陸の水（Limnology in Tokai Region of Japan）48 : 45 - 56（2011）

総説

環伊勢湾集水域の調査活動から見た水環境の変遷－愛知県環境調査センターの歩み－田中庸央 1)・吉田恭司 2)Changes in water environments viewed from the catchment studies around Ise Bay－ Achievements of Aichi Environmental Research Center －Tsuneo TANAKA1) and Kyoji YOSHIDA2)と大事なことは，根気よく観測を続けることにより，蓄積さまえがきれたデータが“変動”という現象を自ら語りはじめるのを捉

我が国の水環境行政の始まりは，旧水質 2 法である「公共えるというところに本来の目的があるに違いない。ゆっくり

用水域の水質保全に関する法律」及び「工場排水等の規制にと起こりつつある水域環境の変化を捉えるには，モニタリン

関する法律」が成立・施行した 1958-59 年からであり，それグを長期間継続することが最も大切である。こうしたモニタから既に半世紀が過ぎた。しかし，公害法が形式的にも内容

リングの実務的な役割を担ってきたのが，地方自治体の調査的にも本格的に整備されるのは，公害問題の一層の深刻化と研究機関である。しかしここ 10 数年の間に，全国各地にあ地方自治体での取り組みの前進が見られた 1960 年代末からる調査研究機関は大幅な組織改編の渦中にさらされ，なかに70 年代初頭の時期であり，1970 年のいわゆる公害国会ではは存亡の危機にすらある。

14 の法制度・改正が行われている。愛知県公害調査センター

これまでの環境保全対策の考え方の主流は，「エンド・オ( 現在，環境調査センター ) はまさにこの時期に設立され，

ブ・パイプ」と呼ばれるように，人間活動に伴う汚濁物質のそれから数えても 40 年経過した。

除去や末端の閉鎖性水域で何とか制御しようという方向に力

我が国では，1960 年代の高度経済成長期を端緒に，都市点がおかれていた。しかし今や，環境問題を解決へつなげる

域に存在する湖沼・河川・内湾で著しい富栄養化や有害化学には，その背景にある水文化や社会そのものの仕組みの理解

物質汚染が進行した。これは言うまでもなく，工場排水や生が必要なことは，もはや常識と言って良い。つまり，自然科

活排水等に由来する汚濁負荷の増大と自然に対する人工改変

学的・工学的なものの見方だけでなく，環境問題を引き起こが進み，自然のもつ浄化能力が著しく損なわれたためであしている経済や産業などのその社会における人間活動の傾向

る。これまで国・大学等の研究者や地方自治体が中心になっを読み取ること，また，問題解決に向けた科学的な裏付けとて，水環境の時系列変化を把握するため，多くの調査・研究

施策との整合性が重要視されなければならない。

を行っている。なかでも，全国的に観測網が張りめぐらされこれまでの地方自治体の調査研究機関は，データだけを提ている公共用水域水質監視調査は，環境基本法 ( 旧公害対策供するという分析偏重型の組織体制であった。これから目指

基本法 ) に記されている環境基準の遵守状況を把握すること

す地方自治体の調査研究機関の方向性は，汚濁物質を排出すを法的根拠にしており，水環境行政の施策の中でも基本的なる上流の負荷活動や，それを包み込む社会システム・慣習・概念の一つとして位置づけられる。

文化といったことまでを視野に入れた組織改編が行われて然

公共用水域水質監視調査の目的は，水質環境基準を満足しるべきでないだろうか。なぜなら，水環境の概念には水質なているか否かだけを監視するところにあるのではない。もっどの狭義に止まらず，地域間の連携に加えて，生物多様性の1)
2)

株式会社 愛研 〒 463-0037 名古屋市守山区天子田 2-710 Aiken. 2-710 Amakoda, Moriyama-ku, Nagoya 463-0037, Japan
愛知県環境調査センター 〒 462-0032 名古屋市北区辻町字流 7-6 Aichi Environmental Research Center. 7-6 Nagare, Tsuji-machi, Kita-ku,
Nagoya 462-0032, Japan( 連絡著者 吉田恭司 E-mail: kiyouji_yoshida@pref.aichi.lg.jp)

45

田中庸央・吉田恭司
場の確保，健全な水環境の復元，景観・アメニティの確保な愛知県環境調査センターの調査活動の歩み

どといった，流域環境の持続可能な一元化が重要視されなけ

愛知県公害調査センター ( 現，環境調査センター ) は，愛ればならないからである。
これからの水環境行政の方向性は，これらの路線の延長線

知県環境部の調査分析機関として，行政部門と密接な連携を上にあることは確かなようだ。事実，健全な水環境に向けとりながら県土の良好な環境の確保に向けて一元的な調査研て，水行政の一元化としての「水環境庁」設立や「水基本法」

究を行うことを目的に，1970 年 4 月に設立された。事業基の制定の動きがある ( 水制度改革国民会議 , 2009)。そうで盤は，大気，水質，廃棄物，騒音，振動関係の規制監視業務

あるならなおさら，全国各地にある地方自治体の調査研究機である。その中で水質部門は，工場排水や生活排水などの発関を行政改革の名のもとに縮小・解体する方向につなげるの

生源対策調査，河川，湖，海域などの公共用水域水質調査とではなく，上流水源から河口及び沿岸域に至る流域単位でのその解析，水質監視システムによるデータ収集とその処理等

水環境，物質循環，生物多様性，生態系保全までを視野に入を主たる業務にしている。
こうした基盤事業のほかに，環境行政部門との連携の下，れた“集水域環境”モニタリングの取り組みを可能にする組時代の要望に即した環境問題に対処するための県独自の企画

織改編が考えられても良いのではないか。
モニタリングには，多くのマンパワーと資金が必要であ事業を推進してきた ( 表 1)。なかでも，公共用水域の富栄る。反面，先端科学のような華々しさはない。求められるの養化問題は設立当時から水環境行政の中でも一大関心事であは着実さだけと言っていい。財政難にある今，官から民へのり，今日でも，工業化，都市化，大量消費と大量廃棄，肥料

流れは避けがたいのかも知れない。しかし，地方自治体の調の多用，森林の過伐採などの様々な原因により，日本のみな査研究機関の規模を縮小し，ましてや役割が終焉したとして図 表 らず世界各地で発現している，古くて新しい世界共通の環境
廃止するなら，世界でも類を見ないといわれる質の高いモニ問題である。さらに，これらの企画事業を支えるための補完

タリングを継続実現させる上できわめて残念なことである。

調査だけに止まらず，底質・化学物質汚染，廃棄物汚染など

特に地域の環境問題は，地域特性が色濃く反映されるものの実態調査，水質自動計測データの解析，分析方法の検討な

180
160

140
どにも調査活動の幅を広げてきた。

ングデータから，最近の高度なデータ解析手法と相まって，120
収集には万全を尽くしたつもりであるが，これまでに所員

長期変動の実態とその仕組みが次第に明らかにされつつある。このモニタリングをさらに 50 年，100 年と継続することによって，環境行政を進める上で欠かせない，具体的施策

積算文献数である。40 年にわたる地道な努力により得られたモニタリ

らによって印刷公表された水質関連分野の発表論文数は，約10016080 編である ( 図 1 および巻末の文献目録。この論文数には，陸の水，43：97-99 (2010) に掲載した論文を含む )。図から，
60

緩やかなＳ字型カーブを示していることがわかる。センターに答えるさまざまな道筋が見えてくるはずである。

40

本稿では愛知県環境調査センターの歩みをふり返りなが設立当時はともかくとしてその後の 10 年間は，身の回りのら，長年にわたる調査活動からみた環伊勢湾集水域の水環境

環境問題が山積していたこともあり，発表論文数が飛躍的にの変遷について若干の考察を加えてみたい。

伸び，所員の研究ポテンシャルが高かったことが窺える。そ

20

0
1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

2015

の後においても，主にセンター所報に一定数の論文が途切れ
発表年度
ることなく発表されている。
図 2 は，発表論文を①富栄養化，②自動計測，③重金属・

図 表

図１

180

富栄養化

160

4.3 3.1

140

積算文献数

120

6.8

100

44.8

80

8.6

自動計測

9.9

40
20

15.9
1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

図 2．印刷公表された水質分野の総発表論文数に占める分野別の割合 ( ％ )．

図 1．印刷公表された水質分野の発表論文数の変遷．

図１

46

4.3 3.1
6.8

重金属・化学物質・
底質汚染
分析方法

流域管理
その他

2015

発表年度

富栄養化

面源負荷
浄化・水処理60

01970

重金属・化学物質・
底質汚染
分析方法

6.8

図２

環伊勢湾集水域の調査活動から見た水環境の変遷－愛知県環境調査センターの歩み－

表 1．我が国の水質汚濁に係る法令，愛知県条例・指針・要綱等及び愛知県環境調査センターの調査活動の変遷．
国の動き●公共用水域の水質保全に関する法律，工場排水の規制に関する法律の制定（水質二法）(1958)●改正「河川法」(1964)●公害対策基本法（1967）●水質環境基準設定（1970）●水質汚濁防止法（1970）●廃棄物の処理及び清掃に関する法律（1970）●海洋汚染及び海上災害の防止法（1970）●全国一律の排水基準の設定（1971）●環境庁設立 (1971)●自然環境保全法（1972）●瀬戸内海環境保全臨時措置法（1973）●化学物質の審査及び製造時の規制に関する法律（1973）● PCB に係る環境基準及び排水基準設定 (1977）●水質総量規制の導入（1978）

愛知県の動き◇ 愛知県公害調査センター設立 (1970)●環境部発足 (1971)●愛知県公害防止条例 (1971)●第 1 次伊勢湾水質総量規制 (1979)●有機燐洗剤使用自粛要請 (1980)●川づくりの方向転換（「河川環境」概念の導入）(1981)●湖沼の窒素及びリンに係る環境基準（1982）●湖沼水質保全特別措置法制定（1984）●湖沼に係る窒素，リンの排水基準設定（1985）●小規模事業場等排水対策指導要領 (1981)●愛知県環境基本条例（1995）●土壌汚染対策法・自然再生促進法（2002）●都市再生促進法（2003）●特定外来生物法（2004）●生物多様性基本法（2008）●公共用水域水質監視調査（1971 ～）● PCB 実態調査（1972）●河川の環境容量に関する基礎調査（1974 ～ 76）●伊勢湾における二次汚濁に関する調査及び河川水
質降雨時調査（1977 ～ 79）●伊勢湾広域総合調査（1979 ～）●プランクトン生産量調査（1980 ～ 82）●界面活性剤等汚染対策調査（1980）●生活排水実態調査（1982）●伊勢湾内部生産機構調査及び生活排水対策実践活動調査（1984）●水生生物基礎調査（1985 ～）●有機塩素系化学物質調査（1985）●三河湾栄養塩類溶出実態調査（1987 ～ 89）●地下水水質調査計画に基づく地下水常時監視調査（1989 ～）
●ゴルフ場排出水農薬調査（1990 ～）●水質汚濁防止法改正（地下水汚染防止の強化）(1989)●「多自然型川づくり」通達 (1990)●環境基準の全面改訂（1993）●環境基本法の公布（1993）●環境影響評価法 (1997)●新「河川法」（治水・利水の目的の他に河川環境の保全を追加）(1997)●地下水の水質汚濁に係る環境基準設定 (1997)●水質環境基準健康項目の拡充 (1998)●ダイオキシン類対策特別措置法 (1999)●循環型社会形成推進基本法（2000）

愛知県環境調査センターの調査活動◇ 愛知県環境調査センター組織変更 (1994)●三河湾における全窒素及び燐に係る環境基準の水域類型指定に関する調査（1995 ～ 97）●愛知県環境影響評価条例 (1998)●レッドデータブックあいち 2001(2001)●第 5 次伊勢湾水質総量規制 (2002)●愛知県化学物質適正管理指針 (2003)●愛知県土壌汚染等対策指針 (2003)●県民の生活環境の保全等に関する条例 (2003)●愛知県 PCB 廃棄物処理計画 (2004)●沿岸域生態系保全の考え方－干潟生態系を中心にして－ (2005)●あいち水循環再生基本構想 (2006)●工場・事業場における揮発性有機化合物排出抑制
指針 (2006)●内分泌かく乱化学物質調査（1999 ～）●地域結集型事業「里山生態系水循環」に関する共同研究 (1999-2004)●第 6 次伊勢湾水質総量規制 (2007)●愛知県ため池保全構想－未来に伝えよう地域のたから (2007)●三河湾里海再生プログラム（2008 ～）●あいち自然環境保全戦略－生物多様性の保全と持続可能な利用を目指して－ (2009)●奥山生態系保全の考え方－人と自然の共生を目指して－ (2009)●レッドデータブックあいち 2009(2009)

化学物質・底質汚染，④浄化・水処理，⑤分析方法，⑥面源

浄化・水処理と自動計測 ( 各 6.8 ％ )，流域管理 (4.3 ％ ) の負荷，⑦流域管理，⑧その他の 8 分野の調査領域に分類し，順であった。富栄養化と重金属・化学物質・底質汚染の 2 分

その割合を示したものである。その結果，富栄養化関連の調野で全体の 3 分の 2 を占めたことは，環境がどのように変査領域の論文が全体の 44.8 ％を占め，重金属・化学物質・

わってきたかを時系列で知ることにより，汚染の原因究明，

底質汚染 (15.9 ％ )，分析方法 (9.9 ％ )，面源負荷 (8.6 ％ )，人や生物に与える影響評価，対策の提案や効果予測などに資47

田中庸央・吉田恭司
する上で重要であり，長期的なモニタリングの本来の目的

人間活動と流域全体を一つの空間として捉え，生態系や物質は，データの蓄積と変動傾向の把握にあったことを示してい

循環を定量的に評価できる調査研究へ展開することが重要にる。

なると考えられる。例えば，河川を地域の自然を構成する重水域の富栄養化は流域環境と密接に関係している。例え

要な要素として位置づけ，その機能を評価すること，具体的ば，流域生態系を構成している水田，水辺林 ( 渓畔林 )，干にはこれまでの生物量や物質量などの量的な情報に加え，物潟・藻場，ため池など，さまざまな「場」が年々減少してい質循環プロセスを解析して，河川内の物質の起源，変質，消る。愛知県においても平成 18 年現在の土地利用の状況をみ

費を上流から下流に至るまでの水系全体の流れの中で包括的ると，森林 42.6 ％，農耕地 16.2 ％ ( うち水田 9.1 ％，畑 7.0に明らかにすることが今後必要になってくるであろう。

％ )，水面・河川・水路 4.7 ％，道路 8.9 ％，宅地 17.6 ％ ( う

この視点はまぎれもなく，図 3 に示した森林域から海洋にち住宅地 10.4 ％，工業用地 2.4 ％，その他宅地 4.8 ％ ) であ至るまでの連続した物質動態を記すことでもある。

る。これを過去と比較すると，森林面積の著しい減少は，尾張地域において見られ，農耕地のうち水田面積は，都市化の愛知の水環境－過去と現在，そしてこれから－進展や農業の担い手の不足などにより，1965 年代と比べ約 4割も減少している ( 愛知県 ，2006)。また，これまで農家が浅海域は，かつてはその周辺の人々にとって快適な生活環

中心となって管理されてきた「ため池」は，ここ約 10 年間境を与えるとともに，漁業資源に恵まれた場であった。その( 平成 7-18 年間 ) で，3,612 カ所から 16.7 ％減の 3,009 カ所

漁業生産力は，河川からの豊富な栄養塩類の供給によって支へと減少した ( 愛知県農林水産部 ，2007)。逆に，都市域のえられていたが，高度経済成長期以降，生活排水，工場排水，拡大により，宅地や道路などの雨水不浸透面積が増加してい農畜産業排水などに由来する過剰な栄養塩類や有機物が流入る。さらに，これまで効率性を重視するあまり，治水・利水した結果，著しい富栄養化が進行し，さまざまな環境問題や等を優先した社会基盤の整備などにより，河川や海の護岸は漁業被害を引き起こした。例えば，伊勢・三河湾の環境悪化

コンクリート化され，自然護岸が大きく減少している ( 愛知が社会的に注目されるようになったのは 1970 年頃からであ

県 ，2006)。

り，それまでは冬季に赤潮が発生することはなかった。し降水かし，1973 年以降から完全な汚染域となり，周年発生する
森の中の水質変化

その結果，水源涵養，水質・大気浄化，土壌浸食防止，気候緩和などに代表される公益的機能の役割が完全に消失した

ようになった。その象徴的事例の一つは，1978 年 5 ～ 7 月

か質的低下をもたらしている実態があり，富栄養化問題がな

levantinoides による未曾有の赤潮の渦鞭毛藻類 Prorocentrum人間活動

かなか解決しない元凶になっている。かつては，海は広く深３－発生であり，魚介類の大量へい死と沿岸部に悪臭被害をもた岩石 ＳｉＯ２，ＰＯ４

いという理由から，河川水とともに流入した生活系・産業系

らした ( 田中，1988)。このような時代背景の下，中央環境
粘土鉱物

排水は，無限に等しい大容量の海水によって混合・希釈され土壌粒子
審議会の答申を受けて伊勢・三河湾流域圏の自治体は，1979

浄化されると考えられてきた。しかしもはや，海は有限であ生物活動に係る水年から第次にわたって化学的酸素要求量(COD)－，溶存有機物
土壌 6ＮＯることを疑う人はほとんどいない。

（溶脱、イオン交換）
5 次からは新たに窒素，燐を質総量規制を実施し，さらに第ＮＯ３－，ＮＨ４＋

（風化）

海

河口域

河川水

混合・沈降

３

これからの環境調査センターのもう一つの役割は，流域

陸上
対象項目に加えて規制を強化してきた。2010
年には引き続集水域( 集水域 ) を構成している内湾，河川，ダム湖，汽水湖といっき第 7 次総量規制導入の検討が始まっている。図 4 に示すよた水域を個別に区切って行う調査研究に加え，流域における

うに，第 1 次総量規制の開始以後の 30 年間で伊勢湾流域の

降水

植物

図３

森の中の水質変化

ＮＯ３－，ＮＨ４＋（風化）
３－
岩石 ＳｉＯ２，ＰＯ４

混合・沈降
海

土壌 ＮＯ３－，溶存有機物

河口域

土壌粒子

河川水

粘土鉱物

人間活動

生物活動

（溶脱、イオン交換）
陸上
植物

集水域

図 3．森林域から海洋に至るまでの連続した物質動態の模式図( 和田 ，1988 を一部改変 )．

図３48

図 4．東海３県から伊勢湾・三河湾へ流入する COD 汚濁負荷量の
図４
推移 (2009 年度は目標値 )．

環伊勢湾集水域の調査活動から見た水環境の変遷－愛知県環境調査センターの歩み－

図 5．伊勢湾及び三河湾における化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の経年変化 .
愛知県公共用水域水質調査結果より作図 . 伊勢湾は N-6, N-7, N-8, N-9 の 4 地点の平均値，渥美湾（乙）は A-7, A-8,
A-9 の 3 地点の平均値とした . 太線は 12 区間（月）移動平均を示す．
図５

COD 及び窒素，燐の発生負荷量は，それぞれ当初の 45 ％，

層水の貧酸素化を招き，底質から溶出した窒素や燐が躍層下

35 ％，60 ％にまで大幅に削減されたと見積もられている ( 伊部に蓄積される。このような負のスパイラルが，伊勢・三河

勢湾再生推進会議 ，2007)。

湾の COD 改善を阻んでいる最大の理由と言える。

我が国では水域の有機汚濁の指標として，河川では生物

海域の水質改善が進まない問題を流域の視点から整理する

化学的酸素要求量 (BOD) が，海域や湖沼では化学的酸素要と，次のような要因が複雑に関与しているものと考えられ

求量 (COD) が環境基準項目とされている。河川の生物化学る。

的酸素要求量 (BOD) については，工場排水の規制強化，生

河川水量の(1) 河川と海とで，水質規制項目が違う？
湖沼や海域に直接排水を流す場合，工場・事業所には，量削減が大幅に進んだ今日，確かに改善傾向が見られる。
低下
活排水対策，下水道整備の促進などの様々な取組により負荷

しかし，伊勢・三河湾内の化学的酸素要求量 (COD) は依然

COD 排水基準が適用される。しかし日本の工場排水や下水として改善傾向が認められない。すなわち，伊勢湾々央部

は圧倒的にまず河川に流され，そのあと海域に流れ着くのが-1

ふつうである。河川に流すときの排水基準は BOD 値を適用の COD 値は，1970 年頃まで 1 mg L 前後であったものが，L-1 になった。その後やや低下したものの，90 年頃から再び底質からのCOD
負荷の増大
増加に転じ，現在はほぼ横ばいで推移している。一方三河湾

COD内部生産の質的転換
汚濁負荷量の削減は，BOD 削減に付随する COD 削減とい( 渥美湾 ) 海域は，1970 年始めに急激に増加し，80 年始め

う間接的な対策に限られてしまう面がある。1979 年度からまでほぼ横ばいまたは漸増傾向で推移していたものの，そのCOD 総量規制が導入されてきたが，30 年間ほとんど改善に

その後次第に増加し，1980 年代前半にピークに達し約 3 mg

し，その排水基準値を遵守するため BOD 値中心の排水処理が行われている。このため，河川を通じて排出される COD

寄与していないのは，この辺りに理由があるのかも知れな
貧酸素水塊の+COD、N、Pい。この総量規制が実際に機能するには，河川に排出する工L を示しながら現在も減少傾向は見られない ( 図 5)。
後低下した。しかし 90 年代からは再び増加に転じ 3 ～ 4 mg
-1

このように，伊勢湾・三河湾の有機汚濁は，増減を繰り返

規模拡大
場排水や下水などの汚染源に直接 COD 基準を適用する必要

しているものの，ここ 30 年間ほとんど改善されていない。

があることを示唆している。あるいは既に水道水の有機物基

ここで素朴な疑問として，河川からの BOD 物質が減少して準項目とされている全有機炭素 (TOC) を，排水や公共用水も，海域の水質改善が進まないのはいったい何故だろうか？

域の有機物指標として統一することが望ましいのかもしれな

その最大の原因は，海域の富栄養化がほとんど解消されていい。

図６ないためと考えられる。富栄養化を物質循環の機構面から考えると，主として基礎生産者である植物プランクトンの増殖(2) 有機汚濁が一次汚濁型から二次汚濁型 ( 内部生産型 ) へ機構に異常が起こると考えて良い。すなわち，富栄養化によ変わった？

り大量に発生した赤潮生物は，やがて死んで沈降し，いわゆ

三河湾の有機汚濁が改善されずにいるのは，湾内で生産さるヘドロ ( 有機物を多く含む浮泥 ) となって海底に堆積すれる有機物が増大し，一次汚濁型から二次汚濁型に変わってる。夏季成層期には，バクテリアがヘドロ中の有機物を活発きたことが考えられる。ここで「一次汚濁」とは，河川からに分解し，その過程で水中の溶存酸素が大量に消費され，底流入する生活排水や工場排水のような有機物を多く含む排水49

田中庸央・吉田恭司
が海に流入し，海水中の有機物が増加することである。これ剤の使用促進や下水処理場での選択的除去などにより燐のみに対して「二次汚濁 ( 内部生産 )」とは，河川から流入するが効率的に除去されて，河川から海域へ負荷される N:P 比

窒素や燐を栄養源として植物プランクトンが著しく増殖してが上昇した結果，1990 年代の瀬戸内海における赤潮の構成

有機汚濁が進むことであり「富栄養化」とはこの現象のこと

種はそれまでの珪藻やラフィド藻主体から，渦鞭毛藻主体にである。

変化してきたことが指摘されている ( 山本 ，2005)。一般に海域の全窒素・全燐濃度の経年変化を見ると，明らかにこ渦鞭毛藻の化学組成は，珪藻に比べて炭素質に富んでおり，の約 30 数年間で約 2 倍に増加した。湾内の栄養塩量が増加

COD 増加の要因になることが考えられる ( 田中 ，1988)。

すると，それに応じて湾内で生産される自生性有機物が増大すると考えられ，結果として改善が進まないということにな(5) 「窒素飽和」と「シリカ欠損」が沿岸生態系に影響を及る。

ぼしている？

伊勢・三河湾内の海水の COD( 有機物 ) に占める COD 内

流域管理の面から新たな環境問題として注目されているの部生産由来の割合を異なる 2 つの方法で推定した結果，陸域が「窒素飽和」と「シリカ欠損」である。

からの流入負荷よりも植物プランクトン由来 ( 内部生産 ) の窒素飽和とは，農地や畜舎から揮散するアンモニア，工場

COD は，50 ～ 100 ％近くになることが知られている ( 田中や自動車の排ガスに由来する硝酸といった窒素化合物が，大ら ，1984 ; Kondo et al., 1984)。

量かつ慢性的に森林に負荷されると，植物や微生物の要求量

伊勢・三河湾では，赤潮の発見回数，赤潮海域の拡大は最を超えて生態系で蓄積しきれなくなった窒素が，硝酸イオン

近こそ減少の傾向にあるが，有機物生産に果たす赤潮生物やとして渓流水に流れ込み，系外へ流出して水源水質や内湾の植物プランクトンの異常増殖の役割は依然大きく，これが最ような閉鎖性水域の富栄養化などの問題を起こす原因となる

近の COD 内部生産の増大に直接結びついていることを明ら( 渡邊，2008)。
欧米では 80 年代半ばから，人間活動に由来する窒素化合かに示している。

物の増加が広範囲にわたる森林衰退の引き金になっている。
(3) 降雨時の面源負荷が増加している？

我が国でもこの問題は，関東地域を始め大都市近郊の森林

汚濁物質の多くは降雨時に集中的に負荷されている実態

で，既に渓流水中の硝酸イオン濃度が高いことが明らかに

は，流量が安定し晴天が続いた平水時に行うとされている公なっている ( 柴田ら ，2003)。しかし人間の手による管理が共用水質調査から捉えることができなかった。河川では，水行きとどいた豊田市郊外の里山林で行った我々の調査では，質と流量は絶えず変化しており，それらを連続的に測定する

大量の窒素が系外へ流出していないものの，降水中に含まれことはそれほど易しくない。これまでの汚濁負荷量の多くる 1ha あたりの窒素負荷量は，欧米で窒素飽和の指標となるは，前述したとおり，月 1 ～ 2 回程度で，しかもそれらが晴年間 10kg を超えていること，及び渓流水中に土壌の酸性化

天時の測定に偏っていることもあり，降雨時の流出負荷の評に伴うアルミニウムの流出が認められた ( 吉田ら ，2003)。

価がなされていないのが一般的である。ここでは，全く正反

現在はまだ問題視されていないが，降水によって窒素が慢性対の未曾有の異常気象により社会問題化した 1993 年 ( 冷夏，

的に供給され続けると，海域への負荷増大が起きないとも限

多雨 ) 及び 1994 年 ( 猛暑，小雨 ) の水質・流量連続データ

らないため，注意深いモニタリングが必要である。

を用いて，降雨時の汚濁負荷量を推定した。推定方法の一つ

珪藻類は，細胞殻の形成のために窒素や燐のほかに珪素

は，流量 ( 時間値 ) と 2 時間ピッチの水質濃度の連続データ( シリカ ) が必要である。珪素は地殻を形成する主要な元素から日平均値を算出し，これをもとに日負荷量を算出し 1 年である。雨水や河川水が岩石の珪酸塩鉱物に接触すると，そ間分 (365 データ ) を積算したもの。もう一つの推定方法は，の風化作用で溶存珪酸の形で溶け出し，最終的に海域に流入

毎月一回のデータと採取した時刻の流量から日負荷量を算出する。シリカ欠損とは，流域に大規模な宅地開発やダム建設

し，これを単純に月負荷量に算出した後，月別の負荷量を積されると，土砂と接触する水量が減る，土砂がダム湖に堆積算して年負荷量を求める。その結果，前者と比較して後者のする，ダム湖内では淡水性珪藻類が珪素を摂取するなどによ方法では，総流出負荷量のうち，多雨年の 1993 年でわずかり，海域への流下が減少してしまい，この結果，栄養塩供給に 30 ％，小雨の年の 1994 年でも 50 ％しか捕捉していないのバランスに変化が起こり，植物プランクトン群集の種組成とされ，降雨時の負荷量は明らかに無視できないことが理解が変化して，非珪藻型の生態系に変質するという仮説である

された ( 山野内・田中，2000)。

( 原島 ，2003)。

(4) 珪藻基盤から炭素質に富む渦鞭毛藻基盤への生態系変カ欠損は起こらないと考えられている。しかし三河湾に流入

我が国は火山国であり降水量も比較的多いことから，シリする矢作川では，50 年前と比較すると，珪酸塩濃度の低下

質？

と，窒素と珪素の栄養塩供給のバランスに乖離が認められて瀬戸内海では，栄養塩負荷の削減過程において，無リン洗50

環伊勢湾集水域の調査活動から見た水環境の変遷－愛知県環境調査センターの歩み－

おり，ダムなどの影響によって流下する栄養塩のバランスが以上をまとめると，図 6 にあるような物質循環模式図に要海の珪藻類に不利に働くことは避けがたいという ( 児玉 ，

約することができる。現在の三河湾生態系では，陸域から湾2009)。

内に供給される河川水量の低下とそれに由来する有機物や栄養塩に質的変化が生じており，一次生産群集が珪藻基盤から(6) 貧酸素水塊の拡大に伴う底質からの COD 溶出の増大？

炭素に富む非珪藻基盤へと変質し，これが貧酸素水塊の規模

三河湾の底質は，COD 及び強熱減量ともに全国的に見て拡大をもたらし，底質からの溶出に伴う COD 負荷を助長しも有機物濃度が比較的高い。海底近くの水中の酸素がなくなてここ 10 年の COD 増加を誘発したものと推察される。つると，富栄養化にとって重大なもう一つの問題が生じる。すまり，河川水量の低下→有機物・栄養塩バランス (N/P) の

なわち，底泥近くの水中の酸素が著しく減少すると，底泥か質的変化→貧酸素水塊の拡大→底質からの COD 回帰→水中

ら窒素・燐が溶出・供給され，表層近くに運ばれて再び植物の COD 増加といった負のスパイラル循環が進行しているた

プランクトンの増殖に使われ，富栄養化が一層促進されるよめ，河川からの BOD 物質が減少しても，海域の水質改善がうになる。

一向に進まないものと推察される。

無酸素になって増える底泥からの溶出量は，酸素が十分に逆に，こうした負のスパイラル循環を正の方向に変えるこあるときと比べて，窒素で 2 倍程度，燐で 7 ～ 8 倍，CODとができれば，水環境が改善する可能性があるとも言える。

で 4 倍程度高い。また，発生負荷量と溶出量を比較すると，従来から水質改善のための栄養塩削減や底質改善のための浚流域で発生する窒素負荷量の約 3 分の 1，燐負荷量の約 5

渫などの対策が行われてきたが，このほかに浅海域に分布す分の 1 が溶出していると試算されている ( 愛知県環境部 ，る水生生物のもつ浄化能を活用することが重要であり，その1991)。

ためには，水生生物が安定的に棲息できる場の確保や造成を少しずつでも拡大していくことが，連鎖を逆転に導くアプ
ローチの一つであると考えられる。

(7) 水資源開発による水利用度の向上に伴う河川水量の低下？
河川から流入する淡水は海水と比べ密度が小さいため，湾

おわりに ( 結びに変えて )の表層を沖合に向けて流出していく時に，下層に接している

河川からの有機物や栄養塩負荷が減少しても，海域の水質

海水を取り込んでいく ( 連行加入という )。このため，取り改善が進まないのはいったい何故だろうか？

込み・連行された海水を補うだけの外海水が沖合から深層を通って湾奥へ供給される。この場合，川から流れ込んだ水量

この問題の根源は，既に考察したように，ほとんど流域圏に等しい海水を外海に押し出すのでなく，河川水の数十倍ので発生している問題である。森は森，川は川，海は海と，個外海水が供給され内湾の海水交換を促しているのである。

別に都合のよいように利用し続ければ，システムとしての機

市野 (1997) は，豊川用水の 1956 ～ 65 年の通水前と 1983

能は低下してしまうのは当然である。つまり，システムには～ 92 年の通水後の河川水量を比較すると，豊川用水によるシステムとしての利用・管理が必要であることを示してい

豊川の流量減少は平年で 20 ％程度と見込まれ，少雨の年においては 40 ％に達すると報告している。先に示した渥美湾る。
図５

言い換えると，「流域管理」には，水循環を森林，農地，の 90 年代の COD 増加は，このような河川流量の減少に伴

都市，沿岸域といった流域スケールでとらえ，持続可能で良う密度流の低下による海水交換の悪化が貧酸素水塊の形成に好な水環境を管理しようとする意味が込められている。流域

関与していたとも考えられる。

環境が永続的であるためには，我々はもう一度，生活様式や社会構造のあり方，そして科学技術の利用の仕方などを再吟味し，物質循環が完結する形態へ改めることが必要ではない

河川水量の
低下

か。
そのうえで表 2 に示されているように，流域生態系を構成している水田，水辺林，干潟・藻場，ため池といった様々な「場」が年々減少し，その結果として，水源涵養，水質・大COD内部生産の質的転換

底質からのCOD
負荷の増大

気浄化，土壌浸食防止，気候緩和などに代表される公益的機能の役割が完全に消失し，質的低下をもたらしていることに注目しなければならない。しかもそのような「場」の多くは，+ COD、N、P

貧酸素水塊の規模拡大

図 6．三河湾におけるＣＯＤを巡る負のスパイラル循環模式図．

都市域の側からみるとアーバンフリンジ ( 都市縁辺地域 ) として捉えられるところに集中している。したがって，こうし
図６た「場」の再生には，生物多様性の保全・回復にも深く関わっ51

田中庸央・吉田恭司
表２

表 2．森林から海洋への物質循環カスケードと環境修復技術の関係．
自然度： 高い
原生・二次的自然ゾーン

奥山・里山

農地：水田・
畑地・牧草地・ため池

源流・上流域

中流域

森林

低い

高い

人為的自然ゾーン

川から海への遷移ゾーン

都市空間：下水道（合流式、分流式）・ノンポイン
トソース

潮間帯：干潟・藻場
砂浜・岩礁

下流域

河口部

沖合域

① 水田、水辺林、干潟・藻場、ため池といった流域生態系の場が数量的に減少している。
② その結果、水源涵養、水質浄化、大気浄化、土壌浸食防止、気候緩和等に代表される公益的機能の役割が、完全に消失したり質的低下も同時に起きている。
③ しかし、こうした流域生態系の場の多くは、人間が生産活動を行う都市や農耕地 と接する移行域であることが多く、都市の側からみればアーバンフリンジとして捉えられる。
④ したがって、こうした場を活用した応用価値の高い環境修復技術の開発や、場の多様性を高める環境整備が必要である。

ていることでもあり，こうした場を活用した応用価値の高い域のたから－．

環境修復技術の開発や「場」の多様性を高める環境整備が重愛知県環境部 (1991)：三河湾栄養塩類溶出実態調査結果．

要である。

原島省 (2003)：水循環系のリン・窒素増加と溶存ケイ素減少による海洋環境変質 ，環境研究，129: 47-53.

環境科学はさまざまな「場」を扱うフィールドサイエンスにほかならない。ところが，近年の「合理化」のかけ声のも

市野和夫 (2005)：三河湾東部・汽水域の環境の変遷－埋立と地方自治体の調査研究機関が対象とするフィールドそのもてによる地形変化とその影響－，綜合郷土研究所紀要，のが年々狭められていることは，上に述べてきたことに逆行

50: 145-152.
伊勢湾再生推進会議 (2007)：伊勢湾の環境特性 ，伊勢湾再するものとも言える。

生行動計画 , 国土交通省中部地方整備局 ( 編 ): 8.

地方自治体における調査研究機関の第一の役割は，これま児玉真史 (2009)：栄養塩は流れに乗って－矢作川のモニタでのように様々な方面での環境モニタリングを着実に実行しリングから－，科学，79: 298-303.

ていくことであるが，それに加えて今後は人工改変された自然環境をいかに修復・再生していくかが問われてくるであろKondo, M., T. Sakai, H. Yamamoto and Y. Arakawa (1984): Algalう。その際大事なことは，これから求められる技術とは，一growth potential and limiting nutrient in Mikawa Bay, Jour.

部分での解決のみならず，一部分を変えることにより全体のOceanogr. Soc. Japan, 40: 391-396.
水制度改革国民会議 (2008)：水制度改革国民会議通信第 1システムがどのように変化するかを予測する技術である。一号．

つのパーツを変えることにより，新たな別の問題が発生するのが常であることを強調して本稿を終えたい。

柴田英昭・蔵地光一郎・戸田浩人・笹賀一郎 (2003)：森林
流域における河川への窒素流出に課する全国広域比較，謝

陸水学雑誌，64: 58-59.

辞田中庸央・佐野方昴・西野友彦・大沼淳一 (1984)：三河湾

長年継続されてきたモニタリング業務は，当然のことなが表面水中の植物プランクトン由来の二次汚濁量について，
水質汚濁研究，7: 583-587

ら，愛知県環境調査センターに在籍した数多くの関係者によって引き継がれてきたものである。これらの方々のご尽力田中庸央 (1988)：三河湾における富栄養化機構に関する研なくして本稿は成り立たないものであり，末尾ながら関係各

究－特に一次生産と物質循環を中心にして－．( 北海道大学学位論文，第 3436 号 )位に改めて感謝の意を表すものである。また，公共用水域水質調査結果のとりまとめには愛知県環境調査センター丹羽智山本民次 (2005)：瀬戸内海が経験した富栄養化と貧栄養化

子氏に大変お世話になりました。ここに記して深謝します。

－フィールドは巨大な実験系，海洋と生物，158: 203-210.
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52

環伊勢湾集水域の調査活動から見た水環境の変遷－愛知県環境調査センターの歩み－12) 小林幸資・高井義治 (1974)：PCB 分析における定量お都市近郊林における降水および流出水の水質特性，陸水学
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15) 荒川幸夫・荻田晴久・田中庸央・古田正次・久米茂行・( この文献目録には，重複を避けるため，陸の水，43：9799(2010) に掲載した論文を省略してある。)

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測定機器の検討と水質状況との関連について－，愛知県公21) 佐藤正光・山本甫・松井和夫 (1976)：油分測定方法の研

害調査センター所報，2：57-66.

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査センター所報，5：34-39.

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TOD 測定に関する研究 ( 第 1 報 ) 河川水の自動測定，愛

相関マトリックス法による河川底質の相関性について，愛知県公害調査センター所報，2：103-110.

知県公害調査センター所報，5：40-47.

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質汚染について ( 第 1 報 ) 汚染海域の底質汚染，愛知県公11) 松井和夫・山本甫・佐藤正光・河崎忠雄 (1974)：油分測

害調査センター所報，5, 48-62.
25) 児玉剛則・奥田仁志・織田春雄 (1977)：豊川水系におけ定方法の研究 －赤外線分析法について－ ，愛知県公害調査センター所報，2：119-136.

る微量化学物質および重金属類の存在形態について，愛知53

田中庸央・吉田恭司
ンター所報，6：133-137.

県公害調査センター所報，5：63-68.
26) 鈴木全・富田祐次 (1977)：紫外線光度法を用いた河川水41) 児玉剛則 (1978)：水および底質中のクロルフェノール化

中の有機物量の測定について，愛知県公害調査センター所

合物の分析と水中における残留性支配の要因について，愛知県公害調査センター所報，7：8-22.

報，5：69-74.
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酸性廃水の形成 ( 第 1 報 ) 硫酸を生成する細菌の分離とそおける底質汚染について ( 第 2 報 ) 伊勢湾・三河湾底質中の Total-N, Total-P, Sulﬁde-S の濃度分布，愛知県公害調査の同定，愛知県公害調査センター所報，5：75-84.

センター所報，6, 35-41.

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29) 佐藤正光・外山正一・山本甫・松井和夫・高井善治 (1977)：
油分測定方法の研究 ( 第 4 報 ) IR 法による工場排水 , 家庭44) 藤田誠・古田正次・大塚治子・荒川幸夫・高井善治 (1978)：

排水および河川水中の油分について，愛知県公害調査セン

矢田川における晴天時水質変動，愛知県公害調査センター

ター所報，5：90-93.

所報，6, 111-115.

30) 都築崇之・鈴木全・三浦俊子・富田祐次 (1977)：環境試

45) 原田文男・原田恵治・高橋正夫・鳥居節代・稲垣謙介・

料中の亜硝酸性窒素定量における前処理法について，愛知

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県公害調査センター所報，5：130-135.

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水質変動について，愛知県公害調査センター所報，7：2328.

査センター所報，5：159-163.
32) 小川務・児玉剛則・江場弘樹・高木義治 (1977)：伊勢湾

47) 佐藤正光ほか 9 名 (1979)：自動コンポジットサンプラー及び渥美湾の底質中金属元素について，愛知県公害調査セ

および自動サンプラーによる水質汚濁負荷量の測定，愛知

ンター所報，5, 164-191.

県公害調査センター所報，7：37-43.

33) 愛知県公害調査センター編 (1977)：庄内川における付着48) 近藤正夫・山本甫・荒川幸夫・高井善治 (1979)：藻類の藻類の植生と有機汚染，18pp. ＋ pls.22

生理と富栄養化 ( 第 1 報 ) －藻類培養試験による内湾に

34) 荻田晴久・坂井勉・近藤正夫・荒川幸夫・高井義治 (1978)：

おける富栄養化の評価，愛知県公害調査センター所報，7,

水質自動観測の実際について ( 第 3 報 ) 乙川，巴川，新川30-36.

における TOD 連続測定，愛知県公害調査センター所報，6：49) 原田文男・古田正次・大塚治子・山本甫 (1980)：豊川に

23-27.

おける窒素の形態及び負荷量，愛知県公害調査センター所

35) 近藤正夫・坂井勉・山本甫・高井義治・荒川幸夫・荻田

報，8, 41-48.
50) 大塚治子・古田正次・原田文男・山本甫 (1980)：豊川順

晴久 (1978)：河川水中における有機物の挙動とそのモデ

流部の出水時におけるリンの移送形態，愛知県公害調査セル機構，愛知県公害調査センター所報，6：28-34.
36) 古田正次・荒川幸夫・高井善治 (1978)：水質汚濁の予測

ンター所報，8, 101-104.

と制御に関する研究 ( 第 2 報 ) 汽水湖の水質変動特性，愛51) 佐野方昴 (1980)：三河湾海水を用いたリンの無機化実験，愛知県公害調査センター所報，8, 110-116.

知県公害調査センター所報，6：42-48.
37) 坂井勉・荻田晴久・荒川幸夫・高井善治 (1978)：愛知県

52) 田中正明・鳥居和孝・吉本健二 (1980)：三河湾に発生し内における海水および河川水中のセレンの存在量ついて，た Prorocentrum levantinoides BURSA の赤潮について，水愛知県公害調査センター所報，6：56-64.

処理技術，21, 815-819．

38) 水野勝・鈴木全・富田祐次・小島一郎 (1978)：紫外吸光53) 近藤正夫・原田文男・坂井勉・田中庸央・西野友彦・山度法を用いた河川水中の有機物量測定について，愛知県公本甫・荒川幸夫 (1981)：藻類の生理と富栄養化 ( 第 3 報 )害調査センター所報，6：81-110.

―三河湾における潜在的藻類生産力 (AGP) とその制限因

39) 児玉剛則・織田春雄 (1978)：クラスター分析による底質子－，愛知県公害調査センター所報，9, 29-33.
54) 大塚治子・古田正次・山本甫・荒川幸夫 (1981)：河川水

試料の類似性の判定，愛知県公害調査センター所報，6：117-121.

質自動観測地点における濁度との濃度相関を利用した鉄，40) 都築崇之・宇佐見義博・富田祐次・小島一郎 (1978)：環

リン，マンガンの年間負荷量の推定，愛知県公害調査セン

境汚染物質の測定における前処理方法の検討 ( 第 2 報 ) 用

ター所報，9, 34-40.
55) 荻田晴久・佐野方昴・中井信之 (1981)：河川および海域

排水中の硝酸性窒素定量の前処理方法，愛知県公害調査セ54

環伊勢湾集水域の調査活動から見た水環境の変遷
における底質汚染について ( 第 3 報 ) 伊勢湾・三河湾にお－愛知県環境調査センターの歩み－

殖と各態窒素 , リンの利用に及ぼす窒素 , リンの濃度と組成比の影響，醗酵工学会誌，64(5), 401-406．

ける表層堆積物中有機物の炭素同位体組成について，愛知
県公害調査センター所報，9, 46-54.

72) 古田正次・岩瀬敏夫 (1988)：木曽川における栄養塩流下56) 古田正次・大塚治子・山本甫・荒川幸夫 (1981)：庄内川

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感潮部における底泥の巻き上げと移流について，愛知県公害調査センター所報，No.9, 55-62.

よる河川浄化，愛知県公害調査センター所報，19, 23-33.

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