─ 252 ─〔報告〕

洪水時の流入汚濁による東京湾水質への影響について
安藤晴夫

川井利雄

牧秀明＊

木幡邦男＊

越川海＊

（＊国立環境研究所）

1

はじめにｍ）の後、自動分析器で測定した。また、表層水につ東京都内湾は、沿岸部に河川や大規模下水処理場がいては、糞便性大腸菌、各種懸濁性物質、動植物プラ集中し、東京湾内では淡水流入量や流入汚濁負荷量がンクトン、細菌数も測定した。

最も多い水域である。現在、都内で発生する生活排水の大部分は、下水道で処理された後、河川、あるいは（降水量：棒グラフ / 潮位：折れ線グラフ）
20

直接東京湾へ放流されている。しかし、東京都区部の16濁物質の負荷源になっている。また、オイルボールの840

景観や健康影響の面からも問題になっている。

20して実施されてきた。このため東京湾についても、洪水時の水質汚濁状況については、これまで充分に把握されていないのが現状である。こうした背景から、都内周辺で大雨が降った直後に、東京都内湾部で汚濁物

9月30日

10月1日

10月2日

10月3日

10月4日

162128140

10月3日

10月4日

図1

質の拡散状況や時間変化について調査を行った。その

10月5日

10月6日

10月7日

調査前後の降水量と潮位結果について報告する。
荒川隅田川

2調査方法

2.1

砂町

汚濁拡散状況調査

B1
葛西

2002 年 10 月 1 日から 2 日の未明にかけて，台風21 号が関東地方に上陸し、10 月 1 日に東京では約 60芝浦った。図 1 に調査前後の降水量（気象庁東京）と潮位C21（東京灯標）を示す。調査は 10 月 3 日、4 日に、それ（A）と京浜運河〜東京灯標（B25）の 2 測線上に設けB8B5㎜/日の降雨があった。その影響について水質調査を行ぞれ 1 回ずつ、図 2 に示す荒川河口（B1）〜風の塔

0

2004年
降水量(mm/時)

状況の把握を目的に、水質の安定した晴天日を基本と1潮位(m)

12

漂着や、糞便性大腸菌の増加などの原因ともなるため、水質モニタリングは、従来、主に平常時の水質汚濁

2C23B18B20B23

森ヶ崎

B25C24(東京灯標）

多摩川

B30た地点で行った。荒川河口域では、10 月 3 日は、9:45〜 13:10、4 日は 8:40 〜 10:55 に、両日とも沖合（A）→河口部（B1）の順に 6 地点で行った。塩分、B35

水温、溶存酸素濃度、濁度は、測器により鉛直分布を観測した。溶存性栄養塩及び溶存性有機炭素は、同時

水再生センター（下水処理場）A (風の塔)

多層採水器 1）により水深間隔約 1 〜 1.5 ｍで採取した約 70 点の海水試料を実験室に持ち帰り、ろ過（0.8 μ
東京都環境科学研究所年報 2005

図2

調査地点図

旧江戸川

0潮位(m)とともに未処理の下水が河川や海域に越流して有機汚

2002年
降水量(mm/時)

下水道は一部を除き合流式であり、洪水時には、雨水調査時間

水質時間変動特性調査

2004 年 10 月 3、4、5 日に、東京では 3 日間にわたり 66、22、97 ㎜/日の降雨が続いた（図 1）。その翌日の 10 月 6 日、7 日に東京都内湾部で水質調査を行った。降雨後の水質の変化を調べるため、図 2 の荒川河口（B8）、東京灯標（B25）、隅田川河口（B5）、糞便性大腸菌数(CFU/mL)

2.2

10月3日

10000

100

10

B1 B8 B20 B30 B35 A

図3観測を反復した。

調査結果

3.1
3.1.1

10月3日

120

SS (mg/L)

3

水質汚濁物質の拡散状況

C21 C24 C23 B23 B18 B25地点による糞便性大腸菌数の変化

調査項目や方法は、汚濁拡散状況調査と同様に行った。

─ 253 ─1000

1京浜運河（C23）の各地点で 2 日間に計 7 回、採水・10月4日

10月4日

8040

糞便性大腸菌図 3 は、2002 年 10 月 3 日、4 日に京浜運河周辺と0荒川河口に設定した測線上の各地点で測定した糞便性

B1 B8 B20 B30 B35 A

C21 C24 C23 B23 B18 B25

B1 B8 B20 B30 B35 A

C21 C24 C23 B23 B18 B25

B1 B8 B20 B30 B35 A

C21 C24 C23 B23 B18 B25

18

未処理下水に由来すると考えられる糞便性大腸菌数
は、各地点とも 10 月 3 日には 102 〜 103/裨強の高い値を示したが、翌日の 4 日には、101 〜 102/裨のレベ

C / SS (%)

大腸菌数を示したものである。
126ルにまで低下した。このことから、未処理下水の流入量は、この間に減少したと考えられる。一方、地点間0で菌数を比較すると、3 日には、下水のポンプ排水場12値が、内湾部にあるその他の地点に比べて高かったが、4 日には、全地点とも値が、平水時に観測されるレベ84ルまで低下した。
3.1.2

C / N (w/w)

や処理場の放流口に近い運河部の C21、C24､C23 の浮遊懸濁物質

図 4 は、10 月 3 日、4 日の各地点における浮遊懸濁物質量（SS）とその組成をグラフに表したものである。

0

図4

地点による SS 量およびその組成変化

SS については、各地点とも、平水時に比べて高い値をA）では、B8 で SS が最も高いが、C の割合が小さい示した。運河部では 10 月 3 日の C24 の値が特に高い。

ことから、この地点の懸濁物質も土壌粒子などが主成

その原因としては、海老取川を通じて流入する多摩川分になっていると考えられる。また、大雨で流入したの濁水の影響と考えられる。また、荒川河口では、3河川水中の土壌粒子など比重の大きい成分が、流下に日の B1 以外は、両日とも河口部から沖合部にかけてともない途中で沈降除去されるため、B35 では、SS 中次第に濃度が低下し、河川から流入した多量の懸濁物に占めるデトリタスなどの有機成分の割合が大きくな質が沈降・拡散によって減少したと考えられる。っていると推定される。

図 4 の SS 中の炭素（C）の割合を見ると、運河部の東京都内湾部の底質調査結果によれば、この水域でC24 では、他の地点に比べて著しく値が小さい。したは、沖合部の底質中の COD や強熱減量などの値が河がって、この地点の懸濁成分は、速い流れで河床等か口部に比べて高く、底層水が貧酸素化しやすい。赤潮

ら巻き上げられた土壌粒子などの無機成分が多かったプランクトンの沈降・堆積のほかに、洪水時に供給さことを示している。荒川河口域の測線上の地点（B1 〜れる多量の懸濁有機成分がこれらの地点で沈降・堆積

東京都環境科学研究所年報 2005─ 254 ─

塩分 (psu)030

塩分 (psu)

0252530

102020水深 (m)

10

2002年10月4日

2002年10月3日
3030
Ｂ1

Ｂ8

Ｂ20

Ｂ30

Ｂ35

濁度 (NTUs)

0Ｂ1

Ａ

Ｂ8

Ｂ20

Ｂ30

Ｂ35

Ａ

Ｂ20

Ｂ30

Ｂ35

ＡＢ20

Ｂ30

Ｂ35

Ａ

0.3

0.2

Ｂ20

Ｂ30

濁度 (NTUs)

020

20

4040
水深 (m)

10104020202040

2002年10月4日
20

2002年10月3日
3030
Ｂ1

Ｂ8Ｂ20

Ｂ30

Ｂ35

Ａ

NOx-N (mg/L)

0Ｂ1

NOx-N (mg/L)

00.8

Ｂ80.4

0.8

0.4

水深 (m)

1010020202002年10月4日

2002年10月3日
3030
Ｂ1Ｂ8Ｂ20Ｂ30

Ｂ35

NH4-N (mg/L)

0Ｂ8

NH4-N (mg/L)

00.4

0.30.3

水深 (m)

Ｂ1

Ａ0.30.2

10100.3

20

200.20.2

2002年10月3日

2002年10月4日

0.130

30
Ｂ1

Ｂ8

Ｂ20

Ｂ30

Ｂ35

Ｂ1Ａ0Ｂ8

Ｂ35

Ａ

PO4-P (mg/L)

PO4-P (mg/L)
00.08

0.08

水深 (m)

0.06

100.08100.080.06

20200.06

2002年10月3日

2002年10月4日

300.06

30
Ｂ1

Ｂ8

Ｂ20

Ｂ30

Ｂ35

Ａ

Ｂ1

Ｂ8

Ｂ30

Ｂ35

Ａ

Ｂ35

Ａ

DOC (mg/L)

DOC (mg/L)
001.6

Ｂ20

1.6

水深 (m)

1.2

10101.20.820201.22002年10月3日

1.22002年10月4日
3030Ｂ1Ｂ8図5Ｂ20Ｂ30Ｂ35Ａ

Ｂ1Ｂ8Ｂ20Ｂ30降雨後における荒川河口部（B1）〜沖合部（A）の水質鉛直断面分布しやすいこともその原因のひとつになっていると推定間法により地点間の濃度を推定し、水質鉛直断面分布される。

図を作成した（図 5）。各図の左端（B1）が荒川の葛

また、C/N 比については、河口部（B1）から沖合西橋直上、右端（A）が風の塔に相当する。低塩分の部（A）に進むにしたがって、値が小さくなる傾向が層は、海面から 1 〜 2 ｍで、水深 5 ｍでは塩分が 30認められる。組成による沈降速度の差や流下に伴う質を超え、非常に安定した成層構造が形成されている。

的変化などが原因として考えられるが、今後、更に検すなわち、河川から流入した淡水は、ほとんど上下混討が必要な事項である。

合せずに、海面を覆うように沖合部のＡ地点まで拡散3.1.3したことを示している。濁度は、河口部では上下層に荒川河口の水質の鉛直構造

10 月 3 日、4 日に荒川河口域 6 地点で観測された水差が無いが、B8 付近から沖では、塩分等同様にごく表

深 1 〜 1.5m 間隔の水質データを用いてスプライン補層だけ値が高くなっている。硝酸＋亜硝酸性窒素

東京都環境科学研究所年報 2005─ 255 ─

塩分 (psu)

181260NOx-N (mg/L)

32
10
NH4-N (mg/L)

432
1PO4-P (mg/L)

00.6
0.40.2

糞便性大腸菌数 (CFU/mL)

010000

1000

100

101

9 12 15 18 21 0

10月6日

B5

図6369 1210月7日

9 12 15 18 21 0

10月6日

369 1210月7日

9 12 15 18 21 0C23369 12

9 12 15 18 21 0

10月7日

10月6日

B810月6日

369 12

10月7日

B25

降雨後における荒川河口部（B1）〜沖合部（A）の水質鉛直断面分布（NOx-N）は、塩分とほぼ等しい濃度分布パターンで3.2

水質の時間的変化あることから、その起源が主として河川水に由来する

3.2.1

塩分・栄養塩類と考えられる。一方、アンモニア性窒素（NH4-N）と

図 6 は、2004 年 10 月 6 日〜 7 日に内湾部と運河りん酸性りん（PO4-P）は、NOx-N と挙動が異なり、部の計 4 地点で、7 回反復して行った表層水の測定結表層のみに高濃度域が出現する傾向は見られず、海底果である。この図で横軸は時間、縦軸は水質を表して付近でも相対的に濃度の高い水塊が認められ、海底かいる。

らの溶出の寄与も大きいことを示唆している。また、

塩分は、中央防波堤内側の B5 より外側の B25 の方

10 月 4 日の分布では、表層の高濃度域が河口部にはなが低く変化も大きい。また運河部の C23 よりも内湾部く、沖合部に認められる。このことは、流入負荷が一の B8 の方が低い。

時的なもので、それを含む水塊がそのまま沖合まで移

栄養塩のうち、NOx-N は、4 地点とも濃度レベルの流された可能性や、隅田川や多摩川河口の方が濃度が差が小さい。これに対して、NH4-N と PO4-P は、C23高く、そちらからの水が荒川の沖合で合流し、濃度がにおける値が他の 3 地点に比べ、高く、特に 10 月 7高くなった可能性などが考えられる。なお、今回観測日には、その差が顕著になっている。C23 は、下水処された NH4-N と PO4-P の濃度レベルは、通常と比べ、理場の放流口に近いことから、この 2 項目については、極端に高くはない。

大雨により発生した未処理の合流下水道越流水の影響

溶存性有機態炭素（DOC）については、上層から下層に向かって次第に濃度が低下する傾向を示しているが、鉛直方向の濃度勾配は NOx-N に比べて小さい。

を示すと考えられる。
3.2.2

糞便性大腸菌図 6 の下段は、糞便性大腸菌数の 2 日間の変化を示

東京都環境科学研究所年報 2005─ 256 ─している。なお、縦軸は対数目盛のため、回帰直線は、指数関数を表している。この図によれば、4 地点とも、10 月 6 日に比べて 7 日には菌数が減少している。ただし、B5 と C23 の減少速度は、B8 と B25 に比べて非常に大きい。
一方、他の水質項目の変化と比較すると、B5、C23
では、2 日間の塩分の変化が小さいのに対して、B8、B25 では変化が大きい。しかし、糞便性大腸菌数の減少速度差が生じた理由については、分からなかった。

4おわりに今回の洪水時の調査で、以下の結果が得られた。

①

大雨直後には、糞便性大腸菌数は合流下水道越流水などにより著しく増加するが、降雨が止み、新たな負荷がなければ急速に減少する。

②

洪水時に、河川から多量の浮遊懸濁物質が東京湾に流入し、そのうちの有機成分は沖合まで運ばれる。

③

東京湾に流入する NOx-N は、主に河川水起源で、洪水時に東京湾内に多量に負荷されると考えられる。

④NH 4-N と PO 4-P は、洪水時に合流下水道越流水などから一時的に供給されるが、NOx-N と異なり、河川水による希釈効果が働く。また、海底からの溶出の寄与が大きいことも示唆された。（本調査研究は、国立環境研究所と共同で実施した）

引用文献
1）安藤晴夫、山崎正夫：新たな同時多層採水器の開発、水環境学会誌、23(4)、pp.238-242（2000）．

東京都環境科学研究所年報 2005