農業におけるリン循環の視角から循環型社会を展望する 大串　和紀

3．リンと環境・自然循環


（１）リンと環境・自然循環

リンの化合物であるリン酸塩は、リン酸肥料や家庭用洗剤に使用されるため、農業排水や生活排水とともに水域に排出され、河川や湖沼の富栄養化をもたらす汚染物質にもなる。リン酸塩は、食物の生育を促す栄養素でもあるため、排水が流入する湖沼では、藻類や植物性プランクトンが大量に発生し、水の透明度を低下させるだけでなく、水中の酸素を消費して魚介類を窒息死させるからである８）。

水質関係に用いられるリンの値として、総リン(全リンともいう。【Ｔ－Ｐ】total phosphorus　単位：mg/Ｌ)がある。



図－7　水中におけるリンの形態
出典：http://www.cgr.mlit.go.jp/ootagawa/river/quality/Guide/index.html（H27.8.27参照）

環境省の水質環境基準によると、湖沼のリンに係わる環境基準は、以下のようになっている。



自然環境保全：自然探勝等の環境保全
水道1級：ろ過等による簡易な浄水操作を行うもの
水道2級：沈殿ろ過等による通常の浄水操作を行うもの
水道3級：前処理等を伴う高度の浄水操作を行うもの（「特殊なもの」とは、　臭気物質の除去が可能な特殊な浄水操作を行うものをいう。）
水産1種：サケ科魚類及びアユ等の水産生物用並びに水産2種及び水産3種の水産生物用
水産2種：ワカサギ等の水産生物用及び水産3種の水産生物用
水産3種：コイ・フナ等の水産生物用
環境保全：国民の日常生活（沿岸の遊歩等を含む）において不快感を生じない程度

排水基準としては、リンが湖沼植物プランクトンの著しい増殖をもたらすおそれがある湖沼として環境大臣が定める湖沼、海洋植物プランクトンの著しい増殖をもたらすおそれがある海域として環境大臣が定める海域及びこれらに流入する公共用水域に排出される排出水（1日当たりの平均的な排出水の量が50立方メートル以上である工場又は事業場に係る排出水について適用）に限って、許容限度としてリン含有量16mg/L（日間平均 8mg/L）が定められている。

なお、スウェーデン・ストックホルム大学のヨハン・ロックストルム教授は、地球環境には限度数量があり、海中に投入されるリンの量は限界点に近づいていると指摘している９）。




図－2　地球の限界
出典：引用文献9）


（２）自然界におけるリンの循環

基本的にリンは比重が重いので、自然に任せていればリンは山から川などを経て海底深くに沈降していくという一方的な動きしかありえない。しかし長い地質学的な時間で見れば、リンは大きな循環の中にある。例えば、地質時代に海底で形成されたリンの堆積物（リン鉱石等）が、地殻変動等によって地表に現れ、その後次第に侵食され、リン酸塩に変化して生態系を養う。このとき、多くのリン酸塩は海に流れ、その一部は浅海の沈殿物の中に堆積し、一部は深海の堆積物となる。深海に堆積したリンは、再び長い年月をかけリン鉱石等となり、地質学的な年数を経て隆起し、再び大きな循環を繰り返す。
一方で、水中に溶け込んだリンによってプランクトンが繁殖し、小魚がそれを食べ、さらに鳥が食べるという食物連鎖によって、リンは生物濃縮されていき、鳥が地上で糞をして再び陸にリンが戻るという循環も形成されている。また、鮭のように河川に戻る魚や漁業活動によっても、重力に逆らってリンをより高い場所へ運び上げるという循環のルートが形成されている。海鳥によるリンの循環は、ペルー海岸のばく大なグアノ堆積をみれば明らかであるが、その量は長い地質学的な時間をかけて形成されたものであり、毎年の循環量は、現在のリン鉱石採取量に比べればごく僅かなものである。

このように、リンには地殻変動を伴うような地質学的な時間での循環と、生物の営みによって生まれる循環によって、地球規模での物質循環が成り立っているが、その循環スピードは、特に前者の場合、極めて遅々としたものである。このため、人類の活動に伴う現在のようなリン資源の消耗は、短期間の生物による営みに伴う循環にも大きな期待できない以上、資源回復がほとんど見込めないこととなる。

つまり、「リンの消費とは、自然が長い年月をかけてリン鉱石にまで濃縮したリンを、人間が土や水の中に低い濃度で分散させる行為」１０）であり、「ひとたび土壌や水の中に広がると、再び集めるために膨大なエネルギーとコストがかかる」１１）ので、資源の枯渇が避けられない資源となっている。

大串　和紀　H27.11
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