17. 琵琶湖・環境水における細菌関連調査研究

琵琶湖における細菌数の地点別経月変化について
古田世子・佐貫典子・吉田美紀・青木茂・金子光美 1）

要約
琵琶湖における細菌に関する調査は、大腸菌群（MPN法）および糞便性大腸菌群（m-FC法）が用いられてきた。これに加え細菌の現存量を把握するため、従属栄養細菌等について併せて調査を実施した。この結果、琵琶湖中央地点において北から南に向かってBODおよびCODの値が上昇する傾向があり、従属栄養細菌等の菌数が同様の傾向を示したことから、細菌数が有機物量に関連することが確認できたと考えられる。しかし、大腸菌群では、この傾向を示さない期間もあり、有機物量より水温の影響を強く受けることが考えられた。

1. はじめに
琵琶湖の水環境の保全と、安全性の高い良好な水質の現状を把握するため、生活環境の保全に関する環境基準のひとつとして大腸菌群（MPN法）が定められており定期的な調査を実施している。
また、水浴場の基準とされている糞便性大腸菌群（m-FC法）は糞便による直接的な汚染状況を把握できる指標であることから、これも併せて実施している。
しかし、大腸菌群は必ずしも糞便汚染を反映していると限らない（木下ら,1980）。
また、近年の琵琶湖深層部における溶存酸素の減少頻度の増加や生態系の変動について考える上では、細菌等の微生物が、琵琶湖の生態系の根底を支える重要な役割を果たしている。しかし、その情報は乏しく全168く把握できていないのが現状である。
そこで、琵琶湖水における有機汚濁指標とされている従属栄養細菌等の現存量や一般的な有機汚濁に左右されない糞便の直接的な汚染指標とされている嫌気性芽胞菌等について調査を実施し地点別経月変化について検討を行い若干の知見を得たので報告する。

図1

調査地点

2. 調査期間および調査方法
調査期間：2005年8月～2006年7月(1) 大腸菌群

調査場所：琵琶湖定期水質調査地点（図1）
13地点21検体（17B地点は水深別0.5m,5m,10m,20m,30m,40m,60m,80m,約90m）

BGLB培地を用いて、36℃ 48時間培養。
その後、MPN法にて大腸菌群数を算出。
(2) 糞便性大腸菌群数
メンブランフィルター（0.45μm）を用いて検水を試験方法：上水試験法(2001)および衛生試験法（2000）に準拠して実施

ろ過し、これ をm-FC培地に 密着させたも のを、44.5℃ 24時間培養。

1) 立命館大学

滋賀県琵琶湖環境科学研究センター試験研究報告書第3号

(3) 一般細菌(5) 従属栄養細菌

標準寒天培地を用いて、36℃ 24時間培養。
(4) 嫌気性菌

従属栄養細菌数（以下好気培養については従属栄養細菌と記す。）は、一般細菌が増殖しにくい低水温のGAM寒天培地を用いて、36℃ 24時間嫌気培養。
(5) 従属栄養細菌

水環境においても増殖できるため、有機汚濁指標として評価されている。特に本来的な水中細菌数を表現す

R2A寒天培地を用いて、20℃ 1週間好気培養およることと、培養方法が確立されていることからドイツ

び嫌気培養。

やオランダなど多くの国で測定されており、厚生労働(6) 嫌気性芽胞菌

省は水質管理目標設定項目の改正に向けて従属栄養検水500mlを75℃ 20分間加熱後速やかに冷却し細菌の追加を検討中であり、基準値は暫定2,000個/mlたものを、メンブランフィルター(0.45μm)を用以下とされているため、これを基準としてみると、基いてろ過し、これをハンドフォード改良培地に密準値以下の値を示した地点は全体で92.3%、北湖は着させ培地を2回重層した後、45℃ 24時間培養。

98.8%、南湖は84.7%であり、全体的に適合率は高かった。

3. 結果

次に、従属栄養細菌数（嫌気培養）の結果は全て(1) 大腸菌群2,000個/ml以下であったため、100個/ml以下の値を示

生活環境の保全に関する環境基準項目のひとつでした地点でみると、全体で92.3%、北湖は98.8%、南湖ある大腸菌群数は、琵琶湖において、基準値が類型AAは84.7%であり、好気培養の基準値より1/20の値でので、50MPN/100ml以下と規定されている（金子,1999）。

比較ではあるものの全く同じ割合を示した。

この基準値でみると、琵琶湖13調査地点（表層0.5m）(6) 嫌気性芽胞菌

における調査期間での適合率は、琵琶湖全体で水道水源として用いている環境水中では、嫌気性芽41.7％、北湖7地点（17A,17B,17C’,15B,13A,13C,胞菌の多くをウェルシュ菌が占めていると考えられ12B）は50％、南湖6地点（9B,8C,6B,4A,168,2）は31.9％ている。また、ウェルシュ菌は他の糞便指標細菌よりであり、北湖の方が適合率は高かった。

も残存性が高く、他の指標菌が検出できない水域でも(2) 糞便性大腸菌群検出される場合がある一方で、排出量が少ないため大糞便性大腸菌群数は、水浴場水質判定基準でみる量の水を試験する必要がある等の問題点もある。と、水質Aの区分で適合値は100個/100ml以下と規定さ

嫌気性芽胞菌に対する基準は、水道におけるクリプれている（金子,1999）。これを基準値としてみると、トスポリジウム暫定対策指針により100ml中に検出さ不適合は、1件のみで適合率は99.4%と高かった。しかれないこととなっている。本報告では500mlを検水とし、水質AAの区分でみると基準値は不検出（2個/100mlして用いたことから、10個/L未満の数値を示した割合未満）と規定されており、これを基準値としてみるとをみたところ、全体で71.2%、北湖は88.1%、南湖は適合率は全体で77.6%、北湖は92.9%、南湖は59.7%で54.4%であった。この数値は、糞便性大腸菌群の適合率あった。北湖での不適は6件のみであり適合率は大腸菌群に比べ高かった。と類似していた。
(7) 沿岸帯と中央地点での細菌数の変化(3) 一般細菌

琵琶湖北湖における西沿岸地点の17A、中央地点で一般細菌数は、環境基準に基づく基準値はないものの、水道法に基づく水質基準があり、この中で100個/ある17B、東沿岸地点の17C’における細菌数の変化について比較した。

ml以下であることが規定されている。この数値を基準

大腸菌群で比べると菌数の推移は図2のとおりで、値としてみると、100以下の値を示した地点は全体で17C’地点は9月と5月において他の地点に比べ高値と66.0%、北湖は84.5%、南湖は44.4%であった。大腸菌群

なり、17A地点では3月に他の地点より高値を示した。

および糞便性大腸菌群と同様に北湖の方が適合率がまた、各地点ともに秋期に高く春期に低い傾向が認高かった。

められた。

(4) 嫌気性菌

糞便性大腸菌群で比べると、17C’地点で9月、4月お嫌気性菌数は、環境基準に基づく基準値や水道法に基づく水質基準がないので、100個/ml以下の値を示した地点をみると、全体で89.7%、北湖は94.0%、南湖は84.7%であった。

よび7月に検出されたが他の地点では全て検出限界値以下であった。
嫌気性芽胞菌で比べると菌数の推移は図3のとおり
で、17C’地点は他の地点に比べ平均値は高値を示し

滋賀県琵琶湖環境科学研究センター試験研究報告書第3号

た。また、大腸菌群のような季節的な変動については認められなかった。
最後に従属栄養細菌数で比べると菌数の推移は図4のとおりで、17C’地点は8月、10月および7月を除き他の地点より高値を示した。各地点における1年間の平均値でみると17A地点：約150個/ml、17B地点：約80個/mlおよび17C’地点：約340個/mlとなり、17C’地点で高く、17B地点で低い値を示した。

17B
17A
17C'

5.0MPN/100mlLlog)

4.0
3.0
2.0
1.005

調査日

202005

年
8月
年
209月
05
年
20 1 0月
05
年
20 1 105 月
年
120 2 月06
年
20 1 月06
年
20 2 月06
年
20 3 月06
年
20 4 月06
年
20 5 月06
年
20 6 月06
年
7月0.0

図2図5Fig.2 大腸菌群数の月別変化

大腸菌群数の月別変化

琵琶湖中央地点

められた。

1.5
CFU/L(log)

しかし、7月～12月の間ではこの傾向を認めること17A
17B
17C'

2.0は出来なかった（図7）。従属栄養細菌数においても図8のとおり、大腸菌群数と同様の傾向が認められた。

1.0

さらに、一般細菌、嫌気性菌および従属栄養細菌（嫌気培養）ともに同様の傾向が認められた。

0.5

次に、有機物量との関連を考えるため、BODの結果

2005
年
2 0 8月05
20 年905 月
年
2 0 1005 月
年
20 11 月05
年
120 2月
06
年
20 1月
06
年
2 0 2月06
年
20 3 月
06
年
20 4月
06
年
2 0 5月
06
年
20 6月
06
年
7月

0.04.5

Fig.3 嫌気性芽胞菌数の月別変化

嫌気性芽胞菌数の月別変化17A
17B
17C'

4.0
CFU/ｍｌL(Log)

調査日

3.0

MPN/100ml(Log)

図3を見ると図9のとおりで北から南に向かって同様の増
4.0

1月10日

3.5

2月6日

3.0
3月6日

2.5
2.0

4月10日

1.5

5月9日

1.00.5

2.0

17B

1.0

図620 年9月
05
年
20 10月05
年
20 11月05
年
120 2 月06
年
12006 月
年
2月
2006
年
3月
2006
年
4月
2006
年
5月
2006
年
6月
2006
年
7月

年
8月

05
20

05

15B

12B

9B

6B

4A

Fig.6 大腸菌群数の地点別変化(1月～6月)

0.0

20

6月5日

0.0

（図5）について北湖から南湖にかけての細菌数の変化をみた。

MPN/100ml(Log)

河川等の影響を受けにくいと考えられる中央地点

7月3日
8月1日

3.0
2.52.0

9月5日
10月3日

1.5
1.00.5

11月7日
12月7日

0.0
17B

1月から6月における大腸菌群数の変化は、図6のとおりで北から南に向かって菌数が増加する傾向が認

大腸菌群数の地点別変化

4.5
4.0
3.5

従属栄養細菌数（好気培養）の月別変化(8) 琵琶湖中央地点における細菌数の変化

1月～6月の平均値（1月～6月）調査日

Fig.4 従属栄養細菌数(好気培養）の月別変化

図42
地点名

15B

12B

9B

6B

4A

Fig.7 大腸菌群数の地点別変化(7月～12月)

図7

大腸菌群数の地点別変化（7月～12月）

滋賀県琵琶湖環境科学研究センター試験研究報告書第3号

2
地点名

7月～12月の平均値

加が認められた。CODにおいても同様の結果を得た。
(9) 大腸菌群数と水温の関係

3050年
2月
年
2 0 3月06
年
2 0 4月06
年
2 0 5月06年
2 0 6月06年7月
06

調査日

20200612月
年
1月0620

年0511月

10月

年052020

年0505

年8月

年
9月

0.0

20

減と水温の変化が一致していることがわかる。

101.0

先送りしたものが図11であり、北湖7地点における大腸菌群数の平均値と水温の平均値で示した。菌数の増1520認できる。このため大腸菌群数を1ヶ月前の値として202.005描いており、水温変化の曲線と類似していることが確253.020

図10に示したように大腸菌群数は大きなS字カーブを

MPN/100ml(Log)

北湖平均水温北湖における大腸菌群と水温の月別変化をみると、Fig.11 北湖平均水温と大腸菌群数の月別変化

図11

北湖平均水温と大腸菌群数の月別変化

4.0

17B

15B

12B

9B

6B

4A

8月1日
9月5日
10月3日
11月7日
12月7日
1月10日
2月6日
3月6日
4月10日
5月9日
6月5日
7月3日
平均値

2

Fig.8 従属栄養細菌数の地点別変化 地点名

図8

従属栄養細菌数の地点別変化

17B

15B

12B

9B

6B

4A

8月1日
9月5日
10月3日
11月7日
12月7日
1月10日
2月6日
3月6日
4月10日
5月9日
6月5日
7月3日
平均値

2
地点名

Fig.9 BODの地点別変化

図9

2.0

1.0

0.0
0.0

℃

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

北湖水温と北湖平均大腸菌群数（１ヶ月後）
図12 Fig.12
北湖水温と北湖平均大腸菌群数（1ヶ月後）

1.61.41.2
1.00.80.60.40.20.0(mg/L)

y = 0.1351x - 0.3173
2R = 0.8731
3.0MPN/100ml(Log)

4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.50.0

CFU/ml(Log)℃

北湖平均大腸菌群数（1ヶ月後）

4.0

大腸菌群数は、北湖で数～数千MPN/100ml程度で平均値は約71MPN/100mlであった。南湖でも同様の数十～数千MPN/100ml程度で平均値は約164MPN/100mlであり、南湖の方が約2倍高い値を示した。
糞便性大腸菌群数は、北湖で数個/100ml程度で平均値は約1個/100mlであった。南湖では数個～数十個/100ml程度で平均値は約2個/100mlであり、南湖の方BODの地点別変化が約2倍高い値を示した。
一般細菌数は、北湖で数個～数十個/ml程度で平均値

MPN/100ml(log)

17B

5.0304.0253.02.01.0

17C'

151015B

20 年80月
20 5 年05 9 月
年
20 105 0 月
20 年105 1 月
年
20 1206 月
20 年106 月
20 年206 月
20 年306 月
20 年406 月
20 年506 月
20 年606 月
年
7月

005
2020

50.0℃

調査日

Fig.10 北湖における大腸菌群数の月別変化

図1017A

は約27個/mlであった。南湖では数十個～数千個/ml程度で平均値は約180個/mlであり、南湖の方が約7倍高い値を示した。

13A

従属栄養細菌数は、北湖で数十個～数千個/ml程度で13C

平均値は約160個/mlであった。南湖では数百個～数千12B個/ml程度で平均値は約460個/mlであり、南湖の方が約3

北湖平均大
腸菌群数
北湖平均水温倍高い値を示した。

北湖における大腸菌群数の月別変化

従属栄養細菌数（嫌気培養）では、北湖で数個～数十個/ml程度で平均値は約6個/mlであった。南湖では数十個～数百個/ml程度で平均値は約20個/mlであり、南湖のそこで、この相関を見ると図12のとおりで相関係数0.87と強い相関を確認した。南湖でも同様に大腸菌群方が約3倍高い値を示した。
嫌気性細菌数は、北湖で数個～数十個/ml程度で平数と水温との高い相関を得た。

均値は約3個/mlであった。南湖では数個～数百個/ml(10) 北湖と南湖における細菌数の変化程度で平均値は約12個/mlであり、南湖の方が約4倍高い

滋賀県琵琶湖環境科学研究センター試験研究報告書第3号

値を示した。

0.05.0

10.0

15.0

20.0

25.0

水温(℃）

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

DO(mg/L)

0

嫌気性芽胞菌数は、北湖で数個～数十個/L程度で平均値は約5個/Lであった。南湖では数個～数百個/L程

0度で平均値は約15個/Lであり、南湖の方が約3倍高い
200値を示した。
(11) 17B地点における水深別細菌数の変化
数の結果について、DOが深層部で低くなった9月26日

90m付近で急激にDOが減少すると、一般細菌、嫌気性菌および従属栄養細菌が増加している。特に嫌気性菌では80mで検出限界値以下となったが、90mでこの地点における最も高値を示した。また、従属栄養細菌（嫌気3 細菌数(Log)

2

一般細菌数
(CFU/ml)4020

水深(m)水深(m)水深(m)

果を図14に示す。この結果から、図13のとおり水深約120

水深別の溶存酸素濃度（以下DO）、水温および細菌の結果を図13に、DOの変化が少なかった3月20日の結0

嫌気性菌数(CFU/ml)

40

一般細菌

4060

従属栄養数
細菌数(CFU/ml)（好気一般細菌CFU/ml)
数

606080(CFU/ml)
従属栄養細菌数（嫌気CFU/ml)

80

嫌気性芽胞菌数(CFU/L)培養）においても90mで細菌数が2倍以上の増加に転じた。
しかし、DO濃度変化が少なかった図13では、80mおよび約90mにおける細菌数の変化はほとんど認められなかった。

80100

溶存酸素(mg/L)

1001004. 考察
環境基準項目である大腸菌群数は、基準値の適合率が水温(℃)

Fig.13 17B地点水深別細菌数(9月26日）
図13 17B地点水深別細菌数（9月26日）

低く50%にも達していない。しかし、糞便汚染の指標とされている糞便性大腸菌群は水浴場水質判定基準水質AAの区分での適合率が約80%であり、嫌気性芽胞菌では、ク0.0

リプトスポリジウム暫定対策指針による、適合率は約70%と高いことから、大腸菌群数の値のみで糞便由来の汚染の影響をみることは難しいと考えられた(金子，1999)。

20 00

沿岸帯と中央部での細菌数の変化をみると、糞便汚染
嫌気性芽胞菌は、17C’地点において高値を示したものの有機物等の影響は、大腸菌群および糞便性大腸菌群よりも従属栄養細菌の方が顕著に受けることが推察された。
有機汚濁指標のひとつとされている窒素およびリン

4.0

5.0

6.0

水温(℃)

5.0

110.0

23DO(mg/L)
4 細菌数(Log)
一般細菌数(CFU/ml)

40
20

水深(m) 水深(m)水深(m)が高い値を示した。このことから、河川等から流入する

3.020の指標菌とされている大腸菌群、糞便性大腸菌群およびし、従属栄養細菌については中央地点よりも沿岸帯の方

2.00.00

沿岸帯と中央部での明確な差は認められなかった。しか1.00

嫌気性菌数(CFU/ml)

404060

従属栄養
細菌数
一般細菌
（好気数CFU/ml)

6060

従属栄養
一般細菌
細菌数数
（嫌気(CFU/ml)
CFU/ml)(CFU/ml)80の濃度が従属栄養細菌の増減に関与しているとの報告もある（野村ら，1987）。
琵琶湖中央地点における細菌数の変化をみると、一般細菌、嫌気性菌および従属栄養細菌については、北から南に向かって細菌数が増加していた。これは、BODおよび嫌気性芽胞菌数(CFU/L)

8080

溶存酸素(mg/L)

100

100
100
水温(℃）

CODの値が北から南に向かって上昇する傾向と一致してFig.14 17B地点水深別細菌数（3月20日）いた。
このことから、細菌数が有機物量に関連することを確

図1417B地点水深別細菌数（3月20日）

滋賀県琵琶湖環境科学研究センター試験研究報告書第3号

認できたと考えられる。しかし、大腸菌群については、この傾向を示さない期間があり、有機物量より水温の影響を強く受けることが考えられる。
従属栄養細菌は一般細菌等に比べ地点・季節およびDOの変化についても影響を受けにくく、常に最も高い数値を示した。このことから、従属栄養細菌は、細菌の現存量を把握するため必要な試験項目であると考えられる。
以上より、琵琶湖における糞便汚染および有機汚濁の影響を把握するためには、大腸菌群だけでなく糞便性大腸菌群、嫌気性芽胞菌および従属栄養細菌などの細菌の動向を把握し、それぞれの菌数変化について解析検討をすることが重要であると考えられる。

5. 今後の課題
この報告は、1年間のみの検討であるのでデータ数が少なく充分な解析は実施できなかったため、継続的な試験を行うことで、より詳しい解析を行う必要がある。
また、琵琶湖深層部における低酸素化の細菌への影響については、継続的な調査とともに、DOを反映する細菌調査項目を検討することで、より詳しい解析を行うことが重要である。

引用文献
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上水試験法(2001):Ⅶ微生物試験総則：605-636.
金子光美(1999):排水処理と感染症リスク.月刊浄化槽,
284：12-20.
木下庸子・榊原春司・寺元薫・徳地幹夫・林賢一・
山口朝生・横田陽子・川添正幸(1980):びわ湖の糞便性大腸菌群試験について.滋賀県立衛生環境セン
ター所報, 15：83-84.
野村潔・伊藤貢・水嶋清嗣(1987):琵琶湖水界における従属栄養細菌の増殖制御要因について. 滋賀県立衛生環境センター所報, 14：131-134.

滋賀県琵琶湖環境科学研究センター試験研究報告書第3号