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長崎市水道水 の臭気 に関す る研究−I 各 貯水池 の水質検査
森 井 秀 昭 ・金 淳 良 一 ・福 原 忠 信
Studies of Odors from Service Water in Nagasaki City- I Water Analysis of Reservoirs in the City
Hideaki MORII, Ryoichi KANAZU and Tadanobu FUKUHARA
There are five reservoirs for water supply in Nagasaki City, namely, Hongochi-Kobu, Hongochi-Teibu, Urakami, Nishiyama-Kobu and Kogakura.
However these reservoirs, except for Kogakura, had produced moldy or muddy odor. In 1966, odor was noted at Urakami, Hongochi-Kobu and Hongochi-Teibu. Odor was present even at the time of water sampling at Hongi5chi-K6bu and Hongochi-Teibu.
In order to detect the causes of ordor and, if possible, to provide some remedies the authors performed water analysis of these reservoirs.
The results may be summarized as follows : —
A. Reservoirs which had produced odor at any rate. (in comparison with Kogakura)
1. Nutrient salts and other matters are rich resulting in high value of chromaticity and turbidity. They increase by the inflow of rain.
2. The plankton and bacteria are abundant.
B. Reservoirs which produced odor in 1966. (in comparison with Nishiya- ma-Kobu)
1. The water is not deep and the temperature difference between surface and bottom layers is small.
2. The chromaticity and turbidity increase in value as the water be- comes deeper.
C. Reservoirs which were producing odor and in low water.
1. Dissolved oxygen becomes poor and pH value low suddenly be- neath surface layer.
2. Phosphate and nitrite are scarce from surface to near the bottom.
3. Silicate is rich throughout all layers and ammonium increases a- long with the depth.
4. COD value increases suddenly at the bottom.
5. Planktons consist of Bacillariophyta, Chlorophyta and Cyanophyta (mainly Oscillatoria) . Oscillatoria is dominant during the term of strong odor.
6. Bacteria are very poor.
ユ64 森井・金津・福原：長崎市水道水の臭気に関する研究一1
緒 言
長崎市には5か所の水道貯水池があるが，いずれも十分な河川水の流れ込みがなく，ま た地下水にも乏しいため，その大半を雨水に依存している．従って旱天が続くと水不足に 悩まされ，また夏期から秋期にかけてしばしば臭気が発生している．最近では昭和30年に 本河内低部貯水池（以下本低とする）で，また昭和33年には西山高部（以下西高とする）
および浦上貯水池（以下浦上とする）でカビ臭，土臭を帯びた臭気が発生している．その 後，浦上では昭和34，35，36，38，41年に連続的に類似の臭気が発生している．昭和41年
（調査年度）には浦上の外，本河内高部貯水池（以下本高とする）および本低でも類似の 臭気が発生している．しかし小ケ倉貯水池（以下小ケ倉とする）では過去に一度も臭気の 発生はなかった．
これらの臭気は藍藻類のオシラトリアと関係があると言われている1）が，著者らはその 発生原因を知るために市内5か所の貯水池の水質調査を行なったので，その結果を報告す
る．
なお本研究を行なうにあたり，種々の便宜を与えられ，かっ貴重な資料を提供せられた 長崎市水道局水質試験課に対してお礼申し上げます．
実験材料および方法
1．採水方法
北原式採水器で5m間隔に採水後，22容共栓付ポリエチvy瓶に入れ，実験室に持ち 帰り，ただちに分析した．
2，採水日および採水場所
1966年8月30日〜11月7日にかけて，2週間の間隔で計6回の採水を行なった．
採水場所は浦上，西高，本高，本低および小ケ倉の水の取り入れ口付近．
5．測定項目および方法
水深，水温，溶存酸素：WINKLER氏法2）， pH：ガラス電極法，色度：白金コバルト法 3），濁度：比濁法4），蒸発残留物：常法，化学的酸素消費量（COD）：常法，珪酸塩：
CHow and RoBINsoN氏法5），燐酸塩：MuRPHY and RILEy氏法6），硝酸塩：MoRRIs and RILEY氏法7），亜硝酸塩：SHINN氏法8）， アγモニウム塩（アミノ酸）：F． A．
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電導度：25。Cで測定，プラγクトy，細菌数：37。Cで培養．
実験結果および考察
1．水 深
調査期間中の水深の変化をFig．1に示す．9月26日（点線の部分）は水深が急に増大 しているが，これは台風による集申豪雨によるものである．
本年（1966年）発臭しなかった西高および小ケ倉ではいずれも水深が高く，最高渇水期
（9月12日）でも前者が21．3m，後者が17．8mを示した．これに対し，本年発臭した浦
長崎大学水産学部研究報告 第25号（工967） 165
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上，本高および本低ではいずれも水深が低く調査期間中に発臭していた本高および本低の うち，とくに強い臭気が認められた本高では9月12日の水深は7．8mで，前記の発臭のな かった2か所の貯水池の1／2〜1／3にすぎなかった．
2．水 温
水温の垂直および時期的変化をFig．2に示す．
本年発臭しな：かった西山および小ケ倉では，夏期停滞期（8月50日，9月12日）の表層 と底層との水温の差が大きく，約200Cに達した．これに対し，本年発臭した浦上，本高 および本低のうち，前2者の表層と底層との水温の差は約10。Cであった．すなわち，臭 気が発生しなかった貯水池の底層の水温は約12。Cであるのに対し，臭気が発生した貯水 池では約19。Cであった．この差異は主として水深の差によるものと考えられる。
また秋期循環期に入る時期は，臭気が発生しなかった貯水池の方がかなりおくれてい
る．
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森井・金津・福原：長崎市水道水の臭気に関する研究一1
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Fig． 2 Vertical distribution of water temperature in reservoirs in Nagasaki City．
3．溶存酸素
溶存酸素の垂直および時期的変化をFig．3に示す．
夏期停滞期では，本年発臭しなかった西山および小ケ倉ではかなり深部まで多量の酸素
長崎大学水産学部研究報告第23号（196ワ） 16ワ
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Fig． 5 Vertical distribution of D． O． in reservoirs in Nagasaki City．
が存在している．すなわち，前者では5m層で，また後者では10m層で5〜6ml／1の酸 素が存在していた．これに対し，本年発臭した浦上，本高および本低では，表層近くには 多くの酸素が含まれているが，5m層では2〜3m】／1にすぎない．しかし各貯水池とも 底層近くでは非常に少なく，1 ml／1内外で，とくに西高では無酸素状態であった．すな わち，西高は完全成層していると言える．
これらの事情については西高では活発な炭酸同化作用により，また小ケ倉では酸素の消 費量が少ないことによって深部まで酸素が存在するものと考える．
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長崎大学水産学部研究報告 第23号（1967） 169
4． pH
pHの垂直および時期的肇化をFig．4に示す．
夏期停滞期では，本年発臭しなかった西高および小ヶ倉では5m層付近までpH 8。5以 上もあったのに対し，調査期間中に発臭していた本高および三諦では表層を除いて，以深 では低く，5m層では7．4を示している．
各貯水池とも豪雨（9月26日）でpH値は激減しているが，以後の目照りで急上昇して いる．上昇のかたちは，本年発臭しなかった貯水池は表層付近だけ急上昇するのに対し，
本年発臭した貯水池では底層近くまで上昇している．
これらのことから，本年発臭しなかった貯水池では，主として表層近くで炭酸同化作用 が行なわれているのに対し，本年発臭した貯水池ではかなりの深部まで炭酸同化作用が行 なわれていることが考えられる．
5．色 度
色度の地域的および時期的変化をFig．5に示す．
本年発臭しなかった西高では，表層の色度は他の貯水池とほとんど差はなかったが，2 m層では急に高くなり，その値は100度付近を示した．これに対し，本年発臭した3か所の 貯水池では，表層と比較して2m層が高いが，その差は少ない．また過去に発臭したこと がない小ケ倉では，表層および2m層とも他の貯水池に比較してその値は非常に小さい．
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1ワ0 森井・金津・福原：長崎市水道水の臭気に関する研究一1
夏期の水色は大体褐色を呈していることから，これらの水色が主としてフミγ質によ る ものであることが推察される．これらのフミy質は植物の腐蝕物質に起因するものであっ て1主として植物性プラ：ノク5yによるものと思われる．
6． 濁 度
濁度の地域的および時期的変化をFig．6に示す．
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長崎大学水産学部研究報告 第25号（1967） 171
濁度は色度と類似の傾向を示している．すなわち，本年発臭しなかった西高は，本年発 臭した浦上，本高および本低に比較して，表層ではほとんど差はなかったが，2m層では 非常に高く90度付近であった．また臭気が発生したことのない小ヶ倉では表層および2m
層とも他の貯水池よりも小さく，また降雨による増加もほとんど認められない．
7．蒸発残留物
蒸発残留物の地域的変化をFig．7に示す。
西高および浦上では他の3か所の貯水池に比較してその値は高い．小ヶ倉ではその値は 小さく，また時期的変化もほとんどなかった．すなわち，小ヶ倉ではプラγクトγの増殖
または降雨による栄養塩類の流れ込みが少ないことが考えられる．
8． COD
CODの垂直および時期的変化をFig．8に示す．
過去に発臭した西高，浦上，本高および本低では，一般にCOD値は高く，このうち本 年発臭しなかった西高では底部に行くにつれてその値は徐々に増加するのに対し，調査期 間中に発臭していた本高および本低では底部で急に高くなっている．
COD値は有機物質によるものの外， H2S， NO2『， NH4＋などの還元性物質なども考 えられるが，一般には有機物の量と比例する．すなわち，臭気発生中の貯水池の底層には 多くの有機物質とくにプラγクトソの残がいが存在し，これが臭気の原因の一つになるこ とが推察される．実際，底層では特に臭気が強く，カビ臭，土臭，硫化水素臭およびアミ y臭などが感じられる．
9．珪酸塩
珪酸塩の垂直および時期的変化をFig．9に示す．
過去に発臭した西高，浦上，本四および本四では小ケ倉に比較していずれもその量が 多く，また降雨による流れ込みも多かった．このうち，本年発臭しなかった西高では，
夏期停滞期には表層からかなりの深部までその量が少なく，底層では急に多くなってい る．これに対し，本年発臭した浦上，本高および本低では全般的に多く，垂直変化は少な かった．また，小ヶ倉ではその値は少なく，降雨による流れ込みもほとんど認められな
い．
これらのことは，珪酸が珪藻類の主成分であることから，夏期停滞期では，本年発臭し なかった西高では珪藻類が多く繁殖しているのに対し，本年発臭した浦上，本高および本 低では珪藻類より他のプラyクトソが多く繁殖していることが，また小ケ倉では珪藻類が 少ないことが考えられる．これらのことはまたプラ：ノクトγの項で示す．
10．燐酸塩
燐酸塩の垂直および時期的変化をFig．10に示す．
過去に発心した西高，浦上，本高および本低では小ケ倉に比較してその量は多い．この うち，本年発話しなかった西高では他の3か所の貯水池に比較して多く，夏期停滞期には 底層に多く蓄積されていた．すなわち，完全成層をなしてい るものと考えられる．また降 雨による流れ込みが少なかった．これに対し，本年発臭した浦上，本高および訴訟では，
夏期停滞期には底層までほとんど含まれない．また降雨による流れ込みは多く，とくに表 層より底層近くに多い．小ケ倉ではその量：は少なく，垂直変化，時期的変化および降雨に
よる流れ込みもほとんど認められない．
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長崎大学水産学部研究報告 第23号（196ワ） 175
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11．硝酸性窒素
硝酸性窒素の垂直および時期的変化をFig．11に示す．
過去に発臭した西高，浦上，本高および本低では小ケ倉に比較してその量は多く，また 降雨による流れ込みも多い．このうち，本年発臭しなかった西高ではとくに多く，また降 雨による流れ込みも多い．また垂直変化も著しい．小ヶ倉ではその量は少なく，また降雨 による流れ込みもほとんど認められない．
秋期循環期（11月7日）になると各貯水池ともその量が激減し，ほとんど0に近くな る．これはNOゴがNOゴ， NH4＋などに還元されたためと思われる．実際， NOゴおよ びNH・＋は逆に激増している．
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Fig． 11 Vertical distribution of NO3一一N in reservoirs in Nagasaki City．
12．亜硝酸性窒素
亜硝酸性窒素の垂直および時期的変化をFig．12に示す．
過去に発臭した西高，浦上，本年および本低では小ケ倉に比較してその量が多い．この うち，調査期間中に発臭しなかった西高および浦上ではその量は多く，また降雨による流 れ込みも多い．また臭気発生中の本高および本身では亜硝酸性窒素はほとんど存在せず，
また降雨による流れ込みも少ない．小ケ倉ではその量は非常に少なく，降雨による流れ込 みもほとんど認められない．
秋期循環期には各貯水池とも激増しているが， このことは先に述べた様にNO。一の還
1ワ6 森井・金津螺福原ll農崎市永道：水の臭気に関する研究一1
元によるものと思われる．
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Fig． 12 Vertical distribu，tiOn Qf NQ2＝N in reservoirs in Nagasaki City．
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アγモニア性窒素の垂直および時期的変化をFig．13に示す．
過去に発臭した西高，浦上，本高および本低では小ヶ倉に比較してその量は多い．この
長崎大学水産学部研究報告 第23号（196ワ） 1ワワ
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Fig． 15 Vertical distribution of NH4LN in reservoirs in Nagasaki City．
うち，本年発臭しなかった西高では，夏期停滞期には10m付近までほとんど差がなく，降 雨の流れ込みによってもほとんど希釈されない．これに対し，本年発臭した浦上，本高お よび本低では．夏期停滞期には深さが＝噌すにつれてその量はしだいに多くなる．とくに臭 気が強かった飯高では表層でもかなり多く，15μg−at／1を示している．これら3か所の貯 水池では降雨によってその量を減じる．小ヶ倉ではその量は非常に少なく，垂直変化もほ
とんど認められない．すなわち，臭気発生申の貯水池では全域にわたって多くのアγモ＝
1ワ8： 森井・金津・．福原：長崎市水道水の臭気に関する研究一1
アが存在している．
このことから，これらの貯水池では有機物（とくにプラ：ノクトy）の嫌気分解が盛んに 行なわれていることが考えられる．
14． EDTA硬度
EDTA硬度の垂直および時期的変化をFig．14に示す．
西高および浦上ではとくにその値は高く．本低本高および小ケ倉の1頃に少なくなって いる．．本年発臭しなかった西高では垂直変化が大きく，また小ケ倉では垂直および時期的
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Fig． 14 Vertical distribution of EDTA hardness in ・reservoirs in Nagasaki City．
長崎大学水産学部研究報告 第25号（196ワ） 1ワ9
変化はほとんど認められない．各貯水池とも降雨による流れ込みによってその値はほとん ど変化しない．
15．全アルカリ度・全酸度
全アルカリ度および全酸度の垂直および時期的変化をFig．15およびFig．16に示す．
全アルカリ度は，夏期停滞期では，調査期間中に発臭のなかった西高および浦上は，発 臭申の日高および本州に比較してその値は高く，とくに底層で著しかった．また，小ヶ倉 は他の4か所の貯水池に比較してその値は小さい．また各貯水池とも降雨の流れ込みでそ の値は激減する．
全酸度は，夏期停滞期では，調査期間中に発臭しなかった西高および浦上では表層およ び底層とも非常に少なく，底層の値は10ppm付近である．これに対し，臭気が発生してい た本高および本項では前2者に比較して表層および底層とも多く，底層の値は24ppmを 示している．小ヶ倉では他の4か所の貯水池に比較して，夏期停滞期ではその値は高い．
全アルカリ度は重炭酸塩，炭酸塩および酸化物の目安となるものであるが，著しV・時期 的変化をすることから考え，主として重炭酸塩および炭酸塩とみなすことが出来る．また 全酸度は水中の底心炭酸，游離雨湿および強酸と弱塩基の塩などの目安となるものである が，成層をしていることおよび時期的変化を行なうことなどから考え，大部分遊離炭酸に よるものと考えられる．
すなわち，本年発臭しなかった西高および調査期間中には発臭のなかった浦上は本高お よび本譜よりも活発な炭酸同化作用が行なわれていたことが考えられる．また，小ケ倉で は炭酸同化作用が少ないことが考えられる．
16． 塩素ノrオ㌻／濃…度
塩素イオγ濃度の垂直および時期的変化をFig．17に示す．
全般的にみて，過去に発臭して西山，浦上，本高および本低は小ケ倉に比較してその値 は大きく，とくに西高および浦上では著しい．
一般に塩分濃度の高い地方では珪藻類のニッチア，ナビキュラ，シクロテラおよび藍藻 類では糸状類のオシラトリア，アナベナ，Fリコデスミウムなどが主体プラγクトγにな
ると言われておる1。）が，当市の貯水池のうち小ケ倉を除く4か所の貯水池では，珪藻類 ではニッチア，シクロテラ，フィラギラリア，シネドうおよび藍藻類ではオシラトリァ，
アナベナなどが主体プラγクトyとなっており，とくに臭気が発生しているときはオシラ トリアが優忘している．これらのことは上述の見解と一致するが，さらに検討すべき問題 と思われる
17．電導度
電導度の垂直および時期的変化をFig．18に示す．
西高，浦上，本馬，髭面および小ヶ倉の順に少なくなっている．
以上に述べてきた各種イオγ濃度を総合して・長崎市内の最高の富栄養湖が西高で，浦 上，本証および雲低がこれに次ぎ，小ケ倉は貧栄養湖であることが考えられる．
18．プラyクト＝ソ
臭気発生期問（8月30日）の各貯水池における表層のプラγクトγの類別変化をTable 1に示す．
過去に発臭した西高・浦上・本高および本低は小ケ倉に比較してその数は非常に多く，
