瀬戸 内海播磨灘 にお ける底 層水 の低酸素化 と底質 について

9 ) 3

5 8 9 与 (1 '

･ J 日‑

3 U in＼

l

) 5 8 9 1 ( 近戦火曲紀 要

＼lL･m

ion d t rouc

ea.

l nan Ste f

･ dna i r ionsse ut

tt sa ve '

) pinHa ma ao oI dS ions t serva

i】ny 8: .‑･

cA rKlll 8:

瀬戸 内海播磨灘 にお ける底 層水 の低酸素化 と底質 について

来田秀雄'･前田広人 目 ･河合 章 ' 1

3 I 日 1 k 1 g Fa

d n d i c i d d t

aer epens ll rorga o

io lta b u h l nsun n

l on

ottmw ma sofbott mudade gteaccmu no ca sa

d ase o

e O er i rgan i ltcuae fpart )

( i l t na i d e nter ec

rt nontes meh ∩o do cmatt nSabottm.B nter

ottmwa r. ha iv he te d t euc

l esu desr.at h i h o f o

l su ( b )

h 0 1 ilo i tca

f h

t t ec o europ

eff ntep

n ge xy i lssove d

f do nl ea

o ltae

l nan ma nofOx n De tLa sRe dt

r

BottmS dime sin Ha ma aofS olet dS yer

an

Hi oK汀ADA● Hi oM A AH dAkiaKAWA d

na iicen

‑

D E f i r ge

t ro y t n

, io e t or

o

de F

● I

te o

mesl otnb tm war.Ob eo emo

layer i t s serous

() h

t

so nd ii tcen sf f

f e ge i regonson.

xy

n ge xy i lssove

d do ni Synopss i

1苫 rjア ンモニア態窒 素の

淑

腔 た.

H

.

L.が竹入す る4 )な ど,水Lfの変 化を介 して,if 間接的 に

i rmedatt nc ds Wa

h t Hihads hi

L ecarr do mmereS SaOna e∫

ter lt ea

L l ぐos

n ie l

s er o W

lf eveo l

wern ) g) t

l h te U S ll i

i rn lo f h i cans he

e isc issuy.td d h

dint ussdt me m o we go l

tane b ) ( ts

yth ta k le i l

i ton i d ll o is f hHe more pears tap l

実施 した. その結果,底層水 における溶存酸業の低 TJは,底泥表層部あるいは底泥直上水中の有 放物が 酸化的 に分解 され る過程 に も一部起因す るが.底泥 に多Liの硫 化物 が首筋 してい る北湖 においては,底 岡水中に溶出す る硫 化物 に よる化芋的酸紫消許が, 低酸糸屑形成の主な原因 とな っている ことが明 らか となった5).

本軌 こおいては,海水域 における底 屑水の低較紫 化の餓榊 を

解

明 す るための‑肋 として,播磨誰の赦 地点を選 び, 夏季 (8月 8日)における底層水の低 酸 新化 と底 質 との関係 につい て調査 研 究 を実施 し

apan ) . 3.

). ( i h S

ra qka O甜k 577

l

J n Lkn ' s

･Tk .h iU Y 川L h

<p l r t

T l . L･hu u liu rL･ kp= ) P

i t l T . J C･nlL･

Sh即 . IJI抑 )

･ L

･ぐn L I S･t hrA(

Su lutt.(i)t.

m ir , 三… l r L f I

y 比.bりr l 川1

･&恥 ''叱 位朗B発向 I;lkt川lulLがI.n

Ⅰ 緒 言

内湾や湖約等の ように,水の流粕が小 さ くてl#1紙 代 が催 (, しか t,11'傑物あ るいは墾嵐 リン等の紫 苑塩 類浪JiのF 'LI.j , いわゆ る宵J〜

宋

盛 化の進行 してい る水城 にI3いては,椛 々の環境 柴闇の うら,水域 の /i.態糸, とくに 11川 iiJ.介類の生lf ･に r人な影仲 を与l える繋rJ;lとして,初LEか ら秋 季にかけてお こる成 層 水■iJの約1F懐 崩の低 下●が ぢ'え{)jLる.

この よう

な

低恨

,

捌円の形成 は, Jlll:棲 仏介筋 に対 し て潜 彩粥 をI‑jえるだけではない,例 えば,水中に溶 lJ;･す る無横使 窄 凝化 (物 の ､† ド衝 がi望元IP̲に 移行 し) て,I..(i介額 に対 してイ

が J･.H･L l卜n, さらに赤潮0)先ノLを促進 す る繋凶 と 考え･)れ る リンや鉄, マ ンガンな どの底泥か らの柄

水族畷境 の潜 化の原関 ともな るのである.

汗

^E‑{)は, さきに鹿留湖の北湖及 び南湖 において この ような低価 崩屑形JJRの頗鰍 こついて卦 作研究 を

･ホq7日木軌即lTdn

40 近畿大学戯学部紀 要 第18号 (1985)

Flg 1 Saitt川 15トー･ plu ‖1HairmaNaao S t nadSad † eoTJn e

日

調 査水 域 及 び方 法

調査水域 Fgli に示 した播磨雅 の 5地点 におい て調査 を行 った.

SttoainA及 び Sain Bは,四国香川県の引FTtto E 沖で,水深がかな り深 く,海岸近 くでは糞魚が行わ れ てい るが,郡市排水やt場排水の流入が殆 ん どな い水域 であ る.StationCは,播磨灘の中央部 に近 く,撫内の環流 によって便 々の物質の堆桁が大 きい と考 えられている. また StatiollDは,家島群 島の 島閑 に位 tfYiL,茸藤城の 多い海域 であ り,Stl aiton

E

は兵庫 県南岸の郡市排水な らびに工薬排水が多出に 流入 している海域 であ る.

なお この 5地点の底JEは, いずれ も泥質 であ って 100メッシュ以下の泥粒子が99%以上 を占めてい る.

水 温,泥 温 及 び

DO

の 測 定 京 都 'LtiF製 水 野 計 (W P 2型)及 び EIL社溶存酸素計 (1510型)を用

い ,

現場 において測定 した.

採三

尼 KK

式柱状採泥器 (原型 は 口本水産学会藷6) に発表) を用 いて底 泥 コアを採取 し,船上で各泥潔 の底泥 を分別 した. その うち硫化物定il用の試泥はt 少出の酢酸聯鉛粉兼 と浪和 し,他の ものはその まま 密封 した後水 中に保 田 して実験室 に搬入 した.

底 泥 の pH,酸 化 還 元 電 位 京 都 悶 +製 水 田 計 (W P 2型) を用 いて船上 で測定 した.

全炭素.全室素 読泥 に嶺酸 を加 えて酸性 とし

,

乾燥 した後,柳本製 CHNコ･7‑ (MT 3空目 を

用

いて測定 した.

硫化物 酸性 で水盛気茶溜 して遊離 す る硫化 水損 を酢酸亜鉛溶液で トラップ した後,新良の 方法TIに よって比色定出 Lr..:

有機鞍 次の方法 に従 って分析 したが, その分析 法 に関 する詳細 については,追 って公表のサ定であ る.

すなわ ち,威泥 に 5倍 Liの0.5NH2SO.180%エ アノー /レを加 えて抽出 を 4匝1くり返 し, アルカ リ性 に して浪縮 乾固 した後,pH l‑ 2でエ‑ テル迎 統 抽 出 を行 なった.次 に柚 .Ltは勿中の有機願 をブチルエ ステル化 し, これ を nヘ キサ ンで抽 出 した.各TT懐 酸 の成 分は,0.3%nドテ カ ンを内部頗 幣 として山 姥製 ガ スクロマ トグラフGC‑ A6 及 び

. E J , ‑ 紬

製 デ iJ

タル インテ グレー ター

】 TP 2 A

を

用

いて分析 した.

ア ミノ鞍組成 底泥 に 6NHClを加 えた後,式守 に した封管 【=トlで1104C,24時間の加水分解 を行 ない,

減

Il滅相 で塩酸 を除去 し,懸濁物 を ミリポアフI イ J'L

ター (045/Jm)で細別 した後,pH2･2のぼ衡液 を加 えて浴解 し. 脇和 郎#.:製 ア ミノ酸分析計 を用 いて分 析 した.

来LH･前はl･亨可合:瀬戸 内海播磨縄 にお け る底層水の低駿東化 と底質 について 41

1ぐrtCnlL)Cl ro(○ぐ)

lRI 17 日I 15 16 17 18 16 17 1R 15 16 17 18 17 18

0

n

5 S 5

lu

●;I lV.1

16

(Lull) ln 1n10

15

PnLL︼eLここa1.

1‑.1 0

2

l5

20 2n

0 50

h t lOO l

25

2 5 OIA ･ tC

Iv

､) O lL

S H i､ lV

l) rn I･. c^(l =x v ド亡‑1

ll e uTILl

●･.･.･● l'

50 1

【 川 0

n

二川 J)

: 川 :

0 5O oo I00 ^l n

))1､､(山 一ctlnxさIFCrl (blltL.l

l､ JL

nddiss

o

tl̀‑∩ I

[

=

dA h m mu ta

' l tu ra l rmaNad te

､､･te mpe rea

() ttes Flg 2 rlla dC l

elで S1＼ h t l c

〜‑ lStribu｡S a r onSSetuPinHa

l t li Ll la

l ,

･edoxygen.

i t ta Ju co te 'a

' ld

3 2‑

e､､ r mn

a

nD S onE 14O 155 155 aL

i r upillHamilN Ta lbe1.Analysesofbo一t

i t ta i to et

S o nsn S oll

hormll d r川/) i t ta

2 1) . I.

'J

̲

S torllA nら nC

I

. .7 7.

1. 13 ta

2 2 3

ト り

671 607 66う 6 231 686 6 ) 2( 730 708 669 580

( ) 7 6 丁. 2 7. 7

i tta 01‑

S o ttai

01‑ S o Detl) rH

5 . 3

‑ lJ

()‑1

)40 1J.0 14.0

2‑ 0‑1 27‑3 15日 H.5

Mudtempe re(TC) t(Oi) l t tu te ra M川S LurpCOn

Hl

⁾ 7B 76

= xl e)rJl l) d e I)

(

r 千Ln H) ‑ ) J( 1

33

‑6日 ‑｣り ‑1()り ‑ ) ‑1Jt 12り 1160 ‑80 166 18U l75 161 日 1 l) ハ●

n aH 〝 )

116

3 . l1 1 2

1. 1'̲76 u

I.7 1｣ 16 1｣ 22 17 2日 19 17 11

8 11 6

121 o

i t (〉 'r 'r

l lbr llllLLr

' c 'l

t l,

L t Jl

∩ (JJlgf) ,g) ()

ogen(

8J 8,1 125 1日) 175 .1 36 19 :‑ l 15

n sJ 0n11e

te lo id 亡 a i n

Sら g)

T e L s

^C Ca l Jcll Cd ‡Lmosg)

SLLllleds(Jg ia ^II) 二! ill

｣ 1 1

1U . 312

28 53

｣5 1 : IL .

L : l ) 5

‑ 3 . 2:

二 l̲1ri ga

Qr l a t o

I

̲

'1 .

'2 gl 1

3'2 1バ I)

I)

‑ 二i

3 3̲1' 7

‑

̲ ｣ 3 こ1 6 13

1 , )r lC

Foml Cd (Lm( sr Cal F e ICi d (L 〟 m( segl

'g)

2 . 3

,

1 1 J 1 3 2

9 9

･l ) t IJ

lう ^{J 3 こ)}

89 98 9り 95

i t L z C N r o

L)l

h

=r

86

lC

O .

d s

l

<

9 Ci "ZL,

86 10.4

an

f

Llささ CS｡ r() nd

2 i

^,JJ

r

^P叩 P

L I

L^i＼‑

mtJdlりH llt} rK,l n (卜 2lla t.

nL･ 日 el〉

'‑

Ⅲ 結果 と考察 において

衣

IFI水 では飽和状態 にあるが,底 層水 では 水温 な らびに水車の溶存酸糸調丑地点 A〜EにL 地 点

A〜C

で75%程 度,地 点

D

で これ よ りや や低

く,地点 Eで約40 Tf

け る水 温 な {)ぴ に溶 存 慨 鵜 飽 和 度 の 鉛

L

f分JJ Jを %にまで低下 している.

le 次 に底泥の化学成 分の分析値 を示 したのが Tab Fig 2に示 した.

.に お け る

̲ J

q円水の 水温 は, い ずれ b1l 8oC LF

9o 外地 .

〜 1 C,脆 層 水 で は水 深 にほ とん ど楓 l系なく15℃

lである.各調査地点 にお ける底泥の酸化還 元屯 位 紘,底屈水の溶存酸紫波度 に矧 志して変化 してお り,

〜

j r

oCとな ってい て, その間の温度差 はほぼ同様 で あ った.‑ノj水Iの

溶

存鮫糸熟度 は, すべ ての地点

0‑1cm層及 び 2‑ 3cm層の平均値 は,地点 A 及 び B,C,D,Eの順 に低 くな っている.また この

2

16

42 近畿大軍袋学部絶 壁 第 18号 (1985)

Ta l .Am]oa･be2 n Li u O l )h(r Zdbt川1dCmPHt川 1 (f)lolle o【1111dau Hh sa)nse LPie lt( slI IIHirnilill Nada

Station Slat)onA Stati()n伝 StationC StationD SlatlOllE Detph((JJ) I 02‑ 2i‑ l‑)2 3｣'1 U2 1‑211 日2 21‑ 02‑ 12ll

s 7 1 { 1 2 28) 9 25 2･ Igi 7 Ly 1 1 5)) 7 日6 .( 13 6 .汀 .C 11) HIS O16 ulJ̲L ()1.21 日は H1'9 日u9 日1)‑l り2)1 4日6 日u6 Arg 107 日8.6 1(.)8 09.2 10 7 1日9 13.3 1 1 6 12J t716 As)I 川 L ) :二1 与号 39日 ここうう‑.1 71号 .二 JlJ0 .‑8I1 651 2 51..り こ3う1 1Lr h 173 】JL‑L) 】 STJ I:‑1LJ :i l j ‑ =̲U) 'l7｣ 7 3 '..U1 2,.は 1J.'l I･ Se･ r lt:I) 】 ボ J 1バ 9 1I:., '.1.g) ' 1 2921 9 32'5 267 1‑.̲75 Glu ^.i''^{L 1} ̲ 16^)'l ^'2^洲 ̲:^Iう9 ^{. H}‑l⁾ ' 8 ^{29 J1}2⁸ ･7¹⁴ J(^.').う 2..19 Pro 12i '二 Ll79 1リ6 1 12 'I7J9 2I:‑) ̲.)8'1 :7〜5 19q.t I.70 (;)) ･91リ ｣り d =帖 l2‑:‑ 1 2) 019 ‑.)I..H 8J､6 93.5 6117 :川:'' Ala 33'.6 1 3 8 2i) ̲0‑ll I1.1 5二は 26.8 631 ･19.5 二･‑1l) 2)(1 12C･ 〉s O'.25 ( 9)1. 日2..6 027 l.L1I) 02.7 H:約 日3 g (Hu nli･

㌔<l l i6.6 1 2 3 167 18 3 290 196 13)7 259 '̲H)d 1Jlb Met O25 015 ( 1L7 日1 8 U｣ ,q tu6 (LH 0J6

0i : T 1

0.は 日e u9.7 日T)̲ H ｣ g 076 137 09.8 193 1 1 5 11tJl (7)1 Leu 10 3 11 91 1̲')9 日) U 232' 12.8 18.8 2()6 1 lH ()99 Tさr O1) ': 4日:‑' ().ニ3T 01.6 (.):)3 LL32 日1 7 日｣1･ 日3日 日1̲) Phe 08.8 087 13.日 ()5.9 1J.6 11.7 11.1 1 17 16.6 日1 3 Eah＼c ･lerpeetau ersnsJJ m‑e/ n mu()sAd d

よ うな酸 化還 元碍位の変化に伴な って底泥中の硫化 桝 に仏道す る地点 Dでは,他の地点 に比 べて き3)め 物 の蓄6'山 な らび に有 横転 含有 f 1 )止tA地 点 からE てS,j止の ア ミノ穀 が存 在 す る. また ‑椴 に ‑ 0‑2. 地点 に向 って増大 す る明 らかな陳向が見 られた. (･m 層 に比 べ て 2‑ 4(･

m

層 では ア ミ/修含 斤も上が

一方,底泥中の有機物の

若付t l l i

に問 しては, これ 少な くな ってお目), これは全段#･土:も, 全電束もな ら皇 と異 な った様相 が兄 らJけ∴ 表LFTの全炭瀬idな {>ぴ びに有機物 分解の指標 とされ てい るC/N比 に おい に全堂茶iIu,すJT Aわ ち底 泥L‑: Pの有機物 含有iiは,派t て tH司様 の傾向が兄 られ るが,他

凸D

で は泥深によ 中央部 に位訂す る地点 Cが もっと t)多 く,こiLは北 るこの よ うな題 はあ まり兄 {)jLなか った. これは.

岸 な らびに四国側の南岸 か ら流入 し, また海水中で この水城 では多数の虚熱 いかだが設犯 され ていて, 生産 され たプ ランク トンの週休 に由来す る有機懸濁 他の水域 の ように植物 プランク トン等の週休 に加 え 物が還流 によって中央部 に遊 ばれ,沈降雌餌 してい て, 多iiEの残餌や排脚物 の ような タンパ ク質 を多i｣t

る もの と考 え られ る. この ことは Table2に示 した に含む沈降物が,底泥における分弧 無機化 よ りt, 底泥 を加 水分解 して生ず るア ミノ較含有Ikの伯 か ら かな り速 い速度 で

堆f

l'け ろため と考えられ る.

ら, さらに明 白にその様柵 が うかがわれた. すなわ ここで調丑 した瀬戸内海の播磨灘 は, 他の内所や ち.底泥 中の各 ア ミノ酸組成 は各調査地!耳において 湖WJJ等 と比較 して.他雅的 にかな り側鎖性が弱 く, 大差 な く.glyが倍大で次いで Asp,さらに g】uある また潮 汐の影輝 もあ って海 水 の交換 はか な り大 き いは Alaが これ に続 いてい る. しか しなが ら,ア ミ い. とくに ここで調査 した時好は

,8

月の症季に も ノ酸の総iJについては.地点 に よってかな りの変動i かかわ らず.水温の鉛E('WJ変化があ ま り大 き くな く, があ り,灘中央部の地点 Cな らびに北岸家島群 島の 球笹湖 な どのIr卵等朋に比 べ て,底層水の停滞の柁度

来BJ･前EE]･河合:瀬戸内海播磨灘 における底層水の低酸紫化 と底質 について 43 はかな り小 さいことが.調査結果か ら明 らかであっ

た.

一般に底層水中の溶存酸素出は,大気か らの酸素 の溶解 または有光層における光合成 に伴 な う酸紫の 生成 に基づ く供給 と,底層水 における消野によって 規定 され る. ここで表層水 あるいは有光層か ら底層 水への溶存酸素の拡散は水温躍層の強 さに左右 され るが,底層水 における溶存酸素の消幹は,底泥ある いは底層水中の有横物の微生物 による酸化的分解過 程 よ りも,底層水中に底泥か ら溶出する硫化物の化 学的酸化過程 に大 き く依存 することを,すでに著者

らは,琵琶湖の調査において明 らかにした引.

これ まで,底泥中の硫 化物の雷榊 は,易分解性の 有鎖懸濁物の堆村山 に左右 され る別とされて きた.

本調査では有横物の堆榊はこの水域の環流の中心 に 近 い播磨灘の中央部で もっとも大 きいが,底泥の酸 化還元喝位の低F,有償較な らびに硫化物の帯横 は, 北岸の 2調査地点の方が著 しく. これに伴 な って底 層水の溶存酸素飽和度 も低 くなっていた. したが っ て, ここで得 られた結果か ら,沿岸海域 における底 層水の溶存敢

紫

i止は,琵琶湖な どの淡水域 と同様 に, 主 として底泥中の硫化物出に依存 し, また硫化物の 苗郡 は,有機懸濁物の堆榊の程度だけではな く, そ の水域の海水交流等の要因に左右 され,底層水が酸 化的 な項境 にあるか, または還元的な環境 にあ るか にJ:って規定 される t)の と考 えられ る.

この ような調賓結果 に基づ き, これ まで得 られて いる知見 を総合する と,水域 における底層水の低酸 素の機構 を次の ように考 えることがで きよ う.

碓桝水LJ)作輔 弼A.i水小の新作厳粛の低下 ｢

｣ 仔熊懸濁物の

好■l瀧 'Jv' 雌花の放 化虎元和仏の低下

./ 蛾!<けL 裾の細L

m

朝 ff級恕 細物d)

iT 群

T T

織熊の/. ‑F伐 ‑十 ･硫化杓の一LF‑:成 一^‑‑̲｣ ここであげた項 目の うら, この機榊 を明 らかにす るには.有機懸濁物の堆掛速度 と分解速度,鹿 々の 細菌群の現存Liとその活性,i iunsLにおける底泥の 教案消班速度等,多 くの問題が残 されているが,令

後の調査研究 を続 けた うえで,追 って報告する予定 である.

Ⅰ Ⅴ

要 約

瀬戸内海の播磨灘北岸及 び南岸の各 2地点, な ら びに灘中央部の1地点 を選 び,夏季 における底層水 の低酸素化 と底質 との関係 について,調査研究 を実 施 した.播磨灘の底泥表層部における有機物の堆硬 は誰中央部において もっとも大 きいが,底層水の低 酸紫化の程度 は,都市排水や工業排水が多Ltに流入 する北部高砂沖,次いで糞魚場のある家島群島の島 間の水域が著 しい.富栄糞化 した閉鎖性海域の底屑 水の夏季における低酸紫化 は,主 として底泥中に生 成 され る硫化物の水中への溶出によっておこ り,疏 化物わ寄掛 ま.易分解性有放物の供給 とともにその 水域の海水交流の大 きさに依存 することが考 えられ

る.

謝 辞

本調査研究 を実施するにあた り,調査船の便宜 を いただいた兵庫脱水JE課, ならびに船上作業 に協力 された乗組員の諸氏 に厚 く感謝いたします.

引 用 文 献

1) 河合 費･菅原 庸 :沿岸海洋研究 ノー ト

,7

(2).19‑23(1969)

2) A KAW^),M Sue.lYAMA,R.SM OZAKland I.

SuGAHARA :Mem RsIs.. e.n/Foo LdS･IKJ. 1(00 UnitJ.. .2 7 5(9No3 ,‑1 171)

3)河合 費 ･高鳥直樹 ･杉 山元彦 : ̀̀海洋の生態 系 と微生物" (日本水産学会編).112‑125,恒 星社厚生閣 (1975)

4)前 田 広 人 :滋 怨 拍琵 琶 湖 研 究 所 所 報, 2, 55‑′56(1983)

5) A.KAWAland H.M ^ED^ :Bul/JapanSac. Sc. 'lFI . 0(1) 9 2 1 )sh 5 ,11‑14(948

6)木供正夫 ･河合 奇 ･石田枯三郎 :ロ水託, 26(12),1227‑1230(1960)

7L, 新鹿宏一郎 :"水分析"(分析化学講座 6C)25, 共立出版 (1957)

8)木俣正夫 ･門田 元 ･畑 幸彦 ･田島卓明, 冒 水詮,21(2)102108(1955)