海洋開発および地球科学技術調査研究促進費による研究

〔内　容〕
　琵琶湖北湖湖水および流入河川水を対象として，１００日間生分解試験と３種類の樹脂を用いた溶存有機炭素（ＤＯＣ）分画手法を適用し，湖水・河川水中の溶存有機物を易−難分解性，疎水性−親水性，酸性−塩基性の違いに基づいて分画した。琵琶湖北湖湖水および流入河川水ともに，ＤＯＣ成分として有機酸(疎水性酸(フミン物質）＋親水性酸）が卓越していた。湖水では親水性（フミン物質：２５〜２７％，親水性酸：４０〜４８％），河川水ではフミン物質の存在比が大きかった（フミン物質：３７〜７３％，親水性酸：２３〜３５％）。１００日間生分解試験より，フミン物質はほとんど生分解しないことが確認されたが，親水性酸もかなりの部分は難分解性であることが明らかとなった。難分解性有機物＝フミン物質という等式は崩れた。長期における連続測定が可能であるＤＯ，ｐＨ，水温，電気伝導度を測定し，それらの変化量から，湖沼における一次生産を予測する手法を確立を目指した。本年度も，汽水湖である涸沼において本手法の検証を目的として，夏，秋，冬の計３回の連続測定を行った。同時に明・暗ボックスを用いた手法による一次生産測定も行った。１９９５〜９７年の十和田湖沖の水質と生物の調査から，十和田湖の動物プランクトン群集は，ヒメマスとワカサギの漁獲量の変化に関連して変化することが明らかになった。つまり，ワカサギの漁獲量が高い年は動物プランクトン群集は，枝角類のＢｏｓｍｉｎａ ｌｏｎｇｉｒｏｓｔｒｉｓや輪虫類が卓越するが，ヒメマスの漁獲量が高い年は，枝角類のＤａｐｈｎｉａ ｌｏｎｇｉｓｐｉｎａおよびカイアシ類のＡｃａｎｔｈｏｄｉａｐｔｏｍｕｓ ｐａｃｉｆｉｃｕｓの密度が高くなった。一方，植物プランクトン群集は捕食者である動物プランクトン群集の影響より，季節変化に伴う要因（例えば，水温，栄養塩等）により規定されていることが明らかになった。

〔発　表〕Ｋ-９，Ｂ-２５，７７，７８，ｂ-７７，１２３，１２４，１３０〜１３２

２．有害金属の形態別分析技術の開発と地下水汚染機構解明に関する研究

〔担当者〕

〔目　的〕
　近年，様々な有害物質による地下水汚染が顕在化し，その対策が緊急の課題となっている。一昨年に水環境基準項目，環境基準値の見直しや強化が行われて以来，ヒ素等の基準値を超える地下水汚染が，全国的に見つかっている。例えば，現在修復対策の始まっているトリクロロエチレン等でさえ水質環境基準不適合率は，当初３〜４％であったのに対し，ヒ素，ホウ素等によるその不適合率は環境庁の一次調査で既に１０％を超えていることが明らかになっている。ヒ素等は，多価元素であり，その毒性や挙動は，存在形態によって異なることが知られている。また，処理技術の開発に当たっても，化学形態を考慮する必要があることは言うまでもないことである。こうした背景から，本研究は，ヒ素を中心とする有害元素による地下水汚染機構の解明について，存在形態を考慮した研究課題を立て，対象となる地方に密着した観測技術の確立と無害化／低減化技術の開発を目指すものである。

〔内　容〕
　全国のヒ素に関する地下水汚染の原因は，人為由来というよりも自然由来に因ることが多い。例えば，平成６年度版水道統計では，原水中のヒ素濃度が環境基準値を上回った浄水場が１７カ所あり，そのような地下水質の特徴を以下にまとめると，１）ｐＨ値が高い，２）ＫＭＮＯ４消費量が大きく蒸発残留物が多い，３）Ｍｎ，Ｆｅ濃度，色度，濁度のうち１項目以上基準値超過していることが多い。つまり，自然由来のヒ素汚染機構は，地下水の酸化還元状態，Ｆｅ，Ｍｎ濃度等と密接な関係にあることが推察される。このような自然由来に，地域によっては農薬等からの有機態ヒ素汚染が加わっているのが実態である。このような汚染機構解明には，試料中のヒ素があるがままの状態で定量されなければならない。地下水試料中に含まれるヒ素の化学形態のうち，メチル態有機ヒ素化合物は，室温保存でも１週間以上変化しないのに対し，無機態のヒ素は，�X価及び�V価の還元／酸化現象が見られ，酸化還元電位や共存元素の影響を受けやすい。このことは，あるがままの状態を解明するための分離分析法の開発（例えば，ＨＰＬＣ-ＩＣＰ／ＭＳ法）が重要であることを意味している。そのような分離 分析法が確立されることによって，地下水の汚染機構解明が進展すること，さらに，処理技術に関して化学形態ごとの処理効率を明らかにすることができ，地域ごとの汚染実態に即した環境改善が期待される。なお，本研究において対象とする処理技術は，吸着剤方式と膜方式に大別でき，吸着剤方式に使用する材料は，活性アルミナ，二酸化マンガン，セリウムが挙げられ，膜方式には，イオン交換膜や逆浸透膜等の利用が考えられる。ヒ素に関する分離分析，処理技術の開発と他成分との因果関係を考慮した汚染機構解明調査に関する共同研究を，福岡県，高槻市等地方自治体研究機関及び国立公衆衛生院，国立医薬品食品衛生研究所と実施している。

〔発　表〕Ｂ-５５，５８，６０，６１，ｂ-１４２，１４３，１４５，１４６

３．兵庫県南部地震による突発的負荷変動が大阪湾環境に与える影響に関する研究

〔担当者〕

〔目　的〕
　兵庫県南部地震により，阪神地区の下水，排水処理施設が大きな損傷を受けたため，未処理水，各種廃棄物などによる流入汚濁負荷が増加した。このため総量規制の効果などで改善が進んでいた大阪湾の水質の再悪化が懸念された。特に，汚濁負荷の流入が集中する神戸地先では，水質等海域環境に大きな影響が出るものと考えられた。そこで，震災による流入負荷の変動や大阪湾の水質及び生態系の変動を克明に調査し記録して，今後の対策の基礎資料を作成することを目的とした。
　また，突発的な負荷の変動と，それにより引き起こされる生態系の変動，内部生産の増加，底層の貧酸素化などの過程を正確に把握することで，富栄養化の機構解明を研究するための，ほかでは得られない貴重なデータの蓄積が期待された。さらに，過大な有機汚濁や栄養塩の負荷は底泥に蓄積され，後年にも影響が及ぶものと考えられた。そこで，流入負荷や底泥からの栄養塩回帰を考慮した大阪湾の生態系モデルを構築し，集積されたデータを用いて生態系モデルを検証することを目的とした。

〔内　容〕
（１）震災による大阪湾への栄養塩及び有機汚濁負荷増　　加の実態把握に関する研究
　河川から流入する栄養塩の負荷につき，増水時の負荷量が大きいと言われてきたが，現在まで，極めてデータが不足している。本年度は，兵庫県を流れ，大阪湾に流入する５河川（武庫川，東川，夙川，妙法寺川，明石川）で，平成９年７月〜平成１０年１月の増水時に５回，流入量及び流入負荷量の調査を行った。
（２）震災後の大阪湾における生態系及び海域環境の変　　動把握に関する研究
　前年度に引き続き，本年度も長期にわたる震災の影響を調べるため，大阪湾にて５測点，播磨灘にて８測点を設定し，水質，生物量等の調査を平成９年５月〜平成１０年１月に４回行った。夏季に大阪湾，播磨灘の各３地点で採泥し，底泥の酸素消費速度と底泥からの栄養塩の溶出量を測定した。大阪湾底泥における酸素消費速度は，０．２４〜０．３４ｇ-Ｏ２／ｍ２／ｄａｙであり，東京湾奥の貧酸素化する海域底泥での値よりは小さかった。底泥からの有機物の溶出には，大阪湾と播磨灘の両方の試料とも特徴的なパターンが見られ，貧酸素になった直後の数日は有機物が盛んに溶出したが，その後消費され，水中の有機物濃度は実験初期の値に戻った。
（３）震災による負荷増加が大阪湾環境に与える影響の　　評価に関する研究
　前年度，大阪湾・播磨灘を１ｋｍメッシュで区切った３次元流動モデルを構築した。水温・塩分の実測値と計算値を比較した結果，海峡部の流入速度等に差違が見られ，計算領域で全般的に流速は計算値の方が大きかった。この原因の一つに，海峡部の境界条件が考えられたので，本年度は，計算領域を瀬戸内海全体に拡大した。この結果，計算された流速や，水温・塩分の水平・垂直分布は，実測値と良く一致するようになった。

〔発　表〕ｂ-９５

４．有用生物と資源を活用した汚濁水域の水質浄化・リサイクル・修復エコシステムの開発に関する研究

〔担当者〕