北海道北部の酪農地域における人工湿地処理水が流入する小河川の水環境と生物相

抄録

2006年に北海道北部に国内で 2 基目となるハイブリッド伏流式人工湿地が設置された．自然の浄化能力を応用したこの湿地は，浄化能力の高さが認められ，最近注目を集めている．しかし，その処理水は依然として高い環境負荷を持っていることが考えられ，それが流入する河川の生物生息場環境の悪化が懸念される．この人工湿地だけではなく水系全体として浄化機能を発揮し，更なる環境との調和を展開するためには，その処理水の流入河川の生物の生息場所を悪化させないように，河川の浄化能力に適した処理水の負荷量に設定される必要がある．しかし，そうした高負荷の処理水が流入する小河川での水環境や生物相に関する報告は限られていることから，まずはその処理水の影響について事例を蓄積しておく必要がある．そこで，本研究では人工湿地の処理水が流入する酪農地域の小河川で水環境および生物相の実態を把握し，さらに生残実験によって処理水が水生生物に及ぼす影響について検討することを目的とした．生物相・生息場所環境調査の結果，処理水の流入する下流区間ではその上流区間と比べて DO 濃度が低く，NH₄⁺ 濃度，COD 濃度が高いことがわかった．また，出現する生物種は少なく，極めて貧弱な生物相であることがわかった．下流区間のみで低酸素の環境に耐性をもつユスリカ科の一種が優占していたのも特徴的であった．調査地近隣に生息しているオオエゾヨコエビ，スジエビ，ドジョウの 3 種を対象に生残実験を行った．その結果，各種の生残率は上流と比べて下流区間で低くなった．各種生残率と環境変量に対して相関分析を行った結果，各種生残率は DO 濃度，NH₄⁺ 濃度，COD との間に強い相関が認められた．これは有機物の酸素消費に伴う DO 濃度低下と NH₃ 毒性の影響によるものと考えられた．対象河川の生物種が少なかったのは，人工湿地運用前の有機汚濁の影響が大きいと考えられる．しかし，生残実験結果から処理水流入にともなう溶存酸素低下やアンモニアの毒性など，運用後も生物の生存を制限する要因が残存していることがわかった．今後は酪農雑排水に起因する有機汚濁の生物相に対する影響や生物の耐性をさらに詳しく調べるとともに，物質収支解析などの定量評価に基づいて，処理水放流による自然河川の変化を予測できるようにする必要がある．それらを踏まえて，河川の浄化能力に収まる処理水の負荷量が設定されることが望まれる．