宮城教育大学環境教育研究紀要

第３巻

環境教育のための河川利用［2］- 広瀬川本流と支流の学習 村松

隆＊・森田衣子＊＊

広瀬川の本流域（関山、作並宿、白沢、滝の瀬、牛越橋）と支流域（新川、青下川、大倉川、芋沢川）の水質調査を行った。作並宿流域と芋沢川流域における温泉水の混入は、河川水の導電率を高め、広瀬川水質の流域特性を現す主要な要因となっている。新川は上流域における本流の導電率を低下させ、白沢地区における青下川と大倉川は本流の導電率変化にほとんど寄与していない。
青下川と芋沢川の化学的酸素要求量は他の流域の値に比べて高い。
さらに、芋沢川は温泉水（赤坂温泉）の流入によって高い導電率を示し、下流の水質に影響を与えている。導電率と化学的酸素要求量は、本流水質に及ぼす支流の効果や働きなどを学ぶための重要な指標である。

キーワード：環境教育・広瀬川・水質調査

１ . はじめに前報 1） では、宮城県内の主要河川である広瀬川、名取川、七北田川の水質調査を行い、河川中の物質の探索と環境教育への利用を検討した。
ナトリウムイオン、塩化物イオン、カルシウムイオン、硫酸イオンは、これら河川に共通した主要イオン成分で、流域によって濃度が異なり、流域の自然を理解する上で有用である。
さらに、広瀬川本流の源流域より下流域における水質調査 2）では、イオン成分以外に、導電率、溶存酸素、化学的酸素要求量、硬度などの指標値も、流域の自然環境に依存して変化し、河川学習に活用できることが確かめられた。
本報では、広瀬川本流以外に支流についても水質調査を行い、本流と支流の特徴を把握し、本流水質に及ぼす支流の働きなど、河川の実態に関する環境学習への利用を検討した。

２ . 水質調査
図１に広瀬川の調査地点を示す。本流として関山（源流）、作並宿（上流）、白沢（上流）、滝の瀬（中流）、牛越橋（中下流）の５箇所、主要な支流として、新川、青下川、大倉川、芋沢川の４箇所を選んだ。測定項目
は、水温、pH、導電率、含有イオン（Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO2-、NO3-、Br-、SO42-、PO43-）、溶存酸素（DO）、
生物化学的酸素要求量（BOD）、化学的酸素要求量（COD）である。調査は平成 12 年７月より 10 月まで、毎月１回の割合で、比較的安定した天候条件の下で行った。
* 宮城教育大学附属環境教育実践研究センター，** 宮城教育大学生涯教育総合課程自然環境専攻－ 45 －

図１．水質調査地点

環境教育のための河川利用［2］- 広瀬川本流と支流の学習 -また、牛越橋では、日の出から日没まで、１時間おき存酸素、濁度である。濁度は、水量や流速などによっに水温、pH、溶存酸素、導電率を測定した。ても大きく変動するが、導電率（イオン含有量）はほとんど変化しない。

３ . 調査結果
3-1. 牛越橋での定点測定

3-2. 広瀬川本流と支流の水質

牛越橋における日の出から日没までの定点測定結果

図３、図４、及び図５に水質測定結果を示す。広瀬を図２に示す。水温、pH、溶存酸素は、明け方頃より川に含まれる主要なイオンは、ナトリウムイオン、カ上昇し、15 時から 16 時頃をピークに下降に転じていルシウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオンの４種類る。pH と溶存酸素の変化は、河川水中植物による光合で、その他にカリウムイオン、マグネシウムイオン、硝成効果によるものであり、リモートセンシングで調べ酸イオンなどが少量含まれる。特に、ナトリウムイオた水田水（田尻町）の場合 3） とよく似た変化を示してン、カルシウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオンは、いる。河川が水田水と異なり流水系であるにも拘わら周囲の環境因子（温泉や流域の地理、地質構成など）にず、光合成効果を明瞭に観測することができ、植物とよって影響を受ける。上流域の作並温泉と中流域の芋河川との関わりを理解する学習に活用できることが分

沢川では、温泉水の流入により本流水質に特徴的な変かった。

化が認められた。関山（源流）はイオン含有量の少な

河川水質は、様々な環境因子の影響を受けて変化しい清水であるが、作並宿での温泉水の流入によりナトている。一日の中で影響を受ける指標は、水温、pH、溶リウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオンの含有量が増加する。この結果、作並宿流域の導電率は高い値を示す（図３）。この温泉成分は、途中の新川の合流によって希釈され白沢に至る。白沢では青下川と大倉川が合流するが、これらの支流は、本流の導電率変化にほとんど寄与しない。新川が青下川や大倉川とは異なった役割をもつことが分かる。白沢から滝の瀬までの間は、イオン含有量に顕著な変化は認められないが、芋沢川の合流地点では、赤坂温泉水の流入によりナトリウムイオンと塩化物イオンの濃度が増加し、導電率も高くなる。その後、牛越橋では、本流による希釈が進み、導電率は低下する。
広瀬川の BOD 値（図５）は、0.5 から 2.0 の間で変動

図２．牛越橋における定点測定結果（９月 19 日 ,2000 年）

図３．水質測定結果（導電率）－ 46 －

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第３巻

図４．水質測定結果（含有イオン）している。一方、COD は、青下川と芋沢川の両支流で場からも今後、継続した監視が必要である。

高い値が観測された。BOD 測定結果と併せて考えると、芋沢川は、他の流域と異なって、導電率と COD が高青下川と芋沢川が生物分解しにくい有機物により汚濁い。そこで、芋沢川支流の上流部から下流部にかけてしていることが予想される。特に、芋沢川周辺は、土水質調査を行った。芋沢川は蒲沢川と赤坂川の２つの地改良や水田など人的作用がなされている地域であり、支流をもつので、図６に示す５ヶ所の地点（●印）で生活排水以外に、例えば水田への有機肥料や農薬等の水質を調べた。調査結果を図７に示す。図７から分か散布など、種々な人的因子が汚濁指標（COD）に影響をるように、赤坂川ではナトリウムイオンと塩化物イオ与えていることも考えられる。芋沢川は、かつて有機ンが寄与して導電率の高い値が観測され、他の支流に汚濁の大きい河川であったが、現在は、BOD 値が環境比べて温泉水の影響が顕著に現れていることが分かる。

基準（3 mg/L）以下になっている。しかし、保全の立

蒲沢川は温泉水の影響も幾分現れているが、芋沢上流－ 47 －

環境教育のための河川利用［2］- 広瀬川本流と支流の学習 -図５．水質測定結果（BOD と COD）

４ . 河川学習への利用
広瀬川の本流と支流の水質調査により、本流水質に及ぼす支流の働きが流域によって異なることが分かった。これは導電率測定や COD 測定で簡単に確かめることができる。その働きの違いの要因を、自然発生起源と人為的起源に結びつけて考察することができ、河川の自然や人との関わりの学習に役立つ。COD は、広瀬川の特徴を表しており、学校教育の中でも取り上げることのできる指標の一つである。COD 測定については、小中学校でもよくパックテストが行われている。パックテストは、初心者向きの簡便な方法であるが、広瀬川の COD 値は概して低いので、本流と支流の違いを調べる目的にはあまり使えない。実際に行った広瀬川のパックテストでは、流域による違いはほとんど認めら図６．芋沢川水質調査地点（10 月 30 日 ,2000 年）

れなかった。本来、COD 測定には、JIS 規格に基づく分についてはその影響はほとんどみられない。化学的酸学校での実践には、より簡便な手法の検討が望まれる。

素要求量については、蒲沢川と芋沢川中流での値が広

たとえば、中学校レベルの実験には、JIS 法による操瀬川本流の値に比べて幾分高くなっている。

作手順を簡略化した簡易分析法 5） や COD メータを用い析法が適していると思われるが、操作に熟練が必要で、た方法などが適当である。
現在、広瀬川を用いた環境学習を展開している学校－ 48 －

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図７．芋沢川水質調査結果

はそれほど多くはなく、学区内に広瀬川がある場合が沢川は、人為的影響の大きい河川である。両河川の質ほとんどである。学習内容も、水生昆虫や河原の石なの違いは、河川学習を進める上で有用な素材となる。

どを題材にしたものが多く、水質調査も生物調査に補

しかも、芋沢川水質調査は、河川に及ぼす人の働き（た足する手段としてパックテストによる調査がほとんどとえば、水田と河川との関係、農薬の投与、富栄養化である。本来、水質調査は環境評価を定量的に行えるとその影響、土地利用による自然の改変、汚染がもた特徴をもっている。指標項目をうまく選べば、自然水らす環境影響、自然の修復力など）を類推する学習にの浄化と循環、河川の仕組みと役割、川と生きもの、川役立つと考えられる。と人との関係など、広瀬川を多くの環境学習に役立てられる。本研究における水質調査から、広瀬川環境学
習に役立つ物質科学的要素を大きく２つにまとめるこ

５．実践活動仙台市内中学校生徒（科学クラブ生徒 10 名、担当教とができる。

諭１名）を対象に、夏休みを利用して２日間にわたっ（１）温泉水の影響て広瀬川水質調査を行った。調査地点は、広瀬川上流温泉成分を環境指標として、導電率などの簡単な測の作並宿、白沢、芋沢川合流地点、及び牛越橋である。

定から、目には見えない「イオン」という物質が自然

１日目は、教室において広瀬川水質の概要と調査方法の水の中に多く溶けていること、そのイオンが流域のの説明を行い、２日目に現地における調査を実施した。

水質に影響を与えていることなど、流域の性格や特徴

調査項目は、pH、導電率、溶存酸素（DO メータ）、化を学びとることができる。

学的酸素要求量（COD メータ）である。
生徒による観測結果は次のようであった。①作並宿（２）広瀬川の支流の働き、人為的影響
新川は、関山源流と似た水質の清水である。一方、芋－ 49 －での導電率は他の流域に比べて最も高く、支流が合流

環境教育のための河川利用［2］- 広瀬川本流と支流の学習 -し下流（白沢）に進むにつれて次第に値が低くなって

４) 工場排水試験方法、
日本工業規格JISK0102（1993）.

いく。②芋沢流域付近の導電率は高く、牛越橋では低

５) 村松隆、環境水に関する実験 - 有機汚濁とそのく観測された。③ pH はメータ値、試験紙ともおよそ中指標、宮城教育大学理科教育研究施設年報、31性を示し、流域による違いは認められなかった。④溶

巻 ,pp.23-29（1995）.

存酸素はいずれの流域でも大きな違いは認められず、およそ飽和溶存酸素量に近い値が観測された。⑤化学的酸素要求量は芋沢川で高い値が観測され、その他の流域では低値であった。
広瀬川には多くの導電性物質（イオン）が含まれており、川の流域によって含有量が異なること、広瀬川の豊富な水量と速い流れの中で、導電性物質が希釈され、支流の役割をはっきりと認識させることができた。
また、芋沢川での COD 測定は、下流の水質に影響を与えることなど、人との関わりを考察する学習に役立てられた。
以上の取り組みは、中学生を対象とした「河川の仕組み」に関する学習の試行として行ったもので、広瀬川の特徴である温泉成分に着目し、その含有量変化を適当な流域で調査することで、身近な河川の仕組みや働きを実感させることができた。

本研究は、宮城教育大学環境教育実践研究センター
プロジェクト研究「水環境に関わる実験観察法のファイル化と学校での教材開発」の補助と、河川情報センター研究開発助成を受けて実施したものである。関係者各位にお礼申し上げる。

参考文献
１) 村松隆、國井惠子、高取知男、環境教育のための河川利用―河川中の指標物質の探索―、宮城
教育大学環境教育研究紀要、２巻、p p . 4 5 - 4 8（1999）.
２) 村松隆、國井惠子、広瀬川の水質分析―水質と環境教育―、宮城教育大学環境教育研究紀要、２巻 ,pp.49-55（1999）.
３) 見 上 一 幸 、 村 松 隆 、 岩 渕 成 紀 、 國 井 恵 子 、中澤堅一郎、加藤忠、斎藤智、野外フィールドのリモートセンシングと自然環境教育Ⅰ、 宮城
教育大学環境教育研究紀要、１巻、p p . 2 3 - 3 2（1998）.

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