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未利用資源有効活用に向けた窒素・リン・カリウムの社会・環境技術選択システム設計

研究課題

研究課題/領域番号 17H00794
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境材料・リサイクル
研究機関東北大学

研究代表者

松八重 一代  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (50374997)

研究分担者 金本 圭一朗  総合地球環境学研究所, 研究部, 准教授 (20736350)
大野 肇  東北大学, 工学研究科, 助教 (20769749)
長坂 徹也  東北大学, 工学研究科, 教授 (30180467)
福島 康裕  東北大学, 工学研究科, 教授 (40345096)
種田 あずさ  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 主任研究員 (70585314)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
34,580千円 (直接経費: 26,600千円、間接経費: 7,980千円)
2019年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2018年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
2017年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
キーワード窒素 / リン / マテリアルフロー / 産業連関分析 / フットプリント解析 / NutrIO / サプライチェーン / フットプリント / 農業用栄養塩 / カリウム / マテリアルフロー分析
研究成果の概要

本研究課題は、窒素・リンに着目して、そのリサイクルを含む国内外のサプライチェーン全体を対象として、未利用資源の有効活用技術を導入した際に、上流では一次資源の需要量にどのような変化があり、下流では環境負荷排出がどの程度軽減されるのかを定量的に解析した。具体的に以下の研究をすすめた。
(1) 我が国のリン・窒素のマテリアルフロー解析 (2) 栄養塩類フロー解析用産業連関モデル(Nutrient extended Input Output model: NutrIO)の整備、ならびにNutrIOに基づく我が国経済の窒素・リンフットプリント解析 (3)国別窒素・リンフットプリントの推計。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本申請課題で解析を進めた農業のみならず非農業部門での栄養塩フロー解析ならびに、提案した栄養塩フロー解析用産業連関分析によって、我が国の産業活動・家計活動が直接間接に引き起こす栄養塩類の流れを定量評価できるようになった。資源であり環境負荷物質でもある窒素・リンについて包括的な管理をすすめる上で重要な知見を提供した。また各国の食料選択の差異、肥料効率の違いを考慮した上で、国別の窒素・リンフットプリントを解析したことにより、将来的な人口動態変化、消費構造変化によって、栄養塩類フローにどのような影響をもたらすかについても定量的な知見をもたらした。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2021 2020 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 16件、 招待講演 10件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] KIIT University(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Renmin University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Institut Teknologi Bandung(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Centre for Ecology & Hydrology/Lancaster University(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Technology Sydney(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Delaware(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] NTNU(ノルウェー)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Delaware(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Queensland(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Trends in the food nitrogen and phosphorus footprints for Asia's giants: China, India, and Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Oita Azusa、Wirasenjaya Farah、Liu Jiarui、Webeck Elizabeth、Matsubae Kazuyo
    • 雑誌名

      Resources, Conservation and Recycling

      巻: 157 ページ: 104752-104752

    • DOI

      10.1016/j.resconrec.2020.104752

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 食料生産における関与物質総量の枠組の提案と評価 ~国産食材のTMR係数~2018

    • 著者名/発表者名
      山末英嗣,光斎翔貴,松八重一代,マクレランベンジャミン
    • 雑誌名

      日本LCA学会誌

      巻: 14 号: 2 ページ: 146-157

    • DOI

      10.3370/lca.14.146

    • NAID

      130006726088

    • ISSN
      1880-2761, 1881-0519
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 日本における産業を中心とした窒素フローの2005年から2015年にかけての変化2018

    • 著者名/発表者名
      片桐 究、溝口 修史、松八重一代、長坂徹也,
    • 雑誌名

      日本LCA学会誌

      巻: 14 号: 4 ページ: 319-331

    • DOI

      10.3370/lca.14.319

    • NAID

      40021727520

    • ISSN
      1880-2761, 1881-0519
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mining, land restoration and sustainable development in isolated islands: An industrial ecology perspective on extractive transitions on Nauru2018

    • 著者名/発表者名
      Clifford Martin J.、Ali Saleem H.、Matsubae Kazuyo
    • 雑誌名

      Ambio

      巻: 48 号: 4 ページ: 397-408

    • DOI

      10.1007/s13280-018-1075-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 持続的リン管理の国際動向2018

    • 著者名/発表者名
      松八重一代, 大竹久夫
    • 雑誌名

      日本LCA学会誌

      巻: 14

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 食料生産における関与物質総量の枠組の提案と評価, ~国産食材のTMR係数~,2018

    • 著者名/発表者名
      山末 英嗣,光斎 翔貴,マクレラン ベンジャミン,松八重 一代
    • 雑誌名

      日本LCA学会誌, (2018) 14(2)

      巻: 14 ページ: 146-158

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 責任ある資源利用を目指した社会における未利用資源の活用2017

    • 著者名/発表者名
      松八重一代・長坂徹也
    • 雑誌名

      化学と教育

      巻: 65 ページ: 4-7

    • NAID

      130006787296

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] リンの資源と持続可能性2017

    • 著者名/発表者名
      松八重一代、長坂徹也
    • 雑誌名

      エネルギー・資源

      巻: 38 ページ: 43-45

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 栄養塩管理の重要性とSDGsへの貢献2021

    • 著者名/発表者名
      松八重一代
    • 学会等名
      LFPI環境・エネルギー委員会 講演会(招待講演)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 産業連関分析に基づく日本の食料窒素フットプリント2021

    • 著者名/発表者名
      種田あずさ, 片桐究, 江口哲也,森岡涼子, 林健太郎, 松八重一代
    • 学会等名
      第16回日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 産業連関分析を用いた化学製品を通じた反応性窒素需要解析2021

    • 著者名/発表者名
      片桐究、種田あずさ、松八重一代
    • 学会等名
      第16回日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A Time Series Analysis on Food Nitrogen Footprint of Indian Subcontinent Associated with Religious Food Taboos2021

    • 著者名/発表者名
      Aurup Ratan Dhar, Azusa Oita, Kazuyo Matsubae
    • 学会等名
      第16回日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Nitrogen and Phosphorus Footprint Analysis on Food Production in Indonesia2021

    • 著者名/発表者名
      Farah Wirasenjaya, Azusa Oita, and Kazuyo Matsubae
    • 学会等名
      EcoBalance 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time Series Analysis on Food Nitrogen Footprint in the Indian Subcontinent Associated with Religious Food Taboos2021

    • 著者名/発表者名
      Aurup Ratan Dhar, Azusa Oita, Kazuyo Matsubae
    • 学会等名
      EcoBalance 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 経済活動と栄養塩類(窒素・リン)のフロー2020

    • 著者名/発表者名
      松八重一代
    • 学会等名
      第2回 沖縄・富山リサイクルフォーラム(招待講演)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nutrients for Food2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuyo Matsubae
    • 学会等名
      International Society for Industrial Ecology Socioeconomic Metabolism Section perpetual online conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 農業用副産物の回収と再資源化に関する環境影響評価:籾殻シリカの事例2020

    • 著者名/発表者名
      劉嘉睿 ・ 張政陽・松八重一代
    • 学会等名
      環境経済・政策学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Nitrogen footprint assessment towards sustainable food systems2020

    • 著者名/発表者名
      Azusa Oita
    • 学会等名
      International Society for Industrial Ecology Socioeconomic Metabolism Section perpetual online conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Industrial use of Phosphorus and its international trade dependency2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyo Matsubae, Elizabeth Webeck, Tetsuya Nagasaka, Hisao Ohtake
    • 学会等名
      Sustainable Phosphorus Summit, SPS2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regional opportunities and vulnerabilities2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyo Matsubae, Elizabeth Webeck, Tetsuya Nagasaka, Hisao Ohtake
    • 学会等名
      Sustainable Phosphorus Summit, SPS2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Food nitrogen and phosphorus footprints trends and prospects associated with food consumption patterns2018

    • 著者名/発表者名
      Azusa Oita, Kiwamu Katagiri, Yuko Mano, Elizabeth Webeck, Kazuyo Matsubae
    • 学会等名
      International Conference on EcoBalance 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nitrogen flow analysis focused on industrial application in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Kiwamu KATAGIRI, Kazuyo MATSUBAE, Tetsuya NAGASAKA
    • 学会等名
      International Conference on EcoBalance 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Material Flow Analysis on Phosphorus in Shiga Prefecture2018

    • 著者名/発表者名
      Yuko Mano, Kazuyo Matsubae
    • 学会等名
      International Conference on EcoBalance 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Food Nitrogen Footprints Trends and Food Nitrogen Trading in China, India, and Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Azusa Oita, Tapan K Adhya, Elizabeth Webeck, Kazuyo Matsubae
    • 学会等名
      NARO-MARCO International Symposium “Nitrogen Cycling and Its Environmental Impacts in East Asia”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Material flow analysis of anthropogenic reactive nitrogen in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Kiwamu Katagiri, Azusa Oita, Kazuyo Matsubae, Tetsuya Nagasaka
    • 学会等名
      NARO-MARCO International Symposium “Nitrogen Cycling and Its Environmental Impacts in East Asia”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] P for food and P in waste streams2018

    • 著者名/発表者名
      K. Matsubae, E. Webeck, A. Oita, T. Nagasaka
    • 学会等名
      8th International Conference on Sustainable Waste Management
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Industrial use of Phosphorus and its international trade dependency2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuyo Matsubae
    • 学会等名
      International Symposium on Resource Depletion
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 低炭素社会を支える技術に関する反応性窒素についての考察2018

    • 著者名/発表者名
      片桐究、種田あずさ、松八重一代、長坂徹也
    • 学会等名
      第14回日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アジアの食料消費構造の変化に伴う窒素・リンフットプリントの経年変化2018

    • 著者名/発表者名
      種田あずさ、Webeck Elizabeth、松八重一代
    • 学会等名
      第14回日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] P-イノベーションプロセスによる黄リン製造のLCA2018

    • 著者名/発表者名
      舞良 俊紀、平木 岳人、三木 貴博、松八重 一代、長坂 徹也
    • 学会等名
      第14回日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 滋賀県におけるリンのマテリアルフロー分析2018

    • 著者名/発表者名
      間野由布子、松八重一代
    • 学会等名
      第13回日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 日本国内窒素フローの経時変化2018

    • 著者名/発表者名
      片桐究、松八重一代、長坂徹也
    • 学会等名
      第13回日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] リンの未利用二次資源2017

    • 著者名/発表者名
      松八重一代
    • 学会等名
      日本技術士会平成28年度第139回CPD中央講座
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リンのリサイクル(社会的視点から)2017

    • 著者名/発表者名
      松八重一代
    • 学会等名
      第3回持続的リン利用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fertilizers, yields and resource depletion: phosphates and the need for productive agriculture in Europe2017

    • 著者名/発表者名
      K.Matsubae
    • 学会等名
      Strategic Materials for a Low-Carbon Future: From Resource Scarcity to Availability, Oxford Martin School, United Kingdom
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 産業連関分析の工学系研究への応用2017

    • 著者名/発表者名
      松八重一代
    • 学会等名
      PAPAIOS 2017年度 第2回 産業連関分析セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nitrogen flow analysis in semiconductor industry2017

    • 著者名/発表者名
      K. Katagiri, K. Matsubae, T. Nagasaka
    • 学会等名
      The 9th biennial conference of the International Society for Industrial Ecology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nitrogen flow analysis focused on by-product ammonia from steel industry2017

    • 著者名/発表者名
      K. Katagiri, K. Matsubae, T. Nagasaka
    • 学会等名
      1st International Conference on Energy and Material Efficiency and CO2 Reduction in the Steel Industry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 流域ガバナンス2020

    • 著者名/発表者名
      脇田 健一、谷内 茂雄、奥田 昇
    • 総ページ数
      470
    • 出版者
      京都大学学術出版会
    • ISBN
      9784814003037
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] リンの事典2017

    • 著者名/発表者名
      大竹久夫編著
    • 総ページ数
      330
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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