Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
表 4.3.1-3 重金属元素の濃度 $ \left[\mu\ g/L\right] $

测定项目	Pb
基准值(μg/L)	10
定量下限值(μg/L)	1
日数	15	31	61	92	123	154	184
BLANK	0.4	1.0	0.9	0.1	0.1	0.2	0.5
slag:HS=1:0	0.4	0.6	0.1	N.D	0.3	0.2	0.2
slag:HS=0:1	0.1	0.1	1.2	0.1	0.5	N.D	N.D
slag:HS=1:1	N.D	N.D	0.4	1.0	N.D	0.3	N.D
slag:HS=2:1	0.1	N.D	0.4	0.6	N.D	0.2	N.D

测定项目	Cd
基准值(μg/L)	3
定量下限值(μg/L)	1
日数	15	31	61	92	123	154	184
BLANK	0.0	0.1	0.2	0.0	0.1	0.0	0.0
slag:HS=1:0	0.1	0.1	0.1	0.1	0.0	0.1	0.0
slag:HS=0:1	0.0	0.1	0.2	0.1	0.1	0.0	0.0
slag:HS=1:1	0.1	0.0	0.1	0.1	0.0	0.0	0.0
slag:HS=2:1	0.0	0.1	0.1	0.0	0.1	0.0	0.0

测定项目	Cr
基准值(μg/L)	50
定量下限值(μg/L)	1
日数	15	31	61	92	123	154	184
BLANK	N.D	0.5	0.1	0.0	0.0	0.1	0.3
slag:HS=1:0	N.D	0.1	0.0	0.1	0.0	0.0	0.2
slag:HS=0:1	N.D	0.1	0.1	0.0	0.0	0.1	0.5
slag:HS=1:1	N.D	0.1	0.0	0.0	0.0	0.2	0.2
slag:HS=2:1	N.D	2.6	0.1	0.0	0.0	0.1	0.4

测定项目	Mn
基准值(μg/L)	10,000 (10 mg/L)
定量下限值(μg/L)	0.1
日数	15	31	61	92	123	154	184
BLANK	0.2	0.3	N.D	N.D	N.D	N.D	7.1
slag:HS=1:0	0.2	0.2	0.1	N.D	N.D	N.D	4.8
slag:HS=0:1	0.2	0.3	0.3	N.D	1.4	N.D	4.1
slag:HS=1:1	0.2	0.2	N.D	N.D	N.D	N.D	4.4
slag:HS=2:1	0.2	0.3	N.D	N.D	N.D	N.D	N.D

测定项目	As
基准值(μg/L)	10
定量下限值(μg/L)	1
日数	15	31	61	92	123	154	184
BLANK	N.D	2.0	1.8	2.0	1.9	1.9	2.4
slag:HS=1:0	N.D	1.9	2.2	2.1	2.1	2.0	2.2
slag:HS=0:1	N.D	2.2	2.0	1.9	1.9	2.5	2.1
slag:HS=1:1	N.D	1.9	2.2	1.9	2.1	2.3	2.1
slag:HS=2:1	N.D	2.1	2.1	2.2	1.8	2.2	1.9

测定项目	Se
基准值(μg/L)	10
定量下限值(μg/L)	1
日数	15	31	61	92	123	154	184
BLANK	N.D	N.D	0.4	N.D	N.D	N.D	N.D
slag:HS=1:0	N.D	N.D	0.4	N.D	N.D	N.D	N.D
slag:HS=0:1	N.D	N.D	0.1	N.D	N.D	N.D	N.D
slag:HS=1:1	N.D	N.D	N.D	N.D	N.D	N.D	N.D
slag:HS=2:1	N.D	N.D	N.D	N.D	N.D	N.D	N.D
これらの実験結果より、製鋼スラグと腐植物質を混合した鉄分供給ユニットは、鉄だけでなく栄養塩溶出もなされることが実海域に近い実験条件で結果として示された。但し、北海道增毛町で行われた実海域実証試験（ユニットは試料③の条件）においては、試験開始後3年後については、海域の溶存鉄濃度の上昇は確認されたが、栄養塩濃度（N, P）の上昇は確認されていない $ ^{9} $ 。長期的に考えた場合では、鉄分供給ユニットは栄養塩供給よりも鉄供給能に優れていることが考えられるが、実海域試験と屋外水槽試験の結果の差異については今後更に検討していく必要がある。

次に重金属濃度の分析結果を表4.3.1-3に示す。Pb, Cd, Cr, Mn, As, Seの6種類についての分析結果を示しているが、表にある基準値とは、水質汚濁に係る環境基準（Pb, Cd, Cr, As, Se）および水質汚濁防止法に基づく排水規制の一律排水基準（Mn）を示す。また各元素の定量下限値をそれぞれ示している。

まず Mn と Se については、検出限界以下の場合が多いことが示された。一方で As については分析値が得られているが、ブランクと比較して有意な差が認められなかった。また Pb, Cd, As についてもスラグや腐植物質からの溶出はほとんど認められなかった。今回の溶出試験においては、試験期間を通して栄養塩溶出は続いていることが確認されているが、重金属に関しては少なくとも今回の条件については溶出がないことが示された。室内試験においては、製鋼スラグと腐植物質からの重金属溶出に関する知見が得られているが $ ^{9} $ 、腐植物質混合することによって製鋼スラグからの重金属溶出が抑制されることが示されている。今回の屋外水槽試験の結果は、試料と海水量の比も異なるため混合による減少傾向は確認されなかったが、環境へのリスクが少ないと予想される結果が得られたこと自体は室内実験と同様の結果が得られた。

## (4) まとめ

人工海水を用いた鉄溶出試験の結果、製鋼スラグへの腐植物質の混合は、鉄溶出促進、長寿命化、そしてpH上昇抑制の三点から有利であることが示された。また実海域にできるだけ近い条件で、屋外水槽を利用して鉄分供給ユニットからの鉄や栄養塩そして重金属溶出試験を行った結果、鉄溶出に関しては製鋼スラグと腐植物質の混合によって鉄溶出量が増加する結果が得られた。これまでの研究結果を支持する成果が得られたが、今後は海水量に対する試料の量を増やすなどして更なる検討を行っていく必要がある。また栄養塩(N,P)については、6カ月にわたって溶出が継続する結果が得られたほか、製鋼スラグとの混合によって栄養塩溶出量も増加する可能性が示された。これについては今後室内試験によって更なる検討を行う必要がある。重金属濃度に関しては、環境基準値と比較して問題のあるデータは得られなかった。今後は、試料の量が増加した場合の影響に関して検討をしていく必要がある。
## 4 ．3．2 海藻生育試験による鉄添加効果の検討

## (1) 背景と目的

2004 年 10 月に開始された北海道增毛町での実証実験においては、鉄分供給ユニットの効果は証明されたが、フィールド実験であるためにユニット設置以外の影響を少なからず受ける結果となった。したがって海藻生育に対する鉄添加効果についての体系的な理解が必要であり、室内における海藻培養試験による実験的検討が有用であると考えられる。これまで室内培養試験に関しては、コンプ配偶体の成熟に関する評価などの研究例 $ ^{10} $ はあるものの、十分な検討がなされていないのが実状であった。

本研究においては、2Lのフラスコを用いて実験室内で海藻生育試験を行い、海藻成長への鉄添加効果に関して評価することを目的とした。実験室内における試験で使用する海藻は幼体であり、既往の研究にある配偶体成熟とは海藻の状態が異なることから、海藻生育に及ぼす鉄の効果に関して新たな知見を得ることができると期待される。これまでの研究ではコンブについての知見は多く得られている一方で、北海道以外で生育する海藻への鉄添加効果に関するデータは少なく、特にアラメ・カジメ場などの多年生の海藻が繁茂する海中林の再生に対する効果に関しては基礎的知見を得ておく必要がある。それを踏まえてここでは、多年生海藻であるアラメを用いて、海藻成長促進への鉄添加効果を定量的に評価することとした。

## (2) 実験方法

2L フラスコ中で海藻培養を行う海藻生育試験装置（本研究で新たに作製）を利用して、アラメの幼体の生育試験を行った。アラメは、長崎大学の桑野和可准教授から提供を受けた。実際の生育方法としては、アラメの幼体 5 枚を各フラスコに入れ、人工海水および実海水（小笠原）を用い、海藻成長率（湿重量比）の差を評価した(図 4.3.2-1)。フラスコには 2 L/day の速度で海水を常時供給しながら海水交換を行い、天然にできるだけ近い形で光合成を行えるように、装置に設置されている蛍光灯を 1 日 12 時間点灯させるようにした。

図 4.3.2-1 試験で使用したアラメの幼体
人工海水と実海水を利用した際の実験条件は以下の通りである。

## 1 ）人工海水での海藻生育試験

人工海水（マリンテック、SEALIFE）に栄養塩（硝酸（NaNO₃）、リン酸（NaH₂PO₄））と鉄（Fe-EDTA）をフラスコごとに条件を変えて添加し、海藻成長率の差を評価した。

## 2 ）実海水での海藻生育試験

以下の3条件を基本にして検討を行うこととした。

① 製鋼スラグのみ

② 腐植物質のみ

③ 腐植物質：製鋼スラグ＝1：1

具体的には、製鋼スラグ 20g を基準体積 V（試料①）とし、それと同体積の腐植物質を試料②とした。また試料③については基準体積 V となるように製鋼スラグ量と腐植物質量は調製した。また試料は、細かいメッシュ状の小さい袋の中に入れ、それをそのままフラスコに入れて生育試験を行った。その他の条件に関しては人工海水を用いた海藻生育試験と同様とした。

## (3) 結果と考察

最初に予備実験を兼ねて、人工海水に栄養塩（N, P）と鉄の両方を加えた場合と、何も添加しなかった場合の海藻生育の差について評価した。図4.3.2-2はFe（Fe(III)-EDTA）濃度：10ppb、N（NaNO_{3}）濃度：0.1 ppm、P（NaH_{2}PO_{4}）濃度：0.01 ppmに調製した人工海水を用いた際の結果である。

図 4.3.2-2 栄養塩と鉄添加が海藻生育に及ぼす影響
横軸は時間変化、縦軸は成長率（=（試験開始後の海藻重量）/（試験開始時の海藻重量））を表している。試験開始3日後は、栄養塩・鉄を添加していない海藻の方が成長率は大きくなっているが、8日後は栄養塩・鉄を添加した海藻の方が成長率は大きくなり、13日後にはその差が更に大きくなっていることが示された。このことにより、栄養塩（N, P）と鉄は海藻生育にとって必要であることが改めて示された。

この試験結果だけからは鉄が海藻生育に効果があるとは言うことは難しい。したがって、栄養塩と鉄を添加した海水と栄養塩だけ添加した海水の海藻生育の差を比較することで鉄の効果を明らかにすることにした。図4.3.2-3はN濃度：0.35ppm、P濃度：0.045ppmの海水を基準として、Fe濃度を0,30,60ppbと変化させた場合の約3週間にわたる海藻成長率の変化について示したグラフである。なおこの実験においては、実験開始後3日目までは送液ポンプによるフラスコ内の海水置換は行わず、毎日（1日ごとに）フラスコ内の海水を全交換する方法をとった。また、人工海水による海藻生育ではある程度時間が経過すると海藻の先端がちぎれてくる現象がどの実験条件においても確認されたが、図4.3.2-3の場合でも18日目以降は先端がちぎれる現象が強く確認されるようになったことを付記しておく。実験により、Fe濃度：0ppmに比べてFe濃度：60ppmの場合の方が海藻成長率は大きいことが確認された。しかも図4.3.2-2と同様に時間の経過とともに成長率の差が増大していることが示されている。試験開始後3日後におけるFe濃度：60ppmの成長率が極端に大きくなっているが、その後の成長率の推移を考慮すると測定誤差の可能性が高いことが考えられる。いずれにしてもこの結果と図4.3.2-2の結果から、鉄添加が海藻生育促進へと効果があることを確認できた。

図 4.3.2-3 栄養塩と鉄添加が海藻生育に及ぼす影響 (N:0.35ppm, P:0.045ppm)
一方で、Fe 濃度：30ppm の場合、Fe 濃度：0ppm の場合と比較すると海藻成長率自体は高いものの、その差は小さいことがわかる。これは鉄濃度の増加と海藻生育には直線的な関係性がない可能性を示している。あるいは海藻成長への鉄添加効果には閾値（最少添加量）のようなものが存在する可能性も考えられる。しかし鉄添加量と海藻成長の定量的な関係性に関してはここで結論を出すことは難しく、今後更なる検討が必要である。

以上の実験において添加したのは $ \mathrm{Fe(III)-EDTA} $ 溶液であり、腐植酸鉄とは形態が異なる。鉄溶出試験結果と実証試験で得られている結果とをつなぐ成果を得るためには、少なくとも、製鋼スラグのみ、腐植物質のみ、製鋼スラグ＋腐植物質の3条件の試料から溶出する鉄を利用した海藻生育試験を行う必要があると考えられたため、上述の2)の条件で試験を行った。

図 4.3.2-4 に 2) に記載した試料①～③の条件で海藻生育試験を行った結果を示す。ブランクと比較して、製鋼スラグを入れた時（試料①）の方が海藻成長は良くなっているが、腐植物質だけ（試料②）を入れた場合は更に成長率が大きくなっていることが示された。そして製鋼スラグと腐植物質を混合した場合が最も成長率が良い結果が得られた。4.3.1 章の溶出試験結果や既往の研究 7) によって製鋼スラグと腐植物質の混合により鉄溶出量が増加することが示されており、既往の研究 7) では室内溶出試験においては腐植物質だけの条件で

図 4.3.2-4 4つの実験条件における海藻の成長速度の変化
鉄溶出量が多いことが示されている。これらは、図4.3.2-4の海藻生育試験と矛盾しない結果と言える。したがって今回の結果からは、実際の製鋼スラグと腐植物質から溶出する鉄が海藻生育に効果があること、更に製鋼スラグと腐植物質の混合は海藻生育の観点からも効果のあることが実験的に示された。

一方で図 4.3.2-4 の試験では実海水を利用しており、海水中のプランクトンの影響などが排除できていない。また腐植物質の混合効果をより詳細に評価するためには、2 章の溶出試験のように腐植物質と製鋼スラグの比率を変えた試験を行う必要性が考えられた。したがってここでは、オートクレーブにて滅菌した海水を用い、以下の 3 条件で生育試験を行った。

(1) 腐植物質：製鋼スラグ＝1：1（4.3.1 章の試料③の条件）

(2) 腐植物質：製鋼スラグ＝1：2

(3) 腐植物質：製鋼スラグ＝2：1（4.3.1 章の試料④の条件）

図 4.3.2-5 に結果を示す。ブランクに比べ製鋼スラグと腐植物質を混合した試料を供給した条件では海藻成長率が大きく増加することが確認された。この結果より、海藻成長に対してはプランクトンの有無にかかわらず、鉄添加効果はあることが示された。一方で製鋼スラグと腐植物質の混合比に関しては、腐植物質の割合が大きいほど海藻成長が良くなることが示された。但し、特に製鋼スラグと腐植物質の混合比が1：1の時と1：2の時で

図 4.3.2-5 海藻の成長速度に与える腐植物質の影響
は海藻成長率にそれほど大きな違いはないことも示されている。室内溶出試験結果について鉄溶出促進とともに溶出の長期継続性の観点で有利であると記載した通り、混合比に関しては鉄溶出量と寿命の両方の観点から検討する必要があると考えられる。したがって、実海域においてスラグと腐植物質比が1：1のものを利用していることは、この観点からも妥当と言えると考えられる。

## (4) まとめ

多年生海藻であるアラメの成長に及ぼす鉄の影響に関して、室内での海藻生育試験によって検討を行った。その結果、栄養塩がある程度存在する条件下においても海藻成長促進に鉄は効果のあることが確認された。また4.3.1章の鉄溶出試験結果と実証試験で得られている結果とをつなぐ成果を得ることを視野に入れ、製鋼スラグのみ、腐植物質のみ、製鋼スラグ＋腐植物質の試料から溶出する鉄を利用して、実海水による海藻生育試験を行った。その結果、製鋼スラグと腐植物質の混合によって海藻生育も促進することが確認され、鉄分供給ユニットによる生態系修復技術の有用性を示す有用なデータを得ることができた。これらの結果は、鉄溶出試験結果や実証試験の結果とも矛盾しないものである。今後に関しては、海水中の栄養塩濃度等が鉄添加効果に及ぼす影響をより詳細に検討することで、生態系修復技術の有用性を示すだけではなく、海藻生育への鉄添加効果に関する体系的なデータが得られることが期待される。
## 4 ．3．3　実海域での実証的検討

## (1) 背景と目的

製鋼スラグと腐植様物質を用いた藻場再生技術における課題としては、全国各地で実証試験・事業が行われている中で、海域ごとの鉄分供給ユニット導入の効果について、生態調査をはじめとして体系的な検討・評価がこれまで十分に行えていないことにあった。本研究においては、北海道とは気候や海藻種が異なる海域での藻場再生技術の効果を確認することを目指し、特にコンブ場以外の多年生の海藻群落場での評価を行うことを目的として、実証試験を実施した。実施場所を選定するにあたり、以下の1)～3)の条件の場所を満たす海域として、三重県志摩市の海岸を選定し、実海域での実証的検討を行った。

1）海藻群落が衰退・消失している温帯域の海域であること

2）多年生海藻が生育しているアラメ・カジメ場やガラモ場であること

3）鉄分供給ユニット（製鋼スラグ＋腐植物質）の効果について、対照区などが設置できる比較的長い海岸線を有していること

## (2) 事前調査・環境モニタリング

実証試験は平成22年12月に開始をしたが、実験開始前に対象海域の事前調査・環境モニタリングを実施して、この海域の特性についての把握を試みた。

「第7回自然環境保全基礎調査 浅海域生態系調査 (藻場調査) 報告書」(平成20年9月)によると、この海域の西側に位置する志摩市志摩町御座地先において、2004年に藻場調査が実施されている。調査対象地における海藻群落は、ザガラメ・カジメ場であり、アラメ・カジメ属の海中林は一般に外海性の岩礁域において浅所にアラメ属、深所にカジメ属が分布するとされており、この調査でも同様の傾向を示している。東海地方のザガラメ／カジメ海中林は、渥美半島の先端、対岸の鳥羽、志摩半島の太平洋から、尾鷲湾まで分布しているとされている。また三重県が実施した「藻場・干潟等分布状況マップ作成委託業務」(平成22年3月)においては、航空写真からの藻場分布域判読、既存資料・聞き取り調査、及び現地目視・潜水観察調査による調査結果を報告しており、本フィールド周辺においては、アラメ・カジメが優占する藻場が広く分布するとされている。

以上より、実証試験海域では極端な磯焼汁状態でないことは予想されたが、6月の海中観察・調査においても、北海道日本海側のような磯焼汁海域が広がっているのではなく、ザガラメやホンダワラ類が海域に分布している様子が確認された。しかし、地元で行った薬場調査結果では海域全体では薬場の分布域が狭くなっていることが示されており、対象海域は磯焼汁状態とは必ずしも言えないものの海藻群落が衰退傾向にある海域であるとは示唆された。したがって実証的検討を行うにあたっては、特に事前調査が重要であると考えられるため、次に示すような沿岸域生態系モニタリング調査を実施することにした。
## ・モニタリング方法

モニタリング調査は、実証試験においてできるだけ多くの試験区を設置することを踏まえて、図4.3.3-1の通り、A～Cの3区と対照区を設定し、汀線側基点から沖側へ50mの調査測線を設定した。この測線に沿ってベルトトランセクト調査及びコドラート調査により、海藻類の繁茂状況および動物の生息状況を観察した。調査は2010年11月19～20日の2日間にわたって行い、東和環境科学(株)に調査作業は依頼して行った。以下に、2つの調査の概要を示す。

## <ベルトトランセクト調査>

調査測線に沿って観察幅 2m について、薬類・動物ともに連続的に種類数、被度、単位面積あたりの個体数を観察・記録し、水深と底質情報とともに断面図として整理した。また全体状況の把握のために、一定間隔で海底の全景写真を撮影した。

## <コドラート調査>

各調査測線において汀線側基点から5、10、20、30、40、50mの6地点にコドラート（方形枠）を設定し、この枠内で確認された生物（藻類、動物）種を記録した。藻類観察は、一辺50cmのコドラートを用いて、波浪の影響で動く可能性の低い転石を中心に観察位置を設定し、大型海藻（ホンダワラ類、コンブ目）を主に、その他小型海藻についても観察を行った。観察項目は、種類、被度とし、大型海藻に関しては個体数（株数）を計数し、小型海藻に関しては（個体数計測は困難であるため）被度観察のみとした。動物観察は、一辺1mのコドラートを用いて、基盤の裏側に生息する動物を確認した。観察対象はウニ類、サザエ、アワビ類、小型巻貝とし、種類、個体数を記録した。

図4.3.3-1 実証試験海域図（Google Map より）
## ・モニタリング調査結果

ここではベルトトランセクト調査とコドラート調査のうち、測線全体の生物、水深、底質状況の全体的な情報が得られるベルトトランセクト調査の結果を示すこととする。図4.3.3-2～図4.3.3-5は各測線における調査断面模式図を示している。なお、実際に調査を開始したところ、もともと設置した対照区については測線A～Cと底質構成や水深が大きく異なったため、比較的同様の条件である対照区2を設置した。ここでは対照区2の調査結果を図4.3.3-5に示している。各測線の調査結果は以下の通りである。

## <测線A>

水深は、基点から10m地点までは水深0.5mで平坦で、10m以遠で徐々に深くなり、50m地点の水深はおよそ2mであった。底質については、基点から5m地点までは大小の礫で構成され、5m以遠から岩盤や巨礫がみられるようになる。30m以遠では砂の割合が高くなることが確認された。出現した動物については、バフンウニが各水深帯で確認され、特に1m以深の個体数が多い。この他では、ムラサキウニやトコブシなどが確認された。藻類は、ジョロモクが各水深帯で繁茂しており、特に水深1～2m付近の被度が高い。この他では、オオバモクやマクサなどが点生していた。

## <测線 B>

水深は、基点から15m地点までは比較的急勾配で、15m以遠で徐々に緩やかになり、50m地点の水深はおよそ2.5mとなる。底質は、基点から10m地点までは大礫で構成されており、10m以遠から岩盤や巨礫がみられるようになり、30m以遠では小礫の割合が高くなっていた。出現した動物は、測線Aと同様にバフンウニが各水深帯で確認され、特に1.5m以深の個体数が多い。この他では、ムラサキウニやアカウニ、トコブシなどが確認された。藻類は、水深1m付近でジョロモクの被度が高く、この他では、サガラメやオオバモク、有節サンゴモなどが点生している。

## < 测線 C>

水深は、基点から20m地点までは徐々に水深が深くなるが、25m以遠からは水深約2mで平坦となる。底質は、基点から10m地点までは巨礫～小礫で構成されており、10m以遠から岩盤がみられるようになる。出現した動物としては、他の測線同様、バフンウニの個体数が多く、基点から40mまでの各水深帯で確認された。この他ではムラサキウニが多くみられた他、岸よりではアカナマコやアカウニが、やや沖側ではサザエやトコブシなどが確認されており、出現種類数が比較的多い傾向がみられた。藻類は、水深2m付近でサガラメや有節サンゴモの被度が高く、この他では、他の測線同様、オオバモクなどが点生する。<対照区2>

水深は、基点から沖側へほぼ一様勾配で深くなり、50m地点の水深はおよそ3.5mで他の測線よりも深い。底質は、基点から10m地点までは転石や巨礫～大礫で構成されており、10m以遠では岩盤がみられるようになる。出現した動物は、バフンウニが各水深帯で確認
された他は、ムラサキウニやトコブシなど他の測線と同様の種類構成となっているが、出現個体数が他の測線よりも多い傾向がみられた。藻類は、水深1m以深でサガラメやジョロモク、オオバモク、有節サンゴモなどが確認され、特に水深1.5m付近でサガラメの被度が高いことが確認された。

以上の事前調査によって、実証試験海域ではホンダワラ類（ガラモ類）やザガラメ類が汀線からの距離によっては比較的豊富に残っていることが確認された。また磯焼けの持続要因とされている食害を引き起こすウニなどの動物も比較的多く存在することが示された。これらを踏まえると、本薬場再生技術の効果を本フィールド（三重県志摩市）において確認するためには、試験区（測線）、対照区の差を考察することに加え、同じ測線の変化を十分に観察していくことが重要であることが示された。
調査日：平成22年11月19日

※動物は単位面積( $ 10m\times2m $ )当たり個体数を表す。底質、海藻は以下の区分による。

図 4.3.3-2 調査断面模式図（測線 A）

※動物は単位面積( $ 10m\times2m $ )当たり個体数を表す。底質、海藻は以下の区分による。

図 4.3.3-3 調査断面模式図（測線 B）
调查日：平成22年11月19日

※動物は単位面積( $ 10m \times 2m $ )当たり個体数を表す。底質、海藻は以下の区分による。

図 4.3.3-4 調査断面模式図（測線 C）

調査日：平成22年11月20日

※動物は単位面積( $ 10m \times 2m $ )当たり個体数を表す。底質、海藻は以下の区分による。

図 4.3.3-5 調査断面模式図（対照区 2）
#### 4.3.4 実証実験

## (1) 試験方法

事前調査を行った図 4.3.3-1 の海域において、実証試験では測線 A～C をそれぞれ試験区 A～C として、それぞれの海岸線に以下の 3 条件で作製したユニットを埋設して実証試験を行った。ユニットに関しては、新日本製鐵(株)により提供を受けた他、地元漁業協同組合や建設会社等から大きな協力を受けて設置された。

試験区 A：製鋼スラグのみ

試験区 B：製鋼スラグ＋腐植物質

試験区 C：腐植物質のみ

生態系の変化に関する評価方法としては、事前調査と同様にコドラート調査とベルトトランセクト調査の2種類を主に用いた。

## (2) 結果と考察

## · 生態調查

実証試験開始後、平成23年3月、平成23年11月、平成24年3月の3回にわたって生態系調査を実施した。特に平成23年11月に関しては、事前調査を平成22年11月に実施していることから、実証試験の効果を確認する意味で重要な調査であった。しかしながら、結果としては実証試験開始前後で海藻生育への優位な差は認められたとすぐに判断することは難しい結果となった。これは実験海域における地形（海底を含む）や沿岸の流れの関係によるものと推測されるほか、実験を行うにあたっての制約によって当初予定のユニット量を埋設できなかったことにも起因すると推測される。一方でこの海域は海藻量の減少はみられているとのことであったが、先に述べた通り、事前調査からは磯焼汁海域とは言えない結果が得られているため、鉄分供給ユニット埋設効果の検討には、対照区との比較よりも試験区における実験開始後の変化に関して定期的にモニタリングを行う方が有用と考えられる。

そこでここでは、製鋼スラグ＋腐植物質の鉄分供給ユニットを設置した試験区Bに絞り、実験開始前後のベルトトランセクト調査とコドラート調査の結果について考察することとする。図4.3.4-1～図4.3.4-3にベルトトランセクト調査で得られた試験区Bの調査断面模式図、表4.3.4-1と表4.3.4-2にコドラート調査結果（海藻被度）を示す。コドラート調査は、各調査地点においてコドラート(方形枠)を3箇所設定して、この枠内で確認された生物種を記録した。

## <ベルトトランセクト調査>

平成23年11月の調査の結果について以下に示す（事前調査に結果に関しては、(2)事前調査・環境モニタリングの測線Bの記述を参照）。水深は、事前調査とほぼ同様に、基点から15m地点までは比較的急勾配で、15m以遠で徐々に緩やかになり、50m地点の水深はおよそ2.5mとなった。底質は、基点から10m地点までは主に大礫で構成されており、10m
以遠から岩盤や巨礫がみられるようになる。動物は、水深1m付近からバフンウニやアカウニ、コシダカガンガラなどが出現し、約1.5m以深ではトコブシやムラサキウニが確認された。バフンウニは水深2m以深でもみられており、この水深帯での個体数が多い。藻類は、ジョロモクが水深1m付近で比較的多く、それより水深1.5m付近まで散見された。この他ではサガラメやオオバモク、ホンダワラなどが認められた。海底面には有節サンゴモや無節サンゴモの着生がみられた。

## <コドラート調査>

## — 事前調査 —

海藻被度については、出現種類数は20種であり、褐藻類では10m地点におけるジョロモクの被度が高く、この他ではオオバモクやサガラメなどがみられた。紅藻類ではヘリトリカニノテ属の被度が10%以上であった他はいずれも被度は低かった（表4.3.4-1）。

## 一 平成 23 年 11 月調査 —

出現種類数は23種であり、事前調査結果よりも3種多い。褐藻類ではオオバモク、ジョロモクの被度が高く、この他ではサガラメ、ヤツマタモク、ホンダワラなどがみられた。紅藻類では、ヘリトリカニノテ属の被度が20m地点より沖側で10%以上であったが、他の種の被度はいずれも低いものであった。また、被度は低いものの、緑藻類のシオグサ属も確認された。(表4.3.4-2)。

## <試験開始前後の比較・考察>

事前調査結果と平成23年11月の調査結果について、種類数および種構成を比較すると、試験区Bでは20種から23種へ3種増加したことが確認された。（なお対照区2では減少していた。）また、ベルトトランセクト調査では試験区Bでは種類数に変化がなかった一方で、種の構成比率について比較すると極端な変化は見られなかった。種類数の増減傾向として、種類数が増えた試験区Bでは紅藻類の占める割合が増加していた。種類数は、海域全体としては同程度減少の傾向であったが、事前調査時より大型海藻が繁茂し、良好な藻場が形成されていた。

事前調査と比較して種類数、被度が減少した原因として、比較的種類数の多い浅い海底を、基質から剥離した大型のサガラメが覆っていたことが挙げられる。このサガラメはほとんどが年齢3年以上の菓体長が1mを越えるような「老成個体」であった。サガラメは本海域におけるコンブ目藻類の代表的な海藻であり、着生より5年前後成育する多年生藻類である。このサガラメの卓越年級群である個体が、一時的な流動環境（波浪等）によって一気に岩礁より剥離、浮遊したと考えられる。また試験海域は波当たりの強い場所であり、波浪やそれに伴う石礫の揺れ動きにより着生基質が研磨され、海藻類の剥離を促したことも考えられた。

いずれにしても、北海道增毛町での実証試験結果のように顕著な効果は、少なくとも試験開始後1年目の状態では確認できなかった。海域の溶存鉄濃度について合わせて測定（分析は有明高専劉教授に依頼）したが、平成23年11月の調査時は、試験区Bと対照区2に
は顕著な差が見られなかったこともあり、鉄の拡散が不十分である可能性も示唆された。試験開始直後は海域の鉄濃度が上昇したことは推察されるが、プランクトンによる鉄吸収等も溶存鉄濃度がそれほど上がらない要因として考えられるため、今後詳細な検討を行う必要が示された。また今回の試験においては、これまでの各地での実証試験の実績も踏まえてユニット供給量を決めたが、藻場修復に必要なユニット量については4.3.1章における溶出試験結果で得られる溶出量に関する知見、屋外水槽試験における腐植物質側の検討で得られる知見を活かすとともに、海域の環境特性（流れ、プランクトン存在量等）を考慮した上で検討することが重要であることが改めて示された。一方で、今回の試験海域において海域の波浪等の状況から、試験開始後翌年にすぐに効果が確認されることが難しいことは、平成23年3月の調査段階で予想されていた。したがって、平成23年11月の調査の際に、新たに試験区と対照区に基質を投入し、基質への海藻着生状況から鉄分供給ユニットの効果を検討することにした。

図 4.3.4-1 試験区 B における調査断面模式図（平成 23 年 3 月）
※動物は単位面積 $ 10m\times2m $ 当たり個体数を表す。底質、海藻は以下の区分による。

底質類型	区分の基準
岩盤	—
岩塊	等身大以上
巨礫	等身大～大人の頭
大礫	大人の頭～こぶし大
小礫	こぶし大～米粒大
砂	米粒大以下～粒子が認められる程度
泥	粒子がみとめられない

図 4.3.4-2 試験区 B における調査断面模式図（平成 23 年 11 月）

※動物は単位面積( $ 10m \times 2m $ )当たり個体数を表す。底質、海藻は以下の区分による。

<底質区分>
底質類型	区分の基準
岩盤	—
岩塊	等身大以上
巨礫	等身大～大人の頭
大礫	大人の頭～こぶし大
小礫	こぶし大～米粒大
砂	米粒大以下～粒子が認められる程度
泥	粒子がみとめられない

図 4.3.4-3 試験区 B における調査断面模式図（平成 24 年 3 月）
表4.3.4-1 試験区 B におけるコドラート調査結果（平成22年11月）

ラインNo	A	B	C	対照1	対照2
種類	ハイミル
渦藻綱	バロニア科
渦藻綱	ウミウチワ	R	R	R	40.0	26.7	R	R	R	R	R	8.3	R	R
フクロリ	R	R	R	R
ヘラヤハズ	R
シワヤハズ	R	1.7
カジメ	被度株数	3.31.0
サガラメ	被度株数	13.30.3	11.70.3	10.00.7	8.30.3	5.00.7	8.30.3	1.70.3	6.70.3	18.31.0	30.01.7	25.0	13.30.7	38.32.0	35.02.0	13.30.3	13.30.7
コンブ科	被度株数	R	R	R	R
ヒジキ	被度株数	20.02.7
インモク	被度株数	6.71.3	5.01.0
オオバモク	被度株数	10.01.3	26.71.7	5.02.0	8.30.3	6.70.3	10.00.3	1.70.3	6.70.7	13.30.3	16.70.3	R0.3	11.70.7	10.00.3	16.71.0	1.70.3	13.30.7	8.31.0	23.31.7	38.31.3	21.73.3	10.02.3	10.00.7	3.30.7	11.71.3
ジヨロモク	被度株数	5.01.7	16.70.7	30.03.3	5.00.3	23.31.3	R0.3	13.36.3
ヤツマタモク	被度株数	16.70.7	43.32.0	13.31.3	11.70.3	13.32.0	11.71.7	23.33.7	16.72.3	3.31.7	21.72.7	26.75.3
マメタワラ	被度株数	15.01.7	R0.3
ホンダワラ	被度株数	R0.3	R0.7	1.70.7	R0.3	R0.3	R0.3	R0.3	R0.7	R0.3
ホンダワラ属	被度株数	R0.3	1.710.3	R0.3	R0.3	R0.7	R0.7	R0.3	R0.3
紅藻綱	キントキ	R	R	R	R
オキツツリ	3.3	1.7
オバクサ	R
マクサ	R	R	1.7	5.0	R	3.3	1.7	1.7
テンクサ科	R	R
ツノマタ	R
スギリ属	1.7	R	R	R	R
ユカリ	R	1.7	R	3.3	R	R	1.7	R	R	R	R	R	R	R	R	R	R	R	R	R	R
ホソユカリ	R	R	R
ワツナギソウ属	R	R	R
エツキイワノカワ	R
ヘリトリカニノテ属	R	5.0	R	R	R	16.711.7	8.35.0	1.7	R	16.71.7	1.716.7	5.010.0	1.7R	R	R	R	20.028.3	8.310.0
カニノテ属	R	R	R	R	R	5.01.7	1.7R	R	3.3	R	11.71.7	1.711.7	1.7R	R	R	R	R	R	R	1.7	R	10.01.7	R	1.7
ヒライボ	R	R	R	R	R
無節サンゴモ	R	R	R	R	R	3.31.7	1.7R	5.0	R	R	R	R	R	R	R	R	R	1.7	3.3	R	1.7
ガラガラ科	R	R	R
種類数	21	20	21	18	16

調査日:平成22年11月19、20日

单位：%（株数除<）

ここで、被度は調査結果がRのみの場合はRとし、3枠のうち1枠でもR以上確認された地点はRを0として算出した。
表4.3.4-2 試験区Bにおけるコドラート調査結果（平成23年11月）

ラインNo	A	B	C	対照1	対照2
種類	/	離岸距離	5m	10m	20m	30m	40m	50m	5m	10m	20m	30m	40m	50m	5m	10m	20m	30m	40m	50m	5m	10m	20m	30m	40m	50m
緑藻綱	シオクサ属	R
褐藻綱	ウミウチワ	R	R	R	R	R	R	R	R	R	R
フクロノリ	R
アミジグサ科	R	R	R
カジメ	被度株数	3.30.3	8.30.7
サガラメ	被度株数	8.30.7	3.30.3	1.70.3	6.70.3	3.30.3	11.70.7	6.70.3	25.02.7	3.30.3	20.01.0	36.72.0	5.00.3	11.70.7
コンブ科	被度株数	R0.3	R0.3	R0.3	1.70.3
オオバモク	被度株数	6.70.3	5.02.0	10.01.7	8.30.3	6.71.0	15.03.7	8.30.7	8.30.3	3.30.3	8.30.7	1.70.7	6.70.3	3.30.3	21.71.7	21.72.3	16.71.0	15.02.3	R	3.31.0	15.01.7
ジョロモク	被度株数	16.71.0	16.72.0	33.34.7	5.01.0	25.02.0	6.71.3	8.31.7	10.02.0	1.70.3
ヤツマタモク	被度株数	5.00.7	1.70.3	R0.3	3.31.3	6.71.7	8.31.0	16.72.0	6.74.0
マメタワラ	被度株数	5.01.7	5.00.7
ホンダワラ	被度株数	R0.3	R0.3	6.73.0	6.70.3	R0.3	1.70.7	5.01.0	1.73.0	R0.3
ホンダワラ属幼体	被度株数	R0.7	R0.3	R2.3	R0.7	R0.7	R2.3	R0.7	R1.7	R1.3	R0.7	R1.0	4.7	R5.7	5.015.7	R1.0	R0.3
紅藻綱	ヒラガラガラ	R	R	R	R	R	R	R	R
オキツリリ	1.7
オキツリ科	R	1.7	R	R	1.7	R	R	R	R	R
マクサ	R	R	11.7	11.7	R	1.7	R	5.0	R	R
テングサ科	R	R	R
カギイバラリ	R
スギリ属	R	R	R	R	R	R
ユカリ	R	R	R	R	R	R	R	R	R	R	R	R	R	R
ホソユカリ	R
ワツナギリ属	R
エツキイワリカラ
ヘリトリカニノテ属	R	3.3	10.0	R	R	R	13.3	13.3	23.3	11.7	8.3	18.3	13.3	18.3	R	1.7	1.7	3.3	3.3	R	23.3	26.7	16.7	10.0
カニノテ属	R	1.7	5.0	R	R	R	10.0	1.7	6.7	R	13.3	8.3	5.0	11.7	R	R	R	R	R	R	R	5.0	R	R	R
ヒライポ	R	R	R	R
無節サンゴモ	R	R	R	R	R	R	R	5.0	1.7	13.3	R	3.3	8.3	6.7	8.3	R	1.7	1.7	R	R	R	5.0	10.0	R	8.3	10.0
種類数	18	23	17	18	12

調査日:平成23年11月24、25日

单位：%(株数除<)

ここで、被度は調査結果がRのみの場合はRとし、3枠のうち1枠でもR以上確認された地点はRを0として算出した。
## ·海藻類着生試驗

## <方法>

新たな海藻類の着生状況を把握することを目的として調査区 A～C と対照区 2 において建材ブロックを図 4.3.4-4 のように設置した。投入場所は、ユニットの埋設位置や波浪の影響、現在の海藻類の繁茂状況などを勘案して、各調査測線における汀線側基点から約 15～18m の地点とした。

図 4.3.4-4 試験区 B に設置された基材（建材ブロック）

## <結果と考察>

表 4.3.4-3 に試験区 B と対照区 2 に着生した海藻種類と湿重量の結果を示す。この結果だけ見ると、対照区 2 よりも試験区 B の方が着生は良く、鉄分供給ユニットの効果であるように見える。しかし対照区 2 については、設置した 3 個の基材のうち 1 つが流失をしてしまっており、他の 2 つの基材についても波浪によって位置が大きく移動し、表面に着生した海藻が流失したことが観察された。これは試験区 B についても基材の湿重量が 3 つとも大きく異なることからも見て取れる。但し、基材には緑藻、褐藻、そして紅藻に至るまで多くの海藻が着生していることが確認される中で、対照区 2 に着生していて試験区 B に着生していない種類も存在することが示されている。このように客観的に鉄分供給ユニットの効果の差を判断できる結果は得られなかったが、本方法は実証的検討を行う上で有効な手段となり得ることは示唆された。
表 4.3.4-3 海藻着生試験結果（平成 24 年 3 月）

綱	目	科	種 名	試験区B	対照区2
1	2	3	1	2	3
綠藻	アオサ	アオサ	Enteromorpha sp.	アオノリ属	1.53	2.78	0.85
Ulva sp.	アオサ属	0.20
シオグサ	シオグサ	Cladophoraceae	シオグサ科	0.06	0.15	0.11
ハネモ	ハネモ	Bryopsidaceae	ハネモ科	0.04	0.08
褐藻	アミジグサ	アミジグサ	Dictyopteris prolifera	ヘラヤハズ	0.11
Colpomenia sinuosa	フクロノリ	4.00	25.99
ムチモ	ムチモ	Cutleria cylindrica	ムチモ	0.07	1.51
紅藻	テングサ	テングサ	Gelidium elegans	マクサ	5.65	138.23	40.64	0.48	0.63
Pterocladiella tenuis	オバクサ	0.23
Acanthopeltis japonica	ユイキリ
Gelidium japonicum	オニクサ	0.81
Gelidiaceae	テングサ科
サンゴモ	サンゴモ	Amphiroa sp.	カニノテ属	0.01	0.01	0.01
Corallinaceae	サンゴモ科	0.44	0.02
スギノリ	オキツノリ	Phyllophoraceae	オキツノリ科
スギノリ	Chondracanthus tenella	スギノリ	1.71
Chondrus ocellatus	ツノマタ
イバラノリ	Hypnea japonica	カギイバラノリ	0.07	0.20
ユカリ	Plocamium telfairiae	ユカリ	1.21	0.62	0.94
GIGARTINALES	スギノリ目
オゴノリ	オゴノリ	Gracilaria textorii	カバノリ
マサゴシバリ	ワツナギソウ	Champia japonica	ヘラワツナギソウ	1.76
イギス	コノハノリ	Acrosorium venulosum	カギウスバノリ	0.03
Delesseriaceae	コノハノリ科	0.45	0.11
フジマツモ	Laurencia undulata	コブソリ	0.09
CERAMIALES	イギス目
種類数	7	11	13	4	2
湿重量 (g/ブロック)	8.57	148.33	72.73	1.54	0.66

## (4) まとめ

太平洋沿岸域である三重県志摩市において、生態系修復技術の実用化に向けた実証試験を実施した。これまでの実証試験においては、海藻種類と湿重量の変化、および溶存鉄濃度などの水質分析が主に調査項目として行われていたが、今回はベルトトランセクト調査やコドラート調査において、海藻以外の生物種についても調査を行った。その結果、生物種・量と海藻群落の関係性についての新たな知見を得ることができた。一方で、鉄分供給ユニットの設置に関しては、設置1年後の段階で判断できる効果は確認されなかったが、実証試験を行った海域は多年生海藻が優占種の一つとして存在し、また波浪の影響等も少なくないと考えられることから、複数年にわたってモニタリング調査を行う必要性が示唆された。また基材投入による海藻着生試験も方法自体は有効な手段であることが示され、今後の継続的な調査によって新たな知見が得られる可能性が示唆された。
## ４．３．５　実証的検討のまとめ

本課題においては、製鋼スラグと腐植様物質を利用した生態系修復技術の確立に向けて、特に実海域における効果の検証を行うことを目的として研究を実施した。その目的達成のために、(1) 製鋼スラグと腐植様物質の海水への溶出特性評価、(2) 海藻生育試験による鉄添加効果の検討、(3) 実海域での実証的検討を実施した。

(1)については、実験室内での鉄溶出試験および北海道增毛町にて実海水による屋外水槽試験を実施した。その結果、室内溶出試験からは、製鋼スラグへの腐植物質の混合は、鉄溶出促進、長寿命化、そしてpH上昇抑制の三点から有利であることが示された。屋外水槽試験からは、鉄溶出に関しては製鋼スラグと腐植物質の混合によって鉄溶出量が増加する結果が得られ、これまでの研究結果を支持する成果が得られた。また栄養塩(N,P)についても、製鋼スラグとの混合によって溶出量が増加する可能性が示唆された。重金属濃度に関しては、今回の条件では、環境基準値と比較して問題のあるデータは得られず、鉄分供給ユニットからの溶存鉄、栄養塩、重金属溶出に関する有用な知見を得ることができた。

(2)に関しては、多年生海藻であるアラメの成長に及ぼす鉄の影響に関して、室内での海藻生育試験によって検討を行った。その結果、栄養塩（N, P）がある程度存在する条件下においても海藻成長促進に鉄は効果のあることが確認された。また製鋼スラグのみ、腐植物質のみ、製鋼スラグ＋腐植物質の試料から溶出する鉄を利用して、実海水による海藻生育試験を行った。その結果、製鋼スラグと腐植物質の混合によって海藻生育も促進することが確認された。このように、鉄分供給ユニットによる生態系修復技術の有用性を示す結果が得られ、生態系修復技術の有用性を示す結果が示された。

(3)については、三重県志摩市で実証試験を実施した。新たにベルトトランセクト調査やコドラート調査において、海藻以外の生物種についても検討を行った結果、生物種や量と海藻群落の関係性についての新たな知見を得ることができた。鉄分供給ユニットの効果については、設置1年後の段階で判断できる結果は得られなかったが、複数年にわたってモニタリング調査を行うことで新たな知見が得られることが期待される。

## 参考文献

1) 山本光夫，濱砂信之，福嶋正巳，沖田伸介，堀家茂一，木曽英滋，渋谷正信，定方正毅「スラグと腐植物質による磯焼け回復技術に関する研究」日本エネルギー学会誌，85(12)(2006), 971-978

2) M. Yamamoto, M. Fukushima, E. Kiso, T. Kato, M. Shibuya, S. Horiya, A. Nishida, K. Otsuka, and T. Komai, “Application of Iron-Humate to a Coastal Area of Barren Ground for Restoring Seaweed Bed”, J. Chem. Eng. Jpn., 43(7) (2010) 627-634.

3) 山本光夫, 桑野和可, 須川英之, 笠原勉, 堀家茂一, 劉丹「腐植物質－鉄錯体を利用した藻場再生技術の九州沿岸海域における有効性評価」第18回日本エネルギー学会大会講演論文集（2009）170-171.
4）山本光夫「鉄鋼スラグと未利用バイオマスによる『海の森』の再生」化学工学（特集 森と水の化学工学），73(8)(2009)390-394.

5) M. Yamamoto, A. Nishida, K. Otsuka, T. Komai, and M. Fukushima, “Evaluation of binding abilities of iron(II) to humic substances derived from a compost sample by a colorimetric method using ferrozine”, Bioresour. Technol. 101(2010) 4456-4460.

6) M. Fukushima, K. Yamamoto, K. Otsuka, T. Komai, T. Aramaki, S. Ueda, S. Horiya, "Effect of the maturity of wood waste composts on the structural features of humic adids", Bioresour. Technol. 100 (2009) 791-797.

7）山本光夫，福嶋正巳，劉丹「製鋼スラグを利用した藻場再生技術における腐植物質の鉄溶出への影響」鉄と鋼, 97(3)(2011)159-164.

8）山本民次，鈴木正巳，呉硯津，松田治「製鋼スラグからのリン，珪素の溶出とそれらが植物プランクトン自然群集の増殖に及ぼす影響」鉄と鋼,89(2003)102-108.

9) 駒井武, 川辺能成, 原淳子, 大塚敬嗣「製鋼スラグと腐植物質による生態系修復技術の受容性」日本エネルギー学会誌, 90 (2011) 449-454.

10) T. Motomura and Y. Sakai, “Effect of Chelated Iron in Culture Media on Oogenesis in Laminaria angustata”, Bull. Japan. Soc. Sci. Fish., 47(12)
### 5. 結論と課題

### 5.1 結論

製鋼スラグと腐植物質の相互作用に関する実証的な検討を進め、溶出特性や錯体形成に関する室内実験、腐植物質の構造解析と実際の海水環境条件に基づく錯形成能の評価、さらには海洋を模擬した各種試験を実施して、生態系修復効果を検証した。実海水を用いた標準的な試験では、重金属の溶出はほとんど認められず、環境安全品質基準（港湾用途溶出量基準）を大きく下回ることが分かった。これらの検討を通じて、海域に循環資材を適用するのための標準的な試験法を提案するとともに、製鋼スラグと腐植物質を活用した生態系修復効果および環境リスク評価を実施する上での基盤データを整備することができた。

製鋼スラグと腐植物質の相互作用により、海洋生態系に必須の溶存鉄を大量に供給することが可能であり、腐植酸鉄の化学形態により沿岸域から海洋に効率的に輸送できることが分かった。また、鉄の生成機構および実海域での実証的検討によって、製鋼スラグと腐植物質の混合効果に関して、鉄溶出と海藻生育の関係に相関性があることが確認された。実海域における生態系修復に関する環境モニタリングを実施し、実用化に向けて科学的な知見を蓄積することができた。

これらの一連の研究により、製鋼スラグの実海域での導入に向けての実証試験と環境リスク評価手法を確立した。また、上記の各種データや標準的な試験法の提案に基づいて、以下に示すような製鋼スラグと腐植物質の環境安全品質基準に関わる技術的な指針を作成した。

### 5.2 技術的指針のまとめ

製鋼スラグと腐植物質の混合物を海域の藻場再生のために使用するための環境安全品質に関する技術指針について、藻場再生のために使用される海域環境を想定し検討を行い、環境安全品質基準値と試験方法を次のように提案した。

## 1 ）環境安全品質基準の考え方

溶出量試験に対する基準値は、スラグ指針報告書に示される港湾用途溶出量基準とする。含有量試験に対する基準値は、土壌汚染対策法指定基準とする。なお、本提案における含有量基準は直接摂取を想定したものではなく、有害物質を高濃度で含む資材が海域に直接投入されることを防止するために設定する。

## 2 ）曝露環境の考え方

製鋼スラグと腐植物質の混合物の場合、海域で利用後に廃棄または再利用は基本的に想定されないこと、また、利用中は混合物が海水に露出していることから、藻場再生のために施工される海域環境を、最も配慮すべき曝露環境に設定することが適切と考えられる。そのため、曝露の可能性としては、製鋼スラグや腐植物質からの溶出リスクおよび海域環境（資材の直接投入）としての含有リスクの両者を想定することとした。
## 3 ）環境安全品質基準の設定

製鋼スラグを含むスラグ類については、VOCや農薬・PCB等はスラグの製造工程で熱分解し、重金属等のうちのシアンは分解・揮発してガス側に移行するため、基準設定項目とせず、重金属等のうちのカドミウム，鉛，六価クロム、ひ素、水銀、セレン、ふつ素及びほう素の8項目を規定した。本研究で提示された製鋼スラグと腐植物質の混合物の環境安全品質基準（案）を表5.1に示す。

表 5.1 製鋼スラグと腐植物質の混合物の環境安全品質基準（案）

項目	溶出量基準 (mg/L)	含有量基準 (mg/L)
カドミウム	0.009 以下	150 以下
鉛	0.03 以下	150 以下
六価クロム	0.15 以下	250 以下
ひ素	0.03 以下	150 以下
水銀	0.0015 以下	15 以下
セレン	0.03 以下	150 以下
フッ素	15 以下	4000 以下
ホウ素	20 以下	4000 以下

## 4 ) 検査試験法および手順

試験法および手順の詳細を図5.1に示す。溶出量試験は、JIS K0058-1「スラグ類の化学物質試験方法－第1部：溶出量試験方法」の第5項（利用有姿による攪拌試験）による。ただし、本研究における利用環境は海域に限られることから、溶媒は海水またはそれに準ずるもの（人工海水など）を用いる。なお、溶媒は、溶出液と同じ項目について測定を実施する。含有量試験は、JIS K0058-2「スラグ類の化学物質試験方法－第2部：含有量試験方法」による。

溶出量試験と含有量試験に用いる試料は利用形態を模擬して、実際の配合割合で他の材料と混合するなどした状態（利用模擬試料）を基本とすることとしている。本研究の場合は、製鋼スラグは数 cm 程度の大きさのものが用いられ、また、腐植物質として堆肥などが製鋼スラグと混合されて使用される。溶出量試験では、製鋼スラグは粉砕や粒度調整を行わずに、実際に使用されるものと同じ状態のものを用いることとする。また、腐植物質との配合割合が決定済みの場合は、その割合に基づき両者を配合した試料について試験を行うこととする。ただし、製鋼スラグと腐植物質中の有害物質は、海水を用いた溶出試験により溶出量が減少する傾向にあることが確認され、製鋼スラグを単独で試験に用いることも選択可能とする。
図 5.1 循環資材に環境安全品質と検査方法を設定するための手順の概要 $ ^{3)} $

### 5.3 成果の社会への貢献

本研究開発では、製鋼スラグと腐植物質の相互作用について実験的および解析的に検討し、双方の資材を混合することにより腐植酸鉄の生成が促進され、海藻などの生態系に大きな便益があることを実証した。また、鉄還元菌などの環境微生物により腐植酸鉄の溶出を促進させる機構を明らかにし、実海域における実証試験や環境モニタリングなどを通じて、生態系修復の効果を定量的に検証した。さらに、製鋼スラグと腐植物質の環境安全性について総合的に検討した結果、これらの資材を混合して使用することにより、鉛、ヒ素、クロムなどの重金属類の溶出が抑制され、環境リスクを低減できることなどを示した。

製鋼スラグを活用した沿岸域の環境修復については、すでに製鍼会社を中心に日本国内で30箇以上の実証試験が進行している。その多くは、ワカメ、昆布および海草類の繁茂および磯やけの防止を目的として実施されている。しかし、製鋼スラグと腐植物質からの鉄や栄養塩の溶出メカニズムや効果的な施肥の方法などについては明確になっておらず、基盤的な研究開発が強く求められていた。（例えば、日本鉄鋼学会2009シンポジウム）