汚泥肥料に関する基礎知識(一般向け) 

肥料について

そのため、肥料は以下の条件を満たす必要があります。

(1) 植物の成長、開花、結実などに効果があること
(2) 植物に害を与えないこと
(3) その肥料を用いて栽培された作物が摂取する人や家畜の健康に悪影響を与えないこと

肥料には窒素、リン、カリウムのような植物の主要栄養成分やその他の微量栄養成分が含まれていますが、肥料の種類によっては重金属(カドミウム、水銀等)などの有害成分が含まれていることもあります。

したがって、肥料製品は、その銘柄ごとに有効性や安全性を評価し、有効かつ安全であるもののみ生産・販売を許可しています。

汚泥について

生活雑排水やし尿、食品工場排水には有機物や重金属など様々な物質が含まれており、そのまま河川等に放流すると水質の悪化や汚染を引き起こす可能性があります。

そのため、下水処理場や工場内の処理施設等で、排水中に含まれる環境汚染の原因となる様々な物質を、微生物により分解・吸着し、水を浄化します。この水を放流することにより、河川等の水質汚染を防止しています。

浄化の過程で微生物の死骸は集まって沈殿し、汚泥となります。汚泥は、植物の栄養となる窒素やリンとともに重金属などの有害物質を含みます。下水処理場から定期的に運び出される汚泥中のこれらの成分の濃度は、処理する排水の量や排水中に含まれる汚染物質の濃度によって変化します。

発生した汚泥は廃棄物として処理されます。その一部はセメントの原料や汚泥肥料及び菌体りん酸肥料(以下「汚泥肥料等」という。)の原料として利用されています。

汚泥肥料等について

汚泥肥料等とは、汚泥を乾燥や粉砕、発酵させることにより肥料としてリサイクルするものです。近年、肥料原料価格の高騰により、汚泥の肥料原料としての利用が増えています。

汚泥肥料等は、植物に有益な窒素、リン酸などの栄養分を豊富に含みますが、排水に含まれていたカドミウムや水銀などの有害な重金属が微生物による処理や肥料製造工程によって濃縮し、高濃度になっている可能性があります。

そこで農林水産省は、汚泥肥料等中の有害重金属の基準を設定し、これを超える濃度の有害重金属を含む製品の生産・販売を規制するとともに、肥料の製造者がこれらの基準に従って適切に管理することを義務付ています。

A1:東京電力福島第一原子力発電所の事故により、首都圏等の下水処理場等の汚泥から高濃度の放射性セシウムが検出されました。放射性セシウム濃度の高い汚泥を原料とする汚泥肥料を農地に施用すれば、農地土壌が放射性セシウムにより汚染されてしまいます。そこで、非汚染農地への放射性セシウムの拡散を防ぐとともに、放射性セシウムの自然低減を遅らせることのないよう、肥料原料となる汚泥に基準を設定しました。この基準が守られるよう、適切な管理が行われているか監視していきます。

A2:独立行政法人農業環境技術研究所が核実験や他国での原発事故の影響等を調査するために、1959年から約50年間農地土壌での放射性セシウム濃度を測定した結果によると、東京電力福島第一原子力発電所の事故以前における全国の農地土壌の放射性セシウム濃度の平均は約20 Bq/kg、最大値は約140 Bq/kgでした。

今回、(1)非汚染農地土壌10 a(土壌量約150 t)当たり4 tの放射性セシウムを含む汚泥を毎年施用、(2)すべて半減期の長い放射性セシウム137(半減期:約30年)と仮定し、さらに土壌中及び汚泥中の放射性セシウムは、自然減少しかしないとした場合の農地土壌の放射性セシウム濃度の変化を試算しました。

汚泥中の放射性セシウム濃度が200 Bq/kgであれば、施用を40年程度続けても土壌中の放射性セシウムの濃度が100 Bq/kg(事故前の最大値を切り下げた値)を超えないという結果が得られました。しかし、汚泥は約2週間ごとに更新されるため、実際の農地土壌中の放射性セシウム濃度は、これほど高くはならないと考えています。

すなわち、排水処理場の汚泥が200 Bq/kgという基準を満たせば、その汚泥を肥料として利用し続けた場合でも、過去の農地土壌の放射性セシウム濃度の範囲に収まります。

基準の設定に当たっては、汚泥を原料とした肥料を農地に散布する作業者の安全が十分確保できるかについても検討しており、今回設定した基準は原子力安全員会が示した基準(PDF:114KB)(外部リンク)を満たしています。

A3:今回、環境に放出された放射性セシウムには、放射性セシウム134(半減期:約2年)と放射性セシウム137(半減期:約30年)がほぼ同量の割合で含まれています。しかしながら、汚泥の基準設定の際には、全てが半減期の長い放射性セシウム137として評価をしています。

放射性セシウム134と放射性セシウム137の濃度がほぼ同量である現状において、Q2と同じ条件で施用すると、非汚染農地の放射性セシウム濃度の最大値は50 Bq/kg程度です。

さらに、下水処理場において汚泥は約2週間ごとに更新されます。原発から放射性物質が新たに放出・降下することがなければ、汚泥中の実際の放射性セシウム濃度は、より速く低下し、農地土壌中の放射性セシウム濃度の増加量は、試算より著しく少なくなると考えられます。

A4:東京電力福島第一原子力発電所の事故により、首都圏等の下水処理場等の汚泥から高濃度の放射性セシウムが検出されました。他方、農村地域では、地域内の資源リサイクル推進の観点から、集落排水等の汚泥が肥料原料として利用されています。

肥料利用できない汚泥の基準を明確にしないと、公共事業体である排水処理事業者から、高濃度の放射性セシウムを含む汚泥が不透明な形で肥料生産業者に渡ってしまい、その汚泥肥料の施用によって、農地土壌の汚染を招く恐れがあります。

そこで、肥料原料として搬出できない汚泥の基準を示すとともに、排出事業者が基準を遵守しているか、国が適切に監視を行うこととしました。

A5:基準濃度の汚泥を利用した汚泥肥料を土壌に施用した場合、玄米中の放射性セシウム濃度は、食品の基準値(玄米 100 Bq/kg以下)より低い値です(玄米における放射性セシウム濃度の試算は以下のとおり)。

試算の前提条件:

• 耕作する土壌の深さを15 cm、(1)土壌の比重を1.0とすると、10 aの土の量は150 t、(2)土壌の比重を1.3とすると、10 aの土の量は195 t
• 放射性セシウムの玄米への移行係数の幾何平均値(データがn個あるとき、データ値の積のn累乗根。データの数値範囲が広い場合の中央値を示す。)は0.012

※(注記)公表されている移行の指標0.1は、米の安全を確保するため、移行係数の上限値に近い数値を指定したもの

試算の式:((1) Bq/kg + (2) Bq/kg ×ばつ 4 t ÷((3) t + 4t ))×ばつ (4)

(1):農地土壌の放射性セシウム濃度(20 Bq/kg)
(2):汚泥中の放射性セシウム濃度(200 Bq/kg)
(3):農地土壌の量(150 t又は195 t)
(4):放射性セシウムの玄米への移行の係数(指標)

(1)放射性セシウムの玄米への移行係数の幾何平均値(0.012)を用いた場合

(単位:Bq/kg)

施用前の農地土壌の放射性セシウム濃度	汚泥の放射性セシウム濃度	玄米中の放射性セシウム濃度	汚泥肥料由来の増加分
土壌の比重=1.0 (土壌量150 t)	20	200	0.3	0.1
土壌の比重=1.3 (土壌量195 t)	20	200	0.3	0.05

(2)放射性セシウムの玄米への移行の指標(0.1)を用いた場合

(単位:Bq/kg)

施用前の農地土壌の放射性セシウム濃度	汚泥の放射性セシウム濃度	玄米中の放射性セシウム濃度	汚泥肥料由来の増加分
土壌の比重=1.0 (土壌量150 t)	20	200	3	0.5
土壌の比重=1.3 (土壌量195 t)	20	200	2	0.4

なお、移行の指標からみて米の作付が可能な農地であっても、玄米中の放射性セシウム濃度が高くなりそうな地域では、収穫後に玄米中の放射性セシウム濃度の調査を行います。

A6:東京電力福島第一原発周辺の公共下水汚泥の放射性セシウム濃度については、そのほとんどが基準の200 Bq/kgを超過しており、肥料原料として利用することができません。

A7:東京電力福島第一原子力発電所事故以前の全国の農地土壌の放射性セシウムの濃度の範囲は0.5 Bq/kg〜140 Bq/kg程度です。

農研機構のHP内(https://vgai.rad.naro.go.jp/vgai-agrip)にデータが掲載されています。

A8:汚泥を焼成する過程で汚泥中の水分が蒸発し、放射性物質が10倍程度に濃縮される場合があります。
焼成した汚泥を原料とした肥料は窒素分が少なく、過剰に施用しても作物に障害が出にくいので、多量に使われる場合もあります。

このため、肥料の原料とする焼成した汚泥については、焼成後の放射性セシウム濃度を200 Bq/kg以下との基準を定めました。

A9:事故後の東京電力福島第一原子力発電所の周辺における放射性物質の測定結果(文部科学省)から、ストロンチウムの濃度は放射性セシウムに比べ相当低く(400分の1程度)、そのほとんどは原発事故以前のストロンチウム濃度の範囲に収まっています。

また、放射性セシウムの濃度を測定する場合、結果が出るまでに1日程度ですが、ストロンチウムではその結果が出るまでに長い時間(1ヶ月程度)が必要となります。
したがって、放射性物質を含む汚泥の管理のため、実効性のある基準として、放射性セシウムを対象として設定しました。

今後、もしストロンチウムの濃度が高くなるようなことがあれば、その時点で基準が必要であるかどうか検討します。

A10:汚泥肥料等は、植物に有益な窒素、リン酸などの栄養分が豊富である一方で、排水に含まれていたカドミウムや水銀などの有害な重金属が汚泥による処理や肥料製造工程によって濃縮し、高濃度になる可能性があります。

A11:今後、原発事故の推移や原発から放出される物質に変化がある場合には、必要に応じて基準等を見直します。

A12:国際的な基準はありません。

A13:今回の東京電力福島原発の事故以前でも、全国の農地土壌から放射性セシウムが検出されています。

A14:天然の鉱物中にも微量ではありますが放射性物質が存在しています。例えば、肥料の原料となるカリウム鉱石中にも天然に存在する放射性カリウム40(半減期:約12億年)が含まれており、カリウムを含んだ肥料は放射性カリウムを含有することになります(天然のカリウム中に含まれる放射性カリウムの割合は約0.01%)。

平常時でも「15-15-15肥料」(窒素、リン、カリウムを各々15%以上含有することを保証する肥料)の放射性カリウム濃度は約3000 Bq/kgです。

ただし、放射性カリウムによるヒトへの影響は低いため、放射性セシウムと放射性カリウムを単純に比較することはできません。

Q15:基準を超える汚泥はどうなるのでしょうか。

Q16:基準を上回る汚泥肥料等が流通しないよう監視はしないのですか。