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オゾン処理水放流小水路における肉眼的底生動物と付着藻類の流程分布
大 野 正 彦＊（＊現自然環境部

要津久井公昭＊＊福嶋悟＊＊

横浜市環境科学研究所）

旨

底生動物と付着藻類に対するオゾン処理の影響を知るため、オゾン処理水のみを水源とする小水路で、それらの分布を調べた。ＢＯＤ、ＣＯＤ、硝酸性窒素、リン酸性リン及びいくつかのイオンは上流部と下流部で違わなかった。処理水の放流口のpHは低く（5.15〜5.26）、溶存酸素濃度は高かった（＞18mg/L）。流下に伴っても（約500ｍ）、それらの値は通常の値にならなかった。カワニナ、ヒメモノアラガイ及びサカマキガイは放流口で優占したが、140ｍ下流部ではこれら巻貝は減り、水生昆虫や珪藻が多様になった。巻貝は放流口で繁栄し他の種を抑制した。
緑藻キヌミドロ（基部細胞で存在）は、放流口近くの箇所において巻貝の激しい摂食下でも生存し、優占種となった。オゾン処理は放流口近くにおいて巻貝を繁殖させ、巻貝は底生生物群集（底生動物と付着藻類）に影響を及ぼすと考えられた。

キーワード：オゾン処理、下水、流程分布、肉眼的底生動物、付着藻類

１の9）、明瞭な結果は得られていない。

はじめに
近年、オゾン処理は塩素消毒の代替技術として多1,2）

著者らはオゾン処理の影響を知るため、オゾン処理くの水処理施設で使われている 。しかし、オゾン処水を維持用水とする北沢川緑道水路で1999年７月と10

理水が野外の水生生物に及ぼす影響についてほとんど

月に水生生物を調べ、水生生物は特異な分布形態を示明らかにされていない。わずかに行われた野外調査でしていると報告した11）。すなわち、オゾン処理水放流は影響について異なる傾向が示されている。処理水を口付近ではヒメモノアラガイ、サカマキガイ及びカワ3）水源とする小水路でユスリカの減少 や付着藻類細胞
4,5）

ニナの貝類（巻貝）と緑藻キヌミドロ（スティゲオクが報告されている。一方、オゾン処理水

ロニウムStigeoclonium spp.）が優占し、下流部ではユ流入河川については処理水の影響が顕著でなく、汚濁

スリカが増加し珪藻や藍藻も多くなると報告した。こ水域に多い藻類の出現6）、肉眼的底生動物（以下、底れらの分布状況から、オゾン処理水は底生動物と付着数の低下

7）生動物と称す。）群集の違いは小さいこと が述べら藻類に影響を及ぼしていると推測した。

れている。オゾン処理水は室内実験では珪藻の増殖を

前報11） では巻貝とユスリカの関係について述べた

促進させるが8）、野外の処理水流入後の地点では緑藻が、他の底生動物については言及していない。そして、類のキヌミドロ（スティゲオクロニウムStigeoclonium

付着藻類についてもキヌミドロと珪藻・緑藻の優占度

9）spp.）が優占するといわれる 。オゾン処理水放流口について述べたが、種まで同定していない。今回、底ではキヌミドロが第１優占種となることが多いが、珪生動物と付着藻類の流程分布をより詳細に調べ、その10）藻が優占することもある 。オゾン処理は塩素に比較分布要因を検討した。

して河川生態系へのダメージは少ないといわれるもの
東京都環境科学研究所年報2002

−210−２まで管の長さは約450mで、処理水は約８分間で到達

調査地点
北沢川緑道水路（図１）は、世田谷区代沢５丁目から池尻３丁目までの約１kmの小水路である。暗渠とする。他から流入する水はない。東仲橋付近で暗渠となり、最終的に目黒川に流入する。

なった従来の北沢川の上に造られ、落合処理場の処理

橋 場 橋 か ら 下 代 田 橋 ま で は 川 幅 約1.5ｍ、 水 深 約

水を用いて1997年３月に通水された。目黒川に送られ10cm、流速10〜40cm/秒、底質は径３〜５cmほどのる水（二次処理後砂ろ過・照射量45mW･S/cm2で紫角礫の、ほぼ均一な直線的な人工的小水路である。た外線処理された水）を池尻４丁目（池尻北児童遊園地

だし、公園放流口では径15〜20cm程度の丸い礫であ下）で分水し、代沢せせらぎ公園（代沢４丁目）のオる。魚のために所々に桝が埋められ深くなった箇所がゾン処理施設でPACによる脱リン後、オゾン処理しある。水路の脇は植栽され、散歩道が水路に沿い、そ（オゾン注入率約6mg/Ｌ、反応時間10分間、滞留時間

こには落葉樹が植えられている。橋場橋から下代田橋30分間）、３カ所の放流口から総計画水量1,800m3/日までの区間約500ｍの９地点で底生動物と付着藻類ので流している。処理施設から最上流の放流口（橋場橋）

分布と水質の変化を調べた。

図１

北沢緑道水路調査地点
距離は橋場橋放流口からの距離
実線：水路（開渠）
破線：オゾン処理施設から各放流口までの導管（暗渠）３調査時期・調査方法

排水試験法（JISK 0102）に準拠し、栄養塩類はオー



調査時期

トアナライザー（ブラン・ルーベ社）、陰・陽イオン

水質等環境要因を2000年３月２日に、底生動物と付着藻類を３月３日に調査した。
調査方法

ア

水質等環境要因で測定した。また、2001年12月に水中のアルミニウムをキノリノール吸光光度法（JISK 0102）で測定した。
採集箇所の川幅を巻き尺で、水深を物差しで測定し10）

前報

はイオンクロマトグラフ（ダイオネクス社DX-500）と同様の方法で水質等環境要因を調べた。

水温、pH、溶存酸素濃度および電気伝導度は、現た。表層（表面から３cm下）と底層（河床の２cm上）の流速を流速計（コスモ理研CR-7WP）で測定した。

地で水質測定器（堀場製作所水質チェッカー U-10）

底質を記録した。

を用いて測定した。同様に現場で溶存オゾン濃度をオイゾン計（ハック社）で、残留塩素をパックテスト（共立理化学研究所）により測定した。

底生動物
25cm×25cmの枠を河床に置き、下流側に柄付きのナイロン網（横30cm、縦20cm、網目約0.5mm）を立各地点でポリエチレン瓶に採水し、アイスボックスてた。近くに桝が埋められている場合は、桝の上流側に入れて持ち帰り、ＢＯＤ、ＣＯＤ、栄養塩類（硝酸を採集箇所とした。枠内の礫（深さ10cm程度）を網性窒素、亜硝酸性窒素、アンモニア性窒素、リン酸性内に入れ、その後、枠内をブラシでよくかき混ぜて網リン）、３種の陰イオン（塩素イオン等）及び４種のに流下させた。網内の採集物をバットにあけ、ポリエ陽イオン（ナトリウム等）を測定した。ＣＯＤは工場チレン瓶に入れ、ホルマリンを全量の５％になるよう東京都環境科学研究所年報

2002

−211−に加えた。各地点で採集を３回試みた。なお、混入を４結果と考察避けるため網は地点ごとに取り替えた。



水質等環境要因

実験室において、ホルマリン固定の試料を二段重ね水質等環境要因を表１に示した。水温は地点間に大のふるい（目の開き0.25、0.07mm）にあけ、水洗後、きな変化はみられなかった。調査時のpHは６以下で、実体顕微鏡下で底生動物を拾い、個体数を調べた。

３つの放流口の処理水pHは5.2〜5.3と低く、流下に伴ウい若干上昇した（福寿橋5.5、下代田橋5.8）。放流口の付着藻類礫表面に5cm×5cmの薄いゴム布を当て、周囲の藻溶存酸素濃度は高く、橋場橋、公園の各放流口では、類を歯ブラシで落とした。ゴムを取り去り、残ったそれぞれ＞19.99、18.2mg/Lの値を示した（中下橋放5cm平方の藻類を、よく洗った歯ブラシで擦りバット

流口は水深が2cm程度なので溶存酸素の測定できず）。

内に集めた。それをポリエチレン瓶に入れ、ホルマリ溶存酸素濃度は流下に伴い低下した（最下流部の福寿ンを全量の５％になるように加えた。なお、ここでも橋、下代田橋でそれぞれ15.0、13.5mg/L）。なお、こ歯ブラシは１回限りの使用とした。

こでは電極法を用いたが、ウィンクラー法と比べたと実験室において、定量試料を先細ガラス管に入れ、ころ、両者の測定値はほぼ一致した。調査時の水路の24時間静置後の沈澱物量を測定し、沈殿物量の約50倍溶存酸素はかなりの過飽和であった。また、放流口（橋に試料の容量を調整した。そこから0.05mLを大型界場橋直下、公園放流口）で微量の溶存オゾンを検出し線入りスライドガラス上に取り、24×32mmのカバ−た。

ガラスを載せた一次プレパラ−トを作成した。群集構

一方、電気伝導度、BOD、COD、硝酸性窒素、リ造と現存量の把握は、一次プレパラ−トに出現した藻

ン酸性リン及び６種の陰・陽イオンは地点間で大きな類を、顕微鏡（オリンパスBX）下で総合倍率600倍で差がなかった。BOD を除きこれらの値は、処理水由観察し，種類別に合計500から1000細胞を計数して行っ来のため高かった。アンモニア性窒素は各放流口で1.3た。細胞区分の不明瞭な糸状藍藻類は糸状体数を計数〜1.4mg/L、下流の下代田橋で0.9mg/Lと、前報11） のした。

値（0.1〜0.2mg/L）に比べ高く、流下に伴い若干減少した。水中アルミニウム濃度は0.03〜0.17mg/Ｌで高表１

北沢川緑道水路の環境要因（2000年3月2日）

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い値とはいえず、流下にともない増加する傾向にあっも、ユスリカが多かった。北沢川緑道水路において、た。

巻貝とユスリカが分布を異にしていることは確かであ
底生動物

る。

ウズムシ、ミミズ類、ヒル、カワニナ、ヒメモノア

ユスリカを含めたいくつかの底生動物と巻貝の関係

ラガイ、サカマキガイ、カワコザラガイ、ヨコエビ、を図２に示した。なお、図２では各地点で３試料採集

ミズムシ、アメリカザリガニ、コカゲロウ、コガタした合計27試料の分析結果を対象とした。また、ここ

シマトビケラ、ヒメトビケラ、ユスリカ、ヌカカ、ブではカワコザラを巻貝個体数に含めなかった。カワコ

ユが採集された。やや汚れた河川に多く生息する種でザラはサカマキガイ等（成貝殻高10mm程度）に比べあった。貧弱な底生動物相といえる。

格段に小型（同1.5mm程度）であり、落葉があると爆代表的な底生動物の個体数（３回の採集試料に出現発的に個体数を増加させるため集計しなかった。ユスした個体数の平均値と標準偏差）を表２に示した。前リカの密度は巻貝の増加により減少し、ミズムシとコ

11）

報

同様、放流口ではヒメモノアラガイ、サカマキ

ガタシマトビケラも巻貝と相反する関係にあった。コ

ガイ、カワニナ等の巻貝が多く、多くの水域で優占種

カゲロウも代沢橋の１試料（28個体/25×25cm2）をとなるユスリカは少なかった。一方、放流口から離れ除けば、巻貝が多い時は生息密度が低かった。ミミズると、巻貝が減りユスリカが多くなった。pHが5.4ととウズムシは巻貝と明瞭な関係はみられなかった。

低く、溶存酸素濃度が16.8mg/Lと高い中下橋上流で
表２

図２

巻貝でも種により分布が異なり、前報11） 同様、橋

北沢川緑道の底生動物個体数（2000年3月3日調査） 各調査地点で25cm×25cmのコードラートを3回採集。

巻貝３種（サカマキガイ、ヒメモノアラガイ、カワニナ）と各種底生動物の関係（2000年3月3日調査）

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場橋と中下橋放流口ではヒメモノアラガイとサカマキと、オゾン処理施設に近い放流口ほど、群集を構成すガイがみられ、公園放流口ではカワニナ（通水後まもる種類数が少ない傾向がある。最もオゾン処理施設になく公園放流口に放流）とサカマキガイが生息して、近い公園放流口では、藻類群集は２種類の緑藻類のみヒメモノアラガイは採れなかった。このように分布範で構成されている。オゾン処理施設からの距離が大き囲が異なるのは、ヒメモノアラガイとカワニナは競争

い放流口ほど、キヌミドロは減少し、珪藻類の占める関係にあるのかもしれない。今回、中下橋上流でカワ割合が増加した。

ニナが採集された（表２）。公園放流口以外で初めて水路の藻類群集は２〜22種類で構成され、上流側の採れたものである。カワニナの分布が拡大することで、地点で種類数が少なく、下流側の地点で多い傾向が認ヒメモノアラガイの分布域（密度）は減少する可能性められる。上流側の橋場橋８ｍ下から中下橋までの３がある。ヒメモノアラガイとサカマキガイの間には弱地点の群集では、キヌミドロが多く、全体の90％以上いが有意な相関（r=0.47、有意水準５％）があり、両を占めていた。その下流に位置する山下橋と福寿橋で種は共存していた。

キヌミドロの割合は僅かに減少し、多くの種類の珪藻付着藻類類が群集構成種となっていた。また、そこでは橋場橋



各地点で採取された藻類試料から得られた群集組放流口で多かったクサビケイソウは目立たない存在で成を表３に示した。３ヶ所の放流口の藻類群集は２あった。最下流地点の下代田橋では紅藻類のベニイト〜10種類で構成され、クサビケイソウ（Gomphonema

モ（Audouinella cyalybea）が最も多かったが、珪藻類のparvulum）あるいは緑藻類のキヌミドロ（スティゲオク

種類数の多いことが、その上流側の地点との類似点とロニウムStigeoclonium sp.）が多かった。前報11）

ではキヌミドロは複数種としたが、検討の結果１種としなっている。
北沢川緑道水路における生物の分布要因た。北沢川ではオゾン処理施設が公園放流口の近くに

北沢川緑道水路放流口では巻貝（ヒメモノアラガイ、ある。放流口と処理施設の位置関係（図１）からみる

サカマキガイ、カワニナ）が優占してユスリカ、ミズ

表３

北沢川緑道水路の付着藻類群集（2000年3月3日調査）

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ムシ等が少ない。一方、下流部では巻貝が少なくユスような付着様式の種類は巻貝の摂食の影響を受けやすリカ、ミズムシ等が増加した。水温、河床の底質や流い15）。クサビケイソウは、北沢川緑道と同じように下速は地点間で大きく異なることはなかった。また、水水処理水を維持用水としている江川では、コカゲロウ

質でもＢＯＤ、ＣＯＤ及び栄養塩類等は、アンモニアの摂食の影響を強く受けている（福嶋、未発表）。一方、性窒素で減少（1.4→0.9mg/L）がある以外はほとんどこの種類はオゾン消毒した下水処理水を流した屋外人変わらなかった。放流口でpHが低く、過飽和の溶存工水路で多く出現しており、橋場橋放流口でそれに次酸素濃度が高かったが（橋場橋、公園の各放流口で、いで多かったハリケイソウ（Nitzschia palea）にも同じそれぞれ＞19.99、18.2mg/L）、流下に伴い大きく変化傾向が認められている。クサビケイソウとハリケイソしたとはいえなかった。２つの放流口で微量の溶存オ

ウはオゾンの影響を他の種類ほど受けないため、放流ゾンを検出したが、そのすぐ下流（５〜８m下流、巻口で現存量を増加させることが容易であると考えられ貝が優占している部分）では検出できなかった。今回る。また、巻貝の個体数が多い場所でも、貝の分布がの調査では底生動物に影響を及ぼしている環境要因を局所的であれば、貝の密度が低く藻類の種間競争が小特定することはできなかった。

さい環境下で、クサビケイソウが急激に現存量を増加

では、ユスリカ等は放流口付近で生息できないのであろうか。公園放流口に実験水路（樋に陸上にあったさせるような現象が、放流口の群集構造に反映した可能性がある。

小礫を置いたもの）を2001年９月に設置すると、間も本研究結果から、オゾン処理が巻貝類の繁殖を促しなくユスリカがみられ、その後、減少した。巻貝（サ（その機構は不明）、多数の巻貝が底生動物や付着藻類

カマキガイ、カワニナ）が増えてくるとユスリカはほ等の石の上に生育する生物群集に影響を及ぼしている

とんどみられなくなったが、翌年の初夏に樹影で水路ことが推察された。下流部で巻貝が少ないのは、巻貝が暗くなると、ユスリカは急激に増加し、コガタシマを利してきたものが流下に伴い消失したのかもしれな

トビケラやミズムシも増えた（大野、未発表）。このい。下流部では巻貝が少ないため、底生動物や付着藻ように、ユスリカは各放流口付近でも生息可能であり、類の種多様性が増加したと想像できる。

生理的に分布できないのではなく、生態的な種間関係、つまり巻貝によりユスリカの分布が抑えられていると考えた方が適当であろう。

５

おわりに野外の水生生物に対するオゾン処理水の影響につい藻類群集の最も大きな特徴として、緑藻類のキヌミては、前記のように異なる結果3−11）が報告されている。

ドロが多いことが挙げられる。北沢川緑道水路で観察

オゾン処理水の影響について異なったのは、調査地点されたキヌミドロは全て基部細胞で、糸状体は出現しの選定によるのであろう。すなわち、放流口からの距ていない。藻類を摂食する巻貝が増加すると、珪藻類離が異なれば影響の度合いも異なり、処理水のみと処

12）が減少して緑藻類が増加する 。また、巻貝の摂食に理水放流水路が通常の河川に合流するのでは影響度合

より、キヌミドロの糸状体は減少するが、基部細胞はいが異なると思われる。従来の研究では調査対象とし13）ほとんど減少しない 。さらに、基質に密着する珪藻て単一の生物群を用いたので、生物相の成立要因が処類も巻貝の摂食で減少するがキヌミドロの基部細胞は理水の直接的な影響か、種間関係なのかわからなかっ14）

影響を受けない 。北沢川緑道の放流口と水路で、巻た。今回、処理水のみを維持用水とした水路において貝が生息している多くの場所の藻類群集が、キヌミド底生動物と付着藻類の流程分布を調べ相互の関係を検ロの基部細胞が主体の群集構造となっていることは、討したことで、影響のしかたを推測することができた。

藻類群集が巻貝による摂食の影響を強く受けているここの推測をより確かなものにするため、今後も調査やとを示唆している。

実験が必要である。

巻貝の個体数が多い橋場橋放流口と中下橋放流口で謝は、クサビケイソウが群集の主な構成種となっている。
この種類は殻端の短い柄で基質に付着している。この辞

調査にご便宜を図っていただいた世田谷区北沢総合

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支所、（財）世田谷区都市整備公社まちづくりセンターStigeoclonium temue（Chlorophyta）in a woodland

及び代沢せせらぎ公園協議会の皆様に深謝いたしま

stream,J.Phycol.,32,pp.54-63（1996）

す。また、水質分析にご協力いただいた職業能力開発

14）Munoz,I.,Real,H.,Guasch,H.,Navarro,E. and総合大学校渡辺勇先生、当所基盤研究部安藤晴夫、栗S.Sabater：Responce limitation by freshwater

田恵子研究員に深謝いたします。

snail（Stagnicola vulnerata）grazing pressure: anexperimental study,Arch.Hydrobiol., 148, pp.517-532

引用文献（2000）

１）杉光英俊：水環境におけるオゾンの利用状況，水環境学会誌,21, pp.126-132（1998）

15）McCormick,P.V. and R.J.Stevenson：Effects ofsnail grazing on benthic algal community structure２）伊藤泰郎：オゾンの不思議,講談社, 201pp.（1999）

in different nutrient environments, J.N.Am.Benthol.

３）阿部早智子ら：下水処理場排水の河川生物相に与Soc.,8,pp.162-172（1989）

える影響,日本水処理生物学会誌, 31,pp.51-59（1996）４）吉村千洋ら：オゾン消毒下水処理放流水を受容する河川の底生動物相に関する研究,水環境学会
誌,22,pp.609-615（1999）
５）大野正彦、古明地哲人：清流復活水路のユスリ
カ群集に及ぼすPAC（ポリ塩化アルミニウム）・
オ ゾ ン 処 理 の 影 響,東 京 都 環 境 科 学 研 究 所 年 報
1993,pp.75-82（1993）
６）Kuribayashi,S.:Reuse of treated wastewaterin an artiﬁcial stream（ seseragi ）in Kawasaki
City,Japan, Water.Sci.Tech.,23,pp.2209-2214（1991）
７）曽根庸夫、西村孝彦、栗林栄：下水処理水の親水利用性向上に関する実験調査,下水道協会誌,32,67-79.
（1995）
８）阿部早智子、須藤隆一：ガラス管内の付着藻類相に与える消毒剤の効果,日本水処理生物学会誌,34,pp.279−289（1998）
９）阿部早智子ら：河川付着藻類相に及ぼす下水処理水の影響,水環境学会年会講演集,33, p.24（1999）
10）田中宏明ら：１．河川水質と水生生物相との関係把握,平成９年度下水道関係調査研究年次報告書集,
pp.277-282（1998）
11）大野正彦、津久井公昭：オゾン処理水放流水路の生物相,東京都環境科学研究所年報2001,pp.133-142（2001）
12）Lowe. and R.D.Hunter：Effect of grazing byPhysa integra on periphyton community structure,
J.N.Am.Benthol.Soc.,7,pp.29-36（1988）
13）Rosemond,A.D. and S.H.Brawley：Speciesspeciﬁc characteristics explain persistence of
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Longitudinal Distribution of Benthic Macroinvertebrates andPeriphytic Algae in a Small Artiﬁcial Stream Only Receiving
Ozone-Treated Wastewater.
Masahiko Ohno, Takaaki Tsukui and Satoshi Fukushima

Summary
In order to know effects of ozone treatment on aquatic macroinvertebrates and periphytic algae, theirdistributions were researched in a small artiﬁcial stream only receiving ozone-treated wastewater. BOD, COD,NO3-N, PO4-P and some ions of the water were not different among the upper and lower reaches. pH waslow（5.15-5.26）and dissolved oxygen concentration was high（ ＞18mg/L）at outlets of the wastewater. They
maintained unusual values with passing through the watercourse（about 500m）. Snails（Semisulcospira libertina,
Austropeplea ollula and Physa acuta）were dominant at the outlets, but they decreased and aquatic insects anddiatoms became diverse about 140-meter downstream. The snails ﬂourished and oppressed the other species
near the outlets. A green alga, Stigeoclonium sp., only basal cells, survived under severe grazing of the snails andwas dominant near the outlets. It seemed that ozone treatment propagated the snails and the snails affected
benthic communities（macroinvertebrates and periphytic algae）in the restricted areas near the outlets.
Keywords: ozone treatment, wastewater, longitudinal distribution, benthic macroinvertebrates, periphytic algae

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