日本海側地域における降水の地域差と季節的変動についての研究
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(2) 3，結果・考察 （1）降水量、電気伝導度（EC）、 pHの関係. 量が増加し、：NO3皿イオンの越境汚染が顕在化し てきたためだと考えられる。. pHと電気伝導度（EC）の関係から、降水中の. また、日本海側各地へのNO3一イオンの越境汚. 種々のイオン量がわからなくても、ローカルな発. 染には、黄砂に吸着されて、亜熱帯ジェット気流. 生による汚染や越境汚染、黄砂の影響など、地域. により日本に運ばれてくる寄与があることがわ. の降水の特徴をおおまかに捕らえることができ. かった。. た。. また、降水量とpH、降水量とECの関係から も、地域の降水の特徴を捕らえられた。 （2）海岸からの距離と海塩の濃度・沈着量の関係. 4 結論 ・ 越境汚染物質は、日本列島の南西部から飛来し はじめ、北に広がっていくため、同じ日本海側の地. 海塩の濃度や沈着量は、海岸からの距離の増加. 域であっても、越境汚染の影響に地域差が生じるこ. とともに、指数関数的に減少した。高層の大気の. とがわかった。これは、中国大陸から黄砂や酸性汚. 流れによって運ばれる海塩の量は、海岸線で地上. 染物質を運搬する亜熱帯ジェット気流のコースが、. 風によって巻き上げられるローカルな発生の海. 季節によって異なるためであることが明らかにな. 塩の量の約115と少なく、海塩の影響は地上風に. つた。. よる寄与が大きいことがわかった。. ・酸性の汚染物質であるnss−SO42一イオンやNO3一. また、地上風により運搬される海塩粒子の半減. 距離は、3㎞以下と短いため、ほとんどの海塩が. イオンが、冬季の日本海側各地に越境汚染している ことが確認された。. 海岸付近に沈着していることがわかった。. また、日本海側各地へのNO3一イオンの越境汚. （3）越境汚染物質とジェット気流. 染には、黄砂に吸着されて、亜熱帯ジェット気流に. 中国大陸からの越境汚染は、日本列島上空を通. 過する亜熱帯ジェット気流のコースと北西季節. より日本に運ばれてくる寄与があることがわかっ た。. 風に関係が深い。そのため、亜熱帯ジェット気流. ・海塩の濃度や沈着量は、海岸からの距離の増加と. のコースや北西季節風によって、同じ日本海側で. ともに、指数関数的に減少することがわかった。. あっても、越境汚染の影響に地域差が生じている. また、海山の影響は、高層の大気の流れによる寄. ことがわかった。. 与よりも、地上風による寄与の方が大きいことが明. また、亜熱帯ジェット気流と北西季節風では、. らかになった。. 汚染物質の供給源が違うため、中国大陸から飛来. さらに、海岸からの距離と海塩の量の関係から求. する汚染物質の種類が変化すると考えられる。. められた地上風が、日刺毎側地域におげるの各季節. （4）NO3一イオンの越境汚染. の風を平均的に評価したものになっていることも. 越境汚染しないとされていたNO3一イオンも、. わかった。. 冬季に日本海側各地で沈着量の増加やNOゴ ！nss−SO42一濃度比の上昇が確認された。これは、. 中国や韓国の急激な経済発展に伴い、NO。の排出. 主任指導教官 尾関徹.
(3) 平成13年度. 学位論文題目. 日本海側地域における降水の 地域差と季節的変動についての研究. 兵庫教育大学大学院 学校教育研究科. 教科・領域教育専攻 自然系コース（理科）. 学籍番号. MOO189A. 井原 聡博. 主任指導教官 尾関 徹 教授.
(4) 目次. 第1章 序論 ……一…一…一一…・・…一……一………一一………一………一……1. 第2章 降水の汚染過程 ・一…一…一………・一一一………一一…一…一…一…’一巳鳳一3. 2．1 酸性雨の定義 ………・一・……一・一・一……………一一・・…………3. 2．2 降水中のイオンと発生起源. 一………………”…”………5. 2．3 大気中の汚染物質の発生・変質・輸送・除去の過程 ……一9 2 3．1 汚染物質の発生・変質の過程 ・…一…・・………一一…9 2 3．2 汚染物質の輸送・除去の過程 一…一………一…一一一・12. 第3章 降水の採水方法・器具・調査期間及び調査採水地点 …一一…16 3．1 採水地点と採水期間及び試料数 一………………一………・・16. 3．2 採水方法・器具について ……………一…・・………………34. 第4章 分析方法と測定項目 ・…一一……・……・一一…一……一……・・…一・37. 4．1 イオンクロマトグラフ法 ……・…一一一…・…一………………37 4．2 pHメーター法（ガラス電極法） …一……一……・・一一…一・…39 4．3 電気伝導度法 ……・…一一……一・………∴一……一…………・・39. 第5章 降水に関する結果と考察 5．. 5．. 1. データの精度の検討. 9. ■ ■ ■ ■ 口 胃. 一 ， 巳. 閑 ■ ●. 5．. 1．1 イオンバランス法. 5．. 1．2 電気伝導度法. ■. 一. ■. ●. ■. 一 國 ■. ・. ●. ■. ■. ・. 幽. ■. 幽 幽. S0. 幽”零・・一噛匿’・冒・一・一一一・・腫一一一一“・・一. S0. 幽’”・・”一”一・・曽一噂6・幽一・・一舳一…. 6. 圃 ■ ■ ■ 一 幽. 一一一・願一’’”・”一一・一一一『・一一一『・・一一. ●. 一. 幽. ■. ■. 一一・一一一“卿・幽一… @一一一・・梱一一一一・一一曜41. 2. 各調査地点における降水量、pH、電気伝導度（EC） 一一一・45. 5。. 2．1 降水量の変化. ■ 巳 鳴 爾 ・ ・ ■ 幽 ■ 零 嘲. @一40. 巳一一“一一一一一一一一一一一一髄同・肩一餉一一一一. S5.
(5) 5．. 5．. 5．. 2．2 pHの変化 …一……………・一……・…………一一…47. 5．. 2．3 降水量とpH ………………一………………一一…53. 5．. 2．4 pHと電気伝導度（EC）. 3. 各イオンの濃度及び沈着量の経月変化 …・…………一…一・’61. 5．. 3．1 Na＋、 Cr、 Mg2＋ ・・……一………一一一…・……一一…一61. 5．. 3．2 nss・SO42『、 NO3一、 NH4＋ …一…一………・……72. 5．. 36 3. nss−Ca2÷. …・…………・………一55. 一一・一・一一一一一・・… 一一一一一一・一・・… 一一・一・一一・・一・・一一・83. 4. 地域差及び季節的変化について ・…・……・…・・…・…一・…一87. 5．. 4．. 1 平均イオン組成 一………・………一……一…・・……87. 5．. 4．. 2 各イオンの濃度び沈着量の分布 …・・……………90. 5．. 4．. 3 降水量、pH、電気伝導度（EC）…一…一…一一一一一一・92. （1）. 降水量と電気伝導度（EC）の関係 ・一………………隔’92. （2）. 電気伝導度（EC）とpHの関係 ……………・・…・・101. 5．. 4．. 4 越境汚染物質とジェット気流 …一……………一110. 5．. 4．. 5 海塩起源物質 ・・………………一……一…………118. （1）. （2）. 5．. 5．. 5．. 4．. 海岸からの距離と海塩起源物質の濃度・沈着量…一・・118 日本海側地域における風の平均値 ……一…・・一一一…127. 6 降水を酸性化する汚染物質 …・…………一……131. （1）. pH：とpAi ……一一一………一…一一……………・………・131. （2）. NO3−／nss−SO42一濃度比 ・……一…………一…一一……136. （3）. 黄砂によって運搬される酸性汚染物質 …………・一140. 4．. 7 降水をアルカリ化する汚染物質 一…一…………144. （1）. NH4＋／nss・Ca2＋濃度比 …・一………・・…・・…・………144. （2）. （NH4＋／nss−Ca2＋）（NO3−／nss−SO42つ濃度比…………146. （3）. 鳥取におけるnss・Ca2＋イオンの沈着量の経月変化一・148. 4．. 8 酸性化物質とアルカリ化物質の関係 …・・一……151.
(6) 第6章 海塩の濃度が高い降水のイオン分析に対する問題点………153. 第7章 研究成果の環境教育における活用 一一…………一…・一一一……159. 第8章 結論 ……………一…一…・…. 幽・一一“．・・瞥富一國一一一一一一一. 引用・参考文献 ………・……・…一…. 一薗一一嗣扁刷關一一一一一一一一一冒一一鯛一厘一巳一“．9・・帽一一凹. 付録. 謝辞. 降水測定データ. jー一一“’・8・圏一一一一層一一■・一163. P66.
(7) 第1章 序論 現在、酸性雨の問題は、北欧・北米から東アジア地域に移ってき ている。東アジア地域の急速な工業化の進展に伴って大量の硫黄酸 化物が大気中に排出されている。今後、東アジア地域の酸性沈着が さらに深刻な問題になると考えられている。特に中国の大気汚染物 質は、中国国内のほか西風に乗って日本や韓国にも影響を及ぼして いる。日本の酸性雨に対する中国大陸からの影響は、地域、季節に より大きく異なるが、全国を通年でみると硫黄酸化物の40％が中国 大陸からのものであると推定されている（1）。中国の経済発展に伴う. 大気汚染物質の排出量の増加は、日本の環境に対する大きな脅威で あり、今後その対策のための国際的な対応が必要になってきている。. 日本の酸性雨の現状は、第3次酸性雨対策調査（平成5年∼平成9 年）の取りまとめによれば、降水の年平均pl｛は4．7∼4．9で、第. 2次調査の結果（昭和63年度∼平成4年度、同p且4．7∼4．9）と同 レベルである。しかし、降水の酸性化に対する硫酸と硝酸の寄与の. 指標であるNIS比は、0．44から0．53と増加しており、降水の酸性 化に対する硝酸の寄与が大きくなる傾向にある。また、冬季の日本 海側地域において、硫酸イオンと硝酸イオンの濃度及び沈着量が高 くなる傾向がみられ、大陸からの越境汚染の影響が示唆される。本. 研究室が1998年7月∼2000年6，月に鳥取で行った降水調査でも同 様の傾向が見られ、中国・韓国等を含む大陸からの大気汚染物質の 輸送による影響がしだいに大きくなっていることを示している。. ところが、日本のpH：の低下や酸性化物質の沈着量は酸性雨の影 響が顕在化している欧米とほぼ同程度にあるにもかかわらず、日本 の土壌の酸緩衝能が欧米と比べて高いため、森林、湖沼等への影響 が顕在化していない。そのため、日本における酸性雨の陸水、土壌、. ・1一.
(8) 植生等生態系への影響については現時点では明らかになっておらず、 「酸性雨」という言葉さえも忘れ去れかけている。しかし、今後も. 同程度の酸性雨が降り続ければ、土壌の汚染が臨界負荷量を超え、. 湖沼の酸性化による陸水生態系への被害、土壌の酸性化による森林 の衰退などの生態系への影響が顕在化するのは明らかである。 酸性雨は、「地域汚染」と「地球規模の環境汚染」の両者の性格をも. っており、例え一国が大気中に排出した汚染物質であっても、汚染物. 質は変質しながら発生源となる地域から数千キロも離れた地域に長 距離輸送され、酸性雨となって周辺の多くの国々の生態系や建造物、. 文化財に影響を与えることになる。中国をはじめとする東アジア諸 国の大気汚染がこのまま進めば、東アジアー帯の酸性沈着物が増加 し生態系が破壊されることは明らかである。これは、そのまま東ア ジアの一員である目本の生態系の破壊にもつながる問題である。. そこで、本研究では「日本における中国大陸からの越境汚染」を テーマに、地域による越境汚染の影響の違いを把握するため、影響 を強く受けている日本海側を調査地域として、降水の化学分析を行 った。. ・2・.
(9) 第2章 降水の汚染過程 2．1 酸性雨の定義（2）（3）. 酸性雨とは、以前は化石燃料の燃焼に伴い大気中に放出された硫 黄酸化物や窒素酸化物から生成した硫酸や硝酸が溶解した酸性の強 い雨のことだとされていた。現在では、上記の雨に加えて、酸性の 強い霧や雪、晴れた日でも沈着する粒子状（エアロゾル）あるいは ガス状の酸性物質をあわせたものを「酸性雨」という言葉でとらえ ている。このようなことから、酸性雨問題を考えるときには、大気 環境の汚染そのものを考える必要がある。酸性雨による影響として は、湖沼の酸性化による陸水生態系への被害、土壌の酸性化による 森林の衰退、銅像等の文化財や建造物の損傷などが指摘されている。. 一般的に、酸性雨は「大気汚染物質の窒素酸化物や硫黄酸化物が 溶け込んで降る酸性の雨で、水素イオン指数pHが5．6以下のもの」 として考えることが多い。理論上、純水は酸・塩基的に中性で、そ. のpHは7．0（［H＋］＝10−7M）である。しかし、大気中の水滴の pHは7．0ではない。その理由は、硫酸（H2SO4）や硝酸（HNO3）な どの汚染物質のない清浄な大気中でも、約350ppmの二酸化炭素が存. 在しているので、それが降水に溶けると炭酸が生成され、降水のp. Hは約5．6となるからである。さらに、大気中には、アンモニア （NH3）や炭酸カルシウム（CaCO3）などの降水の酸を中和する物質. や、硫酸、硫酸塩、硝酸塩などの降水を酸性化する物質など様々な. 物質が存在している。pHは、酸とアルカリのバランスの結果であ り、見かけ上は、そこに溶け込んでいるNO3一やSO42一のような陰イ. オンとNH4＋やCa2＋のような陽イオンの種類と量によって決まって くる。酸性度を高める潜在能力を持っている硫酸や硝酸起源の化学 物質が降水中に多く含まれていても、アンモニアや炭酸カルシウム. ・3一.
(10) のような酸を中和する物質が降水中に多く含まれていると相殺され、. pH自体はあまり低い値にならない。また、酸性度を高める物質が 少量しか含まれていなくても、それを中和する物質がさらに少量で あれば、pHは低い値を示すことになる。したがって、降水中の多く. の成分を測定し、イオンの種類と濃度などから総合的に酸性雨を分 析する必要がある。. 2．2 降水中のイオンと発生源（4）. 降水中に含まれる主なイオンは、陰イオンがCr、NO3一、SO42’、 陽イオンがH＋、Na＋、 K＋、 N且4＋、 Mg2＋、 Ca2＋の9種類である. （図2．1）。これらのイオンで、降水の一般的な化学的性格を説明す. ることができる。またこれらのイオンの組成やそれぞれのイオンの 発生起源は、気象条件・地域の地理的環境によって異なる。. （1）塩化物イオン Cr ほとんどが海水の飛沫から生成した海門粒子に由来するものであ り、海面から大気中へ供給されるエアロゾルとなって飛散する。そ のため気象状況によって飛散量や飛散距離に大きな差が生じる。全 てのCrイオンが海塩起源の場合には、：Na＋イオンの濃度との間に 良い相関があり、標準海水の当量濃度比と同じ［Cr］：［Na＋］＝ 1．17：1になると考えられる。. また、HCIとして火山からの放出量も多く、九州地方では、火山 ガス中に含まれるHC1による酸性雨が観測されている。ごみ焼却炉 で塩化ビニルなどの有機塩素化合物を焼却したときなどに一時的に. 大量発生することもある。冬季には、塩化カルシウム（CaC12）を 主成分とする凍結防止剤を散布する地域があり高濃度になる場合が. 一4・.
(11) K＋. ss−Ca2＋. Mg2. 陽イオン. 50. 0. 150. 100. イオン濃度（μequiv／L）. SS−042一. Cf. 陰イオン. 0. 肉s6−SO∼一. 100. 50 イオン濃度（μequiv／L）. 図2．1日本の降水の平均イオン組成 出典「酸性雨と酸性霧」野村健太郎著 環境庁酸性雨対策第1次調査による全国29地点の 平均降水組成より引用. ・5一. 150.
(12) ある。. （2）硫酸イオン SO42一. 主に化石燃料の燃焼で生じたSO xが、酸化されて硫酸（H2SO4） となり、降水を酸性化する。そのため、人間活動に基づく汚染物質の. 指標となる。また、NH3ガスと結びつき硫酸アンモニウム （（NH4）2SO4）粒子となり、雲や雨の凝結核となる。目本における. SOxの主な発生源は、発電所などの工場からのものが多い。自動車 からの発生は、主にディーゼル車からのものである。自然発生源と しては、火山からの火山性ガス、海塩による寄与がある。海塩粒子. が多く含まれる場合には、SO42一イオンの濃度も高くなるので、海 塩粒子による寄与分を除き、非一塩起源硫酸イオン（nss・SO42一）とし. て評価するほうがよい。冬季の日本海側地域では、中国大陸からの 遠距離輸送によるnss二SO42一イオンの寄与が大きく、中国大陸から の寄与が8割になる（1＞という推定もある。. （3）硝酸イオン NOガ 主に化石燃料の燃焼で生じたNO。が、光化学反応を受けて硝酸 （HNO3）となり、降水を酸性化する。日本におけるNO。の主な発生 源は、発電所などの工場や自動車といった人為起源によるものであ る。そのため、人間活動に基づく汚染物質の指標となる。. 従来は、すべて国内発生と考えられていたが、最近、中国大陸か. ら越境汚染するNO3一イオンの寄与が大きくなっている。今後、中 国の急激な経済発展によって、排出されるNO。の量が増加すること. が予想される。これによって、越境汚染するNO3一イオンが増加す ることが予想され、日本の生態系への影響が懸念される。. ・6一.
(13) （4）ナトリウムイオンNa＋ 海水中に多量に含まれるため、降水中のNa＋イオンは、ほとんど が海塩由来であるとされ、海塩起源粒子の寄与を知る上で重要な成 分である。特に、日本は周囲を海に囲まれているため濃度が高い。. （5）カリウムイオン K＋. もともと植物体に多く含まれており、木の表面を伝わってきた林 内雨や樹幹流に多く含まれる。また植物を燃焼させたときの粒子状. 物質が雨に取りこまれた場合も、K＋イオンの濃度が高くなること がある。海水中にも含まれるが、一般的に濃度が低い。. （6）アンモニウムイオン NH4＋. 人間活動から放出されたNH3と、肥料として散布されたものの巻. き上げや家畜の排泄物から放出されたNH3が降水に溶け込んだも のである。NH3はアルカリ、成分であり、降水に取り込まれると降水 を中和させる働きがある。しかし、一般的に土壌中の生態系では、. 微生物などの働きによりNO3一イオンに酸化される。その際にH＋ イオンを放出するため、潜在的な酸であると言われている。このた め、N且4＋イオンは土壌生態系への影響が懸念されるイオンである。 また、NH4＋イオンは、季節風によって中国大陸から（NH：4）2SO4. や（NH：4）HSO4として遠距離輸送される。これらは、雲や雨粒の凝 結核になると考えられている塩である。. （7）マグネシウムイオン Mg2＋. Na＋イオンと同様に、海塩由来のものも多いが、春季に大陸から 飛来してくる黄砂の中にも含まれている。人為的発生はあまりない. 一7・.
(14) とされている。. （8）カルシウムイオン Ca2＋. 土壌やコンクリートに多く含まれており、都市部では自動車の走 行によって削られた道路粉塵により高濃度となる。また、道路の凍. 結が心配される地域では、冬季に塩化カルシウム（CaC12）を主成 分とする凍結防止剤を散布するため、Ca2＋イオンが高濃度になる場. 合がある。さらに春季に大陸から飛来してくる黄砂には10％の炭 酸塩（主に炭酸カルシウム）が含まれている。SO42一イオンと同様 に海胆由来のものも多く、海開粒子を除いた非海塩起源カルシウム イオン（nss・Ca2＋）として評価するほうがよい。カルシウム化合物は、. 酸性雨に対する中和成分であり、Ca2＋イオンは植物の生態系には栄 養分となるため、悪影響を与えない成分である。. （9）水素イオン：H＋（pH）. pH＝一10g［H＋］と定義される。一般的にpHは、pHメー タを用いて簡単に測定でき、酸性雨の程度を示す重要な測定項目と して扱われていることが多いが、イオン強度の小さい試料において は測定誤差の問題が指摘されている。酸性雨問題を取り扱う場合、. pHのみで議論されることが多いが、他のイオン濃度と総合的に考 えていく必要がある。. 一8・.
(15) 2．3 大気中の汚染物質の発生・変質・輸送・除去過程. 工場や発電所などの発生源から排出されたSOx、NOx、一酸化 炭素、粒子状物質などの大気汚染物質は、周囲の空気と混合・希釈 されて広がりっつ、空気の流れによって運ばれていく。この輸送の 過程で、汚染物質は吸収、吸着、凝集などの物理的変換や、酸化・. 還元、分解などの化学的変換をうけながら、最終的には地表や海面 に沈着して大気中から除去される。この流れを図2．2に示す。. 2．3．1 汚染物質の化学変化（2）（3）（5）. SO2やNO。の大気中での反応は、気相（大気）反応と液相（雲、 霧、雨などの大気中の水滴内）反応がある。. 気相反応では、SO2は光化学反応で生成されたOHラジカルと反. 応してHSO3ラジカルが生成される。これが02やH20を反応して H2SO4を生成する。. SO2＋OH→HSO3 且SO3＋02→ SO3＋且02. SO3＋H20→H2SO4 気相中では、SO2の酸化反応が遅いため、ガスのままで長距離輸 送された後に酸化され、粒子状物質となり沈着速度が大きくなって 降下する。これが、国を越えた汚染を生じる原因と考えられている。. NO。は、 SO2と同様に気相中でOHラジカルによって且NO3を生 成する。. NO2＋OH→HNO3 夜間には、NO2がオゾン（03）と反応して生成されたNO3ラジ カルが、炭化水素やアルデヒド類などの有機化合物と反応して HNO3を生成する。. ・9・.
(16) （原因物質の放出〕. 〔輸送・変換（酸の生成〉〕. 〔沈 着〕. 雲. 太陽光. 、 SO2. H2SO4. 取込み. 雲水（水溶液）．. 雨など. 取込み水の蒸発. NO。. 湿. 乾. 性. 性. 放 出. 沈 着. 沈 着. 中. 過 程. HNO3 SO42一， NOゴ 水の蒸発. 酸 化. 雲. 三 下 過. 程. H㌔SO42騨ヨNOゴ. 君. 受容域（各種生態系’ C生活環境）『. 発生源. 出典日本化学会酸性雨問題研究会編「身近な地球環境問題一酸性雨を考える一」、コロナ社、1997. 酸性雨の全体像より引用. 図2．2汚染物質の発生から沈着までのモデル. ・10一.
(17) NO2十〇3→NO3十〇2. NO3＋R且→且NO3＋R また、NO3ラジカルとNO2との再結合により五酸化二窒素（N205）. が生成され、加水分解によってHNO3が生成される。. NO3＋NO2→N205 N205＋H20→2HNO3 気相中でのOH反応によるNO2の寿命は約25時間であり、SO2 の約12日に比べて非常に短い。NO2の酸化速度は、SO2より約10 倍速く等量のNO2とSO2が存在する場合には、NO2のほうが先に酸 化される。このため、NO2は発生源近傍で酸化され、生成されたH NO 3や硝酸イオンを含む粒子状物質は沈着速度が大きいため、速や. かに大気中から除去され、長距離輸送されないと考えられてきた （3）。しかし、安定な化合物である有機硝酸塩は寿命が長く長距離移 流するという指摘もある。. 液相反応では、SO2は水に溶けやすく、雲や霧などが存在すると. 速やかに水滴に溶け込む。水滴中、SO2は水和し、 pH2∼7の範 囲では亜硫酸水素イオン（HSO3一）として存在する。. SO2＋且20→SO2・H：20→HSO3『＋且＋ これが水滴中の02、03および過酸化水素（H202）によって酸化さ れる。. HSO3一＋1／202→SO42一＋且＋ H：SO3一 ＋03 → SO42『 ＋H：＋ ＋02. 且SO3 ＋且202→SO4「＋且＋＋且20 NO2は水滴への溶け込み速度が遅いので、気相反応と比べてNO2 の液相反応は重要ではないと考えられている。. ・11一.
(18) 2．3．2 汚染物質の輸送と除去過程（2）（3）. 大気中を輸送されるときは、気体、エアロゾル（土ぼこり、海塩 粒子、排煙、粉塵などのような粒子状物質）、雲の水粒子に溶け込ん. だ状態で大気の動きに伴って輸送される。汚染された気塊が移動す る途中でも反応は進み、汚染物質は沈着しやすい化学・物理形態に 変換される。大気の流動には、中緯度偏西風や季節風などの地域的・. 周期的なパターンがあるため、発生源地域から数百∼数千k皿離れ ていても、特定の地域が定常的に汚染されるという長距離輸送が生 じる可能性がある。図2．3に示したように、日本では、冬季に中国. の都市や工業地帯で発生した硫黄酸化物や窒素酸化物などの汚染物 質が偏西風によって運ばれ、酸性の雨や雪となって目本海側の沿岸 地方にもたらされていると考えられる。. 一方、汚染物質の降水による取り込み過程には、レインアウト （rain out）とウォッシュアウト（wash out）の2種類がある。こ. の過程を図2．4に示す。レインアウトでは、水蒸気が水滴や氷の粒 子に変化して雲が発生する時に、大気中のエアロゾルを凝結核とし. て取り込んだり、雨雲が何百kmと移動しながら成長していく過程 でそれらを取り込む。そのため、汚染源と降水地点とが異なり、広 域的な汚染が降水の成分に反映される。越境汚染を考えるうえで重 要な過程である。. ウォッシュアウトでは、降水の際に大気中の浮遊している汚染物 質を取り込む。捕捉される汚染物質には、酸性化物質のほかに、降水. をアルカリ化するNH3や酸化カルシウム（CaCO）、炭酸カルシウ ム（CaCO3）などの土壌粒子がある。そのため、汚染源の影響は地 域的なものにとどまり、降水している地域の汚染をよく反映した降 水成分になる。また、大気中の汚染物質の捕捉は、主に降水の初期. 一12一.
(19) 雲への取り込み. 季節風 反応・変質. 硫酸塩 硝酸塩. 粒子化. 酸化. ii！i口 l i l i i i i i. SO2 NOx. I i ！ ！ i i i. ：口 1口 i ！ i ！ 1 i i i ！ i ！ ！ i i i. g i l ！ i i i. NH3. i口 ！ i ！ ！！i口 ； l i ！ i l ！ i ； i. ▼ウウ▼ウウウ. コ コ. o 幽. コ コ. o. コ. ・ ．. e. ロ コ. ■ ．. ロ コ. ． 「. ロ. ・ ・. 日本列島. 図2．3長距離輸送モデル. ・13一.
(20) ノ. ，〈；迄） 1 ！ ！ ノ ノ 1 ！ ！. ！. ！. 地域発生によるもの 大気中のイオン量は同じ 降水量によって、降水中の イオン濃度が異なる. ノ ！ 1 ！ ！. ！. ！ ！ ！ ！ ！ ！. ！. ！. 少ない. 降水量. ！ 多い. Zい. Z度. 魔｢. 濃度は降水量に反比例 ウオツシュアウト. イオン ／. ノ. ／ ノ. ／／／ ノ ！ ！. イオン．く＠ 仇. ノ. 汚染物質を含む雨雲が飛来 雲中のイオン量は同じ. ！. ／／／ ！ ！. ！ ！. ！. ／／／ ノ ／. 少ない. ！ ！. 降水量に関わらず、降水中の イオン濃度は同じ. ／／／ ノ ／. 降水量. ｾ着量 沈着量（濃度×降水量）は、降水量に比例する レインアウト. 図2．4ウォッシュアウトとレインアウト. 一14・.
(21) に起こるので、降水量が多い場合には，初期降水の寄与は，後続の. 降水の寄与によって打ち消される。そのため、降水量が多くなった ときの後続の降水は、ウォッシュアウトよりもレインアウトの寄与 が大きくなるといわれている。長期間降水がなかったような場合、 ウォッシュアウトにより大量の汚染物質が降水に捕捉されることが ある。. また、大気中の汚染物質が地上に沈着する過程には乾性沈着と湿. 性沈着の2種類がある。乾性沈着とは、エアロゾルやガスがそのま ま風に乗って地上に到着し、地上の種々の物質の表面に吸着、吸収 される場合である。乾性沈着の量も多く、大気汚染の観点からも無視. できない。一方、湿性沈着とは、これらの粒子が雲を作っている水 滴に溶け込んで、雨や雪や霧として地表に降下する場合である。本. 研究では、1降水ごとではなく1週間ごとに採水しているので、乾 性沈着と湿性沈着の両方の寄与が考えられる。. 一15・.
(22) 第3章 水の採水方法・器具・ 間及び・水地点. 3．1 採水地点と採水期間及び試料数. 3．1．1 採水地点 日本海側地域の採水地点は、次の①∼④の観点で選んだ。. ①日本海側全域にわたっており、地域に偏りがないこと。. ②飛来した越境汚染物質が、ローカルな汚染の影響を受けに くい海岸に近い場所であること。. ③周辺に汚染物質の発生源のない場所であること。. ④酸性雨の研究に関心をもっており、協力して頂ける県立工 業高等校または、国立工業高等専門学校であること。. 『1週間降水の採水地点』. ・国立秋田大学（秋田県秋田市手形学園町1−1） ・県立柏崎工業高等学校（新潟県柏崎市栄町5−16） ・国立富山工業高等専門学校（富山県富山市本郷町13） ・国立石川工業高等専門学校（石川県河北郡津：幡町北中条タ1）. ・国立福井工業高等専門学校（福井県鯖江市下司町）. ・国立兵庫教育大学（兵庫県加東郡社町下久米942−1） ・気高町立気高中学校（鳥取県気高郡気高町浜村）. ・国立米子工業高等専門学校（鳥取県米子市彦名町4448） ・県立萩工業高等学校（山口県萩市平安町544） ・県立福岡工業高等学校（福岡県福岡市早良区荒江2−19−1）. 『初期1mm降水の採水地点』 ・国立兵庫教育大学（兵庫県加東郡社町下久米942−1）. 一16一.
(23) 3 1．2 採水地点の現地調査 下記の日程で、採水地点を訪問し、現地調査及び降水の採水方 法や保存方法、配送方法について説明を行った。. ・2000年5月16日. 国立富山工業高等専門学校. ・2000年5月18日. 県立柏崎工業高等学校. ・2000年5月19日. 国立石川工業高等専門学校 国立福井工業高等専門学校. ・2000年6月19日. 県立福岡工業高等学校 県立萩工業高等学校. ・2000年6月20日. 国立米子工業嵩等専門学校. 3 1．3 試料の採水、保管、配送 研究に協力してくださる先生方に、試料の採水、保管、宅配を 依頼し、降水試料の分析はすべて兵庫教育大学で行った。. 採水については、採水マニュアルに基づき、前に述べた方法に. よって採水してもらった。また、採水した降水試料は、1Lポリ 容器に移し、（A）採水地点名、（B）降水を採り始めた年月日、（C）. 採り終えた年月日、（D）ポリ袋に残った量を、マジックでポリ容 器に記載し、宅急便で発送するまで、冷蔵庫で保存してもらった。. また、兵庫教育大学への配送は、4週間分（1Lポリ容器4本） をひとまとめにして、宅急便で送ってもらった。. 3 1．4 採水期間 2000年7，月∼2001年6．月の；期間に行った。. 一17一.
(24) 3 1．5 試料数 1年間で採取した試料は、1週間降水試料が457個（秋田49個、. 柏崎46個、富山、49個、石川45個、福井44個、社44個、気 高 39個、米子49個、萩46個、福岡46個）、初期1mm降水試 料が44個（社44個）であった。 ただし、分析に用いた試料は、明らかに異物混入等のあった試. 料を除き、1週間降水試料が454個（秋田49個、柏崎46個、富 山、49個、石川45個、福井41個、社44個、気高 39個、米子. 49個、萩46個、福岡46個）、初期1mm降水試料が44個（社 44個）である。. 3 1．6 採水地点の概要 図3．1に採水地点の全体図を示す。以下に、採水地点の概要に ついて示す。. （1） 秋田県秋田市（図3．2） 秋田県秋田市手形学園町1−1. 国立秋田大学 小川 信明先生 秋田市は、秋田県のほぼ中央部に位置する。東には出羽山地、. 西には日本海が広がっている。日本海に注ぐ雄物川の河口に開. けた都市である。市街地には国道7回線、東には秋田自動車道 が南北に走っている。採水地点の国立秋田大学は、海岸から約. 6．55kmの距離にある。. （2） 新潟県柏崎市（図3．3） 新潟県柏崎市栄町5−16. 県立柏崎工業高等学校 河村 勲先生 柏崎市は、新潟県のほぼ中央部、柏崎平野の中心にある。市 街地は鵜川、鯖石川両河川の間に形成された砂丘の上に立って. 一18・.
(25) 13甲リ 13一………一一一冨・・. ÷…＿㌔. 齢 齢奮●僧◎禽昌●. 一 ．・づ〆. 自. 葺. ＼≠㌦＿…’ ノ 譲iく 〆. 蝦＿. 管. ’．、 ド、、. ’、. ！. 脚. 騨. 賓， ｝ 1. ■”. 乾. 『幽一. 幽 圭…. 顎. 図3．1採水地点全体図. ・19・.
(26) 。「 F遜翫二，. 二診．鞭. ．霧灘. 1繭 欝・1藻麟i. マ；露ヲ今罹・・。．’一一認．. うゾひ モロ. へぞり へし. ド. 1 鱗欝灘．1 上灘・. お. ざ ち. ヨ. 物≧．．．．鹸灘’騨識．. 1繕. ＝・・．一・’ノ5 ．ご黛 酊1 勤黛．・1ごけ羅 ．・憾・、匹；. ・. 賂 1．. ロ. o. 。・ 、 ゆ. ロロド. 鐘羅灘綴織， 工. 1．. ・. i講. コ. 奪…．・難●．謡、 ．駆. L、」. ・・ド. 14. ∫竪. ．、 、・. 撃撃ｵ卸縣、 婆「．．「』．’. 』藁・‘霞・灘鷺・・繍・舞 ”醸灘髪11．，．匹ノ．．羨農. ・. 澱7i疑1灘. ゆ. 譲裂離1鐵漁・ ；1．. Pi瓢．1. 懸隔’、・≠．. ●纏軍” ・玉・. P1螺．護、難．雛羅。羅. 殿 ・叢●襯. ・麟．萌. L轄零． ・．睦．餐，、絶、獲・ レ・ ・1胴. 亙 ㌔亀、、．．. ・・自 ．顯・ ．．・再 蝶．瞳塑 ．三. ・ 鴇. ‘春. 殉 ．■ し. ノ娼． ・趣」岬. 、1 駄. ’・「. ．甑. K. 9’. ■. 国土地理院5万分置1地形図. ・●●●続. 採水地点：0. 秋田平成11年6月1日発行. 図3．2国立秋田大学. ・20・. ●．. 鴨●●. 襯. 襯.
(27) 漉舞i灘i謬. 饗. 娩鍛盤療・藷一、：・の. 奄?3. ，・. 畿叢融鑛r’. ▼. ρ，. 盤騨譲醗・認・1 ・盤．・‘ドご・1・』．一ゆ．’噂・1L. 埋 噛. ：聾. ；ヒ彦．㍊．’咽’・． ・ ． ｝．. ・・ 蒔・. ・灘難擬…礎撚. ・“. E：竃：. ・冤嵩 『 ．，’，. 霧. ・・黒醗酵論、．翻．整講. ’. ！ 層 ・ ・、． ● の ∼．、 、霞イr 9 、、 、. ・ヴ ピ. 欝．・. ．”．慧シ. しし. 1. あ. ヘ. 緊便蘇i ね ゼ. 灘嫡「 謎 謬 L ．晒. ・ ノ「. ま. 滋. 「. ．《騰. ●・. コ. リ. ぬセく. ア. ヒ. サ の. の. 艶嫌. げ. が. コ. ロ. う. さ. 裟 、魏. つ. ．竃・醸. 1． ∼. 蒐／ 6鋼5 し. し ，，o. 覇」. ム ノ. ． 、r. で鱗 ヨ. 構護. ・『職，盤 鞭．・、1・・『』・欝・. u. ’巳. ち 虻、 レ 一． 鷹郵. 論. 』驚， 麺. をざ. 諸ノ. 箆. 鰍，彰鱒、 ． ’〆. 1●●●●. 国土地理院5万分の1地形図. 採水地点 0. 柏崎平成7年12月1日発行. 図3．3新潟県立柏崎工業高等学校. ・21・. ●. r●●曙. 働. 噛.
(28) いる。米山をはじめ、黒姫、八石の山々を背景として、西には 日本海が広がっている。市街地の中心には国道8回線、東には 北陸自動車道が南北に走っている。採水地点の県立柏崎工業高. 等学校は、海岸までの距離が約450mと日本海に近いため、冬 季には北西の季節風の影響を非常に強く受ける。. （3） 富山県富山市（図3．4） 富山県富山市本郷町13. 国立富山工業高等専門学校 伊藤 通子先生 富山市は、富山平野のほぼ中央に位置する。北には富山湾、. 東には常願寺川、西には神通川や呉羽丘陵が広がり、南には立 山連峰から流れ出る水に潤された田園地帯が広がっている。特 殊な地形の富山では、上空で北西の季節風が吹く際も地上風は 南よりの風が吹く。採水地点の国立富山工業高等専門学校は海. 岸までの距離が約12．55kmでやや内陸に入った所にある。ま た、すぐ南には、北陸自動車道が東西に走っている。. （4） 石川県河北郡津幡町（図3．5）石川県河北郡津：幡町北中条タ1. 国立石川工業高等専門学校谷欣也先生 津幡町は、石川県のほぼ中央に位置している。市内には、国. 道8号、国道159号、北陸自動車道が走っており、加賀地方、 能登地方、富山県への分岐点になっている。東部には低い丘陵 性山地が連なり谷間の土地が枝状に発達している。西部には幅. 2∼3kmの平坦地が広がり、県内最大の潟、河北潟へと続いて いる。採水地点の国立石川工業高等専門学校は、丘陵性の山地 と平坦地の境にあり海岸までの距離は約7．5kmである。. ・22一.
(29) ぽも. ト瀦奪泣. 甕謹・攣愈. み…蟻蕊諦ウ 中蟹. ．、黒．. 一謹．齢. 4. 糖’. 讐曇’. ．、》’∫. ・諜’. 雄． ・・. s’一一、. ロ. t. D ’. ●、 ，. セヨヨ. ＿．．隻℃ ’. ．. 3. 、，盒 い. メ. 1』 ノ 、’. 牙・基 野 わへ. ・ 燈・＼ ・．中. ≦…. ミ. ㍉、. ‘. L・、く、. 9 、. 輔 モ. 、乏. 置コ Pミ1「r．陶. @1. 詫酷’. 8義. ．ヒ. A. 』凋. ，9. X σ. 蚤 匡. 「. “ン●. ●. ’，. 瀬’. d 翼. ノ. と. 暫. ぞ．、. ぬ. 観. “. 9. 「‘. ●●. ’．、層. 日 ’. 5. ＼．. 6. a1 、. 噂. ノγ. 膿. φ. ・…壼. 煽. 虐・加k. ，竪 ノ. 1幽 噌． 、ρ. 灘. 馳卜. 邑. 貯. ●．∼. ㌔老. @随 烈叩．. ．. 望. 鰹. ．. り唖層 @. ゼ縣. ・澤9. 4. ♂●、. 隻．φ. 町. ，’。. ’o. 業；騰・層曙 む. 1韓. ‘．. @ ケ. 1側●●. 国土地理院5万分の1地形図. 図3．4国立富山工業高等専門学校. ・23一. コ. コ ら. り. 〃瞬. ・ 、農. 舅 ・. 富山平成8年11月1日発行 八尾平成9年5月1日発行. ・更lP. 「. ∼二. 1●●●. 勘. ． 缶 ’・・. P.
(30) 灘i垂. 」. 、轟 @驚 1．．i暫 ．湿．… 藝；誠．謎. ㌧. 晶，．ゆ. 蛇 懇. 喰δ畿. ’懸諺響．. ゆご’・議. ［. ’．、’酒. ， 窺. 欝噛・鼻. 9 胸． ●. 籔. ●. 袋. 1. 」、. ．．. “遼●．．. 1. 一イ. ：空’ 鳳. ．. ほひキ ミヤ ま. ．．艦. 艘・騰. 鍵∫. ≡賞. o. ．. 義. i ．. 、、縁懸辮. …. ・，一書義、. 皇后．輸. ｝r．．. ∫. ■. ●辱. ｲ、犀三’ ．噌一. ．71・. il・ 再. ．属，・．. 臨㌦δ ∠．1. 曇．，. ll．4. 噸. 1’. ，『. 『. ミ、 峨、．．、・・. 酔. ㌻一．．. D腰緊・. ．葱レ．. ／ 7・ノ r 卑．．． 、．. H. ・イ. 亀、 ．’. ●. 覧. β. u. 聯残塁. Lを．．．ゆ. 矯. ，．. ρ. “綴 ・‘ い1. 婁 ．∼. 冠. 鳳一. 賜. 疑㌧．．卿. @弘. 女圃‘i 富♂. 謄. E警零亀1. P 究門 、. y角. ．. 、L. ｴ轟i. ・鍵、 をし ・慧・・ ∵. 躍1. δ、. 響. 嘩吋．．，。. 峯. 礪. 鑑 ■. 謝. ．．o. 灘i…萄懸蕪・難．鰯・. 1．. ． ， ・西 り 囚 9. 鑛 v’ 鉛ｯ難識．裂. “，. 嚢. 5. ．讃. の ・｛；武噸癒り. A・・ w. 儀. 6. 『」一. 曙搬. f. ，盤1 謡. ． ・. 公. ｝；i. 義. 離繧簸懸. ．・ ・. ●. 宮 ・．弔．・. 藝. ，軽．・. 2《選. ．ぶ羅餓’1・・緊、、. ，．. 擢．. 国土地理院5万分の1地形図. 津幡平成9年6月1日発行 竃. 讐. 「1、． 一へ．・』. の. 解. ぜ. ’. 八1. ．L. Ψ. リマ し 囎・襲粥，．. ．閣. 新. 卿. ・、. 蟻1鑛. 鑑識. ’二’．. 懸. ’ 層 』．「. 男. 重. M. ‘r．. ．．鼻 賃. 馳. D懸魑1. w、. 聚. し. ．シρ一4ジ. 』. 鑑覇、 @ ・1秘隆、」、. ダ．. ・壽、. 息. 4 ．．. ．. ・彰. 三. ≧. ．、1. ．で｝. ．畿∼踊鷹鰯紙. ．夕. ． ，卜菖. 1馳“. 彙．. 歓営…農．．．. 聯盟. 購. う．. 鴨. 脚今●. ．、 「 1二奪. 靴≦『、. ．ぜ. 窯. 崩泌．. 1，. ．．篤．. 8 12 1 轍. 図3．5国立石川工業高等専門学校. 一24・. 岡噂駅口. ●. 採水地点：0. 噂鱒. L 8刷■. 一. 1． 調●●.
(31) （5） 福井県鯖江市（図3．6） 福井県鯖江市下司町. 国立福井工業高等専門学校 松井 修一先生. 鯖江市は、嶺北地方の中央部に位置し、北は福井市、南は武 生市に隣接している。東西を山地に囲まれた田園工業都市であ る。市の中心を南北に国道8号線と北陸自動車道が走っている。 水田を中心とした農業地域で、近傍に大きな固定発生源はない。. 採水地点の国立福井工業高等専門学校は、海岸から約16．1km の位置にある。. （6） 兵庫県加東郡社町（図3．7） 兵庫県加東郡社町下久米942−1. 国立兵庫教育大学 井原 聡博. 社町は、瀬戸内海から26．75km北に入ったところに位置す る。小高い山で囲まれている盆地状の丘陵地帯で田園が広がっ ている。調査地点である大学の段丘のすぐ北にある一段低い段 丘面を中国自動車道が東西に走っている。この段丘は加古川に 向けて西側に傾き、南は明石まで広がっている。過去、社町の 西側を流れる加古川をさかのぼって来る潮風による塩害も記録 されている。ここでは、1991年より継続して降水の採取・測定 を行っている。. （7） 鳥取県気高郡気高町（図3．8） 鳥取県気高郡気高町浜村. 気高町立気高中学校 岡田 年史先生 気高町は、日本海沿岸部に位置し、日本海に注ぐ河川により 南北方向に谷が形成されている地形が平行に並んでいる。海岸. 線から中国山地までの距離は短く10kmほどで1000m級の山 地になっている。そのため、狭い地域で発生する海陸風の影響. 一25一.
(32) いコ も. お. フニロ. ろヂせ. ℃；編” 禦. 、鵡珂1・一 ．，、・， ；懸 ．「，・. ∼. 劇. 、聾 1 弓. ・輌. @. ジ じカ. 門 働・. 琴触 ．＿←. 撃’聯ン識・. ♂ 、 ：箋＝・. ド. 噌 ナ. ’. ジい のロ. ニ よヤ ヨ. 建’. 銭．. ’「，’‘・ 1ジヒi幽 層1．＝洋. 澱豊． 1：？’、 E欝・爆詫 マ. ・一FL. 鱗箋. ｰ ド 』誉 欝、畦，勲i…夢麹ii 1’. 霞ll. 夢 ・・荊. お. 9. 茸. 晃；、盤 び 口細鍛. 灘籔 鷲、. 舞ll. 『鴛 野醇：，. ， 「 誕’. 見L. ニし. L. 聖’. 1、」. 擁舜. ・3. 読難∼ ・濃層．. へ. ．．，・’. ，賊‘・写. ロ ト ロさ. ，. 夢 ，勤. ⊇・，譲、. コハ. ら ヘ. ・’鴫聾. ハ. I1ギ． ．， 、・. ド磯憲鹸. ボ うド. 濫. ←・鳶二烈．. 、「. ・『一 おこミ. ロ. 避’．￠3曽μ翻コ・ ・. ・誌謎. @聲噛属 騨綴灘、藻璽茎 ，壼、槻、滋 罰㌔. レ. ’ 1、㌃. @ ㌧・驚ヒへ い ．・窟’ 引 コ ρ. 上川三田球 ．. し. ∼㍉亀｛．．f，・. ’量. 二ll’・ 『タ．. 、ノ ｝∵. u’ D二三・：．麟綬、．。．考. ご婁. ，1 ・繍. ヒ. ●. コト も 挺．「翠．無 ロいロで ！』ムt∵「、. ・・㌔鏡層㌔ 内. 9. ？・. ’諄11・“・蕉事，. 論’∫，. 曙●．. 曜i’6’. ，一群 ・｝ ・ ，i l篠：，、』』 ，. 弐. ’塞、 難…「・野籔象額．、・ 、．1 趣. ヒ. …轟鶴 ．簿. む. ’ 7・. 陶. 1’1：ゴ ■. ■. 「. ヨ. 『：．・. ン・∴・. 齪津蟹、. 鳥. 照覧. ♂耀. ゐ. 憲ノ A署ツ. 。. 1’」畦. 妻磯. 亀」 ．’. 蝉. 穏・. ・. 駆 じ. 伽一…. ｝＿ く ミ. 櫓 雫. ℃. コまコ. 続’．. 撃i. ￨1. 三”「. 『式 し. 雑楚瀬罪ら、・，. 轄ll曳・、響 慧. ド. 蛋 ヒけニイの. ．壽一沸. ひらばドコ. F. ヒ灘. 鯖江市内. ｬ．．・亀』 hね・、．，灘蓼1’・. 趨・. ・七・，、・嫌な・. 1㌧飛＝」∵鯉、. `. 4. ．. ♂ 1 L. う…簿欝. ㍗；：幽1. 翠…. ・. ，「. ヒ’‘ S玉 変 裳 、．｝. 貌理，噌ご・㌧ L竃. →， ・端. ’・. ’ξヒL. 餅・．’ド，．・−・. 禅譲・，「. ヒ乳. ﾄ』．. 〆轟・・ラ，. 一！. ・》．葎. ，」・・； 『. ｝9し、. 妻，…， F. ・縫1 騨」. 需’尋. 馳」 ’．. ・篇ど，＝・．. ・／’塾！’ 驚ξ，’11「一， ム津．‘1・ 敏・−』，. 慕’. 郵. イみド. 1. ｦ ’蝕. ・，．緊r㌔蓋・・隷 ・犠. 繰、. ’ 、. ’馳 マ. ＝，， ，−. ’・・猛争鷲顎’、“ ．’達 t・1. ・. 漣. 【. ，. 再. ミ既刊. ’帖・. ・ ．’. 罪【・t，. 噛 ． ■. ぢゾノ. 落水地点：O. 藷. 糞. 藍㌃一. ト. ． 直. 嘱. P莞. 螢3、隠. 、. ∴）、》. P. 、. タ. ・. 「. “ ご「｛1【. ，♂ 、・. 論’、・. し. コ. ・選’㌦. 8. 謎螺・・［’．. 硲←噌. 蟹 ゆ. 璽. 藍. 姦戦. ・・r「・ ．5の. ・膨. 翼儲・’、、. ，琴il魏. 風. @、罐 ・’. ．噛二・㌧. ノ. 1←∵ ｝，. ’. 悪露三駿・. 1. 乙. へ. ・＿く・. 曜. ’−誉［軋. ． 嚢．1. ノナヒ ヒ. L、1 二「’．＝：ノ. 、．三レ訟齢. ．・’. 韻. o. o. 図3．6国立福井工業高等専門学校. ・26・. 勘1・簿ゴグ懲輪 虫蕾軽i乳、誰，．．．癖！ご. @・L 「、， 、∴さ霧. ・罫濃湛ヨ∵置．、 緊 ．し1一∵・’ ’一. 1…ll ・郵 ，、 ノ ド. ロ げ ド. 、㌔」F・. ．聡”願．8髪. 1辱弓’. 、、ヲ璽§. i蓑 勲1・・. リ エ ユ. ’．. 雛. ㍗しし：、監・. ロド ア. ㍊．. ●. 臥罵ζ 甲 、←∼. ’. コめノ. ・へさ．惹’一’i『・. ”1. 轄；li麟瀧・. 縣ら∼勇罵羅諜 ’、、瀞♪. だ エワコ. …罵 隔滋 ∫、藁：・. 、 劃・戴㌧鷺’・. 2 7 1. ぴ X縛曹. ：” ’蘇乙・ ・1姦獅・転1鰯. 、．. ，、レ. 懇願・、・、. ロ. ・. 曝 ド＾統 m. 1. ア. 鰐、. 鯖江平成4年2月1日発行. こ，ル. ・ 嘱』. ● r. ．．ζ8：鴛. ら. ’ 叢 ・撤． ら. 再. の 、. ・妄難；．. 国土地理院5万分の1地形図. 翰 ●. ．．. 鋳i遙』・ ■．. 醜轟. “. 、 懸≒∼. 「 圏. ぼせごなアニドくへしロ むるニ. T・レ. 、. 噛聖醒. ◎. 1『巳. 雪、. し. ●. ド. 、噛 顧. 鴫. 薯. ．．ヨ・・. 1縄’ 噂噂. ●●●. 」.
(33) 1◎り。麗. 国土地理院5万分の1地形図. 三田平成11年8月1日発行 北条平成10年10月1日発行. 図3．7国立兵庫教育大学. ・27・. ●. 憎◎. 御●9. 購●●o.
(34) 賜「. デ・ ‘. o 》. u一ノ’・. ．…. ﾇ老多i・’糟．. ’4. 態畿纐” 漣乙7董脳. 嗣 寵. ザ ゼコ. 鹸3i. 翼、雛罵’ 亀E・ ひ ・. 繍・. 熱燗 続 ．5． ’r董“. マ 5，｝. 鑑髭・蝉劃 o. 萎. ）譲. ，・. o. 0. 継 ，鬼，。、’. 6. 老健鞭ノ. ，自 （門. 顯. ’遺∼∼で南. 魏. 1∼・『’. “的嘘. 蜜・。7・. 照融”. ・1；鰹. 、・毎 ’た・. ・殉. Iooo鳳. 。. ‘000. 国土地理院5万分の1地形図. 鳥取北部平成12年6月1日発行. 図3．8気高町立気高中学校. ・28・. ｭ 石 裳. ｝、乱. 躍．. i. 醇鷹灘・. @煮則。覧了 斌‘’. 1熊. 撚嬰灘. 縢’総髪釜 2000. 襯.
(35) もよく受け、また山地に向かって上昇気流がよく発生するため、. 雲が発達し降水が多い。典型的な農村地帯で、周囲に工場等ほ とんどなく、人口も少なく人為的発生源が少ない地域である。. 採水地点の気高中学校は、日本海から約200mと非常に海岸に 近く、冬季は北西の季節風の影響を強く受ける。海岸線付近を. 主要幹線である国道9号線が走っているが、交通量はあまり多 くない。. （8） 鳥取県米子市（図3．9） 鳥取県米子市彦名町4448. 国立米子工業高等専門学校 澤 洋征先生 米子市は、鳥取県の最西端に位置し、東は大山の山すそと南. 部に標高100m程度の山が点在している。その他の部分は、す べて傾斜のない平坦な地形になっている。調査地点は西に昂根 県の中海、東に日本海にはさまれた米子の市街地から北西に伸 びた砂州の部分にある。中海は汽水湖であり塩分濃度は、同じ 汽水湖である宍道湖よりは高いが、日本海よりも低くなってい る。冬季には西からの季節が強く、中海の水を巻き上げた風が 調査地点まで吹くことがある。採水地点の国立米子工業高等専 門学校は、海岸までの距離が約2．4kmである。. （9） 山口県萩市（図3．10） 山口県萩市平安古544. 県立萩工業高等学校 岩田 広己先生. 萩市は、山口県の北部に位置する。日本海と標高100m∼ 300mの中国山地に囲まれた阿武川の下流に形成された三角州 に拓けた都市である。萩市の沖合には数々の島々が点在する。. 採水地点の県立萩工業高等学校は、橋本川と新川に挟まれた市. ・29一.
(36) 輔」圏脚」. @‘. ・ 5 9. 市. 佐. ▲. 脳. 三試. ．．. ｝ト. L、 ●. ρ. ●. ロ. ノ. 3ン. つ. ▼. ノ. i鯉．鍔 ン・器. ．歪6 ￠．懸、. 、. 禽・. ’ゴ. ． ．勺. ，. ．へ．. ．. 甲．傍熱爆N. ●. ■. ・. ．‘9. ζ6’ ‘・. 態鱒. 亀L. ・．ぐ㌔．、…㌃. 1． 》N遷. も. ．”灘．．・．. R. ；湊 ・. 、幽. Yきこ・．. 、. ．・、. ‘ξ 9‘‘・・薩．し卯’1. ・石 ．邑．. ・ ’夢ろ. ＼魂，. 猛. 湊㌧. 陰中. ごぐ. 総癌幾卿. ＼・’盟. 摯紳6. 一t D 伽i. ’麟、. 上暢 』＼卜、. 6 窟・. ‘継. 就ζ勲， A. A‘ ボ’1．’・. 謎＿麗i．. ．噸．・ 一＝メ、. ＼’9．・. r I「. ＼＼. 亀. @. 驚 鳳コ．茎＼ 置 ’翼「. 61. カ. コ. 堀．. む. ロコココ. ，． 、. の. ．ざ. ．・弧. 實 」. り. ＼鑑零＼＿’峻r. 鱈衝・ 匿’ 1 澱穿き. 1欄．き・下・亀 、. 融鞠 ・鵬. 、，、 ノ. 、瑠繋. 4㌧. 麟 慧 縫難’毒 懇. も コほ. ・ 験. 』 ．. ． 、. Σ む. ・雛. 、. ∼ 、 t. 羅. 1奪. へ. い. ＼ 《｝喫＼博 ”／．＼＼＼ ’. N、. ＼. ’｛. ‘・. し. ＼ノ. 亭；・. 挾. ．、. ・へ￥ ’ …建．・. 尋＼”、 添. ’義．. N. ＼、＼溌、. マ ・t㍉. ／驚 瘁A＼. ・・. 灘』，11麺難鐘， ・. 望隅●・. ＼. 戦. 魁．‘. 説. “ 馬. 、、．． 璽. 、へ、. 、．. び. 艦：8. 軒＿・襲 縄．・。＿躍 ・・1・. 翻. く. ゲ. 醒 iぺ”鳥’．．・’. 驚一’. −↓腎 ．. 昏. 2. 糊．. ・o鞘. ’説. ・｛. ！ノ ．賦. 噸 蔦・. ノ. 誤. 。韻鐸 撃、. ・. ．．. ＼馨穏. ＼. 8o・，. ．ノ誤ボ. 9「. 匿く・．翻. ．. バ コら ・ノ・樋．馬. ．鳩’ 重’竺一 ．㌃へく．．頚. E霧嚢臆・1、1. ’ ㌦・ ●茎薦描幽吹…. ＿鐡，議． P. 、 華. 『弓. ・．. 、 ハ. ●. ，”、．・. ．＾．．㍗. S. ．駕．. （’「. 、L、．. 曼. 9. ・賢. ．孟醍．. 望. ぐ. ．冨．. 疹1. ・7宇r1・・. げメ. 一. ，’. ．二く．．. ●. D講. 、. 錘． 亀. 釈．. へく. 篶. 藷. 』 （. ‘. 観. 6. 〆. 【. γダ ・ “、. ，‘・. ’、、 塩. 1・. 酢. 娚． ゆgo繍. 国土地理院5万分の1地形図. 米子平成7年8月1日発行. 採水地点：0. 図3．9国立米子工業専門学校. ・30・. あ o. 置。●●. ． 齢●o. ●. 鞘.
(37) 籔｛. o ）. ▲. ．磯〉レ ↓載 鴇. 皇. 8. ▼. 艶. ↓. 撃. 岬 ｳ・. 「6. マ. ↓’. o. ゐ. 毒. 毒. o. 至4i・. 、. の誤. 。. ■. 聖．・. 、、. 驚. ■. 5. ↓免 勅「’. 0. 必難r 、鮎 x. 玄・. ●. ・●. 働. 1 ‘. が. 汽. ．騨. 曇」試. 6. の ■. 。 ●. ”. ●. q. 匹. ●. ●. 島学，. ◎∼. 9．暫 ．，. ‘. ’ ●. 一. ●●. 撃. 1. 」●. 6. 』レ. 6. 4，7. 週. ， 6. ・劉. り. 、。2・. ●. 琴. ・潔9. ．，・ 」. 馳 11軍、・9 蒼. 6. 鵤. ざ. ）三. 腐澱. 日. 蕉. ●. 、、一. u長・. 罷. δ. ●. も配. 》. 動濫. 帥 1I. 獲. 剣. ノ. σ. ‘. 」 堕. 整. ◎. ｝. 先. 一隈. 。 ｝. ◎. 寛. ミ 。. o. 鞭. 6 ●. c. ・. ” 騨. 、. ．漣 一. 鱒. 0. 1000朧. 国土地理院5万分の1地形図. 萩平成11年12月1日発行. 図3．10山ロ県立萩工業高等学校. ・31・. 之. ”. G8. へ. 書000. 2000. ㎜.
(38) 街地の中心に位置し、海岸までの距離が約1．1kmと日本海に 近い。. （10） 福岡県福岡市（図3．11） 福岡県福岡市早良区荒江2−19−1. 県立福岡工業高等学校 新谷 寛先生. 福岡市は、北は玄界灘に面し、背後は背振、三郡、犬鳴山系 が囲み、半，月型の福岡平野の中心に位置している。福岡平野は，. 北は博多湾に臨み，東を500m∼600mの西山・犬鳴山，南東を. 600m∼900mの三郡山地，南西を600m∼1，000mの脊振山地に 囲まれている。この山地の内側にはさらに3001n∼500mの山が. 半円状に囲み，その内側に50m∼100mの丘陵，糸島半島部の 丘陵および平野部が連なり階段状の地形をなしている。調査地 点は、これら階段状の地形の一番内側に位置する市街地にあり、. 近くに国道などの幹線道路が通り交通量も多い。採水地点の県. 立福岡工業高等学校は、海岸からの距離が約2．55kmと、比較 的日本海に近いところに位置している。. 一32一.
(39) 緊. 鷺「. 毎. 福. ▼. s. 岡 2. で. 璽. 噸鷺. ノ 。’・…. 姦. 2”3●． o. o ●. 6 ●叢. ■. 馬. 、. 、. ノ. ＼. 罫”＝，、. 爆. ≦畷’訟・. 唾. 塾. 隠隠 ’」と 行 産調19・ρ’・．雛. ・●. 輸. ・ ●. 繍. も. 8蕊紹. 8. 裂. 商. ‘. ●. 墜. §. 隆 浜. ■. き！. 碧. ●. ●. 8. 8. ；、量. δ ●. 亀 」. ぞ. 馳≧. ●. ■●. 唖．. へ. む. 罷. 3，. o. 1b ，．. ●. 瓢溺. 。. ｝. 諾’. 醗．’譲“ ．. 弱. 翼. 口. ら な. ヨコ ’・＝. の. r. ’・. 7. 鳥匠. 瓢 ● 穴. 剛. ，. 。、噌 覧 ●. ，」. 撃. ア窯9. ●. ε，. 箋. 9. 穿. ○. 、. 。 讐. ’『. d 2 ℃・、. @5. e. ●＝ 。 磯L. 6. 鷺 3・. 凝礁…. ■. ’慧. 豊 累. 毬. ぎ. o. 9. i蝿 5 ．. ■. 。 ●. ●. 。. ■. o. 確. o. ●●. ●．. ●. ● ・. 望. ．。 ノ. o. ■ 馬. ■. ’ θ. ．. ■. 曙・．．’. ●. 。. o. 50◎0鵬. lo◎o. 国土地理院5万分の1地形図. 福岡平成8年7月1日発行. 図3．11福岡県立福岡工業高等学校. ・33・. 2000. 3◎00.
(40) 3．2 採水方法・器具について 今回、調査した地域が日本海側地域で、冬季には積雪の多い地域 もあるため、図3．12のような雨水、雪水兼用のバルク式採取器を用. いて降水を採取した。バルク式採取器は、容器に蓋がないため、大 気中の乾性沈着物や虫などの混入もあるが、設置・交換・回収・洗 浄が簡単であることから、この方法を採用した。. バルク式採取法は、期間内に複数の降水があった場合、得られる 結果はその複数の降水の平均化されたものであり、降水量の多かっ たときの影響が顕著に現れる。しかし、土地や生物への継続的な影 響を見ていく上では、個々の降水より積算として考える方がよく、 この方法でも十分であると考えられる。. 前述の採水協力者にお願いして、1週間降水の採取は、1週間ご とにポリエチレンの袋内にたまった全降水を指定のポリ容器に入れ. てもらった。また、降水がなくても、1週間ごとにごみバケツに取 り付けたポリエチレンの袋を新しいものと交換してもらった。. 初期1mm降水の採取は、兵庫：教育大学でのみ行い、1週間のう ち、降水採取開始後1mmに相当する降水を採取した。採取器は、 図3．13のように100mlポリ容器の中に発泡スチロール球が入って. おり、降水量1mmに相当する約73mlの降水が流入すると球が浮き 上がって入り口がふさがれ、後続の降水は横の出口から流れ出る仕. 組みになっている。1週間降水の採取器と同様に、降水がなくても 1週間ごとに新しい器具に交換した。1週間降水採取器に比べると、 ロートの表面積が大きいので、乾性沈着物の影響が大きい。. ・34・.
(41) ↑. 「「. 45．Ocm ↓. 31．Ocm. ⊥ ←’ R5・Ocm→. 厚さ. 0．04mm. τ プラスチック製 ゴミバケツ. 39．Ocm. ⊥. 木製台. 図3．12壌週間降水採水器. ・35・.
(42) 300mm. ／ ポリロート. シリコン栓. 発泡スチロール球. 謙：；．. 図3．13初期lmm降水採水器. ・36・.
(43) 4章 分析方法と測定項目 分析に使用した水は、イオン交換水を2回蒸留し、さらに超純水 製造器（日本ミリポアリミテッド製milli・Q）により処理したもの を使用した。. 4．1 イオ’ンクロマトグラフ法 降水中に含まれる主要イオンのうち、水素イオンを除くイオン は、イオンクロマトグラフ法で測定した。. ［使用機器］. DIONEXseries20001. ［標準液］. 東亜電波工業（株）製標準溶液を50倍希釈して、各イオン当 量濃度が 20μ equiv：L−1. （Na＋、 N且4＋、 NO2一）. 40μequiv：L−1 （K＋、 Mg2＋、 Ca2＋、Cl一、 NO3一、 SO42一）. になるようにして使用した。. ［測定するイオン1 陽イオン Na＋、 NH4＋、 K＋、 Mg2＋、 Ca2＋. 陰イオン Cr、 NO2一、 NO3…、 SO42』. 一37・.
(44) ［陽イオンの測定］. 1）DIONEX 溶離液 再生液. 20mMメタンスルホン酸 0．375％テトラメチルアンモニウム ヒドロキシド溶液. ＊和光純薬特級メタンスルホン酸1．3mLを純水で希釈し全量を 1：しにする。. ＊和光純薬特級15％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド溶 液24．3mLを純水で希釈し全量を1：しにする。. ［陰イオンの測定］. 出離液. 1．8mM炭酸ナトリウム. ＋1．7mM重炭酸ナトリウム. 再生液. 25mM硫酸. ＊和光純薬；特級Na2CO319．1gと和光純薬特級NaHCO3 14．3g を純水に溶かし全量を1しにする。その溶液を10m：L取り純水 で希釈し全量を1L，にする。 ＊和光純薬特級濃硫酸0．75m：Lを純水で希釈し全量を1L，にする。. 一38・.
(45) 4 2 pH：メーター法（ガラス電極）. 降水中の水素イオン濃度の測定には、堀場：F−22・電極6378 型を使用した。校正には、pH：4、7、9の校正標準溶液（堀場100. −4、100−7、100−9）を用いて3点校正をした。ガラス電極を 試料溶液に浸し、5分後のpHメータの値を読んだ。 複数の試料を測定する場合、直前に測定した試料の影響が残る ことがあり、測定値が安定するまで繰り返し測定を行った。. 4．3 電気伝導度法 電気伝導度（EC）の測定には、堀場C−172型を使用した。こ の簡易導電率計は、少量の試料でも測定することができる。測定 範囲は、：Lowレンジで、0∼199μScm−1（表示分解能1μScm−1）、 H：ighレンジでは、 o∼1990μscm−1（表示分解能10μScm｝1）であ る。. 一39一.
(46) 第5章 降水に する結 と. 5 1 データの精度の検討 現在、日本国内の主な酸性雨調査では、次の2種類の方法によ って分析データの精度の確保が図られている。その一つは、イオ ンバランスをチェックする方法（イオンバランス法）で、もう一 つは、電気伝導度（EC）の計算値と測定値を比較する方法（電気 伝導度法）である。. 本研究のデータについても上記2種類の方法で検討した。. 5．1．1 イオンバランス法（6） 降水中のイオンについて当量濃度単位で表したとき、降水試料 は電気的に中性なので（陰イオンの当量濃度の総和）＝（陽イオ ンの当量濃度の総和）となる。. 降水中には多くの種類のイオンが含まれているが、量的には降. 水中に含まれている主な成分の種類は限られている。現在、目本. の降水では陽イオン6種類、陰イオン3種類の計9種類のイオン で、ほぼバランスがとれている。そこで、陰イオンの総和をA、 陽イオンの総和をCとして、当量単位で示すと、 A＝［Cl一］＋［NO3司＋［SO42一］ C＝［H＋］＋［Na＋］＋［NH4＋］＋［K＋］＋［Mg2＋］＋［Ca2＋］. となり、AICの比を計算して、その値が1から大きく外れる試料 についてチェックする必要があるとされている。なお、pH：が6 程度以上の試料についてはHCO3｝イオンの濃度が高くなり、その ための補正が必要であるが、本研究では行っていない。また、上 記の［ ］は当量イオン濃度を表すものとする。. ・40・.
(47) 図5．1に陰イオン総量と陽イオン総量との関係（兵庫：2000年7 ，月∼2001年6月）を示す。. p且5．6未満の試料は、ほぼ1：1の直線の近くに分布している。 しかし、pH5．6以上の試料では、陽イオンが過多になっている。 本研究室の壷阪（1997）によると、pH5．6以上の試料では、HCO3’. イオンを測定しないで分析すると、陰イオンが過少評価されイオ ンバランスの値は小さくなる（8）という報告がされており、今回 HCO3一イオンを測定していないため、 pH：5．6以上の試料の分布 が陽イオン側に偏ったと考えられる。. 5 1．2 電気伝導度法（6） 降水の電気伝導度（EC）鴨の値は、降水中の主成分の当量濃度と. 水溶液中の極限当量伝導度を用いて、下式のように求めることが できる。計算による電気伝導度をEC，alとすると、 ECcaF｛349．8×［H＋】＋50．10×［Na＋］＋73．55×［N且4＋】 ＋73．50×［K＋］＋53．03×［Mg2＋］＋59．50×［Ca2＋］. ＋76．35×［Cl一］＋71．46×［NO3一］＋80．02×［SO42一］｝×10’3. となり、この：EC，alと実測した電気伝導度：ECm，a、の比を調べる。. その値が1から大きく外れる試料はイオンバランス（AIC）同様 チェックする必要があるとされている。. 図5．2にEC凱。a、とEC，a正の関係（兵庫：2000年7，月∼2001年 6月）を示す。. ECm。a，の値の大きいところではEC，a1側に少し偏った分布にな. っているが、ほとんどの試料が、1：1の直線の近くに分布して いる。. 一41一.
(48) 2000 1800. 1600 ［1. 1400. 口. ρ し ・≧. 1200. 口. 9. 3. 10◎0. 口. ●. 蠣. A. ●. ●. ●. 800. ヤ. ●. ● 口 ●. 600. 口. の ● 。 ●，. 400. ○● ●. ● ♂. 200. 口. o. ●. 0 0. 200. 400. 600. 800. 1000. 1200. 1400. 1600. 1800. 陽イオン総量（μequivし門）. 図5．1陰イオン総量と陽イオン総量の関係 兵庫の降水（2000年7月∼2001年6月）. 一42一. 2000.
(49) 250. ●. 2◎0. ● ●. ■. ●. （. ド. I. E o. 150. ●. ●. ●. の. ●. ●. ●. と. o. O. ● ●. ●. 100. ●●. ●. o. ●. ○. ●. ●● ●. ● ■. ● も. ○. 50 ● ●. ● ●. 0 0. 50. 100. 150. 巳Cmeas（μS cm噛コ〉. 図5．2εCmeasとECcalの関係. 兵庫の降水（2000年7月∼2001年6月）. ・43一. 200. 250.
(50) 以上のことにより、本研究で行われた測定は、ほぼ正しく行われ ていると考えられる。. 一44一.
(51) 5．2 各調査地点における降水量、p且、電気伝導度（EC）. 5．2．1 降水量の変化 図5．3（A）、（B）、（C）に降・水量の経月変化（2000年7月∼2001年. 6月）を示す。年間降水量は、秋田1314．5㎜、柏崎1685．0㎜、富 山963．1㎜、石川817．7㎜、福井1573．3㎜、鳥取1596．2㎜、米子 1662．7㎜、萩1281．5皿、福岡1673．5㎜であった。石川、富山の2. 地点のみが年間降水量1000㎜以下と少なかったが、他の地域では 年間1200㎜以上の降水があった。鳥取より北側にある地域では、 9月∼3月にかけて降水量が多くなっている。しかし、福岡や萩で は、11月∼12，月と3，月∼4月の降水量が少なくなっている。. 日本海側地域全体で見ると9∼11月（台風、秋雨）と5∼6，月（梅. 雨）に降水量が増加しているが、福井の1月、福岡の6，月の降水量 は群を抜いて多くなっている。. ・45・.
(52) （A）600. 500. 曾400. ε. 鋼300 ’〆ロ・∼. 童20◎. ．’’”ら・’ロ”. @＼. ’ ，. のの. ．∫コ’”・. 100. ，，・・. 噸’し’・口．. ／. 0 7月. 8月 9月 10月 穏月 12月. り’ 禔D．. 1月. 2月. 3月. 4月. 5月. 6月. 一秋田 ’。…柏崎 一富山 年間降水量（揃m）1314．5 1685．0. 963．1. （B）6・0 旦. 500. 曾4◎0. ε. 嘱300 ロら. 童200. ．・. @’、・・” ロ．◎ ∠. b、. 100. ◎・. ＝C．”ル” @”ロ’”・”. 0 7月. 8月. 9月. 10月 1埆. 董2月. 1月. 2月. 3月. 4月. 5月. 6月. 一石川 …。”福井 一一鳥取 年間降水量（mゆ817．7. 15733. 1596．2. （C）6。。. 500. 倉400. ε 嘱30◎ P・φ’φ“. 瞠2◎0 准00. 0 7月. 8月. 9月. 10月. 11月. 12月. 1月. 2月. 3月. 4月. 5月. 6月. 一米子 ’心’・萩 一か一福岡. 年間降水量（m麟）1662．7. 128L5. 1673．5. 図5。3降水量の経月変化（2000年7月∼200で年6月）及び年間降水量 ・46・.
図
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