越谷周辺 の河川 の水質検 査 と底質検査(第2報)
小松原
恵
子
TheExaminationofWatersand-Bed.Mudofthe
RiversaroundKoshigaya
KeikoKomatsubara 1は じ め に 近 年 河川 や湖 沼,海 水 の 水 質汚 染 が社 会 問 題 と して と りあ げ られ,行 政 面 で も監 視 を強 化 し,個 人,工 場,各 事 業 所 共 に浄 化 へ の努 力 を して い る. 第 一 報 で は,越 谷 周 辺 の河 川 の水 質 検 査 項 目の 内,リ ン酸 イ オ ンとLASの 濃 度 を 中心 に報 告 した.本 研 究 で は,同 一 河 川 の水 につ いて は,導 電 率,PH,重 金 属,底 質 に つ い て は,原 子 吸 光光 度 計 を使 い カ ドミウム の調 査 を したの で 報 告 す る. 2実 験 方 法 2-1調 査 地 点 及 び 採 水 法 と採 泥 法 採 水 に あ た り河 川 水 はな る べ く代 表 組 成 を 示 す よ うな所 又 目的 に あ った場 所 を選 ぶ 必 要 が あ る.本 研 究 で は,河 川 の 中央 部 の表 面 水 を採 水 した. 採 泥 につ い て は,原 則 と して主 要 排 水 口の 直 下50m下 流 で泥 の堆 積 しや す い地 点 と す る の で あ るが,本 研 究 で は,河 川 の水 質 検 査 を 継続 して行 っ て い る関 係 か ら河 川水 の採 水 地 点 の底 質 を採 水 した. 2-2機 械 器 具 携 帯 用電 導 度 計CM-1K(東 亜電 波 工 業) ワー ル ポ ー ル比 色器PH指 示 薬 共 立 分析 用 試 験 紙WA-D(銅,亜 鉛, 全 鉄,6価 ク ロ ム) 原 子 吸 光 フ レー ム 分 光 光 度 計AA-650 (島 津 製作 所) 2-3測 定方 法 2-3-1導 電 率 は携 帯 用 電 導 度 計 を 使 用 し 一57一た.電 導度 セ ル はCV-101S型 を使 用 の 為, 測 定 範 囲 は1∼104μv/cm,精 度 は ±8%, 試料 水 を備 え付 の プ ラス チ ック製 ビー カ に取 り電 導 度 計 に て電 導 度 を測 定 す る.そ の 値 を 電 導 度 と す る. 2-3-2PHは 簗 比 色 管 法 に 従 っ た.試 験 管 に 試 料 水5㎡ を 取 り こ れ にP且 指 示 薬 0.25m8を 加 え,静 か に混 合 す る.こ の試 験 管 を ワ ール ポ ー ル比 色 器 に入 れ,そ の両 側 に色 調 の違 う標 準 色 を入 れ 比 色器 の孔 か ら透 視 し て比 色 す る. 2-3-3重 金 属 は,共 立 理 化 学 研 究 所 の 分 析 用 試 験 紙 を用 いて 測定 した. 測 定 項 目 測 定 範 囲(ppm) 反応 時間 全 鉄 TFe 1,5,10,20,50> 2分 全 銅 Cu 2,5,10,20,50, 30秒 六 価 ク ロ ム Cr6T Q.5,2,5,10,20,50 30秒 亜 鉛 2n 2,5,10,_20, 1分 試 験紙 の測 定 範 外 及 び試料 中 に含 ま れ て い る妨 害 物 質(イ オ ン を含 む)に よっ て強 度 の 誤 差 を生 じた場 合 は,所 定 の時 間 を経 過 して も合致 す る色 ま た は最 も近 い色 を見 出 す こ と は 出来 な い. 2-3-4底 質 に つ いて は,日 本 環 境 測 定 分 析 協 会 の底 質 調 査 方 法 に よ った. 分 析 試 料(湿 泥)10g
↓
← 硝 酸IOm$ ← 塩 酸ZOm$ 加 熱1
← 液 量 が1/2に な った ら 硝 酸IOm2 加 熱 ↓ 液 量 が20m2に な っ た ら 冷 却 ↓← 水50m2 加 熱 ↓ 不 溶解 物 沈 澱 一 口 過(口 紙5種B), HC1(1十1)で ビ ー カー を 洗 い洗 液 を加 え て L-→ ↓ 試 験 溶 液 (2祕 河 水 川 の場 合 は20mの1
← ク エ ン 酸 ニ ナ ト リ ウ ム (20/)loge ← ア ン モ ニ ア 水(1+1) P且9∼9.51
← ジ ェチ ル ジチ オ カル バ ミン酸 ナ トリ ウム(5%)5㎡ ← 水 を加 え て50m8と す る ← 酢酸n一 ブチ ルIOm2 1盪 ブ チ ル層 を分 離 1 原 子 吸 光 光 度 計 にて 測定3結
果
と 考
察
3-1導 電 率 導 電 率 と は溶 液 の1断 面1c㎡,長 さ1cmの 液 体 が もつ 電 気 抵 抗 の 逆数 の こと で あ る. 水 溶 液 中 の 導 電 率 は,水 中 に溶 け て い る イ オ ンの量 と各 イ オ ンの 電気 を運 ぶ 速 さ に よ っ て 支配 され る た め,水 中 の溶 存 イオ ン量 を比 較 す る ことが 出 来 る.た だ し電 荷 を もた な い 物 質 は,い くら水 中 に溶 け て い て も導電 率 に 影 響 しな い. ま た,水 溶 液 の 導 電率 は,温 度1℃ の上 昇 に よ り約2%増 大 す る.し たが って,温 度 以 外 につ い て は全 く同 じ水 質 で も測定 温度 が異 な れ ば当 然 導 電 率 も異 な っ て来 るた め,導 電 率 に よ って 水 質 を比 較 す る に は,同 じ温 度 を もっ て しな けれ ばな らな い.し か し各 地 点 に お け る水 温 は,導 電 率 を左 右 す る よ うな差 異 は なか っ たの で,測 定 温 度 で の 導電 率 に よ っ て検 査 結 果 を考 え る. 導 電 率 にお い て,特 に環 境基 準 は な い が, 一58一水 溶 液 の 電気 抵 抗 は溶 存 す る イオ ンの量 が 増 大 す る と低 下 し,導 電 率 は増 大 す る.ま た, 水 中 の溶 存 イオ ン量 が 自然 水程 度 に少 ない 場 合,そ の濃 度 に ほ ぼ比 例 す る.こ の こ とか ら 河川 が汚 れて い る と溶 存 イ オ ンが溶 け て い る か ら導 電 率 が 増 大 す る と云 え る. 参 考 の為 に蒸 留 水 と水道 水 の導 電率 を表1 に示 す. 表1蒸 留水 と水 道水 の導電率(25℃) 蒸 留 水 水 道 水 導 電 率 3 250 水 道 水 の導 電 率 が 蒸 留 水 よ り高 いの は,塩 素 イ オ ンな ど が溶 存 す るた め で汚 染 と は異 な る. 図2と 図3は,各 地 点 にお け る導 電 率 の 日 変化 で あ る. 図2,3か ら導 電 率 につ い て見 る と,昭 和 56年12月14日 の デ ー タを除 け ば,ほ と ん ど変 らな い.但 し蒲 生 大橋 の導 電 率 は他 地 点 の そ れ よ り不 安 定 で あ る. 図4各 地点 の導 電率 の年 変化 ま た 図4に 過 去 三年 聞 の導 電 率 を示 す. 図4を 見 て も蒲 生 大橋 の導 電 率 が他 所 よ り 高 くな って い る.こ れ は,川 の 中 に溶存 す る イオ ンが 多 く汚 染 され て い る と考 え られ る. 蒲 生 大 橋 は,一 の橋(綾 瀬 川)と ゴ ル フ場 前 (新川)と が 合流 して い る はず で あ る が両 地 点 と の相 関 が ほ とん ど見 られ な い.こ の こ と は第1報 で述 べ た様 に蒲 生 大 橋 附 近 で 旧 出羽 一59一
堀 と 出羽 堀 の汚 染 さ れ た排 水 が 合 流 す る こと 又 この あ た りは,潮 汐 の 影 響 も受 け さ らに下 流 の汚 染 され た水 が押 し上 げ られ て 汚染 値 を 大 き く して い る. 3-2PH 天 然 水 の最 も根 本 的 な性 質 は,そ れ が塩 基 性 か酸 性 か と い う こ とで ある.常 識 的 にPH は次 の式 で定 義 され る. PH=‐log[H+] [H+]は 水 溶 液 中 の 且+の モ ル濃 度 で あ る. 普 通,湖 沼,河 川 な ど淡 水 はP且7前 後 で あ り,PH5以 下 を示 す 水 は異 常 で あ る.酸 性 の 水 は,飲 料 水 と して は もち ろ ん,農 業 用 水, 工 業 水,水 産 用 水 と して不 適 で あ り,河 床 や 堤 防 を侵 し,治 水 を因 難 に し水 質 汚 濁 に も関 連 す る.ア ル カ リ性 の 水 につ い て も,極 端 な 場 合 は 同様 で あ る.工 場排 水 な ど人 為 的 な こ とが そ の原 因 と な る.河 川 に お け る最 も生 産 的 なP且 は6.5∼8.5の 範 囲 に あ る. 表2各 地 点 の 河 川水 のPH 出津橋 大沢橋 一 の橋 ゴ ル フ 場 前 蒲 生 大 橋 昭和56年 7.3 7.3 7.3 7.2 7.2 ..57.. 7.3 7.4 7.2 7.1 7.2 ..58.. 7.1 7.0 6.9 6.8 6.7 P且 の 環 境 基 準 はPH5.8∼8.6で あ り各地 点 と も に基 準 内 で あ っ た. 3-3重 金 属 重 金 属 と は,一 般 に比 重 が4∼5以 上 の金 属 で 水 銀,カ ドミウム,亜 鉛,鉛 な どが あ る. 重 金 属 の 多 く は,生 体 中 に蓄 積 され て生 体 外 に はそ の 一 部 しか排 出 され な いの で,徴 量 だ か ら と い って 軽 視 は出来 な い.埼 玉 県 の排 水 基 準 は表3で あ る. 重 金 属 の 中 で 鉄 が最 も多 く河 川 水 に溶 けて い る は ず で あ る が 結 果 は,最 高1ppmで あ っ た.こ の こ と は鉄 はPH3以 上 で 水酸 化 鉄 と して 沈 澱 す るの で,各 河 川 と もPH7前 後 の 為,当 然 沈 澱 して しま い値 が小 さ く出 た と 表3埼 玉 県 排 水 基 準(ppm) 金 属 基 準 値 6価 ク ロ ム 0.5 銅 3 亜 鉛 5 溶 解 鉄 10 カ ド ミ ウ ム o.i 表4各 地 点 の河 川 水 中 の 鉄 の濃 度(ppm) 出津橋 大沢橋 一 の 橋 ゴ ル フ 場 前 蒲 生 大 橋 昭 和56年 0.5 i i 1 1 ..57.. o<0.5 OXO.5 0<0.5 00.5 00.5 ..58.. 1 0.5 OXO.5 0.5 00.5 表5各 地 点 の河 川 水 中 の 銅 の 濃度(ppm) 出津橋 大沢橋 一 の橋 ゴル フ 場 前 蒲 生 大 橋 昭 和56年 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 〃57〃 3.0 5.0 5.0 3.0 5.0 〃58〃 5.0 3.0 2.0 5.0 5.0 考 え る. 排 水 基 準 は3ppmで あ る.表5に お い て 5ppmの 所 が あ る が,試 験紙 が2,5,10, 20,50,と い う濃 度 で呈 色 す る為 微 妙 な所 は 測 定 出来 な い.銅 を排 出 す る事 業 所 の主 な も の は銅 め っ き,金 属 加 工,化 学 薬 品,非 鉄 金 属精 練,銅 ア ンモ ニ ア レー ヨ ン製 造 な どで あ る.毒 性 面 で は,大 部 分 が 摂 取後 す ぐに排 出 され る ため 蓄積 性 は な い と はい え,各 事 業 所 と も充 分 に気 をつ け て欲 しい. 排 水 基 準 は0.5ppmで あ る.昭 和56年, 表6各 地 点 の 河 川 水 の6価 ク ロム の濃 度(ppm) 出津橋 大沢橋 一 の 橋 場ゴル フ前 蒲大 生橋 昭 和56年 0<0.5 0<0.5 0<0.5 OXO.5 OXO.5 ..57.. 0<0.5 0〈 α5 0<0.5 00.5 OXO.5 〃58〃 0.5 0.5<2 0.52 0.52 0.5 ・1
57年 は,ほ とん ど0〈0.5で あ っ た が,共 立 理 化 学 研 究所 の試 験紙 で は反 応 の 読 み と りが 非 常 に難 しい の で,昭 和58年 に な って汚 染 が 進 ん で い ると 断定 は出 来 な い. 表7各 地点の河川水 中の亜鉛の濃度(ppm) 出津橋 大沢橋 一 の橋 ゴ ル フ 場 前 蒲 生 大 橋 昭 和56年 2 2 2 2 2 〃57〃 2 2 2 2 2 ..58.. 2 2 2 2 2 排 水 基 準 は5ppmで あ り各 地 点 と も2ppm な の で,経 年 変 化 は な い と い え る.
4底
質
底 質 につ いて は,環 境 庁 水質 保 全 局 水 質 課 に よる底 質 調 査方 法 に よ った. 河 川 の水 質 が,流 入 す る諸排 水 に影 響 され る こと は周 知 の事 で あ るが,過 去 に排 出 され た有 害 物 質 が 水底 に堆 積 し,こ れ が水 質 の 悪 化,魚 介 類 の 汚染 等 の原 因 とな っ て い る と も 考 え られ る. 昭和47年,48年 に は,水 銀及 びPCBに よ る魚 介 類 汚 染 が 問題 と な っ たが,そ の原 因 の 表8 各 地 点 の 河 川 水 と底 質 と に含 まれ る カ ドミウ ム の濃 度(原 子吸 光 測 定 値 一 つ には底 質 に堆 積 した これ らの 物 質 が 魚介 類 の 体 内 に高 濃 度 に蓄 積 さ れ た結 果 と され て い る. 本 研究 で は,河 川 の底 質 につ いて 原 子 吸光 光 度 計 を使 い カ ドミウム につ い て調 査 した. カ ドミ ウム の 排 水 基 準 は0.1ppmで あ る. 河 川 水 中 の カ ドミウム の濃 度 は各 地 点 と も に 排 水 基 準 以下 で あ る.し か し底 質 に お け る カ ドミウム の濃 度 は極 めて 高 く,特 に大 沢 橋 と 蒲 生 大 橋 の値 は大 で あ る.表8,9で も解 か る よ う に,デ ー タ の ば らつ きが大 き い.ば ら つ き の大 きい もの につ いて は,十 回以 上 測 定 した.こ の ば らつ き の原 因 が機 械 の操 作 上 に 生 じた もの か,試 料 の不 均 一性 によ る も のか 濃 度 が薄 い為 フ レー ム がふ らつ く為 か,共 存 イオ ンの影 響 に よる も のか,現 在 の所 不 明 で あ る. 汚 染 の大 き い もの か ら河 川 水 で は,一 の橋, 出津 橋,ゴ ル フ場,蒲 生 大 橋,大 沢 橋 で あ る が,差 異 は ほ とん どな い.底 質 は.蒲 生 大橋, 大 沢 橋,ゴ ル フ場 前,一 の橋,出 津 橋 の順 に 小 さ くな って い る.他 の検 査 項 目 と合 せ て 考 え て み て も蒲 生 大 橋 附 近 の汚 染 は大 で,底 質 の方 の デ ー タ ーが それ を物 語 っ て い る と思 う. 単位ppm) 底 質 河 川 水 0.05 標 準 液 出 津 橋 大 沢 橋 一 の 橋 ゴ ル フ 場 前 蒲生大橋 出 津 橋 大 沢 橋 一 の 橋 ゴ ル フ 場 前 蒲生大橋 0.541 0..025 0.117 0.057 o.07s o.i7i 0.025 111・ 0.044 0.025 0.013 0.495 0.019 0.130 11.・ 0.076 0.158 0.019 0.013 0.050 0.056 0.013 0.482 0.031 0.167 0.076 0.-063 o.i7i 0.050 0.025 0.087 0.019 0.013 0.463 0.037 0.154 0.088 0.076 o.i7i 0.044 0.031 0.056 o.oa7 0.031 0.487 0.031 0.161 0.108 0,120 0.190 0.025 0.013 0.075 0.013 0.013 0.487 0.025 0.173 0.158 0.120 0.183 0.031 0.025 0.062 0:013 111・ 0.037 0.166 0.171 0.139 0.209 0.050 0.006 0.056 O.Oi3 0.038 0.037 0.185 0.120 o.ioz 0.168 0.044 !11. 1!.: o.007 0.043 0.185 0.082 0.152 0.175 0.056 0.0.13 0.093 0.031 0.043 0.173 0.102 0.158 0..175 0.019 0.075 "11 0.043 0.179 0.094 0.158 0.175 0.013 0.081 0.019 0.043 0.210 0.-120 0.177 !!1. 11: 0:013 0.037 0.185 0.114 0.171 !11・ 11.: 0.025 0.173 0.120 0.076 0.191 !1.・ 0.095 61表9各 地 点 の河 川 水 と底 質 と に含 まれ る カ ドミ ウム の 濃 度(換 算 値 単 位ppm) 底 質 河 川 水 出 津 橋 大 沢 橋 一 の 橋 ゴ ル フ 場 前 蒲生大橋 出 津 橋 大 沢 橋 一 の 橋 ゴ ル フ 場 前 蒲生大橋 1.13 5.27 2.57 3.42 7.70 0.013 0.003 0.022 0.013 o.007
0.86 5.85 3.11 3.42 7.11 Ooio o.007 0.025 0.028 o.007
1.40 7.52 3.42 2.84 7.70 0.025 0.013 0.044 o.oio o.007 1.67 6.93 3.96 3.42 7.70 o.oaa 0.016 0.028 0.004 0.016 1.40 7.25 ,・ 5.40 8.55 0.013 o.007 0.038 0.007 o.007 1.13 7.79 7.i1 5.40 ., 0.016 0.013 0.031 o.007 0.003 1.6? 7.47 7.70 6.26 9.41 0.025 0.003 0.028 0.007 0.019 1.67 8.33 5.40 4.59 7.56 0.022 0.003 0.034 0.004 1.94 8.33 3.69 6.84 7.88 0.028 0.007 0.047 0.016 1.94 7.79 4.59 7.11 .. o.oio 0。038 0.022 1.94 8.06 4.23 7.11 .. 0.007 0.041 o.oio 1.94 9.45 5.40 7.97 0.003 0.041 o.007 1.67 8.33 5.13 7.70 0.003 0.034 0.013 7.79 5.40 3.42 8.60 3.11 4.28 X 1.57 7.65 4.76 5..14 7.96 0.019 o.007 0.035 o.oii 111・ S 0.3438 1.0141 1.3875 1.7480 0.5747 0.0061 0.0043 0.0073 111.: 0.0053 換 算 原 子 吸 光 の 値 ×45 原 子 吸 光 の 値 ・12 河 川 水 中 の カ ドミウ ムの 濃 度 は,採 水 時 の 流 速,天 候,流 れ に よ る ま きあ げな ど に も 関 係 が あ る の で は な い だ ろ うか.河 川 水 につ い て は特 に問 題 の な い濃 度 で あ った が,こ の徴 量 な カ ドミウ ムが 蓄 積 され 濃縮 した状 態 で底 質 に存 在 す る こ と は不 気 味 で あ る. お わ り に 河 川 の 水 質 を調 査 す るの に最 も大 切 な こ と は,採 水 ひ ん度 で あ る.導 電率 一 つ を と っ て も,日 変 化 が あ る.多 くの デ ー ター か らあ る 相 をつ か む しか な い. 重 金 属 につ いて は,試 験 紙 に よる読 み と り が 難 し く正 確 な値 が 出 な か った.特 に低 濃 度 の もの につ いて は,判 断 しに くか っ た.底 質 につ いて は,カ ドミウム を調 査 したが 予 備 実 験 と して の 成 果 は あ った と考 え る. 原 子 吸 光 光 度 計 に よ る測 定 結 果 に ば らつ き が 多 か っ た.原 因 を究 明 し,よ り正 確 な値 が 出 る様 にせ ね ばな らな い.又,今 回 は カ ドミ ウ ム だ けの 測定 で あ っ た が,他 の重 金 属 につ い て も測 定 した い と考 え て い る. いつ れ にせ よ,河 川 の汚 染 は進 行 して い る 様 で あ る.各 自が個 々 の持 ち場 で浄 化 へ の 努 力 をす る こ とが何 よ りも大 切 な こ と と考 え る. 参 考 文 献 1半 谷 高久:水 質 調 査 法,丸 善1960 2水 利 科 学 研 究 所:水 質 汚 濁 の 調 査 法,地 人 書 館1963. 3小 島 貞 夫 他:上 水 ・井 戸 水 の 分 析,講 談 社 1974. 4大 野 俊 夫 他:水 質 お よ び水 質 実 験,コ ロ ナ社 1975. 5環 境 白書(1980年)埼 玉 県 6埼 玉 公 害 セ ン タ ー年 報'76∼'79埼 玉 公 害 セ ン ター 7JISハ ン ドブ ッ ク公 害 関 係(1975)日 本 規 格 協 会 8底 質 調 査 方 法 と そ の 解 説 環 境 庁 水 質 保 全 局 水 質管 理 課 編 62
