琵琶湖集水域に降下する大気汚染物質の琵琶湖水質への影響評価滋賀

琵琶湖集水域に降下する大気汚染物質の琵琶湖水質への影響評価
滋賀県北部における渓流水中硫酸イオンの起源解析
永淵修・橋本尚己・尾坂兼一・堀江清悟
(Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Cl－，NO3－，SO42－)である．降水
・はじめに
硫黄化合物(特に硫酸イオン)は硝酸性イオンとともに
酸性雨の主要な原因物質であることから，湖沼や土壌，
は，アルカリ度を除いた同項目の分析を行った．
・結果と考察
植生などに影響を与えると考えられている．そのため，
2009 年以降の両地点での降水中の SO42－濃度、負荷
硫黄化合物を含む大気汚染物質の動態、影響を把握
量，δ34S を比較したところ，大きな違いは見られなかった．
することは非常に重要であり，これに関する研究が数多
このことから，降水によって両地点に供給される SO42－
くなされている(例えば，佐竹編，2000)．
は同質，同量であるといえる．また，渓流水中 SO42－濃
硫酸イオン(SO42 － )の動態把握に関する研究では、
2－
34
度を比較したところ，摺墨では 3.20～9.18 mg/L，朽木
SO4 の起源推定に硫黄同位体比(δ S)が用いられて
では 1.23～2.23 mg/L の範囲で値が推移し，濃度に違
いる．大気中に放出される硫黄化合物は様々な起源に
いが見られた．このことから，朽木よりも摺墨の SO42－濃
由来し，それぞれが特有の δ34S を持つ．このことから，
度の方が高いのは，摺墨は流域面積が広い(摺墨:7.13
δ34S を比較することにより硫黄化合物の起源を推定する
ha，朽木:1.92 ha)ことから蒸発散量が多くなり，SO42－が
ことができる(向井，1994)．日本において SO42－の起源
濃縮されるためと考えられた．しかし，両流域の Cl－濃
解析には降水を用いることが一般的である．しかし，当
度が同程度(約 5.2 mg/L)であったため，濃縮によって濃
2－
研究室において渓流水でも SO4 の起源を解析できる
度に差が生じたとは考えにくい．
そこで、両流域における δ34S 及び δ18O を比較した．
場合もあることが示されている(土井ら，印刷中)．
当研究室では，滋賀県北部の摺墨と北西部の朽木
摺墨の渓流において δ34S は-4.64～+5.11‰，δ18O は
において，渓流・降雨の水文・水質調査を定期的に行
+15.7～+21.4‰の範囲で値が推移した．一方，朽木の
っている．その調査結果から，両流域では地質が類似
渓流では δ34S は +6.89 ～ +12.0‰ ， δ18O は +14.7 ～
しており，2003～2008 年の降水中 SO42－濃度の経年変
+25.4‰の範囲で値が推移した．日本国内における石
SO42
油起源の δ34S 値は-6～+4‰程度(丸山ら，2000)で，中
－
濃度は大きく異なっていた(摺墨:6～9 mg/L，朽木:1～
国北部で使用される石炭中の δ34S は+5～+18‰程度で
2 mg/L)．以上のことから，SO42－の起源は異なる可能性
ある(本山ら，2002)．また，大気降下物由来の SO42－の
があると考えられた．本研究では摺墨と朽木における渓
δ18O 値は+7～＋17‰程度である(Campbell et al.，2006)．
流水中 SO42－の起源を解析することを目的とした．
以上のことから，摺墨は北陸自動車道における石油（ガ
・調査方法
ソリン，軽油）燃焼の影響を，朽木は中国北部での石炭
化も類似していた．しかし，摺墨と朽木の渓流での
摺墨の 4 地点(A，B，C，K)，朽木の 2 地点(L，R)にお
燃焼の影響を受けているのではないかと考えられた．
いて，2009 年 2 月から約 2 週間に 1 度の頻度で渓流水
18
ためのイオン交換樹脂を入れたメッシュバッグを各地点
30
δ O (‰)
を採取した．毎月の最終調査時に， SO42－を捕集する
に設置し，次の調査時に回収した．また，降水に関して
は試料を実験室に持ち帰り，樹脂を充填させたカラムに
試料を通した．樹脂に吸着させ捕集した SO42－を硫酸
バリウムとして回収し，δ34S 及び δ18O 分析を外部に委託
し測定した．
渓流水の分析項目は，pH，アルカリ度，主要イオン
20
10
0
-10
0
10
20
34
δ S (‰)
34
18
図. 各地点におけるδ Sとδ O
摺墨A
摺墨B
摺墨C
摺墨K
朽木L
朽木R
海塩由来

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