福岡県保健環境研究所年報第36号，89－92，2009

短報
大牟田市内河川における懸濁物質中の亜鉛について
鳥羽峰樹・田中義人・白川ゆかり*・熊谷博史・松尾宏
公共用水域水質常時監視調査で、大牟田市内の一部試料から全亜鉛が特異的な高濃度で検出されたため原因解明調査を実施した。その調査の中で河川底質を用いて作成した模擬試料中の懸濁物質の亜鉛含有量は、干潮時刻前後に採取した河川水試料中の懸濁物質の亜鉛含有量と同レベルであった。河
川水採取日が晴天であったため、風雨などによる高濃度粒子状物質の流入が無く懸濁物質の大部分が底質の巻き上げによるものと推定された。本調査で実施したように簡単な手法を用いて河川底質から作成した模擬試料を分析することにより、平常時の河川水中の懸濁物質の亜鉛含有量が推定でき、SS濃度から懸濁態亜鉛濃度が計算できた。
［キーワード :亜鉛、懸濁物質、河川、底質］
１

はじめに日大牟田の日降水量が57mm で、図1に採水時間前後

平成18年5月10日の大牟田市内河川調査において、の10分ごとの降水量を示したように3)、12時30分から1

全亜鉛が環境基準点9地点のうち3地点で環境基準値3時30分にかけて強雨が記録されており、急な増水に(0.03mg/L)を超過した。そのうち、大牟田川の五月よる底質攪乱や道路粉塵等のフラッシュアウトの影響橋については、定常的に全亜鉛が検出され、その原因も考えられる。

解明について調査を続けているところであるが、諏訪川の三池鉄道河口鉄橋及び堂面川の新堂面橋について

表1

平成18年5月10日の大牟田市内河川調査結果

は、通常は0.01mg/L 以下である。しかし、当日の調査に限り、それぞれ0.12mg/L 及び0.07mg/L で特異的に高濃度であったことから、その原因解明のため、諏
訪川及び大牟田川で調査を行った。この調査の中で河川水中の懸濁物質に含まれる亜鉛について若干の知見を得たので報告する。
２

調査方法

２・１ 基準値超過時の概要
平成18年5月10日の調査結果は表1に示すとおり特に新堂面橋及び三池鉄道河口鉄橋の懸濁物質(SS)濃度が他地点に比べて非常に高く、SS に含まれる亜鉛によって全亜鉛濃度が高くなったと考えられる1)。SS が増加した原因としては、次のことが推察できる。平成
18年5月10日は中潮で干潮時刻は13時23分、干潮時の三池港の潮位は103cm であり 2)、新堂面橋、五月橋及び三池鉄道河口鉄橋の採水が12時43分から13時22分にかけて行われたため、潮位の変化による底質の攪乱や水位低下による採水時の底質の巻き上げが起こったと考えられる。また、気象庁の気象統計情報によると当図1

平成18年5月10日の降水量経時変化

福岡県保健環境研究所（〒818-0135 太宰府市大字向佐野39）*福岡県田川保健福祉環境事務所（〒825-8577 田川市大字伊田松原通り3292-2）―89―

２・２ 底質調査

３

降雨時増水、潮位変化による底質攪乱及び採水時の結果及び考察

３・１

底質調査

底質巻き上げの影響を評価するために大牟田川の住吉

亜鉛含有量を表2に示す。諏訪川の諏訪橋中央底質橋、諏訪川の片平橋及び諏訪橋において底質を採取しは 62μg/g-dry で 他に比較して低かった。諏訪橋右岸底た。試料の採取は平成20年8月8日及び平成21年1月27

質及び片平橋中央底質は 273μg/g-dry 及 び 172μg/g-dry

日に行った。試料の調製は、底質調査方法の湿試料のであった。また、大牟田川の住吉橋右岸底質は調製方法に準じて行い、含水率及び亜鉛含有量を分析

1120μg/g-dry で あった。既存の研究で微量有害化学物した。

質は粒子径の小さな SS 分に付着して流出する割合が２・３高いと報告されており 4)、諏訪橋中央底質の亜鉛含有

水質調査

潮位の変化による底質の攪乱、または、水位低下による底質の巻き上げによる影響を検討するために、当量が比較的低いのは、砂質であるため粒子径が大きいためと考えられる。

日の条件に近い平成21年1月27日(大潮、干潮時間16時5分、干潮時の三池港の潮位90cm)に諏訪川の三池鉄

表2

底質の亜鉛含有量

道河口鉄橋の採水地点(諏訪橋)及び大牟田川の五月橋下流の住吉橋において、干潮時間2時間前から3時間後まで、1時間毎にバケツで表層水を採取した。これらの試料を実験室に持ち帰り、全亜鉛濃度(T-Zn)、溶存態亜鉛濃度(D-Zn)及び SS を分析し、T-Zn と D-Znの差から懸濁態亜鉛濃度(P-Zn)、SS と P-Zn から SS中の亜鉛含有量(SS 中 Zn)を算出した。計算式は次のとおりである。
３・２

P-Zn(mg/L)＝ T-Zn(mg/L)－ D-Zn(mg/L)
SS 中 Zn(μg/g-SS)

水質調査

干潮時刻(L.W.)からの時間と水質との関係を、表3＝ P-Zn(mg/L)／ SS(mg/L)×1000000

及び表4に示す。

２・４ 懸濁模擬試料

表3

諏訪橋における水質調査結果

表4

住吉橋における水質調査結果

底質が SS の原因となった場合の懸濁試料の P-Znを推定するために、次の実験を行った。図2に示すように底質試料約1g を1L のポリ容器に採り精製水700mL を加えて約1時間振とうする。室温で一定時間静置した後に上澄み500mL を採取して懸濁模擬試料とした。振とう後の静置時間を0、10、60分と変化させて T-Zn、D-Zn 及び SS を分析し、P-Zn 及び SS 中 Znを算出した。

諏訪橋については干潮時刻の2時間前から2時間後にかけて、水深は52～55cm でほとんど変化しなかったが、EC は 28000μS/cm か ら 10500μS/cm ま で減少した。
干 潮 時 刻 の 3 時 間 後 に は 、 水 深 1 4 5 cm で EC が34600μS/cm で 潮の影響を受けて水位が上がってきてい
図2

懸濁模擬試料の作成方法る状況が確認できた。SS についても干潮時刻の2時間―90―

前から2時間後にかけては、12～18mg/L でほとんど変856μg/g-SS で あった。この実験結果から、底質に由来化無く、干潮時刻の3時間後には水位変化の影響を受する懸濁物質は沈降速度の比較的遅い一部の粒子であけ27mg/L に増加した。亜鉛濃度については、T-Zn はり時間とともに徐々に沈降するが、巻き上げ直後から0.007 ～ 0.011mg/L、 D-Zn は 0.003 ～ 0.006mg/L で あっ

60分後経っても SS 中 Zn はほぼ同じレベルであるこた。P-Zn は計算により 0.003 ～ 0.008mg/L で あった。SSとが分かった。

中 Zn は表3に示すように 250 ～ 385μg/g-SS で あった。
この数値は諏訪川右岸底質の亜鉛含有量とほぼ同じレ

表5

懸濁模擬試料の分析結果

ベルであり、水質試料中の SS の起源としては河川底質で説明できると考えられる。
一方、住吉橋については水深、EC ともに干潮時刻と対応した変化をしていた。SS については、水深が非常に浅く底質が攪乱された状況であり、干潮の45分前に 2060mg/L と 非常に高い濃度であった。SS 中 Zn は364 ～ 535μg/g-SS で あ り 、 住 吉 橋 右 岸 底 質 の1120μg/g-dry と 比較して低い値であったが、採水場所が河川中央であり、両岸付近は流速が遅く重金属類が蓄積しやすいこと 5) を考慮するとばらつきの範囲内でまた、懸濁模擬試料の SS 中 Zn は河川水質試料のあると思われる。

ものとほぼ同レベルであり、諏訪川で採取した底質3３・３検体の実験結果から同一河川の比較的近い場所で採取

懸濁模擬試料静置時間ごとの懸濁物質量の変化を図3に示す。縦した底質であれば性状と亜鉛含有量がかなり異なって軸は添加した底質全量が懸濁物質となったと仮定したも実験によって得られる SS 中 Zn はほぼ同じであっときの SS 濃度を100%とした場合の静置時間ごとのた。すなわち、底質が砂質か泥質かによって亜鉛含有SS 濃度の変化を示しており、諏訪橋右岸の底質では、量がかなり異なると思われるが、懸濁物質として水中静置時間0.5分のとき69.6%から徐々に沈降が進み60に分散する粒子の亜鉛含有量は大きく変化しないと思分後には38.8%となった。また、諏訪川中央の底質はわれる。したがって、今回行ったような河川底質を用砂質であるため、0.5分のとき5.6%、60分後に3.1%いた簡単な実験から晴天時の河川の SS 中 Zn が推定であった。

でき、SS 濃度から P-Zn を計算することができる。

図3

図4

添加した底質全量に対する懸濁物質量の割合

SS 中 Zn については、表5に示すように振とう後の静置時間が長いほど高い傾向が認められ、諏訪川では244 ～ 355μg/g-SS で 、静置時間が一定であればほぼ同じ値を示した。また、大牟田川の住吉橋でも 714 ～―91―

諏訪川試料の SS と P-Zn との関係

諏訪川の懸濁模擬試料及び水質試料について、SSと P-Zn との関係を図4に示した。特異的に全亜鉛濃度が高かった平成18年5月10日の三池鉄道河口鉄橋の SSは138mg/L であり、図4の懸濁模擬試料の SS と P-Zn

の関係式より計算した P-Zn は0.037mg/L となる。しいるためであると推定された。これらのことから、採かし、実際の全亜鉛濃度は0.12mg/L であり、底質以水地点付近の河川底質から簡単な手法で作成した模擬試料を分析することにより、晴天時の河川水試料の SS外の何らかの汚染物質が流入したと推測できる。
松尾らの報告 1)で大牟田川中流域の七浦橋における中 Zn が推定できる。

降雨時の SS と P-Zn の関係は①式で表せた。①式の SS

最後に、都市河川における感潮域亜鉛流出モデルのに138mg/L を代入すると、P-Zn は0.16mg/L となり、研究に対して研究助成を受けている財団法人鉄鋼環境全亜鉛濃度の実測値に近似した。

基金に対して謝意を表す。

[P-Zn]=0.00117×[SS]・・・①
平成18年5月10日の採水時間には強雨が記録されて文献おり、その影響で道路粉塵などの高負荷物質が河川に

1) 松尾宏他：都市河川における亜鉛の流出特性とそ流入した可能性もあるため、底質及び路上堆積物等をの存在形態，福岡県保健環境研究所年報，35，含む溶出モデルの検討が今後必要であると考えられ98-101，2008.
2）(財)日本気象協会：2006年潮汐表，50，2006.

た。

3）気象庁ホームページ（http://www. jma.go.jp/jma
４/index.html），気象統計情報，過去の気象データ検まとめ
諏訪川底質の亜鉛含有量は 62 ～ 273μg/g-dry、 大牟

索，10分ごとの値.

田川の住吉橋右岸底質は 1120μg/g-dry で 河川や性状な4）肱岡靖明，古米弘明：自動採水・測定装置を用いどによる違いが見られた。これらの底質を使用して作た分流式下水道排水区における長期連続雨天時都成した懸濁模擬試料の SS 中 Zn は振とう後の静置時

市ノンポイント負荷流出調査，水環境学会誌，26，

間 0 分 ～ 6 0 分 の 場 合 、 諏 訪 川 底 質 3 検 体 が 244 ～

4，237-242，2003.

355μg/g-SS、 大 牟 田 川 の 住 吉 橋 右 岸 底 質 が 714 ～5）芦田賢一，駒井幸雄：底質分析をめぐる濃度変動

856μg/g-SS で あり、干潮時刻前後に採取した河川水試‐重金属を中心として‐，水環境学会誌，16，2，

料の SS 中 Zn と同レベルであった。この理由は、河79-84，1993.

川水採取日が晴天で風雨などの影響をほとんど受けておらず、水位低下による底質攪乱の影響を主に受けて（英文要旨）

Estimation of zinc as a suspended substance in the major rivers in Omuta city
Mineki TOBA, Yoshito TANAKA, Yukari SHIRAKAWA*, Hiroshi KUMAGAI and Hiroshi MATSUO
Fukuoka Institute of Health and Environmental Sciences,
Mukaizano 39, Dazaifu, Fukuoka 818-0135, Japan*Fukuoka Prefecture Tagawa health welfare environmental office,
Ita Matubaradori 3292-2, Tagawa, Fukuoka 825-8577, Japan
Because zinc was detected in very high concentration during river monitoring in Omuta city on May 10, 2006, we carriedout a further investigation. Most of the zinc concentration of the suspended substance of the river water was the same as thezinc concentration of the suspended substance which we made from the mud that we gathered in a river. If river watercollection day occurred on a calm climatic condition, most of the suspended substance was found in the bottom mud. We
estimated the concentration of suspended zinc in river water using a simple testing mud from the river bottom and then wewere able to calculate suspended the concentration of zinc.
[Key words ; zinc, suspended substance, river, bottom mud]―92―