陸の水（Limnology in Tokai Region of Japan）60 : 31 - 34（2013）

資 料

銅・亜鉛鉱山排水が流入する焼岩谷（岐阜県）の付着藻類群集における Achnanthes minutissima Kützing（珪藻類）の優占村上哲生 1）
Dominance of Achnanthes minutissima Kützing (Bacillariophyta; diatom) in theYakeiwa-tani River drained from copper/zinc mine in Gifu Prefecture, Central Japan
Tetuo MURAKAMI 1)
キーワード：Achnanthes minutissima, 珪藻，重金属汚染，付着藻類，焼岩谷 ( 岐阜県 )Key words: Achnanthes minutissima, diatom, heavy metal pollution, periphyton, Yakeiwa-tani (Gifu Prefecture)（2013 年 2 月 21 日受付；2013 年 3 月 2 日受理）

はじめに

調査方法

異常な環境下の河川付着藻類相の記載は，その特殊な環境

1. 調査河川と調査時期と生息する生物の相互関係についての興味を引くだけではな

1-1. 焼岩谷

く，典型的な河川の生物群集の成り立ちを考える場合も必要

焼岩谷は，飛騨川支川の秋神川源頭付近の右岸から流入すな情報であるように思える。例えば，Negoro（1944）に始まる小渓流である。かつて，三菱鉱山が銅，亜鉛を採掘している酸性河川の研究は，我国に特に多い強酸性水域の特異性をたが，1970 年代以前に，既に閉山している。木曽川水系を内外に紹介するとともに，河川での一次生産の抑制や特定の上水道水源とする名古屋市の 1970 年代初頭の調査では，銅種の優占、多様性の減少が，競争や捕食などではなく、pH

イオン濃度 0.01 mg L-1，亜鉛イオン濃度 0. 66 mg L-1 が，未などの水質特性により、生理的に起こる例としてしばしば引だ完全には塞がれていなかった坑口排水から検出されている用される（渡辺 , 2005）。

（木村ほか，1974）。しかし，1981 年には，銅イオン濃度は，0.01

本報告では，鉱山廃水が流入する飛騨川・焼岩谷の付着

mg L-1 以下となり（村上，未発表），2010 年現在，抗口は全藻類相についての観察例を紹介する。既に，半世紀ほど前

く塞がれ，坑口跡からは，僅かに水が染み出ているに過ぎなから，銅や亜鉛を含む鉱山廃水中では，珪藻類の Achnanthesい。本報告で紹介する焼岩谷の生物相の特徴は，主として，

minutissima Kützing が卓越して優占することが知られており

1981 年 10 月より 1982 年 9 月にかけての調査，及び，2010（福島，1965），1970 年代、まだ国内での多くの鉱山が営業年 11 月の追加調査について考察するものである。

していたり、閉山直後であったりして、河川の重金属汚染の1-2. 他の銅・亜鉛汚染水域での観察事例

害が甚だしかった時代には，生物学的な水質判定の視点か同様な鉱山廃水が流入していた足谷川（愛媛県）での観察らの調査も試みられたが（例えば，渡辺・墨田，1976；福島，例も報告する。同川は国領川の支川で，かつて別子銅山から1987；福島ほか，1988），多くの鉱山の閉山に伴い，そのよの鉱山廃水が流入していた。調査は，1982 年 10 月に行った。

うな報告は少なくなりつつある。一方，亜鉛の毒性見直しに銅山は，1973 年に既に閉山している。

基づく規制強化は（Hatakeyama, 1989），再び金属イオンの生

また，規制強化に伴い，飼料中の亜鉛由来の汚染が懸念さ物影響について検討する必要があることを示唆している。

れている畜産排水処理施設の付着藻類被膜についても報告する。調査は 2008 年 8 月に，豊橋市内（愛知県）の養豚施設で1)〒 467-8610 名古屋市瑞穂区汐路町 3-40 名古屋女子大学，Nagoya Women’s University, 3-40, Shioji-cho, Mizuho-ku, Nagoya, 467-8610, Japan（連絡著者：村上哲生 e-mail : murakami@nagoya-wu.ac.jp）

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村上哲生
水流入点より上流の沢（Stas. 1，2）では，優占的になること行った。

はなく，また，流入点より下るに従い（Stas. 4，5），群集内
2. 付着藻類調査の方法

での比率は低下した。

付着藻類は，各地点の拳大の礫表面付着物をブラシで擦1-2. 季節的な変化り取り，5 % のホルマリン液中に保存したものを検鏡試料と付着珪藻群集での A. minutissima の優占は，図 1 に示したした。畜産排水処理施設では，最終放流口の壁面付着物を試特定の季節に限定されたものではなかった。低水温の時期に料とした。珪藻類については，試料の一部を酸処理したものは，Diatoma hiemale var. mesodon の比率が高くなるものの，A.

について，500 殻を同定，計数し種類組成を明らかにした。

minutissima の優占は周年認められた（表 1）。

珪 藻 類 の 種 名 表 記 は，Krammer and Lange-Bertalot（1991a；

1-3. 経年変化
焼岩谷での A. minutissima の特異な優占は，
木村ほか（1974）

1991b）に倣った。

結果

表 1．焼岩谷 (Sta. 3) における珪藻種類組成の季節変化．
調査日

1. 焼岩谷の付着藻類群集
1-1. 地域的な分布

WT（℃） A. minutissima（%）

D. hiemale var. mesodon（%）

1981. 10. 23－1000

11. 285.583

17集の種類組成を示す。坑口（Sta. 3）の付着群集は，薄い茶色

12. 192.0955の藻類被膜から成り，糸状の緑藻や藍藻の付着は認められ

1982. 02. 14

3.0712903. 29

3.5505005. 09

8.081

1906. 209.597309. 0512.0919

図 1 は，1981 年 10 月 23 日に調査された礫付着の珪藻群なかった。酸処理した付着物試料に認められた珪藻遺骸は，
Achnanthes minutissima のみであった，同種は，坑口からの排M
図 1．焼岩谷（岐阜県）付近の珪藻群集の種類組成（1981 年10 月観察）．現在，抗口は完全にふさがれている．

図 2．足谷川（愛媛県）付近の珪藻群集の種類組成（1982 年10 月観察）．

Murakami����Fig.�132

銅・亜鉛鉱山排水が流入する焼岩谷の付着藻類群集における Achnanthes minutissima Kützing の優占に記述されている 1972 年の観測が最初の報告であった。付μgL-1 の 施 設 の 付 着 被 膜 に は， 糸 状 藍 藻 類 の Oscillatoria

着珪藻群集中 99 %（n=600）が同種で占められていることがsp. や Phormidium sp. ， 及 び 単 体 の Chroococcaceae 科 の 細報告されている。図 1 に示したように，1980 年代初期もそ胞が見られた。後者は，主に浮遊生活をする分類群でありの状況に変化はなかった。また，2011 年 11 月 8 日の調査でも， （Prescott, 1982）、また処理水中にも検出されたため、遮光が坑口跡からの浸出水中の礫付着珪藻群集組成の 91 % を占め不十分な活性汚泥処理施設で発生したものと考えられる。A.

た。

minutissima を含む珪藻類は認められなかった。

2. 他の銅・亜鉛汚染水域の付着藻類群集

考2-1. 別子銅山（愛媛県）排水が流入する河川

察

銅山施設趾・東平から流入する沢では，付着珪藻類のほと河川水中の銅，亜鉛イオン濃度と A. minutissima の優占とんどは，A. minutissima であった。沢が足谷川と合流した以の関連については，井出ほか（1966）が，銅イオン濃度 0.43

降は，その優占度は低下したものの，珪藻群集中最も多く見mg L-1，亜鉛イオン濃度 0.18 mg L-1 の渡良瀬川水系の庚申川られたものであった（図 2）。この観測時には，銅，亜鉛濃度

では，付着藻類群集は A. minutissima の純群落となり，渡良は測定していない。

瀬川の本川でも，群集を構成する藻類細胞数の 50 % 以上が2-2. 畜産排水処理施設同種で占められていたことを報告している。福島ほか（1988）

養豚飼料には，豚の体調維持のために，亜鉛が混ぜられは，仁淀川・吉野川水系の渓流の銅イオン濃度が 0.01 mg L-1ている。図 3 に，豊橋市内の養豚施設の最終放流口の藻類を超える河川では，A. minutissima の特異な優占が認められ，付着被膜の顕微鏡写真を示す。廃水の総亜鉛濃度 40 ～ 1,500

イオン濃度の増加ともに，珪藻群集の多様性が低下すること

Zn;�43�g/L

Zn;�1,500�g/L
PCO

12Zn;�120�g/L

3a100�m3b

図 3．養豚廃水処理施設の付着藻類群集（2008 年 8 月観察）．O；Oscillatoria sp.（藍藻類），P；Phormidium sp.（藍藻類），C；Chroococcaceae Genus sp.（藍藻類）．1 ～ 3 の施設は全て豊橋市内のもの．

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村上哲生
を報告している。

群集．国立公害研究所報告，（114）：159-176．

本報告の焼岩谷や足谷川でも同様に多様性の低下が認めら

Hatakeyama, S. (1989): Effects of copper and zinc on the growth

れ，極端な酸性・アルカリ性環境や，過大な栄養塩・有機物

and emergence of Epeorus latifolium (Ephemeroptera) in anindoor model stream. Hydrobiologia, 174 : 17-27.

負荷などがない場合，銅，または亜鉛イオンは，付着藻類群集の種組成を単純化すると結論付けられる。その閾値は，福井出嘉雄・福島博・森田良美（1966）：渡良瀬川の陸水学的研

島ほか（1987；1988）の示す銅イオン濃度 0.01 mg L-1 よりも，究，とくに鉱山廃水が河川におよぼす影響について．用水と廃水，8 : 842-856．

さらに低い可能性がある。もちろん，銅・亜鉛鉱と共存する砒素の毒性の影響である可能性も否定できないが，検討に足木村努・柴田良成・山下和雄・加藤正治・村上哲生（1974）：る資料は少ない。定量的な調査ではないが，砒素汚染が顕著

飛騨川水系調査報告．名古屋市水道局（編）木曽川水源汚な津和野川（島根県）や土呂久鉱山廃水が流れ込む岩戸川（宮濁調査報告 昭和 47 年度，pp. 95-207. 名古屋市水道局．

崎県）での観察によれば（村上，未発表），河川中の礫には厚小林弘・真山茂樹（1981）：強腐水域でのケイ藻による水質判
定法の検討．用水と廃水，23 : 1190-1198．

い珪藻被膜が発達しており，砒素が付着藻類群集の組成を単純化する要因として銅や亜鉛より重要であるとは考え難い。

Krammer, K. and Lange-Bertalot, H. (1991a): Bacillariophyceae 3.

しかし，これらの観察は，A. minutissima の優占が，銅・Teil: Centrales, Fragilariaceae, Eunotiaveae. G. Fisher, Stuttgart.

亜鉛汚染の指標となることを示しているわけではない。福島

Krammer, K. and Lange-Bertalot, H. (1991b): Bacillariophyceae 4.
Teil: Achnanthaceae. G. Fisher, Stuttgart.

（1965）以来の観測は，専ら，家庭排水の様な有機物による汚染がほとんどない水域でのものである。本報で示したよう村上哲生（1983）：名古屋市内の汚濁河川に優先的な珪藻類．

な畜産排水により有機物負荷が大きい水域では，同種の優占名古屋市公害研究所報，（18）：121-131．

は，亜鉛濃度が 1 mg L-1 を越えても認められない。

村上哲生（1989）：FRP（Fiberglass Reinforced Plastics）製高置A. minutissima の耐性は，銅・亜鉛汚染に特定したもので水槽内での珪藻被膜の発生事例．名古屋市公害研究所報，はないように思われる。例えば，有機物により汚濁した河川（19）：109-110．

や（小林・真山，1981； 村上，1983），塩素を含む水道水に

Negoro, K. (1944): Untersuchungen über die Vegetation der

常時曝露されている高置水槽の内部にも（村上，1989），同

mineralogen azidotrophen Gewässer Japan. Science Reports of theTokyo Bunrika Daigaku, Section B, 6 : 1-375.

種の発生は見られる。様々な異常な水域での A. minutissima

Prescott, G. W. (1982): Algae of the Western Great Lakes Area.の優占は，原因が何であれ，他の藻類の繁殖が制限されていOtto Koeltw, Koengstein.

るため，河川付着藻類群集の遷移段階の初期に発達するとされる 基盤に直接付着する生活型の A. minutissima 優占の段階

渡辺仁治（編）（2005）：淡水珪藻生態図鑑．内田老鶴圃，東京．

で（Whitford, 1956），遷移が止まっているものと考える。

渡辺仁治・墨田廸彰（1976）：梯川水系の川床付着物による重金属の濃縮と生物相．日本水処理生物学会誌，12 : 65-72．

謝Whitford, L. A. (1956): The communities of algae in the springs

辞and spring stream of Florida. Ecology, 37 : 433-442.

本研究の一部は、環境省公害防止試験研究費・農林水産省（担当編集委員：野崎健太郎，椙山女学園大学教育学部）

委託研究「農業･農村域を発生源とする亜鉛等重金属の水域生態系に与えるリスクの評価（平成 20 年度～ 23 年度）」の助成を受けた。研究代表の阿部薫博士（農業環境技術研究所）、また、養豚排水処理施設での試料採取にご協力いただ
いた糟谷真宏技師（愛知県農業総合試験場）に謝意を表する。

文献

福島博（1965）：微細藻類植生による鉱毒調査法．田宮博・渡辺篤（編）藻類実験法，pp. 393-397．南江堂，東京．
福島悟（1987）：重金属汚染河川に形成される付着藻類群集．
シンポジウム「水域における生物指標の問題点と将来」報告書．pp. 1-15．国立公害研究所．
福島悟・畠山成久・宮下衛・佐竹潔・安野正之（1988）：四国の吉野川・仁淀川水系の重金属汚染河川における付着藻類34