【SDGs】『海の豊かさを守ろう』衛星から見るSDGs

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みなさん、こんにちは。データデザイン部でデータサイエンティストをしている深町です。

レジ袋有料化から約1年がたちました。
初めのころにあった買ったものの量と袋の大きさが合ってなくて困るようなハプニングも減り、だいぶ慣れてきた今日この頃。そういえば、なんでレジ袋が有料化したのかご存じでしょうか…?「なんとなく環境に良いらしい!」「なんかSDGsらしい!!」「海に良いっぽい!!!」みたいなふわっとしたイメージはお持ちかと思われます。

本記事では、最近よく耳にするSDGsについて、そもそもSDGsとは何か、どんな目標があるのかをお話しした後、「海の豊かさを守ろう」という目標についての現状を調べてきました。

SDGsとは?

SDGs(Sustainable Development Goals:持続可能な開発目標)とは、2030年までに『持続可能でよりよい世界を目指す』ための国際目標のことです。世界の誰ひとり取り残されることなく、人類が安定してこの地球で暮らし続けられることができるように、世界のさまざまな問題を整理し、解決に向けて具体的な目標を示したものです。持続可能でよりよい世界を目指すために、17のゴールと169のターゲット(各ゴールの達成目標、実現のための方法)から構成されています。

SDGsとは?【アニメでわかるSDGs】

 

SDGs 17の目標

 

日本の取り組み

SDGsに関連する施策を実施するため、政府内で組織されたSDGs推進本部では、SDGsアクションプランに以下の8つの課題を優先課題としています。

 

➀ あらゆる人々の活躍の推進
➁ 健康・長寿の達成
➂ 成長市場の創出、地域活性化、科学技術イノベーション
➃ 持続可能で強靭な国土と質の高いインフラの設備
➄ 省・再生可能エネルギー、機構変動対策、循環型社会
➅ 生物多様性、森林、海洋等の環境の保全
➆ 平和と安全・安心社会の実現
➇ SDGs実施推進の体制と手段

 

これらの優先課題は、下の表に示すようにSDGsの17のゴールと関連しています。

 

8つの優先課題とSDGsの17のゴール

 

SDGsの達成状況

各国のSDGsの進捗状況を評価しているSustainable Development Report 2020によると、日本のSDGs達成度合いはランキング17位です。現状の評価では、SDGs17ゴールのうち「5.ジェンダー平等を実現しよう」、「13.気候変動に具体的な対策を」、「14.海の豊かさを守ろう」、「15.陸の豊かさも守ろう」、「17.パートナーシップで目標を達成しよう」に大きな課題があるとされています。

 

SDGs 日本の現状の評価(Sustainable Development Report 2020より引用)

 

中でも「5.ジェンダー平等を実現しよう」、「13.気候変動に具体的な対策を」、「14.海の豊かさを守ろう」の課題は、改善の進捗が停滞していると評価されています。

 

SDGs 日本の改善状態のトレンド(Sustainable Development Report 2020より引用)

 

今回の記事では、現状大きな課題があり、改善の進捗が停滞していると評価されている目標のうち、「14.海の豊かさを守ろう」について詳しく説明していきます。

「海の豊かさを守ろう」の課題

持続可能な開発のために、海・海洋資源を保護し、持続可能な方法で使用することを目標にしており、10のターゲットで構成されています。
[参考]各ターゲットの詳細について

目標14の現状の課題には、『海洋プラスチックごみ問題』『海の富栄養化問題』『海洋酸性化問題』等があります。

中でも海洋プラスチックごみ問題は、対策に関してSDGsアクションプラン内に具体的な取組が明記されており、日本が対策に注力していることがわかります。年間約800万トンも海に流れ出ているとされているプラスチックごみ。ビーチの景観を壊すだけでなく、生態系への影響が懸念されています。海に流れたプラスチックごみは、海上を浮遊しながら波や紫外線の影響で破片になります。これをエサと間違えて海の生物が食べてしまうことで、海の生物だけでなく、それを食べる鳥やわれわれ人間にも悪影響を及ぼすと言われています。プラスチックは生物によってほとんど分解されず、簡単に自然に還るものではありません。そのため、一度海に流れたプラスチックは、破片にはなれど回収しない限り海中を漂い続けると言われています。冒頭に述べたレジ袋有料化もこの対策の1つです。

 

プラスチックの海

 

海の富栄養化とは、下水や農業排水に含まれる過剰な栄養素が海に流出することで、水中の植物やプランクトンが増えすぎ、海洋生物が生息できなくなる低酸素地域が増えてしまう問題です。富栄養化が進むことで、アオコや赤潮が発生しやすくなり、これが原因で魚や貝等の水中生物が酸素不足で死んでしまうことがあります。

 

赤潮 (wikipediaより引用)

 

海洋酸性化とは、人間の活動によって大気中に出される二酸化炭素の量が増加し、それに伴い水中に取り込まれる二酸化炭素量が増えて海水の成分が酸性化することです。海洋酸性化が進むことで、サンゴや貝が育ちにくくなると言われています。サンゴが死んだり、育たなくなったりすることで、サンゴをすみかとしていた他の生物も影響を受け、多くの海洋生物に影響が出ると考えられています。

 

 

衛星データで課題を観測

課題の対策を練るには、まず現状を知らなければなりません。
地球の表面の70%は海におおわれています。実地調査をするにはあまりにも広く、各所で計測したデータがまばらになります。現状を把握する方法はさまざまありますが、海のように広域な場所を観測するには、衛星データを用いたリモートセンシングが有効です。
今回は衛星データを用いて、『海洋プラスチックごみ問題』『海の富栄養化問題』『海洋酸性化問題』を観測している例についてご紹介させていただきます。

海洋プラスチックごみ問題の観測

PROJACT IKKAKU

「これ以上海にごみを出さない」をビジョンに、増え続ける海ごみという課題に対し、持続可能な「ビジネスシステムの実装」を⽬指しているプロジェクトです。公益財団法人日本財団、一般社団法人日本先端科学技術教育人材研究開発機構(JASTO)、株式会社リバネスが共同実施し、機動力の高いベンチャー企業を主体として、学術機関、町工場、大企業、中小企業との異分野チームを形成し、海ごみ削減を実現するビジネスの社会実装を目指しています。

このプロジェクトのテーマの1つに、「衛星・ドローンによるごみ漂着状況診断システム」の構築があります。
海ごみの分布や種別情報は、回収装置の開発や回収計画を検討するために重要になると考えられており、沿岸部のゴミ漂着状況を、衛星、ドローン及び定点観測装置等を用いた、長期・網羅的な観測及び詳細分析が可能な海ごみ診断システムの開発を行っています。海ごみ調査のための衛星画像解析技術を応用し、2020年に起こったモーリシャス重油流出事故の被害状況の可視化にも貢献したという成果が報告されました。

 

ごみ調査のための衛星画像解析技術を応用し、モーリシャス重油流出事故の被害状況の可視化した結果 赤部が拡散した重油の領域(PROJECT IKKAKUより引用)

 

海の富栄養化問題の観測

環日本海海洋環境ウォッチ-環境省・NPEC/CEARAC- 活用事例>リモートセンシングによる富栄養化のモニタリング

環境省と公益財団法人環日本海環境協力センターは、人工衛星でとらえた海洋環境データを受信・解析し国内外に発信するシステムを構築するため、「環日本海海洋環境ウォッチ」事業を行っています。こちらのデータ活用事例では、植物プランクトン量の指標から富栄養化のモニタリング手法を開発したことが述べられています。

衛星データによるNOWPAP海域の富栄養化状況予備評価結果(環日本海海洋環境ウォッチ-環境省・NPEC/CEARAC-より引用)

 

海洋酸性化問題の観測

ESA>Satellites highlight a 30-year rise in ocean acidification

ヨーロッパ各国が共同で設立した宇宙開発・研究機関であるEuropean Space Agency (ESA:欧州宇宙機関) は、衛星によって測定することができる、温度や塩分、クロロフィル濃度等が、海洋炭酸塩化学の変動と密接に関連しているとしています。炭酸塩化学の平衡が崩れると、サンゴの骨格や貝殻が作りづらくなります。

 

衛星データによる海洋酸性化のモニタリング(ESAより引用)

 

課題の対策

衛星データを用いて課題を把握する取り組みが行われていることが分かりました。
では、課題に対してどのような対策が考えられているのか、代表的なものを紹介します。

海洋プラスチックごみ問題 対策

海洋プラスチックごみ対策の推進に関する関係閣僚会議において策定された、「海洋プラスチックごみ対策アクションプラン」に記載されているアクションプランには、大きく分けて8つの取り組みの対策分野があります。

  1. 廃棄物処理制度等による回収・適正処理の徹底

    今まではアジア各国にプラスチックごみの一部を輸出しリサイクル・処理していましたが、近年、アジア各国がプラスチックごみの輸入規制が強化されています。これに伴い、今まで輸出していたごみが国内にとどまることになっても対応できるよう国内体制を強化していきます。廃棄物処理・リサイクル施設の体制増強や、農業由来の使用済みプラスチックの回収・処理の推進等の取り組みがあります。

  2. ポイ捨て・不法投棄、非意図的な海洋流出の防止

    ポイ捨てされたごみが海に流出し、海洋ごみになっている現状があるため、これを解決するために廃棄物処理法やポイ捨て禁止条違反の監視・取締りを徹底していきます。
    他にも、清涼飲料団体によるペットボトル100%有効利用を目指し、自販機横に専用のリサイクルボックスを設置する取り組みを支援する等の取り組みがあります。

  3. 陸域での散乱ごみの回収

    海にごみが流出する前に陸で散乱したごみの回収についても取り組むことが必要です。街中や河川、海浜での清掃美化を行う取り組みを複数行います。「海ごみゼロウィーク」という、全国一斉清掃を行うキャンペーンの展開等がされています。

  4. 海洋に流出したごみの回収

    海に流出してしまったプラスチックごみも回収していく必要があります。海岸漂着物等地域対策推進事業という、海ごみ問題への対策のために環境省が地方公共団体を支援する取り組みによる、自治体や漁業関係者による海岸漂着物の回収処理を推進や、海洋環境整備船を配備して海ごみを回収する取り組みがあります。

  5. 代替素材の開発・転換等のイノベーション

    海にプラスチックごみが流出してしまったとしても影響が少ない素材に転換していくことが必要です。ポリエチレンやポリプロピレン等、私たちがよく耳にする一般的なプラスチックは、波や紫外線、バクテリア等の微生物によってバラバラになることはありますが、分解することはできません。そのため、マイクロプラスチックが海に残り続けることになります。そこで、マイクロプラスチックを出さない、生分解性プラスチックの開発・普及に取り組みます。

  6. 関係者の連携協働

    幅広い国民各界・各層に取り組みを広げるため、キャンペーンや情報発信等を行っていきます。

  7. 発展途上国等における対策促進のための国際貢献

    途上国に対し、廃棄物管理の対策促進を支援します。

  8. 実態把握・科学的知見の集積

    対策を打つためには実態の把握が必要です。プラスチックごみの排出量や排出経路の調査、マイクロプラスチックを含む海洋プラスチックごみの人や生態への影響を調査する取り組みがあります。

海の富栄養化問題 対策

環境省 大気環境・自動車対策 水・大気環境行政のご案内(パンフレット) 水質汚濁対策によると、水質汚濁防止法により、汚水を排水する施設を設置する事業場から公共用水域へ排出される水に対して、全国一律で排水基準があります。事業者はこの基準に適合しない排出水を出してはならず、違反した場合には懲役または罰金が科せられます。
特定の事業場からの排水以外にも、私たちが普段生活する中で排出される生活排水も水質汚濁の主要な原因の1つになります。このため、水質汚濁防止法に基づき、対策が必要だと認められる地域には浄化槽を設置したり、生活排水対策の普及活動をしたりしています。

 

 

海洋酸性化問題 対策

地球環境研究センター 海洋酸性化の影響によると、海洋酸性化の影響を小さくしていくには二酸化炭素排出を抑制し、大気の二酸化炭素濃度を下げる地球温暖化対策しかないとされています。地球温暖化対策に関する国内の取り組みはこちらを参考にしてください。

海洋プラスチックごみ対策について、できたらいいことを考えてみた

さて、ここまでは調査した結果をご紹介されていただきました。
ここから先は、海洋プラスチックごみ対策について、衛星データやAIを使って実現できたらよいことを考えてみました。

AIの価値は大きく分けると「非属人化」「省力化」「品質向上」の3点です。
これらの視点で、海洋プラスチックごみ問題を見たとき、『海岸清掃作業の見積り作成の自動化』に衛星データやAIが活用できるのではないでしょうか。

環境省 海岸清掃マニュアルには、モデル地域として指定された、いくつかの海岸を調査した結果に基づき、事業として海岸を清掃する際に効果的な方法が記載されています。
海岸にもさまざまな地形があり、その地形や地理的な特徴により適した清掃方法が異なります。海岸清掃の見積りを作成する際には、まずその海岸の特徴を把握し、漂着するごみの種類や量、ごみ量の季節的な変化からいつ清掃を行うと効果的であるか現状を把握し、次にごみの回収に必要な作業員数、必要な重機や船舶の数を見積もる必要があります。
マニュアルにはごみの量・種類を推定する方法として、実際に海岸に赴き、漂着ごみの分布状況が代表的な箇所に10m × 10m程度の調査枠を設定し、その調査枠内のごみの高さから容積や重量を求める方法が記載されています。把握したごみの状況により、重機や船舶の必要性を考えます。ごみの回収に必要な作業人員数の見積りは、単位面積当たりの漂着ごみ量、清掃対象の海岸の広さ、清掃作業員1人あたりの作業時間から求めることができます。

 

各モデル地域における漂着ごみの組成(重量割合) (環境省 海岸清掃マニュアルより引用)
黒潮が流れている太平洋側は潅木の割合が多く、対馬海流が流れている日本海側はプラスチックごみの割合が多いように見えます。海岸にも特性があることが分かりますね。

 

漂着ごみの堆積状況の外観 調査枠 (環境省 海岸清掃マニュアルより引用)

 

こちらの、ごみの量の推定する方法では、ごみの種類・量やその季節変化を把握するまでに多くの工数がかかってしまいます。「ごみの分布状況が代表的な箇所を決定する」手順も、誰でも簡単に行えるものではなさそうです。また、いつ海岸清掃を行うと良いのか、どの業者からどんな重機や船舶をレンタルするのがよいのか等考慮しないといけない項目も多く、海岸清掃の見積りを作成するのは簡単な作業ではなさそうです。

そこで、この状況把握を省力化、非属人化するために、衛星データやAIを使っていく方法を考えます。

ごみの量や種類、海岸のごみの季節性を把握するには、PROJECT IKKAKUの取り組みのように、衛星データと定点カメラで撮影した画像を解析して用います。今回は海岸のごみ状況を自動で把握するために、ドローンではなく定点カメラを用います。

 

ドローン空撮画像による漂着ごみの識別 (PROJECT IKKAKUより引用)

 

衛星データのみでは、見積りが作れるほど正確に海岸ごみの量・種類を判定することは困難ですが、島国である日本には多くの海岸があり、すべての海岸に定点カメラを設置したりするのは現実的ではないではありません。そこで、衛星データを用いて、日本全国の海岸からプラスチックごみの量が多く、海岸清掃で大きな効果が期待できる海岸を見つけ出し、効果的な海岸定点カメラの設置を行います。
この取り組みで、自動的に対象の海岸のごみの状況が把握できるようになりました。

 

海岸ごみ状況の把握 自動化

 

次に、いつ海岸清掃を行うのがベストなのかを求めていきます。
海岸清掃の効果が最も高いのは、把握したごみの季節性を見て、もっともごみの量が多い時期に清掃を行うことです。冬季にごみが多くなる場所では冬から春にかけて、夏季にごみが多くなる場所では夏から秋にかけて清掃を行うと効果的です。ごみの季節的な変化から最も効果的な清掃時期を決定し、その時期の中から最適な清掃日を決定してくれると便利ですよね。
最適な清掃日を決める条件はさまざまありそうですが、中でも天気は重要な条件です。当日に天候が悪いと作業スピードは落ちますし、最悪の場合、安全確保のために船舶や重機が使えなくなったり、清掃自体を中止したりする必要が出てきます。また、清掃日の数日前であっても天候が悪いことで、ごみが雨をすって見積りよりごみの重量が増してしまったり、暴風等でごみが飛ばされて見積りよりごみが少なすぎたりすることも考えられます。
天気以外にも、清掃日が平日か休日か、連休か、夏休み・冬休み等の大型休みか等日付によって、清掃作業員の集まりやすさや清掃作業員1人あたりの単価、重機・船舶のレンタル代やレンタル可能台数にも影響がありそうです。砂浜タイプの海岸では、最も効果が高い清掃時期ではなく海開きの前にビーチをきれいにしたいという需要も考えられます。回収した後のごみをいつ処分するのかも最適な清掃日を決める条件になるでしょう。

 

最適な海岸清掃日の決定 自動化

 

最適な清掃日、正確なごみの状況把握ができるようになると、道具の発注業者・発注数、重機・船舶のレンタル業者やどの重機・船舶をレンタルするとよいかをレコメンドしてくれると、より便利に見積りを作成することができそうです。

 

道具・重機・船舶の最適な発注方法のレコメンド

 

衛星データやカメラで取得した画像を用いて海岸状況を把握する動きは、実証実験段階ですがプロジェクトが開始されていたり、研究が行われていたりします。最適な清掃日の決定については、似た事例は見つけられませんでしたが、モデル地域の調査により海岸のタイプからいつ清掃を行うと効果的な清掃ができるかは分かっています。最適な道具、重機・船舶レンタルの発注に関しては、スーパーマーケット等で使われている発注自動化AI等が近いです。

現在、海岸清掃作業の見積り作成のほとんどは手作業で行われていますが、今後実証実験が進み、自動化されるようになるのもそう遠くはないのではないでしょうか。

まとめ

本記事では、最近よく耳にするSDGsについて、そもそもSDGsとは何か、どんな目標があるのかをお話しした後、「海の豊かさを守ろう」という目標についての現状について調べてきました。持続可能でよりよい世界を実現するには、まず世界の実情を把握しないといけません。海のように、あまりにも広大で人が把握しきれないような場所の状況把握には、衛星データを用いることが有効になってきます。
2030年に向けて今後もSDGsが推し進められていくことで、今後も衛星データを利用した政策やビジネスから目が離せません。

さて、最後になりますが、弊社の衛星データサービスである「Starflake」についてご紹介させていただきます。
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ご興味を持たれましたら、Starflakeの活用例や衛星データビジネスの市場についてご紹介させていただいております関連ブログも読んでみてください。

関連ブログ:実務で使える衛星データを!新サービス「Starflake」で目指すこと
関連ブログ:なぜ今衛星データビジネスがアツいのか?

参考文献

  1. レジ袋チャレンジ
  2. 公益社団法人日本ユニセフ協会 SDGs CLUB
  3. 首相鑑定 持続可能な開発目標(SDGs)対策推進本部
  4. 外務省 JAPAN SDGs Action Platform 日本政府の取組
  5. 国際連合広報センター SDGsのポスター・ロゴ・アイコンおよびガイドライン
  6. SDGsジャーナル
  7. SDGsアクションプラン2018
  8. SDGsアクションプラン2021
  9. SUSTAINABLE DEVELOPMENT REPORT
  10. Gakken キッズネット 富栄養化って、何ですか?
  11. 国立環境研究所 地球環境研究センター 解説 海から貝が消える?海洋酸性化の危機
  12. 気象庁 海洋酸性化 海洋酸性化とは
  13. PROJECT IKKAKU
  14. 環日本海海洋環境ウォッチ-環境省・NPEC/CEARAC-
  15. ESA
  16. リーフレジリエンスネットワーク
  17. 環境省 「海洋プラスチックごみ対策アクションプラン」の策定について
  18. 海ごみゼロウィーク2021
  19. 海岸漂着物等地域対策推進事業 環境省
  20. アイ-コンポロジー株式会社 海洋生分解性バイオマス複合プラスチック材料 「生分解性プラスチック」ってなに?
  21. 一般社団法人 浄化槽システム協会JSA
  22. 地球環境研究センター 海洋酸性化の影響

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WRITER

データサイエンティスト

深町   侑加 Yuka Fukamachi

AI・データ活用プロジェクトにて、前処理からモデリングまでのデータサイエンスを担当。 JDLA Deep Learning for GENERAL 2019 #2

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