Laguna (2017) 23: 47-58

ISSN 2185-2995

宍道湖・中海へ流入する 2 河川における溶存態有機物の挙動
杉谷優一 1・宗村広昭 1＊・武田育郎 1

Behavior of dissolved organic matter in the two rivers
inflowing to Lakes Shinji and Nakaumi
Yuichi Sugitani1, Hiroaki Somura1* and Ikuo Takeda1
Abstract: Dissolved organic matter (DOM) in water samples from the Hii and Iinashi Rivers,
located in the eastern part of Shimane Prefecture, Japan, was fractionated and characterized, using

resin adsorbents, into 5 classes: aquatic humic substances (AHS), hydrophobic neutrals (HoN),

hydrophilic acids (HiA), bases (BaS), and hydrophilic neutrals (HiN). Subsequently, the ratiosof these 5 classes in the dissolved organic carbon (DOC) content were examined, along with thedetermination of seasonal variation of the fractionated DOM, the ultraviolet absorbance to DOC

ratio (UV:DOC), and the estimation of the DOM fraction from the regression line of the UV
absorbance curve at 260 nm (E260). The results showed that the major fractions of DOM were

AHS and HiA in the target rivers. There was no significant change in the ratio of AHS and HiA
in DOC after a 100-day biodegradation examination of the river samples. In addition, seasonalvariation was observed in the DOC concentration and in the AHS and HiA components. Afterbiodegradation of the water samples, some of the DOC concentration peaks decreased and thevariation trends became slightly smoother. In addition, the AHS component tended to be higher

than the HiA component throughout the year. The relation between AHS and HiA did not change
after the biodegradation examination. Moreover, the concentration of refractory DOM was thehighest in the upstream water sample of the Hii River, while there were small differences in theconcentrations in the downstream water samples of both the Hii and Iinashi Rivers. The UV:DOC
ratios obtained from the three target sites were similar and became smaller after the biodegradation

examination, but the change was not statistically significant. Finally, the AHS component could be

estimated from E260 of the sample before biodegradation using the relationships between the twoparameters.

Key words: refractory dissolved organic matter, seasonal trend, water environment, brackish lake1

島根大学生物資源科学部 Faculty of Life and Environmental Science, Shimane University, 1060 Nishikawatsu, Matsue, Shimane 690-8504, Japan.

＊

責任著者 Corresponding author (som-hiroaki@life.shimane-u.ac.jp)

受付日：2016 年 12 月 29 日，受理日：2017 年 3 月 23 日

47

杉谷優一・宗村広昭・武田育郎

は

じ

め

に

湖沼水資源の持続的利用や保全のためには，そこに流入する河川の水質特性などを把握することが重要である．宍道湖および中海は島根県の東部に位置する湖沼で，2005 年 11 月にラムサール会議において国際的に重要な湿地として認定された．また島根県は，それ以前の 1989 年以降 25 年にわたって湖沼水質保全計画を策定し，下水道整備などの各種水質保全策を推進している（島根県，2016 ）．しかし宍道湖・中海の COD 濃度（全層 75％値）はそれぞれ，5.7 mg l–1，
5.6 mg l–1（2013 年度）と発表されており，対策が始められてから現在までその値はほぼ横ばいで推移している．その結果として，環境基準値に設定されている
3 mg l–1 を 1 度も達成できていない．

水中の有機 物は懸濁態 有機 物（POM: Particulate
Organic Matter）と 溶 存 態 有 機 物（DOM: Dissolved

図 1 調査対象流域と河川水サンプリング地点．
Fig. 1 The target watersheds and water sampling points.

ている各種の施策，例えば，農業集落排水施設やである．飯梨川流域にも布部ダムと山佐ダムの 2 つの浄化槽の整備，によって削減・除去が進んでいるとダムがあり，洪水調整や水の安定供給などの目的で考えられる．一方近年，湖沼における有機物の多くが DOM であるということやその大部分は生物的に難運用されている．また，下流域には浄水施設が存在し，分解性であることが報告されている（例えば，国立環境研究所，2004；岡本・早川，2011）．従って，多くに重要な位置を占めている．

Organic Matter）に大別され，POM は島根県が実施し本流域の水は松江市や安来市の水道水源として非常土地利用および土壌種類の割合（表 1）から，両流の湖沼で観測されている COD の漸増は，湖水中において難分解性有機物（RDOM: Refractory Dissolved

域とも森林面積が大部分を占めており，斐伊川流域が83.0％，飯梨川流域が 88.0％と，若干飯梨川流域のている．しかし RDOM についてはその挙動など，把方が森林面積の割合が高い．次いで多いのは農地で，
斐伊川流域 11.6％，飯梨川流域 8.7％である．また土握されていない部分が多く，除去対策が立てにくい現壌種類では，褐色森林土壌が両流域とも大部分を占状にある．

めている．斐伊川流域の方が飯梨川流域より若干そOrganic Matter）が増加・蓄積しているためと考えられそこで本研究では，宍道湖・中海に流入する河川のの割合が低く，その代わり黒ボク土壌や低平地土壌

うち，流域面積が大きく湖沼水環境への影響度が高などの割合が飯梨川流域より高い．

いと考えられる斐伊川と飯梨川を対象に調査を行い，DOM および RDOM の分画による内部組成割合や，

斐伊川および飯梨川はそれぞれ宍道湖と中海に流入しており，湖沼水環境に影響を与えている．

それらの季節変動傾向の把握を通して，基礎的知見の蓄積を試みた．

研

究

方

法

河川水サンプリング

調査対象地域の概要

斐伊川では，最上流部である船通山の渓流水（以下，斐伊川上流）と下流部に位置する大津地点の河

調査対象河川である斐伊川および飯梨川の位置を

図 1 に示す．斐伊川は島根県の東部に位置し，流域
面積 911 km2，河川長約 63 km（大津地点まで）の一川水（以下，斐伊川下流）を採水した．斐伊川上流では 2009 年 2 月から 12 月にかけて，斐伊川下流では2009 年 1 月から 12 月にかけて，おおよそ月 1 回採水

級河川である．上流本川に砂防と発電を目的とした三成ダム，支川の 1 つである阿井川に発電を目的としたを行った．サンプル回数はそれぞれ，斐伊川上流 12 回，
斐伊川下流 15 回となった．

阿井川ダムがある．飯梨川も同様に，安来市を流下する一級河川で，流域面積 210 km2，河川長約 30 km

また飯梨川では，流域の下流部（以下，飯梨川下
48

杉谷・宗村・武田	
 
表 1	
 

宍道湖・中海へ流入する 2 河川における溶存態有機物の挙動

表 1	
  対象流域の土地利用と土壌種類
1
表
対象流域の土地利用と土壌種類．
Table 1 Land use and soil types in the target watersheds
Table 1 Land use and soil types in the target watersheds.
Hii RiverIinashi River

911

210

Paddy Fields

9.6

8.2

Upland Fields with orchards

2.0

0.5

Forest83.0

88.0

Residential area

3.3

1.5

Water

1.0

1.2

Others1.1

0.6

Ochric Gleysols

7.2

8.0

Andosols

13.6

7.5

Cambisols

54.0

66.6

Fluvic Gleysols

10.0

5.8

Regosols

12.7

8.5

Acrisols and Luvisols

2.2

3.3

Others0.3

0.3

Catchment area km2
Land use %Soil type %Source: Land use data were based on digital national information from the National Land
Information Office in the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (MLIT).
The data were developed based on the 1:25,000 topographic map and 1:100 subdivision plat
data (version 2009). Soil data were based on the 1:200,000 Fundamental Land Classification
Survey soil map prepared by the MLIT.

流）において採水を行った．飯梨川下流では 2009 年
2 月から 12 月にかけて，斐伊川と同様おおよそ月 1 回

3 時間焼成処理を施したガラス繊維ろ紙（Whatman
GF/F: 0.7 μm）で直ちにろ過を行った．ろ液は同様に採水を行った．サンプル回数は 13 回となった．

焼成処理を施した 500 ml のふたつきガラス製サンプ
ル瓶に保存した．各サンプルはろ過直後の DOM 分

河川水のサンプリングは，河川敷においてアイボー
イ 1000 ml（アズワン）を用いて，底質を掬い上げない
様に細心の注意を払いながら行った．

画試験（以下，DOMbefore）と長期間保存後の DOM 分
画 試 験（ 以下，DOMafter）のため 500 ml 瓶 2 本に取り分けた．長期間保存用のろ過サンプルは，20℃ に
表	
  1	
 
保った暗所で 100 日間保存した．本試験では 100 日

溶存態有機物の分析	 DOM 分画試験は，国立環境研究所（2001），Imai

間経過してバクテリアに分解された有機物を易分解性
DOM，100 日間経過しても分解されずに残っている有et al.（2003）に従って行った（図 2）．すなわち，長期と樹脂吸着分離手法（疎水性－親水性，酸性－塩基

機物を難分解性 DOM とした．
DOMbefore および DOMafter 用のろ液は，非イオン性性の違いによる分画）を実施し，分画後に各画分の溶存有機炭素（DOC）濃度を測定することで DOM の樹脂（DAX–8），強酸性陽イオン交換樹脂，強塩基性陰イオン交換樹脂を用いて 5 つ（疎水性酸 Aquatic

間分解試験（易分解性－難分解性の違いによる分画）

humic substances：AHS，疎水性中性物質 Hydrophobic

特性を評価した．

neutrals：HoN，親水性酸 Hydrophilic acids：HiA，塩サンプリングした河川水は研究室に持ち帰り450℃，
49杉谷優一・宗村広昭・武田育郎

図 2 樹脂吸着分画手法の概略図．分画：疎水性酸（AHS），疎水性中性物質（HoN），親水性酸（HiA），塩基物質（BaS），親水性中性物質（HiN）．親水性画分 HiF は HiA，BaS，HiN で構成（Imai et al., 2003）．

Fig. 2 Schematic diagram of the procedure for DOM fractionation. DOM fractions are AHS: Aquatic humic
substances, HoN: Hydrophobic neutrals, HiA: Hydrophilic acids, BaS: Bases, and HiN: hydrophilic neutrals. The wordhydrophilic fractions stands for HiF, which comprise HiA, BaS and HiN (Imai et al., 2003).
基 物 質 Bases：BaS， 親 水 性 中 性 物 質 Hydrophilic
neutrals：HiN）に分画した．

を陰 イオン 交 換 樹脂カラムに通 水したサンプルのDOC 濃度，B1，B2，B3 はそれぞれ，DAX–8 ブランク，

分 画 後 の サンプル はそれぞれ， 全 有 機 炭 素 計

陽イオン交換樹脂ブランク，陽イオン交換樹脂＋陰イ
オン交換樹脂ブランクの DOC 濃度，を示す．

（Shimadzu, TOC–V）を用いて DOC 濃 度 を測 定し，以下の計算式（1 ～ 5）によって各画分の濃度を算出した．

下の式（6）によって求めた．

AHS = DOM2 ×(elution volume)/(sample volume) (1)
HoN = DOM1 – AHS – (DOM3 – B1)		

BaS = (DOM3 – B1) – (DOM4 – B2)		
HiA = (DOM4 – B2) – (DOM5 – B3)		

また，DOMbefore と DOMafter の分画前のろ液および各画分の DOC 濃度によって計算される生分解率は以(2)Dbio =(3)(4)

HiN = DOM5 – B3				(5)

DOCbefore – DOCafter
× 100
DOCbefore(6)

ここで，Dbio：生分 解 率，DOCbofore：ろ過直後サン
プルの DOC 濃度，DOCafter：長期保存後サンプルの

ここで，DOM1：ろ液サンプルの DOC 濃度，DOM2：
DAX–8 カラム通水後 0.1MNaOH で溶出させたサンプ

DOC 濃度を示す．

さらに，ろ液（DOMbefore および DOMafter 用）の分
画前の紫外部吸光度は，ろ液を 6MHCl で pH2 に調ルの DOC 濃度，DOM3：DAX–8 カラム通水サンプルの DOC 濃度，DOM4：DOM3 を陽イオン交換樹脂カ

整後，紫外可視分光光度計（Shimadzu, UV–1800）をラムに通水したサンプルの DOC 濃度，DOM5：DOM450

杉谷・宗村・武田	
 
表 2	
 

宍道湖・中海へ流入する 2 河川における溶存態有機物の挙動

表 2	
  DOC 濃度の基本統計量 (mg L－1)
表 2 2DOC（mg l–1）． (mg L－1)
Table
Basic濃度の基本統計量
statistics in DOC concentration

Table 2 Basic statistics in DOC concentration (mg l–1).

Location

Hii Upstream

Hii Downstream

Iinashi Downstream

Before / After

Before / After

Before / After

Average

0.63 / 0.52

0.72 / 0.55

0.72 / 0.56

Standard error

0.075 / 0.070

0.044 / 0.033

0.052 / 0.050

Median value

0.58 / 0.47

0.64 / 0.53

0.67 / 0.48

Standard deviation

0.26 / 0.24

0.17 / 0.12

0.19 / 0.18

Variance

0.067 / 0.059

0.030 / 0.015

0.035 / 0.032

Minimum value

0.40 / 0.33

0.47 / 0.40

0.46 / 0.37

Maximum value

1.42 / 1.23

1.11 / 0.77

1.13 / 0.99

Number of samples

12 / 1215 / 1413 / 13100 daysbiodegradation

越していた．この 2 画分で，斐伊川上流では 82.8％，
斐 伊川下流では 77.7％，飯 梨 川下流では 84.5％の用い，測定波長を 260 nm として測定した．測定波長を 260 nm とした理由は，既往の研究より，疎水性酸

DOC 濃度を占めていた．Imai et al.（2001）が霞ヶ浦の主成分と考えられるフェノール基，ベンゼン－カル

流 入河川で行った調 査においても，AHS と HiA がDOC 濃度全体の 70％以上を占めていたと報告されてボキシル基を持つ化合物や，多環境芳香族化合物の極 大 波長が 200 ～ 290 nm にあること（Buffle et al.,
1982；国立環境研究所，2001），波長 240 nm 以下でおり，同様の傾向が確認された．有機酸画分の内部割合（AHS：HiA）を見ると，斐伊川上流では，51.1％：は硝酸イオンなどの影響を受けやすいこと（福島ら，1997），波長 250 nm 辺りの紫外部吸光度と DOM に

31.7％，斐伊川下流では，46.0％：31.7％，飯梨川下流

では，49.2％：35.3％となり，3 地点とも AHS の方が大は正の相関関係があること（Ogura and Hanya, 1968），
波長 260 nm の吸光度（以下，E260）は RDOM に高感

きい割合であった．斐伊川下流が他地点に比べて若干 AHS の割合が低いのは，HoN の割合が平均で 2.6度であること（Tambo and Kamei, 1989），が挙げられる．

から 3.7％高かったためである．渓流水・河川水 DOCの 主 要 物 質 は AHS で あり，AHS：HiA は 約 50 ％：結果および考察25％（Thurman，1985）や， 約 57％：30％（David andVance，1991）との報告があり，それらの結果と整合し溶存態有機物の DOC 濃度と画分割合ている．また霞ヶ浦流入河川調査（Imai et al., 2001）
では，AHS：HiA は 39％：37％と報告されており，そ斐 伊 川 上 流， 斐 伊 川 下流， 飯 梨 川 下流 における分画前の DOC 濃度の基 本統計 量を表 2 に示す．

れに比べると，斐伊川および飯梨川とも AHS の割合が大きかった．琵琶湖流入河川調査（今井ら，1998）

DOMbefore サンプルの斐伊川上流平均 DOC 濃度は 0.63

mg l ，斐伊川および飯梨川下流は 0.72 mg l であり，
–1

–1

では，AHS：HiA は 37 ～ 73％：23 ～ 35％と報告され3 地点で大きな差異（統計的有意差）は見られなかっ

表	
  2	
 

ており，本研究もおおよそその範囲内であった．

た．また最大・最小値や中央値なども同様に地点間	 の差異が見られなかった．DOMafter サンプルでは，3 地

この割合は土壌水の起源によって異なり，浅い O/A
層と深い B 層を比べると，O/A 層の方が AHS の割合

点とも DOMbefore より平均 DOC 濃度が低い値となった．なお，2009 年 2 月 25 日に採水された DOMafter のが高くなる（Cronan and Aiken, 1985）ことから，3 地点

DOC 濃度が DOMbefore より高い値を示したため，基とも伏流水より森林表層水や土壌表層水からの河川流量への寄与が大きいと考えられる．
また，疎 水性 DOM（AHS+HoN）と親 水性 DOM

本統計量を算出する際加味しなかった．
調査地 点における DOMbefere サンプルの各画分割（HiA+BaS+HiN）の割 合は， 斐 伊川上流 が 56.0％：
44.0％，斐 伊川下流が 54.6％：45.4％，飯 梨 川下流合（図 3–a）を見ると，調査地点による傾向の違いは見られず，3 地点とも有機酸画分の AHS と HiA が卓
51

杉谷優一・宗村広昭・武田育郎

図 3 (a) 溶存態有機物（DOM）および (b) 難分解性溶存態有機物（RDOM）の各画分割合の比較．平均値と標準偏差．AHS：疎水性酸，HoN：疎水性中性物質，HiA：親水性酸，BaS：塩基物質，HiN：親水性中性物質．

Fig. 3 Comparison of (a) dissolved organic matter (DOM) and (b) refractory dissolved organic matter (RDOM)
fractionations. Average percentage with standard deviation. DOM fractions are AHS: Aquatic humic substances, HoN:
Hydrophobic neutrals, HiA: Hydrophilic acids, BaS: Bases, and HiN: hydrophilic neutrals.

が 54.9%：45.1％であった．淀川水系における永井ら（2005）の研究でも，疎水性酸の存在割合は 42.3％か

溶存態有機物の季節変化
DOMbefore サンプルの分画前 DOC 濃度および，そら 64.8％で，親水性有機物の存在割合より大きいか同程度の値であったと報告されており，本研究でも同の大部分を占める AHS と HiA について季節変化を図4 に示す．斐伊川下流および飯梨川下流の変動傾向

様の傾向が確認された．
DOMafter サンプルに含まれる RDOM の各画分割合と比べて斐伊川上流は濃度ピークに違いが見られた．
流域下流の分画前 DOC 濃度は概ね 7 月にかけて漸（図 3–b）においても，DOMbefore と同様に，AHS と HiA

増し 12 月にかけて漸減する傾向がうかがえた．一方
斐伊川上流では，2009 年 4 月，5 月と，12 月に若干濃が全体の大部分を占めており，調査地点による傾向の違いは見られなかった．この 2 画分で，斐伊川上流

度の低下が見られるものの，9 月 29 日以外はほぼ一定の値を示した．斐伊川上流横田地点（北緯 35 度 10.4

では 83.0％，斐伊川下流では 78.9％，飯梨川下流では 82.9％であった．また，疎水性 DOM（AHS+HoN）

分，東経 133 度 06.2 分）の気象庁降水量データを見ると，2009 年 9 月 27 日より降水が観測され，採水日と親水性 DOM（HiA+BaS+HiN）の割合（斐伊川上流
56.6%：43.4％，斐伊川下流 52.9％：47.1％，飯梨川下を含む 3 日間の合計降水量は 26.0 mm であった．これが DOC 濃度上昇の一因と考えられるが，下流域

流 54.8％：45.2％）も DOMbefore と DOMafter で大きな変の分画前 DOC 濃度に上昇が見られた 6 月から 7 月に化は見られなかった．
52

宍道湖・中海へ流入する 2 河川における溶存態有機物の挙動

図 4 DOMbefore サンプルにおける分画前の DOC 濃度と分画後の疎水性酸（AHS）・
親水性酸（HiA）の季節変化．
Fig. 4 Seasonal variation of DOC concentration before fractionation, and aquatic humic
substances (AHS) and hydrophilic acids (HiA) in DOMbefore sample.

い DOC 濃度を示しており，河川によって違いがある

おける降水量増加時（横田地点降水量合計 79.5 mm：
6 月 29 から 7 月 1 日）に強い濃度上昇傾向が見られといえる．
DOMafter サンプルの分画前 DOC 濃度および，そのなかったことから，はっきりとした要因は不明である．
また年間を通して，AHS と HiA の変動傾向は 3 地点

大部分を占める AHS と HiA について季節変化を図 5に示す．なお，斐伊川上流 5 月 26 日の HiA が分画

とも，分画前 DOC 濃度に対応した変動傾向を示し，
AHS の方が HiA よりも高い傾向がうかがえた．ただ前の DOC 濃度と同程度になったため，グラフ内では点線で表示した．同様に，2 月 25 日の斐伊川下流のし，国立環境研究所（2004）による恋瀬川の調査結果（2001年 4月から2002 年3月の期間に毎月1回採水）

分画前 DOC 濃度が DOMbefore より高くなったため，グラフ内では点線で示した．分画前 DOC 濃度の変動

では，4 月から 9 月にかけて HiA の方が AHS よりも高53

杉谷優一・宗村広昭・武田育郎

図 5 DOMafter サン プル に お ける 分 画 前 の DOC 濃 度と分 画 後 の 疎 水 性 酸（RAHS）・親水性酸（RHiA）の季節変化．
Fig. 5 Seasonal variation of DOC concentration before fractionation, and aquatic
humic substances (RAHS) and hydrophilic acids (RHiA) in DOMafter sample.

傾向は DOMbefore の場合と同様であったが，斐伊川下流の DOC 濃度において DOMbefore サンプルで見られ画前 DOC 濃度に対応した変動傾向を示し，AHS の方が HiA よりも高い傾向がうかがえた．DOMbefore の場合

た 5 月 26 日，7 月 2 日，8 月 31 日，10 月 29 日，および12 月 24 日の濃度ピークが小さくなり，全体的に濃度と同様に恋瀬川（国立環境研究所，2004）とは逆の傾向であり，河川による違いがあるといえる．

変動が平準化された．飯梨川下流や斐伊川上流ではDOMbefore に比べて，全体的な分画前 DOC 濃度の低難分解性溶存態有機物の割合
生分解率から RDOM の割合を算出し平均値 ± 標

下が見られるものの，斐伊川下流のような傾向は認められなかった．また，DOMbefore の場合と同様に，年間準偏差で比較すると，斐伊川上流が 81.7 ± 10.7％，斐
伊川下流が 76.6 ± 12.9％，飯梨川下流が 75.3 ± 10.9％

を通して，AHS と HiA の変動傾向は 3 地点とも，分54

宍道湖・中海へ流入する 2 河川における溶存態有機物の挙動となった．斐伊川上流が最も高い平均 RDOM 割合を示し，流域下流に位置する 2 地点の割合が同程度で大きく異なるためと報告されている（Buffle et al., 1982;
McKnight et al., 1994）．そこで斐伊川および飯梨川において E260 と分画前 DOC 濃度を用いてその比を算出
し，地点毎の値を比較した．DOMbefore サンプルでは，あった．斐伊川上流が森林流域で人為的な影響を殆ど受けないのに対し，斐伊川下流および飯梨川下流

斐伊川上流が 30.2 ± 7.9（mABS·l·cm–1·mgC–1）
，斐伊川
–1
–1
下流が 32.9 ± 6.8（mABS·l·cm ·mgC ），飯梨川下流がは，流下過程で生活雑排水などの影響を多少なりとも受けるため，下流 2 地点の易分解性 DOM の割合が高くなったと推察される．また標準偏差から，斐伊川

32.5 ± 9.4（mABS·l·cm–1·mgC–1）となり，3 地点で大きな下流が最もばらつきが大きく，斐伊川上流および飯梨

差異はなかった．福島ら（1997）の研究では，森林流
出水の UV：DOC 比が 30（mABS·l·cm–1·mgC–1）と報告

川下流が同程度の値であった．流域の下流に位置する
2 地点においてばらつきに違いが見られるのは，河川されており，それに近い値であった．また，土壌由来
DOM は本質的に芳香族性であり，河川水の UV：DOC

水が流下過程で生活雑排水などに含まれる易分解性
DOM の影響を受ける程度が一定でないことや，集水

比 は23 か ら58（mABS·l·cm–1·mgC–1） 程 度（Fukushima
et al.，1996）との報告もされており，その範囲内に収ま域上流から本川・支川を伝って負荷物質が集積するる結果であった．DOMafter サンプルでは，斐伊川上流
が 27.2 ± 5.2（mABS·l·cm–1·mgC–1），斐伊川下流が 28.6

過程に違いがあるためと考えられる．斐伊川は流域面積が広く，流下過程で複数の大きな支川が流入するた± 7.0（mABS·l·cm–1·mgC–1）， 飯 梨 川 下 流 が 27.1 ± 5.4

め，上流に三成ダムや阿井川ダムがあるのもの，広範（mABS·l·cm–1·mgC–1）となり，DOMbefore サンプルよりその比は低い値を示した．しかし，対応のある t 検定を行っ

囲から負荷物質が集まり易く，その分ばらつきが大きくなったと考えられる．一方飯梨川下流は，上流に布た結果，生分解試験前後の UV：DOC 比に統計的有t= 2.012, p = 0.069；
意差は認められず（斐伊川上流 （11）部ダムと山佐ダムがあり，流下過程で一旦河川水が貯留され，ダム無しの場合に比べ滞留時間が長くなるこ

斐伊川下流 t（14）= 2.108, p = 0.054；飯梨川下流 t（12）= 2.050, p = 0.063），この傾向は，福島ら（1997）と同様とや，これら以外の大きな支川が無いことが，ばらつ
きが小さくなった要因と推察される．ただし平均生分
解率の視点で 3 地点を比べると，斐伊川上流 18.3％，であった．福島ら（1997）は，霞ヶ浦および琵琶湖への流入河川サンプルで生分解試験前後の UV：DOC 比の斐伊川下流 23.4％，飯梨川 24.7％となり，飯梨川が最も大きい．飯梨川流域において，森林面積割合が変化が明確でなかったのは，流出・流達過程で生活雑排水由来などの DOM の内，洗剤や食品など UV：DOC

高く農地や宅地面積の割合が小さいにも関らず易分
解性 DOM の割合が高かったのは，濃度のばらつき

比の低い画分がほぼ分解され，UV：DOC 比の高い画分が小さかったことも考慮すると，ダム下流においても家庭雑排水のような易分解性 DOM を含むものが安が大部分を占める状態になったためではないかと推察し定的に流入している可能性があるといえる．また，既往の研究（国立環境研究所，2004）では河川 DOM の研究所（2001）では，森林渓流水において生分解試験
後の UV：DOC 比に統計的有意差は認められなかったているが，未だ要因は明らかでない．また，国立環境

生分解率は，恋瀬川，桜川，花室川，小野川の 4 河川平均で 31％と報告されており，斐伊川および飯梨川

ものの，平均値は生分解試験前よりも大きな値を示したと報告されており，本研究結果と逆の傾向であった．
斐伊川および飯梨川における，生分解試験前後の UV：の方が若干低く，難分解性が多い河川であると考えられた．DOM の大部分を占める AHS では，斐伊川上

DOC 比の変化が国立環境研究所（2001）と異なる理由

流 20.3％，斐伊川下流 16.2％，飯梨川下流 17.2％となは，今後更なる調査が必要である．
UV：DOC 比の季節変化（図 6）を見ると，DOMbeforeり，斐伊川上流の平均分解率が最も大きかった．また，HiA では AHS よりも平均生分解率が高く斐伊川上流

サンプルでは，3 月や 4 月に高い値を示し 7 月にかけて低くなる傾向がうかがえ，さらに 8 月や 10 月に少しピー

38.2％，
斐伊川下流 35.9%，
飯梨川下流 29.5％であった．
河川水において AHS の方が HiA よりも難分解性であクが現れた．3 月から 4 月は雪解けが始まる時期であり，4 月後半からは水田の代掻きなどが始まる時期である．

ることは既往の研究（国立環境研究所，2004）でも報また，8 月から 10 月は降水量の多い時期であることを考告されており，同様の傾向であった．

慮すると，これらの時期に，表層土壌の流出や土壌層からの DOM の溶出が多くなることが原因と考えられる

紫外部吸光度：溶存有機炭素比（UV：DOC 比）の比較
UV：DOC 比は水塊によって異なり，その原因は土（McKnight et al., 1994；福島ら，1997）．一方，DOMafter サンプルでは DOMbefore に比べ変動が小さい傾向で，年壌起源の腐食質と内部生産由来のものとでその比が55

杉谷優一・宗村広昭・武田育郎

図6

波長 260 nm を用いた紫外部吸光度（E260）：DOC 比の季節変化．(a) 溶
存態有機物，(b) 難分解性溶存態有機物．

Fig. 6 Seasonal variation of UV absorbance at 260 nm : DOC ratios. (a) dissolved
organic carbon in DOM before sample, (b) refractory dissolved organic carbon in
DOMafter sample.

間を通じてほぼ一定の値を示した．この理由は定かでよび DOMafter サンプルとも，E260 と DOC 濃度の間に強なく更なるデータの蓄積が必要といえる．

い相関が確認された．特に人為的な影響の少ない斐

DOMbefore サンプルの紫外部吸光度（E260）と溶存態

伊川上流において，その傾向が顕著であった．しかし，HiA においては高い相関は確認されなかった．E260 は芳香族化合物（AHS の成分）と密接に関係し，脂肪族成分（HiA の成分）との相関はない（永井ら，2005）こと

有機物の関係本研究では河川水サンプルに含まれる DOC を 5 つから，妥当な結果といえる．従って AHS 画分に関しては今回採用した煩雑な分画手法ではなく，DOMbefore サに分画し内部割合などを比較検討してきたが，今回用いた手法は操作が非常に煩雑で，分析過程で誤差が生まれ易く，分析に費やす時間も非常に長い．そのためンプルの E260 から簡便にその DOC 濃度を推定できる

大量のサンプルを分析するには不向きな方法といえる．
既往の研究により，E260 は RDOM との関係性が強いことが示された．

と報告されているので，その関係性を利用し，斐伊川および飯梨川河川水に含まれる DOM および RDOM 濃

だけでも定期的にモニタリングすることで，その挙動や今回示した回帰直線などを活用し AHS の DOC 濃度

経年変動を詳細に把握することができ，宍道湖・中海の COD 濃度改善に資する情報を提供できるといえる．

度を E260 から簡便に推定できるか検討した．ここではDOMbefore サンプルの E260 と各画分との関係性を評価

ただし本研究は 1 年間の結果しかないため，関係性にした（表 3）．特に DOM の大部分を占める AHS と HiAに着目した．その結果，AHS においては，DOMbefore お

汎用性を持たせるためには更なるデータの蓄積が必要である．
56

杉谷・宗村・武田	
 
表 3	
 

宍道湖・中海へ流入する 2 河川における溶存態有機物の挙動

表 3	
  ろ液 (DOMbefore) の紫外部吸光度 (E260) と溶存態有機物の関係
before）
3 ろ液
表Table（DOMの紫外部吸光度（E260）と溶存態有機物の関係．
3 The
relationshipbetween ultraviolet
absorbance (E260) of DOMbefore sample and DOC

ultraviolet absorbance (E260) of DOMbefore sample and DOC
Table 3 The relationship between
concentration of dissolved organic matter
concentration of dissolved organic matters.

AHS

Hii Upstream

Hii Downstream

Iinashi Downstreamy = 13.927x + 0.0494(R =0.95)

y = 14.178x + 0.0338(R =0.72)

y = 11.154x + 0.1119

y = 10.986x + 0.0406(R =0.94)

y = 8.9727x + 0.0958(R =0.77)

y = 10.247x + 0.0671

y = 3.8327x + 0.1394(R =0.14)

y = 4.0211x + 0.158(R =0.041)

y = 5.6218x + 0.1384

y = 4.4662x + 0.0885

y = 5.2021x + 0.1063

y = 6.0093x + 0.0628

2

RAHS

2

HiA

2

RHiA

(R =0.20)
2

2

2

2

(R =0.067)
2(R2=0.67)(R2=0.74)(R2=0.19)(R2=0.28)

AHS: Aquatic humic substances, HiA: Hydrophilic acids, RAHS: Refractory AHS, RHiA:
Refractory HiA, y: Concentration (mg l-1), x: Absorbance.

まと流域下流に位置する 2 地点の割合が同程であっめた．

本研究では宍道湖・中海の COD 濃度改善のため•の基礎情報として，斐伊川と飯梨川から下流汽水湖へ流入する DOM の濃度を調査した．DOM を 5 つに分画し，それらの割合，季節変動，および E260 とDOC 濃度の関係を考察した．本研究のまとめを以下

•

に示す．
•

•

DOMbefere および DOMafter サンプルの各画分割合•

から，3 地点とも有機酸画分の AHS と HiA が卓越していた．
DOMbefere サンプル内の疎水性 DOM（AHS+HoN）

平均生分解率において，DOM の大部分を占める
AHS では，斐伊川上流が最も大きかった．また，HiA の方が AHS よりも平均分解率が高かった．

UV：DOC 比は地点間で大きな差異は無かった．
DOMafter サンプルでは，DOMbefore サンプルよりその比は低い値を示したが，生分解試験前後の UV：
DOC 比に統計的有意差は認めらなかった．
DOMbefore サンプルの紫外部吸光度（E260）と溶

存態有機物との関係式を求めた結果，AHS においては，DOMbefore および DOMafter サンプルとも，

E260 と DOC 濃 度とに強い相関が 確 認された．

と親 水性 DOM（HiA+BaS+HiN）の割 合は，100

特に人為的な影響の少ない斐伊川上流において，

日生分解試験前後で大きな変化は見られなかっその傾向が顕著であった．

た．
•

分画前 DOC 濃度の季節変化を見ると，DOMbefere今後，斐伊川および飯梨川から下流湖沼へ流入する DOM の削減策を講じるためには，本研究成果で得られた，DOMbefore と E260 との関係や UV：DOC 比

サンプルでは，斐伊川下流および飯梨川下流の変動傾向と比べて斐伊川上流は濃度ピークに違
表	
  3	
 
DOMafter サンプルでは全体的に濃いが見られた．
などを用いて，各支川の AHS 画分の挙動・季節変動
	 •度が低くなったが，DOMbefere の変動傾向と比べて，や流出水の起源調査を，広域で継続的に行うことが大きな変化は見られなかった．
AHS と HiA の季節変化を見ると，DOMbefere およ

重要といえる．

び DOMafter サンプルともに，分画前 DOC 濃度に謝対応した変動傾向を示した．また年間を通して
AHS の方が HiA よりも高い傾向がうかがえた．
•

辞

河川サンプルの分画に当たり，国立環境研究所の

河川水サンプル中の RDOM 割合を比較すると，
斐伊川上流が最も高い平均 RDOM 割合を示し，

今井章雄氏にご助言・ご指導いただいた．ここに記して感謝の意を表す．
57

杉谷優一・宗村広昭・武田育郎

引

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