空とぶものの誘惑
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根拠を読もう
※このブログでは、時々バルーン関係の話題を取り上げています。

さて、バルーンリリースが自然環境に害を与えないという根拠をまとめたD. K バーチェット氏の資料を
ご存知でしょうか。

この文書は日本バルーン協会の風船飛ばしの資料としても引用されていますが、この資料は英文で記載されており
、英語を日常語としない日本人はあまりなじみがないのかも知れません。

そこで、この記事ではその資料の大意を訳してみました。 原文に誤った英語がやや多いため訂正した文字を
赤くしています。
また、不本意な誤訳もあるかもしれませんがご容赦願います。

なお、内容は一見いいことづくめの甘美な言葉の羅列となっていますが、基本的にゴム風船は膨らまして
相当時間直射日光に当てないと劣化が始まりにくい
ことを頭におく必要があります。
また、6週間の風船の劣化実験は劣化加速テストであり、現実には分解には数ヶ月~1年のスパンで分解に
時間がかかる恐れがあります。

↓木に引っかかり落ちたゴム風船。袋ではなく首のうちバルブでゴムの伸びたところが劣化して亀裂し
 下に落下したことが分かる。 また一方で風船本体はそれほど劣化していないことも分かる。
10081291.jpg10081292.jpg


なお、本来この文書が非の打ち所のない内容で、市民が納得できるのであれば、今頃大量の風船飛ばしの
反対運動など世界中にないはずですが、現在は反対運動がむしろ激しくなっているのは、このブログを
ごらんの方はご存知だろうと思います。

【キープ ウェールズ ティディ:レポート・バルーンリリースで意図的に環境にまかれる風船ごみを取り巻く問題(2008)】
http://www.keepwalestidy.org/1242.uploadfile.dld

つまり、この文書はバルーン業者が増加してバルーンリリースも増大した場合の自然環境への影響が
考慮されていないのです。


イギリスの海洋保全団体の調査で10年で3倍にも海岸に打ち上げられる風船の数が増加し、現在
バルーンリリースの反対運動が起こされているのは、残念ながらバルーン業者の本心が出た結果でしょう。
また、日本でも2008年、2009年と嵐のコンサートで連日5万個もバルーンリリースを行って
いましたが、これではイベント実施者や施工者の自然環境への意識に疑問が投げかけられることでしょう。

これは、日本における近年のガーデンウエディングなどの結婚式場の増加と屋外アトラクションの
傾向から見ても日本近海の海洋生物への影響が懸念されることです。
(数ヶ月で分解されるとしても、リリース後数十分で海に落ちることも多いのが日本の地理的状況です。
そんな状況で一度に何万個で毎日というのが理解に苦しむわけです。)


この資料をよく見ると、バルーンの劣化試験はバルーン製造会社はわずか2社だけの試験。
ゴム風船の分解を促進させるには、膨らました状態で数時間直射日光にさらす必要がある
ことは日本人でどれだけの人が知っていたでしょう。
(夜間のバルーンリリースはあまり環境に好ましくないのかもしれません。 先の嵐のイベントは
2008年、2009年そして2010年も夜のコンサート。どこのイベント業者が施工したのでしょうね...)

もしかして我々日本人は、実体のない「天然」、「環境に優しい」、「環境に配慮」などの言葉に踊らされていませんか? 環境にいいなら際限なく自然環境に投げ捨てていいと思っていませんでしたか?
「土にかえる」「土の微生物で分解」といっても、やることをやっていないと分解はやはり遅いのではないでしょうか。


また、上空5マイル(8000m)まで上昇するという話も、TBSのテレビ番組のサカスさんやほかの
民間の実験で多くは3000~4000mまでしか到達せず、飛行時間は1時間半ではなく30分では
ないかという疑惑も出ています。
すると、零下40℃のゴムの凍結粉砕説の仮定や落下風船の濃度の検証も意味がなくなってきます。
破裂高度の推測に一般的な楕円球体ではなく正球体の形状の風船の破裂時の体積値に基づいている
ことも一因かもしれません。
また、日本テレビ系のサプライズでは零下41℃での実験で低温が原因で伸びたゴムが縮まなくなり風船が粉々にはならないことも
分かりました。 一説には粉々になるにはむしろゴム膜が極限まで伸びきる必要があるといわれています。

↓浮力がたかだか数グラムしかない風船の落下は、必ずしもゴム膜が限界点まで達して粉々に破裂するとは限りません。
 (写真は波状の破断面のみられる典型的な風船の破片。)
10081293.jpg

風は現実には一方向だけに吹くわけでなく反対に吹くこともありますし、無風で滞留することもあります。
もっとも落下風船の濃度も同心円で同じ濃度なはずはなく、地域によっても濃度は違うはずです。
雨が降れば雨粒の重さで風船はそのまま地上に落下します。雨天でバルーンリリースが行なわれない一因です。

その一方で、海棲生物や海鳥などの誤飲問題がマスコミにも取り上げられ看過できない問題となってきた
現実もあります。
アメリカ西海岸の広大な「ごみの海」の一部は日本から流れ着いたごみでできているのはいうまでもありません。

日本の気象庁では近年は、一部の気球観測から電波レーダーによるウインドプロファイラに置き換わっているほか、
都市圏のラジオゾンデの落下は回収の煩雑さや大規模な停電事故につながる恐れもあり、気象予測で都市圏に
落下が予想される場合は気球観測を行なっていません。

【気象庁・高層気象台「ゾンデの飛翔予測情報システムの利用について」(高層気象台彙報第65号 2005年3月)】
http://www.kousou-jma.go.jp/share/publication/archive/2005/pdf/65_3_Iwatsubo.pdf
近年,交通網の発達や都市域の拡大により落下したラジオゾンデについての通報が増加し,時には建造物や樹木等に引っ掛かり,撤去を要請されることがある.オゾンゾンデ観測では,観測データの利用目的及び飛揚器材が大きく全長が長いことを考慮し,平成16 年4 月から落下位置が主要空港とその周辺や大都市の市街地等に予測される場合は,事故防止を優先に翌日以降に飛揚を延期することになった.この落下位置予測には,業務支援プログラムとして,ゾンデの飛翔シミュレーションプログラム(中野・藤田:2002)である落下位置予測プログラムが利用されており,当該オゾンゾンデ観測時刻に最も近いレーウィンゾンデ観測及びオゾンゾンデ観測(以下「直近」という;3.2参照)におけるゾンデデータを用いて予測を行っている.(抜粋)

気象観測用途であっても観測行為によって起こりうる社会への影響や損害リスクを意識する時代になりました。


果たして、そのような事実を踏まえた上でこの資料はどの程度まで信用できるのでしょう?


以下、本文




A STUDY OF THE EFFECT OF BALLOON RELEASES ON THE ENVIRONMENT
環境に対するバルーンリリースの影響調査


D. K BURCHETTE D.K.バーチェット

Technical Advisor テクニカルアドバイザー
Environmental Committee 環境委員会
National Association of Balloon Artists 全国バルーンアーティスト協会

July 29, 1989 1989年7月29日

ABSTRACT 概要

Calculations were done to determine the fate of rubber latex balloons released into the environment.
Aging tests were done to measure the degradability of latex balloons under a wide range of conditions.
Based on the results, recommendations were made concerning rules to limit the impact of balloons on the environment.

この推測は、環境に放出されるゴムラテックス風船の結末を決定するためにされました。
老化試験は、さまざまな状況の下でラテックス風船の分解性を測るために行われました。
それらの結果に基づき、環境に対する風船の影響を制限するために推奨されるルールを作成しました。




BACKGROUND 背景

In the latter half of the 1980's the public's awareness of mankind's
harm to the environment was dramatically heightened by a number of
ecologically significant events. These included major oil spills
from tankers, evidence of global warming due to the burning of
fossil fuels, plastic and other non-biodegradable garbage washing
ashore and causing the closing of public beaches, publicity about
depletion of the ozone layer which screens the earth from harmful
levels of ultra-violet radiation from the sun, and so on.

(アメリカでは)1980年代後半のいくつかの生態学的に重大な出来事によって、人類が環境に及ぼす公害に対する民間人の問題意識が劇的に高まりました。
主なものとしてタンカーなどの石油流出事故をはじめ、地球温暖化の原因となる化石燃料の燃焼、陸地に打ち寄せ公共の海岸を覆い尽くすプラスチックやほかの生分解性しないゴミの問題、地球を覆うオゾン層の破壊による太陽からの有害レベルの紫外線の放射などがあります。


A natural and worthwhile reaction to these and similar events has
been that concerned citizens and lawmakers have begun to propose and
enact legislation with the aim of protecting the environment and
wildlife from the harmful activities of man. One small but symbolic
effort along these lines has been legislation by some communities
to restrict or ban the popular activity of "balloon releases"
where hundreds or even thousands of helium filled balloons are
released into the air to celebrate or publicize some occasion. This
concern is based on the assumption that when these balloons come
down they will become litter and/or cause harm to wildlife which may
ingest them. Many people feel that balloon releases are an example
of a "throw away" society where man wantonly discards plastics
and non-biodegradable items which are ruining the environment.


これらや同様の出来事に対して、人類による有害な活動から環境と野生生物を保護することは、当然のことでやりがいのあることだとして、影響を懸念する市民と立法家を動かし、法律を提案して制定され始めました。
そのような方針に沿って作られた象徴的な運動の1つが、いくつかの共同体によって制定された、祭りを公に知らしめるために何百個、何千個とヘリウム風船を空中に飛ばす人気の高い”バルーンリリース”(風船飛ばし)の行為の規制法や反対運動でした。
この懸念は風船がゴムくずとして落下するとき、野生生物が摂取するなど害をもたらすであろうという仮定に基づいています。
多くの人々がバルーンリリースが合成樹脂を投げ捨て環境に害のある典型的な「使い捨て」社会の例と同様に、生分解せず環境破壊しているものだと思っています。


On the other side of this issue are the many people who earn their
livelihood from balloon releases and related activities. These
include balloon manufacturers, helium suppliers, balloon wholesalers
and retailers, and their employees. Most of the commercial balloon
releases are arranged by small, family run businesses which make a
living through balloon releases and through balloon deliveries and
decorating. Balloon releases do much good through publicizing many
worthwhile causes and helping to raise funds for charities and other
non-profit groups. These balloon releases have proven to be valuable
to commerce by virtue of their high visual impact in advertising.

しかし一方で、バルーンリリースの行為に携わることで生活の糧にする、多くの人々の問題があります。
それらは風船製造業者、ヘリウム供給元、風船の卸売業者と小売り業者などの従業員を含みます。
大部分の商業的なバルーンリリースはバルーンリリースを通してバルーン配達そしてバルーン装飾を通して生計を立てる小企業や、家族企業の作業の手配により行なわれます。
バルーンリリースは行為により多くの慈善事業の宣伝に貢献し、慈善団体とNPO団体の資金集めの手助けをします。
バルーンリリースは広告で視覚的なインパクトの必要な演出として重要です。


This is a very emotionally charged issue, and in some cases
legislation is being passed in great haste with almost no investigation
into the facts involved. This report has been prepared to
provide legislators and others with relevant facts and with the
scientific evidence concerning this issue. Many of those in the
balloon business share the same concerns for the environment and for
wildlife as those who are proposing the legislation. However, they
want laws on this subject to be written with a sound basis in fact.
They do not want to be deprived of their livelihood in a symbolic
gesture which does not have any real and commensurate benefit to the
environment.

これは非常に感情的な問題であり、いくつかの法案はほとんど調査されることなく早急に法案が通りました。
このレポートはこの問題に関して適切な事実と科学的な根拠を議員と他の人たちに提示するものです。
バルーンビジネスの多くの人たちが法律を提案している人たちと同様に、野生生物のための環境への懸念を共有します。
しかしながら、彼らはこの問題に関する法律が事実に基づく十分な根拠のもとで記されたものであることを望みます。
彼らは環境に見合った利益ももたらさない、見せかけの行動で生計を奪われたくはありません。


ABOUT THE AUTHOR
著者について

The author was born November 10, 1943 in Louisville, Ky. He received
a Bachelor of Science Degree in Chemical Engineering from the
University of Louisville in 1966, and a master of Science Degree in
Chemical Engineering from the University of Louisville in 1967. His
masters thesis concerned solid waste generation and disposal.

著者は1943年11月10日、ケンタッキー州のルイビルで生まれました。
彼はルイビル大学から、1966年に化学工学の理学士程度、1967年に化学工学の理学修士号を取得しました。
彼の修士論文は固形廃棄物の生成および処分に関係したものでした。


The author was employed in Research and Development for E. I. duPont
de Nemours & Co., Inc., for twenty years working in the area of
synthetic rubber product and process development. He retired in 1987
with the title of Senior Research Associate.

著者は、(アメリカ最大の化学会社)デュポン社の研究開発に従事しました。
会社では合成ゴム製品およびプロセス開発の部署で20年間働き、
彼は上級研究教授の肩書きで1987年に辞任しました。


The author was named Technical Advisor to the Environmental
Committee of the National Association of Balloon Artists (N.A.B. A.)
in March, 1989.
著者は1989年3月に全国バルーンアーティスト協会( N.A.B.A.)の環境保護の委員会にテクニカルアドバイザーに指命されました。


CONCLUSIONS 結論
Calculations indicate that most helium filled latex rubber
balloons that are released burst into tiny pieces about five miles
above the ground.

計算上は、リリースされる大部分のヘリウムで満たしたラテックス・ゴム風船が上空約5マイル(約8000m)で破裂し、小さい破片となることを示します

The small percentage of balloons that do not rise high enough
to burst come down at less than one balloon per fifteen square
miles.

破裂高度に達しない数%の風船も、15平方マイル当たり1個未満の割合で落下します。

Field tests show that latex rubber balloons are very
degradable on exposure in the environment under a broad range of
exposure conditions including exposure to sunlight and weathering,
exposure to water, and exposure to soil. The balloon samples show
significant degradation after six weeks of exposure. The balloon
samples appear to be degrading at about the same rate as oak tree
leaves and about three times faster than small pieces of wood (oak
and pine).

実地テストは、ラテックス・ゴム風船が日光と風化作用への接触、水の接触および土への接触を含む、幅広い環境下でにおいて環境に露出することにより非常に分解できることを示します。
風船のサンプルは6週間の接触の後に重要な退廃を示します。
サンプルは、オークの木の葉とおよそ同じ割合で、また小さな木片(カシと松)より約3倍速く分解しているように見えます。


The rate of degradation observed for the natural latex balloons
should prevent their accumulation in the environment to levels which
could be harmful.

天然のラテックス風船で観察された退廃率から、環境で有害になりうるレベルでの蓄積を防がなければなりません。

Based on the above results, it is recommended that balloons
made from natural latex rubber be the standard for balloon releases.
Balloons which are found to be less degradable than latex rubber
should not be allowed.

ですが上記の(生分解するという)結果から、天然のラテックスゴムから作られた風船がバルーンリリースの標準に推奨されます。
しかし、ラテックス・ゴムより分解できないバルーンは許可されるべきではありません。





OUTLINE 概略

I. MECHANICS OF A BALLOON RELEASE バルーンリリースの仕組

A. Where Do Balloons Go After Release? バルーンリリース後の風船はどこに?
B. Density of Balloon Fall Following a Release バルーンリリース後の風船の落下密度

II. DEGRADATION OF BALLOONS IN THE ENVIRONMENT 環境における風船の劣化

A. Background 背景
B. Field Tests of Balloon Degradation 風船退廃の実地テスト

  1. Experimental Procedure 実験手順
  2. Results of Aging Tests 老化テストの結果
  3. Conclusions From Aging Tests 老化テストの結論


III. COMMENTS CONCERNING RULES GOVERNING BALLOON RELEASES バルーンリリースを制限しているルールに関するコメント

A. Basis for Setting a Time Limit for Degradation 退廃のタイムリミットを設定する根拠
B. Suggested Rules for Degradability 生分解性に基づく推奨ルール
C. Other Suggested Rules for Governing Balloon Releases バルーンリリースに適用される他の規則の提案について

REFERENCES 引用
APPENDIX 付録


  1. Calculations of the mechanics of a balloon release バルーンリリースの仕組みの計算
  2. Density of balloon fall following a release リリース後の風船の落下密度




I. MECHANICS OF A BALLOON RELEASE
バルーンリリースの仕組

A. Where Do the Balloons Go After Release?
バルーンリリース後の風船はどこに?

Millions of helium filled latex rubber balloons are released each
year in the United States. Most of these are the toy rubber balloons
under a foot in diameter. However, the National Weather Service
releases about 50,000 five-foot diameter weather balloons to gather
data (Ref. 1). Where do these go?

アメリカ合衆国では毎年何百万個というヘリウムで満たされたラテックスゴム風船が飛ばされます。
これらの大部分が直径が1フィート(30cm)に満たない玩具用ゴム風船です。
しかし一方で、全米気象局ではデータを集めるためにおよそ50,000個もの5フィートの気象観測用ゴム気球を飛ばしています(引用.1)
これらはどこに行くのでしょう?


After the balloon is released, it rises through the atmosphere where
the atmospheric pressure and the temperature decrease with altitude
(Ref. 2). Using data supplied by the National Weather Service, the
volume of a typical 11-inch diameter balloon was calculated at
various altitudes. These calculations are contained in Appendix 1.
The results show that the balloon rises to the height of about
28,000 ft (5 miles) where the volume increases to the point where
the elastic limit of the rubber is reached. The temperature at this
altitude is 40 °F below zero. Under these conditions of
extreme elongation and low temperature the balloon undergoes
"brittle fracture" where the rubber actually shatters along
grain boundaries of crystallized segments (Figure 1). The resultant
pieces of rubber are small as seen in comparison with the coin in
Figure 1. These small pieces of natural rubber then float back to
earth five miles below and are scattered over a wide area.

風船は放出されると、気圧と気温が低下する大気中を上昇します。(引用.2)
全米気象局から提供されたデータを使い、典型的な11インチの直径の風船の内容積が種々の高度において計算されました。
これらの計算は付録.1に含まれます。
その結果は気球が膨張し、ゴムの破断点に到達する高度が、およそ28,000フィート=約8500m(5マイル=約8000m)の高さになることを示します。
この高度における気温は華氏の零下40°F(約-40℃)です。
この極端な伸長と低い温度のこれらの条件の下で風船はゴムが結晶化して繊維の境界線に沿って粉々になる「もろい破断面」に変化します。
図1でコインの比較で見られるように、結果のいくつかの破片となったゴムは小さいです。
これらの天然ゴムは上昇後、5マイル下の地球の広いエリアに散乱して落下しています。


warning.gifゴム風船の上昇高度限界は、天候や風船の個体差や浮力や上昇速度、ガスを入れた風船の膜の伸びしろがどれだけあるか、など様々な要素により決まるので、「大半がゴムの低温脆性が起こるとされる高度8000mまで到達する」とはいえず、数十mの低高度でも破裂することもある。


fig1.gif

FIGURE 1. At high altitude the balloon undergoes "Brittle Fracture" and blows apart into the pieces shown in the photograph.
図1.高高度において風船は「ぜい性破壊」と膨張による破裂により、写真のような小片のように粉々になる。

warning.gifゴム風船は-40度の低温で低温脆性を起こして粉々になるわけではないことが、環境団体などにより明らかになっている。 なお、図1のように細長い破片の場合、誤飲で生物が腸捻転を起こす恐れもある。

In order to do this calculation it was necessary to determine the
elongation at break for the rubber in the balloons. This was
measured in the laboratory by marking spots on uninflated 11-inch
balloons and measuring the distance between the spots as the balloon
was inflated to the bursting point. Table l shows the results which
agree with published literature for natural rubber.

この推論を求めるために、ゴム風船のゴムの伸びの限界を調べるため、破裂するまで膨らませる必要がありました。
それには未使用の11インチの風船の上に小さい点を付けて、風船の破裂時の点の間隔の距離を測る実験を研究所で行なわれました。
それにより求められた表1の結果は、天然ゴムの文献と合致する内容を示します。




TABLE 1. ELONGATION AT BREAK FOR 11-INCH BALLOONS
 表1.11インチバルーンの破裂時の伸張率

Balloon No.Elongation,(伸張率) %
1800
2725
3737
4662
 avg.(平均) = 731%


warning.gifゴム風船が7.3倍に膨張するとされる根拠である。

The time it takes for the balloon to reach the height where it will
rupture can be calculated using the following formula from Ref. 3:
 引用.3の公式から風船が規定高度に到達し破裂するまでの時間を導き出すことができます。

equation1.gif

where L is the "free lift" in grams, or the mass in grams that
the inflated balloon, carrying all its attachment (if any), is just
able to support without rising or sinking, and W is the weight of
the balloon, with attachments, before inflation.

ところで、Lは膨らました風船のかたまりの”自由浮力”の重量グラムであり、その重量の積載物などは上昇も下降もせずに運ぶことができる。またWは膨らます前の付属品を含めた風船の重量である。

For a typical helium filled 11-inch diameter toy balloon L was
measured to be 11 grams and W was measured at 3 grams. Substituting
these values into the above equation and converting the results to
feet per second gives an ascent rate of

典型的なヘリウムを満たした11インチの直径の玩具用風船の浮力Lが11グラム、そして風船の重量Wが3グラムとして測られました。
上の方程式の中にこれらの値を代用し、毎秒の上昇速度の結果をフィートに変換すると

V = 107.65m/分 = 1.794m/秒 ≒ 5.89フィート/秒


equation2.gif

V = 5.89 フィート毎秒(= 約180cm毎秒)

Dividing this into rupture altitude of 28,000 ft. results in a total
ascent time of 4,753 seconds which is approximately 1.5 hours.

上昇速度から破裂高度の28,000フィートまで、およそ1.5時間となる4,753秒かかることになります。

The vast majority of released toy balloons will have this fate,
i.e., rise to a height of several miles and blow apart into very
small pieces which then float back to earth. The very small pieces
involved (Figure 1) and the wide scattering would suggest very
little, if any, harmful effect on animal life. Biodegradation
studies which are covered later in this report show this balloon
material is about as degradable as tree leaves. It would be
extremely far fetched to think that one of these small slivers of
soft rubber could block the digestive tract of a sea turtle or
dolphin.

バルーンリリースで飛ばしたゴム風船の多くはこの運命、すなわち数マイルの高さで破裂し、細かい破片となって地球に戻っていくことでしょう。
また、非常に小さい小片は(図1)は、広範囲にまき散らされ、動物に対する有害な効果もほとんど連想させません。
この後のレポートで扱う生分解性の研究資料では、風船が木の葉と大体同じぐらい分解可能であることを示します。
そんな柔らかいゴムの小さい破片の1つがウミガメあるいはイルカの消化管をふさぐことは極めてまれだと思うでしょう


warning.gifゴム風船は生分解に半年ないし1年程度かかるため、その期間に生物被害をもたらすことから、「天然素材」でも「生分解」するとしても生物に安全ではないことが明らかになっている。

B. Density of Balloon Fall Following a Release
バルーンリリース後の風船の落下密度

A few percent of the balloons released will be flawed or develop
leaks and will not rise high enough to rupture. These balloons will
descend back to earth intact It is from this group that returns come
following the release of "tagged" balloons. Usually well under
5-percent of balloons are returned following this kind of event.

バルーンリリースされた風船の数パーセントが製造上の欠陥があるか、あるいはガス漏れの拡大により破裂する高度に到達しません。
これらの風船はあとから地球上にそのままの形で落下します バルーンリリースの後で出てくることから「タグ付き」風船といわれます。
通常は、おそらく5%以下がそのまま地表に戻ってきます。


It would be from this group of falling, intact balloons that any
harmful effect on animal life would be most likely since the
balloons which blow apart at high altitude come down in very
tiny pieces which are widely scattered.

高高度で破裂する風船に非常に小さい断片で広い範囲で落下するので、このような完全な状態で落下する風船のグループは、動物生態への何らかの有害な影響で最も懸念されるでしょう。

Assuming that a full 10-percent of the balloons come down without
bursting for a typical release of 500 balloons, it is conservatively
calculated that the density of balloon fall would be no greater
than one balloon in over 15 square miles !
These calculations are
shown in Appendix 2. The results show that the descent of balloons
following a release does not constitute a litter problem.
Furthermore, this extremely low density of balloons from a release
indicated that it would be very unlikely for the balloon release to
have any measurable impact on animal life even if the balloon
material was toxic, which it is not. Simply stated, one 3-gram piece
of natural, biodegradable rubber in a several square mile area
should have very little impact.

典型的な500個のバルーンリリースにおいて、10%の風船が破裂せずに落下すると想定して、控えめに計算しても風船の落下する密度は15平方マイル以上の面積で1個にもなりません!
これらの計算は付録.2で見ることができます。
結果はリリースの後に続く風船の落下で散乱ゴミ問題が起こらないことを示します。
さらにあり得ない話ですが、たとえ風船の素材が有毒でも、リリース後の風船の落下後のこの極めて低い落下密度は、バルーンリリースが、動物の生命に測定可能などのような影響ももたらすことは非常にありそうにないことを示します。
言い換えれば、数平方マイルの区域で3グラムの生分解性がある天然の消しゴムのかけらの環境への影響はごくわずかです。


The above results are consistent with everyday observation and with
common sense. Most of us never see balloons on the ground that have
come from a balloon release, even though balloon releases occur
very frequently throughout the country.

上記の結果は、ありふれた観察で、そして、共通感覚で一致しています。
バルーンリリースは国全体で非常にしばしば行なわれますが、バルーンリリースで地上に落下した風船を 我々の大部分は決して見ることがありません。


warning.gif風船飛ばしの後ににわか雨やゲリラ豪雨に見舞われると、雨粒で浮力を失った風船が地表に大量に落下することもある。

II. DEGRADATION OF BALLOONS IN THE ENVIRONMENT
環境における風船の劣化

Background 背景

There are two types of toy balloons: "latex" balloons made from
natural rubber, and so-called "foil" or "Mylar" balloons which are
made from a metal coated plastic such as polyethylene or nylon. The
foil balloons are not biodegradable.

玩具用風船には2つのタイプがあります:
「ラテックス」風船は天然ゴムから作られたもの、そしていわゆる「ホイル」あるいは「マイラー」風船はポリエチレンあるいはナイロンのようなプラスチックに金属をコーティングしたものです。
ホイル風船は生分解性がありません。

Balloon releases almost always involve the release of the rubber
latex balloons rather than the foil balloons. This is primarily due
to economic considerations from those doing the release. Currently
the foil balloons cost about a dollar each wholesale whereas the
latex balloons cost only about ten to fifteen cents each. The
following section of this report concerns only the latex rubber
type of balloon.

バルーンリリースはホイル風船よりむしろ、ゴムラテックス風船でのリリースを必要とします。
これは主にバルーンリリース従事者たちの経済的配慮のためです。
現在、卸売りのコストは、ホイル風船はおよそ1ドルに対し、ラテックス風船がおよそ10~15セントの費用がかかります。
このレポートの以下の項は風船のラテックスゴムタイプだけに関係します。


Latex balloons are manufactured using a dipping process which
involves dipping a ceramic mold into a coagulant such as salt water
and then dipping it into natural rubber latex. This causes the latex
to coagulate on the mold and form the balloon which is then washed,
dried and then removed frum the mold.

ラテックス風船は、陶器の風船型を塩水などの凝固剤に浸し、それを天然ゴムラテックスに浸す浸漬プロセスにより製造されます。
これによりラテックスを型の表面で凝固させ、そして形成した風船を洗浄して乾燥し、型から取り除かれます。

Natural rubber latex comes frum the large forest tree Hevea
brasisiensis
which occurs naturally in the southern equatorial
region of America. Rubber occurs in the Hevea tree as a latex, a
milky liquid which is exuded when the tree is wounded or cut.
Rubber is a straight chain polymer (Ref. 4) having the formula

天然ゴムラテックスは、アメリカの南赤道近くで自然に存在する大きい森林木ヘベア・ブラジリエンシスから作られます。
ゴムラテックスは、ヘベアの木が傷つけられるか、あるいは切断されるとき、しみ出る牛乳のような液体として産出します。
ゴムはまっすぐな鎖重合体の構造で(引用.4)、以下の化学式を持ちます。


equation3.gif

The unstabilized double bonds make it susceptible to degradation.
不安定な二重結合は、それを劣化に影響されやすくします。

Latex rubber balloons are a totally natural product. They are
essentially the coagulated and dried sap frum the Hevea tree with
the addition of a tiny amount of non-toxic coloring. These balloons
degrade in exactly the same natural manner as the Hevea tree from
which they came degrades when it falls in the forest. Much of the
concern over balloon releases is caused by a lack of understanding
of this fact by the general public, including law makers. The public
confuses natural rubber with man-made synthetic rubbers and
plastics which are not natural products and in most cases are not
degradable by natural means.

ラテックスゴム風船はまったくの天然製品です。
本質的にはごく小さい量の有毒でない着色料を添加し、ヘベアの木から凝固し乾燥した樹液です。
これらの風船はまさにヘベアの木がそれが森林に落ちるとき劣化するのと同様の自然の方法で分解します。
バルーンリリースについての懸念の多くが、一般大衆や法律家を含めこの事実の理解不足に起因します。
市民は、天然ゴムを天産物でなく、ほとんどの場合自然に分解しない人工の合成ゴムやプラスチックと混同します。


That natural rubber is susceptible to degradation through a number
of different mechanisms is well known (Ref. 4, 5). Among these are
degradation by exposure to ultra-violet radiation (sunlight),
exposure to ozone and oxygen, exposure to weather, natural aging and
bacteriological degradation.
自然のゴムが多くの異なるメカニズムにより退廃を受けやすいことは有名です。 (引用4および5)
これらの劣化には紫外線放射(日光)・オゾンと酸素・風雨などの暴露、経年老化、そして細菌による腐敗があります。


The size and shape of the toy latex rubber balloons makes them even
more degradable than the laboratory samples discussed in References
4,5. The rubber in an inflated balloon is stretched several hundred
percent. This stretching greatly accelerates the degradation by
ozone attack and oxidation. Also, as the balloon rises through the
atmosphere following its release, it is expanded even greater and it
is exposed to much higher doses of ultra violet radiation than it
would receive at ground level. The inflation of the balloon followed
by exposure to sunlight for a period of time is very important in the
overall scheme of its degradation. Under the high stress of inflation
with exposure to sunlight the balloon rapidly oxidizes. Within 15-minutes
to an hour the balloon will change colors from a bright, shiny color
to a dull and hazy color. Clear balloons turn white during this period.
What is actually happening is that the surface of the balloon is being
covered with thousands of microscopic cracks and fissures. This weakens
the rubber and greatly increases the surface area for further degradation.
The importance of this initial exposure and oxidation in the inflated
condition cannot be overemphasized.

玩具用ラテックスゴム風船は、研究所により 引用4および5で論じたサンプルよりさらにいっそう分解可能にします。
膨らましたゴム風船のゴムは元の大きさの数百パーセントに引き伸ばされます。
この引き延ばしをすることはオゾン攻撃と酸化によるゴムの退廃を速めます。
同様に、バルーンリリース後に大気中を上昇してゴムの退廃をさらに速め、ゴムはさらに伸張して地表で受けるよりずっと高い紫外線量の放射にさらされます。
しばらくの時間直射日光にさらした後の、風船の膨張はその退廃の全体的な流れの中で非常に重要です。
膨張による高いストレスの下で日光にさらされることで風船は急速に酸化します。
15分から1時間で風船は輝きのある光沢色から、曇りかすんだ色に変わります。
透明な風船はこの期間に白くなります。
実際に起きていることは、風船の表面が何千という極微な傷と亀裂で覆われているということです。
これによりゴムを弱め、さらに大きな退廃のために表面積を拡大します。
ですが、この最初の露出の重要性とふくらんだ状態の酸化は、過度に強調することはできません。


In the design of any test to measure the degradability of latex
balloons following a release, the intial period of inflation with
exposure to ultra-violet radiation must be adequately simulated in
order to obtain realistic results.

バルーンリリース後のラテックス風船の 生分解性を測るどんなテストの計画でも、膨張後の初期段階の紫外線放射への露出の影響は、現実的な結果を得るために、十分にシミュレーションされなければなりません。


B. Field Tests of Balloon Degradation
風船退廃の実地テスト

A number of field tests were begun on May 31, 1989 to measure the
degradation of latex balloons under different aging conditions and
to compare these results with the degradation of small pieces of
wood and with tree leaves aged under the same conditions. It was
hoped to obtain quantitative data for scientific documentation as
well as qualitative data to which the average, non-technical person
could easily relate. Results are summarized below.

多くの実地試験は、違う老化条件の下でゴム風船の劣化を測定し、これらの結果を木材の小さい断片の劣化、および同じ条件のもとで老化した木葉と比較するために、1989年5月31日に開始されました。
平均的な科学的な文書であるとともに、専門的でない人も容易に理解できるの質と量のデータを得ることが望まれました。
その結果が下に要約されます。


1. Experimental Procedure
実験手順

A total of fifty 11-inch latex balloons of different colors from
two different American manufacturers were inflated with air and
sealed with plastic clips. They were then hung from a clothesline
suspended bewteen two posts outdoors for approximately 6 hours. It
was a sunny day with the temperature in the upper 80's. This
inflation and the period of exposure to sunlight was done to
simulate conditions of a balloon release.

2つの異なるアメリカの製造業者からの異なる色の11インチの大きさのラテックス風船合計50個を空気で膨らませ、プラスチックのクリップで密封されました。
それらは約6時間の間、屋外の2つのポストの間に吊された物干し綱にぶら下げられました。
80年代後半の太陽がさんさんと降り注ぐ暑い日でした。
この風船の膨張と日光暴露の期間はバルーンリリースの条件に近づけるためにされました。


After about 6-hours exposure, forty four of the balloons had
ruptured due to oxidation, sunlight, and strain caused by an
occasional breeze. This type of performance is within the normal
range of performance.
約6時間の放置後、44個の風船が酸化や日光と時折の微風による負荷のために破裂しました。
この結果は性能の正常な範囲内にあります。


warning.gif文化祭などで屋外に装飾したバルーン装飾が、1日で全体の9割が破裂することはありふれたことだろうか? また風船飛ばしを行う風船を6時間も日光にさらすことは通常あり得ないことである。ヘリウムガスを入れて6時間も放置すれば浮力を失ってしまう。 風船飛ばしのアトラクションは風船が飛ばないことには商品価値がない。 飛ばす前から故意に日光に長時間さらして不良品を増やして商品価値と信用を下げることを業者も望まないだろう。

The remaining 6 balloons were deflated and each was cut into four
pieces of approximately the same size. These pieces were placed in a
laboratory desiccator containing anhydrous calcium sulphate
overnight in order to dry them for accurate weighing. The balloon
pieces were then weighed to the closest one-thousandth of a gram
and the results were recorded.
残った6つの風船は空気を抜かれ、それぞれがおよそ同じ大きさで4つの小片に切られました。
これらの小片は正確な測定のために、それらを乾かすために無水硫酸カルシウムを含む実験室のデシケーター(防湿庫)に一晩中置かれました。
風船の小片は1000分の1グラムまで計測され、そして結果が記録されました。


The balloon pieces were split randomly into three groups for exposure as follows:
風船の小片は次のような露出実験のためにランダムに3つのグループに分けられました




GROUP 1 - Exposure in contact with soil.(土と接触する露出)


GROUP 2 - Exposure in contact with water.(水と接触する露出)


GROUP 3 - Exposure to weathering and sunlight.(風化と日光への暴露)



Some small blocks of yellow pine measuring 3/4" X l 1/2" X l 3/4"
and some pieces of oak measuring 1/2" X 3/4" X 2" were dried in a
"Blue M" laboratory forced convection oven at 85℃ until they
reached constant weight (about 8 hours). These dried pieces were
cooled in the desiccator and weighed. These were then divided into
the above exposure Groups l and 2.
まず、不変の重量に届くまで、およそ3/4 X 1/2 X 3/4(インチ)の長さのイエローパインの木片と、1/2 X 3/4 X 2(インチ)の長さのオークの木片を「Blue M」研究所において85℃の強制対流オーブンで乾燥しました。(およそ8時間)
これらの乾燥した木片はデシケーターで冷まされて計量されました。
これらは上記の露出グループ1と2に分けられました。


In addition to the balloon pieces and the small blocks of wood, some
green tree leaves were taken from a red oak tree for inclusion in the aging tests. This part of the test was qualitative since drying the
leaves to constant weight at the beginning of the test would greatly
accelerate their aging behavior.
老化テストでは風船の小片のほか木片、カシの木から採られた若干の緑の葉も老化試験に加えました。
このテストの性質から、テストにおける老化作用を大きく加速させるため、最初に葉を不変の重量にするために乾かしました。


Group 1 - Soil Exposure.
土壌暴露
The samples of this group were placed into a plastic tray measuring
4" X 12" X 16" together with about a one-inch thick layer of loose
top soil. The samples were mixed randomly with the soil. Some of the
samples were lying on top of the soil but in contact with it while
other samples were buried by the soil. The bottom of the tray had
been drilled with a few small holes and lined with a double layer of
cheesecloth beforehand to allow rain water to drain from the tray
without carrying out the soil. The tray was placed on the ground
outdoors where it received about six-hours per day of direct sunlight.
このグループは、4X12X16(インチ)の大きさのプラスチック製トレイに入れた厚さ約1インチの土壌の層の表面をほぐし、サンプルが打ち込んだように入れられます。
サンプルはランダムに土壌と混ぜられました。
若干のサンプルは土の上に横たわり、多くは地中に埋もれていますが、それぞれサンプルの一部分は地表に出ています。
トレーの底は雨水が土壌を介さず、トレーから乾燥することを可能にするために少数の小さい穴を開けられ、またあらかじめ二重のガーゼで内側を覆われていました。
トレーは直射日光が1日に6時間当たる屋外に置かれました。


Group 2 - Water Exposure.
水暴露
The samples of this group were placed into a plastic tray measuring
4" X 12"" X 16"" on the ground next to the Group l samples. The tray
was then filled with water from a nearby stream. Every few days
about a gallon of water from the stream was slowly added to the tray
with the excess allowed to overflow. After a couple of weeks some
green moss was observed growing in the tray. Also, it was observed
that the rubber samples initially floated but sank to the bottom after
a few days.
このグループのサンプルは地上のグループ1サンプルの横に4X12X16(インチ)の大きさのプラスチックトレーに打ち込むように置かれました。
トレーは近くの川からの水で満たされていました。
数日ごとに1ガロンの過剰の水であふれることができる状態で、川からの水はゆっくりトレーに加えられました。
2週間後には若干の緑色の苔がトレーに生えているのを見つけました。
また、ゴムのサンプルが初めは浮きましたが、数日後に底に沈んだのが観察されました。


Group 3 - Sun and Weather Exposure.
太陽と大気暴露
This group contained only the balloon samples and the tree leaves.
No wood samples were in this group. Initially the samples were
tacked in an unfolded but unstetched position on one side of a piece
of 2"" X 4" lumber which was placed on the ground with the samples
on the top side. However after only a week or two of aging some of
the balloon samples began to stick to the wood so that it became
difficult to remove them for weighing. In fact, one sample actually
liquified and became a spot of rubber cement on the wood.
このグループは風船のサンプルと木の葉だけを含んでいました。
木材ブロックのサンプルはこのグループにありません。
初めは、片面の2×4インチの材木の上面で、サンプルがほつれる位置で鋲で留められたものが地面に置かれました。
しかし1、2週間後には、 風船のサンプルのいくつかが木にくっつき始め、質量を測るためにそれらを取り去ることが難しくなり始めました。
実際、1つのサンプルはまさに溶けて、木の上にゴムのりのしみになりました。


After two weeks these Group 3 samples were transferred to a teflon
coated tray. The corners were taped with small pieces of "duct tape."
The tray was placed beside the other samples.
2週間後にこれらのグループのうち、3つのサンプルは テフロンがコーティングされたトレーに移されました。
その一群は「ダクトテープ」の部分でテープが付けられました。
そのトレーは他のサンプルの横に置かれました。


After one, two, four, and six weeks of exposure samples were removed
from the trays and cleaned in distilled water. The balloon samples
were dried in a desiccator for at least one week and then
reweighed. Changes in the appearance of the balloons were noted.
1、2、4、6週間の露出後にサンプルがトレーから取り除かれ、蒸留水で清浄されました。
風船のサンプルは少なくとも1週間デシケーターで乾燥され、それから 再計量されました。
それにより風船の見かけの変化が書き留められました。


Samples of each kind of wood were removed at two, four, and six
weeks and cleaned in distilled water. The samples were then dried
to constant weight (at least 8 hours) in a forced air laboratory
convection oven at 85 °C. The dried samples were then cooled
in a desiccator and weighed.
それぞれの種類の木のサンプルが週2、4、6週間で取り去られて、そして蒸留水で清浄されました。
サンプルは研究所で85℃の強制対流オーブンで不変の重量(少なくとも8時間)に乾燥していました。
乾燥したサンプルはデシケーターでそれから冷やされて、そして計りにかけられました。


2. Results of Aging Tests.
老化テストの結果

Table 2 shows the results of aging the "Group 1 - Soil Exposure"
samples. Qualitatively, the balloon samples appeared to degrade
very much faster than the wood samples which were not very degraded
in only six weeks as would be expected. The six weeks balloon sample
resembled a tome, discolored piece of tissue paper. Figure 2 shows
this balloon sample with an oak leaf aged under identical conditions.
The balloon sample appears even more degraded than the oak leaf.
表2に「グループ1 - 土と接触する露出 - 」サンプルの老化の結果を示します。
質的に、風船サンプルは、期待されてわずか6週間であまり劣化しなかった木のサンプルよりとても速く分解するように見えました。
6週間後の風船サンプルは、大きな本(ティッシュペーパーの変色する部分)に似ていました。
図2がカシの葉のある風船サンプルが同一の条件の下で老朽化したことを示します。
風船のサンプルはカシの葉よりさらにいっそう堕落しているように見えます。


TABLE 2. AGING TEST RESULTS - SOIL EXPOSURE
表2.老化試験の結果-土壌接触
Sample #ColorTime
(weeks)
Start
(gm)
Final
(gm)
Percent
Loss
Notes
Balloon Samples
13green10.6280.6220.95 
4red20.6130.6031.631
5pink40.5660.5532.30 
17clear60.7030.728-3.572
Pine Wood Samples
1 211.98811.9510.31 
4 412.02111.9570.53 
6 612.02311.8471.463
Oak Wood Samples
5 28.0698.0270.52 
1 48.0227.9201.27 
2 68.0017.8591.773
Notes:
  1. - Reverted to sap like state. Broke apart easily.(樹液に戻ったような状態、容易にばらばらに壊れた)
  2. - Very degraded. Like tissue paper. Difficult to clean.(非常に劣化、薄紙状、きれいにならない)
  3. - No visible degradation.(目に見える変化は認められない)


fig2.gif


FIGURE 2. Balloon sample and oak leaf after six weeks exposure to soil.
土壌で6週間さらされた後の風船のサンプルとカシの葉

The results of weight loss in Group 1 through the first month
indicate the balloons are degrading two to four times as fast as the
wood samples. Unfortunately, it was found to be impossible to clean
soil and mold from the six week balloon sample adequately enough for
an accurate reweighing of just the rubber. The final soiled piece
weighed slightly more than the starting piece. At an early stage in
the degradation it was noticed that the balloon pieces became very
sticky and revert to an almost sap-like state. This appeared be
influenced somewhat by color. The six week balloon sample from
Group 1 was initially clear. In all of the tests, the clear balloons
appeared to degrade fastest.

減量の結果はグループ1で最初の月を通して木のサンプルに比べて2~4倍速くバルーンが劣化することを示します。
残念なことに6週間の風船サンプルでは土を取り除いても、かたまりからは十分適正なゴム素材の判別ができませんでした。
最終的に汚れた小片は、開始時よりわずかに重くなりました。
退廃の初期で、風船の部分が非常に粘着性を持ち、ほとんど樹液のような状態に戻ると気づきました。
これは着色によっていくぶん影響をします。
グループ1からの6週間の風船サンプルは初めに明確でした。
テストのすべてで、透明なバルーンは最も速く分解するように見えました。


warning.gif透明な風船は劣化しやすい。しかし風船飛ばしにはふつう着色剤を添加された風船が使われ、ゴムの耐久性にも影響を与える。

This result shows that a degradation test for balloons based solely
on weight loss could be very misleading. In addition to it being
physically impossible to remove and clean a tacky sample which has
small pieces of soil and sand stuck to it, one would expect the
sample to actually gain weight initially as it begins to oxidize and
add oxygen. A much more reliable method appears to be simply noting
the qualitative nature of the balloon sample. Has it changed or not?
Has it become discolored, cracked, brittle, soft, tacky, etc.

この結果は風船のために単に減量に基づいた退廃テストが非常に紛らわしくあり得たことを示します。
それに加え、きれいにするために物理的に不可能な土と砂の小さな部分を貼り付けられべとつく試料を取り除いて、それが酸素で酸化されることで、人は試料がまず最初に実際に重くなると思っています。
ずっと信頼できる方法は、単に風船サンプルの質的な性質に注意しているように見えます。
それは変化したか、あるいはどうですか?
それは、変色し、ひびが入り、もろく、柔らかく、べとつくようになりましたか、など。


Table 3 shows the results for the "Group 2 - Water Exposure" samples.
After six weeks the balloon samples appeared to be degrading at about
the same rate as the oak leaves based on their appearance as seen in
Figure 3. It was noted that both the leaves and the balloon samples
looked a little better than in the other groups. For example the tree
leaves were still partially green even after six weeks. Based on the
weight loss data the balloons in this group appear to be degrading fastest.

表3に「グループ2 - 水露出 - 」サンプルの結果を示します。
6週間後に、風船のサンプルは、図3の中で見られるようにオークがそれらの外観に基づくままにしておくのと同じ率くらいで分解しているように見えました。
葉と風船サンプルが他のグループでと比べて少しよく見えることに気づかれました。
たとえば、木の葉は、6週間後にさえまだ部分的に緑が残っていましたでした。
減量データに基づくと、このグループでのバルーンは最も速く劣化しているように思われます。


TABLE 3. AGING TEST RESULTS - WATER EXPOSURE
表3.老化試験の結果-水露出
Sample #ColorTime (weeks)Start (gm)Final (gm)Percent LossNotes
Balloon Samples
2red10.6920.6801.731
22yellow20.6640.6551.36 
18clear40.4770.4358.812
10green60.5730.5435.243
Pine Wood Samples
9 212.41212.5320.48 
8 412.26512.2030.05 
10 612.30612.1471.294
Oak Wood Samples
11 28.3928.2811.32 
6 48.2668.0552.55 
7 68.2307.9962.844
Notes:
  1. - Broke apart easily.(容易にばらばらに壊れた)
  2. - Reverted to sap like state.(樹液に戻ったような状態)
  3. - Tacky. Significant loss in strength.(べとつく、力学的損失が大きい)
  4. - No visible degradation.(目に見える変化は認められない)


fig3.gif



FIGURE 3. Balloon sample and oak leaf after six weeks exposure to water.
水に6週間さらされた後の風船サンプルとカシの葉


Table 4 shows the results for the "Group 3 - Sun and Weather Exposure"
samples. The balloons in this group appear to be degrading as fast as
the balloons in the other groups. Figure 4 shows the balloon sample at
six weeks looks much more degraded than the oak leaf aged under the
same conditions.
表4に「グループ3 - 太陽と天気露出 - 」サンプルの結果を示します。
このグループの風船は、他の風船と同じくらい速くグループを劣化させているように見えます
図4は、オークの葉が同じ状況の下で劣化したよりも、非常に劣化する6週間後の風船のサンプルの外観を表します。


TABLE 4. AGING TEST RESULTS - WEATHER EXPOSURE
表4.老化試験の結果-太陽と天気露出
Sample #ColorTime (weeks)Start (gm)Final (gm)Percent LossNotes
Balloon Samples
19clear10.544 - - 1
12green10.5840.5761.402
7pink20.6140.6080.982
3red40.6070.5991.322
24yellow60.5380.5056.132,3
Notes:
  1. - Reverted to sap. Could not be removed for weighing(液体に戻り、測定のための除去が不能)
  2. - Broke apart easily.(容易にばらばらに壊れた)
  3. - Tacky.(べとつく)


fig4.gif



FIGURE 4. Balloon sample and oak leaf after six weeks exposure to weather and sunlight.
天気と日光に6週間さらされた後の風船のサンプルとカシの葉

3. Conclusions from Aging Tests
老化テストの結論。

Based on the results through the first six weeks of aging the
following conclusions can be made:
最初の6週間の老化の結果に基づき次の結論を下すことができます


  1. Latex rubber balloons degrade about as fast as oak tree leaves
    under a wide range of exposure conditions in the environment
    including sunlight, weathering, soil, and water exposures.
    ラテックスゴム風船が日光、風化、土壌と水露出を含めた環境で、広範囲の露出状態の下でカシの木の葉と比べて同じぐらい速く分解します
  2. Latex rubber balloons degrade several times faster than small
    pieces of wood under the same exposure conditions.
    ラテックスゴム風船が小さいいくつかの同じ露出環境下の木材より数倍速く分解します。
  3. In a matter of weeks in the environment latex rubber balloons
    undergo very visible degradation in various forms. These changes
    include softening, decrease of strength, and tackiness which are all
    signs of a breakdown in molecular weight. On further aging the
    samples begin to crack and tear easily.,

    ラテックスゴム風船は環境下で何週間かのちに種々のかたちで非常に目に見える退廃が起きます。
    これらの変化は軟化や強度の減少のほか、分子量減少のサインである粘着性を含みます。
    さらに老化が進むとサンプルはひびが入り、たやすく裂け始めます。


  4. Weight loss is not a good criterion for judging degradation of
    latex rubber balloons. This is in part due to the difficulty in
    handling and cleaning partially degraded samples.
    質量の減少はラテックスゴム風船の退廃を判断する良い基準ではありません。
    これはある程度取扱いにおいて困難を伴います、そしてサンプルの手入れは部分的にサンプルの品位を落しました。



III. COMMENTS CONCERNING RULES GOVERNING BALLOON RELEASES
バルーンリリースを制限しているルールに関するコメント

A. Basis for Setting a Time Limit for Degradation
退廃のタイムリミットを設定する根拠

As shown above, the density of balloons falling from a balloon
release is on the order of one balloon per 15 square miles. This is
extremely low and it would seem unlikely that an animal could find
and eat enough balloon material to do harm under these conditions.

上記で示されるように、バルーンリリースで落ちているバルーン密度は風船1個につき15平方マイルに1つのようです。
これは極端に低く、動物がこれらの条件の下で害をするのに十分な風船の素材を見つけ、食べることはできそうもないと思えます。


Any rule governing the time it takes a balloon to degrade should not
be based on the principle of having it degrade before an animal
could find it. It should instead be based on the goal of having the
balloons degrade fast enough to prevent any appreciable
accumulation of balloon material in the environment. In
other words, if balloons degrade over a period of several months to
even a year, they would not build up or accumulate beyond the
initial density following fall. If balloons degrade over the period
of several months, then a steady state condition is reached where
balloons are dissolving out of the environment at the same rate they
are entering it.

動物がそれを見つけることができる前に時間を決めて分解させて制限するような、いかなるルールも分解原則に基づいてはいけません。
その代わりに、風船に環境で風船材料のどんな評価可能な蓄積でも防ぐのに十分速く分解させる目標に基づかなければなりません。
言い換えれば、もし風船が1年で数カ月の期間にわたって分解するなら、それらは増加するか、あるいは落下後からの最初の密度を越えて蓄積しないでしょう。
風船が数カ月の期間、そして状態が風船が同じ率で環境から溶解して分解しているならば、それらは定常状態に達しているといえます。


Much of the concern over balloon releases deals with possible harm to
the sea turtle population. At a balloon fall density of one balloon
per several square miles, it seems extremely unlikely a turtle could
forage a large enough area to find enough balloons to do harm. It
would take several months for a turtle to cover a 15 square mile
area. If balloons were not degradable at all they would slowly
accumulate in the environment until their density increased and the
turtles might eat enough balloon material over a short enough time
period to do harm. However, if the latex rubber in the balloons
degrades even slowly, the density of balloon material per unit area
of ocean will not increase beyond a low level.

バルーンリリースに対する懸念の多くは、ウミガメに対し危害を及ぼすと論じます。
ですが、風船で落下で数平方マイルにつき1つの風船の密度、それは極めてありそうもないようです。そしてカメは危害を起こすのに十分な数の風船を見つける以上に広い地域から十分な食料を集めることができます。
そしてカメが15平方マイルの区域をカバーするために数カ月もかかるでしょう。
もし風船がまったく分解可能ではなかったなら、それらの密度が増加し、カメが食害するのに十分短い間隔で風船を食べるかもしれなくなるまで、それらは環境でゆっくりと蓄積するでしょう。
しかし、風船のラテックスゴムがゆっくりとでも分解するなら、海の風船の区域当たりの面積の密度は低いレベルを越えて増加しないでしょう。

A pilot study completed this year by Dr. Peter Lutz, Division of
Biology and Living Resources. University of Miami (Ref 6), indicated
that pieces of latex balloons fed to sea turtles did not cause them
harm. It should be noted that prior to feeding them to the turtles,
these balloon pieces were not even degraded or weakened by strain,
oxidation, and exposure to ultra-violet radiation as would occur in
a release. Among the conclusions from this study Dr. Lutz stated that
any harm to sea turtles from ingesting balloon material would

予備的研究は、ピーター・ルッツ博士(生物と生活資源)によって、今年仕上げられました。
マイアミ大学(引用.6)において、ウミガメに与えられるラテックス風船の破片が危害をもたらさないことを示しました。
それにはカメに彼らを与える前に、リリースで起こって、これらの風船部分が張力、酸化と紫外線放射への露出によって劣化したかだけでなく、膜が薄くなっているなどの点に留意する必要があります。
この研究からの結論の中に、ルッツ博士は、風船材料を摂取することからウミガメに対するどんな危害でもそうすると述べました



"...depend upon the likelihood of turtles coming upon sufficient
amounts of balloon material to be harmful."
「...有害になるのに十分な量のバルーン素材がカメにやって来るかにかかっている。」と。


Based on the calculations concerning balloon fall and the results of
the field degradation studies earlier in this report which showed
balloon pieces become significantly degraded within a time period of
several months, then accumulation of this material in the wild would
be at a safe, low level that should not cause harm.

風船に関する推測に基づいた落下とフィールド退廃研究の結果は、風船破片を示したこのレポートの早期から、数カ月の期間内でかなり劣化し、野外のこの材料の累積の恐れもないことから、危害を引き起こすはずのない低レベルにあります。

warning.gif風船の破片を、500隻の釣り船の上で行う釣りのえさに置き換えた場合、風船の破片を飲み込まないという保証はできるだろうか? 海の生物はウミガメだけではないし、釣り船の周辺にも海の生物だけでなく海鳥など沢山の生物が絶えず動き回っているはずである。

B. Suggested Rules for Degradability
生分解性に基づく推奨ルール

In light of the above results concerning the degradability of
"latex" balloons made from natural rubber, and in light of the
extensive documentation in the literature on this subject, it would
seem reasonable to make natural latex rubber balloons the standard
in any rules governing which balloons are acceptable to release.
In other words, the rules should allow the release of balloons made
from natural latex rubber, but should not allow the release of
balloons made from any material which is less degradable than
natural latex rubber balloons. This rule would not allow the release
of the "Mylar" foil coated type of balloons and would not allow
the release of any balloons made from a synthetic rubber or plastic
material which is less biodegradable than natural rubber.

風船が天然ゴムから製造された「ラテックス」の生分解性に関する上記の結果を考慮すると、放出が無難な風船の制約のルールにおいて、天然ラテックス・ゴムから作られた風船が標準であることは、理にかなっているように見えます。
言い換えれば、規則は自然のラテックスゴムから作られた風船のバルーンリリースを認めるべきです、しかし自然のラテックスゴム風船ほど分解可能ではない材料から作られた風船のリリースを許すべきではありません。
この規則は金属の膜をコーティングした「 Mylar 」風船のリリースを認めず、また天然ゴムほど生分解性がない合成ゴムやプラスチック材料から作られたどんな風船のリリースも許しません。


Any testing of new compositions of balloon materials for
acceptability could be performed like the field tests reported in
Section II of this report. Natural latex rubber balloons would be
included in the test as controls. If, after a few months of
exposure, the new composition was found to be less degraded than the
natural rubber balloons, then the new composition would not be
allowed. Visual inspection of the samples would be used to determine
degradation. This would include signs of degradation such as loss of
strength, cracking, softening, loss of elasticity, tackiness, etc.

この報告の第2節で報告したようなフィールドテストが、新素材の風船材料のバルーンリリースの受容性のための検証でも行われることができました。
天然のラテックス・ゴム風船も、規制にためのテストに含まれます。
もし、数カ月の露出の後に、新素材が天然のゴム風船よりそれほど劣化していないことが判明したなら、新製品は(バルーンリリース用として)許されないでしょう。
サンプルの視覚的な点検が退廃を決定するために用いられます。
これには、強さの低下のような退廃の兆候をはじめ、ひび割れ、軟化、弾力性の欠損、粘着性、などがあります。


Again, any test of degradation of balloons should start with
inflating the balloons fully and exposing them to direct sunlight
for several hours in order to simulate a balloon release. This is
most important since it begins the degradation process. In reality,
the intensity of ultra-violet radiation at the high altitudes the
balloon would reach is much greater than at ground level (Ref 7).
Therefore it would be accurate to expose the balloons to sunlight
for up a few days before starting the aging process.
なお、風船の退廃のどんなテストでも、完全に風船をふくらまして、バルーンリリースをシミュレーションするために数時間それらを直射日光にさらすことから始めなければなりません。それにより退廃プロセスが始まるので、それは最も重要です。
実際には、風船が到達するであろう高い高度における紫外線放射の強さは地上(Ref 7)よりも非常に大きいです。
そのためには、この老化プロセスを始める数日前からさらに日光に風船をさらすことは理にかなっています。



C. Other Suggested Rules Governing Balloon Releases
バルーンリリースに適用される他の規則の提案について

The National Association of Balloon Artists (NABA) has proposed a
number of other rules governing balloon releases aimed at minimizing
any impact on the environment and promoting safety. These are
restated below and should be included in legislation regulating
balloon releases.
全国風船芸術家協会( NABA )は環境に関するどんな影響も最小にして、安全性を進めることを目的とするバルーンリリースに適用される他のいくつかの規則を提案しました。
これらは以下で再び述べられて、法律を規定しているバルーンリリースに考慮されなければなりません。

  1. Release latex balloons only. Do not release "Mylar" foil coated balloons.
    ラテックス風船のみをリリースしてください。「 Mylar 」ホイルで覆われた風船をリリースしないでください。
  2. Hand tie all balloons. Do not use plastic discs or clips to
    seal the balloons since these are not degradable.
    風船は手縛りで。風船に封をする生分解しないプラスチックディスクあるいはクリップは使わないでください。
  3. Any string attached to the balloons should be at least as
    biodegradable as the balloons.
    風船に付けられたどんなひもも少なくとも風船と比べて同じぐらい生分解性があるべきです。
  4. Do not release clusters of balloons attached together. Release
    individual balloons only.
    風船を束ねて飛ばさないでください。単一の風船のみを飛ばしてしてください。
  5. The Federal Aviation Authority should be contacted prior to any
    balloon release involving 500 or more balloons.
    連邦航空当局では、500個以上の風船を伴うどんなバルーンリリースでも事前に連絡されなければなりません。



REFERENCES 引用


  1. Discussion with David Tucek, Meteorologist, National Weather
    Service, Louisville, Ky. July, 1989.
    1989年7月、気象学者、米国気象課のDavid Tucek氏の、ケンタッキー州ルイビルでの議論


  2. Standard Atmosphere Table, Mechanics of Fluids, Irving Shames,
    McGraw-Hill, 1962.
    標準大気表、流体の機構、アーヴィング・シェームズ、マグロウヒル、1962年


  3. General Meteorology, Horace Robert Byers, Sc. D., McGraw-Hill,
    1959.
    一般的な気象学、ホーレス・ロバート・バイヤーズ、Sc. D.、マグロウヒル、1959年


  4. Rubber Technology and Manufacture, C. M. Blow, Institution of
    the Rubber Industry, London, England, 1971.
    ゴム・テクノロジーと製造、C. M.Blow、「ゴム産業の機関」、ロンドン、イングランド、1971年


  5. The Language of Rubber, E. L DuPont de Nemours & Co.
    Elastomers Chemicals Dept., Wilmington, Delaware, 1957.
    The Language of Rubber, E. L DuPont de Nemours & Co. Elastomers Chemicals Dept., Wilmington, Delaware, 1957.
    ゴムの用語、E. Lデュポン・デ・ヌムール社エラストマー化学製品部、デラウェア州ウィルミントン、1957年


  6. Pilot Experiments Concerning Balloon Ingestion by Sea Turtles;
    Peter Lutz; University of Miami; Miami, Florida.
    ウミガメによる風船摂取に関する試行実験、ピーター・ルッツ、マイアミ大学、フロリダ州マイアミ


  7. Physical Climatology - Second Edition; by Helmut Landsberg;
    Grey Publishing Co., Inc; Penn 1962 (Table 40, p. 127)
    自然気候学-第2版;ヘルムート・ランズバーグ著 Grey Publishing社刊、1962年(表40、127ページ)


APPENDIX 付録

※長さはヤード・ポンド法、温度は華氏温度とする。
 長さ: 1in(インチ)=約2.54cm、1ft(フィート)=12in=約30.48cm、10000ft=約3048m
     1mi(マイル) = 約1609m、
 面積: 1mi2,square miles(平方マイル)= 約2.59Km2
 体積: 1ft3(立方フィート)= 約28.32リットル = 約0.028 32m3
 時速: 1mph(時速マイル) = 約1609m/h、1knots(ノット・時速1海里) = 約1852m/h、
 圧力: 1inHg(水銀柱インチ)= 約3386.4Pa、1気圧(1atm)= 1013.25hPa = 29.92inHg
 温度: ℃ = (°F- 32) × 5/9、(°Rは華氏における絶対温度= 460 + °F)




1. CALCULATIONS OF THE MECHANICS OF A BALLOON RELEASE
1.バルーンリリースの仕組みの計算



Using temperature and pressure data vs altitude from the standard
atmosphere table (next page) calculate the altitude at which an
11-inch diameter balloon will rupture. This is a trial and error
calculation.
標準大気表から温度と圧力データに対応した高度を用い、(次のページ)が11インチの直径の風船が破裂するであろう高度を計算します。
これは試行錯誤的な仮定計算です。

 
For a sphere, Volume V is
球体の体積は(π (円周率) = 約3.14、rは半径、dは直径)


V = 4/3 π r3 = 1/6 π d3


When released, height(高度) Z = 0, diameter(直径) = 11"
(高度0フィートでリリース時のバルーンの直径を11インチとすると)

Vo = 1/6 π (11/12)3 = 0.403 ft3(= 約11.4リットル)


Circumference Co is
円周 Co は


Co = π x d = π x 11 = 34.54 in.(= 約87.7cm)


At this point the expansion of the balloon was measured at 540% elongation.
At the elastic limit the circumference CB is
この時点で風船の拡大は540%の伸長で測られました。

弾性限界における円周 CB は
(膨張限界は730%であることから730/540=約1.31倍膨張可能)

CB = 34.54 x 1.31 = 45.92in(= 約116.7cm)



The diameter at break DB is:
破裂時の直径 DB は:


DB = CB / π = 14.62in(= 約37.13cm)


Therefore the volume at break VB is:
したがって破裂時の内容積 VB は:

VB = 1/6 π (14.62/12)3 = 0.945 ft3(= 約26.76リットル、ほぼ一斗缶1.5本分)





STANDARD ATMOSPHERE(標準大気表・ヤード・ポンド法表記)
Altitude
高度
ft
Temperature
華氏気温
°F
Pressure
気圧
in. Hg
Pressure
圧力
psf
p/po*
密度
c
音速
fps
059.029.922,1161.0001,117
1,00055.428.862,0410.97111,113
2,00051.927.8219680.94281,109
3,00048.326.821,8970.91511,105
4,00044.725.841,8280.88811,101
5,00041.224.901,7610.86171,098
6,00037.623.981,6960.83591,094
7,00034.023.091,6330.81061,090
8,00030.522.221,5720.78601,086
9,00026.921.391,5130.76201,082
10,00023.320.581,4550.73851,078
11,00019.819.791,4000.71561,074
12,00016.219.031,3460.69321,070
13,00012.618.291,2940.67131,066
14,0009.117.581,2430.65001,062
15,0005.516.891,1940.62921,058
16,0001.916.221,1470.60901,054
17,000-1.615.571,1010.59821,050
18,000-5.214.941,0570.56991,045
19,000-8.814.341,0140.55111,041
20,000-12.313.75972.50.53281,037
21,000-15.913.18932.40.51501,033
22,000-19.512.64893.70.49761,029
23,000-23.012.11856.30.48061,025
24,000-26.611.60820.20.46421,021
25,000-30.211.10785.30.44811,016
26,000-33.710.63751.60.43251,012
27,000-37.310.17719.10.41731,008
28,000-40.99.725687.80.40251,004
29,000-44.49.297657.60.3881999
30,000-48.08.885628.40.3741995
31,000-51.68.488600.30.3605991
32,000-55.18.106573.30.3473986
33,000-58.77.737547.20.3345982
34,000-62.27.382522.10.3220978
35,000-65.87.041498.00.3099973
36,000-67.66.702474.80.2971971
37,000-67.66.397452.50.2844971
Notes(注釈):

*po = 0.002378 slug/ft3 = 1.2250 kg/m3

From: "Mechanics of Fluids"; Irving H Shames; McGraw Hill, 1962.




At the starting conditions,(開始時の状態)

Height(高度、フィート) = Zo = 0


Temperature(気温、華氏) = To = 60 °F = 520 °R(= 約15.5℃)

Pressure(圧力、水銀柱インチ) = Po = 29.92 inches Hg(= 大気圧1atm= 1013.25hPa )
※以下の分数式の28.92は29.92の誤りである。


At Z = 10,000 ft.(高度 = 約3050m)



Using the ideal gas law,
ここでは理想気体の状態方程式を使います


equation4.gif


From Standard Atmospheric Table:
標準大気表から:


T2 = 23 + 460 = 483 °R


P2 = 20.58 in Hg


equation5.gif



At Z = 20,000 ft.(高度 = 約6100m)

T3 = -12 + 460 = 448 °R
P3 = 13.75 in Hg
equation6.gif


At Z = 30,000 ft.(高度 = 約9150m)

T4 = -48 + 460 = 412 °R
P4 = 8.89 in Hg
equation7.gif


(※以上のようにして標準大気表の高度ごとの気温と気圧を式に当てはめ、破裂時の体積0.945 ft3に近い高度を求めていく。)

Therefore rupture occurs at about 28,000 ft.
それゆえ、破裂は28,000フィートくらい(約8500m)で起こります。


2. DENSITY OF BALLOON FALL FOLLOWING A RELEASE
2. リリース後の風船の落下密度

Assume Typical Balloon Release(典型的風船リリース) = 500 balloons.(個)

(Based on discussions with a number of balloon retailers in Louisville, KY)
Assume 90 percent of balloons rise to rupture height.

90%の風船が破裂高度まで上昇すると仮定してください。
(これはルイビル(ケンタッキー州)の何人かの風船小売業者との議論に基づきます。)

(Based on observation that much less than 5% of tagged balloons get retumed.)
(その見解に基づくと、5%未満のタグ付き風船は、戻ってきます。)

Therefore 10% (50 balloons) will fall intact.
したがって、10%(50個の風船)は、そのままの状態で落下します。

Typical wind speeds at various altitudes are (Ref 1):
それぞれの高度ごとの典型的な風速値は以下の通りです。(参照1)


TYPICAL WIND SPEEDS
(上空の)平均風速表
Altitude
高度(フィート)
Average Speed
at Altitude
高度における平均風速
Average Speed
Over Altitude
Range
高度間の平均風速
0 (ground)
海抜0m
7 mph
11 mph avg
11マイル/時
10,000 ft
海抜約3050m
15 knots
(≒13 mph)
20 mph avg
20マイル/時
20,000 ft
海抜約6100m
25 knots
(≒21.7 mph)
35 mph avg
35マイル/時
30,000 ft
海抜約9150m
40-50 knots
(≒34.7-43.5 mph)
 
 
 

Notes(注釈):

Jet stream; altitude = 35,000 - 40,000 ft; speed = 50 - 90 knots
ジェット気流は高度35,000~40,000フィートに存在し、風速は50~90ノットである。




The balloon is ascending at about 10,000 ft each 1/2 hour based on
the calculation of p. 4 of report.


風船は、レポートの4ページの推測に基づくと30分で10,000フィート位まで上昇しています。

(そのレポートでは、約1時間半かけて高度約28000フィートに達し破裂する(詳細は付録.1を参照)ことから、
 0フィートから1時間半かけて30000フィートまで等速度で上昇して破裂するものと仮定。)


Assume the balloons rise for 3 one-half hour periods, and then
descend at same rate.
風船が3倍の半時間(1時間半)の間上昇し、それから同じ率で落下すると仮定します。

Also, a 30 degree spread following the release would appear to be
reasonable on a calm day.
またリリース後、放出点から風下に30度の角度の(風船の)放散は、好天の穏やかな日に見ることができると思われます。

Total horizontal distance covered during flight is approximately
飛行の間、覆われる全体の水平距離は、おおよそ...


2 x (6 + 10 + 18) = 68 miles(= 約109Km)

※ "(6 + 10 + 18) "は10000フィートごとの風の平均時速マイル(11,20,35mph avg)をもとに、10000フィートを30分(1/2時間)で上昇することからそれぞれの値を2分し、小数点以下を繰上げた値。"2 x"は上昇および落下に同じ時間がかかると見なしているため倍になっている。


The area covered by the release
リリースによって覆われる地域は(放出点を中心とした仮想の円の半径を水平距離とすると直径Dは水平距離の2倍となる。)


A = π (D2 / 4) x (30°/360°) = π (1362 / 4) x (30/360) = 1210 mi2


Density is [(50 balloons) / (1210 mi2)] = one balloon per 24 square miles
To be conservative, round this to one balloon per 15 square miles.
風船の落下密度は24平方マイル(約62.2Km2)につき1個の風船で、控え目(高度毎の平均値7,15,25mph)に
見積もっても、15平方マイル(約38.9Km2)につき風船は1個を下回ります。


warning.gif飛ばしている風船の数が500個にもかかわらず、計算上は実質50個であることに注意。(破片の数を含めれば500個を大きく上回る可能性が高い。)また風下に一方向に角度30度の扇状に流れること、上昇/落下速度を同一にしているなど、かなりルーズなシミュレーション結果である。




●本資料の開示先リンク一覧
【balloonhq:BALLOON RELEASES ON THE ENVIRONMENT】
http://www.balloonhq.com/faq/deco_releases/release_study.html

【HI-FLOAT.com:biodegradeablility.pdf】
http://www.hi-float.com/biodegradeablility.pdf


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