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[日本水処理生物学会誌第41巻第１号41-502005
中国北部都市域における水環境問題とその対策
ＷａｔｅｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｂｌｅｍｓａｎｄＩｔｓＣｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｉｎＵｒｂａｎＡｒｅａｏｆＮｏｒｔｈＣｈｉｎａ
楊鳳林!、劉志軍1.2,成英俊2、川島裕責2、古川憲治１．２
’中国大連理工大学環境工学科
魁熊本大学大学院自然科学研究科／〒860-8555熊本市黒髪2-39-ｌ
ＦＥＮＦＧＬＩＮＹＺｉＮＧｎ,ＺＨＩＪＵＮＬＩＵＬ２,ＹＩＮＧＹＩＪＮＣＨＥＮｇ３,ＨＩＲＯＩ１ＡＫＡＫＡＷＡＳＩｎｍＡ?，
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ISchoolofEnvimnmental＆BiologicalScienceandTBchnology,DalianUniversityofTechnology ２GraduateSchoolofScienceandTechnology,KumamotCUniversity
／２－３９－１，Kurokami､]K2umamoto860-8555,Japan
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２．中国北部都市域で⑳水環境問題 ２．１水不足
１．はじめに
中国北部は黄河流域以北の地域をさす。その中の、華 北地区には北京市、天津市、河北省、山西省、それに内 モンゴル自治区が含まれる。また東北地区には遼寧省、
吉林省、黒竜江省が含まれる。さらに、西北地区には隣 西省、青海省、甘粛省、寧夏回族自治区、新躯維吾爾族 自治区が含まれる。近年、中国経済の急速な発展につれ て、北部都市域における水環境問題が大きな社会問題と なっており、今後きら（二深刻な事態が生じる懸念がある。
本報では、中国の北部都市域における水環境問題の現況 分析及びその対策を示すとともに、中国の大連市内で水 循環の経済及び水質改善技術について紹介する。
中国は水資源の乏しい国の－つである。Ｔａｂｌｅｌに国 民一人当りの平均水資源量を示した。中国北部地域の一
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３８５
２０６
日本水処理生物学会誌第41巻第１号 4２
長く続き、これに水需要の増加による河川水の取水量の 増加が加わＩ)、北部地域の河川では、河川から水の消え る断流が珍しくなくなった。例えば、毎年、黄河では断 流が起き、その断流の期間が毎回長くなっていると同時 に、その範囲も広がっている。2000年には、黄河で断流 期間は269日に達し、その断流範囲は河口から200kｍ上流 にまで及んでいる公
人当たりの水資源冠は中国の平均水餐源量の約１／２，世 界の平均水資源量の１/８にすぎない。中国のGDP(2004 年は1.65万億ドル）は世界の約４％に過ぎ鞍いにもかか わらず、水は米国並みに消費している。中国北部地域の 水資源総量は中国全体の19％にすぎず、中国においては 渇水地区に属する。これに反して、北部地域の中国全体 に対する面械、人口、耕地而祇、ＧＤＰ(GrossDcmesLic ProducC）の占める割合はそれぞれ全国の5096,47％、
6596.35％を占め、面積的、人口的、耕作面積的に判断 しても、GDPの比率から判断して､中国北部地域は水の 不足する地域であるといえる。
2．４地下水の過剰揚水に伴なう悪影響
中国北部地域では、干害によって河川水を利用するこ とができないことから、多くの大都市周辺で地下水が過 剰に揚水ざれ利用されている。この地下水の過剰揚水に 伴う影響は深刻で、一部の地域では、巨大な土地陥没が 起こっている。また、沿海都市では、過剰揚水に伴う地 下水への海水の浸入速度と規模が拡大し、塩性化した地 下水帯の面積が増大している。例えば、北京市と天津市 と河北省の近くでは、5.6万Imlnの大きな穴が開き、大連 市では、面積が406km２，深さが７１ｍ以上の部分で地下 水に海水が進入した。
２．２深刻化する水質汚染
近年、中国北部の主な河川である黄河、准河、海河、
遼河流域の大部分では、その自浄作用を超える汚濁物の 流入で深刻な汚濁が進んでおり、河川の水質が国の基準 に達していない状態である｡例えば､黄河の本川の約40％
では河川水質が中国における最低の河川水質基準のＶ獺 (Table2に示した）さえ満足しておらず、基本的に河川 水としての機能を失っている》伏態にある。
2.5水の利用率の低下 2.3降水量の時空間分布の不均衡
中国では水資源が不足している一方で、その使用効率 の低下が水涜源問題を深刻にしている。現在、ＧＤＰ１万 元を生み出すのに必要な水資源は465㎡で、世界平均の ４倍にも職っている。中国で、１万元の工業生産額を生 み出すのに必要な水資源量は218㎡と多く、先進国の５
～10倍に上る。一方、中国での農業活動での瀧漉用水の 有効利用係数は０．４～0.5と先進国の潅概用水の有効利用 1990年代に入って以来、地球規模の異常気象の影響で、
中国北部地域で季節性の干害が頗繁に起っている。中国 北部地域では、降水量と河川流還の年間、経年変化が激 しく、降水は６～９月の４ケ月に集中し、この期間の降 水量が年間降水量の80％以上となり、時として洪水災害 が起こる。一方、乾季'二は降水量の極めて少ない状態が
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中国北部都市域における水環壇問題とその対簸 4３ Table２－２EnvironmenlsiBlandardva[ｕＢｓｆｎｒｓｕ｢ｆａｃｅｗａｆｅｒｉｎＣｈｉｎ３⑬】
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係数０．７～0.8に比べて極めて低く利用効率が悪い。また、
水資源の再利用率も50％にしかすぎず、先進国の水資源 再利用率8596と比べても低い値である。これに加えて、
都市域の水道漏水率は約20％にも達し、トイレの水タン クから漏れる水だけでも年間１億㎡に達するとの報告 がある。
ロジェクトである。南水北調の全体榊想としては、長江 の上流、中流、下流３ケ所から河川水を取水し、西北地 区と華北地区の各地に引水するもので、南水北調西線、
雨水北調中央線、雨水北調東線の三つの引水線路が計画 されており、それをＦｉｇ．１に示す。中央線と東線の工事 力f2003年から全面的に始動した。2010年までの完成をめ ざす、中央線と東線第１期工事が完成すれば、それぞれ 日本の青森と福岡間の距離にほぼ相当し、134億㎡の水 供給ができる。世界に例をみない「雨水北調」プロジェ クトは「三峡ダム」工事より複雑であり、第１期工事の 総投資額は1548億元(約１兆9570億円)、その後も計画通 りに進めると合計露００億元（約６兆7,4億円〕と見込ま ３．水環境問題に対する対策
３．１「南水北調ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ」
「南水北調プロジェクト」というのは中国北部地域の渇
水対策として水資源が豊富な南部から北部へ水を送るプ
“ 日本水処理生物学会院第41巻第１号
FiglEastemRoute，MiddleRoute
WaterDiversioninChina[9］ andWestemRouteofSouth-to-North
れている。
南水北調西線では、長江上流の通天河、長江支流の雅 竜江と大渡河の３本の河川から年間約200億ｍ3の水を取 水し、青海省、甘粛省、寧夏回族自治区、内蒙古自治区、
映西省、山西省の６省区に給水する計画である。
南水北調中央線では、長江支流漢江の丹江口ダムから 年間約141.4億㎡の水を取水し、自然流下によって終点 の北京市、天津市に送水する計画で、北京市、天津市、
河北省の地区の水資源危機を緩和させることを目的にし ている。
南水北調東線では、長江の下流から取水し、江蘇省の 北部、安徽省、山東省、河北省の四省に年間143.32億㎡
の水量を供給する計画である。
南水北調プロジェクト実施にあたり中国政府は､｢水の 節約が第一で水の調達は第二｣、「環境保護が第一で通水 は第二｣、「生態系の保全が第一で水の使用は第二」とい う３原則を掲げている。また、南水北調プロジェクトで は、その水源となる南部の水資源をいかに汚染から守る のが大切で、中国政府は「南水北調汚染対策計画」を椎 出し汚染対策に力を入れている。
節水対策、水環境保護などが規定されている。さらに、
水資源の所有権、使用権、管理権、経営権が明確に示さ れている。現在、一部の大都市では、水道水価格管理制 度や水道水価格計算手法などが条例で規定されている。
現在、中国都市化の急速な進展につれて、都市用水量 が着実に増大する傾向にある。Ｔａｂｌｅ３に中国の都市化
と上水道・下水道の整備の変遷を示した。
中国の水不足解消と上下水道経営の持続のため、水価 格の引き上げは必然である。例えば、北京市では、２００４ 年８月１日より水利施設の給水価格、水道料金の引き上 げが行われた。当初、料金逓増制が考慮された。累進従 量料金は、３段階に分けて設定されている。第１段階は 基本生活用水、第２段階は余剰を含む生活用水、第３段 階は市場価格に基づく特殊需要用水で、この３段階の価 格比は１：３：５，あるいは１：２：５となっている。
４人家庭を基本とし、１人当たり毎月３，３を使用すると して、１家庭12,3を基本使用量とする。４人以上の家庭 では、戸籍上の人数を申請し、基本使用量の設定を変更 する。なお、水道メーターの計測は半年に１度行うもの と定めている。但し、現在北京市ではまだ階段型水道料 金を実施する基盤が整備されておらず、対応が難しいこ とから、階段型水道料金（累進従量制）は、今回の水価 格引き上げ法案では見送られた。しかし、市民以外の水 道利用者に対し、「用水定額超過分累進課金制度」を実 施きれることになった。具体的には、用水量の初期目標 から平均１０～15％削減したものをもとに用水定額を決め、
２ケ月ごとに審査を行い、用水量が定額を超えた分だけ ３．２水法及び水資源の管理
中国では、「水法」という水に関する法律が1988年７月
１日に施行きれ、法律と科学に基づいた水資源の開発や
利用、保護や管理が行われている。また、従来より中央
政府と地方政府には、「都市水資源管理条例」が存在し
ている。この条例では、水権制度、水価格、水資源計画、
中国北部都市域における水環境問題とその対策 4５
課金する。また超過量力靴0％を超えた場合は、水道料金 の４倍を収めるという厳しい内容であみ。
また大連市では2002年に水道料金が値上げきれた。生 活用水に施用する料.金逓増制の導入を促進すると共に、
市民以外の水道利用者に対し､｢用水定額超過分累進課金 制度」も実施することになった。Tab]ｅ４に北京市と大 連市での水道料金の潅遷を示した。
バック型循環経済への転換を積極的に推し進めている。
すなわち、生態学的な視点から、工業活動における環境 経済システムの榊築を目指している。また、企業間の協 調関係を強め、リサイクルシステムを禰築することが求 められていぉ。増大する廃棄物の削減に向けて３Ｒ (Reduce・Reuse,Recycle）を原則とする対策が推進さ れている。
現在の中国北部地域における水資源問題は次に示す、
水量と水質の両面で多くの問題を含んでいる。
ｌ）水資源の再生能力の問題
必要用水量が自然生態系の水循環に裏付蹴られる 供給可能量より大きく霧っている。
２）水環境容量の問題 ３．３水経済
1973年以降の中国における環境汚染対策の変遷を Tどkble5に示した。
中国では、「資源一製品一汚染排出」という直線型伝 統経済から、「資源一製品一再生資源」というフィード
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１９８５ ２３．７１ ９，３８６ 262 128.0
５１．９ ５５．１ 81.0 31,556
97
１９９０ 26.41 12,856 279 382.3 100.1 ６７．９ 89.2 57$787
３９
1９９５ 29.04 19,264 ３２２ 496.6 １５８．１ ７１．８ 93.0 110,293
6.0
１９９９ 30.89 21,525
４６２ 467.5 189.6 ９４．１ 96.3 134,486
６．７
２０００ 36.22 21,525 ４４１ 469.0 200.0 ９５．５ 96.7 141,758
６．８ Year
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Year君 PollutmcnTrBatmentStrategles
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1986-1995Thestageofcentralizedtre帥mentofponution：Ｉｍｉｎ]ybuiltcentmlheatingstaticns，gagworks， wasbewabertreabmenbplantsandnlbbishbreatmentfiacilitie５．
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日本水処理生物学会誌第41巻第１号 4６
河川に流入する汚水量が河川の自浄能力を超え、
河川水質が悪化している。
水循環と水資源の持続可能な利用に関する水経済の観 点に立脚し、４Ｒ(Reduce,Reuse,Recovely,Recycle）の 原則に基づいて、水環境問題の解決に努めなければなら ない。特に水資源が不足する中国北部地域では、水使用 量の減量化（節水)、再利用、再生利用、それに再循環 が必要とされる。
の水質の改善及び雨水と汚水の有効利用など、総合的な 対策の策定に着手している。中国北部地域の水が不足す る沿海都市では、汚水処理技術を適用し、水資源の総合 的な利用と水質の改善、それに景観の保全を図ることを 最終目標としている。
4．２改善方法
汚水処理を行うことでその処理水を利用して汚染水環 境の改善を目指している「馬欄河保全プロジェクト」を 紹介する。馬棡河は北の「西山貯水池」から南の「黒石 礁湾」までの全長l41qnの河川で、約951ｍ１２の流域面積を 有する。両岸には、約80の工場が立ち並び、また40万の 住民が生活し、そのための39の排水口がある。Fig.２に馬 棚河の位置を示した。
中国の実状にあった汚水処理システムとして、大連理 工大学環境工学科が中心となって、移動床式生物処理装 置ＭBBR(MovingBedBiologicalReactor）及び付着生物 曝気法ろ過処理装置BIOFOR（BiologlcalFiltrationO可一 genatedReactoT）を組み合わせる汚水の高度処理プロセ スの開発が進んでいる。この開発プロジェクトでは、使 用する生物担体性能の改善とその製造を中心に実験的検 ４．大連市内の水循環経済及び水環境品質改善
技術
この開発プロジェクトは、中国の国家科学技術部の
｢863計画」という先進的な技術のｌ研究プロジェクトで ある。
４．１最終目標
Ｔａｂｌｅｌから、大連市の１人当たりの水資源占有量が 全国平均の約１/23、世界平均のｌ/52で、中国において 大連市は異常渇水地域に属することがわかる。大連市は 水資源不足の現況の改善を目指し、都市域における河川
Fig2LocationofMalanheRiver['0］
中国北部都市域における水環境問題とその対策 4７
討がなきれている。
この外、馬棡河へ直接放流可能な処埋水を得るため。
河川上流にある人工湿地区域と人工河流、それに集水渠 を建設した。汚水資源の再生利用と景観の保全プロジェ クトを有機的に結合することにより、馬棚河両岸の深刻 な汚染水環境を改善することをプロジェクトの目標にし ている。具体的な改善方法をＦｉｇ．３に示した。
ＭBBRの中に使用する担体については比表面積を高め るなどの特性が改善され、またBIOFORの中に使用する 球状のセラミック担体の製造材料の検討などが行われたｃ 馬柵河下水処理場に流入する汚水を処理対象排水として、
これら担体を用いたパイロット試験が行われた｡Fig.４に MBBRの担体及び生物汚泥が付着した担体の走査型電子 顕微鏡(SBM)による写真を示した。またFig.５１二BIOFOR の担体及び生物汚泥が付着した担体の走査型電子顕微鏡 (SEM）による写真を示した。パイロット処理装置のフ ロー図をFig.６に､処理成績をTable6にそれぞれ示した。
2.0～2.7時間の短滞留時間で、再利用可能な良好な水質 の処理水が得られた。
遼寧省の沈陽市と撫順市の下水処理場に、この処理プ ロセスが実際に導入され、優れた処理特性が明らかにな っている。
4．３汚水処理技術の開発動向
大連市内の一部では、汚水の収集と処理水の再利用パ イプ及び景観用水のパイプが敷設されている。
「星海湾」というアジア最大の広場や市内の他の広場 (Fig.7とFigβに示した）や道路などでは、緑地用水のパ イプが布設され、中水道のパイプを組んだ高層マンショ ン２棟が2004年に市内星海湾広場近くに完成した。現在、
馬柵河下水処理場の処理水が中水道の水源として使われ ている。中水利用の総量は４千ｍツ日に達している。
雨水の有効利用を図ろために、市内馬柵河の上流の近 くに容量15万㎡の雨水収集池が建設きれた(Fig.９に示し た)。又、下水処理水の高度処理を目的に人工湿地によ る浄化のパイロット試験装置が大連理工大学に設置され、
馬柵河下水処理場の処理水を処理対象とするパイロット 試験が実施ぎれている（Fig.10に示した)。
４．４今後の課題
１）馬欄河下水処理場の処理能力を2008年までに20万 ｍＶ日に拡大する計画である。その２次処理を火力発電 用水、マンションと広場で緑地の灌撫用水、景観用水と してそれぞれ４万ｍ3/日、1万ｍ3/日、３万ｍ3旧再利 用する計画である｡
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中国北部都市域における水環境問題とその対策 4９
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２）春柳河下水処理場の処理能力を2008年までに16万 ｍ3/日に拡大する計画である。その処理水の活用先は、
大連石油化学工業用水として４万ｍ3／日、熱電併給事業 用水として1万ｍ3/日、緑地の灌概用水と景観用水とし て３万ｍ3/日計画されている。
３）2008年までに、大連市の７つの他の下水処理場の 処理能力の総和が31.5万ｍ3/日に達する計画である。そ の結果、2008年には、大連市内で排水処理能力が675万 ｍ3／日、下水普及率は96.5％に達する。
４）雨水の集水量を現在の220万ｍ3/年から2008年まで に500万ｍ3/年に増加させる。
５）海水の淡水化総量は3.2万ｍ3/曰増加させる。
大連市は節水型社会の建設を目指して、2008年までの 目標をＴａｂｌｅ７のように設定している。
現況を分析し、水量不足、水質汚染、降水量の分布不均 衡、地下水過剰揚水、低い水利用率など問題点を紹介し た｡南水北調プロジェクトや水について法律や条例、４Ｒ (Reduce,Reuse,Recovely,Recycle)の原則など対策も紹 介した。最後に、中国の大連市内で水循環経済及び現在 進行中の水質改善技術｢863計画」と将来展望を紹介した（
参考文献
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６）MinjstryofWaterResourcesofP,RChjna:Annual ５．まとめ
本報では、中国北部地域の都市における水環境問題の
5０ 日本水処理生物学会誌第41巻第１号
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AmounCcfdomesticwateruse
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Ratioofwastewatertreatment
〔96） ThaLisabcut15％ｉｎＣｈｍａ’58.8％mTianjin,2,.
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目 41, ＩＨＯ
Recycleratiocfwastewater
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Report-MWR2003（2004）
７）MinistIyofWaljerlResourcesofP．Ｒ・Ｃｈｍａ:２００３ StatisticBulletmofWaterSector(2004）
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（受付２００５．２．４）
（受理2005.2.16）
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Ratio（〕fwastewatertreatmerlt
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Recyck；ratiocfwastewat(〕１
treatment 1０９６ 8096 Tha
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Ａｍｏｌｍｔ（)fseawaterused
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