(10)農 業 と 科 学

第三種郵便物認可

平成 21年 5月 1日

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八郎潟残存湖の水質問題に取り組んで
元秋田県立大学生物資源科学部

教 授 佐 藤，敦.はじめに用・排水が循環利用される利水構造など，設計段筆者が八郎潟残存湖(以下，残存湖)の水質に階で設定されていたといえる。

係わったのは，秋田県農業試験場化学部干拓科時
代 (1971'"'‑'
1972年)に遡る。当時の干拓科主任

3. 残存湖が指定湖沼に指定された経緯
残存湖における水質汚濁の現状は，水田代かき・尾川文朗氏の指導で干拓地土壌の脱塩過程を期には褐色に濁った代かき排水が湖面全域に拡散

水域別に調べたところ

東・西両承水路，調整池し，一部は防潮水門を経て日本海へ流出してい秋期には COD，T‑N，

および、幹線排水路でpHや塩分濃度に差がみられ，る。水温が上昇する夏季

土壌‑水系の密接な関係を改めて認識したのが最T‑P濃度が高まりアオコが異常発生する状況にあ73'"'‑'
2007初であった。大学に移ってからも(19り，平成 18年 (2006年)には全国湖沼のワース年)，バカの一つ覚えで学生と一緒に干拓地重粘ト3にランクされるという不名誉な記録が達成さ

土の物理性，特に土壌構造の発達やその安定性にれた 2)。このような残存湖の水質汚濁は八郎潟流及ぼす地下水位やかんがい水の影響について調べ域および沿岸地域の生活や基幹産業である水田農ているうちに，いつの聞にか定年を迎えることに業や漁業に少なからず深刻な影響をおよぼしていなった。本小節ではる。

八郎潟干拓の建設理念と密接な関係にある残存湖の水質問題，残存湖が指定

近年，流入河川の河口域を遡上したアオコの影

湖沼に指定された経緯と水質改善計画および水質響で、周辺市町村の水道水が飲めないという事態が汚濁の根底にある干拓地の自然負荷(ニ湖底土の発生し，流域住民から残存湖の水質改善が要求さ溶脱物質)について述べる。

れている。干拓地の水田農業にとっては，消費者

2. 八郎潟干拓の建設理念 1)のコメに対する品質・食味あるいは安心・安全志

八郎潟の干拓は第二次大戦後の「食糧不足 J，向の高まりに対応する必要に迫られ，大潟村は国「農家の二三男対策」および「オランダとの国交や県に残存湖の水質改善をはたらきかけてきた。

回復J など内外の社会・経済および国際情勢を背一方，防潮水門の排水が流出する沿岸海域には国景とて，当時の吉田茂首相の英断で総額 852億円

定公園の男鹿半島があり0世紀我が国最大の八郎潟の干拓事業がという 2漁場ともなっている。これらの沿岸漁業を基幹産決定された (1953年)。八郎潟・ 22，024haの4/5

業とする沿岸漁民からはに相当する 1
7，430haの水域が干陸され，残りの懸濁物質・ ssで藻場が衰退するとの理由で，残存1/5の 4，743haの 水 域 が 「 淡 水 資 源 の 確 保 J と湖の s
s負荷削減が強く要望されている。また，残「洪水調節機能J を主目的とした残存湖として残存湖の内水面漁業にとってはされた(1966)。八郎潟干拓の建設理念は，農地獲量や品質が著しく低下するとの理由で，度々海面積をできるだけ広く確保するため，残存湖の水水導入を求める根強い陳情がなされている。

域は八郎潟の 20%に縮小されている。すなわち，残存湖の水質汚濁を招く根底は天然鯛やハタハタ漁の防潮水門から流出するアオコの発生で漁

秋田県はこのような残存湖の水質汚濁を巡る諸①残存湖中央部問題を打開するため，湖沼水質保全計画を策定し，に配置された干拓地(=自然負荷)，②縮小され環境省に湖沼水質保全特別措置法に基づ、く指定湖た貯水容量(=環境容量)および③干拓地水田の沼の指定を申請し受理された (2007年 12月)3)。

農 業 と 科 学

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第三種郵便物認可

(11)

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また，干拓地および周辺流域は水田農業を基幹産①上方地区自然浄化施設の整備

業とする農村地帯であることから，農水省が全国②西部承水路の流動化促進的に展開している「農地・水・環境保全向上対③防潮水門の高度管理による湖水流動化の促策 J 事業にも採択され，秋田県はもとより八郎潟進流域にとって残存湖の水質改善を推進する絶好の④湖岸の自然浄化機能の回復機会になった。長年深刻な水質汚濁に悩まされて⑤外来魚等未利用魚の捕獲による窒素，リンの回収と魚粉リサイクル

きた残存湖の水質改善に向けてようやく行政の指(4) その他対策導・監督体制が整備されることになった。

4. 残存湖の湖沼水質保全計画 3)
秋田県は表 1に示した残存湖の水域別水質改善目標値を策定し 2008年から総額 5億 9，900万円の第 1期 (2007'"'‑'
2012年)の湖沼水質保全事業が実施されている。第 1期事業の概要は下記に示

水対策地域は大潟村および周辺地の 12，471haがした点源対策，面源対策，湖内対策および、その他指定されておりの対策の 4本柱でが含まれている。

①流域住民との協働の取組推進
第 1期湖沼水質保全事業のなかで、干拓地および、周辺流域の水田農業にとってインパクトがあるの
2)一①流出水対策である。流出は，面源対策の (そのなかにそれぞれ具体的事

810ha
そのなかに大潟村全域 9，流出水対策地区においては業が組込まれている。これらの水質保全計画は，具体的な農耕法や

2006'
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200
7年度に設置された八郎湖水質保全対施肥法に関する負荷削減対策の目標値が設定さ策専門委員会の検討事項がほぼ網羅的に盛り込まれており，れている。

理 7，810ha (80%)1) 水 田 農 耕 法 と し て は ， ① 落 水 管② 無 代 か き 栽 培 1，000ha(10%) ， ③ 不 耕 起 栽 培
表 1. 2004年度水質改善目標

400ha (4%)，④乾田直対策を講じない場合

CODl) COD2) T‑NT‑P

播栽培 600ha(6%)，およ対策を講じた場合

COD1) COD2) T‑
NT‑P

調 整池

11.07.
20.
96 0.
0
799.
86.
30.
8
7 0.
067

東部承水路

8.
16.
4.
0
72、
1.00 06.
95.
5.
0
610.
93 0

西部承水路

11.0

9.
4

1.50 0.
0
969.
5

7.
91.4
0 0.
0
77

単位 mgL‑l，COD1)は75%値， COD2)は平均値

び 2) 施肥法としては，①
側条施肥 2，l00ha (21%)，②肥効調節型肥料 6，300ha(64%)，減農薬減化学肥料
9，300ha (84%) という目標値がそれぞれ設定されている。

第 1期湖沼水質保全計画事業の概要(秋田県八郎

これらの負荷削減対策を支える新しい農業技術

湖環境対策室 2008年)の大部分は，

川(1)点源対策

たO‑LISA研究会を中心とした試験研究機関や大①全窒素，全燐の類型指定と排水規制の強化

これまで地道な試験研究を重ねてき5)。
学の研究成果が反映されたもと理解している 4，②下水道等の整備と接続率向上

流 出 水 対 策 が 始 め て 実 施 さ れ た 2008年度は，③農業集落排水施設等の高度処理

干拓地水田から流出した代かき排水負荷(=懸濁(2)面源対策①流出水対策地区の指定と環境保全型農業の推進②「農地・水・環境保全向上対策」による取組支援③流域の森林整備(3)湖内浄化対策

物質・ SS濃度)は大幅に削減された。当初一抹の不安を抱えていた秋田県や大潟村では取り敢えず一定の成果を挙げることができた。しかし，水温が上昇する夏季秋季に一部の水域で、アオコが発生し残存湖における水質汚濁の根深いことが伺われた。

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第 三 種郵便物認 可学

平成 21年 5月 1日

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pH11101974197519761977 1978 197919801981 1982198319841985 198719881989 199019911992 19931994 199619971998
1986
1995
1999
水械jJ
Jl
平均 pHの経年変化 (1974‑1999年)(年)
EC(dSm")
100.
0

10.
0

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1

1974197519761977 1978 197919801981 1982198319841985 198719881989 199019911992 19931994 199619971998
1986
1995
1999
水域別平均 ECの経年変化 (1974‑1999年)(年)

5. 干拓地の自然負荷 6‑9)壌断面中部

下部にかけて Naは20→ 5%，易分解大し，落水期には低下するという変動パターンを性有機物は 4→ 2%にそれぞれ減少している。 一
方， Caは土壌断面上部を中心に 4→35'""'‑'40%に増繰り返している。このことから干拓地水田から加している 。幹線排水路における HC03‑とECと流出する汚濁負荷は全て水田農業の生産活動に由2=の聞には r0.
8433(n=20). HC03‑とSAR(=Na来するものと考えられてきた。しかしながら，次2=/F(Ca+Mg)/
2)との聞に r0.
8467(n=20)といに述べるように干拓地水田で発生する汚濁負荷にうそれぞれ高い正の相闘がみられる。これらのこは， ①湖底土の土壌化過程で発現する自然負荷ととから，干拓地水田では湖底土の土壌化過程で Na②水田農業の生産活動に由来する人為負荷の二つおよび易分解性有機物(二HC03‑)が現在も定量的に大別される。に溶脱しており残存湖の汚濁負荷は水田かんがい期に急激に増① 自然負荷の発現メカニズムは次のように考えこれらの溶脱物質は最終的に幹線排水路に集積することを示している。

られた。図 1に示した水域別 pH， ECの 1973'""'‑'

湖低土の溶脱物質は巨大な自然改造によって干1999年の経年変化をみると，東・ 西両承水路お拓地中央部に誕生した自然負荷であり， これらが全て水田農業の生産活動に由来するとは考えられ

よび調整池では流入河川による淡水供給があるた
めpH，ECは僅かではあるが減少傾向にある 。 しない。水田落水期に幹線排水路に集積した自然負かしながら，幹線排水路の pHは約 8.
5，ECは1.0

荷(=溶脱物質)の大部分は1前後と 2mScm‑5年間殆ど変化がみられない。 図2に示した干拓地水田の 1
967'""'‑'
198
1年におけるNa， Caおよび易分解性有機物の動態をみると，存湖の循環利用がないため，幹線排水路に滞留す

かんがい期と落水期で、地下水位の変動が大きい土・支線排水路および幹線排水路に滞留していた自非かんがい期は残る。ところが，多量の水田用・排水が循環利用される水田代かき期には，図 3に示したように，小平成 21年 5月 1日
農 業 と 科 学
第三種郵便物認可(13)・則・・"川1"..司'111111・
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然負荷が代かき排水と一緒に残存湖へ流出するこ貢献をしているがとにな る。

的にアルカリ性のかんがい水で、洗脱され，残存6. 自然負荷が干拓地水田農業に及ぼす影響
自然負荷は残存湖が一般の湖沼に比べて塩分濃度が高く ，アルカリ性を呈する基質になっている。
アルカリ性を呈するかんがい水が干拓地の水田農業に及ぼす影響は 第 lに水 田代かき期に大量の湖における HC03‑.COD等の自然負荷の給源に干拓地水田における代かき作業は， pH8.
5前後のアルカリ性かんがい水で水田表土を携枠し粘土の分散作業を行っているこ干拓地水 田の 80%はアルカリ条とになる 。特に件下で著しく分散する主要粘土鉱物が 2:1型スられているため代かき作業で大量の懸濁物質 ‑ssが発生することになる 9)。

5040ss30
巨大な自然改造
自然負荷2010。

第 2は，施肥窒素の損失である 10)。中性 微ア
ルカ リ性を呈する干拓地水田にアルカリ性かんが人為負荷
代かき排水H)

メクタイト粘土を平均 51%含む重粘土水田で占め

図3. 干拓地における自然負荷と人為負荷

EEロ門 HLO印︹凶(門O D E O5ロ ・ことである。すなわちなっている。

ν同♀

懸濁物質 ・ssが発生する原因の一つになっている

余剰の易分解性有機物は恒常

2 3 4 5 6 7 8 9 101
1 12 Month

前述の 3.残存湖の湖沼水質保全計画では対処

い水が供給されるとアン モニア輝散で施肥窒素が療法的対策が網羅されているが失われる。特に粘土分が厚く堆積している第 1次入植圃場で施肥窒素の肥効が悪いのは，土壌条荷の削減対策には踏み込んでいない。残存湖へ排件の他 にかんがい水の影響も無視出来ない要因に(9月なっ ていると考えられる。

存湖に流入する淡水供給量は秋季

図 2. 土壌構造発達過程における Na+と易分解性有機物の洗脱し，南北両排水機場の排出量に比べて圧倒的に多深さ

So.
I+EXNa(cmolkg‑')
1o 20 30 40深さ

Or ・So.
I+EXCa(cmolkg‑')
10 20 30 40 50深さ OO nぜーー←~'\~r-l

0T‑C (%)

234

抜本的な自然負出する干拓地水田の排水量は水田非かんがい期翌年 4月)に大幅に減少する。 一方，残い。このことから冬季に増大自然負荷を削減する一方策として，非かんがい期の豊富な淡水資源を西部承水路経由で幹線排水路に導水すれば効果的に自然負荷を削減できると考えている。

50ふ 4

一 寸……

制::しニ;
9・ F jt {十ん ル ー …ト・"i 50 t・ m … Y

50

み '，.~"....

60c
π
1cml!jJI :Na+の溶脱
Ca+2の富化 (易分解性有機物の溶脱貝ガラ)
八郎潟中央開拓 第二期土嬢調査 成 績 番 (秋 田 藤 試 1977)

干拓地水田の原単位の基礎となる自然負荷は，農耕法，作付け履歴および水管理等で異なる単位用水量や地下水位で、大きく変動する。したがって，原単位を測定する際には， これらの変動要因を十分に踏まえる必要があると考えている。

7.今後の課題
巨大な自然改造で誕生した八郎潟干拓地は肥沃第 3に，水田土壌の有機物の溶脱が促進されるな農耕地に生まれかわった。一方，貴重な淡水資

前述の図 2に示し源である残存湖は深刻な問題を抱えており， I肥たように，土壌断面中部を中心に易分解性有機物

沃な粘土の海に浮かぶ新宝島」の光と陰の関係にが経年的に減少している。干拓当初は土壌中の腐ある。干拓地に湧出する最大 50mgL‑1という高リ植含量は 7"'‑'8% (T‑C=5%前後)あり，水稲ン酸地下水は残存湖のリン負荷の約 25"'‑'30%をの生育，収量は無肥料区が最も優る時期があっ占めているが， これをリン酸肥料として回収，資た。豊富な地力窒素は干拓地の水稲栽培に多大な源化した研究成果は紙面の関係で割愛した 11)。干ことである。干拓地水田で、は