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玉川上水におけるダイオキシン類濃度上昇
原因の検討
佐々木啓行

要津久井公昭

吉岡 秀俊

飯村 文成

佐々木裕子

旨

都内にある玉川上水において水のダイオキシン類濃度が 1pg‑TEQ/l を超えた。玉川上水のような明確な汚染源の影響が考えられない水域で、ダイオキシン類濃度上昇が起こる原因を調べるために、水、土壌、底質、落ち葉の４種類の測定を行った。
その結果、水中のダイオキシン類の大部分が懸濁物質（SS）に存在しており、SS が多くなると底質のダイオキシン類濃度がそれほど高くなくても水のダイオキシン類濃度がかなり上昇することが確認された。また、土壌が水中に崩落している状況や、落ち葉の堆積の有無による土壌のダイオキシン類濃度の相違、環境大気と落ち葉の異性体パターンの類似などから、環境大気→落ち葉→土壌→底質→水へのダイオキシン類の移行経路が存在することが示唆された。

キーワード： ダイオキシン類, 水質, 土壌, 底質, 落ち葉, 懸濁物質（SS）

Study on the cause of the increase of dioxins in water in theTamagawa waterworks
Hiroyuki Sasaki, Takaaki Tsukui, Hidetoshi Yoshioka,
Fuminari Iimura and Yuko Sasaki

Summary
The concentration of dioxins in water in the Tamagawa waterworks in Tokyo has been over 1pg‑TEQ/l. In
order to investigate the cause of that in the stream that had no clear contamination source, theconcentration of dioxins and homologue/isomer pattern in water, soil, sediment and fallen leaves wereevaluated.
As a result, most of dioxins in water existed in suspended solids (SS). As the dioxin levels ofsediment were not particularly high, the concentration of dioxins in water seemed to become high in thecase of augment of SS. And the soil on the shore looked like drop into the water and dioxin levels insoils were observed different with or without fallen leaves. Furthermore, individual patterns of dioxinsin the media such as air and fallen leaves indicated that the dioxins were transported as follows; air→leaves→soil→sediment→water.

Key words: dioxins, water, soil, sediment, fallen leaves, suspended solids (SS)

東京都環境科学研究所年報 2003

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１ はじめに採取試料

わが国では人体へのダイオキシン類の暴露の約60％が2m m メ ッ シ ュ ふ る い か け

魚介類経由であることが知られている。魚介類の食物連鎖の媒体である水系の汚染は、最終的に人間の暴露につ風乾ながるため非常に重要である。そのため、河川や湖沼において水のダイオキシン類濃度が高くなることは重大な

粉 砕 ・均 一 化問題となるが、どのような状況で濃度上昇が起こるのかはよく分かっていない。

クリーンアップスパイク添加

環境中に存在するダイオキシン類は多種多様な発生源に由来していると考えられ、我が国においては、主な発A SE抽 出 （ア セ トン ）生源としては燃焼過程、PCB 製品、PCP や CNP といった除草剤、塩素漂白過程などがある。工業排水の流入のあヘキサン転溶った河川においては、PCB 製品や塩素漂白過程由来のダイオキシン類による汚染が報告されている1)。また、農多 層 シ リカ ゲ ル カラム クロ マ トグ ラフィー

用地からの流入がある河川や湖沼などにおいては、除草剤の不純物としてのダイオキシン類による水や底質の汚2)染が報告されている 。

活 性 炭 埋 蔵 シ リカゲ ル カラ ム クロ マ トグ ラ フィー

fr1

これらの例と異なり、明確な汚染源が存在しない場合

濃縮fr2

濃縮シリンジスパイク添 加

シリンジスパ イク添 加

定容

定容になぜ水のダイオキシン類濃度上昇が起こりうるのか、起こるとすればどういう機構で起こるのかを調査することは、非常に重要である。そこで、本調査においては、明確な汚染源の影響が考えられない玉川上水における水のダイオキシン類濃度上昇について、水に含まれる懸濁G C /M S 測 定
m o n o , d i-o rth o
C o -P C B s(カ ラ ム ： H T -8 )＜ 1回 測 定 ＞

物濃度、底質・土壌のダイオキシン類濃度、さらに玉川上水沿いの落ち葉のダイオキシン類濃度や異性体パター

4 ,5 ,6 -P C D D /F s
(カ ラ ム ： S P 2 3 3 1 )n o n -o rth o
C o -P C B s(カ ラ ム ： H T -8 )7 ,8 -P C D D /F s
(カ ラ ム ： D B -1 7 )＜ 3回 測 定 ＞

ンとの関連によって原因及びダイオキシン類の由来を調

図 1 ダイオキシン類の分析フロー（土壌・底質）査したので報告する。

２ 調査方法(1) 玉川上水についてした。採取方法は、底質・土壌はステンレス製のシャベ調査を行った小平監視所より下流の玉川上水は、下水

ル、水はステンレスビーカー、落ち葉はピンセットと手の高度処理（砂ろ過・オゾン処理）水のみが水源として袋を用いて、試料瓶にそれぞれ採取した。

放流されており、他の水源からの水や排水の流入がない。

(3) 分析

なお、放流水のダイオキシン類濃度は非常に低いことが3)

報告されている 。

水は、石英ろ紙でろ過をしたのちに、エムポアディスクに通して固相抽出操作を行った。水中でのダイオキシ

また、上水の両側は落葉広葉樹の並木となっており、ン類の存在形態を明らかにするため、ろ紙（懸濁態）と川岸及び川底には落ち葉が堆積している。

エムポアディスク（溶存態）を別々にソックスレー抽出(2) 試料採取

し、抽出液を得た。

試料採取は平成14年８月と12月に行った。採取地点は玉川上水の図３に示した地点において、及び採取試料は、水・底質を８月に、土壌・落ち葉を12月にそれぞれ採取

土壌・底質は２mm メッシュのふるいにかけ、風乾を行ったのち、粉砕して均一化し、試料とした。
落ち葉（ケヤキ、サクラ、クヌギ、コナラなど）は同

東京都環境科学研究所年報 2003

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様に、風乾を行ったのちに細かく切り、均一化し、試料450とした。

400

底質・土壌・落ち葉の各試料は、高速溶媒抽出装置

2.5

Co-PCBs
PCDFsPCDDs

2350（ASE）によりアセトンで抽出し、抽出液を得た。
(pg/l )

各媒体の抽出液は、へキサン転溶し、以降はそれぞれの媒体のダイオキシン類測定マニュアルに準拠して精製を行った。精製・濃縮後、高分解能 GC/MS（HP6890／(pg-TEQ/l)

300
2502001.51150JEOL JMS‑700、SIM 法、分解能 10,000 以上）で測定し100た。検量線溶液、内標準溶液、GC/MS の測定条件につい0.550ては既法 4)に従った。土壌・底質の分析フローを図 1 に0示した。

0放流口

ダイオキシン類として、ポリ塩化ジベンゾパラジオキ

暗渠前

放流口

（総濃度）

シン（PCDDs）、ポリ塩化ジベンゾフラン（PCDFs）、コプ

図２ 水のダイオキシン類濃度

ラナーポリ塩化ビフェニル（Co‑PCBs）を測定した。なお、Co‑PCBs については毒性等価係数のある12種に２つのジオルト体を加えた14種を測定した。

境橋
2500

野火止用水

暗渠前地点

(pg/g)

2000

南大橋

4500

1500

4000

1000

3500

1000

3000
落ち 葉

底質

0

放流
口

0500

(pg/g)

水 道局 小平 監視 所

500
底質(pg/g)

1500

※

2500
2000
1500
1000

南
大橋

千川上水

玉川上水

500

4000

0

落 ち葉

境橋

底質

放流口
4500

土壌

善福寺川

※

新橋
3500

4000
3500

2500
2000
1500
1000

新橋

2500

暗渠
前

2000
1500

500

神 田川 への 合流 点

1000※

※ ケヤキ、サ クラ、 クヌギ、 コナラなど

500
0

底質

落ち 葉

※※

底質

土壌

土壌

0

神田川

3000

(pg/g)(pg/g)

3000※ ※落ち 葉が 堆積し てない 土壌

PCDDs

PCDFs

図３ 各調査地点のダイオキシン類濃度

東京都環境科学研究所年報 2003

暗渠前（TEQ 濃度）

Co-PCBs

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底質のダイオキシン類

水中のダイオキシン類
1.2

200.8

150.6

100.4

50.200

Co-PCBs
PCDFs
PCDDs

1(pg-TEQ/l)(pg-TEQ/g)

Co-PCBs 30
PCDFs
25
PCDDs

暗渠前

新橋

境橋

南大橋

放流口

図４ 水・底質の上流から下流への TEQ 濃度変化

３ 結果と考察
図２に調査地点の最上流である放流口と最下流である暗渠前の２地点における水のダイオキシン類濃度を示した。暗渠前地点における濃度は 2.2 pg‑TEQ/l であった。
一方、放流口地点における濃度は 0.07 pg‑TEQ/l と非常に低く、汚染は流下している間に起きていることが確認された。
図３に調査地点及び土壌・底質・落ち葉の総ダイオキ
シン類濃度結果を、図４に放流口から暗渠前までの底質及び水の TEQ 濃度を示した。
底質のダイオキシン類総濃度については下流ほど濃度が上昇した。TEQ 濃度についても、中流まで上昇した以降はやや上下があるものの、上流より中流以降のほうが高かった。底質の外観については、調査区間の上流の底質は砂利に近い状態であるのに対し、下流にいくほど赤土や植物の残骸による泥分が格段に多くなった。底質の性状、両岸の土壌が露出し浸食されていること、放流水が非常に低濃度なことを踏まえると、下流の底質ほど上水に崩落した土壌からのダイオキシン類の影響を受けていると推定される。
次に、土壌濃度を見ると、放流口地点の落ち葉が堆積していない場所の土壌では 1.0 pg‑TEQ/g であったのに対し、落ち葉が堆積した土壌は 21 pg‑TEQ/g と大きく異なった。落ち葉の有無がダイオキシン類濃度に影響することが示唆されたため、土壌、落ち葉など各媒体につい

図５ 各媒体における PCDD/Fs 同族体組成比較て、図５に PCDD/F の同族体組成を、図６に Co‑PCBs の異性体組成をそれぞれ比較した。

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土 壌 -放 流 口（落 ち 葉 堆 積 な し ）土 壌 -放 流 口450

土 壌 -暗 渠 前

400

0 .2 0350

0 .1 0300(pg/l)

比率0 .3 00 .0 00 .5 0

大 気 平 均 （n=12）

落 ち 葉 平 均 (n = 3 )比率0 .4 0200

0 .2 050

0 .1 0010.50
溶存態

0 .0 0比率1.5150
100

溶存態

懸濁態

（総濃度）

水 質 -暗 渠 前
落 ち 葉 平 均 (n = 3 )土 壌 平 均 (n = 2 )底 質 平 均 (n = 5 )0 .4 02250

0 .3 00 .5 02.5Co-PCBs
PCDFs
PCDDs

(pg-TEQ/l)

0 .4 0

懸濁態（TEQ 濃度）

図７ 暗渠前地点における水中のダイオキシン類

0 .3 0の存在形態
0 .2 00 .1 0

底質SS

PCDD/Fs#170

0.20比率

#189

#180

#156

#157

#167

#105

#114

#123

#118

#126

#169

#77

#810 .0 00.30

図６ 各媒体における Co‑PCBs0.10

異性体組成比較
O8CDF

#157

H7CDFs#156#114

H6CDFsT4CDFs#105

P5CDFsO8CDD

H7CDDs

前の土壌濃度・組成が類似していたこと、③調査区間のH6CDDs

大きく異なったこと、②落ち葉の堆積した放流口と暗渠

P5CDDsた。そのため、①落ち葉の有無でダイオキシン類濃度がT4CDDs0.00

その結果、土壌の組成は落ち葉とかなり類似してい0.50Co-PCBs

玉川上水の土壌はほぼすべて落ち葉が堆積した状態であ0.40ることなどから、土壌のダイオキシン類は落ち葉から移比率行してきたものがかなりあると推定された。
また、落ち葉の組成を環境大気の組成5)と比較すると、よく一致していた。植物の葉はダイオキシン類を沈着／0.300.200.10

吸収すると報告されており6)、落ち葉のダイオキシン類

行するダイオキシン類もあるが7)、本調査地点では落ち葉が介在した媒体間（環境大気→（落ち）葉→土壌→底質→河川水）の移行がかなりあると推定された。

東京都環境科学研究所年報 2003

図８ 暗渠前地点の底質と SSのダイオキシン類組成の比較#170していた。土壌中には大気から湿性・乾性降下により移#180

#189

#167

#118

#123

#169

#126と土壌、底質、水の組成パターンも、いずれも概ね一致#770.00#81は大気由来である可能性が高い。さらに、大気、落ち葉−77−
次に、水のダイオキシン類濃度上昇の原因を明らか謝辞にするため、暗渠前地点における水中のダイオキシン類

本調査は、旧環境評価部広域監視課、多摩環境事務所の溶存態と懸濁態それぞれの濃度を比較した。その結果環境改善課、杉並区の協力を得て行った。ここに謝意をを図７に示す。ここで、溶存態はエムポアディスクに吸表します。

着したダイオキシン類を、懸濁態はろ紙に残った残さに含まれていたダイオキシン類として扱った。溶存態濃度

参考文献

0.08 pg‑TEQ/l、懸濁態濃度2.1 pg‑TEQ/l となり、ダイ

1) 飯村文成ら：都内運河におけるダイオキシン類の堆オキシン類の95%以上が懸濁態として存在していること

積状況、東京都環境科学研究所年報2002、pp.105‑がわかった。

112(2002)

暗渠前地点における水中の SS 濃度は51 mg/l とかな

2) 清家伸康ら：松山平野における底質中ダイオキシンり高い値であった。そこで、SS 当たりのダイオキシン類の分布と挙動、環境化学、12(1)、pp.89‑96(2002)

類濃度を計算すると、約8000 pg/g となり、底質と比較

3) 東京都：「東京都ダイオキシン類対策取組方針」にして2倍弱程度であった。また、暗渠前地点の底質と SS

基づく平成12年度事業実施結果及び平成13年度実施予の同族体組成（図８）を比較すると、T4CDDs と O8CDD定事業，(2001)に違いはあるものの、かなり類似していた。このことか

4) 吉岡秀俊ら：環境大気中のダイオキシン類のガス・ら、底質の粒径の細かく軽いものにダイオキシン類が多粒子分配、東京都環境科学研究所年報2002、pp.20‑

く吸着し、水中にまき上がり SS になっていると推測さ

30(2002)5) 吉岡秀俊ら：環境大気中のダイオキシン類のガス・れる。
8)

東京都環境局が毎年調査している結果 においても、粒子分配, 大気環境学会誌, 投稿中

SS 濃度が高いときにダイオキシン類濃度が高い傾向が

6) 東條俊樹ら：松山平野における植物中のダイオキシ得られている。玉川上水では、放流口地点における SS

ン 類 に つ い て 、 5TH International Conference onが2.6 mg/l に対し、暗渠前地点の SS は51 mg/l と通常

Environmental Chemistry, 46‑47(1996)の河川と比べてもかなり SS 濃度が高かった。このこと

7) 大島明子ら：環境大気中のダイオキシン類汚染(3)から、玉川上水の下流においてダイオキシン類濃度が高−湿性・乾性降下物、第11回環境化学討論会講演要旨

いのは、特定の汚染源に起因するのではなく、環境大気集、410‑411（2002）から移行してきたダイオキシン類が、底質まで移行し、

8) 東京都環境局ホームページ、河床の状況などから SS として巻き上げられた結果と推http://www.kankyo.metro.tokyo.jp/kansi/dioxin/

定された。

dio̲pcdd.htm

４ おわりに通常、ダイオキシン類濃度が高い場合、明確な汚染源があると考えられてきた。しかし、本事例により、大気・土壌・底質のダイオキシン類濃度が標準的な濃度であり、特定の汚染源がない河川においても、SS 分が増加することで水のダイオキシン類濃度の上昇が起こり得ることが示された。したがって、環境基準超過に際しては、SS 濃度等の、調査時や調査場所の状況を考慮して、原因究明を行う必要があると考えられる。

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