酸性雨で湖沼が酸性化、立ち枯れ、イオン流失…その原因は？ : サイエンスジャーナル

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　酸性雨とは？
　酸性雨（さんせいう）とは、環境問題の一つとして問題視される現象で、大気汚染により降る酸性(厳密にはph5.6以下)の雨のことを指す。酸性の雪は酸性雪（さんせいせつ）、酸性の霧は酸性霧（さんせいむ）と呼ばれる。

　酸性雨の原因は化石燃料の燃焼や火山活動などにより発生する硫黄酸化物(SOx)や窒素酸化物(NOx)、塩化水素(HCl)などである。これらが大気中の水や酸素と反応することによって硫酸や硝酸、塩酸などの強酸が生じ、雨を通常よりも強い酸性にする。また、アンモニアは大気中の水と反応し塩基性となるため、酸性の雨といった定義からは外れるが、降雨により土壌に運ばれた後に硝酸塩へと変化することで広義の意味で酸性雨の一因とされる。大気中に放出されるアンモニアについては、人間の活動や家畜糞尿に起因するものが問題視されている。

　なお、日本における原因物質の発生源としては、産業活動に伴うものだけでなく火山活動（三宅島、桜島）等も考えられている。また、東アジアから、偏西風に乗ってかなり広域に拡散・移動してくるものもあり、特に日本海側では観測される。

　国立環境研究所の調査では日本で観測されるSOxのうち49%が中国起源のものとされ、続いて日本21%、火山13%、朝鮮12%とされている。

AcidRain

　西欧やアメリカ東部では、まず工場密集地の近隣で起きる煤煙やスモッグの被害が顕著に現れたことで、濃度を低くするため煙突を高層化して、排煙・排ガスを上空高くに拡散させる措置がとられた。これが酸性雨の拡大に拍車をかけたとの見方がある。

　酸性雨の基準値
　一般的に、雨の水素イオン濃度(pH)値が5.6以下であるときに酸性雨と呼ぶ。これは、標準的な大気中において、雨水と二酸化炭素が平衡状態にあるときの値、つまり大気中の二酸化炭素を飽和溶解度になるまで純水に溶かしたときのpH値である。

　しかし、この値を基準とすることについては異論も存在する。火山活動などにより非人為的に雨のpH値が低下することがあるほか、非人為的な起源の大気エアロゾル粒子、たとえば海塩粒子、土壌由来の微小粒子などが雨に溶解することで雨のpH値は場所により大きく異なってくるためである。

　実際、酸性雨や酸性霧による環境への影響は、土壌や水中、建造物などに含まれる、酸性雨や酸性霧を中和する成分の濃度にも左右されてくる。5.6を下回ったからといってすぐに被害が現れるというわけではない。

　こういった異論を踏まえて、基準値を緩めているところもある。たとえばpH5.0としているアメリカなどがある。

　ただ、具体的のどのくらいの値に設定すればよいかというのは、調査が必要な上地域差があることなどから、はっきりと算出されていないのが現状である。いまのところ5.6というのが「ひとつの目安」となっている。参考として、土壌の酸性化はマグネシウムイオンが溶け出し始めるレベル、湖沼の酸性化はpH6.0～5.0くらいのレベルで被害が深刻化してくるとされる。

　人為的な酸性雨の起源世界で初めて酸性雨の存在が明らかにされたのは、産業革命が頂点に達した19世紀のイギリスで、1878年のR. Smithの論文「マンチェスターのスモッグ」の中で言及されている。

　影響
　酸性雨の影響で枯れた丹沢山地のブナ酸性雨の影響としては以下のようなものがある。

　湖沼を酸性化し、魚類の生育を脅かす。土壌を酸性化し、植物の生存に必要なカルシウムイオンやマグネシウムイオンが溶解、雨で地中深くや地下水に浸透して流失する。

　土壌を酸性化し、植物に有害なアルミニウムや重金属イオンを溶け出させる。また、溶け出した金属イオン（特にアルミニウムイオン）が河川に流入することで、水系の動物に被害を与えている。

　植物を枯死させる。樹木が立ち枯れする原因となる。ヨーロッパ・北米を中心に森林を枯らしている（ドイツのシュヴァルツヴァルトが酸性雨被害の深刻な森として有名である。西ドイツの森林の半分以上が酸性雨による被害を受けているといわれている。）。その被害のさまからヨーロッパでは酸性雨のことを「緑のペスト」と呼んでいる。また、近年酸性雨による被害が報告されている中国では「空中鬼」の異称がある。

　日本では、群馬県赤城山、神奈川県丹沢山地などでの森林の立ち枯れなどがある。これらの被害は、狭義の「酸性雨」でなく、光化学オキシダントのような広義の酸性雨（酸性降下物）の影響が強いのではないかといわれている。屋外にある銅像や歴史的建造物を溶かすなど、文化財に被害を与えている。

　国際的な取り組み
　長距離越境大気汚染条約（ウィーン条約）： 1979年に国連欧州経済委員会（UNECE）において採択された条約で1983年3月に発効した。この条約では加盟各国に越境大気汚染防止のための政策を求めるとともに、硫黄などの排出防止技術の開発、酸性雨影響の研究の推進、国際協力の実施、酸性雨モニタリングの実施、情報交換の推進、などが規定されている。

　ヘルシンキ議定書: 長距離越境大気汚染条約に基づき、国連欧州経済委員会に属する21カ国が1985年に署名し、1987年9月に発効したもの。この議定書では、各国が1980年時点の硫黄の排出量の最低限30％を1993年までに削減することを定めている。

　ソフィア議定書: 長距離越境大気汚染条約に基づき、国連欧州経済委員会に属する25カ国が1988年に署名し、1991年2月に発効したもの。この議定書では、1994年までに窒素酸化物の排出量を1987年時点の排出量に凍結することを定めている。同時に新規の施設と自動車に対しては経済的に使用可能な最良の技術に基づく排出基準を適用しなければならないことを規定している。また、無鉛ガソリンの十分な供給も義務づけている。また、スイスを中心とした西欧12カ国では、1989年から10年間で窒素酸化物の排出量を30％削減することを宣言している。

　国及び地方公共団体の取り組み
　東アジア酸性雨モニタリングネットワーク: 東アジアにおける将来の人口増加や、石炭依存のエネルギー構造等を考えると、近い将来に酸性雨による悪影響が深刻な問題となる恐れがある。このため、東アジア地域における地域協同の取り組みの第一歩として、環境庁は、「東アジア酸性雨モニタリングネットワーク構想」を提唱し、平成5年度から東アジア各国及び関係国際機関の専門家の参加を得て、東アジア酸性雨モニタリングネットワークに関する専門家会合を開催するなど、その実現に向けて努力してきた。

　専門家会合での成果を礎に1998年3月、「東アジア酸性雨モニタリングネットワークに関する第1回政府間会合」が開催された。この会合では、活動の目的と内容、設立時期、組織や財政などネットワークの基本的なあり方について各国の意見の調整が図られ、暫定的な「東アジア酸性雨モニタリングネットワークの設計」が取りまとめられた。

参考HP Wikipedia・EICネット