陸の水（Limnology in Tokai Region of Japan）43 : 17 - 23（2010）

知多半島におけるため池水質の化学特性丹羽智子 1)†・吉田恭司 2)††
Water chemistry of irrigation ponds at Chita Peninsula in Aichi Prefecture
Tomoko NIWA1)† and Kyoji YOSHIDA2)††
摘要愛知県知多半島に位置する 1342 ヶ所のため池から 58 ヶ所を選定し，水質を調査した。ため池の TN/TP 比は，全体の 72％が 10 以上を示し，リン制限的な水域が多いことがわかった。TN はほとんどのため池で有機態が卓越していたが，NO3--N が TN の 8 割を占めるため池も 2 ヶ所見られた。ヘキサダイアグラムの形状は知多半島北部から中部にかけての地域と南部の地域で差異が認められることから，この 2 つの地域のため池は水質を形成する要因が異なる可能性が示唆された。各ため池で優占する植物プランクトンと TN/TP 比を検討してみると，藍藻が優占するため池では TN/TP 比が平均で 11，珪藻では 25，緑藻では 23，鞭毛藻では 34 となった。
キーワード：知多半島，水質，ため池（2008 年 9 月 19 日受付；2009 年 1 月 20 日受理）

はじめに

方

知多半島は大きな河川を有していないため，かつてはため

法調査地

池によって農業用水を確保してきた。ため池は 1961 年の愛知多半島は中央部になだらかな丘陵地帯を持ち，南北に細知用水の完成や農業の衰退により年々減少しているが，現在長い形状をした面積 390 km2 の半島である（愛知県地域振興

でも 1342 ヶ所が存在し，その数は愛知県のため池の約 44％部土地水資源課，2007）。森林植生は主にスギ・ヒノキ人工を占めている（愛知県農林水産部，2007）。知多半島のため林である。今回の調査では，伊勢湾，三河湾および衣浦湾に池の 873 ヶ所は受益面積が 1ha 未満であるが，総貯水量は流入する河川に直接接続しているため池（およそ 180 ヶ所）

315971.5 千 m と日本有数のため池である犬山市入鹿池の貯から 58 地点を選定した（図 1）。これらのため池の周辺環境水量に匹敵している。

は，農地（38 ヶ所），森林（15 ヶ所），宅地 (5 ヶ所 ) であった。貯水量は，3 ～ 5000 千 m ３の範囲であった。

愛知県では，これまでに名古屋市，犬山市，尾張東部地域のため池の水質が報告されている（土山，1995；大沼，2003；糟谷ら，1989）。しかし，知多半島のため池では植生調査項目と分析方法
調査は 2007 年 8 月に行い，できる限りため池の取水口にや水生生物の調査に比べ（浜島，2006），系統的な水質調査は行われていない。そこで，知多半島におけるため池の水質近い場所で表層水を採水し，現場で水温，pH（DKK 製の現状を把握することを目的として本調査を実施した。

HPH-110），電気伝導率（オルガノ製 AB-7）を測定して実験室へ試料を持ち帰った。
化学的酸素要求量（COD）は酸性過マンガン酸カリウム

1)

愛知県尾張県民事務所知多県民センター 〒 478-0001 愛知県知多市八幡字荒古後 88-2 Chita Citizens Affairs Office, Chita, Aichi 478-0001,Japan†
現所属：愛知県環境調査センター 〒 462-0032 愛知県名古屋市北区辻町字流 7-6 Aichi Environmental Research Center, Kita-ku, Nagoya,Aichi 462-0032, Japan2)
愛知県環境調査センター 〒 462-0032 愛知県名古屋市北区辻町字流 7-6 Aichi Environmental Research Center, Kita-ku, Nagoya, Aichi
462-0032, Japan††
現所属：愛知県西三河県民事務所 〒 444-8551 愛知県岡崎市明大寺本町 1-4 Nishi-Mikawa Citizens Affairs Office, Okazaki, Aichi 444-8551,
Japan（連絡著者 丹羽智子 E-mail: tomoko_niwa@pref.aichi.lg.jp）

17丹羽智子ほか
表 1. 調査したため池の水質の概要（n=58）．

pHEC(mS m-1)
-1

最大値

最小値

平均値

中央値

10.46.48.48.4

484.7

1513

COD(mg L )

96

3.6

139.2

TN(mg L-1)

140.2

1.80.83

TP(mg L-1)

1.50.008

0.170.066

Chl-a(μg L-1)

1300

2.37622

フェオ色素 (μg L-1)

52

< 2.06.84.2(mg L-1)

121.04.33.5

DOC

結果および考察
水質の概要は表 1 にまとめた。本報告では，各ため池の富栄養化の現状と水質形成の要因を考察する。
富栄養化の現状
図 2 に COD，Chl-a，TN および TP のヒストグラムを示す。
COD は 5 mg L-1 以上 10 mg L-1 未満，Chl-a は 10 μg L-1 未満，
TN は 0.5 mg L-1 以上 1 mg L-1 未満，TP は 0.05 mg L-1 未満のため池が最も多かったが，特異的に高濃度を示すため池も見られた。
COD は有機汚濁量の指標であり，5 ヶ所のため池で CODが 30 mg L-1 を超えていた。ため池や湖沼の有機物の多くは
図 1. 調査地点．
（記号は周辺環境を示す。○：農地富栄養化により増殖した植物プランクトンであると言われ△：森林□：宅地）ており，COD と Chl-a は密接な関係がある ( 図 3)。Chl-a が30 μg L-1 を超えると外観的にも着色が認められ，植物プラ法，全窒素（TN）はアルカリ性ペルオキソ二硫酸カリウム

ンクトンの異常増殖が起こっていると考えられており，それ分解 - 紫外線吸収吸光光度法，全リン（TP）はペルオキソらのため池は 23 ヶ所，およそ 4 割を占めた。特に COD が二硫酸カリウム分解 - モリンデンブルー法で分析した（日本

30 mg L-1 を超えたため池はいずれも Chl-a が 300 μg L-1 以上

HAの高濃度で検出され，アオコが異常増殖していたことから，規格協会，1998）。メンブランフィルター（Millipore 製

孔径 0.45 μm）でろ過した試料を用いて，溶存態有機炭素内部生産により COD が押し上げられていると考えられる。

-TOC-V) で，F , Cl ,植物プランクトンの異常増殖はため池の富栄養化により発NH4+-N, NO2--N, NO3--N, PO43--P, SO42-, Na+, K+, Ca2+, Mg2+ はイ

生し，一般にその増殖量は窒素とリン濃度で制限される。たオンクロマトグラフ (DIONEX 製 DX-320)，溶存態の Al, Cd,め池では特にリン濃度と密接な関係があり，夏季，池水中のCr, Cu, Fe, Mn, Pb, Si, Zn は試料 50 ml に硝酸を 1 ml 添加しリン濃度が 0.1 mg L-1 を越えると「水の華」の発生する池がて加熱濃縮後に全容を 25 ml とした溶液を ICP 発光分光分析増加する（土山，2001）。今回の調査結果では，TN または装置 ( セイコーインスツルメンツ製 Vista-MPX) でそれぞれTP 濃度が高いほど Chl-a 濃度が増加する傾向を示した（図測定した。クロロフィル a 量（Chl-a）は SCOR/UNESCO 法

3b, c）が，TN と TP のどちらが Chl-a を制限しているかは明（SCOR/UNESCO，1966），フェオ色素は Lorenzen 法（Lorenzen，確ではない。

（DOC）は全有機炭素計 ( 島津製作所製-1967）で測定した。植物プランクトンの優占種は 39 ヶ所のTN/TP 比が 10 を超える湖沼は一般に窒素過多の状態にため池でグルタルアルデヒドを用いてプランクトンを固定しなっていると言われている（日本水質汚濁研究会，1982）。

た試料 1L を約 50 倍濃縮し，100 ～ 600 倍の倍率で顕微鏡観調査したため池全体の 72％は TN/TP 比が 10 以上であり，リ察した。

ン制限的なため池が多いことを示唆している（図 3d）。ため池の富栄養度としての確かな分類は報告されていないが，仮 に COD で 5 mg L-1，TN で 0.5 mg L-1，TP で 0.05 mg L-1，
Chl-a で 30 μg L-1 を富栄養度の境界とすると，9 割のため池

18知多半島におけるため池水質の化学特性

COD（mg L-1）

Chl-a（µg L-1）

TN（mg L-1）

TP（mg L-1）

Chl-a（µg L-1）

Chl-a（µg L-1）

図 2. 各ため池で測定された COD(a)、Chl-a(b)、TN(c) および TP(d) のヒストグラム．

TN（mg L-1）

TP（mg L-1）

Chl-a（µg L-1）

COD（mg L-1）

TP（mg L-1）

TN（mg L-1）

図 3. 各ため池で測定された COD と Chl-a(a)、TN と Chl-a(b)、TP と Chl-a(c) および TN と TP(d) の関係．

19

丹羽智子ほかがそのいずれかに該当し，富栄養化が進んでいることを示した。
調 査 し た た め 池 の う ち 39 ヶ 所 に つ い て 植 物 プ ラ ン ク
トンの優占種を調査した。珪藻が優占しているため池では，Aulacoseira sp. や Synedra spp. が多く，同様に藍藻ではMicrocystis aeruginosa，鞭毛藻では Peridinium sp. で占められているため池が多かったが，緑藻が優占しているため池では特定の植物プランクトンに集中する傾向は見られなかった（表 2）。Microcystis aeruginosa が優占した 7 ヶ所のうち3 ヶ所は Chl-a が 100 μg L-1 を超え，いわゆるアオコが発生している状態であった。Microcystis aeruginosa は毒性のあるmicrocystin を形成するため各地の湖沼で問題となっているプランクトンである。また，3 ヶ所のため池で優占種となって

図 4. 優占する藻類別にみた水質の TN/TP 比．

いた Anabaena sp. もカビ臭を発生することが問題となっている。知多半島のため池は TN・TP の濃度からみて多くが富栄養状態にあり，現在アオコが発生していないため池でも天候

らのため池の半数以上は Microcystis aeruginosa が優占しておや取水状況等によってはアオコが発生する条件を備えている

り，そのために TN/TP 比のばらつきが少なかったのではなと考えられる。

いかと考えられる。

優占種別に水質の TN/TP 比の平均値をみると，藍藻が優先しているため池では 11，珪藻では 25，緑藻では 23，鞭主要な溶存無機態イオンの特性

毛藻では 34 となり，藍藻が優先しているため池の TN/TP

今回調査したため池について，TN の形態別濃度比率をみ比は他の藻類が優先しているため池に比べ低い値となっると，40 ヶ所のため池は NO2--N, NO3--N, NH4+-N のいずれもた ( 図 4）。TN/TP 比は植物プランクトンの増殖および優占が定量下限値未満 (0.05 mg L- １) であり TN のほとんどは有種を決定する重要な要因の１つとして考えられており，例機態窒素の形態であった（図 5）。NO2--N, NO3--N, NH4+-N のえ ば，Microcystis spp. の 最 適 N:P 比 は 4.1（Rhee，1980），

いずれかが検出されたため池 18 ヶ所のうち，4 ヶ所のためOscillatoria agardhii では 12.0（Zevenboom，1980）との報告

池は主に NO3--N で占められ，そのうちの 2 ヶ所は TN の 8がある。藍藻が優占したため池の TN/TP 比は 5.5 ～ 19.4 の割以上が NO3--N であり，TN の濃度も突出していた。糟谷

範囲に分布し，他の藻類に比べ狭い分布範囲を示した。これ

らは，尾張東部地域のため池においては，窒素の大部分が藻類に取り込まれ有機懸濁態窒素として存在することを推察している（糟谷ら，1989）。中曽根らは，茨城県のため池にお表 2. 植物プランクトンの出現状況（n=39）
．
第一種占種

41
141

藍藻

Anabaena sp.
Microcystis aeruginosa
Oscillatoria tenuis

371

緑藻

Closterium aciculare
Coelastrum sp.
Eudorina sp.
Mougeotia sp.
Pandrina morum
Scenedesmus sp.
Staurastrum sp.
Volvox sp.

11111111

Peridinium sp.
Trachelomonas sp.
Euglena proxima
Ceratium sp.

6111

鞭毛藻

池が多いなかで，TN の 80％が NO3--N で占められているた（ヶ所）

Aulacoseira sp.
Cyclotella spp.
Melosira varians
Synedra spp.
Tabellaria sp.

珪藻

いて水質調査を実施したところ，有機体窒素が主であるためため池数め池が見られ，それらのため池は畑地・宅地・採石場を合わせた面積が集水域の 90％を占めるため池であったことから，集水域の土地利用がため池の水質に大きな影響を及ぼしているのではないかと述べている（中曽根ら，1998）。今回の調査で NO3--N が 80％を超過したため池は，ため池台帳により森林に囲まれた立地環境に分類されているが，現況の集水域の土地利用形態は不明である。
各ため池で測定された主要な溶存無機態イオン濃度からヘキサダイヤグラムを作成し，図 6 にまとめた。知多半島北部から中部にかけて位置するため池では Ca 濃度が相対的に高い形状のヘキサダイアグラムを示すが，南部では Ca 濃度に比べ（Na+K）濃度が相対的に高く，ヘキサダイアグラムの形状が異なっていた。したがって，北部から中部にかけて位置するため池と南部のため池では水質を形成する要因が異なることを示唆している。

20n

知多半島におけるため池水質の化学特性

図 5. ため池の形態別窒素濃度．
■ NO2--N■ NO3--N■ NH4+-N■ Org-N

知多半島の地質は，平野部は沖積層であるが，中央を貫く査には愛知県知多事務所（現：愛知県尾張県民事務所知多県

丘陵地帯のほとんどは新第三世紀の常滑層群を主体にしてお民センター）の方々のご協力を得ました。また，関係市町のり，そこに師崎層群，武豊層や新田層などが入り組んだ地質担当部局の皆様にはため池所有者との連絡調整をしていただ構造をしている。河川水質と周囲の地質環境の関連についてきました。記して各位に感謝申し上げます。

は，人間活動の影響が少ないと考えられる地点は無機主要成分が地質環境に依存していると報告されている（森井ら，1993；木下ら，2001）。今後，各ため池について集水域の土地利用形態や人為的汚染の程度を詳細に把握して議論する必文

献愛知県地域振興部土地水資源課 (2007)：土地に関する統計要があるが，溶存態 Al, Si, Fe は知多半島南部に位置する師

年報 ( 平成 18 年度版 ), 愛知県 .

2+崎層群で形成された山地において，Mg は知多半島中部に愛知県農林水産部（2007）：愛知県ため池保全構想 , 愛知県 .

位置する野間層で形成された段丘地帯において特に濃度が高

浜島繁隆（2006）：知多半島の植物誌 . トンボ出版 , 大阪 .

い傾向を示しており，地質の状態がこれらの溶存物質に影響糟谷真宏・加藤保・濱田玲子・永田敬子・木野勝敏・豊田一を与えている可能性もある。なお，溶存態 Cd, Cr, Cu, Pb は郎 (1989)：多変量解析法を用いた尾張東部地域のため池ほとんど検出されなかった。溶存態 Zn は 11 ヶ所，溶存態の水質解析 . 愛知県農業総合試験場研究報告 , 21：123-130.

Mn は 24 ヶ所で検出されたが，地域的な特性は見られなかっ木下卓也・松田敏彦（2001）：岡山県の主要 3 河川の水質と地質の関係 . 岡山大学地球科学研究報告 , 8：29-38.

た。

Lorenzen, C. J.（1967）：Determination of chlorophyll and謝pheopigments：spectrophotometric equations. Limnology and辞

Oceanography, 12：343-346.

本調査を実施するにあたり，知多半島内のため池の諸元の森井ふじ・松村竹子・田中好（1993）：琵琶湖流入河川の水質と水源地地質との関連 . 陸水学雑誌 , 54：3-10.

提供や関係市町との調整については愛知県農林水産部および愛知県知多農林水産事務所に協力をいただきました。現地調

中曽根英雄・黒田久雄・渡辺政子・田渕俊雄（1998）：ため21

丹羽智子ほか

図 6. ため池水質のヘキサダイアグラム．
（HCO3 は未測定のためイオンバランスから濃度を計算した。
）

22

知多半島におけるため池水質の化学特性
池の窒素・リン濃度と集水域の土地利用 . 水環境学会誌 ,21：83-87.
日本規格協会（1998）：JIS K0102 工場排水試験法 .
日本水質汚濁研究会（1982）：湖沼環境調査指針 . 公害対策
同友会 , 東京 .
大沼淳一 (2003) : 犬山ため池群の集水域環境と水質特性 . ため池の自然 37：1-4.
Rhee, G. Y. and I. J. Gotham（1980）：Optimum N:P ratios andcoexistence of planktonic algae. Journal of Phycology, 16：486-489.
The SCOR/UNESCO Working Group on Photosymthetic
Pigments(1966)：Monographs on Oceanographic Methodology,
No.1, 69, UNESCO.
土山ふみ（1995）:「ため池」水質の簡易な予測モデル . 水環
境学会誌 , 18：808-813.
土山ふみ（2001）：ため池の自然 . 2 章 -3. ため池の水質 , 浜
島繁隆ほか編：37-48. 信山社サイテック , 東京 .
Zevenboom, W., K. N. Knip and L. R. Mur（1980）：Influenceof the nature of the growth-limitation on some physuilogicalproperties of Oscillatoria agardhiigriwn in continuous culture,in,"Growth and nutrient uptake kinetics of Oscillatoria agardhii.
PhD. thesis", (ed. by W. Zevenboom) University of Amsterdam,
109-127.
（担当編集委員：野崎健太郎，椙山女学園大学教育学部）

23