Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
石綿飛散本数と粉じん計の値の関係を図4-15に示した。条件A,Bの結果は、原点を通る直線によって相関の良い近似ができる。(近似直線：Y=50.9X，R²値：0.9734)しかし、条件Cでは、粉じんが多くなるにつれてこの直線から乖離し、より小さい測定値になっている。これは捕集された粉じんが多すぎたためと考えられる。JIS K-3850の計数方法では、繊維同士が絡み合って本数が判別不能な場合や、3μmを超える粒子が付着している繊維は0本と計数する。計数を行った分析会社に問い合わせたところ、条件A,Bでは粒子の付着はほとんどなく、条件Cでは粒子の付着によって0本と計数した繊維が20%ほどあったとの回答であった。条件Cでの未計数の繊維の存在を考慮すると、粉じん計積算値と石綿本数との関係は、対数関係ではなく、直線関係にある可能性が高い。

図 4-15 粉じん計積算値と石綿本数の関係。条件 C では 20% ほど未計数の繊維がある。

## C-4-3 破壊の度合いを表す指標と石綿飛散本数の関係

石綿飛散本数と破断長との関係を図4-16、図4-17に、破断面積との関係を図4-18、図4-19に示した。破断長・破断面積ともに条件A,Bのみの結果ではある程度の相関が確認できた(それぞれ相関係数0.744,0.511)が、全条件間では相関はあまりない。条件A,Bと条件Cで異なるのは錘の落下距離である。したがって、破断長や破断面積による石綿飛散本数の評価は、同じ錘の質量・落下距離の条件で有効だが、落下エネルギーが異なると相関が得られないと考えられる。

石井ら [17]は、破壊の指標として破断長を用いる条件として「同一種類の同じ大きさの建材を同程度の力で破壊する」ことを挙げているが、本実験では建材の大きさが異なる条件間でも相関を得ることができた。また、本実験では錘の落下距離が増すと石綿飛散本数も増加する傾向にあったが、錘が建材に二度接触することもあり、錘の位置エネルギーと破砕に使われるエネルギーの関係は不明瞭である。破砕エネルギーと飛散本数の数量的な関係は明らかにできなかった。
図 4-16 破断長と飛散本数(条件 A,B)

図 4-17 破断長と飛散本数(全条件)

図 4-18 破断面積と飛散本数(条件 A,B)

図 4-19 破断面積と飛散本数(全条件)

## C-4-4 静電気の影響

アクリル製円筒およびステンレス製円筒での破砕実験結果を図4-20に示した。得られた2群についてマン・ホイットニーのU検定を行った結果、p値は0.7で、2群の間に統計的に有意な差があるとは言えない。非含有建材から飛散した粉じんとアスベストで動態が異なる可能性は捨てきれないが、静電気による影響はなかったことを示唆する結果が得られた。

図 4-20 筒の素材による粉じん値の相違
## C-4-5 除去作業中濃度との比較

2011 年度の破砕実験結果を用いて、石綿除去作業中の養生区画内石綿濃度を推定し、厨房での実測濃度と比較した。破砕試験の結果から推定される石綿の飛散量 Z を用い、石綿が作業場内に均一に拡散したときの濃度を(10)によって、計算した。Z は飛散量が破断長に比例すると仮定して、(11)から算出した。式中のパラメータの値は、表 4-25 に示した。

$$ \boldsymbol{Y}=\frac{\boldsymbol{Z}}{A\times h\times1000} $$

$$ Z=X\times l\times\frac{A}{a} $$

表 4-25 推定に用いたパラメータ

X(本/cm)	X_{A}	16,300
X_{C}	57,900
1(cm)	720
A(m^{2})	20.4
a(m^{2})	1.62
h(m)	4

1: 建材 1 枚あたりの破断長 (cm)

$$ \left(m^{2}\right) $$

図 4-21 実験からの推定値と個人曝露濃度の比較(SEM-EDS の結果により補正後)

実験からの推定値と個人曝露濃度実測値との差は1桁以内に収まっていた(図4-21)。

ただし、破砕試験と実際の除去作業では破砕の条件が異なるため、この推定が精密なものと保証されたわけではない。例えば今回の実験では建材を湿潤化しなかったが、除去時は湿潤化を行っている。比較対象に用いた個人曝露測定は、作業場内の均一な濃度より高い値になりやすい。また、推定に用いた建材の破断長は、1枚の建材を均等な大きさの15枚の破片に割るとして求めたが、実際は大小さまざまな破片が生じるはずである。さらに精密な推定のためにはこれらの誤差を生む要因を排除しなければならない。
### D. 結論

建物の構造・建築年・立地地域・延べ床面積を入力値として、吹付けアスベストの除去費用を推定する簡易モデルを構築した。RC/SRC 造にくらべ、S 造の方が吹付けアスベストの使用面積割合が高いことが明らかになった。また、石綿含有建材の廃棄量は、2016年に約94万トン/年でピークを迎え、その多くがS造からの排出であると推定された。

2011 年の東日本大震災の被災地では多くのがれきが発生しており、これらの中には吹付け石綿や石綿含有建材も含まれている。これら石綿含有廃棄物の発生量の見積もり等に本研究成果を活用していくことが期待される。

解体工事現場での測定では、比較的飛散性の少ないとされるレベル3の建材の除去工事であっても、個人曝露測定結果が作業環境の管理濃度(150 f/L)を超過することがしばしばあった。

現行の作業マニュアル等 [18] [19] では、やむを得ず破砕する際の作業内容の説明や石綿飛散への注意喚起が不十分である。特に浮遊粉じんへの注意喚起、破砕の減少や湿潤化の徹底が重要と考える。また、ケイ酸カルシウム板第1種を破砕する際の飛散抑制について、現行のレベル3相当の対応でよいか検討が必要である。

成形板の破砕実験の結果、石綿飛散本数と粉じん計の値には強い相関があった。さらに、錘の落下条件が同一ならば、破断長や破断面積と石綿飛散本数の間にある程度の相関があった。また、破砕エネルギーとの関係は不明であった。

今回用いた建材は1種類のみであるため、今後は異なる種類の建材でも同様の関係が得られるか確認する必要がある。また粉じん値と石綿飛散本数の関係について、今回の実験では低粉じん域・高粉じん域で直線的な関係が保たれるか検証できていない。本研究の2011年度の実験方法は、小規模な設備内で行えるものであり、除去作業中の測定に近い結果が得られた。ただし、実験時間や精度などには改善の余地がある。今後は実験装置を改良し、実験を重ねていく所存である。

### E. 参考文献

1）国土交通省．目で見るアスベスト建材．2006.

2) 中央労働災害防止協会. 石綿作業主任者テキスト. 第5版. 東京都, 2011.

3) 金融庁. 金融検査マニュアル(預金等受入金融機関に係る検査マニュアル). 2007.

4) (社)日本石綿協会環境安全衛生委員会. 石綿含有建築材料廃棄物量の予測量調査結果報告書. 2003.

5) 環境省. 建築物の解体等に伴う石綿飛散防止検討会の結果報告について. (オンライン) 2005 年 11 月 30 日. (引用日: 2012 年 5 月 8 日.) http://www.env.go.jp/press/press.php?serial=6604.

6) 国土交通省. 民間建築物における吹付けアスベストに関する調査結果の公表について. (オンライン) 2009年12月18日. (引用日: 2012年5月8日.)

http://www.mlit.go.jp/report/press/house05_hh_000138.html.

7) 橋本征二，寺島泰. 建築物解体廃棄物の発生予測. 廃棄物学会論文誌, 第 11 巻, 第 5 巻, ページ: 271-279. 2000.

8）国土交通省．建築統計年報．昭和37年-平成17年.

9) 小松幸夫. 建築寿命の年齢別データによる推計に関する基礎的検討. 日本建築学会計画系論文報告集, Vol. 439, ページ: 91-99. 1992.

10）経済産業省．窯業・建材統計年報．昭和37年・平成17年.

11）建築物の解体等における石綿飛散防止検討会. 建築物の解体等における石綿飛散防止対策の強化について. 2005.

12) 環境省. 石綿に係る特定粉じんの濃度の測定法(環境庁告示93号). (オンライン) 1999年12月27日.
http://www.env.go.jp/hourei/syousai.php?id=04000055.

13) 藤川陽子, 中坪良平, 平木隆年, 藤長愛一郎, 菅原正孝. 石綿含有廃棄物等の落下粉じん試験方法の開発. 環境衛生工学研究, 第 24 巻, 第 3 号, ページ: 109-115. 2010.

14）国土交通省．「石綿(アスベスト)除去に関する費用について」.(オンライン)2008年4月25日.(引用日:2012年5月8日.)http://www.mlit.go.jp/kisha/kisha08/01/010425_4/01.pdf.

15) 佐川修. マテリアルフロー解析によるアスベスト含有製品の使用実態調査. 建材試験情報, 第 43 巻, ページ: 19-24. 2007 年 5 月

16) ISO14966:2002. Ambient air - Determination of numerical concentration of inorganic fibrous particles - Scanning electron microscopy method.

17) 石井康一郎，吉野昇. ボード破壊時のアスベスト飛散特性. 大気汚染学会誌, 第 28 巻, 第 5 巻, ページ: 288-294. 1993.

18) 建築物の解体等に関わる石綿飛散対策マニュアル編集委員会. 建築物の解体等に係る石綿飛散防止対策マニュアル. 2007.

19) 東京都環境局. 建築物等の解体等工事における石綿粉じんへの曝露防止マニュアル. 2006.

### F. 研究発表

(1) 水嶋周一、平井康宏、酒井伸一：吹付けアスベストの除去工事実績に基づく費用及び削減リスクの推定、第20回廃棄物資源循環学会研究発表会 (名古屋市、2009.9)

(2) 水嶋周一、平井康宏、酒井伸一：吹付けアスベスト除去費用簡易推計モデルの構築、第21回廃棄物資源循環学会研究発表会 (金沢市、2010.11)

(3) 平井康宏、水嶋周一、酒井伸一：石綿含有成形板の破碎試験による解体時飛散係数推定、第22回廃棄物資源循環学会研究発表会 (東京都、2011.11)
# 5. 建設廃棄物処理施設等におけるアスベストの排出実態等の把握

分担研究者 財団法人日本環境衛生センター 藤吉秀昭

愛媛大学 貴田晶子

国立環境研究所 山本貴士

### A. 研究目的

アスベスト含有建材混入の可能性が高い建設廃棄物の処理・資源化施設ではアスベストの飛散や管理実態が十分把握されていない。アスベスト含有建材等が多く含まれる建設廃棄物の処理・資源化施設に着目することで、資源化処理に伴うアスベストの挙動の実態を明らかにし、排出抑制対策および資源化物管理のあり方の検討を行う。

産業廃棄物等破砕処理施設でのアスベストの収支把握は、アスベスト含有廃棄物の搬入率及び混入率が低く、定常的に処理されていないため困難である。そこで、一般廃棄物破砕処理施設において、石綿含有廃棄物の混入する可能性が高い小型家電の破砕処理施設に焦点を絞って、アスベスト飛散リスクが大きいと考えられる産業廃棄物の搬入工程や処理物の搬出工程などの処理工程からのリーク箇所等の検出を行い、廃棄物破砕処理施設におけるアスベスト飛散リスクを把握する。加えて、時間分解能の高いファイバーモニターを組み合わせて繊維状物質の発生パターンを把握しながらアスベスト飛散実態を明らかにすることを目的とする。

加えて、震災・津波廃棄物の処理・資源化過程でのアスベスト管理の課題を明らかにするため $ ^{①} $ 処理・資源化過程のアスベスト管理の実態調査、 $ ^{②} $ 処理・資源化物(処理残さ)中のアスベスト濃度の測定を行った。

### B. 研究方法

## B-1 建設廃棄物の資源化および処理処分実態(既存資料等)

既存情報を基に建設廃棄物の処理・資源化施設設置状況、処理フローおよび資源化物や処理後物の扱い方を調査した。

## B-2 現地調査

代表的な施設の現地調査を行い建設廃棄物の受け入れから処理資源化までの各工程を調査した。具体的には現地で前処理破砕工程等における発じん対策や集じん物のアスベスト含有量を分析した。

## (1) 調査対象施設の選定および分析項目

処理対象物に混入したアスベストは、破砕処理により気中に放出される他、破砕物にも付着している可能性があり、選別、集じん工程でどのような举動を示すか確認するため、建設混合廃棄物処理施設の調査を行った。分析個所と分析項目は図5-1および表5-1に示すとおりである。
図 5-1 建設廃棄物資源化施設の処理工程

表 5-1 建設廃棄物資源化施設の試料採取位置と検体数

試料名	検体数	備考
処理対象物	受入ホッパ	①	1検体×3	1)
処理後物	不燃物	②	1検体×3
バグフィルタダスト	破碎可燃物	③	1検体×3
バグフィルタダストコンベヤ	④	1検体×3	複数回に分けて採取
排気	バグフィルタ入口	⑤	1検体×3	分析用と並行して各1検体採取する。
ろ布	バグフィルタ出口	⑥	1検体×3
No.1局部集じん用BF	⑦	1検体	後日送付2)
作業環境	受入ホッパ付近	⑧	1検体×3	分析用サンプル不要
污泥	未定	⑨	1検体	2)

1) 混入が予想される建設混合廃棄物を少しずつ分取して平均化する。

2) ろ布、汚泥については、採取できない場合、他の項目に振り分ける可能性がある

①～④、⑨は 500g あるいは 1L 程度を分析用以外に採取する。

## (2) 分析方法

排気中の石綿分析(⑤,⑥)

分析方法：计数法(環境庁告示第 93 号)

処理対象物、処理後物、バグフィルターダスト、ろ布中、污泥中の石綿分析(①～④、⑦、⑨)

分析方法：JIS A 1481、検出された場合 JIS K 3850-1(SEM-EDX)

作業環境 $ ^{⑧} $

分析方法：计数法(劳働安全衛生法勞働省令第39号)
## B-3 一般廃棄物破碎処理施設の事前調査

一般廃棄物処理破砕施設のうちアスベスト含有廃棄物の混入の可能性がある小型家電を破砕処理している施設9施設を事前調査し、破砕処理フロー、小型家電の処理状況を調査し、実測調査対象施設を選定した。

## B-4 リアルタイム繊維状粒子分析装置の性能調査

建設廃棄物処理・資源化施設で発じんの多くなる場所における、アスベストの暴露防止を図るために開発されているリアルタイム繊維状粒子分析装置の性能を調べた。

## B-5 繊維状粒子リアルタイムモニターの選定、検証

現在開発されている繊維状粒子分析装置の性能の中から、破砕施設の調査に用いる機種を選定し、破砕処理排ガス中のアスベスト繊維数のリアルタイムモニターの実用性の検証を行った。

## B-6 小型家電破砕施設の現地調査

一般廃棄物の破砕処理施設では、破砕処理後の選別装置として磁選機、粒度選別機、アルミ選別機を備え、鉄、アルミ、可燃物、不燃物の4種選別を行っている施設が標準的で、破砕、選別各工程からの発じんはサイクロン、バグフィルタを通して処理するのが標準的な構成であった。また、小型家電を他の粗大、不燃ごみと同時処理している場合は、アスベスト含有物の混入があってもその影響を把握しにくいため小型家電を別途処理している施設を調査対象に選んだ。

小型家電を破砕処理している施設で現地調査を行い、搬入物へのアスベスト含有物の混入割合調査を1回、及び受け入れから処理までの各工程でのアスベスト繊維濃度調査を2回実施した。

処理フローと測定場所は図5-2および表5-2に示すとおりである。
図 5-2 小型家電破碎処理フローと測定個所

表 5-2 小型家電破碎施設 試料採取箇所

試料名／試料採取場所	採取日
1/18	1/31	2/1
処理対象物	分別ステージ	①	○
処理後物 可燃物	可燃物搬送コンベヤ	②	○	○
不燃物	不燃物貯留ホッパ	③	○	○
バグフィルタダスト	バグフィルタ下部シュート	④	○	○
排ガス	バグフィルタ入口	⑤	○	○
※	※
バグフィルタ出口	⑥	○	○
作業環境	受入ホッパ周辺	⑦	○	○
粒度選別機周辺	⑧	○	○

## B-7 震災・津波廃棄物処理・資源化過程におけるアスベスト管理の実態把握

(1) 震災・津波廃棄物処理におけるアスベスト対策の実態について

既存報告とがれき処理事業者へのヒヤリングにより行った。ヒヤリング項目は以下のとおりである。

➢ 処理実績、処理量・ごみ質

➢ 処理フロー

➢ 处理收支
➢ 分別の工夫

➢ 労働安全衛生への配慮

资源物への配慮、有害物管理配慮

## (2) がれき置き場アスベスト飛散等既存調査結果

平成23年度に実施された厚労省のがれき集積場でのアスベスト調査結果を集約した。

## B-8 震災・津波廃棄物処理資源化過程におけるアスベスト測定調査

(1) 処理資源化物—処理残さ中のアスベスト濃度の測定方法

ア. A 市がれき処理場

A 市がれき処理場の資源化処理フローとサンプリング位置は図 5-3 に示すとおりである。

図 5−3 A 市がれき処理場の資源化処理フロー

## イ．O市がれき処理場

O市がれき処理場の資源化処理フローとサンプリング位置は図5-4に示すとおりである。

図 5-4 ○ 市がれき処理場の資源化処理フロー

(2) がれき処理資源化現場における作業環境中総繊維濃度の測定

O市がれき処理場の資源化現場の発生源近傍において作業環境中総繊維濃度測定を行った。
## (3) 採取・分析方法

ア．処理対象物(震災がれき)等の採取方法

貯留ヤードからランダムに一定量の破砕対象物を採取し、4分法で縮分したのちアスベスト含有量を分析する検体とした。選別物、選別残さについても同様に4分法で縮分しながら検体を採取した。

イ．処理対象物、処理後物中の石綿含有量分析方法

MA DEP Sieve Method および CARB435 Method により行った。その分析フローを図 5-5 に示す。

図 5-5 MADEP Sieve Method の分析フロー
ウ．資源化現場における作業環境中総繊維濃度の測定

計測法：勞動安全衛生法勞動省令第39号 位相差顕微鏡法

## B-9 一般及び産業廃棄物処理施設における石綿挙動の把握

一般及び産業廃棄物において、受入物に石綿含有廃棄物が混入していた場合には、破砕・選別工程で石綿繊維の一部が飛散して破砕排ガスに移行する可能性がある。この場合、排ガス処理工程(サイクロン、バグフィルター)で石綿繊維は除去され集じんダストへ移行すると考えられる。また、一部は破砕処理残渣中に残存し、その後の処理・資源化工程において適切に処理されない場合には、再利用あるいは最終処分等の過程で石綿による健康被害を引き起こす可能性がある。従って今回、これらの施設において破砕排ガス集じんダストや破砕処理残渣を採取し、石綿の存在の有無を確認した。

## (1) 施設及び試料

以下の５施設において破砕排ガス集じんダストや破砕処理残渣９試料を採取し、石綿を分析した。施設Ａ～Ｃは一般廃棄物処理施設、施設Ｄ及びＥは産業廃棄物処理施設である。

● 施設 A：不燃ごみ破砕残渣、不燃ごみ破砕排ガス集じんダスト、資源ごみ破砕排ガス集じんダスト

● 施設 B：破砕ガス集じんダスト、不燃ごみ破砕残渣

● 施設 C：破砕ガス集じんダスト、不燃ごみ破砕残渣

● 施設 D：破砕排ガス集じんダスト

施設 E：破砕排ガス集じんダスト

## (2) 分析方法

試料の適量を電気炉(450℃、2時間)低温灰化した。灰化後の試料1gをビーカーに秤り取り、6%ギ酸50mlを加えて1分間超音波処理した。メンブランフィルター(47mmφ、孔径0.45μm)で吸引ろ過した。フィルターを無じん水で洗浄して残渣を完全に洗い落とし、洗浄液に無じん水を加えて100mlに定容した。この一部を分取して無じん水中に懸濁し、ポリカーボネート製フィルター(47mmφ、孔径0.2μm)で吸引ろ過した。風乾後、フィルターにカーボン蒸着を施し、その小片を切り出してニッケル製TEMメッシュ(100メッシュ)に載せ、クロロホルム蒸気でフィルターを溶解して、TEM観察試料を作成した。TEM/EDS装置として日本電子JEM-2010/日本電子JED-2300Tを使用した。TEM測定においては、目開き4～6個について、長さ0.5μm以上、幅0.05μm以上、アスペクト比3以上の繊維を計数した。繊維の同定は、形態観察、電子線回折、EDS分析の結果から行った。繊維の計数・計測結果から石綿繊維数濃度と重量濃度を求めた。

### C. 研究結果と考察

## C-1 建設廃棄物の資源化及び処理処分実態調査

## (1) 建設混合廃棄物の処理

建設混合廃棄物の処理処分の実態、処理施設の処理工程の設備構成等を検討するため、混合系廃棄物の処理の流れ、及び混合系廃棄物処理施設の具体的な処理工程を、建設廃棄物処理業者のホームページ等から収集・解析し、建設混合廃棄物を扱っている業者の処理状況を調査し以下の問題点を抽出した。混合廃棄物のため、粗選別、手選別、粒度選別、機械選別(鉄、アル
ミ)を経て再利用可能なものを回収したのち、破砕処理にかけている場合が多い(前選別、破砕処理とも12件で、混合廃棄物を扱っていると思われる業者の約75%)。破砕処理を行うと、混入したアスベスト含有廃棄物が小さく破砕され中のアスベストが飛散する恐れがある。

## (2) 破碎選別後の利用状況

施設により再資源化の程度にはかなり差があるが、全般に一般廃棄物の粗大ごみ処理施設と比較して資源化が進んでいる。特に不燃物系の再利用が進んでおり、集じんダストの利用も見受けられるなど資源化の推進には望ましいことであるが、一方アスベストが建設混合廃棄物中に混入しているとこれら不燃物、集じんダスト中にアスベストが検出される可能性があると考えられた。

## (3) 現地調査結果

分析結果は表 5-3-1～表 5-3-2 に示すとおりである。破砕ガスのバグフィルター捕集後の繊維数濃度は大気環境基準を下回っていた。サンプリングした固形物(バグフィルターダスト、排水污泥、不燃物等)はすべてアスベスト繊維は検出されなかった。

表 5-3-1 建設廃棄物資源化施設測定結果(処理物(不燃物))

試料採取場所	採取月日
不燃物貯留ホッパ	2月9日
定性分析結果	X線回折分析法	石綿の有無	無
石綿の種類	-----
分散染色法	石綿の有無	無
石綿の種類	-----
石綿含有判定結果	石綿の有無	無
定量分析結果	石綿含有率(%)	0.3未満
12.5

採取月日	試料採取場所	バグフィルタ入口	バグフィルタ出口
項 目	①	②	①	②
2月5日	ASB繊維数濃度(f/L(N))	35	11	0.8	0.5
吸引乾きガス量(L(N))	465.46	469.14	1115.60	1163.05
排ガス流量(m³(N)/h)	湿り	50,500	54,700
乾き	49,900	54,400
水分量(%)	1.1	0.6
排ガス温度(℃)	6	6
排ガス流速(m/s)	13.1	18.8
2月8日	ASB繊維数濃度(f/L(N))	29	43	1.8	1.2
吸引乾きガス量(L(N))	505.65	499.67	915.18	991.70
排ガス流量(m³(N)/h)	湿り	50,100	55,800
乾き	49,800	55,500
水分量(%)	0.7	0.5
排ガス温度(℃)	6	6
排ガス流速(m/s)	13.0	19.2
2月9日	ASB繊維数濃度(f/L(N))	23	13	1.6	0.3
吸引乾きガス量(L(N))	573.39	559.54	864.47	875.91
排ガス流量(m³(N)/h)	湿り	46,800	53,700
乾き	46,300	53,000
水分量(%)	1.2	1.2
排ガス温度(℃)	14	14
排ガス流速(m/s)	12.5	19.0

特記事項：①及び②は、並行測定時の識別番号とする。

繊維数濃度 $ \left(\mathrm{f}/\mathrm{L}_{(\mathrm{N})}\right) $ は、ろ紙捕集試料及び水捕集（インピンジャー捕集）試料の合算値とする。

## C-2 小型家電破碎施設調查結果

(1) 維状粒子数のリアルタイムモニターの検証

ア．アスベスト繊維の現場モニター技術調査

アスベスト除去工事現場や建設廃棄物資源化現場での不注意なアスベスト暴露を防ぐに
は、アスベストの現地におけるリアルタイムモニターが必要である。現在この様な目的で繊維状粒子の測定機器が開発されている。その現状の機器の情報収集を行い性能等をまとめた。既存発表データの調査結果では、作業環境等における繊維状粒子のリアルタイムモニターはアスベスト繊維数濃度(PCM法)と相関が高く利用可能であるとする報文が多い中で、いくつかの報告では実用には残された課題があり慎重な扱いが必要としている。

## イ．維状粒子数のリアルタイムモニターの検証

破砕ガス(集じん処理前)中の濃度をモニタリングするため次のような条件を持つ装置を選んだ。アスベスト以外の繊維状物質も検出すると考え1000f/L程度まで測定可能であること、内部が陰圧の状態であるので、ある程度の吸引量があること、レンタル可能な機種であることから、柴田科学(のファイバーモニター(F-1)を選定し、事前に他の一般廃棄物処理施設でのモニタリングを行い、破砕処理中に繊維状粒子を0-360f/Lのレンジで検出できることを確認した。

## (2) 現地調査結果

## ア．処理対象物の調査

アスベスト繊維数濃度調査に供する処理対象搬入物 6.38t 中のアスベスト含有家庭用品の混入状況を確認した結果、アイロン、こたつ、電気アンカの6製品(うちこたつ4製品)からアスベスト(製品重量の0.09～0.074%、全重量換算5.29g)が検出された。ただし、処理対象小型家電全体に占める石綿の重量割合は8.3×10^{-5}\%と非常に低いものであった。

## イ．アスベスト繊維濃度調査

小型家電の破砕処理に伴うアスベスト調査結果は表5-4-1～表5-4-3に示すとおりである。処理後の可燃物、不燃物、バグフィルタダストからはいずれもアスベストは検出されなかった。一方破砕ガスとして、バグフィルタ入口、出口での総繊維数濃度の測定の結果、1回目入口1.8f/L、出口4.7f/L、2回目入口0.52f/L、出口0.62f/Lといずれも微量だが入口、出口で同程度の濃度が検出された。また、作業環境濃度は粒度選別機周辺で繊維数濃度1.0～1.4f/Lが検出されているが、労働安全衛生法の作業環境の管理濃度150f/L、大気汚染防止法の敷地境界の基準10f/Lをいずれも下回っていた。

表 5-4-1 小型家電破碎施設アスベスト調査結果(処理後物)

試料名及び試料採取場所	採取日	定性分析	石綿含有判定	定量分析
X線回折	分散染色	含有率(%)
不燃物 不燃物貯留ホッパ	1月18日	無し	無し	無し	—
2月1日	無し	無し	無し	—
破碎可燃物 可燃物搬出コンベヤ	1月18日	無し	無し	無し	—
2月1日	無し	無し	無し	—
表 5-4-2 小型家電破砕施設アスベスト調査結果(排ガス)

採取日	1月18日	2月1日
試料採取場所	バグフィルター入口	バグフィルター出口	バグフィルター入口	バグフィルター出口
繊維数濃度(f/L)	1.8	4.3	0.52	0.62
測定時間	11:22~15:00	11:25~15:00	10:23~15:05	10:23~15:05
排ガス流量(m³N/h)	湿り	12,900	15,500	11,600	11,600
乾き	12,900	15,500	11,600	11,600
水分量(%)	0.6	0.6	0.3	0.3
排ガス温度(℃)	7.0	4.7	7.0	7.0
排ガス流速(m/s)	11.5	6.0	13.9	10.3

繊維数濃度(f/L_{N})は、ろ紙捕集試料及び水捕集(インピンジャー捕集)試料の合算値

表5-4-3 作業環境測定結果

試料採取場所	採取日	繊維数濃度(f/L)
受入ホッパ周辺	1月18日	0.23
2月1日	0.23
粒度選別機周辺	1月18日	1.4
2月1日	1.0

## ウ．繊維状粒子の連続モニタリング

運転時間中バグフィルタ入口で連続モニタリングした総繊維濃度は1回目120f/L (平均8.5f/L)、2回目0-120f/L (平均3.0f/L)といずれも分析値よりやや高めであるが、通常時0f/Lで、濃度が上がった時も1～4分の短いピークとなっており、処理対象物の破砕は特定の製品廃棄物のときのみ繊維状物質を発生していると推定された。2回目は14時位までは搬入物の検査によりアスベスト含有と判定された製品を投入せず抜き出していたため、繊維状粒子のピークがほとんど出なかった。しかし14:00以降それ以外の小型家電を投入した際にピークが検出された。その製品廃棄物の投入状況をCCDカメラでモニターしていたが電気こたつの投入後に繊維状物質ピークがでており電気こたつヒータが関連している可能性が推定された。
(平成23年1月18日)

(平成23年2月1日)

図 5-6 ファイバーモニターチャート

## C-3 災害・津波廃棄物処理・資源化過程におけるアスベスト対策調査

(1) 震災・津波廃棄物処理・資源化過程におけるアスベスト管理の実態把握

ア．A市におけるがれき資源化作業とアスベスト対策

①選別工程と選別種類

がれきは各集積場で重機と選別機により8種類に分けられた。
図 5-7 選別工程と選別種類
## ②選別調査結果

がれきの組成を明らかにするためがれき選別試験を実施した。

図 5-8 がれき選別試験結果(2011 年 7 月 7 日実施)

## ③選別の工夫

がれきを有効利用するため、また最終処分量を減量化するため、選別により可燃物と不燃物さらに可燃物は焼却処理を行う。また、不燃物は粒度で3種類に分けた。

④労働安全衛生への配慮

マスクの着用、飛散防止用の散水

⑤資源物への配慮 有害物管理配慮

壁材、建材、屋根材とみなされる破片はアスベスト含有物として手選別で除去。O市におけるがれき選別処理場のアスベスト対策

①処理フロー

災害廃棄物の処理フローは図5-9のとおりである。
図 5-9 ○ 市がれき処理場の資源化処理フロー

可燃性混合ごみは破砕後に選別されセメント工場で原燃料として利用されている。

不燃性混合物はサイズで3種類に選別されている。大きいサイズ(50mm以上)は市内で陥没地の埋め戻し材として、中位のサイズ(20～50mm)は海岸埋め立て、土砂は土壌として利用予定されている。

○可燃ごみセメント原燃料

○不燃物　がれき 50mm 以上　市中陥没地の埋め戻し材

○不燃物 がれき 20～50mm 場内埋め戻し用

②労働安全配慮

散水の励行、飛散防止フェンス、段幕の設置

アスベスト定期モニタリング

マスク着用、作業員教育

③資源物への配慮 有害物管理配慮

受け入れ時目視除去、アスベスト含有建材の見なし手選別を実施している。

(2) 震災・津波廃棄物処理資源化過程におけるアスベスト測定調査結果

ア. A 市における測定結果

①処理物等中のアスベスト濃度測定結果
表 5−5 A 市 処理物等中のアスベスト濃度

採取場所	a	b	c
アスベスト含有率(%)	処理物
不燃物残渣<20mm	不燃物残渣20～40mm	不燃物残渣<20mm	不燃物残渣20～40mm	不燃物残渣
MADEP法+CARB435法	0.14	0.35	0.00	0.12	0.01

②選別されたアスベスト含有可能性のある建材の分析結果

表 5–6 A市 選別されたアスベスト含有可能性のある建材のアスベスト濃度

採取場所	a	c
対象物	選別された Level3 建材	選別された Level3 建材
アスベスト含有率(%)	4	2

## イ．O市処理場における測定結果

①処理物等中のアスベスト濃度測定結果

表 5-7 ○ 市 処理物等中のアスベスト濃度

採取場所	二次処理場
アスベスト含有率(%)	処理物	選別処理前(混合物)
土砂<20mm	土砂20～50mm	可燃物<50mm	コンクリートカラ系混合物	木材系混合物
MADEP法＋CARB435法	0.04	0.13	0.01	0.52	0.02

②処理現場場における気中総繊維濃度測定結果

表 5-8 処理現場における気中総繊維濃度

採取場所	総繊維粒子濃度(f/L)
風上(海岸付近)	ND
コンクリートガラ系混合物選別ヤード①	1.27
木材系混合物選別ヤード	2.00
コンクリートガラ系混合物選別ヤード②	2.00

## (3) 考察

震災がれきの処理・資源化においてアスベストやアスベスト含有建材等が混入し、その処理資源化の過程で飛散し労働現場でのアスベスト暴露による問題を引き起こしたり、資源化物の再利用にあたってアスベストの飛散拡散等が懸念されている。対策実態を把握するため2か所の震災がれき処理・資源化現場で具体的に施されたアスベスト対策の実態とがれき資源化の処理前後のものをサンプリングしてアスベスト含有濃度を測定した結果の考察は以下のとおりである。

## ア．がれき処理現場での対策実態

現場でのアスベスト対策については法規制や各種ガイドラインに則った適切な対応がなされていた。また現場労働者のための作業環境対策についても所要の対策が取られていた。しかし、がれきに混入してくるアスベスト含有建材等の破片類についてはみなし選別を実
施しているものの、その除去は大変難しい状況であった。

## イ．がれき資源化処理物中のアスベスト濃度調査

この調査はサンプリング方法が極めて難しい。処理前のがれきは各種の組成と形状の混合物でありその代表試料を取るのは極めて困難であったが、不均質なものをサンプリングする廃棄物のサンプリング法(JIS)に則って行った。同様に破砕・選別後の各フラクションについても同様にJISに則り4分法で縮分しながら2から3kgの試料を採取した。

採取した試料はそのほぼ半分量を使い、アスベスト含有量の測定に行った。その方法はJIS A1481を用いてアスベスト含有建材と見なしうるかを判断して、見なし得た場合は運搬処理処分において規定された配慮を必要とされるものとして扱うのが一般的である。しかし、この方法は建材などの均一な性状のものには適用できるが、今回の様な極めて不均一なものにおいては測定サンプル採取誤差が大きすぎるため適用は困難と判断した。

ここで用いた分析法はアメリカで使用されている方法で MADEP Method(アスベスト含有建材の目視定量法)と CARB435 Method(偏光顕微鏡による繊維数計測)を組み合わせたものである。これはアメリカ合衆国でがれき中のアスベスト建材分析に実績がある方法である。その測定結果は以下のとおりである。

A 市がれき処理場の不燃物処理残さからは 0.00 から 0.35% のアスベスト含有が測定された。また、O 市がれき処理場の処理前のコンクリートガラ系混合物からは 0.52% のアスベスト含有が測定され、処理後の土砂 (20 から 50mm の粒度のもの) からは 0.13% のアスベスト含有が測定された。

破砕資源化前のサンプルで0.52%のアスベスト含有が測定されたのは、この方法がアスベスト建材破片を目視定量して求める方法であることから、比較的大きなアスベスト含有建材等の破片を含むサンプルで高い値が測定されている。また飛散性のものやすでに微小なサイズまで破砕されたアスベスト繊維については篩い目の2mmアンダーとして別の方法(偏光頭微鏡法)により測定したが、どのサンプルからもアスベスト繊維は検出されなかった。

## C-4 一般廃棄物及び産業廃棄物処理施設における石綿挙動の把握

分析した全試料から石綿繊維が検出された。検出された石綿繊維の例を図5-10、5-11に示す。石綿繊維数濃度を図5-12、重量濃度を図5-13に示す。繊維数濃度と重量濃度の範囲は、集ビルダストではそれぞれ270～3900Mf/g (Mf/g=10^{6}本/g)、11～610μg/g、破碎残渣ではそれぞれ260～720Mf/g、0.54～39μg/gであり、一部の集ビルダストでは、石綿含有の基準である0.1重量% (=1000μg/g)に近い濃度を示した。産業廃棄物処理施設で採取された試料は、一般廃棄物処理施設で採取された試料よりも高濃度であった。このことは、産業廃棄物の方が、より石綿含有廃棄物が混入しやすいことを示唆している。検出された石綿はほとんどがクリソタイルであったが、アモサイトが検出された試料もあった(図5-3)。石綿繊維のサイズはほとんどが幅0.2μm未満であり、PCMでは確認が困難なサイズであった。同一施設の集ビルダストと破碎残渣の重量濃度を比較すると、集ビルダストの方が濃度が高くなる傾向が見られた。このことは、受入物の破碎によって排ガス中に移行した石綿繊維がバグフィルタ等の集ビル装置によって除去され、装置内ダスト中に蓄積されることを示唆しており、排ガス処理の観点からは石綿繊維が効果的に除去されていると言えるが、集ビルダストを適切に処理する必要性があるとも言える。また、集ビル装置によって捕捉された石綿繊維の再飛散についても注意する必要がある。
図 5-10 施設 A の不燃残渣中のクリソタイル繊維 (左: 繊維の TEM 画像(30000 倍)、右: 電子線回折像)

図 5-11 施設 E の集じんダスト中のアモサイト繊維 (左：繊維の TEM 画像(8000 倍)、右：電子線回折像)

図 5-12 石綿繊維数濃度の分析結果
図 5-13 石綿重量濃度の分析結果

### D. 結論

## D-1 建設廃棄物の資源化及び処理処分実態調査

解体現場から出る混合廃棄物にはアスベスト含有物が含まれている可能性が高い。また、現場で発生した解体中清掃ダスト等はアスベストの含有が無いものとして扱われているケースがあるが、アスベストを含有する可能性は高い。本調査では、この様な観点から施設の破砕ガス等の排出口および集じんダスト等の集じん物および作業環境について調査した。

その結果、処理後の排気ガス中には基準を超えるアスベストは検出されなかった。また集じんダスト中にもアスベスト濃度は検出されなかった。建設廃棄物処理施設ではBFの設置と適正管理で施設から周辺環境へのアスベストの飛散は防止されていると考えられるが、処理後物中のアスベストの測定については、今後も引き続き調査を行い、より適切な資源化・処理手法を確立していくことが望ましい。

## D-2 小型家電破碎施設調查結果

搬入物の小型家電にアスベスト含有物がある程度混入していることが確認でき、特にアイロン、電気こたつ、電気アンカ等に含有している製品が混入する可能性があることがわかった。全体のアスベスト含有廃棄物割合が低いため、破砕ガス中の集じん器前後の値はわずかであった。またバグフィルタダストでも不検出であった。また、繊維状粒子の連続モニター装置で発生源の繊維状物質発生タイミングをモニタリングできる可能性が示せた。

## D-3 災害・津波廃棄物処理・資源化過程におけるアスベスト対策調査

A 市および O 市がれき処理場でともに資源化処理後に復興資材に利用される可能性のある不燃物残さ中のアスベスト濃度が一部では 0.1%を超えるものもあったことから、資源化にあたっては、基準に照らした判断ができるようロット代表サンプルをとり公定法で測定をしたうえで資源化等の利用に供すべきである。

市がれき処理場の作業現場の大気中アスベスト濃度は1.27本/Lおよび2.0本/Lであったが、この値は厚労省が平成23年度に測定した結果の平均(2.37本/L)より低いものであった。しかし、作業現場では
飛散防止の散水や作業員へのマスク着用、衣服の着替え等を行うことによりアスベストの吸引を防ぐ配慮が必要である。

## D-4 一般廃棄物及び産業廃棄物処理施設における石綿挙動の把握

一般廃棄物及び産業廃棄物処理・資源化施設において、破砕排ガス集ビルダストや破砕処理残渣を採取して石綿を分析した。全ての試料から石綿を検出し、石綿繊維数濃度は260～3900Mf/g、重量濃度は0.54～610μg/gであった。産業廃棄物処理施設試料中の石綿は、一般廃棄物処理施設試料よりも高濃度であった。検出された石綿繊維のほとんどはクリソタイルであり、位相差顕微鏡では確認が困難なサイズであった。

### E. 参考文献

1) 建設工事に係る資材の再資源化等に関する法律

2) 建設工事に係る資材の再資源化等に関する法律施行令

3) 平成 13 年 6 月、環境省通知(環殘産 276 号)建設工事から生ずる廃棄物の適正処理について

4) 藤吉秀昭：一般廃棄物処理施設におけるアスベストの排出実態の把握、平成20年度廃棄物処理等科学研究費補助金研究報告書(K2051)、平成21年3月

5) 環境省：災害時における石綿飛散防止に係る取り扱いマニュアル、平成19年8月

6) Massachusetts Department of Environmental Protection, (June 15, 2007), “Draft MA DEP Sieve Method for the Determination of Asbestos Debris in Soil, DRAFT Revision 4.5”

7) Environmental Protection Agency, (July 1993), “Method for the Determination of Asbestos in Bulk Building Materials”, EPA/600/R-93/116

8) California Environmental Protection Agency, Air Resources Board, (June 6, 1991), “Determination of Asbestos Content of Serpentine Aggregate”, Method 435

### F. 研究発表

(1) 山本貴士、貴田晶子、野馬幸生：一般廃棄物及び産業廃棄物処理施設における石綿繊維飛散実態の把握、第21回廃棄物資源循環学会研究発表会(金沢市、平成22年11月)

(2) 山本貴士、貴田晶子、藤吉秀昭、小田原伸行：一般廃棄物及び産業廃棄物処理施設における石綿繊維飛散実態の把握、第22回廃棄物資源循環学会研究発表会(東京都、平成23年10月)
# D-0803 海洋酸性化の実態把握と微生物構造・機能への影響評価に関する研究

（1）太平洋における海洋pHの高精度各層観測による酸性化の実測

国土交通省気象庁気象研究所

地球化学研究部 部長 緑川 貴

地球化学研究部 第二研究室 石井雅男

地球化学研究部 第一研究室 斉藤 秀 （平成20年度）

地球化学研究部 第二研究室 笹野大輔 （平成21、22年度）

海洋研究部 第一研究室 本井達夫

<研究協力者>

地球化学研究部 第二研究室 小杉如央 （平成21、22年度）

海洋研究部 第一研究室 中野英之

平成20～22年度 合計予算額 39,317千円

（うち、平成22年度予算額 9,916千円）

予算額には、間接経費を含む

[要旨] 高精度・高効率のpH測定装置の設計・製作を行った。従来の石英製分光光度セルに替えて、光ファイバーを利用した長光路・低体積の分光光度測定セルを組むとともに、近年に開発された小型・高性能の分光光度計を利用することで、小型化・高精度化を図った。測定装置の動作実験を繰り返し、配管や動作手順の変更、光学測定系の最適化等を実施して、常に高い精度でpHを測定できるように装置を改良した。本装置を観測船に搭載して2度にわたる船上観測を行い、0.002の高い繰り返し精度で、海洋表層から深層のpHを観測することに成功した。本研究で開発した高精度のpH測定技術が認められ、気象庁の観測業務に導入された。本研究の成果によって、現業観測による定期的な海洋酸性化の監視体制の構築に貢献できた。

サブテーマ（2）と連携して、PICES CC-S（北太平洋海洋科学機関 炭素気候部会）の枠組みで進められている、太平洋の海洋内CO₂データ統合活動を主導し、国内外の研究者と打ち合わせ会合やワークショップを繰り返し開催して、データの収集とデータ統合の二次品質管理作業を推進した。ワークショップ等における作業結果の検討を経て、航海間系統誤差評価を施した暫定統合データセットを作成できた。太平洋の統合データベース(PACIFICA)は、ヨーロッパ連合のプロジェクトで作成された大西洋など他海域のデータベース(CARINA)とともに活用され、全球的な海洋CO₂増加・酸性化評価のための重要な研究基盤となる。

CO_{2}データ統合活動の中で収集した国内外の炭酸系観測データを解析して、pHの高精度観測が実施されていない期間の北太平洋亜熱帯及び南大洋等の広域における海洋酸性化の進行状況に関して取りまとめ、その成果を国際CO_{2}会議や日本海洋学会等において報告した。過去40年間のpHの長期的な低下傾向を評価し、海洋酸性化が加速してきている状況を明らかにした。特に、日本周辺における海洋酸性化の進行状況に関する報告が注目され、新聞各紙に掲載された。
[キーワード] 海洋酸性化、pH、二酸化炭素、各層時系列観測、CO_{2}データ統合

## １．はじめに

海洋は、地球表層における二酸化炭素（ $ CO_{2} $ ）の最も重要なリザーバーである。化石燃料の消費によって排出された人為起源の $ CO_{2} $ についても、海洋は長期的に吸収し続けており、大気中 $ CO_{2} $ 濃度の増加を緩和する重要な役割を担っている $ ^{1} $ 。海洋が今後も人為起源の $ CO_{2} $ を吸収し続けるのか、その吸収量がどう変化していくのかが、地球温暖化の予測精度を向上させる観点から注目されている。

大気から吸収された$\mathrm{CO}_{2}$ は、海洋内部で生物活動により有機物に変換されたり、水の移動と共に下層に輸送されるなど、様々な海洋過程の作用を受ける。そして、海洋内部に運ばれた$\mathrm{CO}_{2}$ は、主に弱酸の性質を持つ炭酸の形で蓄積される。このため、炭酸としての蓄積量が増加するにつれて、海水を酸性化したり、溶存するイオン種の割合を変えるなどの変化を起こす。その結果、大気-海洋間の$\mathrm{CO}_{2}$ のやり取りや生物によって摂取される程度も変化すると考えられているが、これらの変化が実際にどの程度起きるかについてはまだよくわかっていない。

18世紀の産業革命以降に、人類が化石燃料消費によって排出した $ CO_{2} $ のおよそ半分が、海洋の表層から中層に吸収されていると推定される $ ^{2)} $ 。海洋に吸収された $ CO_{2} $ は炭酸となって海水を酸性化させるため、現在の海洋表層のpHは産業革命前に比べて0.1ほど低下（酸性化）していると推測される $ ^{3)} $ ， $ ^{4)} $ 。今後、大気 $ CO_{2} $ 濃度の増加に応じて海洋の酸性化傾向に拍車がかかり、海洋生態系に大きな影響を及ぼす可能性が指摘されている $ ^{5)} $ 。しかし、人為起源 $ CO_{2} $ の吸収によるpHの低下を検出可能な高精度の測定手法 $ ^{6)} $ が開発されたのは1990年代であり、酸性化の実態を把握するための実測データの蓄積は現在でもまだ十分ではない。

西部北太平洋では、気象庁が20年以上にわたり定期的に海洋$\mathrm{CO}_{2}$ 観測を実施しており、亜寒帯から赤道に及ぶ広い海域を監視している。中でも、本州南方の東経137度線に沿った観測は、1980年代初頭から現在まで毎年実施されており、このような広域の長期間にわたる海洋観測は世界的にも他に例を見ない。こうした気象庁の継続した観測により、西部北太平洋における$\mathrm{CO}_{2}$ の挙動に関する観測データが飛躍的に増加・蓄積され、当該海域における大気-海洋間の$\mathrm{CO}_{2}$ 交換等について理解が深まった。海洋酸性化の指標であるpHの高精度観測も2003年から開始され、年4回の季節ごとの観測が現在も実施されている。

## 2 ．研究目的

本サブテーマでは、分光光度法による高精度の自動小型pH測定装置を開発し、太平洋広域の海洋各層でpHを実測して、今後の酸性化動向を評価するベンチマークとすることを目的とする。さらに、すでに過去5年間観測を行った北太平洋西部の東経137度等のpH観測結果と比較して、海洋表層及び内部各層の酸性化を実測データから検出・定量することを目指す。一方、これまでに取得されている海洋表層炭酸系に関する長期観測データを使用して、高精度のpH観測が行われていなかった期間のpH時系列の推定を試み、その長期的な変化傾向を解析する。
### 3. 研究方法

## （1） 高精度pH測定装置の開発

## 1 ）高精度pH測定装置の設計・製作

海水の酸性度・塩基性度を示す海水中の水素イオン濃度指数(pH)を、小型かつ高感度・高精度で自動測定できる装置を設計し、試作した。この装置は、比色指示薬m-クレゾールパープルの溶液を試料海水に一定比率で添加し、海水のpHに応じて変化する比色指示薬の可視領域の吸収スペクトルを正確に測定することでpHを求める原理 $ ^{6)} $ ， $ ^{7)} $ を応用している。

図1に、本研究で設計したpH測定システムの配管概念図を示す。試作した装置（図2）は、(1)ホウケイ酸ガラス製ボトルに採水した海水サンプルを導入し、比色指示薬と混合した後に光学測定セルに送る流路切替ユニット、(2)高精度で分光光度測定を行うことのできる光ファイバー型分光光度計一式、(3)6本のサンプルボトルを恒温槽にセットできるオートサンプラー、(4)USBを介してこれらと接続されたCPUユニットとパーソナルコンピューター(PC)から成り、以下の一連の作業を自動的かつ短時間に実行することができる。

① 容量 300cm³ かそれ以下のホウケイ酸ガラス製ボトル（TS19 共通摺り合わせ口）から、海水試料を外部と気体交換のない閉鎖系内で光学測定セルに送る。

② 可視領域における分光光度測定（ベースライン測定）を開始し、試料側・参照側それぞれの光量データを記録する。

③ 海水試料に比色指示薬 m-クレゾールパープル溶液を少量、一定の比率で添加し、光学測定セルに送りながら十分に混合させる。

④ 測定海水試料の水温（25.0℃に制御）を測定して記録する。

⑤ 海水試料の可視領域における分光光度測定を開始し、可視領域における光量データを記録する。

⑥ 試料温度と光量データをひとつの統合ファイルに記録し、吸光度を計算する。

⑦ さらに同量の比色指示薬を添加して、吸光度を測定することもできる。

図1 pH 測定システムの配管・構成概念図

図2 作製した pH 測定システムの写真
本装置では、高い精度でpHを測定するために、高性能の分光光度計と長い光路長の光学測定セルを用いて分光光度測定を行うこと、海水と指示薬溶液の混合比を一定に保つ（高精度の自動マイクロシリンジを使用する）こと、光学セルの温度を25.0℃付近で一定に保ち、正確に測定すること、サンプル導入から光学測定に至る一連の操作の中で、サンプル海水が外気と接してCO₂交換を起こさないよう配管部品を選択すること、などの点を工夫した。また、迅速に分析を行うため、分光光度測定を高速に行えるCCDイメージングセンサーによる分光光度計を使用したほか、試料の置換や指示薬溶液との混合、置換時に海水内で生じる気泡の除去、光学セル内の水温制御などを迅速に行えるよう、光学測定セルや流路切替ユニットの配管構造を工夫した。

## 2 ）高精度pH測定装置の改良

高精度かつ高効率の測定を実現するため、実験室における繰り返し分析などにより、添加する比色指示薬の量や、混合速度、混合時間などについて最適な条件を求めた。また、分光セル内に気泡が残留して、吸収スペクトルの高精度測定の障害となる現象を防ぐため、海水サンプルや比色指示薬の通る配管や装置の動作手順を改良した。さらに、（2）に述べる洋上試験の中で、吸収スペクトル測定に使用している分光光度計の検出器（CCDイメージセンサー）の感度が、少光量域でわずかに非線形性を示し、これがpH測定の精度に悪影響を及ぼしていることがわかった。このため、CCD感度の線形領域で常に測定を行えるようにフィルター挿入により光量調整を行って、幅広い吸光度で安定した測定ができるように光学測定系を調整した。また、色素溶液自体のpH変化を防ぐためのCO₂吸収管を設置すると共に、色素添加量の調整を行って、色素添加に伴うpH変化が吸光度測定に及ぼす影響を低減した。

## （2） pH测定装置を用いた船上観測

## 1 ）pH測定装置の洋上試験

平成21年11月14日～26日に実施された気象庁観測船啓風丸KS09-10航海の第2航程に、改良したpH測定装置を試験的に搭載し、四国と本州の沖合（図3）で、海洋pHの各層観測を行った。

足摺岬近くから黒潮を横切り東経137度・北緯25度に至る線上の6点と、志摩半島大王崎沖に北上する東経137度線上の8点の合計14点では、水深2000mまでの合計24層から海水サンプルを採取してpHを測定し、その南北鉛直断面分布を調べた。水深50mとpH極小層に近い水深1250mでは同一層から2本のサンプルを採取し、それらの分析値の差を調べることで、短期的な繰り返し精度を調査した。また、航走CO₂観測などのために船底からポンプで汲み上げている表層水を28点で採取し、表面水のpHの南北分布を調べた。さらに、各層採水点では、米国スクリプス海洋研究所が提供し、全炭酸濃

図3 啓風丸09-10航海第2航程の観測点図 ★印がpHの各層採水点。