シリーズ「南極観測隊の生活を支える技術」 第7回

南極基地での廃棄物と汚水の処理

国立極地研究所極地工学研究グループ 石沢 賢二

1.南極に持ち込む物資と持ち帰る物資
 1957年、日本の第1次越冬隊11人が昭和基地で生活を始めてから、途中3年間の中断はあったものの、来年2017年で南極観測は60年を迎えることになります。第1次隊の越冬物資は、150トンあまりでした。現在「しらせ」が毎年運ぶ重量は、コンテナ容器などを含めて約1,100トンです。これらの物資の内、現地で消費して無くなるのは、燃料と食糧と焼却炉で燃やすわずかな量の可燃物だけです。今年出発する第58次隊の場合、燃料は613トン、食糧は74トンと集計されていまから、コンテナ容器を含み約400トンが何らかの形で南極に残ることになります。建物などはしばらくの間使えますが、いずれ老朽化して廃棄物になるので持ち帰らなければなりません。現在越冬中の第57次隊が越冬終了した時点で計画している持ち帰り物資の総量は、403トンです。そのうち廃棄物は280トンにも達します。これほどの量を毎年持ち帰らないと、基地はゴミであふれてしまいます。図1は、第58次隊が計画している「しらせ」積み込み予定の部門別物資重量です。燃料は、全体の約60%を占めており、例年と変わりありません。

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図1 第58次隊が南極に持ち込む予定の部門別物資量(単位:トン)

2.南極の環境保全に目覚めた頃
 ペンギンやアザラシを含む南極の動植物の保護に関しては、1961年に開かれた第1回南極条約協議国会議(南極で科学活動を行っている国による会議)のときから議題として取り上げられ、1982年には「海洋生物資源の保存に関する条約」が発効しています。しかし、”人間が南極環境に及ぼす影響”という項目が取り上げられたのは、1970年に東京で開かれた第6回協議国会議が初めてでした。その頃から、南極の鉱物資源開発の問題が議論され、「南極における鉱物資源活動の規制に関する条約」(ウエリントン条約)が1988年に採択されましたが、この条約は、将来、鉱物資源の開発に道を開くもので環境破壊につながるという批判がありました。1989年に入り、フランスやオーストラリアがこの条約には署名しない方針を決めたため、ウエリントン条約は発効できなくなりました(文献1)。それを契機に環境問題が大きく取り上げられ、従来の動植物保護に加え、人間活動の制限を含む「環境保護に関する南極条約議定書」が1991年、マドリードで開かれた協議国会議で採択されました。

 この議定書が議論されるまでは、観測隊が出すゴミは野放図で、可燃物は野焼きにし、不燃物は放置したり海洋に廃棄したりしていました。南極の環境汚染への関心は全般に薄かったのです。それもそのはずで、日本の37倍もの面積を持つ広大な南極で暮らしている隊員数は、ごく少数(夏期に3,613人、越冬で1,094人(2014年統計))しかいないのですから、多少ゴミが出ても、“影響はないはず”と考えられていたのです。ところが、南極半島のキングジョージ島などでは、小さな湾内に6か国、7基地も密集しています。夏期に運行する大型輸送機の航空燃料の空ドラム缶などが置き去りにされ、問題になっていました。図2は、南極半島の北東部のシーモー島にあるアルゼンチンのマランビオ基地の写真です。これらの廃棄物は、クリーンアップ作戦であるていど撤去されましたが、土壌汚染なども問題になっています(文献2)。

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図2 マランビオ基地の空ドラム缶

 また、観測隊の行動の他に、観光客が年を追うごとに増加し、野生生物への影響、船からの汚水排出などが問題になりました。1972年には南極観光船として建造されたリンドブラッド・エクスプローラー号がキングジョージ島のアドミラルティー湾で座礁しました。幸い90名の乗客はチリ海軍に救助され、船体はタグボートで引き出されました(図3、文献3)。さらに、1989年1月28日、南極半島のリッチフィールド島の南750mを航行中のアルゼンチンの補給船バイア・パライソ号が座礁転覆する海難事故があり、60万リットルの石油が流失し、アデリーペンギンやヒメウに壊滅的打撃を与え大問題になりました。(文献4)
 議定書が採択された当時の1991/1992年シーズンに南極を訪れた観光客は6,500人でした。前シーズンから34%も増加していました(文献5)。現在では、さらに増え4万人の観光客が南極に入っていると言われています。いっぽう、1980年代に発見されたオゾンホールの拡大も環境議定書採択を後押ししました。

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図3 座礁・沈没したバイア・パライソ号

3. 日本隊と各国の取り組み
 日本隊が廃棄物の持ち帰りを始めたのは、第32次隊(1991年)からです。その時は、37トンだけでした。1991年に採択されたマドリード議定書の批准を担保するための国内法である「南極地域の環境保護に関する法律」が交付されたのは、1997年5月28日でした。同年12月15日には、南極条約協議国26か国が批准を完了し、1998年1月14にようやく発効することができました。第39次隊が越冬し始める頃です。この法律が発効後、観測隊の行動は些細漏らさず環境省に申請し、許可をもらわなければなりません。また、廃棄物の処分方法もこの法律で詳細に規定されています。

3.1 野焼きの禁止と持ち帰り
 いちばんおおきな規制は、野焼きが禁止されたことです。夏期の建設作業などに使う物資の約10~20%は木枠や段ボールなどの梱包材で、作業が終了した時点で豪快に燃やしていました。しかし、野焼きが一切禁止されたため、専用容器に入れて持ち帰り国内で処分することになりました。不要になった木材を細かに切断し、容器に入れるのですが、容器から釘がはみ出し、船倉に積み付け時に「しらせ」の乗組員がケガをして苦情を言われることも度々ありました(文献6)。
 昭和基地の設営部門に新たに環境保全担当の越冬隊員を配置したのは、1991年に日本を出発した第33次隊でした。この隊から、廃棄物の分別・重量測定が行われ、基地の廃棄物の管理が徹底して行われるようになりました。

3.2 昭和基地クリーンナップ4か年計画
 環境保全隊員を昭和基地に1人派遣したものの、毎日排出される廃棄物の処理に追われ、過去の廃棄物処理までは手が回りません。基地周辺には、動かなくなった雪上車や空ドラム缶などが負の遺産としてたくさん残っていました。そこで、第46次隊(2005年)から第49次隊までの4年間で300トン余りの残置廃棄物を持ち帰る計画をたてました。昭和基地のアンテナ島には、古い小型雪上車が19台も錆だらけの無残な姿で残置してありました。履帯(キャタピラー)は錆びついて回りません。現場を見たベテランの隊員が考えた方法は、海氷に穴を開け、角材にワイヤーを取り付け支点にして、手動ウインチを使って引き出す方法でした(図4)。このタイプのウインチは、アンテナの引き起こしなどに以前から使われていました。堅牢な海氷が張り詰めた冬季に作業は行われ、昭和基地の見にくい遺産が一掃されました。また、雪解けが進む夏期には、ブリザードで飛散した空ドラム缶の回収を「しらせ」乗組員の協力で行いました(図5)。
 この清掃は、いまでも夏作業終了時の恒例行事となっています。

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図4 アンテナ島からの雪上車の引き出し

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図5 「しらせ」乗組員の協力で行った基地清掃

3.3 汚水処理
 もう一つ大きなことは、汚水処理が始まったことです。1997年第38次隊によって、床面積102m2の汚水処理棟が建てられました。大きなタンクを内部に設置し、国内並みの生物処理が1999年第40次隊から始まりました。トイレ、厨房、風呂などの汚水がFRP(強化プラスチック)製のタンクに集められ、隊員の大腸菌を培養した生物処理を行い、処理水を海洋に放流するのです。東京都の汚水排出基準に沿った処理が行われました。それ以前までは、何の処理もすることなくすべての汚水は海洋に投棄されていました。それは日本だけでなく、外国の基地も同じような状態でした。

 日本隊が汚水処理施設を作っている頃、筆者は、南極最大の基地で、夏季には人口が1,000人にも膨れ上がる米国のマクマード基地を訪れました。海水から逆浸透法を使って真水を造る新施設を1994年、1億3,000万円もかけ設置・稼働していましたが、汚水は垂れ流しでした。その量は、一日に238klに達していました。日本隊の越冬中の一日平均水使用量が約5klですから47倍もの量を流していたのです。マクマード基地では、2004年から生物処理と紫外線処理の装置を用いた本格的な施設を稼働しています(図6)。

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図6 マクマード基地の汚水処理棟

 日本隊は、第38次隊で設置した汚水処理棟の位置が基地の密集地であったため、ブリザード時に大きな雪だまりができ、除雪作業が隊員の大きな負担になっていました。そこで、中心部から離れた建物に新施設を設置する計画を立てました(図7)。第53次隊から工事をすすめ、第56次隊から稼働しました。この装置は、生物処理と膜処理を併用した膜分離活性汚泥法というもので、旧装置に比べて格段にきれいな処理水が得られています。

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図7 新汚水処理用配管架台と中継槽

4. 埋立地と内陸の残置廃棄物
 筆者は、2006年3月中旬から約1か月間、オーストラリア基地を訪問し、基地の設備や運営について調査する機会に恵まれました(文献7)。そのなかで眼を見張ったのは、かつての廃棄物埋立地を掘り起こし、廃棄物と周囲の汚染された土壌を持ち帰るというオペレーションでした。現在のケーシー基地から500m離れたところに、1969年から1989まで旧ケーシー基地が運営されていました。その時排出した廃棄物は、海洋に面した小さな谷に残置され埋め立てられました。その容積は2600m3と見積もられています。夏になると融雪水が流れ、汚染水が海に流れ出ます。これを防ぐためには、汚染源を撤去するのが最も確実な方法です。パワーショベルとブルドーザーを使って凍土で覆われた埋立地を削り取りコンテナに詰め、チャーターしたロシア貨物船で2000m3を本国に持ち帰り処理しました。2006年時点でまだ600m3が残っていました。さらに、谷の下流に池を作って汚染水をポンプアップし重金属や石油炭化水素化合物を除去しました(文献8)。
 昭和基地にも規模は小さいのですが、廃棄物の埋め立て地があります。使い古した車両や建設資材が埋め立てられています。この場所も海に面しており、少しずつ海洋に流出していることは確かです。持ち帰るとなると、大きな労働力と資金が必要です。しかし、何らかの封じ込め工事が最低源必要です。

 さらに、1986年(第28次隊)から1991年(第32次隊)まで5年間越冬活動したあすか基地近傍の露岩には、雪上車やスノーモビルの残骸があります(図8)。かつて昭和基地で行ったようなクリーンアップ作戦を実施する必要があります。先に示した「南極地域の環境の保護に関する法律」の第3節「廃棄物の適正な処分及び管理」には、“廃棄物を除去することにより、何もしないで放置することより環境に負荷を与える場合には、現状のままにしておいても良い”旨のことが書いてあります。例えば、完全に雪に埋没したあすか基地を掘り出したとしたら、小さなゴミは強風で拡散してしまいます。しかし、露出した重量物は撤去しなければなりません。早急に実施する必要があります。

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図8 あすか基地のシール岩に残置された雪上車

 観測隊は、地球環境調査のために南極に行っています。その観測行動自体が南極環境にインパクトを与えたら、本末転倒です。南極観測の大きな課題です。 

文献
1)吉田栄夫(1992) 南極条約環境保護議定書の採択-南極環境保護のための包括的措置-, 極地54,51-56
2)Dirrecion Nacional del Antortigo, Argentina(2006): Clean-up operations at Marambio Station, AEON Workshop on waste management, July 2006, AAD, Tasmania.
3) 神沼克伊 「旅する南極大陸」三五館
4) https://www.polartrec.com/expeditions/seafloor-organisms-and-changing-ocean-conditions-in-antarctic/journals/2012-02-24
5) Debra J.Enzenbacher (1992): Antarctic Tourism and Environmental Concerns, Marine Pollution Bulletin, Volume25, 9-12, 258-265
6) 石沢賢二(2012):昭和基地の環境保全の取り組み、極地94、18-20 
7) 石沢賢二・北川弘光(2007):オーロラ・オーストラリスによる輸送とオーストラリアのケーシー基地及びマッコーリー島基地の施設, 南極資料, Vol.51,No.2,209-240
8)J.S Stark, Ian Snape and M.J. Riddle (2006): Abandoned Antarctic waste disposal sites: Monitoring remediation outcomes and limitations at Casey Station. Ecological Management & Restoration, Vol.7, No.1 21-31

石沢 賢二(いしざわ けんじ)プロフィール

国立極地研究所極地工学研究グループ技術職員。同研究所事業部観測協力室で長年にわたり輸送、建築、発電、環境保全などの南極設営業務に携わる。秋田大学大学院鉱山学研究科修了。第19次隊から第53次隊まで、越冬隊に5回、夏隊に2回参加、第53次隊越冬隊長を務める。米国マクマード基地・南極点基地、オーストラリアのケーシー基地・マッコ-リー基地等で調査活動を行う。

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