平成12年(行ウ)第7号
原 告 原田敬一郎
外
被 告 長崎県
外
平成14年10月16日
原告訴訟復代理人弁護士 関口佳織
同 高橋邦明
同 久連山陽子
同 望月晶子
同 福田寿男
長崎地方裁判所 民事部 合議係 御中
準 備 書 面
はじめに 失われた干潟の経済的価値
被告らは,諫早湾のような泥干潟の機能については,現時点では貨幣で評価する
手法が確立されていないことから,土地改良事業の計画策定において測定方法を定
めていない状況にあり,このため,本事業による経済効果には含めていないと主張
する。
しかし,諫早湾干潟の浄化能力及び調整池造成による浄化能力の喪失量を求める
ことは可能であり,更にその結果を,研究者や建設省等において一般的に用いられ
ている方法により,下水道施設建設・維持管理費に換算して求めることができる。
本準備書面は,本件事業により喪失した諫早湾干潟の浄化能力を金銭的に換算し,
その費用を加算すると,本件事業の費用対効果は1を下回り,本件事業が土地改良
法第87条第3項,同法施行令第2条第3号に違反することを述べるものである。
干潟における浄化は,単なる懸濁物質の除去にとどまらず,浄化の過程でそれを
栄養物として生態系のなかで循環させている。干潟の浄化能力は,いわば干潟ある
いはその周辺の海域の豊かな生態系を生み出す源である。すなわち,簡略にいえば,
干潟に流入した有機物は,そこに生息する底生生物に摂取され,それが魚介類・鳥
類等の餌となる。干潟は,生物生産性が高く,生物多様性の観点からも非常に重要
な場所なのである。また,魚介類等については,漁業により人間の食糧ともなる。
しかしながら,本件事業によって,絶滅の危機に瀕している多くの有明海特産生
物にとって最も重要な生息地が失われ,渡り鳥の国内有数の採餌場の消失し,沿岸
魚介類の生育場所が消失し,諫早湾内外に生息する魚介類にとっての重要な産卵・
保育の場が消失することとなった。こういった生物多様性の喪失については,その
経済的価値の換算は困難であり,少なくとも現時点では損失額を正確に経済的に見
積もることはできない。だが,その損失は,決して小さくなく,無視できるもので
はない。
さらに,生物種の絶滅などは,失われた後では取り返しのつかない「絶対的損失」
である。経済的価値が算定困難であることは,その価値が無視できるほど小さいか
らではなく,むしろ貨幣価値に換算することが不可能であるほど大きいからなので
ある。
本書面において算出した干潟の浄化能力の経済的価値は,干潟の有する価値のう
ちほんの一部に過ぎないことを予め申し添える。
第1 干潟の浄化能力
1 干潟とはどのようなところか
干潟とは,海の中で最も浅い部分であり,潮の干満に応じて干出と水没を繰
り返す場所(潮間帯)のうち,特に平坦な砂泥質の潮間帯のことをいう。
2 水の浄化と汚染のしくみ
海や湖沼の富栄養化をもたらす物質は窒素(N)やリン(P)を含む栄養塩
や有機物(これらをまとめて,ここでは「栄養物質」とよぶ。)である。
この栄養物質は植物プランクトンの栄養となり,増殖した植物プランクトン
が動物プランクトンや貝,ゴカイ,カニなどの底生無脊椎生物(ベントス)の
エサとなる。
しかし,栄養物質が過度に増加(富栄養化)すると植物プランクトンが異常
繁殖する。これが赤潮である。そして,増殖した植物プランクトンの死骸をバ
クテリアが分解するときに酸素を消費するので,水に溶けている酸素の量が減
少する。これにより,魚介類などの動物が死亡することがあるが,その死骸の
分解にも酸素が消費される。これにより,貧酸素水塊が発生する。植物プラン
クトンや魚介類などの大量の死骸が底に沈殿すると,そこで大量に酸素を消費
するため,水域の底質に酸素が欠乏し,嫌気化していわゆるヘドロとなる。更
に,嫌気化された状態でバクテリアが有機物を分解すると,有害な硫化水素が
発生し,その毒によりさらに多くの魚介類が死滅するという結果となる。
水域において有機物が除去されただけでは,以上に述べた汚染を終局的に防
ぐことはできない。下水道における通常の処理(二次処理。詳しくは後述する。
)では,多くの有機物は微生物によって酸化分解され,一時的にCOD(化学
的酸素要求量。詳しくは後述する。)が減少するが,有機物中の窒素は硝酸塩
やアンモニウム塩に,リンはリン酸塩に分解され,それらが水域に流入すると
光合成作用により植物プランクトンに取り込まれて,結局植物プランクトンと
いう有機物に再転化し,再びCODを増大させることになる。これは,特に湖
沼や内湾などの閉鎖性水域で懸念される。
従って,水の浄化においては,植物プランクトンなどの有機懸濁物を除去す
ることに加え,最終的に水中の窒素やリンを除去して水域外へ排出することが
重要である。
汚水の浄化施設である下水道は,干潟の浄化能力の一部を人工的に行なうも
のである。現在の下水道は有機懸濁物の除去(二次処理)が主流であるが,干
潟における浄化はこれに加えて,生物が何らかの方法で窒素やリンを除去する
三次処理能力を有している。
汚水の浄化施設である下水道は干潟の浄化作用の一部を人工的に行なうもの
である。
現在の下水道は有機懸濁物の除去(二次処理)が主流であるが,干潟におけ
る浄化はこれに加えて,生物が何らかの方法で窒素やリンを除去する三次処理
能力を有している。さらに,重要なことは,干潟における浄化は,単なる懸濁
物質の除去にとどまらず,浄化の過程でそれを栄養物として生態系のなかで循
環させていることが人工的な下水道施設における水の浄化との決定的な違いで
ある。
3 干潟における浄化
(1) デトリタスの役割
諫早湾のような泥干潟では,まず,河川から運ばれる陸上起源の粘土鉱物
粒子が核となって,水中の栄養物質を凝集・吸着し綿毛状懸濁物質を形成す
る。これをデトリタスという。
デトリタスの形成過程は,次のとおりである。粘土粒子のもつ荷電とイオ
ン置換の性質によって,粘土粒子は淡水から海水に入るや瞬時に凝集するが,
その際に溶存態無機・有機物,細菌,プランクトンなどの微小動植物や死骸
片などの栄養物質を吸着して,綿毛状の懸濁物質(フロック)を形成し,浮
遊ののち沈降,海底に堆積する。
つまり,デトリタスは,海水中の栄養物質を吸着し海底に除去するので,
海水の浄化作用を担う。
更に,デトリタスは,浮遊状態で動物プランクトンや稚魚に摂食され,海
底に沈殿してからはベントスに摂取されるので,生態系による物質循環によ
る水質浄化の入り口となる。
(2) 脱窒素菌の役割
干潟の表層部分では脱窒細菌というバクテリアの一群による働きによって,
底質中の窒素の多くが分子状窒素(N2)に転換され,大気中に放出されて
いる。
(3) 植物プランクトンの役割
窒素やリンは,それを吸収して光合成を行う珪藻類などの植物プランクト
ンにより水中から除去される。珪藻類には前記デトリタスに付着し,生育し
ているものもある。
(4) 動物プランクトン・ベントスの役割
植物プランクトンやデトリタスを様々な動物プランクトンや干潟に常時定
住しているベントスが摂食する。例えば,アサリやカキなどの二枚貝は,水
を吸い込むことにより水中のプランクトンやデトリタスを濾過して摂食して
いる。また,ゴカイ等の多毛類やカニ類は,底質上に堆積したデトリタスを
食べている。
(5) 魚類・鳥類などの役割
植物・動物プランクトンやデトリタスは,小さな魚介類のエサとなる。
さらにカニ類や小型魚介類は,大型の魚や渡り鳥などの鳥類のエサになる。
また,我々人間は漁業により貝類や魚介類,海藻類を摂食している。
(6) 栄養物質の循環
以上により,干潟においては水中の窒素,リンといった栄養物質はバクテ
リアの脱窒により大気中へ,あるいは食物連鎖を通じて生物間を移動する。
生物が栄養物質,えさを摂取することにより,栄養物質の一部は生物の体を
形成して生物本体に蓄積され,一部はエネルギーとして費消される。
このような食物連鎖により,栄養物質は最終的に漁業や,渡り鳥や,大型
の魚類の海域外への回遊により,干潟海域の外へ排出されるのである。
即ち,干潟による水の浄化においては,単に水質を浄化するだけではなく,
その浄化の過程が,生物生産および食物連鎖に付随して,つまり,食物連鎖
による栄養物質の移動過程として行われているのである。
4 下水道における浄化
現在の大多数の下水道施設は,汚水の有機懸濁物質の除去(二次処理)の
みを行っている。
即ち,下水道処理場施設(最終処理場)においては,一般的に活性汚泥法
という処理方法が採用されているが,これは次の原理による。微生物に栄養
バランスした下水をエアレーションすると,種々の好気性微生物が下水中の
有機物を食物として利用し増殖する。その間,通気,かき混ぜ,混合により
微生物や有機,無機質の浮遊粒子が凝集し,いわゆる活性汚泥となる。活性
汚泥は多数の好気性微生物を含むゼラチン状フロックで構成され,有機物の
酸化力と凝集吸着力が強く,沈殿分離性もよい。
この過程により浄化された水は公共用水域(河川,海域)に放流される。
また,過程で生じた泥は,最終的には焼却のうえ廃棄される。
前述したように,下水道における通常の二次処理では,多くの有機物は微
生物によって酸化分解され,一時的にCOD(化学的酸素要求量)が減少す
るが,有機物中の窒素は硝酸塩やアンモニウム塩に,リンはリン酸塩に分解
されそれらが海域に流入すると光合成作用により植物プランクトンに取り込
まれて,結局植物プランクトンという有機物に再転化し,再びCODを増大
させることになる。これは大量の窒素・リンを得てプランクトンが異常増殖
して赤潮の原因となる。
従って,下水道処理の過程で海域へのCOD負荷を本当に抑制する為には
単に有機物の分解だけでなく,最終的に窒素・リンを除去しなくてはならな
い。このような下水道における高度処理を,三次処理という。
5 泥干潟と下水道の浄化過程の異同
以上のように,泥干潟においても,下水道での活性汚泥法でも,フロックの
形成及び沈殿という過程は共通する。しかし,その後の有用性は全く異なる。
泥干潟では,フロックの形成後,これを摂取する食物連鎖により,最終的に
は漁獲という経済的価値が生まれる。また,摂取されないものは海底に沈殿
するが,潮汐による攪拌作用などにより十分に酸素が供給されている限り,
栄養のストック(貯蔵)となり,高い生物生産力が安定して維持されること
に貢献している。
これに対し,下水道において生じた汚泥は,最終的には廃棄処分するほかな
く,その過程でも費用の負担が生ずる。
即ち,干潟の水中の窒素,リンの量の減少から算定される下水道機能の経済
的価値は,干潟の浄化能力の全てを示すものではなく,その一部を示すにす
ぎない。
6 諫早湾の特徴
(1) 一般に有機物を無機化するのに必要な酸素量をCOD(化学的酸素要求量)
といい,広く水質基準に用いられている。
一般的にいえば,このCOD値が高いということは,その水質の富栄養化
が進んでいることになり,富栄養化がすすめば窒素,リンなどを栄養物とし
て利用する植物プランクトンの異常発生,すなわち赤潮が起こりやすくなる。
諫早湾のある有明海は閉鎖的な内湾であり,本明川や筑後川などの河川か
らの栄養物質が大量に流入している。従って,有明海においては,海水中の
栄養物質の量が多く,常に富栄養化の状態になっており,COD値は必ずし
も低くはなかった。
しかし,有明海においては,これまで赤潮被害はあまり報告されなかった。
これは,日本最大の潮汐と干潟による高い生物生産が関係していたと考えら
れる。
(2) 有明海は日本最大の潮汐が観測されており,それによる泥の巻き上げに
より攪拌されたデトリタスは海水に懸濁した状態と海底に沈んだ状態を繰り
返していた。それにより,底泥にも常に酸素が供給され,嫌気化されにくく,
酸素不足の状態でのバクテリアの有機物分解による硫化水素の発生というこ
とが起き難かった。
さらに,嫌気化の抑制には,干潟に生息していた多くの生物の巣穴も関係
していた。アナジャコなどの甲殻類やゴカイなどの多毛類は,干潟の底質中
に大小様々な巣穴をつくって住んでいる。たとえばアナジャコは深さ1メー
トル以上の穴を掘る。それらの動物が海水を巣穴内に吸い込んで栄養物をろ
過して摂食する結果,吸い込みにより穴の中に入ってきた海水中の酸素が穴
の周りの泥に供給され,海底の泥のかなり深くまで,嫌気化を抑制していた
ものである。諫早湾には,干出時には無数の穴が見られたが,これらは,こ
れら動物の巣穴である。
以上により,締め切り前の諫早湾においては,多量の栄養物質の供給によ
って富栄養化の状態になっていながら,それが赤潮や嫌気化を引き起こすこ
となく生物生産に利用されていたのである。つまり,諫早湾においては,河
川から流入する粘土物質と栄養物質により大量のデトリタスが生産され,そ
れが大きな潮汐に助けられて生態系の食物連鎖に取り込まれ,高い生物生産
が達成されるという循環の一作用において海水中の有機懸濁物,窒素,リン
が取り除かれていたものであり,干潟が存在していた諫早湾および有明海奥
部における海水中の窒素,リンは浮泥に吸着して浮き沈みを繰り返し,栄養
の貯蔵庫としての役目を果たしていたのである。
(3) しかし,諫早湾堤防の締め切りにより干潟が失われたことにより,この
ような諫早湾における食物連鎖の一作用としての水質浄化能力は失われてし
まった。
この締め切りにより失われた干潟の浄化能力のうち,下水道の建設費用に
換算して求められる水中の有機物及び総窒素(TN),総リン(TP)の除
去に関する機能について以下述べる。
第2 干潟の浄化能力の算出
1 算出方法の基本的概念
諫早湾干潟の失われた浄化能力を算出する方法の基本的概念としては,まず,
現状における調整池内での有機物負荷濃度に流出水量を乗じたものを求める。
これが現状における調整池から諫早湾への負荷量である。
次に,潮受堤防がなかった時点における,堤防付近から諫早湾内に流出した
負荷量を算定する。
これらの負荷量の差が失われた干潟の浄化能力と判定される。
そして,その浄化能力を人工的な下水処理施設の建設・維持管理によって代
替する場合,どの程度の費用がかかるのかを求める。
2 潮受堤防がなかった時点での負荷量の計算(ボックスモデル)
湾奥から潮受堤防までを一つのボックス(箱)と考えて,そのボックスに流
入する物質の負荷量と流出する物質の負荷量を計算して比較する。
流出する物質の負荷量の方が多ければ,収支的にボックス内で物質が生産さ
れていることを示す。流入する物質の負荷量の方が多ければ,収支的にボック
ス内で物質が消費され,潮受堤防外に物質が少なくなった,もしくは,物質が
なくなった水が流出することを示す。このことはとりもなおさず,ボックス内
で物質が浄化され,きれいな水となって潮受け堤防外に流出することを示すも
のである。
3 ボックスモデルの図及び物質収支の方程式
物質収支の方程式
△(V×Ca)=Qc+P−U×A×Co−Kx×A×△C/△X
Caは,ボックスの平均物質濃度
Vは,ボックスの体積
左辺は,ボックス内の物質量の時間変化(1年単位で考えるとこの値は0
とみなすことができる。)
Qcは,ボックスに入ってくる河川からの負荷量
U×Aは,河川水量
U×A×Coは,ボックスから沖へ出る量
Kxは,拡散係数
△C/△Xは,物質の湾奥と湾央(潮受け堤防付近)の間の濃度勾配。
湾奥の濃度が高ければ△C/△Xはプラスで,−Kx×A×△C/△Xは
ボックスから物質が出ることを示す。
上記の物質収支の方程式に具体的数値をあてはめてPを算出し,
P<0 であれば,ボックス内で物質が浄化され,
P>0 であれば,ボックス内で物質が生産され,ボックス内が負荷源と
なっていることが示される。
4 ボックスモデルの計算方法
(1) 諫早湾への河川(本明川)からの負荷量は,「有明海ノリ不作等対策関
係調査検討委員会」(以下,「第三者委員会」という)に提出された資料に
よれば,流入水の水質(Qc,Caの基準となる)は,
COD:5.4mg/l
TN(全窒素):1.75mg/l
TP(全リン):0.27mg/l
流量(Qの基準となる)は,4.3億トン/年である。
(2) 潮受け堤防の断面積をAとする。
潮受け堤防は,深さ2m,幅7kmなので,
A=1.4×10
4m
3 ●
河川供給量(1日あたり)をQとする。
Q=4.3億トン÷365=1.18×10
6m
3 ●
湾奥から潮受け堤防の間の水(ボックス内の水)の体積をVとする。
(3) 水収支関係
水収支の関係は,潮受堤防付近における流速をUとすると,ボックス内に
河川供給量Qだけの水が流入し,潮受堤防の断面積×流速分の水が潮受堤防
外に流出するから,ボックス内の水の体積の時間的変化量は,
ボックス内の水の体積変化量 △V
時間的変化量 △T
ボックス内の水の体積の時間的変化量
△V/△T=Q(流入する水)−U×A(流出する水)
年平均で考えると,
△V/△T=0
従って,Q=U×A という式が成立する。
(4) 塩分収支関係
塩分収支の関係は,
水平拡散係数を,Kx
ボックス平均塩分を,Sa
断面の塩分を,So
湾奥から湾口方向への塩分勾配について,
塩分変化量 △S
位置的変化量 △X
湾奥から湾口方向への塩分勾配 △S/△X とすると,
ボックス内の総塩分量 V×Sa
ボックス内の塩分変化量 △(V×Sa)
潮受堤防付近でボックス内に拡散し流入してくる塩分量は,
Kx×A×△S/△X
ボックス外に流出する塩分量(ボックス外の方が濃度が高いのでボックス
外からボックス内に拡散してくる)は,U×A×So とすると,
△(V×Sa)=Kx×A×△S/△X−U×A×So
となる。
ここでは,△S/△XやSoの十分な値が得られないので,Kxは既往研
究の値を求める。
(5) 物質収支関係
物質収支の関係は,
ボックス内の物質の負荷量を,Qc
物質のボックス内平均濃度を,Ca
潮受堤防付近の断面積における物質の濃度をCo とすると
物質の現存量は,体積V×ボックス平均濃度Ca=V×Caであり,
ボックス内の物質の変化量は △(V×Ca)となる。
それらボックス内の物質の変化は,
ボックス内に元々存在する物質の負荷量Qc と,
生物的浄化力によって浄化される量と底泥の巻き上げや堆積など底質と
のやりとり全体を示し,ボックス内で物質が増加しているのか減少してい
るのかを示すP
潮受け堤防付近から水の流れに沿ってボックス外に流出する量である
U×A×Co
潮受け堤防付近でボックス外に濃度勾配によって流出する量(ボックス
内の方が濃度が高いのでボックス内からボックス外に拡散していく)であ
る
Kx×A×△C/△Xに影響される。
(塩分収支関係から,
水平拡散係数 Kx
潮受け堤防断面積 A
物質変化量 △C
位置的変化量 △X
湾奥から湾口方向への物質濃度勾配 △C/△X)
従って,物質の収支は,
△(V×Ca)=Qc+P−U×A×Co−Kx×A×△C/△X
となる。
△(V×Ca)は,年平均で考えるているので
△(V×Ca)=0とすると,
0=Qc+P−U×A×Co−Kx×A×△C/△X
P=U×A×Co+Kx×A×△C/△X−Qc
(U×A=Q)
となる。
ここで,Pがプラスであれば,ボックス内で新たに物質が生産されてい
る(諫早湾が物質の発生源となっている。)ことを示し,マイナスであれ
ば,ボックス内で物質が減少し,浄化されている(諫早湾が物質の吸収場
となっている。)ことを示す。
(6) 具体的な計算
以上求められた式に具体的に数値を入れて年単位で計算する。
@ 潮受堤防が閉められる前の浄化能力
河川水供給量Qは,
Q=U×A=4.3×108m3
潮受堤防付近の断面積における物質の濃度をCoとするが,平成元年か
ら平成8年までのStB1(北部排水門近く)とStB2(南部排水門近
く)の平均値(サンプル数16)を用いた。
Co COD=3.38gm−3
TN =0.40gm−3
TP =0.058gm−3
水平拡散係数は,三河湾一色干潟研究で得られた値を用いた。
kx=5×104cm/秒=5m2×60×60×24×365
断面積Aは,
A=1.4×104m2
物質濃度勾配は,1989年から1996年の調整池ができる前までのモニタリ
ング結果を用いた。
△C/△X COD=0.00014gm−4
TN =0.000019gm−4
TP =0.00004gm−4
負荷量Qcは,潮受堤防によって調整池が閉められた平成9年の値を用
いた。
Qc COD=2322×106g
TN =753×106g
TP =116×106g
以上を用いて計算すると
P cod=4.3×108m3×3.38gm−3+5m2×60×60
×24×365×1.4×104m2×0.00014gm−4−2322
×106g=−560トン/年(1日1.5トン)
閉めきられた諫早湾の面積を3500haとすると
平方メートル(1日)あたり,−44mg となる。
P codがマイナスとなっており,潮受堤防の締め切り前では,諫早湾の
干潟は毎年560トン(平方メートル(1日)あたり44mg)のCOD
を浄化していたことになる。
同様に,TN,TPの収支を計算すると,
PTN=−539トン/年(1日1.47トン)
平方メートル(1日)あたり,42mg
PTP=−82.3トン/年(1日0.23トン)
平方メートル(1日) あたり,6.4mg
となり,
TNについては,毎年539トン(平方メートル(1日)あたり,
42mg),
TPについては,毎年82.3トン(平方メートル(1日)あたり,
6.4mg)
が諫早湾の失われた干潟・浅海域で除去されていたことがわかる。
A 現在の浄化能力,物質の収支関係
同様に現在の諫早湾につき,浄化能力の有無を計算する。
第三者委員会の資料によれば,調整池から諫早湾内への現在の排出負荷
量は,
COD=4000トン/年
TN =600トン/年
TP =100トン/年
である。これらの値は,現在の調整池における負荷量を意味するから,前
述の式の,U×A×Co+Kx×A×△C/△Xに相当する。
従って,現在の調整池の収支は,
Pcod=4000×106g−2322×106g
=1678トン/年
前述した潮受堤防締め切り前では,年間560トンのCODを浄化していた
のに対し,現在では,1678トンのCODの発生源となってしまったのであ
る。
したがって,締切前に比べ,CODに関しては,失われた浄化能力は,
1678−(−560)=2238トン
となる。
同様にTN,TPについて計算すると,
Ptn=600×106−753×106=−153トン/年
Ptp=100×106−116×106=−16トン/年
となる。TNについては毎年153トン,TPについては毎年16トンを吸
収していることになり,浄化能力はわずかに残存している。
締切前と比較すると,現在までに失われた浄化能力は,
TN:539−153=386トン/年
TP:82.3−16=66.3トン/年
となる。
5 下水処理施設への費用換算
(1) 総論
以上により算出された諫早湾の失われた浄化能力を,下水処理場施設が処
理すべき水量(日平均水量)に換算する。
この日平均水量と日最大水量とを得ることができれば,公刊されている資
料により,費用関数を用いてモデル的な下水処理場施設の建設・維持管理
の費用を求めることができる。
この方法は,愛知県水産試験場の青山,鈴木らが平成8年に三河湾一色干
潟の浄化能力の経済的価値を算出するのに用い,その後,佐々木の論文
(平成10年)等でも採用された方法である。
(2) 日最大処理水量(Q1)と日平均処理水量(Q2)の計算
前記で検討したとおり,諫早湾の失われた浄化能力はCOD負荷量2238
トン/年である。これを一日あたりに換算すれば,
2238÷365=6.1トン/日となる。
失われた浄化能力を回復するために下水道処理を行うと仮定すれば,一日
あたり6.1トンのCOD負荷量を処理しなくてはならない。
そして,資料(平成11年度版「下水道統計−行政編−」社団法人日本下
水道協会発行)によれば,諫早市における公共下水道処理場施設(諫早市
中央浄化センター)の流入水測定値(年平均)は,
COD濃度:107.3mg/l
同放流水測定値は,
COD濃度: 10.9mg/l である。
即ち,前記処理場は,1リットルの処理水あたり96.4mg(107.
3−10.9)のCODを除去している
前記6.1t/日のCOD負荷量を上の濃度を用いて水量に換算すれば,
6.1×10
9(tのmg換算)÷96.4 ●
=63,278,008(l/日)≒63.28(千m
3/日)●
即ち,想定する処理場施設における日平均処理水量(Q2)は,
63.28千m
3となる。 ●
日最大処理水量(Q1)は,日平均処理水量の約1.2倍とされているの
で,
63.28×1.2=75.93千m
3となる。 ●
(3) 数式
以上を記号と数式を使って表す。
@ 処理すべきCOD負荷量を,Lcod
A 原水(処理場施設への流入水)のCOD濃度を,Wcod1
B 処理水(処理場施設からの放流水)のCOD濃度を,Wcod2
C 日最大処理水量をQ1
D 日平均処理水量をQ2と とすると,
E Q2=Lcod÷(Wcod1−Wcod2)
F Q1=1.2×Q2 となる。
(4) 二次処理施設とその費用関数
処理場施設に集められた汚水等(流入水)は,スクリーン,沈砂池等によ
り浮遊物,土砂等の除去を行う一次処理の後,活性汚泥法等の二次処理の方
法によって,無機物・有機物を除去する。
資料(建設省都市局下水道部監修「流域別下水道整備総合計画調査と指針」
平成11年10月20日発行 第9版 社団法人日本下水道協会発行)は,
下水道の二次処理施設の費用関数を次のとおり定めている。
Q1(単位:千m
3)が10<Q1<500であるとき,標準活性汚泥法●
(焼却含む)の二次処理施設建設費の費用関数は,
1129.9×Q1
0.7206(百万円) ●
同維持管理費(1年あたり)の費用関数は,
28.177Q2
0.7984(百万円) である。 ●
これらの費用関数に,前記の諫早湾の失われた浄化能力に関するQ1,Q2
の具体的数値を当てはめる。
標準活性汚泥法(焼却含む)の二次処理施設建設費は,
1129.9×75.93 0.7206=25590(百万円)
同維持管理費(1年当たり)は,
28.177×63.28 0.7984=773(百万円/年)
同資料によると,維持管理費は処理開始の年から30年間計上するものと
されているため,30年間の維持管理費は,
773×30=23190(百万円) となる。
以上,諫早湾の失われた浄化能力に相当する二次処理施設の建設費及び3
0年間の維持管理費の合計は,
25590+23190=48780(百万円)
即ち,二次処理施設だけでも約488億円の費用になる。
(5) 三次処理
公刊の資料(建設省都市局下水道部監修「流域別下水道整備総合計画調査
と指針」平成11年10月20日発行 第9版 社団法人日本下水道協会発
行)においては,内湾などの閉鎖性水域では,富栄養化防止対策として窒素
・リンの除去が必要な水域については,窒素,リンを除去するために必要な
施設を計画することとされ,そのような高度処理施設の費用関数も設定され
ている。
下水道の三次処理の一方法として,窒素とリンの双方を除去する「嫌気・
無酸素・好気法」がある。
この嫌気・無酸素・好気法を利用した場合に加算される処理費用を以下に
検討する。
嫌気・無酸素・好気法の費用関数とそのあてはめ
処理施設建設費(二次処理費用を含まない。)
90.144×Q1
0.8373×(106.7÷105.1)(百万円)●
同維持管理費(二次処理費用を含まない。)
1.4001×Q2
1.0327×(106.7÷105.1)(百万円)●
これに,前述のQ1,Q2の具体的数値をあてはめる。
処理施設建設費は,
90.144×75.93
0.8373×(106.7÷105.1)●
=3435(百万円)
同維持管理費は,
1.4001×63.28
1.0327×(106.7÷105.1)●
=103(百万円/年)
30年間の維持管理費は,
103×30年間=3090(百万円)
即ち,三次処理のための処理施設建設費及び30年間の維持管理費は,
3435+3090=6525(百万円)
(6) 二次処理にかかる費用と三次処理にかかる費用との合計は,
48780+6525=55305(百万円)
即ち,堤防締め切り前に諫早湾が機能していたのと同様の水質浄化を行う
ためには,約553億円の下水道費用を要する。
(7) なお,公共下水道を完備するためには,以上に検討した処理場(最終処
理場)施設のほか,各集落や事業所からの汚水や雨水を排除する施設(管
路施設,ポンプ場施設)が必要であり,これらの建設費・維持管理費,更
には処理場施設の用地の取得費なども加算する必要がある。
しかしながら,極めて多額を要する排除施設について,その設計には各集
落の状況や地形等の個別具体的要因を考慮しなければならないが,これは
仮定の計算では相当困難である。加えて,既に諫早市には,対人口普及率
約31パーセントとはいえ公共下水道が存在し,2つの処理場施設がある。
そこで,処理場建設費及び維持管理費以外の費用は,今回は費用に計上し
なかった。
しかし,実際に下水道施設を建設するとすれば,新たな用地取得,新たな
処理場施設までの管路施設・ポンプ場施設の整備などが必要になるのであ
って,上記約553億円に加え大幅に費用が加算されることは確実である。
第3 底泥の巻上げと思われる推定COD負荷量による換算
1 締切後さらに,淡水化された水深の浅い調整池内では,わずかな風や流れで
底泥が巻き上がる。諫早干拓事業では,北部排水門及び南部排水門より諫早湾
へ放水を行うが,その際,茶色く濁った水が排出される様子が観察されており,
底泥の一部も放出されている疑いがある。第2項で述べた失われた諫早湾の浄
化能力に関して,この巻き上がった底泥に由来する有機物負荷も考慮に入れて
補正を試みる
2 調整池からの排水による影響
2002年3月,日本自然保護協会は,諫早湾における現地調査を行った。
本項は,主にその結果を用いて論ずる。
諫早干拓事業において潮受堤防が完成し調整池の水は現在ほぼ淡水化してい
る。そして,海水と淡水の比重を比較すると海水は塩分を含むため淡水よりも
重く,淡水は海水より軽いため淡水が海水に排水されると海水の表面を滑るよ
うにして広がっていく。通常30から33‰ある海水の塩分濃度が,南部排水
門付近にある調査地点付近の表層では15‰であり,沖に行くにつれ塩分濃度
が徐々に高くなっている。このことは,南部排水門から排出された調整池の淡
水が諫早湾の海水の表面を滑るようにして沖合いに広がり,徐々に海水と混じ
っていることを示す。
COD濃度は排水門付近で10.4mg/lであり,沖合いに行くにつれて
濃度が下がり諫早湾の湾口あたりでは2mg/lに下がっているが,CODの
分布は塩分濃度の分布と相関性が非常に高い。このことは調整池内のCOD濃
度の高い淡水が,南部排水門により排出され諫早湾の海水の表面を滑るように
して広がり,海水と混じっていったことを示すものである。
平成13年3月11日午前6時30分から午前8時に行った北部排水門から
の調整池内の水の排出の際,北部排水門から湾口にかけて,約20m,200
m,500m,1500mの地点における塩分濃度,濁度の分布を調査した。
この結果はほぼ同じ分布を示しており,このことは前述した塩分濃度とCOD
濃度の関係と同じく,調整池から排出された淡水で濁りの高い汚い水が,諫早
湾の海水の表面を滑るようにして沖に広がり徐々に海水と混じったことを示す。
塩分濃度が低い調査地点はCOD濃度が高い。前述した南部排水門から排出
した調整池の水は淡水で塩分濃度が低く,COD濃度が高い汚い水である。反
対に海水と混ざり塩分濃度が高くなった地点では,COD濃度も低くなってい
る。
3 底泥の影響
3月28日には,南部排水門より62万8千トンの排水が行われた。調査の
の結果をもとに排水門からの排出水のCOD濃度を推測すると,調整池内の淡
水の塩分濃度は0‰であるから,調整池からの排水のCOD濃度は約15mg/
lと推測される。
しかし,実際に3月27日,3月28日に採水した調整池内の水のCOD濃
度は多くて9mg/lであるから,その差異が問題となる。
3月27日,3月28日に採水した水は調整池の表面の水である。一方,水
門が排水のために開けられると黒い濁り水が出現し,移流と拡散によって広が
っていく。すなわち,排水門は門の下部が開く構造になっているので,調整池
内の水を排水する際,調整池内の底泥は容易に巻き上がり,排水門の外に排出
されるため,その底泥のCOD濃度も加算されるために,調整池からの排水の
COD濃度は15mg/lと高くなったものと思われる。
3月27日の調整池表面の水のCOD濃度は約9mg/l,翌28日のそれは
約6.5mg/lであったが,27日は風が強く,28日は穏やかであった。
すなわち,風による調整池内の底泥の巻き上げによってもCOD濃度は高くな
るものと考えられる。
4 推定されるCOD負荷量
前述のとおり,調整池内では,COD濃度の高い底泥などが堆積していると
考えられ,その底泥について加味した調整池内のCOD負荷量は,前項で述べ
たとおり,約15mg/l(厳密に計算すると14.8mg/l)と推定され
る。
調整池からの年間排出量は,4.3億トンであるから,上記のCOD濃度に乗
じて調整池からの負荷量を計算すると,6364トンにものぼる。
従来,調整池からの負荷量として考えられていたのは,年間2500〜40
00トンであるから,そのCOD負荷量の1.6倍から2.5倍にものぼる値
である。
また,諫早湾干拓事業環境影響評価レビュー報告書によれば,平成10年の
調整池への流入COD負荷量は,年間2069トンとされるが,これと比較する
と,調整池からの負荷量は約3倍になることがわかる。
COD濃度とSS(懸濁物質。水に溶けずに浮遊している有機物や無機物の
小さな汚れ)は相関関係があり,排水中のSSは約300mg/lと推定でき
る。
したがって,SSの値を300mg/lとして調整池からの排出負荷を計算
すると,COD:6235トン/年,TN:774トン/年,TP:172トン
/年となる。
よって,現在の調整池の収支は
Pcod=6235×106g−2322×106g=3913
であり,年間3913トンのCODの発生源となったことになる。
第2項と同様に計算すると,失われたCOD浄化力は,
3913−(−560)=4473トン/年
であり,1日あたり12.3トンと計算される。
5 下水処理施設建設費用への換算
(1) 以上により,失われた浄化能力を12.3t/日 とし,これを,第二項
で示した水量の計算と下水道の費用関数にあてはめて計算する。
(2) 水量の計算
前記の以下の数式に,12.3t/日のCOD負荷量をあてはめて計算する。
@ Q2=Lcod÷(Wcod1−Wcod2)
A Q1=1.2×Q2
Q2=12.3×109(tのmg換算)÷(107.3−10.9)
=127.59(千m
3/日)●
Q1=1.2×127.59=153.11(千m
3/日)●
(3) 二次処理施設
標準活性汚泥法(焼却含む)の二次処理施設建設費の費用は,
1129.9×153.11
0.7206=42418(百万円)●
同維持管理費(1年当たり)は,
28.177×127.59
0.7984=1353(百万円/年)●
30年間の維持管理費は,
1353×30=40590(百万円) となる。
以上,諫早湾の失われた浄化能力に相当する下水処理場の建設費及び30
年間の維持管理費の合計は,
42418+1353=83008(百万円)
即ち,二次処理施設だけでも約830億円の費用になる。
(4) 嫌気・無酸素・好気法の処理施設建設費(二次処理費用を含まない。)
処理施設建設費は,
90.144×153.11
0.8373×(106.7÷105.1)●
=6180(百万円)
同維持管理費は,
1.4001×127.59
1.0327×(106.7÷105.1)●
=213(百万円/年)
30年間の維持管理費は,
213×30年間=6390(百万円)
即ち,三次処理のための処理施設建設費及び30年間の維持管理費は,
6180+6390=12570(百万円)
(5) 二次処理にかかる費用と三次処理にかかる費用の合計は,
83008+12570=95579(百万円)
即ち,諫早湾が機能していた場合と同様の水質浄化を行うためには,約9
56億円の下水道費用を要する。
なお,実際に下水道を完備する場合には,これに加え,管路施設・ポンプ
場施設建設費・維持管理費,処理場用地取得費などが加算されることは,前
記の通りである。
第4 費用対効果
本件事業については,土地改良法87条第3項,法施行令第2条3号により,当
該土地改良事業のすべての効用がそのすべての費用をつぐなうという要件すなわち
費用対効果が1を上回ることを要件とする。
諫早湾干拓事業においては,政府は高潮対策であるとか,ほとんど発生する可能
性がないと思われる大規模災害などを根拠に,諫早干拓事業の費用対効果を1をか
ろうじて上回る1.01なる数字を根拠に適法であるという。
平成11年度の変更計画による事業費は,2559億8000万円である。
ところが,前述のとおり,本件干潟が消失したことにより失われた浄化能力を,
下水道建設・維持費用に換算すれば,現在のCOD濃度を基準とすると約553億円,
底泥の巻き上げも考慮すると約956億円もの費用がかかることになる。
平成14年10月 日付原告準備書面で主張するように,被告らの主張する年
効果額についても不当または過大なものであるが,仮にそれを前提として考えたと
しても,下水道建設・維持費用を加えると,費用対効果は下記のようになり,いず
れにせよ投資効率は1を下回ることになるため,本件事業は違法である。
@現在のCOD濃度を基準とする下水道費用を廃用損失額に含める
妥当投資額=(作物生産効果の年効果額+維持管理費節減効果の年効果額
+災害防止効果の年効果額+一般交通等経費節減効果の年効果額
+国土造成効果の年効果額)
÷{還元率×(1+建設利息率)}−廃用損失額
=(30億1200万円−3億000万円+95億6300万+7億
円+32億9900万円)
÷{0.05695×(1+0.104)}−553億円
=2587億7900万円−553億円
=2034億7900万円
費用対効果=2559億8000万円:2034億7900万円
=0.79
A底泥の巻き上げを加味して算出した下水道費用を廃用損失額に含める
妥当投資額=2559億8000万円−956億円
=1631億7900万円
費用対効果=255980:163179
=0.63
以上