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三宅島における雨水等への火山ガスの影響について
天野冴子

木下輝昭

中浦久雄

岩崎好陽＊

辰市祐久

（＊現・においかおり環境協会）

要旨

平成 16 年 6 月から 8 月の期間において、三宅島において雨水、天水等の調査を行い、火山ガス等の影響について検討した。その結果、以下のことが明らかになった。
①

三宅島における雨水 pH の測定地点別の平均値は 3.4 〜 4.8 であり、都内平均に比べて概ね低くなっていた。

②

汚染源の指標とされている硝酸イオン（NO3-）濃度と非海塩性硫酸イオン（nss-SO42-）濃度の比を調べると、都内では 0.69 〜 1.4 であるのに対し、三宅島は 0.15 〜 0.56 とかなり低い。また、nss-SO 42濃度が、都内平均は 1.0 〜 1.8 褂/褄であるのに対し、三宅島では 1.4 〜 5.2 褂/褄と高い。これより、三宅島の雨水 pH の低下は、火山ガスの影響であることが示唆された。

キーワード：三宅島、火山ガス、雨水

Investigation of rain water about influence of volcanic gas
in Miyake Island
AMANO Saeko, KINOSHITA Teruaki, TATSUICHI Sukehisa,
NAKAURA Hisao, IWASAKI Yoshiharu ＊＊ Japan Association on Odor Envivonment

Summary

We investigated the influence of the volcanic gas in Miyake island on rain water during summer of Heisei 16 fiscal year. The results run as follows;① The range of average pH in rain which falls in Miyake is 3.4-4.8. This is low as comparedwith the pH range of Tokyo. (4.6-4.8).
② With regard to the ratio of NO3- to non sea salt SO42-, the range of this ratio on Miyake islandis 0.15-0.56. It is quite low value compared with ratio to Tokyo (0.69-1.4). Moreover, non sea
salt SO42- at Miyake is from 1.4mg/L to 5.2mg/L.

This value is high compared with Tokyo(1.0-1.8mg/L).
These results have shown that volcanic gas had influenced the rain water of Miyake island.

Key Word : Miyake Island, volcanic gas, rain

東京都環境科学研究所年報 2005─ 131 ─
1

はじめに

本研究ではこれら採取した雨水、天水と都内におけ

三宅島では、平成 12 年 6 月の噴火以降、二酸化硫黄（SO2）を多量に含む火山ガスの放出が続いており、る酸性雨調査結果との比較を行い、火山ガスの影響について検討を行ったので報告する。

調査時点（平成 16 年 6 月〜 8 月）の二酸化硫黄の放出量は 1 日当たり 3 千〜 1 万トン規模で、平成 14 年

2

秋以降横ばい傾向にある 1）。この火山ガスによる雨水(1)の酸性化が懸念され 2）、酸性化の程度が大きい場合は、水利用上の制約が生じたり、金属や石等の素材の腐食・劣化速度が早くなる可能性がある 3)-5）。

調査方法
調査地点及び雨水採取方法

雨水調査地点、天水採取地点、気象観測点を図 1 に示す。
雨水調査については島内全域を把握できるように、東京都では「三宅島災害対策技術会議」を平成 13 年

三宅島中央に位置する雄山を囲む形で 8 地点を選定し5 月に設置し、三宅島復旧にむけての各種事業の検討、た。採取器は 3 種類用い、これらの型式等を表 1 に、調整を技術的な面から行ってきた 6）｡平成 16 年度にお各地点で用いた採取器の種類を図 1 に示す。天水等のいては、小型脱硫装置の検証や枯損木の有効活用、農調査については、雨水を雑用水として利用するための産物の安全性について等さまざまな課題について技術

天水槽 10 ヶ所（図 1 △ a 〜 j）と、水道水源地である的立場から検討を行った 7)-9）。その一環として雨水に大路池（図 1 △ y）、農業用水池である西原貯水池（図対する火山ガスの影響を調べるため、雨水や雨水利用1 △ z）、小学校のプール（図 1 △ x）を対象に実施しのための天水槽などの水を採取し、水溶性イオン成分た。また､調査期間中の気象データは三宅島島内にある等の測定を行った。

3 地点の気象観測点（気象庁）から得た 10）。
表1

雨水採取器の概要

東京都環境科学研究所年報 2005─ 132 ─

図1

雨水及び天水槽等の調査地点と気象観測地点

東京都環境科学研究所年報 2005─ 133 ─表2

調査期間及び雨水サンプル回収日

表3(2)

測定項目

ここで調査期間及び調査方法

ただし、Na+ ：雨水中ナトリウムイオン（褂/褄）

調査は、平成 16 年 6 月から 8 月にかけて行った。

同様に、非海塩性カルシウムイオン（nss-(Ca 2+)）

雨水の調査期間、回収日を表 2 に示す。溜まった雨水は 100 裨ポリビンに移し変え、研究所に持ち帰って分

ss-(SO42-)＝ 0.251 × Na+（褂/褄）は、次式により算出した。
nss-(Ca2+)＝ Ca2+ − ss-(Ca2+)析を行った。また天水等については 6/3 − 8/3 の間に(2)ただし、100 裨ポリビンに採取を行った。

nss-(Ca2+)：非海塩性カルシウムイオン（褂/褄）

測定項目と対応する測定方法を表 3 に示す。貯留したポリタンクの水はメスシリンダーで測定をし、降水Ca2+ ：カルシウムイオン（褂/褄）

量を求めた。イオン成分は酸性雨調査には必要な項目

ss-(Ca2+)：海塩性カルシウムイオン（褂/褄）と言われている 11）ナトリウムイオン（Na+）、アンモ

ここで、ss-(Ca2+)＝ 0.038 × Na+（褂/褄）ニウムイオン（NH4+）、マグネシウムイオン（Mg2+）、カルシウムイオン（Ca2+）、カリウムイオン（K+）、塩化物イオン（Cl -）、硝酸イオン（NO 3 -）、硫酸イオン（SO42-）を測定した。

ア

雨水の pH 等について
pH 値等について測定地点別に整理した結果を、表 5に示す。調査地点によっては降雨がなかったため（資料 1 参照）、サンプル数が少ない地点がある。雨水の採3

結果及び考察取期間の長さは異なるが、三宅島の雨水 pH は、都内(1)雨水の状態の雨水を相当程度下回っており、pH3 クラスの雨水も雨水採取器ごとの雨水調査結果を表 4 − 1、4 − 2、多い。さらに、都内 12）に比べて pH の変動が大きく

4 − 3 に、調査期間中の気象観測地点の風向、風速、地点間の相違がみられる。環境省の報告 13）では、日降水量の測定結果を気象庁測定データより資料 1 に示

本全国の降水の地点別全期間（20 年間）の平均値はす。非海塩性（non sea salt : nss）の SO42-は酸性雨

pH4.49 〜 5.85 であり、2000 年度〜 2002 年度の測調査法 11）に習い次式により算出した。

定では、pH4 未満の試料が全体の約 5 ％である。三宅島では表 4 の 65 サンプル中 15 サンプルで pH4 未満

nss-(SO42-)＝ SO42-− ss-(SO42-)(1)を示しており、酸性化した降雨が多いことが伺える。

ただし、また、硝酸イオン（NO3-）濃度と非海塩性硫酸イオ

nss-(SO42-)：非海塩性硫酸イオン（褂/褄）ン（nss-SO42-）濃度の比を比較した。NO3-/nss-SO42-

SO42-：硫酸イオン（褂/褄）の値が高いほど人為的汚染の寄与率が高いとされていss-(SO42-)：海塩性硫酸イオン（褂/褄）る 14）。NO 3-/nss-SO 42-比率については、都内の平均

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表4−1

表4−2

雨水調査結果（酸性雨自動分析装置）

雨水調査結果（雨水自動採取器）

東京都環境科学研究所年報 2005─ 135 ─
表4−3

表5

雨水調査結果（簡易ろ過式採取器）

測定地点別の pH 等の測定結果

イ

降水量との関係地点 1（三宅村職員住宅）の酸性雨自動分析装置の

8 月 15 日における降水 0.5 ㎜毎の pH 等の測定結果を、図 2 に示す。一般には、雨水は降雨初期に pH が低い 15）とされているが、図 2 では初期にばらつきがあるものの、降水量 6 ㎜以降（約 20 分後）には pH4以下になり、長時間継続していた。また、資料 1 より、まとまって降った雨を採取したと考えられる 7 月 11日、23 日の地点 7（三宅支庁）のサンプルについて 1段目、2 段目、3 段目の pH 値を図 3 に示した。1 段目、2 段目の採水ビンには 1.6 ㎜相当の降水量が入り、が 0.70 〜 1.5 であるのに対し、三宅島では 0.15 〜3 段目は混合雨水となる。図 3 においては初期降雨に0.56 とかなり低い値を示した。さらに、nss-SO42-は、比べて後続降雨も同程度の pH であった。各イオン濃都内平均は 1.0 〜 1.8 褂/褄であるのに対し、三宅島で度を比較すると（表 4-2）、どのイオン成分も 1 段目はは 1.4 〜 5.2 褂/褄と高い。これより、三宅島の雨水2 段目に比べ程度の差はあるが高い濃度を示した。まpH の低下は、火山ガスの影響であることが示唆された、このときの火山ガスの発生状況については 11 日た。

は 0ppm、23 日は欠測であり、火山ガスとの直接の関係はこの 2 日間では認められなかった。

東京都環境科学研究所年報 2005─ 136 ─図2

図3

三宅村職員住宅における雨水 pH、EC、降水量の経時変化の事例（8 月 15 日）

三宅支庁における採水ビンの pH 値
図4ウ

雨水成分と海水成分の Na+ 比

イオン成分についてナトリウムイオン（Na +）濃度を平成 15 年度にお方で、SO42-については雨水の方が海水に比べはるかにける都内のデータ 12）と比較した。都内の Na+ 濃度は高い値を示した。火山ガス成分については、大部分が0.1 〜 0.6 褂/褄であるのに対し、三宅で採取した雨水SO2 であることが確認されており 18）、これは三宅島のは Na+ 濃度が 0.7 〜 800 褂/褄の範囲にあり、全ての雨水に火山ガスが溶け込んだためと考えられる。

地点において高い値を示した。また、海水の平均 pH

2）天水槽等の状況は 816）であるが、Na+ 濃度が高い雨水は pH 値が高い

天水槽等の水質測定結果を、表 6 に示す。表 6 より、傾向にあった。したがって、三宅島の雨水は都内に比天水槽の水は中性からアルカリ性であることが分かる。

べ、全量が海洋起源とされる Na+ 濃度が高く、濃度がこの原因としては、避難時には天水槽は樋が外され、高い場合は pH も高い傾向にあることから、海水の影新たな雨水の供給がなく、水が溜まっていた状態であ響を受けていることが明らかであった。

り、コンクリート製の槽からアルカリ分が溶出していさらに海水と雨水の成分比を明確にするため、表 4る可能性が考えられる。また、大路池（地点 y）の pHより、K +、Mg 2+、Ca 2+、Cl -、SO 42-を、100 ％海水は 7.8 と中性であった。一方、西原貯水池（地点ｚ）由来と考えられている Na+ で除し、Na+ に対する比率や小学校プール（地点ｘ）は、それぞれ pH4.0、を求めた。この結果と海水の Na+ に対するイオン比 17）

pH4.6 であった。これらの地点は水道水基準値（pH5.8を比較し、図 4 に示した。K+、Mg2+、Cl-は海水と雨〜 8.6） 19）や、都内の河川（pH6.5 〜 9.2） 20）より水は同じような Na+ 比を示し、海水の影響を認める一も酸性化していた。

東京都環境科学研究所年報 2005─ 137 ─
表64天水槽等調査結果

まとめ2）杉山孝一：東京都における三宅島噴火の影響、三宅三宅島における雨水等の調査を行い、以下のことが明らかになった。
①3）古明地哲人ら：コンクリート等への酸性雨の影響、三宅島における雨水 pH の測定地点別の平均値は3.4 〜 4.8 で、都内平均に比べて概ね低くなっていた。

②

汚染源の指標とされている硝酸イオン（NO3-）濃べると、都内では 0.69 〜 1.4 であるのに対し、三宅島は 0.15 〜 0.56 とかなり低い。また、nss-SO 42濃度が、都内平均は 1.0 〜 1.8 褂/褄であるのに対し、三宅島では 1.4 〜 5.2 褂/褄と高い範囲で分布していた。これより、三宅島の雨水 p Ｈの低下は、火山ガスの影響であることが示唆された。

4）鎌滝裕輝ら：青銅に対する人口酸性雨暴露実験、東5）古明地哲人ら：石像等への酸性雨影響調査(1)、東京都環境科学研究所年報、p318（1992）
6）東京都災害対策本部の対応等について、東京都災害対策本部報、第 288 報
7）平成 16 年第 1 回三宅島災害対策技術会議の内容について、東京都災害対策本部報、第 443 報
8）平成 16 年第 2 回三宅島災害対策技術会議の内容について、東京都災害対策本部報、第 451 報

三宅島では初期降雨よりも、後続降雨の pH の方が低く、長時間継続している場合がみられた。

④

東京都環境科学研究所年報（2002）

京都環境科学研究所年報、p304（1995）

度と非海塩性硫酸イオン（nss-SO42-）濃度の比を調③

島噴火と広域大気汚染、大気環境学会、p51（2001）

三宅島の水道水源である大路池は pH は中性であった。一方、西原貯水池は酸性化が認められた。

9）辰市祐久ら：東京都環境科学研究所年報、（2005）
10）気象庁電子閲覧室、http://www.data.kishou.
go.jp/etrn/index.html
11）酸性雨調査法研究会編：酸性雨調査法、p183
12）東京都環境科学研究所：地球環境及び浮遊粒子状

参考文献

物質関連データ集（平成 15 年度）

1）風早康平：三宅島火山における SO 2 放出量観測、
AIST Today、p11（2004.5）

13）環境省：酸性雨対策調査総合取りまとめ報告書（2004）

東京都環境科学研究所年報 2005─ 138 ─14）環境庁地球環境部監修：酸性雨、p30（平成 9 年）

トの環境濃度、東京都環境科学研究所年報 2003、

15）関東地方環境対策推進本部大気環境部会：酸性雨

pp.32-39（2003）19））厚生労働省令、第 101 号（平成 15 年 5 月 30

調査報告書、p4（平成 14 年）
16）東京都環境局：公共用水域の水質測定結果（平成15 年度）日）20）東京都環境局自然環境部水環境課：平成 17 年 617）酸性雨調査法研究会編：酸性雨調査法、p268

月の都内の河川・海域の水質測定結果（速報）18）横田久司ら：三宅島における SPM 及び硫酸ミス〈資料 1〉

伊豆、阿古及び坪田地区における気象データ

東京都環境科学研究所年報 2005