バイオマス利活用の技術 柚山　義人

13. バイオマス利活用における安全問題

1．はじめに

■バイオマス利活用システムは，(1)原料バイオマスの発生（生産）・収集，(2)変換プラントへの搬送・貯蔵，(3)変換，(4)変換によって得られる再生資源（マテリアルやエネルギー）の貯蔵，(5)再生資源の利用場所への搬送，(6)再生資源の利用，(7)前記の各段階における廃棄，からなっている。本講では，それぞれの段階においてどのような安全上，環境上の問題があるかを点検し，必要な対策を検討する。また，バイオマスの利活用を進めるに当って課題となる輸送問題について考察する。



2．安全問題の所在

■バイオマスの利活用に当っては，収集・集積，再資源化（変換），再生資源の利用のプロセスにおいて，有害物質の拡散・濃縮，悪臭発生，発火・爆発，腐敗などの環境安全性劣化要因を持つと同時に，系外に環境汚染の原因となり得る固形廃棄物，廃液，ガスを排出する場合が多い1)。表1は，バイオマス利活用システムの環境への負荷及び安全特性をとりまとめたものである。

表1　再資源化技術の環境負荷および安全特性*1

項　目 懸念される環境負荷 安全特性
再生資源/副産物の安全性 重金属の動態
堆肥化 発酵に伴う臭気の発生。酸性雨の原因となるNH3，地球温暖化の原因となるCH4，N2Oの揮散。農地に施用した堆肥の溶脱による地下水の硝酸汚染。 堆肥：発酵過程で65℃，48時間以上を確保し，病原菌，寄生虫卵，植物種子などを死滅させる必要がある。 発酵の過程で重金属が濃縮される。含有量は，肥料取締法で定められた基準値の遵守が必要。農地への施用に際しては土壌管理基準を満たす必要がある。
バイオガス化 消化液の利用先が確保できない場合は排水処理が必要。農地に施用した消化液の流出・溶脱による水域の富栄養化及び地下水の硝酸汚染。臭気の発生。液肥貯留槽からのCO2，CH4及びNH3の揮散。 消化液：病原菌等を死滅させるため，中温メタン発酵では，殺菌工程を設ける必要がある。 消化液中へ重金属が移行する。
炭　化 排ガスの発生。加熱方式や排ガスの処理方式によってはダイオキシンの発生。プラントの運転エネルギー生成に伴うCO2の発生。 炭：炭化の過程で高温となるので安全。貯蔵に際して自然発火に留意する必要がある。 炭化の過程で重金属が濃縮される。
飼料化 処理工程で発生する臭気。 飼料：乾燥過程で高温になるので安全。発酵による方法では温度管理が重要である。品質を保持期間が短いことに注意する必要がある。 飼料は家畜などが直接食べるので，原料中に混入しないようにする必要がある。
焼却（燃焼） CO2及びダイオキシンの発生。
埋立に伴う負荷。		 灰：焼却の過程で高温となるので安全。 減容率が他の再資源化技術と比較し大きいため重金属の含有率が最も高くなる。焼却灰などは重金属が溶出しないように対策を取り埋立処分する必要がある。

■安全性に係わる物質としては，重金属，有害物質，POPs〔Persistent Organic Pollutantsの略。残留性有機汚染物質と訳され，難分解性，高蓄積性，長距離移動性，有害性（人の健康・生態系）を持つ物質のことを指す。例えば，ダイオキシン類やPCB，DDTといった化学物質があげられる。〕，病原菌などの挙動に留意する必要がある。悪臭，騒音，振動の対策が必要になる場合もある。

バイオエタノールやバイオディーゼル燃料については，製造，貯蔵，利用時の安全確保が特に重要である*2。これらの品質は，「揮発油等の品質の確保等に関する法律」で定められる。



3．農地・作物の安全性

■化学肥料や各種堆肥にはCd，Zn，Cuなどの重金属が微量ながら含まれている。これらは，長期にわたって，土壌の管理基準以下になるよう施用されなければいけない。Zn，Cuは作物にとって微量必要であるが，Cdは有害なので特に注意が必要である。また，土壌への蓄積状況とともに，作物中の含有量も確認する必要がある。肥料取締法における重金属等の含有許容量，日本の土壌の現状は，それぞれ表2，表3のとおりである。

表2　肥料取締法における含有を許容される有害成分の最大量*3

規制根拠 カドミウム ヒ素 　鉛 クロム 水銀 ニッケル
肥料取締法 5 50 100 500 2 300


表3　日本の農耕地土壌の重金属濃度（平均値）*3

重金属名 カドミウム 銅 鉛 クロム ニッケル 亜鉛
平均濃度 0.3～0.44 41.7 30.8 69.0 31.8 118.0
注）平均値でありカドミウムは文献によって異なる（環境保全型農業大辞典*4，2005より）。

■堆肥については，堆肥化時の高温により大部分の病原菌，病原虫，通常の種子等は死滅するが，一部の病原菌（白紋羽菌等）や乾燥状態にある種子などは完全に死滅するとは限らない。そのため，病原菌の蔓延や不要種子の発芽の可能性について検討しておくべきである。さらに，堆肥化が不十分で未成熟なものは，特に耕種農地において土壌中に鍬込んだ後での発酵によるガスの発生により農産物へ被害を及ぼすとともに，悪臭問題も引き起こしかねないため注意が必要である。

農業生産の持続性に関する議論の中で，安全・安心の問題を忘れてはいけない。現在の知見・判断基準のもとで安全が確保されているということと，安心できるということの間には大きなギャップがある。物流に「信頼」がないと，安全・安心に関する社会コストが高くつく。きめ細かいモニタリング，評価，管理が必要になるからである。「エコ農産物」が市場に出回り，安全・安心の食料供給・消費の追求があたりまえとなってきた。また，食の安全，環境保全の重要性が消費者のみならず生産者及び流通業者にも強く意識されるようになり，トレーサビリティー，HACCP，適正農業規範*5（農林水産省消費・安全局，2005），農業環境規範への取り組みが進みつつある。



考えて頂きたいこと

■バイオマス利活用には安全を確保するために多くの規制があります。資源循環を進めるにあたってのリスク管理をどのように考えていけばよいでしょうか。


次回予告

■次回は，バイオマス利活用における輸送問題をとりあげます。

柚山　義人　H20.5.14

*1 小林　久・島田和宏・小島浩司・柚山義人：バイオマス利活用の評価手法，講座「バイオマス利活用」（その7），農業土木学会誌，73(12)，pp.59-64，2005

*2 川田　等：新技術・新素材の活用等に対応した安全対策の確保，総合科学技術会議科学技術連携施策群バイマス利活用連携群「バイオマス利活用に向けた我が国の取組－各省は今」平成17年対象施策成果報告会要旨集，pp.11-16，東京，2006

*3 資源循環調査計画マニュアル作成委員会：資源循環調査計画マニュアル，2006

*4 農文協編：環境保全型農業大辞典①施肥と土壌管理，pp.597-623，2005

*5 農林水産省消費・安全局：「食品安全のためのGAP」策定・普及マニュアル（初版），17消安第654号，2005
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