環境影響評価研究グループ
ENVIRONMENT ASSESSMENT RESEARCH GROUP
環境影響評価研究グループでは、船舶による環境負荷の大幅な低減、社会的な合理性を兼ね備えた環境規制の実現、および国際ルール形成への戦略的な関与を通じた海事産業の国際競争力の強化に資するべく、船舶の運航時における環境負荷低減に資する基盤的技術および環境影響評価手法等に関する研究開発に取り組んでいます。
研究紹介
船舶に起因する環境負荷の大幅な低減に資する技術開発を行うためには、環境への負荷を正しく評価した上で社会合理性のある適切な規制を構築すること、および我が国の海事産業国際競争力強化の観点から国際ルール策定を主導することが重要です。このような観点から、環境影響評価研究グループでは、従来以下のような研究開発を進めてきました。
- 流出油の回収・処理の高効率化に関する研究
- 船舶に起因する大気および海洋汚染物質の環境影響評価技術の高度化
- モニタリングによる海底堆積物中の放射性核種濃度分布の分析、および数値解析による核種高濃度領域の形成過程の解明
- 船体付着生物管理に関する研究
- 防汚システム管理最適化のための基盤的技術の開発
1. 船舶排ガスによる大気汚染に関する環境影響評価手法の開発
人為起源とする大気汚染物質の段階的規制強化を受け、主要な排出源の特定および優先すべき排出量削減区分などを明らかにする役目を担う、船舶起源の大気汚染物質の排出量データ整備方法を高度化してきました。船舶の機関から発生する排ガスに含有される硫黄酸化物(SOx)、窒素酸化物(NOx)、粒子状物質(PM)は、大気環境を悪化させるのみならず、人体の健康に影響を及ぼす大気汚染物質です。環境影響評価研究グループでは、船舶位置情報システム(AIS)からの発信データを用いた大気汚染物質排出量解析システムの開発および大気質シミュレーション計算を行うことで、上記大気汚染物質の船舶からの放出分布、移流拡散による分布変化、および全地球規模における大気汚染全体に対する船舶影響の程度を評価しています(例：図-1)。これらの研究成果は、実行上導入可能かつ科学的合理性のある大気規制指標の提案に寄与します。
図-1 船舶に起源するPM2.5の濃度分布の寄与率
(参考文献)
Takeshi, Y. et al., Proceedings of Advanced Maritime Engineering Conference 2016 of Pan Asian Association of Maritime Engineering Societies (PAAMES) 221-228.
2. 船舶からの油及び有害液体物質の排出･流出による海洋汚染防止のための研究
船舶が衝突・座礁のような海難事故を起こして貨物油や燃料油が流出した場合、流出油の時々刻々の分布変化、あるいは海岸に漂着する時刻や量について把握するとともに、海洋汚染被害を最小化するための方策が重要です。環境影響評価研究グループでは、流出油に対して油処理剤を適用して効率的に分散処理するための基礎研究や、荒天時などの厳しい海象条件でも油回収性能の高いオイルフェンスなどの開発研究を行ってきました。
最近では、座礁船の燃料タンク内油が海洋へ流出することを防止すべく、低温に晒され流動性の低下した油を効率的に回収するための手法の開発にも取り組んでいます(図-2)。
図-2 重油のエマルション化による流動促進化及び回収技術の開発
(参考文献)
Ma, X., Fujita, I., and Ono, M., Experimental Study on Pressure Drop Reduction in Pipe Line Flow of Heavy Fuel Oil by Adding Surfactant Aqueous Solution, The 11th Int. Conf. Multi. Flow, #246, (2023)
海洋環境に影響を及ぼす物質拡散に関しては、拡散シミュレーションシステムを高度化し、船舶起因のみならず、外的要因が船舶に与える影響に関する評価技術にも着目してきました。図-3は、2021年8月の海底火山福徳岡ノ場の噴火に伴い、海洋環境中へ放出された砕屑物の、放出源から同年12月末までの移動軌跡のモデルシミュレーション結果です。砕屑物が航行中船舶の内燃機関冷却用海水取込口を閉塞させ、航行不可能に陥らせる事象が実際生じているところ、当該モデルシミュレーションによる予測は、事故対策あるいは予防策の検討に役立てることができます。
図-3 海底火山により海洋環境中へ放出された砕屑物の移動軌跡
(参考文献)
Asami, M., et al., Drift prediction of pyroclasts released through the volcanic activity of Fukutoku-Okanoba into the marine environment., Mar. Pollut. Bull. 186 (2023), 114402.
3. 船底防汚塗料による越境水生生物の移動防止のための研究
国際海運において、船底外板に付着した生物が越境移動することにより、移動先の海域に生息する生物や生態系に対して悪影響を及ぼす懸念から、国際海事機関(IMO)の船体生物付着管理に関するガイドライン見直しが検討されています。現在、付着生物を防ぐための効果的な防汚技術は、船底防汚塗料とされています。この防汚性能を評価する国際的に標準化された手法を開発し、国際標準化機構(ISO)のISO21716シリーズとして発行してきました。さらに、藻類を用いた船底防汚塗料性能評価試験法として、分光計測技術による藻類汚損の簡易検出手法の検討を行い、色空間パラメータを用いて藻類付着量を定量できることを見出しました(図-4)。
図-4(1) 船底防汚塗料性能評価試験法の概要
図-4(2) 船体水中洗浄の調査研究
(参考文献)
Kojima, R., et al., A Method for Screening Antifouling Paints using the CIELAB coordinates of Ectocarpus siliculosus under a Flow-through Condition, Biofoul., 39, (2023).