションによって、Webカメラ位置での漂着量は良く再現され、逆推定の精度の高さを示す結果となった。

図5 逆推定で得たWebカメラ設置海岸に漂着するゴミの起因地とゴミ流出量・発生月分布。バーの高さが流出量で、暖色(寒色)系は夏(冬)季の流出を意味する。

つづいて、同じモデルを用いてゴミ漂着量の長期予測を行った。推定されたゴミ流出量(図5)をモデルに与えることで、10年間の粒子追跡実験を行った。海流流速と風速は、2010年の海洋同化プロダクトと衛星観測風データを、10年間にわたって繰り返し利用した。

モデルの結果を見ると、毎年に東シナ海や日本海に流出するゴミよりも、同海域から太平洋に抜けていくゴミの方が少なかった。このことは、海ゴミの約7割がプラスチック製であることを考えれば重要である。分解しにくく、環境から消えることのないプラスチックゴミは、たとえ現在のゴミ流出量が維持されたとしても、今後、海域での滞留量を増やし続けてしまう。10年間のシミュレーションで得た、海岸でのゴミ漂着数の経年変化を図6に示す。モデル海域全域に粒子が行き渡る2年目に各海岸格子に到着したゴミ総量を基準とし、計算開始から各年末までに、海岸格子に到着した粒子数の時間積算値との比を求めた。もし、周辺海域に漂流するゴミの数に変化がなく、そして各海岸に、毎年同じ数のゴミの漂着があるならば、例えば4年目の積算値は4倍となる。ところが、この図が示すように、わずか4年後であっても、ゴミ漂着量が現況の250倍に達する海岸が一か所存在する。その後に大量漂着を示す海岸は増加を続け、10年目には全体の4%程度の海岸が漂着の「ホット・スポット」になってしまう。
図6 シミュレーションで得た4年後(左上)、6年後(右上)、8年後(左下)、10年後(右下)の漂着数(全て2年目との比)。このフローマップ中のバーの高さが積算漂着数の2年目との比。毎年に同じ漂着数であれば、たとえば4年後には4倍であるが、最大で250倍程度になっている。

## 2 ）漂着プラスチックゴミ由来の重金属による海岸汚染の定量評価

大串海岸で収集したプラスチックゴミが含有する有害重金属を、ポリマー(材質)ごとに表2に示す。ここでは、バルーン空撮で推定したプラスチックゴミの総量と、プラスチックゴミ由来の金属重量の推定値を用いることで、プラスチックゴミ由来の有害金属の海岸における総重量、つまり、海岸環境を汚染する可能性のある有害金属の上限を推定している。PVCフロートが含有する鉛は、海岸全体の鉛重量の91％を占めるほどに高濃度あった。ステアリン酸鉛が、PVC製品の安定性と滑性を高めるために添加されるためと考えられる。

表2 大串海岸で採取したプラスチックに含まれる有害重金属. Total全材質中の総重量を示す。

PE	PP	PET	PVC	PS	Total
Mass Ratio of Polymer (%)	55±8	19±7	14±8	4±2	5±5
Litter Mass (kg)	292±120	101±55	74±51	21±13	27±27	530±207 kg
Cr	Concentration (g/kg)	<LOQ	<LOQ	<LOQ	<LOQ	<LOQ
Standard Deviation (g/kg)
Mass of metal (g)	---	---	---	---	---
Cd	Concentration	<LOQ	<LOQ	<LOQ	<LOQ	<LOQ
Standard Deviation
Mass of metal	---	---	---	---	---
Sn	Concentration	<LOQ	<LOQ	<LOQ	(81±75)×10^{-3}	<LOQ
Standard Deviation	136×10^{-3}	(n=16)
Mass of metal	---	---	---	2±2	---	2±2 g
Sb	Concentration	<LOQ	<LOQ	<LOQ	<LOQ	<LOQ
Standard Deviation
Mass of metal	---	---	---	---	---
Pb	Concentration	(78±19)×10^{-3}	(63±19)×10^{-3}	<LOQ	13.5±8.4	<LOQ
Standard Deviation	231×10^{-3}	168×10^{-3}	15.8
(n=545)	(n=292)	(n=17)
Mass of metal	23±11	6±4	---	284±247	---	313±247 g

PVCフロートから鉛が海岸環境へ移行するか確かめるため、溶出実験を行った。その結果、確かに鉛がPVCフロートから周囲の純水中へ溶出することが確認された。すなわち、漂流プラスチックゴミは有害金属を輸送する媒体として機能している。また、海岸全体での鉛蓄積量と境膜モデルを用いて、年間を通しての鉛溶出量を、大串海岸全体で $ 0.6\pm0.6 $ g/yearと推定した。続いて、PVCプラスチックゴミ直下の土壌で、鉛が垂直方向へ一次元的に拡散すると仮定した場合の、海岸土壤中の鉛濃度の増加率を求めた。拡散する鉛が10cm～1mの海岸土壤の厚さの中に捕捉される最悪の事態を想定しても、鉛濃度の増加率は、 $ (0.1\sim1)\times10^{-3} $ g/kg/year程度であった。土壌中の鉛濃度の規制は、アメリカ環境保護局によって $ 250\times10^{-3} $ g/kgと制定されている。そのため、たとえPVCフロートが、今後も大串海岸に入れ替わり立ち代わり漂着を続けたとしても、海岸土壤中の鉛濃度は、250/1.0から250/0.1年（すなわち、250-2500年）後まで基準値を越えることはなさそうである。そのため、考えられる近い将来において、大串海岸におけるPVCプラスチックゴミから溶出する鉛は、現時点では環境リスクにはならないと結論できるかもしれない。ただし、本研究により、漂着プラスチックゴミは有害金属の輸送媒体でもあり、かつ海岸環境を汚染する経路となることが明らかとなったため、今後も様々な海岸において、プラスチックゴミ由来の有害金属を注意深く監視し続ける必要がある。その理由は、今後10年以内に現況の250倍の漂着量となる海岸が、先述のシミュレーションで散在したことによる。すなわち、漂着するPVCプラスチックゴミが、今後の「大量漂着時代」には、海岸に大量に累積する可能性があり、そのようなホット・スポットでは、集中的に溶出する鉛によって
て、環境リスクが短期間に顕在化するかもしれない。

## (3) 海ゴミリスクの低減に向けた環境教育スキームの構築

## 1 ) 海ゴミ・サイエンスカフェの意義

海ゴミ・サイエンスカフェは、総じて研究成果の地域への周知に有効であった。地域社会と研究者の協働によって、より効率的な海ゴミ処理について議論を深める場が提供できた。たとえば、本研究課題の結果を直接に地域住民や行政に説明することで、海ゴミに含まれる有害金属が、現況の環境リスクではないものの、将来のリスクに可能性を残すとの認識が深まった。実際に、地域行政(山形県と沖縄県)の主導によって、鉛の含有が多いPVCフロート(図3)の分別回収が始まった。サイエンスカフェを通して、Webカメラによる海ゴミ監視に興味を持つ自治体も増え、実際に、山形県(最上川河口部)や沖縄県(石垣市)では、研究課題終了後にWebカメラによる海ゴミ監視が継続実施されつつある。海岸漂着ゴミの処理に拠出される公的費用を、海岸清掃事業のみに使うのではなく、本研究課題が行った海ゴミ・サイエンスカフェのような、地域行政や地域住民、さらには研究者やNPOとの協議に拠出することを提案したい。そのような機会を通して、学術的知見に裏打ちされた効率的で安全な漂着ゴミ処理の、草の根的な展開が可能になると思われる。

## 2 ) 海ゴミ・サイエンスカフェの運営形態

本研究課題の遂行に当たっては、NPO(例えば、JEANや石垣島の海Loveネットワークなど)と協働することで、地域住民とのアクセスが確保できた。概して多くの研究者は、地域住民や地域行政へのアクセスに弱い。逆に、地域住民や行政にとっても、幅ひろい研究者と連携する機会がない。本研究課題においては、地域と研究者の中間にNPOを置き、そして彼らの主導するサイエンスカフェを協議のプラットフォームとした。NPOは、普段の地域での海ゴミ清掃活動や調査活動を通して地域住民に信用があり、このようなNPOの呼びかけに応じる住民は多い。また、NPOが運営する形態のサイエンスカフェは研究者の負担が少なく、多くの研究者が参加しやすい。ここにおいて、初めて研究者と地域(あるいは地域行政)との連携が成立する事例(上記の分別回収やWebカメラ設置など)が、数多く見いだされた。NPOを核にしたサイエンスカフェの有効性、そしてサイエンスカフェをプラットフォームにした海ゴミ対策の基盤づくりは、総じて成功したと考えている。

座学的なサイエンスカフェだけではなく、実際に海岸に出向いた現地調査や、あるいは化学汚染物質検出作業のデモンストレーション、あるいは小学校などでの出張講義も、サイエンスカフェの形態として有用であることが確認できた(図7)。また、国別に分類して起因地を推測するなど、簡易的な調査研究も、特に学校教育の一環として提案できる。地域や対象者に応じた、プログラムの適当な組み合わせが、サイエンスカフェの運営には必要であろう。

図7 山形(左)での海ゴミ・サイエンスカフェと、石垣市(右)で行ったXRFを使ったプラスチックゴミ含有重金属の検出実験

## 3 ) 海ゴミ・サイエンスカフェの課題

カフェで開陳する研究成果は、査読付学術誌に掲載された(もしくは確実に受理が見込める段階の)ものに限定するよう心掛けた。すなわち、科学のルールに則って品質保証された成果のみを提供した。研究者は、地域住民や行政に対する一方的な情報提供者であって、先方は情報の品質を吟味する手段を持たない。本研究課題を通して、我々は、第三者(査読システム)によって品質を維持することが、研究者の誤った考えで地域社会をミスリードしないために重要な歯止めになるとの認識に至った。また、地域に応じたサイエンスカフェの効果の違いに、戸惑うこともあった。もとより海ゴミ問題に意識の高い石垣市や酒田市に比べ、それほどでもない地域でのサイエンスカフェには、あえて小規模にすることで、議論を深めやすくする等の工夫が必要であった。
### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

1) 色別の海ゴミ漂着量の多地点連続計測を、世界に先駆けて開発したWebカメラシステムと画像処理技術で可能にした。また、実際に日本全国9か所の海岸での連続運用に成功し、海ゴミ漂着量と気象要因の時間変動を比較した(成果論文(7),(9))。

2) Webカメラシステムが得たプラスチックゴミの漂着量データと、ゴミ輸送シミュレーションを用いて、ゴミの起因地と起因地における流出量を逆推定した(成果論文(1),(3),(7))

3）海岸における海ゴミ被覆面積を、バルーン空撮を用いて計量する技術を開発した(成果論文(2),(4))。

4）海岸における海ゴミ由来の有害金属(PVCフロートが含有する鉛など)を検出し、溶出を経て海岸環境へ移行することを証明すると共に、溶出速度を推算する手法を確立した。現況での溶出量は、有害金属による海岸汚染が環境リスクになるほどではないこと、ただし、今後の大量漂着によっては、リスクが発現することを示した(成果論文(5))

5) NPO、研究者、地域行政や地域住民と協働するサイエンスカフェの実施モデルを構築した(成果論文(6))。

6）ゴミ漂着の長期予報を行い、今後10年間のうちに、現況の200倍を超える大量漂着を経験する海岸が、日本海や東シナ海に発現することを示した。このことは、ゴミ由来の化学汚染物質のリスク増加を示唆するものである(投稿準備中)。

7）定点海岸におけるプラスチックゴミの平均滞留時間(漂着から再漂流までの経過時間の平均)を、線形システム解析によって明らかにした(投稿準備中)。

8）プラスチックゴミからの有害金属溶出過程が、海洋漂流中には、プラスチックの表面に形成される薄層によって阻害されること、漂着後に海砂などで表面が傷ついた後に再溶出すること、これが海ゴミ由来の有害金属が長距離輸送される要因となることがわかった（投稿準備中）。

## (2) 環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

1）本研究課題は、特定漁業フロート(PVCフロート)に鉛が大量に含有される事実を指摘した。この報告を受けた環境省は、平成24年9月27日に報道発表を行い、「特定漁具」への注意を呼び掛けると共に、漂着状況の調査に着手している。また、山形県では特定漁業フロートの分別回収を始め、また八重山地区(沖縄県)においても分別回収が検討されている。

2）沖縄県石垣市は平成25年度に本Webカメラシステムを導入し、陸域での海洋ゴミ発生過程のモニタリングに活用する方針である。山形県においてもWebカメラ一基の運用（鶴岡高専が管理）が継続される。

3）平成23年3月に公表された環境省海洋生物多様性保全戦略では、サブテーマ3代表者の意見に基づき、海ゴミ問題に関する国内政策と国際展開に関しての記述がなされた。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

1) Webカメラの運用による漂着量の時系列変動から、その海岸における清掃時期の選定基準を定め、効果的な海岸清掃を行うことが可能である(成果論文(6)や政策サマリー(非公開)で事業化を具体的に提言)。

2）採取したプラスチックゴミ2014個を、全て有害重金属の分析に供し、検出した有害金属のデータベースを、対応するゴミの写真とともに、以下のURLでウェブ公開(パスワード制限)した。これは、地域行政や市民団体などによる海ゴミ収集活動と適正な分別処理に、有益な情報を提供するだろう。

http://mepl1.cmes.ehime-u.ac.jp/~kako/asakawa/gomi/Top.html

3）今後の海ゴミの大量漂着が危惧される状況で、定期的なゴミ漂着状況や海岸土壌の汚染状況調査の重要性を指摘した。漂着プラスチックゴミ由来の有害金属輸送の実態について、全サブテーマの代表者と、環境省/水・大気環境局水環境下海洋環境室や、国土交通省/水管理・国土保全局・海岸室との懇談会にて報告し、今後の海ゴミ監視事業の展開を進言した(2012年2月13日/九州大学東京オフィス)。

4）NPOを仲介者とし、地域行政や地域住民、そして研究者が情報交換を行う海ゴミ・サイエンスカフェによって、効率的で安全な漂着ゴミ処理の草の根的な展開が可能になる確証を得た。本研究課題が実施した海ゴミ・サイエンスカフェをモデルにして、今後は、海ゴミ処理に要する公的資金の一部を、サイエンスカフェの実施に向けることを提言する。

#### 6. 研究成果の主な発表状況（別添.作成要領参照）

## (1) 主な誌上発表

## <査読付き論文>

1) Kako, S., A. Isobe, S. Magome, H. Hinata, S. Seino, and A. Kozima: Marine Pollution Bulletin., 62, 293-302 (2011) "Establishment of numerical beach litter hindcast/forecast models: an application
to Goto Islands, Japan"

2) Nakashima, E., A. Isobe, S. Magome, S. Kako, and N. Deki: Marine Pollution Bulletin., 62, 762-769 (2011) "Using aerial photography and in-situ measurements to estimate the quantity of macro-litter on beaches"

3) Kako, S., A. Isobe, M. Kubota: Journal of Geophysical Research - Atmospheres, 116, D23107, doi:10.1029/2010JD015484 (2011) "High-resolution ASCAT wind vector data set gridded by applying an optimum interpolation method to the global ocean"

4) Kako, S., A. Isobe, and S. Magome: Marine Pollution Bull., 64, 1156-1162 (2012) "Low altitude remote-sensing method to monitor marine and beach litter of various colors using a balloon equipped with a digital camera"

5) Nakashima, E., A. Isobe, S. Kako, T. Itai, S. Takahashi: Environmental Science & Technology, 46, 10099-10105 (2012) "Quantification of toxic metals derived from macroplastic litter on Ookushi beach, Japan"

6）磯辺篤彥・日向博文・清野聡子・馬込伸哉・加古真一郎・中島悦子・小島あずさ・金子博：沿岸海洋研究，49(2)，139-151（2012）"漂流・漂着ゴミと海洋学 — 海ゴミプロジェクトの成果と展開一"

7) Kataoka, T., H. Hinata and S. Kako: Marine Pollution Bulletin, 64, 1829-1836 (2012) "A new technique for detecting colored macro plastic debris on beaches using webcam images and CIELUV"

8）尾ノ井龍仁、二瓶泰雄、片岡智哉、日向博文：土木学会論文集 B1（水工学）、68、I_769-I_774（2012）「河川漂流ゴミ輸送量に関する自動モニタリング技術の検討」

9）片岡智哉、日向博文、加古真一郎：土木学会論文集B2（海岸工学）、68（2）、I_1471-I_1475（2012）「Webカメラ画像解析によるプラスチックゴミ漂着量の多地点連続観測」

10）片岡智哉、日向博文：沿岸海洋研究、49(2)、113-126（2012）「東京湾における漂流ゴミ流入量に対する逆推定手法の適用性と推定結果の水平拡散係数依存性」

11）宮里聡一・清野聡子・田井明・多田彰秀・釜山直樹・木村幹子：土木学会論文集B3（海洋開発）Vol.69，（2013,印刷中）「対馬沿岸における海洋保護区設定に向けた水生生物の生息場の地形的特徴と現地観測」

## (2) 主な口頭発表 (学会等)

1) Nakashima, E., Isobe, A., Kako, S., Itai, T. and Takahashi, S.: SETAC North America 33 $ ^{rd} $ Annual Meeting (2012) "Quantification of toxic metals carried by plastic litter over a beach"

2) Isobe, A., S. Kako, and E. Nakashima: PICES annual meeting (2012) “Marine/beach plastic debris as a transport vector of pollutants” **invited

3) Kataoka, T., H. Hinata and S. Kato: 50th ECSA Conference, Venice, Italy (2012) "A new technique for detecting beached color plastic debris from webcam images using CIELUV"

**Best student oral presentation award**

4）清野聡子，小島あずさ，金子博，磯辺篤彦：平成25年度日本水産学会春季大会（2013）「サイエンス・カフェ手法による海ごみ問題の啓発・教育から知の相互作用系への展開」

### 7. 研究者略壓

課題代表者: 磯辺篤彥

1964年生まれ、愛媛大学大学院工学研究科修了、博士(理学)、現在、愛媛大学沿岸環境科学研究センター教授

## 研究参画者

(1): 日向博文

1966生まれ、東京工業大学大学院理工学研究科修了、博士(工学)、現在、国土技術政策総合研究所沿岸域システム研究室長

(2): 磯辺篤彥(同上)

(3): 清野聡子

1964年生まれ、東京大学大学院農学系研究科水産学専攻修士課程修了、博士（工学）、現在、九州大学大学院工学研究院環境都市部門准教授
課題名 B-1007 海ゴミによる化学汚染物質輸送の実態解明とリスク低減に向けた戦略的環境教育の展開

課題代表者名 磯辺 篤彦 （愛媛大学沿岸環境科学研究センター環境動態解析部門）

研究实施期间 平成22～24年度

累計予算額 189,843千円（うち24年度62,190千円）

予算額は、間接経費を含む。

本研究のキーワード（5～10個出、漂流長期予報、海ゴミ・サイエンスカフェ、NPO 以下程度）

研究体制

(1) 数値モデルとWebカメラ網による海ゴミ輸送量解析 (国土交通省国土技術政策総合研究所)

(2) 海ゴミを介した化学汚染物質輸送の定量評価 (愛媛大学)

(3) 海ゴミリスクの低減に向けた環境教育スキームの構築（九州大学）

研究協力機関

一般社团法人JEAN

## 研究概要

### 1. はじめに(研究背景等)

主として東シナ海や日本海に面した地域を悩ます大量の越境性漂着ゴミ(海ゴミ)被害は、これまでの多くのマスコミ報道や関係各所の努力によって、広く社会に認知されるようになった。今後は、海岸漂着物処理推進法に基づく、国による海ゴミ処理への財政支援が強く期待されるところである。総じて国の経済的支援には国民的合意が必要であろう。しかし、同法第一条に謳われる「海岸における良好な景観及び環境の保全を図る」目的に則れば、アクセスの悪い、すなわち普段は目にしない海岸景観の保全に、広い国民的理解が得られるだろうか。景観保全を目的とした海ゴミ処理は、結果として、著名な海水浴場などビジネスにつながる海岸を優先する結果となるかもしれない。

それでも環境、すなわち健全な生態系や生活圏の保全が目的ならば、海ゴミ処理への国民的理解は得やすいだろう。ところが、海ゴミの環境影響を科学的に実証した研究は、実はそれほど多くはない。ようやく最近になって、プラスチック製品の中間材料であるレジンペレットに吸着したPCBsやDDEを検出したRios et al. (2007)など、いくつかの先駆的研究が注目され始めた。ここでは、海岸で優占するプラスチック製の海ゴミが、化学汚染物質の越境輸送をもたらす媒体となる可能性が指摘されている。そもそも、プラスチックの生産においては、有害金属が、添加剤や触媒、顔料や安定剤としてとして広く使われている。たとえば、ステアリン酸塩(Pb(C_{18}H_{35}O_{2})_{2})は、ポリ塩化ビニル(PVC)からなるプラスチック製品の滑性や安定性を高める。このような利点があるにもかかわらず、鉛には動植物や微生物に対する毒性が認められる。このような沿岸生態系に対する潜在的な脅威があるにもかかわらず、漂流プラスチックゴミから有害金属が海岸環境へ溶出する可能性は、これまで、ほとんど注意が払われていなかった。

私たちが喫緊に取り組むべき課題は、海ゴミを介した金属など化学汚染物質の輸送量や海岸蓄積量を定量評価すること、そして、海ゴミの蓄積に伴う海岸生態系や健全な生活圏への環境リスクを科学的に検証することである。さらに、それらの知見を周知することで海ゴミリスク低減への国民的合意を涵養すること、そして、処理推進法が効果的に運用できるよう、国と地域行政、そして地域住民など、多様な主体がゴミ処理に協働できるスキームを構築することである。

### 2. 研究開発目的

海ゴミを介した化学汚染物質の海岸蓄積量を定量評価するためには、まず海ゴミ自体の海岸蓄積量を精度よく計量しなければならない。我々は、日本の9海岸に設置したWebカメラ網や、海岸でのバルーン計測によって、海ゴミの漂着量をモニタリングするシステムを構築する。特に、海ゴミの中でも、個数比・重量比ともに他を圧倒
### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

1) 色別の海ゴミ漂着量の多地点連続計測を、世界に先駆けて開発したWebカメラシステムと画像処理技術で可能にした。また、実際に日本全国9か所の海岸での連続運用に成功し、海ゴミ漂着量と気象要因の時間変動を比較した(成果論文(7),(9))。

2) Webカメラシステムが得たプラスチックゴミの漂着量データと、ゴミ輸送シミュレーションを用いて、ゴミの起因地と起因地における流出量を逆推定した(成果論文(1),(3),(7))

3）海岸における海ゴミ被覆面積を、バルーン空撮を用いて計量する技術を開発した(成果論文(2),(4))。

4）海岸における海ゴミ由来の有害金属(PVCフロートが含有する鉛など)を検出し、溶出を経て海岸環境へ移行することを証明すると共に、溶出速度を推算する手法を確立した。現況での溶出量は、有害金属による海岸汚染が環境リスクになるほどではないこと、ただし、今後の大量漂着によっては、リスクが発現することを示した(成果論文(5))

5) NPO、研究者、地域行政や地域住民と協働するサイエンスカフェの実施モデルを構築した(成果論文(6))。

6）ゴミ漂着の長期予報を行い、今後10年間のうちに、現況の200倍を超える大量漂着を経験する海岸が、日本海や東シナ海に発現することを示した。このことは、ゴミ由来の化学汚染物質のリスク増加を示唆するものである(投稿準備中)。

7）定点海岸におけるプラスチックゴミの平均滞留時間(漂着から再漂流までの経過時間の平均)を、線形システム解析によって明らかにした(投稿準備中)。

8）プラスチックゴミからの有害金属溶出過程が、海洋漂流中には、プラスチックの表面に形成される薄層によって阻害されること、漂着後に海砂などで表面が傷ついた後に再溶出すること、これが海ゴミ由来の有害金属が長距離輸送される要因となることがわかった（投稿準備中）。

## (2) 環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

1）本研究課題は、特定漁業フロート(PVCフロート)に鉛が大量に含有される事実を指摘した。この報告を受けた環境省は、平成24年9月27日に報道発表を行い、「特定漁具」への注意を呼び掛けると共に、漂着状況の調査に着手している。また、山形県では特定漁業フロートの分別回収を始め、また八重山地区(沖縄県)においても分別回収が検討されている。

2）沖縄県石垣市は平成25年度に本Webカメラシステムを導入し、陸域での海洋ゴミ発生過程のモニタリングに活用する方針である。山形県においてもWebカメラ一基の運用（鶴岡高専が管理）が継続される。

3）平成23年3月に公表された環境省海洋生物多様性保全戦略では、サブテーマ3代表者の意見に基づき、海ゴミ問題に関する国内政策と国際展開に関しての記述がなされた。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

1) Webカメラの運用による漂着量の時系列変動から、その海岸における清掃時期の選定基準を定め、効果的な海岸清掃を行うことが可能である(成果論文(6)や政策サマリー(非公開)で事業化を具体的に提言)。

2）採取したプラスチックゴミ2014個を、全て有害重金属の分析に供し、検出した有害金属のデータベースを、対応するゴミの写真とともに、以下のURLでウェブ公開(パスワード制限)した。これは、地域行政や市民団体などによる海ゴミ収集活動と適正な分別処理に、有益な情報を提供するだろう。

http://mepl1.cmes.ehime-u.ac.jp/~kako/asakawa/gomi/Top.html

3）今後の海ゴミの大量漂着が危惧される状況で、定期的なゴミ漂着状況や海岸土壌の汚染状況調査の重要性を指摘した。漂着プラスチックゴミ由来の有害金属輸送の実態について、全サブテーマの代表者と、環境省/水・大気環境局水環境下海洋環境室や、国土交通省/水管理・国土保全局・海岸室との懇談会にて報告し、今後の海ゴミ監視事業の展開を進言した(2012年2月13日/九州大学東京オフィス)。

4）NPOを仲介者とし、地域行政や地域住民、そして研究者が情報交換を行う海ゴミ・サイエンスカフェによって、効率的で安全な漂着ゴミ処理の草の根的な展開が可能になる確証を得た。本研究課題が実施した海ゴミ・サイエンスカフェをモデルにして、今後は、海ゴミ処理に要する公的資金の一部を、サイエンスカフェの実施に向けることを提言する。

#### 6. 研究成果の主な発表状況（別添.作成要領参照）

## (1) 主な誌上発表

## <查読付き論文>

1) Kako, S., A. Isobe, S. Magome, H. Hinata, S. Seino, and A. Kozima: Marine Pollution Bulletin., 62, 293-302 (2011) "Establishment of numerical beach litter hindcast/forecast models: an application
## B-1007 海ゴミによる化学汚染物質輸送の実態解明とリスク低減に向けた戦略的環境教育の展開

## (1) 数值モデルと Web カメラ網による海ゴミ輸送量解析

国土交通省国土技術政策総合研究所

$$ 沿岸環境 \cdot 防災研究部 \qquad 沿岸域システム研究室 $$

日向 博文・片岡 智哉

平成22(開始年度)～24年度累計予算額：63,544千円

（うち、平成24年度予算額：20,816千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

本研究では山形県酒田市飛島に設置したWebカメラ撮影画像を用いて様々な色のプラスチックゴミ（Plastic Debris、以下、PD）の画素を検出するための手法（Method using the Ellipsoid Body、以下、MEB）を世界に先駆けて開発した。MEBは明度を用いてPD画素を検出する既往手法と比べて様々な色のPD画素を検出できるという点で優れていた。さらに山形県酒田市飛島を含む対馬暖流沿い日本沿岸4地点に設置したWebカメラ撮影画像にMEBと射影変換手法を適用することでPD漂着量を計算して各地点における長期間の時系列変動を明らかにした。本研究で計算されるPD漂着量には約18%の計測誤差はあるが、PD漂着量の時系列変動を高時間分解能で得ることに成功した。また、計測誤差の要因についても検討を行い、ゴミ側面の色が日射角度に応じて暗くなることが主な原因であることを突き止めた。Webカメラを用いてPD漂着量を多地点で連続計測することにより、今後PD漂着量の変動要因の詳細な調査、環境負荷を考慮した計画・重点的な海岸清掃及び海ゴミの輸送実態の解明に利活用できると考えられる。

東京都新島の和田浜海岸で3種類の中国製漁業用ブイの個体識別調査を行い、海岸におけるブイの残余関数を求め、平均滞留時間が約5.5ヶ月であることを明らかにした。さらに海岸を線形システムとみなし、漂着量をシステムインプット、海岸上のゴミの存在量をシステムアウトプット、現地観測から求めた残余関数をインパルス応答として、和田浜のシステム特性と残余量の時間変化を記述する支配方程式を明らかにした。そして、システム特性を用いて幾つかの理想的なインプットに対する和田浜の応答を理論的に計算した。線形システムとして海岸をとらえることで、これまで困難であった海洋数値モデルの結果（インプット量）と海岸上のゴミ量（アウトプット量）の直接比較や、ゴミ排出量が増加した場合や削減対策を講じた場合等いくつかの漂着量変動シナリオに対する海岸のゴミ残余量の時間変化を定量的に評価することを可能にした。

## [キーワード]

Webカメラ、CIELUV色空間、多点同時連続観測、滞留時間、線形システム解析

### 1. はじめに

世界のプラスチック生産量は1950年から2010年までに1.7Mt yr $ ^{-1} $ から265Mt yr $ ^{-1} $ に増加している $ ^{1)} $ 。プラスチック製品はいまや我々人間の生活に必要不可欠なものである。その一方で適切に処理さ