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ドナウ川水系チビン川源流域における 河川・地下水
日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要 No.40（2005）pp.113 − 119 ドナウ川水系チビン川源流域における 河川・地下水の汚染とその要因 森 和 紀 Pollution of River Water and Groundwater in the Headwaters Basin of River Cibin, the Danube River System, with Special Reference to their Primary Factor Kazuki MORI （ Received September 30, 2004 ） Hydrological investigations were conducted through August into September 2003 and August 2004 in the tributaries of River Olt, the Danube drainage system, in the northern slope of the Transylvanian mountain ranges, central Romania. The drainage basin has a mean annual precipitation of approximately 600 mm, and its land use is predominated by a grazing land. Local people in the community depend on groundwater for their drinking purpose and rain water for washing, respectively. The main purpose of the present paper is to clarify the spatial changes in quality of river and groundwater in the headwaters basin due to human activity. The results obtained delineate the actual conditions of marked water pollution and a problem awaiting solution to sustain water environment. A concentration of dissolved substances in river water shows the maximum value at the uppermost observation point and decreases by flowing downward with an effect of dilution. It is pointed out that such a characteristic spatial change in river water quality is significantly affected by untreated household effluent and raw sewage from settlements locating in mountain ridge. Pollution by animal waste is also recognised for spring water with the highest nitrate concentration of 21.0 mg/L. A striking contamination of river water is found at some peculiar points where sheared wool is directly washed in river channel during summer season. The maximum value for river water includes 8,960 μS/cm of electric conductivity, 2,881 mg/L of COD and 68.4 mg/L of ammonium ion concentration. From the viewpoint of primary factor having effects upon water quality, river water and groundwater in the drainage basin are classified into five categories according to the difference in concentration and composition of major dissolved substances. It is concluded that the distinguishing features of water quality are consistent with the way of both land use and water use. キーワード：水質汚染，牧羊，畜産，生活廃水，源流域，チビン川． Keywords: water pollution, sheep farming, stockbreeding, domestic sewage, headwaters basin, the Cibin River. 改善に向け早急に解決すべき課題として残されているの I はじめに もまた事実である。 1989 年 12 月，24 年間に及んだチャウシェスク独裁体 本小論は，ルーマニア中央部，ドナウ川水系オルト川 制が崩壊し，政治経済に大きな変革がもたらされたルー の源流部に位置するチビン川を対象として，人間活動に マニアでは，農業国としての伝統と恵まれた天然資源を 伴う河川ならびに地下水の水質変化の特徴を把握するこ 活かしつつ，社会的な側面はもとより，自然環境の面に とを目的に，現地調査の結果に基づき考察したものであ も異なる局面が徐々にみられるようになった。一方，水 る。その結果明らかとなった著しい汚染の実態に基づ 文環境の点においては，2007 年に EU の一員となること き，以下では，水質汚染とその要因について，地域にお を目指すルーマニアにとって，なお歴然と残る水質基準 ける水利用との関連を含め論述する。 や排水規制に関する西側との明確な差異が，国土の環境 日本大学文理学部地球システム科学科 : 〒 156−8550 東京都世田谷区桜上水 3−25−40 Department of Geosystem Sciences, College of Humanities and Sciences, Nihon University : 3 − 25 − 40 Sakurajosui Setagaya-ku, Tokyo, 156 − 8550 Japan ─ 113 ─ （ 59 ） 森 和 紀 II 調査地域の概要 1 ドナウ川 ルーマニア（面積 238,000 km2 ）は国土の全てがドナウ 川流域に含まれ，全流域面積 817,000 km2 の約 29％を占 めることからも分かるとおり，ルーマニアの自然環境と 人々の暮らしにとって，ドナウ川は極めて重要な地位を 占めている（Bogdan et al., 2003） 。ドナウ川本流の流路 延長 2,857km のうち，約 38％に相当する 1,075 km の部 分はルーマニアの国内を流下し，もしくは国境を形成し ている。河口部に位置するミュンドゥンク（ルーマニア） における平水流量は 6,550 m3/sec に達するが，比流量は むしろ 0.80 m3/sec・100km2 と小さい（Lászlóffy，1967）。 ドナウ川（英語名：ダニューブ川）は，ヨーロッパで はボルガ川に次ぐ第 2 の規模を有する国際河川であり， 旧西ドイツ南部のシュヴァルツヴァルトに源を発し，黒 海に注ぐ。本流は，ドイツ・オーストリア・スロバキア・ 図 1 オルト川の主な水系と調査対象地域の位置 ハンガリー・クロアチア・セルビア＝モンテネグロ・ ルーマニア・ブルガリア・モルドバ・ウクライナの国々 を流下し，流域内に国土の一部が含まれる国まで入れる 2 集落立地の特異性 と，その数は 17 にのぼる。ウルム（ドイツ）より下流部 図 2 の土地利用図に示されるように，流域源流部では では冬季を除き船舶の航行が可能であり，運河によって 牧草地が最も高い比率を占めており，次いで森林が標高 ライン川とも結ばれる。1992 年に開通したマイン＝ドナ の比較的低い地域にみられる（Buza and Fesci，1983； ウ運河は，東西ヨーロッパの交流を今後一層盛んなもの Balteanu et al.，2004）。源流域における村落としては， にすると考えられる。ドナウ川は，流域を占める国々の 農村集落ジーナ（Jina：人口 4,200 人，世帯数 1,300）が唯 多くが発展途上にある点，同じヨーロッパの国際河川で 一立地するのみである。図には併せて，チビン川源流部 あるライン川と大きく異なる点であり，上下流間におけ における河川水の採水地点の位置も示した。 る水質の管理がとくに重要な課題となっている。1992 年 に「ドナウ川流域管理計画」が開始されたことにより， とくに注目すべき点として，集落が尾根部に立地する ことが指摘される（図 2）。この地域では，水利の便は集 水質の改善に向けた国際的な取組みが徐々にではあるが 進 展 し つ つ あ る（Lennox，1996；Whitehead and Noé， 1995） 。 調査対象としたチビン川は，図 1 に示すとおり，ドナ ウ川左岸に流入する支流オルト川の源流部にあたる。オ ルト川はルーマニア国内を流下するドナウ川支流の中で 最大の流量を有し，約 30 箇所のダムによって治水と利 水機能の効率化が図られている（Brewer et al.，2002； Mândruţ，2000） 。ブカレストの北西約 250 km に位置す るチビン川は，トランシルヴァニア山脈の山系に属し， 流域最高点の標高は 2,244m，採水地点は標高 800m ∼ 950 m の範囲にある。流域の年平均降水量は約 600 mm と見積もられる。付近の代表的な都市には，東西の交通 の要衝として発展したシビウ（ドイツ名：ヘルマンシュ 図 2 チビン川源流域の土地利用と採水地点 （Balteanu，私信） タット）があげられる。 （ 60 ） ─ 114 ─ ドナウ川水系チビン川源流域における河川・地下水の汚染とその要因 落の立地にとって優先順位の高い条件とはなっておら くとも日本における平均的な値（200 ∼ 250 L/ 人・日） ず，何よりも生活の基盤である牧羊を第一に重視してい と比較し，1 桁少ないものと考えられる。本調査におい ることが特徴的な事実である。むしろ谷底部は，尾根部 て一事例とした農村集落ジーナでは，飲料水は地下水を と比較し日照時間が短いことに加え，冬季には積雪の吹 水源とする 15 箇所の共同井戸に求め，洗濯や掃除等の き溜まりになるとの理由から敬遠され，風を防ぐ手段を 雑用水については，各戸単位で天水を貯留し利用してい 講じることにより，むしろ尾根部に居住することが選択 る場合が多い。1990 年以前は 33,000 頭といわれたジーナ されたとされる（白坂 蕃氏私信） 。 村の羊の頭数は，2003 年現在，その約 10 倍に増加して しかしながら，言うまでもなく水の確保は人々にとっ て極めて困難を強いられる要件となっており，毎日の生 活用水を求め，標高の低い湧水地点まで徒歩により往復 する光景がみられる（写真 1） 。このような背景から推察 おり，1 世帯あたり平均 300 頭の羊が飼育されていると される。 III 調査項目 2003 年 8 月 25 日∼ 9 月 2 日と 9 月 15 日∼ 23 日にかけ， できるように，一人一日当りの水使用量原単位は，少な 現地調査を実施した。河川流量・湧水の湧出量，および 水温・pH・RpH・電気伝導度を現場において測定し， 採水した 24 地点の検水については，帰国後に主要７成 分（Na ＋・K ＋・Ca2 ＋・Mg 2 ＋・Cl −・SO42 −・HCO3 −）の 他，NO2 −・NO3 −・NH4 ＋と COD の分析を実施した。 検 水の内訳は，河川水 16 地点・地下水 7 地点・雨水 1 地点 である。 IV 河川水の溶存成分濃度と水質組成 1 流下に伴う河川水質の変化 チビン川源流部における河川水質の流下に伴う変化を 写真 1 生活用水を確保するため湧水を運ぶ男性 （2004 年 9 月 5 日撮影） 明らかにするため，主要 7 成分と硝酸イオンについて， 図 3 にヘキサダイアグラムとして示した。採水地点は， 図 3 流下に伴うチビン川の水質変化（2003 年 9 月 19 日採水） 枠内の数値は電気伝導度（μS/cm）を示す。 ─ 115 ─ （ 61 ） 森 和 紀 上流部から順に本流に沿って 1 a・1 b，2 ，3 ，4 であり，こ れらの 5 地点に加え，支流に 1 地点を設けた。なお，図 中の四角で囲まれた数値は，各地点における河川水の電 気伝導度（μS /cm）を表わしている。 電気伝導度の値が明瞭に示すとおり，河川水中の溶存 成分濃度は最上流部において 498 ∼ 506μS/cm と観測 地点中の最高値を示し，流下に伴ってしだいに低下す る。約 2 km 下流の地点では，最上流部における値の 2 分 の 1 以下（215μS/cm）を示すことが特徴である。この 事実は，前述したように集落が尾根部に立地しているこ とと密接に関連しており，未処理の生活廃水・屎尿の影 響を受けた最上流部の河川水が流下とともに順次希釈さ れ，濃度がしだいに低下することがその要因としてあげ られる。上流部に集落の立地がなく，河川水への人間活 動の影響が認められない支流の電気伝導度は 81μS /cm であり，本流に比較しかなり低い値を示すことも上記の 要因を裏づける結果となっている。 河川水の水質組成は，ヘキサダイアグラムが示すとお り，全ての地点において Ca2 ＋ と HCO3− の両イオンがそ れぞれ卓越し，流下に伴い単純に希釈が進むことを表わ している。 写真 2 刈り取った羊毛を河川で洗う人々 （2003 年 8 月 28 日撮影） 2 羊毛の洗浄による河川水の汚染 河 川 水 の 水 質 を 汚 濁 要 因 に 基 づ き， 電 気 伝 導 度・ COD・NO3− を指標として水質類型と共に整理し，表 1 に示す。比較のため，人為的影響の認められない場合の 河川で洗浄された羊毛は草地において天日乾燥され（写 河川水質，および地下水と降水についてもそれぞれの値 真 3），トルコの国際市場に運搬される。 表 1 に示すように，羊毛の洗浄地点下流部における水 を示した。 すでに述べたように，本調査流域においては牧羊が 質は，電気伝導度 8,960μS /cm，COD2,882mg / L（溶存 人々の生活基盤の大きな部分を占めており，初夏に刈り 態 1,979 mg / L，懸濁態 903 mg / L ）と極度に著しい汚染 取られた羊毛を製品化する前段階の処理として，河川水 の 実 態 が 認 め ら れ， 同 一 地 点 に お け る NH4 ＋ 濃 度 は で洗浄することが行われている（写真 2） 。河道内の岩場 68.4 mg / L を示した。1989 年以前における社会主義体制 や小規模な渓流水を利用し，羊毛に付着している羊の屎 のもとでは，刈り取られた羊毛は洗浄を業とする国内の 尿等が直接洗浄され，結果的に河川水は著しく汚染され 企業に集荷され，ある程度まとめられて洗浄されていた ることとなる。なお，洗浄に際し洗剤は使用されない。 とされる。これに対し，1990 年以降は市場経済の導入に 表１ 汚濁要因に基づく河川水の分類と地下水・降水の水質との比較 電気伝導度 （μS/cm） 河 川 水 NO3− （mg/L） 水 質 類 型 7.5 0.9 Ca2 ＋− HCO3− 人為的影響のない場合−対照− 215 羊 毛 洗 浄 に よ る 影 響 8,960 2,882 0.0 K ＋− HCO3− 生活廃水と畜産排水の影響 4,570 19.3 0.0 Na ＋− C1 − 畜 3,430 52.0 4.1 Na ＋− C1 − 地 降 （ 62 ） COD （mg/L） 産 排 水 下 の 影 響 水 87 1.4 16.7 Na /Ca2 ＋− HCO3− 水 100 2.3 6.0 Ca2 ＋− HCO3− ─ 116 ─ ＋ ドナウ川水系チビン川源流域における河川・地下水の汚染とその要因 的な河川の汚染が引き起こされており，下流域まで及ぶ 恒常的な汚染源とはなっていないものの，生態系への影 響を含め，解決すべき課題の一つであると指摘される。 V 水質組成からみた河川・地下水の類型化 村落内にみられる共同井戸の多くは，飲料水の確保と 家畜の飼育を目的として整備されたものであり，老朽化 した施設を改修することにより現在でも利用されてい る。地下水の水質については，地点により NO3− 濃度が 21.0 mg / L に達する例があり，屎尿の土壌中への処理と 写真 3 洗浄ずみの羊毛を草原で乾燥する光景 （2003 年 8 月 29 日撮影） 畜産排水の影響が認められる。測水調査の結果，河谷に おける地下水位は河川水位より高い位置にあることが確 認され，河川は地下水によって涵養されている。した 伴い，写真 2 にみられるように個人もしくは世帯単位で がって，局地的な地下水の汚染は，河川水質にも影響を 羊毛を洗浄することが行われるようになり，小規模な汚 与えていると考えられる。 濁負荷が散在する現象を生み出すこととなった。羊毛の 主要 7 成分の濃度と組成の特徴に基づき，調査地域の 洗浄は夏季に集中することから，比較的局地的かつ一時 河川水と地下水は，水質に影響を及ぼす要因により図 4 図 4 ヘキサダイアグラムに基づく河川水と地下水の水質型 濃度の尺度が異なることに注意。 ─ 117 ─ （ 63 ） 森 和 紀 のように類型化することができる。すでに表 1 に電気伝 る。 導度の値を示したとおり，それぞれの水域の濃度には顕 ルーマニアと同じく 1989 年から 1990 年にかけ，あい 著な差異が認められるため，図 4 に示すヘキサダイアグ 前後して市場経済に移行したヴィシェグラード 4 国にお ラムの目盛り（meq/L）は，汚染源により異なる値で表 いては，水処理施設の整備に加え，企業の倒産や水道料 示されている。 金・肥料価格の高騰に伴う水使用量と施肥量の減少が， 図 5 には，河川水の水質組成について，人為的影響の ない場合（対照） ，羊毛洗浄の影響が認められる場合， 畜産排水の影響がある場合，畜産排水に加え生活廃水の 影響を受けている場合について，地下水および降水の水 結果的に河川水質の改善をもたらしたが（Mori，2002） ， ルーマニアにおいては類似の現象が認められない。 VI 質組成と共にキーダイアグラムとして示した。図に示さ まとめ 結果は以下のように要約される。 れるように，汚染源の相違により，それぞれ特徴的な水 (1) 源流部における河川水質は，集落が尾根部に立地す 質組成のみられることが分かる。これらの結果は，流域 ることにより，未処理の生活廃水の影響を受け，最 の土地利用・水利用とよく整合するものであり，人間活 上流部において最も高い溶存成分濃度を示し，流下 動が水質に顕著に影響を及ぼしている実態が指摘され に伴う希釈効果によってその値が徐々に低下する。 図 5 キーダイアグラムによる河川水・地下水・降水の水質組成 （ 64 ） ─ 118 ─ ドナウ川水系チビン川源流域における河川・地下水の汚染とその要因 use in Romania under the transition to the market (2) 河川水質に与える人間活動の影響が顕著に認めら economy． れ，とくに羊毛の洗浄に伴う河川水の著しい汚濁 が，夏季を中心に洗浄地点下流部の一過性の現象と Bogdan, O., Frumuselu, D. and Munteanu, I.［Eds.］ （2003）:“Romania Soil Quality and Electricity Trans- して顕著に現れている。 mission Grid (Geographical Atlas)”, Romanian Acad- (3) 河川水の恒常的な汚染源として，農村部における未 emy． 処理の生活廃水と畜産排水が大きな影響を及ぼして Brewer, P. A., Macklin, M.G., Balteanu, D., Coulthard, T. いる。 (4) 河川と地下水の水質特性は汚染源により明確に分類 J., Driga, B., Howard, A. J. and Zaharia, S.（2002）: され，水質と流域の土地利用・水利用との間に整合 Sediment and water quality in Maramures County, 性の高いことが指摘される。 northwest Romania, following the January and March 2000 Tailings Dam failures, Proc. Rom. Acad., Ser. B, 4 (1), pp.41− 48． 謝辞 本稿は，科学研究費補助金基盤研究（B） （ 2）「社会構 Buza, M. and Fesci, S.（1983）：“Cindrel ― Ghid Turistic ―”，Colectia Muntii Nostri, 28, 135 p. 造の変化に伴う過放牧に起因する地生態の変化」（研究 代表者；漆原和子，課題番号 15401032）の 2003 年度調 Lászlóffy, W.（1967）：Die Hydrographie der Donau−Der 査を中心とした成果の一部である。興味深い研究の機会 Fluß als Lebenstraum, In:“Limnologie der Donau: を与えていただくと共に現地調査に際し貴重な助言を Eine Monographische Darstellung ”，pp.16 − 57． 賜った漆原和子教授（法政大学） ，有益な示唆をいただ Lennox, I.（1996）：Equipping the Danube Programme, いた白坂 蕃教授（立教大学） ・Dan Balteanu 教授（ルー Danube Watch (The Newsletter of the Environmental Pro- マニアアカデミー） ，多くの面で助力いただいた羽田麻 gramme for the Danube River Basin), 2 (1), pp.11−12． 美君（法政大学大学院） ，水質分析の面で協力をいただ Mândruţ, O.（ 2000）：“Geografia României ”，Ministerul Educaţiei Naţionale，pp.41− 46． いた大八木英夫君（日本大学大学院）に感謝申し上げま Mori, K.（2002）: Recent changes in water environment す。 and their primary factor in central Europe, Report of 本稿の骨子については，日本水文科学会 2003 年度学 the Int. Symp. on Central Europe Today, pp.70 − 72． 術大会（2003 年 10 月 31 日；文部科学省研究交流セン Whitehead, C. and Noé, M.［Eds.］ （1995） ： “Strategic Ac- ター） ，および国際地理学連合第 30 回大会（2004 年 8 月 tion Plan for the Danube River Basin 1995 − 2000 ”， 18 日；グラスゴー）において発表した。 Environmental Programme for the Danube River Basin, 109p. 参考文献 Balteanu, D., Popescu, M. and Ursanu, A.（2004）：Land ─ 119 ─ （ 65 ）