水質汚染と対策の歴史を湖底堆積物の分析で明らかにする
（研究室 Pick UP!! 水環境学研究室）
かつて 「日本一汚染された沼」 とよばれた湖沼
手賀沼 (てがぬま) は、千葉県の柏市や我孫子市、印西市などのベッドタウンにまたがる湖沼です。手賀沼の水質は、現在ではある程度回復していますが、かつては COD* が 20 ppm を超え、「日本一汚染された沼」 とまでよばれた湖沼です。その汚染の原因は、1960年代の高度経済成長期に宅地開発が急速に進み、大量の生活排水が流れ込んだことによるものです。
現在の手賀沼 (大津川河口) の様子
水質汚染と対策の歴史を堆積物の分析で明らかにする
水環境学研究室では、手賀沼の水質汚染とその対策の変遷を湖沼の堆積物を分析することで明らかにしました。堆積物とは、河川から流入した土壌粒子や湖沼で生産された動植物の死骸などが湖底に降り積もって蓄積したものです。湖沼は河川と違って閉鎖的な環境となるので、堆積物の厚さは年を経るごとに増加していきます。例えば手賀沼の堆積物では、1 年で 1 cm～1.6 cm 厚くなることがわかっています。また、過去に水質汚染の原因となった化学物質は、当時の堆積物に取り込まれ、湖底の泥の中に保存されます。このため、堆積物を採取して深さ方向別に分析すれば、当時の水質の汚染状況や汚染対策の推移を年代別に探ることができます。
柱状に採取した堆積物 (これを“コア”といいます) に含まれる合成洗剤の成分 (直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩; LAS) を分析した結果、手賀沼の水質汚染のレベルは、1980年代から1990年代半ばまでがピークで、その後は劇的に減少していることがわかりました**。汚染物質の減少の度合いを当時の汚染対策と照らし合わせると、手賀沼周辺の下水道施設の普及や湖底のヘドロを取り除く “浚渫 (しゅんせつ) 工事” とほぼ連動して、汚染が減少していることが明らかとなりました。汚染対策では、その場の汚染の傾向を知ることは重要ですが、環境水は常に流動して変化していますから、現在のデータだけで過去からの汚染トレンドを明らかにすることはできません。今回の研究のように、堆積物に含まれる化学物質を測定することは、過去からの水質汚染レベルを明らかにできると共に、当時の社会環境の変化に関する重要な手がかりが得られることも示しています。
手賀沼堆積物コアの合成洗剤成分 (LAS) 分析結果 (Sampei et al. 2019) **
2003年の浚渫 (しゅんせつ) 工事の様子
*COD (化学的酸素要求量)：有機物による湖沼の汚濁状況をはかる代表的な指標。一般的にCODの値が10 (mg/L, ppm) を超える湖沼は “汚れている” とみなせる
**N. Sampei, K. Matsumoto, C. Mihara, S. Sakurai, T. Takeuchi, Y. Ohkouchi, K. Sugita, K. Inaba: Historical analysis of domestic wastewater pollution and its measures in Lake Teganuma basin using surfactant concentrations recorded in sediment core samples, SN APPLIED SCIENCES, 1, 376 (2019). [DOI: https://doi.org/10.1007/s42452-019-0376-9]
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