雑感635-2013.4.14「セメント工場を見学して −セメント産業の進化に驚いた−」

4月12日、私は研究所の数人と太平洋セメント埼玉工場を見学させてもらった。セメント産業の一部は、すっかり廃棄物リサイクル産業に変わっていることを実感した。こう書くと今更なんだと言われるに違いない。

エコセメントという言葉は氾濫していたし、セメント工場では、塩ビ廃棄物、下水汚泥などがキルンに投入されている現場を、私自身、何回も見学してきた。しかし、廃棄物を燃料に使っている、または、セメントの質に害がない程度に焼却をしている（高温の炉を運転しているので）という理解だった。

しかし、違うのです。もっと、深いものがあった。今回訪問した埼玉工場は、日高市にあった。西武池袋線で池袋から50分くらいの飯能（はんのう）という駅で降りて、タクシーで25分くらいの所にある。

日高市には家庭ごみ処理施設がない

日高市では、可燃ごみ（ポリも含む）の全量が太平洋セメントの埼玉工場に運ばれて処理されるため、ごみ焼却炉がない。可燃分は、セメントを作るための燃料になり、残り、通常は灰と呼ばれる部分が、まさにセメントの成分になる。

焼却灰の成分は、塩分か、金属か、土である。この土成分こそがセメントの原料になる。塩分と金属は多すぎると良いセメントができないから、原料は常時化学分析され、許される含有量かどうかがチェックされる。そして、多すぎる時には洗うこともあるが、通常は、そういうものを含まない原料を加えて、含有量を調節する。

私が、今まで気付いていなかったことは、焼却灰の土成分（石灰、シリカ、アルミナなど）が、キルンの中で化学反応を起こし、再構成され、セメント用クリンカができるという点だった。これまでは、焼却灰が混じったクリンカができると思っていたのである。

そもそも、セメントのバージン原料は、石灰石、粘土、珪石、鉄原料、石こうだという。石灰石はカルシウム、粘土はアルミとシリカ、珪石はシリカ、鉄原料は鉄、石こうはカルシウムと硫酸イオン。

ごみや汚泥の焼却灰の中には、カルシウム、アルミ、シリカ、鉄、硫酸イオンがある。カルシウムとシリカは、新しい原料から相当補給しなければならないが、アルミや鉄、硫酸イオンは十分ある。したがって、ここでは、もう粘土は原料として使わなくなったという。

キルンの中ではどういう化学反応がおきているのだろうか？まず、骨格として、Ca-Ca-Siの酸化物ができ、それが核になって、つぎつぎ、他の元素がつくようなかたちで反応が進みクリンカができるとのことだった（聞き方が不十分かもしれないが）。

同行していた研究員の内藤航さんが、「これって、都市鉱山ですね」と。レアアースなどで盛んに都市鉱山とか言われているが、こちらの方が元祖かもしれない。もしかすると、そもそもバージン原料で作られたセメントも、周囲にあるものをかき集めて如何にいい素材を作るかということで考え、工夫されたものかもしれない。原料は基本的に、砂と土と石灰石だから。

エコセメント研究が始まったのは1985年

エコセメントの開発研究を始めたのは昭和60年（1985年）だそうである。セメントの生産高が最高に達した年で、その時、これ以上は生産高が増えない、何とか別の道を切り開こうと考えて取り組んだそうである。

太平洋セメント(株)の顧問、尾花博さんは、「昭和60年に専任チームを結成して、世界中のリサイクル技術の探査を開始しました。製造業がこの分野で事業を継続するには、まさに誤魔化しが効きません。」と書いている。

常々考えていたのだが、環境技術の中には、相当ひどいものがある。それでも、多くの人がそのごまかしに気付かない、或いは許されてしまうのは、最後に捨てられるからである。

製品になる場合には、製品が悪ければ直ぐにクレームがくる、また、訴訟になる。環境は、最後にすてられるので、相当ひどいことでなければ、その技術がまやかしでも許されてしまうことが多い。環境技術と言っても、最後が商品になる場合には、ごまかしが効かない。

生産高が伸びないと予想された時、生き残りをかけて、新しい分野に挑戦する、すごいもんだなと思う。

今や、関連業種は20以上になるというくらい、多くの種類の廃棄物を受け入れている。セメントの需要が落ちていくと予想されるなかで、何故、エコセメントなのか？勿論環境保護産業への転換とか、ごみ問題解決に貢献するとかいろいろあるだろう、しかし、一番大きな要因は、廃棄物を原料にすれば、その処理費が入ってくる、つまり、セメント1トン当たりの収益が上がる、それで、生産高の減少を補おうということではなかろうか。

日高市のようなケースは世界的に例を見ないということで、世界中から見学者がやってくると言う。しかし、これが実行できるのは、ごみ処理費用が高い国に限られるのではなかろうか（これは、帰宅してから考えたことなので、先方に確かめてはいない。もしかして、見当違いということもあるかもしれないので、間違っていたら、訂正します）。
　
ロボットが活躍する化学分析

多種多様な廃棄物が原料になるので、中には都合の悪い成分もあるし、多すぎて困る場合も、逆に少なすぎて困ることもあるだろう。そのために、徹底的な化学分析が行われている。ロボットを使って、24時間試料を採取し、蛍光分析にかけていた。ロボットの動きに見とれてしまった。

一緒に見学した産総研安全科学研究部門研究員小野恭子さんの感想：

帰りのタクシーの中で寺元和彦様（太平洋セメント生産部品質管理グループサブリーダー）から，以下のお話を伺いました．

私が「セメントの歩留まりは？」と質問したところ「セメント製造工程ではいわゆる良品というものと少し品質が良品より劣る準良品にあたるものが出来ることがあります。使用する原材料が天然物であることや、リサイクル原燃料の品質も少なからず変動があります。これらを使用して一定の品質を保つためには、原材料の吟味とともに、製造工程での決め細やかな調整で準良品量を少なくすること、また、準良品と良品製品の配合管理を行っております。

お客様へ出荷する段階では、お客様が要求されるセメント品質になるようにお渡ししております。まれに停電などで焼成不足の中間製品ができることがありますが、これらについては、再度、原料工程で調整し、焼成し直しますのでお客様には安心して使用いただけます。このようにして製造管理しているため、セメント工場から不良品の廃棄物が発生することはありません。

ただ、焼成しなおすとエネルギーは余計にかかり、プロセスが大掛かりな分大きなロスですから、それを最小にするのが製造現場の努めであり、これが品質安定に繋がっていきます。セメント品質を確保しながら、セメント生産量あたりのエネルギー使用量(原単位)を低減することを目標に運転しています」とのことでした。

廃棄物など原材料の組成が必ずしも一定でないものから、品質の一定した製品を提供していくためのノウハウが相当蓄積されていることが感じられました。クロムはその一例ですが、最終製品の六価クロム含有量を、各原燃料からインプットされるクロム量を管理して調整している点についても参考になりました。非常に難しいことに挑戦している、という現場の方の強い自負が印象に残りました。余談ですが、恥ずかしながら、もう少し早く（六価クロムの評価書を書く前に）見学しておきたかったです。

雑感634-2013.4.8「福島除染特別地域の空間線量率の減少率に関する一考察 〜地域ごとあるいは土地利用ごとに傾向はあるか？〜」

内藤　航さん：産総研安全科学研究部門リスク評価戦略G主任研究員
上坂元紀さん：産総研安全科学研究部門勤務地理学専門技術者

年間でほぼ40%減（文科省2012〜文科省2013）

文部科学省は平成25年3月1日、福島第一原子力発電所から80km圏内の第6次航空機モニタリング（2012年11月16日）の測定結果および平成24年度2回目（2012年12月28日）の80km圏外の結果を発表した(文科省 2013)。

それによると、第4次航空機モニタリング(2011年11月5日)（文科省 2012）と第6次航空機モニタリング)の約一年の間に、空間線量率が約40%減少している傾向にあることが確認された（図1）。この減少分は、放射性セシウムの物理的減衰から推定される空間線量率の減少率（約21%）より大きい。要因として、降雨等の自然環境の影響等が考えられるとしている。すでに除染が行われた地域もあることから、除染による影響の可能性もある。

第１次（2011年4月）から第6次（2012年11月）までで、約57%減少

2013年4月2日までの間に、80km圏内では、航空機による空間線量率のモニタリング結果は6回分公表されている。モニタリング間の空間線量率の減少率（平均値）は、第1次(2011年4月29日)から第3次(2011年7月2日)で約20%、第3次から第4次（2011年11月5日）で約11%、第4次から第6次(2012年11月16日)で約40%となっている。

第1次から第6次までの減少率を合わせると約57%の減少ということになる。同じ期間に物理的減衰のみを仮定した場合の減少率は、約29%であることより、物理的減衰以外の要因（ウェザリングや除染）による減衰が約28%と計算される。

減少率は大きくばらついており、この値はあくまでも平均であるが、それでもウェザリング等による空間線量率の減少率は、物理的減衰のそれと同程度に及ぶ可能性もあり、案外大きい。地表表面に近い場所に沈着した放射性セシウムが存在しており、事故後1〜2年はウェザリングの影響を受けやすいことも考えられる。

除染特別区域内では

文科省は、第4次（2011.11.05）と第6次（2012.11.05）の結果の関係図を発表している（図1）。この回帰分析では、膨大なデータ(n=142,729)を用いた結果として、回帰係数(0.6)と決定係数(0.97)が算出されているが、ばらつきも大きい。このばらつきの原因や特徴（傾向）を探ることは、将来の線量予測や除染のあり方の検討において重要だと思われる。ここでは、市町村ごとあるいは土地利用ごとの減少率の違いに着目し考察した。

図1 第6次と第4次および第5次航空機モニタリングの測定結果（空間線量率）の関係
出典: 文科省 (2013) 
http://radioactivity.nsr.go.jp/ja/contents/7000/6749/24/191_258_0301_18.pdf

我々は、今回は、第4次と第6次の航空機モニタリングの測定結果をベースに除染特別地域における空間線量率の減少率の傾向や特徴について考察した。

除染特別地域を対象に、第4次および第6次の航空機モニタリングの数値データより、ArcGISを用いて空間線量率マップを作成し、1km-メッシュの中心における空間線量率の値を求めた。このデータを用いて、文科省の報告と同様、横軸を第4次、縦軸を第6次の空間線量率としてプロットしたものを図2に示す。データ数（メッシュ数）は1,491である。黒線は、データの回帰直線、赤線は物理的減衰のみを仮定した場合の回帰直線を表している。

図2 除染特別地域における第4次と第6次の空間線量率の関係. それぞれの航空機モニタリングのデータに基づきGISを用いて1kmメッシュの中心における線量率を推定し比較

これより、除染特別地域では、第4次と第6次航空機モニタリングの間で、空間線量率が平均で40%程度減少していることがわかる。決定係数は約0.97と高い値だが、ばらつきも見られる（データを昇順に200ずつに分け同様の分析をすると、減少率の平均値に大きな違いは見られないが、決定係数は0.3程度から0.8程度とばらついていた）。

物理的減衰(約20%)より大きい減少率を示したメッシュ（赤線の下側にあるデータ）は全体の約98%で、特に大きな減少率(60%以上)を示したメッシュが約2%存在した。一方、物理的減衰より小さい減少率を示したメッシュ（赤線の上側にあるデータ）は全体の約2%であった。

図3は、第6次および第4次航空機モニタリングの空間線量率と、その間の減少率を特別除染地域の1kmメッシュにプロットしたものである。空間線量率の減少率が特に高い(60%以上)メッシュ（図中、紫色のメッシュ）と物理的減衰にも満たない減少率のメッシュ（20％以下、図中水色のメッシュ）がどこにあるかがわかる。

空間線量率の減少率が60%以上のメッシュは、南相馬市、浪江町、富岡町などの海岸沿いに多く分布しており、そのうち約2割が津波の浸水範囲であった。減少率と土地利用との間に明確な関係は見られないが、60%以上の減少率を示すメッシュ面積でみると、建物用地に分類される場所が相対的に多かった。すなわち、海岸沿いの都市部で減少率が高い傾向がうかがえる。

一方で、海岸沿い以外にも飯館村の北西端や、川内村の田村市境界付近でも減少率の特に高い地域が存在する。これらは第6次航空機モニタリングの実施時点で本格除染に着手済みの場所であり、それが空間線量率にも影響している可能性がある。

図3　第4次及び第6次航空機モニタリングの空間線量率とその減少率

土地利用と減少率

次に、100mメッシュの土地利用ごとのデータを用いて、第4次空間線量率に対する第6次空間線量率の比率（第6次空間線量率/第4次空間線量率）を求め、その記述統計量を算出した(表1)。ここで1−（第6次空間線量率/第4次空間線量率）が減少率に相当する。平均の値は同程度であったが、ばらつき（標準偏差）間に差がみられた。農用地や建物用地のばらつきが相対的に大きく、これらの土地利用では、ウェザリングや除染等により空間線量率が変動しやすい可能性が考えられた。

表1　土地利用ごとにみた第4次空間線量率に対する第6次空間線量率の比率の統計量

市町村ごとに、第4次空間線量率に対する第6次空間線量率の比率の統計量を求めた結果を図4に示す。平均値は0.555(川内)から0.622(南相馬)の範囲にあった。川内村は本格除染に着手し、宅地においては98%が実施済となっている。川内村の値が他の市町村より相対的に低い原因は除染の効果の可能性がある。標準偏差は0.034(川俣)から0.128（双葉）であり、ばらつきに差が見られた。

図4　市町村ごとに求めた第4次空間線量率に対する第6次空間線量率の比率

まとめ

文科省より公表されている第4次および第6次航空機モニタリングの空間線量率データと数値地図情報を用いて、除染特別地域における空間線量率の減少率の特徴について考察し、以下のような知見を得た。

・空間線量率の減少率は、ほぼすべての地域において、放射性セシウムの物理的減衰のみを仮定したときの減少率より大きく、物理的減衰以外の要因（ウェザリングや除染）が空間線量率の減少に寄与していることが確認できた。

・事故直後からの空間線量率の減少率（平均値）を合わせると、第1次から第6次までの減少率（80km圏内）は約57%となり、同じ期間の物理的減衰は約29%であることより、約28%が物理的減衰以外の要因で減少したと推察される。

・第4次から第6次航空機モニタリングの減少率の分布をみると、特に減少率の低い地域は主に海岸沿いに広がっており、その空間線量率は概して低い。

・除染特別地域内で土地利用ごと（農用地、森林、建物用地）に空間線量率の減少率を調べたところ、平均値は同程度で、ばらつき（標準偏差）間に差がみられた。農用地や建物用地のばらつきが大きく、これらの土地利用では、ウェザリングや除染が空間線量率に影響している可能性が考えられた。

・市町村別に空間線量率の減少率を調べたところ、平均値に大きな差が見られるわけではないが、本格除染を実施している川内村の平均が相対的に大きかった（比率が小さかった）。ばらつきについては、双葉町が大きかった。

以上、今回の考察では、市町村や土地利用間で空間線量率の減少率（特にばらつき）に若干違いがあることが確認できたが、その違いの要因を特定することはできなかった。今回確認されたような空間線量率の減少が今後も続くかどうかわからないが、これまでの空間線量率の推移やウェザリングの影響の受けやすさ等を踏まえ、適正な除染のあり方を検討することが大事だ。

参考資料:
文科省 (2013) (1)第6 次航空機モニタリングの測定結果、及び (2)福島第一原子力発電所から80km 圏外の航空機モニタリングの測定結果について
http://radioactivity.mext.go.jp/ja/contents/7000/6749/view.html 
(2013年4月1日アクセス)　

雑感633-2013.4.2「戸外活動を控えることは本当に良いか？−放射線とPM_2.5−」

全国体力テストと福島

文部科学省は22日、全国の小学5年生と中学2年生の体力テスト結果を発表した。その結果、福島県の中2は、2010年の結果に比べて上昇したが、小5が男女とも下がった。小5の男子は特に点数の低下がひどく、順位は全国45位である。

“県教委は「東京電力福島第1原発事故後に運動できる場や機会が減少し、運動量が減少した影響ではないか」としている。”（福島民友　2013年3月23日）

勿論、このテストの結果が、放射線影響を回避しようとして屋外にでることを制限した影響かどうかは即断できない。しかし、“学校や幼稚園などでの戸外活動制限は、除染後解除されているが、保護者の不安が強く、放課後や休日に公園で遊ばせない傾向が目立ち、行政、教育委員会、医師会が協力して調査した結果、児童生徒の体力、運動能力に低下傾向が出ていることが明らかになった”（読売）という報道もある。

放射線に対する心配は分からないわけではないが、特別な場所を除けば、放射線の健康影響と比べれば、運動不足の影響はずっと大きいので、ともかく、バランスを考えてほしい。運動不足の影響は、大人についての調査はあるが、子供に限った調査結果は見たことがない、しかし、どう考えても成長期の子供に対する影響は大きいだろう。本当に運動量が減っているのかどうかを調べる必要はあるが、これもリスクトレードオフの問題として、両方を比較するという対応をとってほしい。

PM_2.5での外出自粛などの勧告は、慎重にした方がいい

PM_2.5の問題が、中国北京市の大気汚染問題と連動して急浮上し、2月27日に開かれた環境省の専門家会議は、以下のような勧告をするように決めた。暫定的な環境基準値の2倍（日平均で70μg/m³）を超えた場合の行動指針として、

(1)必要でない限り外出は自粛
(2)屋外での激しい長時間の運動を避ける
(3)肺や心臓に病気のある人や高齢者、子どもは特に慎重に行動する
　
私は、この行動指針が学校教育の現場で大変な問題を引き起こすのではないかと危惧する。PM_2.5がある濃度を超えれば、健康に影響することははっきりしている。しかし、どの濃度ならどういう影響か、ということはそれほど明瞭ではない。

いくつかのevidenceがあるが、最初に出されたのはDockeryらの6都市研究である。横浜国大にいたとき、同僚の教授が彼を招待したので講演を聴き、また、質問もしたのであるが、この研究の感想を一言で言うと、“非常に緩い”というものであった。そして、死亡率の多くが、そもそも呼吸器系病気になっている人の死が早まるという内容だった。

ただ、その後、この研究の検証や追補的調査が続いており、それらについて、私は読んでいないのだが、普通に健康な人や特に若者などに何か影響があるというようなデータは出ていないのではないか。たとえあったとしても、運動を制限するほどのものかとうか考えた方がいいと思う。

非常に高い場合に、規制することはあると思うが、それが、健康人についての行動規制を含むなら、やはり、もっと根拠が必要である。行動規制による副作用が大きすぎるので、ただ、厳しく規制すれば安全側でいいという話にはならない。

“環境基準値を決めて、それを守れるようにしよう”までは、いい。問題はその後である。

学校現場は大変なことになる

環境基準値を決めるのはいいとして、行動を規制する勧告をすることが望ましいか、そこを考えてほしいと思う。外出自粛や戸外での運動を規制することになると、戸外での運動規制による運動不足などの悪影響の方が大きくなる畏れは多分にある。最も運動が必要な、幼稚園や小中学校の子供達に与える影響がおおきくなるような気がしてならない。

学校という場所で、先生方が良識をもって判断すればいいとは思う。しかし、今の学校現場はそういう雰囲気や環境にない。学校は、父兄からの抗議などを畏れて、つぎつぎ安全策をとるという傾向が強い。

PM_2.5による行動規制は、放射線の場合以上に大きな負の影響を与えるような気がしてならない。こちらは、全国だから。また、放射線の場合は線量と影響との関係がある程度分かっているが、PM_2.5の場合はっきりしないだけに、自主的な判断はできず、結局環境省の勧告だけが基準になって、皆が動くことになる。

私は、2月27日の専門家会合の勧告を見た時、“日本では、サッカー選手はいなくなる”と思った。

雑感632-2013.3.28「福島県浪江町のGoogleストリートビュー公開」

Googleから、福島県双葉郡浪江町のストリートビューが今日、公開されました。津波の被害も、地震の被害もあります。
　
こういう町のデータを集めて公開する努力をするGoogleも偉いとさすがと思いますが、このことを許可した町長にも敬意を表します。

http://googlejapan.blogspot.jp/2013/03/namie-sv.html

雑感631-2013.3.26「仮の町は難しい」

首相より10日早かった

3月24日午前の首相官邸twitterには、「今日は福島を訪問しています」という記事があって、浪江町や、富岡町を見学し、「この2年間、時計が止まったようになっていた地域に、ようやく住民の方々が自由に出入できるようになります」と書かれています。そして、写真は、常磐線富岡駅での首相の姿でした。

先週の「雑感630」に載せた写真のところです。どうでもいいことですが、我々は首相より10日ほど早かったのは、何か嬉しい。

仮の町は難しい

福島県「仮の町」困難　双葉郡住民集団移住

3月22日の河北新報は、“　福島県は21日、福島第1原発事故で避難した同県双葉郡の住民が他市町村に集団移住する「仮の町」方式について、実現は困難とする見方を示した。”という記事を掲載している。

八木卓造県避難地域復興局長が県議会総括審査会で明らかにした。八木局長は「仮の町は既存自治体に大規模ニュータウンを整備して新たな自治体を形成するイメージがあり、実現は難しい。避難者を受け入れる市町村の住民と避難者の融和を基本に、復興公営住宅を中心とする生活拠点を受け入れ市町村に整備する」と述べた。
　　
もう一つの課題

除染が難しい、では、どこに住むか？場所が違っても、隣近所一緒なら住みやすいから、まとまって街を作りたい、除染がうまくいったら、戻ってこようというのが、「仮の町」構想のようだ。福島県以外の人も、これがいいという人が多い。しかし、現実には、それが非常に難しいことを、ここに挙げたニュースは示している。

実は、チェルノブイリでも、全てが集団で移住しているわけではない。チェルノブイリの事故が起きたのは、1986年。まだ、ソ連邦の時代。まず、30km圏内と、圏外だが汚染がひどかった地区の強制移住が1986年内に行われた。それ以外は、汚染地に留まることになり、除染が行われた。しかし、除染の効果がないことと、個人的に村を去る人が絶えず、1991年に移住政策に転換する。この移住は、一部強制移住があったが、基本的は希望者に移住の権利を付与するものだった。

ベラルーシでも

移住政策に政策変更が行われた直後にソ連邦は崩壊し、三つの国（ロシア、ベラルーシ、ウクライナ）に分かれることになった。この中で、ベラルーシは今でも社会主義国であり、ソホーズが国の農地の7割近くを所有し、残りは個人が借りているが、所有は国家である。そういう国であっても、移住の状況は、次の図に示す通りである。（下記のリンク先スライド9）

http://www.iae.or.jp/jyosen/pdf/Fukushima(Feb_4th)/09_Vladimir_Chernikov(Belarus)/Chernikov(Belarus)_English.pdf
　
1986年に強制移住させられた人が2万5千人、その後村全体で移住した人を合わせると、13万8千人、個人で移住した人が20万人、移住しなかった人が110万人である。個人で移住した人が多い理由の一つは、移住政策が始まるのが事故5年後で、非常に遅かったことだろう。多くの人が逃げていったのである。ベラルーシのように、一般的には居住する場所が制限されている国でも、集落ごとの移住はそれほど多くはなかったことは、大切な情報だと思う。

ましてや、住む場所の選択が自由な日本では、もっと個人での選択を考えていいと思う。国土が狭いだけに、町として集団で移転することが難しい、しかし、逆に、交通が便利だし、個別に移転しても、利便性が高く交流も容易である。仮の町構想が非現実的な政策だったということで、見直すことは現実的でいいと思う。2年を浪費してしまったが。

今後の計画も、個人選択をベースにしないとまた時間が浪費されるような気がする。個人に任せると、町や村がなくなると考えるのかもしれないが、町や村は、人が集まってから後にできるものではないのだろうか。

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