本報告は 経済産業省の委託事業で得られた成果に基づき作成しています 平成 30 年度第回 JOGMEC 金属資源セミナー 平成 30 年度第 1 回 JOGMEC 金属資源セミナー < 海底熱水鉱床における取組と成果 > 環境影響評価 ~ かく乱試験のモニタリング結果 ~ 2018 年 5 月 16

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1 本報告は 経済産業省の委託事業で得られた成果に基づき作成しています 平成 30 年度第回 JOGMEC 金属資源セミナー < 海底熱水鉱床における取組と成果 > 環境影響評価 ~ かく乱試験のモニタリング結果 ~ 2018 年 5 月 16 日金属資源技術部海洋資源技術課松井隆明

2 1 環境影響評価分野長期計画 第 1 期 第 2 期 H20 H21 H22 H23 H24 H25 H26 H27 H28 H29 H30 環境調査 採鉱試験前の環境把握 かく乱試験 採鉱試験による環境変動の把握 パイロット試験 総合評価 生物 化学 物理的特性の把握 ( 環境ベースライン調査 ) 環境影響予測 環境影響予測モデルの開発 概念設計 保全策検討 予測モデルの開発 予察的評価 対象海域の熱水性生物群集の特徴把握 採掘試験に係る環境影響の監視 ( モニタリング調査 ) 事前調査 かく乱試験 パイロット試験のための環境影響予測モデル完成 予測モデルの改良 検証 かく乱試験 パイロット試験の影響予測 影響影響検討書 事前掘削 事後モニタリング 事後 モデル検証 対象海域の非熱水性生物群集の特徴把握 環境影響評価手法確立 事中モニタリング モニタリング 精度向上 熱水性生物群集 遺伝子解析 非熱水性生物群集 遺伝子解析 保全策の検討

3 2 採鉱に伴う環境影響とは?

4 3 熱水鉱床付近で観察される生物 熱水域特有の生物 ( 化学合成生態系 )

5 4 これまでの成果と平成 29 年度の実施内容 業務項目 これまでの成果 H29 年度実施内容 環境調査 環境ベースラインデータの取得 ( 沖縄 小笠原海域 ) パイロット試験に係る環境モニタリング かく乱試験に係るモニタリング 環境影響予測 環境影響予測モデルを開発 パイロット試験に係る環境影響検討書を作成 保全策の検討 熱水性生物の遺伝的交流を評価 海穴内の非熱水性生物を解析 環境影響評価手法の検討 パイロット試験中のモニタリング ( 水中音 濁り ) かく乱試験後のモニタリング ( 半年後 1 年後 ) 掘削に伴うモニタリングデータから予測結果を検証 - 精度向上 底生生態系への影響を再現 サイト間の非熱水性生物との遺伝的交流を評価 環境影響評価手法の開発 環境影響評価手法モデルの確立

6 5 パイロット試験中の水中音観測方法 採鉱母船 白嶺ポセイドン 1 集鉱機ケーブル 200m 揚鉱母船 マグロの遊泳層 水深 1600m 800m 中間層 揚鉱管 80m ROV ( 監視作業 ) 採掘 集鉱試験機 熱水鉱床 40m フレキシブルホース 水中ポンプ 水中録音機 ( 設置型 )

7 パイロット試験中の水中音観測結果 魚類 ( マグロ類 ) への影響範囲 音圧レベル 揚鉱試験の影響範囲 ( 最大音圧 153.6dB)* 今年度 聴覚閾値 89dB 1699m 以内 誘致レベル 108dB 191m 以内 威嚇レベル 140dB 5m 以内 音源音圧 : db 周波数帯域 : Hz Not true scale 6

8 7 環境影響評価のための小規模かく乱試験 目的 : 採鉱活動による環境への影響を定量的に把握する 手順 1 環境への影響要素や影響範囲を予測 ( モデル利用 ) 2 予測結果を基に観測項目と測点を決定 3 かく乱前の環境を観測 ( 事前のモニタリング ) 4 かく乱試験の実施 ( 事中のモニタリング ) 5 かく乱試験後の環境を観測 ( 事後モニタリング ) かく乱試験実施地点 かく乱試験に用いた掘削試験機 (SUR)

9 8 かく乱試験日程と試験後の状況 直前調査 平成 29 年 1 月 6 日 ~1 月 11 日 かく乱試験 平成 29 年 1 月 12 日 ( 約 5.5 時間 ) 直後調査 平成 29 年 1 月 24 日 ~1 月 29 日 半年後調査平成 29 年 8 月 6 日 ~8 月 22 日 1 年後調査 平成 30 年 1 月 21 日 ~2 月 1 日 0.54m 2.16m m 4m 4.80m 3 4m 80cm 0.54m 1.62m m 3m 0.8m 15 約 8.6m 3 の鉱石を掘削掘削時に舞い上げた堆積物量は 11.6m 3 と試算 3m

10 9 かく乱試験により想定される環境変化と観測項目 環境要素想定される環境変化観測項目 近底層 堆積物 生態系 濁りの発生と拡散 水質の変化再堆積による海底面の被覆 沈降粒子の再堆積 再堆積による底質変化 再堆積による生態系の変化 濁度映像による定点観測懸濁物粒度組成流況水質分析再堆積厚の分布 全粒子束と組成の時系列変化 底質 ミクロファウナ メイオファウナ マクロファウナ メガファウナ

11 10 環境調査のための機器類 係留系 ( セシ メントトラッフ ) 係留系 ( 流況 ) 有人潜水調査船 AUV 採水器 プランクトンネット 再堆積マーカー ADCP ROV ソリ 係留系 ( 低頭型 ) 江戸っ子 1 号 採泥器

12 11 環境調査のための機器類 ロゼットサンプラー 江戸っ子 1 号 再堆積マーカー セジメントトラップ MC かいれい プッシュコアラー JAMSTEC ROV JAMSTEC

13 12 環境影響予測と観測点の決定 再堆積厚の再現計算結果 計算結果を基にした採泥等観測点の配置 かく乱試験実施地点

14 かく乱試験により観察された濁りの変化 1/12 9:00 1/12 10:00 1/12 11:00 1/12 12:00 1/12 13:00 1/12 14:00 1/12 15:00 1/12 16:00 江戸っ子 1 号による映像 濁度 (FTU) 全粒子束 (g/m 2 /d) :15 10:30 10:45 11:00 11:15 11: 時間 (2017 年 1 月 12 日 ) 濁度 (FTU) 観測日 (2017 年 1 月 ) :30 14:45 15:00 15:15 15:30 15:45 16: 時間 2017 年 1 月 12 日 濁度センサーによる観測結果 N-M3 N-M 観測日 (2017 年 1 月 ) セジメントトラップによる観測結果 13

15 14 環境影響予測結果 ( 濁りの拡散と再堆積の検証 ) 再堆積厚の再現計算結果 モニタリング結果 筒による再堆積厚の確認 N-M1 N-M9 N-M1 N-M9 N-M2 N-M6 N-M3 N-M5 N-M4 N-M7 N-M2 N-M6 N-M3 N-M5 N-M4 N-M7 かく乱試験当日の流況 かく乱試験地点 N-M8 N-M8 かく乱試験地点

16 堆積物の調査結果 (Al Fe 除く ) mg/kg Al Cr Cu Fe Zn Mn Hg As Pb Cd 1.E+05 8.E+04 5.E+04 3.E+04 0.E+00 N-M3 Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd 事前直後半年後 cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm N-M5 mg/kg mg/kg 1.E+05 8.E+04 5.E+04 3.E+04 0.E+00 1.E+05 8.E+04 5.E+04 3.E+04 Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd 事前直後 cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd 半年後 1 年後 N-M7 mg/kg mg/kg 1.E+05 8.E+04 5.E+04 3.E+04 0.E+00 1.E+05 8.E+04 5.E+04 3.E+04 0.E+00 Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd 事前 cm cm cm cm cm Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd 半年後 cm cm cm cm cm Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd 直後 cm cm cm cm cm Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd 1 年後 cm cm cm cm cm mg/kg mg/kg 0.E+00 1.E+05 8.E+04 5.E+04 3.E+04 0.E+00 1.E+05 8.E+04 5.E+04 3.E+04 0.E+00 cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd 事前直後 cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd Cr Cu Zn Mn Hg As Pb Cd 半年後 1 年後 cm cm cm cm cm N-M4 cm cm cm cm cm 15

17 16 環境調査結果 ( 堆積物中の細菌類分類群組成 16SrRNA 遺伝子解析 ) N-M3 再堆積量少 N-M4 再堆積量少 事前 事前 事後 事後 半年後 半年後 N-M5 再堆積量多 N-M7 再堆積量多 事前 事前 事後 事後 半年後 半年後 Gammaproteobacteria Deltaproteobacteria Alphaproteobacteria Epsilonproteobacteria other.proteobacteria Planctomycetes Acidobacteria Parcubacteria Bacteroidetes Chloroflexi Omnitrophica Chlamydiae Verrucomicrobia Firmicutes other phylums and unidendifided * イプシロンプロテオバクテリアとは 深海熱水環境で優占し水素や硫黄化合物をエネルギー源とする化学合成独立栄養微生物とされる

18 環境調査結果 ( メイオヘ ントス炭素量 ) 事前 直後 半年後 事前 直後 半年後 炭素現存量 (μgc/10cm 2 ) 再堆積量少 再堆積量多 事前 直後事前半年後直後 半年後 炭素現存量 (μgc/10cm 2 ) 再堆積量少 再堆積量多 Nematoda: 線虫類 Harpacticoida: ソコミジンコ類 17

19 18 サイト内 Bサイト B 鉱床 Cサイト流- 遺伝子解析に基づく国際的な保全策の概念 - 開発区と遺伝子交流があり 周辺海域の生物多様性維持と開発後の幼生供給が期待される場所を保護区に選定 A サイト サイト単位 伝子遺伝子交流遺交A 鉱床 開発区 ( 実験候補地 ) 保護区 熱水鉱床 熱水噴出孔

20 環境調査結果 ( 環境保全策の検討 ) イバラモエビ属の一種のハプロタイプネットワークミトコンドリア DNA COⅠ(616bp) (5 カ所で採取した 120 個体の解析結果 ) Aサイト Bサイト B サイト Cサイト C サイト イバラモエビ属の 1 種 19

21 かく乱試験結果全体のまとめ 1. 環境調査 ( かく乱試験 ) かく乱試験後の環境モニタリングの結果 バクテリアの分類群組成とメイオベントスのバイオマスにおいてかく乱直後に変化が認められ 半年後には回復傾向が示唆された 堆積物表層の金属濃度はかく乱から1 年後においてもZnやPbの濃度は高い値のままであった 2. 環境影響予測モデル開発 濁りの拡散と再堆積について実績に基づいた再現計算を実施し 検証した結 果 実績に近い予測結果が得られ予測精度が向上した 3. 環境保全策の検討 イバラモエビ属について サイト間の遺伝的交流に関する解析の結果 主要な遺伝子タイプは類似しており サイト間の交流が活発であることが判明した 20

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