児島湖 の水質 調査 岡 山大学 医学 部微生物学教室(主 任:俵 寿太郎教授)
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(2) 602. Table. 金 政 泰 弘 ・片 山 健 ・岡 部 昭 延 ・森 康 巳. 2.. し た が っ て表 水 と底 水 にお け る水 温. pH. Table. 4.. DO,. COD. (ppm). 績 を 得 て い る.. 4). の 差 は あ ま りな く,夏 期 に は30〜33 ℃程 度 で あ る.臭 気 ・外 観 に つ い て は,植 物 性 プ ラ ン ク トンの 増 殖 に よ. DO, BOD. DOはCO2と. COD, 逆 に,. り,湖 水 は一 般 に カ ビ臭 く,黄 緑 色. 夏 期 停 滞 期 に は,表. の 微 細 な浮 遊 物 が 多 い.. 面 近 くで 光 合 成 作 用. 2). pH. に よ りO2が 生 産 され. 一 般 の 湖 はpH 部 分 で あ り,児 型指定 は で あ る. 点1, た.湖. 6〜9の. もの が 大. るた め,飽 和 もし く. 島湖の環境基準の類. は過飽和の状態 にな. 「B類 型 」(pH. 2を. って い る.し か し,. 6.5‑8.5) 採水. 底 水 に お い て は著 し. 除 い て 異常 に 高 値 を示 し. い 酸 素 不 足 もし くは. Table. 2.よ. りpHは. 面 は 全 面 が,い. わ ゆ る 「水 の. 無 酸 素 状 態 とな って. 華 」 に よ って お お われ,植 物 プ ラ ン ク トンの 異 常 な. い る(Table. 4).一 般 の魚 類 等 水 棲 生 物 に対 して,. 増 殖 が あ った こ と を示 して い た.湖 のpHは. DO. 上 で あ る こ とが水 産 に 関 す る水 質 基準. 炭酸 ガ. ス と重 炭 酸 塩 の 量 比 で大 体決定 され,湖 水 中 で のCO2, HCO3‑,. CO32‑の 濃 度 を大 き く決 定 す る の は光 合成 の. 5ppm以. と して要 求 され て い る.し か し底 水 に お い て は,ほ とん どの採 水 点 に お いて この基 準 を下 回 り,魚 類 の. 作 用 で あ る.春 及 び秋 は循 環期 の た め 成 層 せ ず 上 下. 生 息 に適 しな くな っ て い る.魚 類 の大 量 斃 死 は,こ. 均 一 に 分布 す るが,夏 期 停 滞 期 に は湖 水 が 安 定 して. の 酸 素 不 足 に よ るの で は な い か と考 え られ る.さ ら. い る た め表 層 附 近 で 光 合 成 作 用 が行 な わ れ て,化 学. にCOD値. 成 層 を生 ず る.湖 水 中 の 光 合 成 作 用 に よ る化学 反応. 類 型 指 定(pH:. は6H2O+6CO2=C6H12O6+602で. D:. あ る.こ の 結果,. 5ppm以. は 非常 に高 値 を示 して い る.児 島 湖 はB 6.5〜8.5, 下,. SS:. DO:. 15ppm以. 5PPm以. 上, CO. 下)で あ る.県 の. CO2の 減 少 は 表 層 部 分 で は湖 水 を ア ル カ リ性 に,光. 報 告3,4)でも特 にCODが. の到 達 しに く い下 層 の 部 分 で はpHの. どの 施 設 の改 善 等 に よ り,昭 和45年 度11〜12ppm,. 変動は あま り. 高 く,工 場,し 尿 処 理 場 な. な い.カ ル シ ウ ムの 少 な い 日本 の湖 で は,ヨ ー ロ ッ. 46年 度7〜9ppm,. パの 湖 に比 べ,こ の よ うな傾 向 が強 く,表 層pHが. て い る が,し か し47年 度 のCOD環. 9〜11に. は わず か53.1%に. もな る こ と が あ る.夏 期 に お け る児 島 湖 の. Table. 透 明 度,透 3.に. 視 度 は11〜20cmと. 視 度,. SS(懸. 示 す よ う に,透. 濁 物 質). 懸 濁 物 質 の 多 少 に よ っ て 異 な る.一 Table. 3.. 透 明 度,透 視 度, SS. 明度は水中. 般 に 比較 的 清 澄. な湖 で あれば数m, 汚 濁 して い る場 合 で も1〜2mの. 透. 明度 を 示 す こ と を 考 え る と,児 島 湖 の透 明 度 が 低 い の は,プ. ラ ン ク トン. の量 が最 も大 き い 要 因 と考 え られ る. 我 々 の 調査 に お い て も, SSの. 境 基準の達成率. す ぎな い.今 回 の 調 査 が プ ラ ン ク. 最 悪 の条 件 の もと で行 な わ れ た とい う特 殊 事 情 が あ. 明 度 は30〜80cm,透. 異 常 な 値 で あ っ た.透. 平 均 値 を報 告 し. トン の異 常 増 殖 と,そ の遺 骸 が湖 面 をお お うとい う. pHの 異 常 な 上昇 は この 事 に よ る もの で あ る. 3). 47年 度5ppmの. かな. りの部 分 を プ ラ ン ク トンが 占 め る成. っ た に せ よ, 10ppmを. 越 え る高 値 を ほ とん ど全 て の. 採 水 点 で記 録 した.こ. れ は 依 然 と して 恒 常 的 な有 機. 物 汚 染 に よ る深 刻 な状 態 に あ る こ と を否 定で きない. Table. 5. Na+,. K+,. Mg2+,. Ca2+,. SO42‑,. Cl‑. (ppm).
(3) 児島湖の水質調査 湖 の 環 境 基 準 はCODで はBODの. 指 定 され て い るが,著 者 等. 測 定 も同時 に 行 な った.そ の 結 果 は, 5. ppm以 下2点,. 5〜10ppm. 3点,. 10ppm以. 上2点 で. Tabl. 603 7.に 示 し た値 は いず れ も高 値 を 示 して お り,. 窒 素 量0.3ppmを. 越 え,い わ ゆ る 「不快 な 湖 」 と して. 富 栄 養 化 の典 型 的 な例 で あ る.特 に溶 存 酸 素 の少 な. あ りや は りか な り高 値 を 示 した.. い場 合 は,嫌 気 分 解 の 結果 ア ンモ ニ アの 濃 度 は 高 く. 5). な り,極 端 な場 合 に は12ppm以. 無 機 イ オ ン類(Na+,. Table. 5.に. K+,. Mg2+, Ca2+, SO42‑, Cl‑). 結 果 を示 す.湖 水 中 に溶 け こん で い. 上 になる こともある. が,採 水 点3の 底 水 は ま きに この 例 で あ る.水 中 の. る総 固 形 物 の量 は一 般 の 河 川 水 と比 べ る と非 常 に高. ア ン モ ニ ア とNH4OHと. い.特 に採 水 点6で. っ て違 うが,ア ル カ リ性 の 強 い 時 はNH4OH濃. はNaClが. 海 水 の 半 量 含 まれ て. い る.又 底 水 は表 水 よ り も塩 分 に富 ん で い る.倉 敷 川,笹. ヶ瀬 川 よ り流 入 した 河 川 水 は比 重 が軽 い た め. の量 的 比 率 は,水 のpHに. よ 度は. 高 ま り,生 物 に対 し毒 性 を表 わ す.遊 離 ア ン モ ニ ア 自体 も,中 性 又 は ア ル カ リ性 水 域 に お い て2.5ppm以. 塩 分 の 高 い底 水 の上 に重 層 した 形 に な っ て い る.湖. 上 の 濃 度 に な る時 は有 害 で あ る.こ の よ うな アンモ ニ. 水5)1l中. アの 毒 性 は,無 酸 素 状 態 に あわ せ て 魚 類 の生 息 環 境. に500mgの 総 固 形 物 を含 む湖 を 「塩 湖 」 と. 呼 び,そ れ 以下 の 「淡 水 湖 」 と区 別 し,塩 湖 の なか. を著 し く害 して い る.リ ン も窒 素 同 様 微 生 物 の栄 養. で海 水 が侵 入 して い る もの を特 に 「汽 水 湖 」 と呼ん. 塩 と な る た め,富 栄 養 化 の 重 大 な 因 子 で あ る.リ. で い る.淡 水 化 を 目指 し た人 造 湖 で あ る児 島 湖 は,. の垂 直 分 布 は表 水 で低 く,底 水 で 高 い値 を示 して い. ン. 農 業 干 拓 地 の農 業 用 水 の 取 水 源 とす る た め に造 られ. る.こ れ は,不 溶 性 の リ ン酸 第 二 鉄 に な っ て湖 底 に. た もの で あ るが,樋 門 開 門 や 堤 防 下 か らの 漏 水 に よ. 存 在 して い た もの が,無 酸 素 状 態 に な る と還 元 され. る湾 部 か らの 海 水 の 流 入 に よ り,い ま だ に淡 水 化 に. て第 一 鉄 に な り,水 中 に と け出 す た め で あ る.表 水. 成功 して い な い.ま. た, Table. 65).に 示 す よ うに,. 児 島 湖 は他 の 湖 と比 較 して 多種 の イ オ ン種 に お い て Table. 6.. 各 湖 の 比 較(ppm). 中 の リ ン量 は一 年 中 少 な い の が 普 通 で あ る.こ れ も 又 富 栄 養 湖 の典 型例 で あ る. 7). ク ロ ロ フ ィ ル. ク ロ ロフ ィル 量 は,植 物 プ ラ ン ク トンの量 を知 る 上 で 良 い指 標 とな る.結 果 をTable. 8.に. 示 す.. い ず れ の 採 水 点 に お け る値 も,一 般 の湖 の ほ ぼ数 十 Table. 8.. ク ロ ロ フ ィル,植. 物 カ ロ チ ノ イ ド(μg/1). 高値 を示 して い る.こ れ らか ら も児 島 湖 が淡 水 で な く海 水 と淡 水 との 中 間 に位 置 す る こ とが わ か る. 6) Table. 栄養塩類 7. NO3‑,. NH4+, PO43‑. NO2‑, (ppm). 一般 に窒 素,リ ン等 の 栄養 塩類 は健 康項 目,一 般項 目 に含 まれ ないた め, 富栄養 化 の主 因 にな るに もか かわ らず 調査 デー タ ー は少 な い.し か し窒素 と リンは,植 物 プ ランク. 倍 に も相 当 し,植 物 プ ラ ン ク トンの 異 常 増 殖 ぶ りが. トンの生 産の制 限 元素 に. 理 解 で きる.ま た ク ロ ロ フ ィルaが 多 い こ とか ら,. な って お り,富 栄 養の問. 藍 藻 に 属 す る もの が主 で あ ろ う.藍 藻 は栄 養 の 多 い. 題 を取 り扱 うに あた って. 淡 水湖 に発 生6)す る もの で,児 島 湖 で はユ レモ(Os. この両元 素 は非 常 に重要. cillatria)が 優 先 種 の一 種 と して 顕 微 鏡 下 に 観 察 さ. であ る.湖 水 中の無 機窒. れ た.採 水 点6の 底 水 に お い て は,深 い た め 日光 が. 素 は,主 と してNO3‑, NO2‑,. と ど きに くい と同時 に塩 分 濃 度 が高 い た め,プ. NH4+の 形 で存 在 す る.. ク トン量 は少 な か った.. ラン.
(4) 604. 金 政 泰 弘 ・片 山 健 ・岡 部 昭 延 ・森 康 巳. Table 9. 大 腸 菌 (MPN/100ml). 8) 群. 大 腸 菌 群,一 倉 敷 川,笹. 般細菌. 悪 循 環 を く りか え して い る.. ヶ瀬 川 は そ の流 域 に. 児 島 湖 へ の 流 入 負 荷 量 をTable. 10.に 示 す.こ. れ. 荷 量, Tota1‑N負. 荷. 倉 敷 ・岡 山市 な ど大 人 口 をか か え. に も とづ い て 汚 水 中 のBOD負. る都 市 を有 して お り,生 活 廃 水,. 量 の 推 定 を行 な いTable. し尿 処 理 廃 水 の 流 入 は,汚 染 の大. け るN量 は か な り多 い た め,し 尿 浄 化槽 及 び,し 尿. き な原 因 とな って い る.大 腸 菌 群. 処 理 施 設 よ りのTotal‑N負. の 検 索 は,都 市 下 水 汚 染 の指 標 と. 倍 と見 て お い た 方 が よ い だ ろ う.児 島 湖 に お け る富. して 重 要 で あ り,結果 をTable. 9.. 栄 養 化 を 阻 止 す る た め に は,現 行 の排 出 基 準 に よ る. に示 す.一 般 細 菌 は動 物 由来 の細. 規 制 だ け で は不 十 分 で あ る.富 栄 養 化 の 直 接 の 要 因. 菌(37℃. と な る窒 素,リ. 24hr培. (20℃ 48hr培. 養)と 水 中 細 菌. 養)の 検 討 を 行 な っ. た が い ず れ も1ml中103〜105個. の. D,. CODの. 荷 量 は,こ れ らの 値 の 数. ン の厳 し い排 出基 準 の 設定 と, BO. 規 制 を 目 指 し た各 種 処 理 施 設 の 改 善 と. 完 備 以 外 に児 島 湖 を生 き返 らせ る こ とは 不 可 能 で あ る と考 え る.. 細 胞 数 で あ っ た.. 以上 の様 な結果か ら児 島湖の汚 染 は,有 機 物 汚 染 と窒 素,リ. 11.に 示 した.し 尿 中 に お. 結. 論. ン に よ る富 栄 養 化 が 重. 大 な 事 態 に ま で 進 行 して い る と言 え る.特. にNH4+. が 高 濃 度 で あ る こ と は数 年 前 に も報 告7)さ れ,児 島. 富 栄 養 化 の す す む 児 島 湖 の 水 質 調 査 を行 な い汚 染 の進 行 状 況 を調 査 した.. 湖 が 並 の富 栄 養 湖 で は な い こ と を示 して い る.植 物. 1). プ ラ ン ク トンの 増 殖 と共 に 大 型 水 生 植 物 で あ るホ テ. あ る.. イ ア オ イ が笹 ヶ瀬 川,倉 敷 川 で 異 常 増 殖 し, 1mに. 2). COD測. 定 結 果 よ り顕 著 な有 機 物 汚 染 状 態 に. 富 栄 養 化 の 要 因 とな る栄 養 塩 類 濃 度 が 高 い.. も達 す るよ う に な っ て い る.ホ テ イ ア オ イ は漁 民 等. 特 に 底 水 は無 酸 素 状 態 で,魚 類 の 生 棲 に不 適 で あ り,. の 努 力 で,児 島 湖 へ 流 入 しな い よ うに工 夫 され て い. 嫌気 分 解 の進 行 に よ りNH4+濃. るが,増 殖 の ス ピー ドが 急 激 なの と,事 故,除. 去作. 業 の 不 徹底 等 で,児 島湖 へ の 流 入 は完 全 に は くい と め られ て い な い.そ の た め に 児 島 湖 で の安 全 操 業 が 脅 か され る こ と も多 々 見 う け られ る.ホ テ イ ア オ イ は,窒 素,リ ン な どの栄 養 塩 の 吸 収 力 が 大 き く(窒 素 分 は乾 燥 量 の5%8)を. 占 め る)有 機 物,栄. 3). し表 水 のpHが 4). 度 が高 い.. 夏 期 に植 物 性 プ ラ ン ク トンの 異 常 増 殖 を お こ 著 し く高 い.. 児 島 湖 の 富 栄 養 化 を 防止 す る に は窒 素,リ. ン. の 排 出 規 制 が きび し く行 な わ れ な けれ ば な らな い. 5). 児 島湖 は い ま だ淡 水化 に 成 功 して い な い.. 養塩 な ど. 汚 染 物 質 を 固 定 す る こ と に よ り浄 化 作 用 に 役 立 つ わ. 本 稿 を終 え る に あ た り,調 査 研 究 に御 協 力下 さ っ. け で あ るが,本 湖 は これ が 完 全 に水 圏 か ら除 去 され. た 岡 山大 学 医学 部 薬 学 科 学生 有 志 の 方 々 に 感謝 い た. な い ま ま枯 死 し,湖 底 に沈 み富 栄 養 化 の 原 因 とな り,. し ます.ま. Table. さ っ た藤 田 村 三 田貞 次 氏 に心 か ら感 謝 い た し ます.. 10. 児 島 湖 へ の 流 入 負 荷 量(万m3/日). た 採 水 に あ た り多 大 の 便 宜 を は か って 下. な お本 研 究 は文 部 省 科 学 研 究 費(特 定 研 究1)に る もの で あ る こ と を附 記 致 し ます.. Table 11. 児 島 湖 へ の 流 入 負 荷 量 推 定. よ.
(5) 児島湖の水質調査. 参. 考. 文. 605. 献. 1). 日本 規 格 協 会:工 場 用 水 試 験 方 法, JIS,. 0101, 1966. 2). 日本 規 格 協 会:工 場 排 水 試 験 方 法, JIS,. 0102, 1971. 3). 岡 山県:昭. 和46年 度 公 共 用 水 域 の水 質 測 定 結 果, 1971. 4). 岡 山県:昭. 和47年 度 公 共 用 水 域 水 質 測 定 結 果 の 概 要, 1972. 5). 山本 荘 毅:陸 水.共. 6). 津 田松 苗:水 質 汚 濁 の生 態 学.公 害 技 術 同友 会,東 京, 1972. 7). 小 林 純 他: JIBP‑PF児. 8). 藤 井 茂 美 他: JIBP‑PF児. 立 出 版,東 京, 1972. 島湖 群 集生 態 研 究 経 過 報 告,. 2,. 島 湖 群 集 生 態 研 究 経過 報 告,. Surveys. 80, 1969 6,. 35, 1973. on the water pollution of Lake. Kojima. By Yasuhiro. Kanemasa,. Akinobu Okabe, Depertment. Takeshi. Yasumi. of Microbiology,. Katayama. Mori. Okayama. University Medical. School. (Director: Prof. Jutaro Tawara). For were. the. purpose. collected. and. are. summarized. results 1. result. The. of 2.. lake. of. clarifying. analyzed. from each. as. has. the. water. pollution. surface. of. Lake. and bottom. at. Kojima,. two. samples. 7 different. parts. in the. substances. as. grasped. of. water. lake.. The. follows.. been. remarkably. tainted. with. organic. from. the. COD. There. phication.. were. nutritious. Especially,. the. salts. bottom. in high. water. concentration,. contained. a large. consequently quantity. of. accelerating NH4+ because. a eutro of. anaerobic. decomposition. 3. shifted. In summer,. alkaline. The. conversion. of. For. the. preventive. measure. to fish. should. be. subsistence.. controled.. of. phytoplankton. was. observed. and. pH. of. surface. water. in consequence.. 4.. compounds iate. an overgrowth. to respectable. Lake. Kojima of. If. not. to fresh-water. eutrophication, so,. the. had the. condition. not. been. succeeded.. exhaust. of. of. Kojima. Lake. nitrogen will. and turn. phosphorus to inappropr.
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