new 環境工学特論Ⅲ（松島） - oumon · 2019. 10. 31. · 2 millennium ecosystem...
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1手賀沼の白鳥親子
湖沼の水質保全：現状と対策
水圏環境システム研究室
環境工学特論Ⅲ（松島）
2
Millennium Ecosystem AssessmentOverviewJanuary 2002
www.millenniumassessment.org
からの警告として
・食物生産の必要性・水不足の現状・固有種の絶滅
Millennium Ecosystem Assessment (MA) は2000年に前国連事務
総長 Kofi Annan 氏の提唱によって設立された．2001年に発足，
その目的は生態系の変化が人間に及ぼす影響を予測する．
・1.環境破壊
3
30年後にはさらに30億の人々のための食物生産供給が必要（現在の世界人口約６４．２億人）
4
人間の活動は生物の多様性の上に成り立っている．30年後には世界の生物のうち10-15% が絶滅する．
5
現在、世界人口の１／３（約２０億）の人々が水不足に直面，30年後には世界人口の２／３（約６４．２億）の人々が水不足．
6
What is happening in theses Natural Water Basins
are Eutrophication
and Bio-diversity Destruction
7
In Lakes and Reservoirs :• Nutrients inflow → water pollution→Eutrophication• Aoko occurrence due to photosynthesis rxn →
DO over-saturation and increase in pH and COD• Algae’s death → lake sediments• DO consumption due to the organic sediments →
Anaerobic Environment , then
N, P Elution from the sediments →Secondary Pollution
Excess Algae Growth by Photosynthesis Reaction・・・ Severe Eutrophication
8
Excess Growth of Phytoplankton during high water temperature season in Spring to Summer
Microbes’ death and settling in late Summer to Autumn
Excess growth of Cyanobacteria floating around water surface
Deposition of microbes’ and algae’s corpses to become the lake sediment
Lake sediment
N and P Inflow
Photosynthesis Light Reaction in Eutrophicated Lake
9
太湖の富栄養化
古代には東シナ海の一部であったが、長江の土砂で沖積地が形成され、海から離れた潟湖（ラグーン）となり、やがて雨水や流入河川水によって淡水湖となった。太湖の面積は2,250 km2、平均水深は 2.0 m、最大水深は 48 m。湖面海抜は3.3 m、周長は 400
km。中国五大湖の一つで、三番目の大きな淡水湖である。周辺の山々や湖の景観は天然絵画の美しさを呈している。
Ｘ
太湖の位置
10太湖の日の出(無錫)
11
太湖の入り江にたまったアオコを取り除く人たち。むせるようなにおいがあたりに漂う（中国・江蘇省無錫市で）
2007年8月22日 讀賣新聞（夕刊）より
12
太湖からの水路が下を走る橋を通りかかり、あまりの悪臭に思わず鼻をつまむ人2007年8月22日 讀賣新聞（夕刊）より
13
米国Chesapeake 湾流域での例
MarylandDelaware
New York
District of Columbia
Virginia
West Virginia
Pennsylvania
Chesapeake Bay
ワシントンDC
14
湾光景の写真(Ann Lackey, CBPO)
美しいチェサピーク湾。湾の自然を生活の場とするいき物を保全。
15“波防止域（No Wake Zone）” 標識
(Kent Mountford, CBPO)
大きな波を立てないように船の速度に注意. 浸食や生息場所の破壊を防止し、浅い水域や湾内植物床を守る.
16
漁獲の写真
(Kate Naughten, CBPO)
チェサピーク湾は魚介類の出荷と商業活動として地域経済を支える。
17
沼地や岸辺での植樹プロジェクト
(Tawna Mertz, Kate Naughten, CBPO)
・ボランテｲアーによる岸辺や沼地で植樹：生物の生息場所・浸食防止・栄養塩類や毒性物質の流域内流入削減.
18水中の水生植物の写真(CBPO)
過剰な栄養塩類の影響
水草の枯渇
19
死魚(EPA, CBPO)
溶存酸素濃度低下による魚介類の斃死
・1.環境破壊
Chesapeake Bay
☆ワシントンDC
20
A huge amount of home effluents flows into the Chesapeake Bay from the Bay Basin Area.
21
自然水域（湖沼・河川・湾等）に対する脅威
NUTRIENTS：栄養塩類
SEDIMENTS：底質・堆積物
TOXIC CHEMICALS：毒性物質
HABITAT LOSS：居住域の減少
OVERFISHING：過剰漁獲
22
富栄養化と水質汚濁
• 栄養塩類の流入：栄養塩類の流入負荷削減
• アオコの異常増殖→DOの過飽和
• アオコの死滅→沈殿→堆積底泥：浚渫
• 堆積底泥のDO消費→嫌気的環境
• 底泥からのN,P成分の溶出→二次汚濁
• アオコの増殖（内部生産）：pHとCODの上昇
• 慢性的水質汚濁
23
・1.環境破壊
生活排水中の汚染物質：栄養塩類
・有機物
・窒素
・りん
水の汚染指標：酸素要求量
・化学的 COD：Chemical Oxygen Demand
・生物化学的 BOD：Biochemical Oxygen Demand
24
Abiko City
Kashiwa City
Exm. 3 Lake Tega’s Case
Water Quality
・ Water Surface 6.5 Km2・T-COD 25 mg/l
・ Ave. Depth 0.86 m (max 3.8m) ・TOC 10 mg/l ・ Popl. 479,000 Cpt. ・T-N 4～5 mg/l・ Basin Area 14,88 5 ha ・T-P <0.5 mg/l・ Inflow 380,000 m3/day ・pH 9.3・ H. Retention Time 14.7 days・ Sediment 540,000 m3
Location
25写真：手賀沼のヘドロ
‐手賀沼の現状と対策‐
1.淡水域の水質汚濁の問題：富栄養化
2.水質汚濁指標：BOD，COD
3.生物処理の原理
4.堆積底泥の問題点
5.水質保全・アオコ抑制対策例
26アオコの除去アオコの除去
0
10
20
30
40
1969
1972
1975
1978
1981
1984
1987
1990
1993
1996
Conc.(m
g/l) ＣＯＤ(mg/l)
COD の経年変化COD の経年変化
手賀沼における富栄養化の例
27
COD Trend in Lake Tega（Lake Center）
1989 2000導水
20061979
28
手賀沼における流入COD 負荷量 : 4213.7 Kg-COD/day ，Apr. 1, 2002
本埜村14.8 Kg/d
(0.4%)沼南町602.1 Kg/d
(14%)
白井市153.1 Kg/d
(4%)
印西市226.3 Kg/d
(5%)
我孫子市348.8 Kg/d
(8%)
鎌ヶ谷市514.2Kg/d
(12%)
柏市1632.8Kg/d
(40%)
松戸市490.8Kg/d
(12%)
流山市230.9 Kg/d
(5%)
29
手賀沼における流入COD 負荷量 : 4213.7 Kg-COD/day ，Apr. 1, 2002
( ≒1600 Kg-TC/day )
自然系1352.8Kg/d
(32.1%)
産業系 235.6 Kg/d
(5.6%)
生活系2625.3Kg/d
(62.3%)
DomesticIndustryNature
30
***** 富栄養化と光合成反応 *****淡水系湖沼や貯水池では,
有機性物質が流入沈殿して堆積底泥となり, この堆積底泥から，栄養塩類が溶出して湖沼での二次汚濁が発生：
植物ﾌﾟﾗﾝｸﾄﾝの異常増殖とCOD の上昇.
溶存酸素の消費 → 嫌気化
種の多様性破壊：魚類斃死
食物連鎖反応の崩壊
富栄養化現象の進行
手賀沼の堆積底泥
光合成反応と呼吸作用
106 CO2+ 122 H2O + 16 NO3- + HPO4
2- + 18H+
光合成 呼吸
C106H263O110N16P1 + 138O2( 藻類の原形質 + 溶存酸素 )
31
32
2004.04.09
331999年夏 曙橋近辺
34
0.5%
6%
0.2%2.9%
0.7%
78% blue-green algae
88720 cells/ml
13% diatom14931 cells/ml
114,320 cellｓ/ml
blue-green algae 77.6cryptophyte algae 0.5Diatom 13.1Euglena spp. 0.2Eudorina spp. 2.9Others 6.0Zooplankton 0.7
100．0 %
手賀沼の植物プランクトン
現地調査例, Oct. 2000
藍藻類
珪藻類
35
2001/9/5
2000/10/2
0.E+00
1.E+05
2.E+05
3.E+05
4.E+05
5.E+0520
00/3
/15
2000
/6/2
3
2000
/10/
1
2001
/1/9
2001
/4/1
9
2001
/7/2
8
2001
/11/
5
2002
/2/1
3
2002
/5/2
4
Cel
l Den
sity
(N／
ml)
0
10
20
30
40
Wat
er T
emp
(℃)
手賀沼における Microcystis aeruginosa の出現傾向( 千葉県のField 調査 )
36
Microcystis aeruginosa
分類 藍藻（らんそう）綱 特徴 多くの細胞が集まって群体を形成。細胞は小さな空気の泡（偽空胞）を持っているので、水面に浮かび上がる。多く集まるとアオコ現象となる。
顕微鏡で観察すると、偽空胞があるため細胞が黒く見える。
37
藍藻類 Microcystis aeruginosa とM. wesenbergii の代謝物質
Microcystin の急性毒性
半数致死濃度 Lethal Dose：LD50
・Hepatic functional disease （肝臓機能障害）
・WHO‘の暫定飲料水基準: 1 μg/L・毒性 LD50 = 50 to 100 μg/kg (mouse) = 0.05 to 0.1 mg/kg
・ダイオキシン（2,3,7,8-TCDD）の毒性 LD50 : 0.6ｘ10-3 mg/kg （１ｇで34,000人の生命を危うくする）
・青酸カリ（KCN)の毒性 LD50 : 10 mg/kg・ボツリヌス菌毒素A／D LD50 : 11～3.2x10-7 mg/kg （１ｇで1,820～6,250万人の生命を危うくする）
38
藻類の光合成反応
・ CO２ ＋H２O + 光 ⇒ CH2O + O2
・ 6CO２＋6H２O + 光 ⇒ C6H12O6 + 6O2 pH＜10グルコース ( 水のCOD増大の原因 ）
106 CO2 + 16 NO3- + HPO42- + 122 H2O + 18 H+
光合成反応 ↓ ↑ 呼吸作用（藻類の原形質形成）（有機物分解と酸素消費）
C106H263O110N16P + 138 O2
炭素成分の組成 : C106/C106H263O110N16P = 0.358
窒素成分の組成 : N16/C106H263O110N16P = 0.063
リン成分の組成 : P/C106H263O110N16P = 0.0087
C/N組成比 : 0.358/0.063 = 5.67
39
手賀沼の現況
手 賀 沼 の 現 状 と 水 質 （ 2002 ） 項 目 水 質
・ 水 面 積 650 ha ・ T-COD 25 mg/l・ 平 均 水 深 0.86 m (max 3.8m) ・ TOC 10 mg/l ・ 流 域 人 口 479,000 Cpt. ・ T-N 4～ 5 mg/l・ 流 域 面 積 14,88 5 ha ・ T-P <0.5 mg/l・ 流 入 水 量 380,000 m3/day ・ pH 9.3・ 平 均 滞 留 時 間 14.7 days・ 堆 積 底 泥 量 540,000 m3
Flow Rate 10 m3/sec
利根川100-200 m3/sec
40
水に含まれる有機物に起因する水質汚濁の指標：COD
COD：Chemical Oxygen Demand化学的酸素要求量
・水中の有機物に酸化剤（通常、過マン
ガン酸カリウム溶液を用いる）を作用させたときに消費する酸素量に対応
・湖沼や海水の環境基準値はCODで規定
・理論上、 CODはBODと同値
41
水に含まれる有機物に起因する水質汚濁の指標： BOD
BOD：Biochemical Oxygen Demand生物化学的酸素要求量
・水中の好気性微生物（とくに細菌群）が有機物を分解するときに消費する溶存酸素の量を指し、BOD値が高いほど有機物量が多い。
・コイやフナが生存するにはBOD5値が５mg／L以下が望ましい。
・JISによるBODの測定は、温度20℃で5日間放置(光遮断)したとき消費される酸素量:BOD5。
42
代謝作用＝異化作用＋同化作用
・有機物の酸化分解（異化）と細胞合成（同化）
溶存酸素
有織物＋ O２＋好気性微生物
→エネルギー（ATP）＋H２O＋CO２
微生物群の細胞質合成：増殖
BOD：好気性微生物群が有機物を代謝（分解）するときに消費する溶存酸素の量
43
有機物の分解･･･電子（e- )の供与と受容の反応
酸化・還元反応の基礎反応式
・酸化反応･･電子供与反応
Ｃ6Ｈ12O6 +6Ｈ2O→6ＣO2 + 24H++ 24e- ･･･有機物の分解
・還元反応･･･電子受容反応
O2 + 4Ｈ+ + 4e- → 2Ｈ2O ････溶存酸素の消費
Ｃ6Ｈ12O6 + 6O２ → 6ＣO２ + 6Ｈ２O
44
酸素びん／ふらんびん
45
dL/dt ＝－ｋLL：酸素量で表した残存有機物濃度
ｋ：有機物除去速度係数
ｔ：時間
L＝L0e - ｋｔ
y =BOD＝L0 - L＝ L0（ 1- e- ｋｔ ）
L0 :最終BODL
ｙ
有機物＋ O２+細菌→H２O＋CO２
46
生物学的な有機物分解＝酸素要求：Biochemical Oxygen Demand (BOD)
BOD5値の例・きれいな川 １ｍｇ-O2 ／L・汚れた川、湖沼 30～50 ｍｇ-O2 ／L・下水 150～200 ｍｇ-O2 ／L・下水処理水 5～ 10 ｍｇ-O2 ／L・日本酒 200,000 ｍｇ-O2 ／L・食用油 990,000 ｍｇ-O2 ／L・缶ｺｰﾋｰ (1杯) 117,000 ｍｇ-O2 ／L
47
内 訳 使 用 量 BOD（またはO2）負荷量〔Ｌ／（人・日）〕 〔ｇ-BOD／（人・日）〕
・水洗トイレ ３０～ ６０ １３～１５
・厨 房 ４５～ ７５ ７０
・浴 室 ７５～１０５ ９
・洗 濯 ３０～ ６０ ５
・洗面その他 ３０～ ６０ １
計 ２１０～３６０ ５０
・人間のBOD負荷量： ５０ ｇ-BOD（またはO2）／（人・日）
・人間の酸素要求量：５１５ ｇ-O2／（人・日）
水道水使用量とBOD負荷量（1990）
48
汚濁物負荷量原単位
項 目 単位 人 牛 豚 自然系
・水量 l/頭･日 240-300 45-135 13.5 --・ BOD g/頭･日 50 640 200 --・COD -- -- -- 30-100 **
・ T-N g/頭･日 12-14 290-380 40 5-70 **
・ T-P g/頭･日 1.2-1.4 50-56 25 1-3 **
・ＳＳ g/頭･日 60-70* 3000 700
( * 1.25 g/Kg, ** g/ｈa･day )
人間のBOD負荷量：５０ｇ-O ２（またはBOD）／（人・日）
そのうち、糞便排泄によるBOD負荷（排出）量：
１３～１５ｇ-O２（またはBOD）／（人・日）
雑排水によるBOD負荷（排出）量：
３５～３７ｇ-O２（またはBOD）／（人・日）
49
人間の生命維持に要する有機物(BOD成分)の酸化率：
・BOD摂取量 ５１５ｇ-O２／（人・日）
・BOD排出量 １５ｇ-O２／（人・日）
BOD成分の酸化率
＝ BOD除去量／BOD摂取量ｘ１００（％）
＝（BOD摂取量-BOD排出量）／BOD摂取量ｘ１００
＝５００ｇ-O２／（人・日）／５１５ｇ-O２／（人・日）
＝９７．１ ％
人間によるBODの除去
50
湖沼の水質保全対策
流入水の浄化：生物処理
堆積底泥の処理：浚渫・被覆・不活性化
藻類の増殖抑制：除去・除草
希釈：浄化用水導入
植物浄化：よし・ホテイアオイによる窒素・リンの摂取
曝気循環：酸素供給
51
NUCST人力飛行機 飛行記録達成 50 km
2004 03 21
Intermission 5 minutes
52
BOD除去のための生物処理法
• 固液分離・・・・・・・・・・・物理処理
• 生物処理の原理
活性汚泥法・・・・・生物処理
• 生物処理の簡易法
酸化池（オキシデーションデｲッチ）法
散水ろ床法
好気性安定化池（ポンド）法
53
生物処理の除去対象物質
• 土砂, 侠雑物 ・・・・・・・物理的方法
• BOD – 有機物
• 細菌, ビールス, 寄生性原生動物
• アンモニア, 硝酸
• りん酸
• 浮遊物質（Suspended particles）• 臭気, 色度
生物学的方法
54
下水の生物学的処理：活性汚泥法
汚泥処理工程
一次処理：沈砂＋最初沈殿池
二次処理：曝気槽+最終沈殿池 消毒
水処理工程
55
曝気槽（生物処理工程）
曝気：好気性微生物群への酸素供給と混合攪拌
微生物群
56
• 有機物を安定な物質に変換するために微生物を応用利用- 河川における自浄作用と同様機能：代謝と食物連鎖
• 細菌→原生動物
原生動物（Protozoa）
57
微生物による生物学的浄化：代謝と食物連鎖
• 微生物 細菌 bacteria原生動物 protozoa真菌類 fungi後生動物 metazoa
• 浄化：代謝活動（被分解物質の分解と細胞質合成）＋食物連鎖
・・・・自然界の自浄作用
58
細菌細胞の構造
59
原生動物の構造
60
生物学的処理とは：微生物による有機物代謝 : エネルギー生成と消費
有織物＋O２＋微生物 →エネルギー（ATP）＋H２O＋CO２（細胞合成）
有機物：【 たんぱく質 ＋ 脂質 ＋ 炭水化物 】
↓ ↓ ↓（解糖系：発酵）
アミノ酸 ↓グリセリン→ 単糖類 = 炭水化物
↓ +脂肪酸→ ↓
脱アミノ反応 →→→→→→→→→→ ピルビン酸 ↓ ↓
NH３⇒硝化反応（独立栄養性細菌） ↓
↓ 活性酢酸 = PHB（貯蔵エネルギー源）
NO2-＋NO3
- ↓ H2O＋CO２ ←（TCA回路）-（呼吸系）←O2
有機物の分解（従属栄養性細菌）⇒ ↓ ↓
NH3＋αｹﾄｸﾞﾙﾀﾙ酸 ← ATP ↓
アミノ酸合成（細胞増殖）
61
微生物による有機物代謝エネルギー生成：異化代謝
細胞合成：同化代謝
・従属栄養性細菌群の代謝
有機物 + O2 + 細菌→ ATP + H2O+CO2
・独立栄養性細菌群の代謝
NH4 + + O2 + 細菌→ATP + NO3
–
異化代謝反応：酸化・還元反応
62
従属栄養性細菌群
• 有機物分解細菌 (好気性) Ｃ６Ｈ１２O６ + 6O２
→ 6ＣO２ + 6Ｈ２O
• 脱窒細菌（無酸素性）
従属栄養性細菌が NO3- & NO2
-. を利用
NO2-
NO3- N2 + N2O
Denitrifiers
63
窒素成分の分解･･電子（e- )の供与と受容の反応無酸素状態での脱窒(素)： Denitrification
酸化・還元反応の基礎反応式
・酸化反応･･電子供与反応
Ｃ6Ｈ12O6 +6Ｈ2O→6ＣO2 + 24H++ 24e- ･･･有機物の分解
・還元反応･･･電子受容反応
NO3ー +6Ｈ+ + 5e- →0.5Ｎ2 + 3Ｈ2O ･･硝酸ｲｵﾝの消費
( 2NO2ー+8Ｈ+ + 6e- →Ｎ2 + 4Ｈ2O ･･亜硝酸ｲｵﾝの消費 )
5Ｃ6Ｈ12O6 + 24NO3ー→12Ｎ2 + 30ＣO2 + 24OHー +18Ｈ2O
64
独立栄養性細菌群
• 硝化細菌 (絶対好気性)
• 脱窒細菌
従属栄養性細菌が NO3- & NO2
-. を利用
Nitrobacter
NitrosomonasNH4+
+ 32
O2 NO2-
+ H2O + 2 H+
+ new biomass
NO2-
+ 12
O2 NO3-
NO2-
NO3- N2 + N2O
Denitrifiers
65
有機物 + O2 + 細菌→ H2O+CO2：C-BODNH4
+ + O2 + 細菌→NO3 – ：N-BOD
L
ｙ
C+N-BOD
C-BOD
N-BOD
66
生物処理法としてのOD活性汚泥法
• OD法（オキシデーションディッチ）とは、無終端水路の構造を有する生物処理施設。
• OD法は、最初沈殿池を有しないが、最終沈殿池は有する。
• OD法は機械式エアレーション装置を有する。
• 硝化および脱窒反応が可能である。
67
反応タンク 最終沈殿池
返送汚泥 余剰汚泥
処理水
ディッチ流出水
流入水
生物反応部 汚泥の固液分離部
68Horizontal Axis Mechanical Brush Aerators Diffuser
69
70（左:未稼動、右：稼働中）
71（流向反転部：整流壁：左右が対称ではない）
72
O D 法 の特 徴 (1)（ 別名：ｵｷｼﾃﾞｰｼｮﾝ活性汚泥法 ）
・生物学的処理法
・HRTが24～48時間と長いため広い処理場用地必要
・無終端水路形状で、水深は1～3m程度
・最終沈殿池を設置
・低有機物負荷で運転のため水質変動にも対応可かつ安定 した有機物除去可
有機物負荷＝流入有機物量／反応槽内全細胞量
kg-BOD／（kg-SS・日）
73
OD法の設計緒元（下水処理施設）
・HRT（Hydraulic Retention Time) ： 24～48 hours
・MLSS濃度 ： 3000～4000 mg/l
（Mixed Liquor Suspending Solids)
・BOD-SS負荷 Kg-BOD/(Kg-SS･day) ： 0.03～0.05
(1日あたり流入BOD量/槽内MLSS量)
・汚泥返送比 QR/Q０ ： 100～200 ％
74
O D 法 の特 徴 (2)（ 別名：ｵｷｼﾃﾞｰｼｮﾝ活性汚泥法 ）
・SRT（固形物滞留時間）が長いため硝化が進行
SRT＝反応槽内の全細胞が増殖細胞で置換される
に要する日数：1/SRT＝平均細胞増殖速度
・槽内での無酸素領域設定可による脱窒可
・発生汚泥量は標準法の約3/4程度
・余剰汚泥は好気性分解の進行により安定
75
染色工場廃水に関するOD法の設計諸元例
BOD-SS 負荷 ... 0.03 to 0.05 kg-BOD/(kg-MLSS･day)BOD 容積負荷 ... 0.1 to 0.2 kg-BOD/m3/dayMLSS 濃度 ... 3,000 to 4,000 mg/l汚泥返送比 ... 50 to 150%曝気時間 ... 24 to 28 hrs汚泥令 ... 15 to 30 days :SRT
・小規模な散気曝気装置が必要(DO供給)
・流速:20 cm/sec（10 ～40 cm/sec：汚泥の沈殿を防ぐ）
・反応槽内は好気相・無酸素相が存在
（生物学的なBOD除去・硝化反応・脱窒反応）
76
Flow Velocity Distribution
77
Intermission 5 min.
Pon Du Gard, Nime, Fr.世界遺産 ： 古代ローマ時代の水道橋 B.C. 16
78
湖沼における富栄養化と問題点
• アオコ発生による水資源の利用価値低下
• 堆積底泥の発生
• 堆積底泥からのN・Pの溶出：二次汚濁
• 水質汚濁による固有種の絶滅
• 水環境での親水空間破壊
79
In Lakes and Reservoirs :• Nutrients inflow → water pollution→Eutrophication• Aoko occurrence due to photosynthesis rxn →
DO over-saturation and increase in pH and COD• Algae’s death → lake sediments• DO consumption due to the organic sediments →
Anaerobic Environment , then
N, P Elution from the sediments →Secondary Pollution
Excess Algae Growth by Photosynthesis Reaction・・・ Severe Eutrophication
80
富栄養化と水質汚濁
• 栄養塩類の流入：栄養塩類の流入負荷削減
• アオコの異常増殖→DOの過飽和
• アオコの死滅→沈殿→堆積底泥：浚渫
• 堆積底泥のDO消費→嫌気的環境：酸素供給
• 底泥からのN,P成分の溶出→二次汚濁
• アオコの増殖（内部生産）：pHとCODの上昇
• 慢性的水質汚濁
81
Excess Growth of Phytoplankton during high water temperature season in Spring to Summer
Microbes’ death and settling in late Summer to Autumn
Excess growth of Cyanobacteria floating around water surface
Deposition of microbes’ and algae’s corpses to become the lake sediment
Lake sediment
N and P Inflow
Photosynthesis Light Reaction in Eutrophicated Lake
82
Microcystis viridis Microcystis aeruginosa
Classification : Cyanobacteria (or blue green algae)
Feature : Colony formation, each cell has a small blister of air （fake vacuole）, floats at the water surface to form Aoko, and looks blackish due to fake vacuole.
83
CO2 + H2O + 緑色植物 + 光
有機物（糖） + O2 (酸素)
Marie Antoinette J. Priestley
cf.:1789.7.14 ：フランス革命
光合成反応
Joseph Priestly（1780）
3.富栄養化と光合成反応
84
Photosynthesis Light Reaction・ 6CO2＋6H2O + sun light ⇒ C6H12O6 + 6O2 pH＜10
glucose (Carbohydrate for COD increase）
・106CO2 +16 NO3- + HPO4
2- + 122 H2O + 18 H+
Photosynthesis Rxn ↓ ↑ Respiration (at night time)（Protoplasm formation ）（Org decomposition and DO consumption)
C106H263O110N16P + 138 O2
☆ pH Change due to the presence of Aoko ☆
2HCO3- = CO3
= + H2O + CO2
CO3= + H2O ＝ 2OH－ + CO2
85
Inevitable Results at theEutrophicated Lakes and Reservoirs
are• Loosing the water resources quality for
drinking water due to the acute toxicityof microcystin from Microcystis aeruginosa and due to the musty odorsubstances like 2-MIB and Geosmin.
• Filtration difficulty at water works plants due to phytoplankton cell mass.
86
Toxicity of Microcystis aeruginosa
Acute Toxicity Index ： Lethal Dose LD50
・Hepatic functional disease ・WHO Drinking Water Standard : 1 μg/L・LD50 = 50 to 100 μg/kg (mouse) = 0.05 to 0.1 mg/kg ・Dioxin（2,3,7,8-TCDD） LD50 : 0.6ｘ10-3 mg/kg
（34,000 people’s lives would fall in dangerous at 1g. ）・Potassium cyanide （KCN) LD50 : 10 mg/kg・Botulinus bacillus toxin A/or D LD50:11～3.2x10-7
mg/kg; 18,200,000-62,500,000 people’s lives would fall in dangerous at 1g.
87
Musty Odor Substances:2-MIB and Geosmin
Water Quality Standard for Drinking Water in Japan：0.01 μg/L
2-Methyl Iso-Borneol （2-MIB） Geosmin from Microcystis 藻類 from Actinomycetale 放線菌
88
大気と水との炭酸ガス平衡大気への放出
CO2 gasCO2 gas
CO2 gas の供給
↓
CO2 aq
液相への溶解
CO2 aq の移動
CO2（gas）＝ CO2（aq）+ H2O ＝ H2CO3*H2CO3* ＝ HCO3
‐ + H+ ：pKa1＝6.3 HCO3
‐ ＝ CO3‐＝ + H+ ：pKa2＝10.3
358 ppm
89
CO2（gas）＝ CO2（aq）+ H2O ＝ H2CO3*
H2CO3* ＝ HCO3‐ + H+ ：pKa1＝6.3
HCO3‐ ＝ CO3
‐＝ + H+ ：pKa2＝10.3
・炭酸ガスのシステム平衡
H2CO3* HCO3‐ CO３
‐
90
・炭酸ガスのシステム平衡
CO2（aq）+ H2O ＝H2CO3* ＝ HCO3‐ + H+ ：pKa1 ＝6.3
HCO3‐ ＝ CO３
2－ + H+ ：pKa2 ＝10.3
・光合成反応:有機物の生産と溶存酸素の遊離
6 CO2 + H2O + 光 ＝ C6H12O6 + 6O2 （ pH＜10 ）
・藻類の増殖に伴うｐHの変化
2 HCO3‐ ＝ CO3
‐‐ + H2O + CO2
CO3‐‐ + H2O ＝ OH‐ + CO2
・炭酸カルシウムの沈殿
Ca(HCO3)2＝ CaCO3↓+ H2O + CO2 （ pH＜10 ）
･･･光合成反応時におけるCO2 の除去に伴って進行
Ca++ + CO3‐‐ ＝ CaCO3↓ （ pH＞10 ）
光合成に利用
91
手賀沼の堆積底泥
堆積底泥には酸素要求物質・アンモニア・リン等が含まれ、嫌気的環境では溶出する。
→ 二次汚濁
92
93
94
95
微細気泡による堆積底泥中の有機物回収Froth Tailing System ( FTS )
96
0
50
100
150
200
250
300
350
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33
Lime dose：200g/m2
TOC elutriation amountTO
C e
lutr
iation a
mount（
g/m
3-
wet
sedim
ent）
Lime dose：50g/m2
Ｔｉｍ
Magnesium oxide：400g/m2
Lime dose：400g/m2
97
0
20
40
60
80
100
120
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33
Magnesium oxide：400g/m2
T-N
elu
tria
tion a
mount
（g/
m3-w
et
sedim
ent） Lime dose：400g/m2
Lime dose：50g/m2
T-N elutriation amount
Ｔｉｍｅ （days）
Lime dose：200g/m2
98
FTS により処理された底泥の性質
Test Sample TS VS VS/TS TN-SLD TC-SLD (C/N)SLD
g-SLD/L g-SLD/L g/g-TS g/g-TS ・Raw Sediment 245 42 0.171 0.0061 0.0633 10.4・FTS Sediment 165 28 0.170 0.0057 0.0627 11.0・Froth 75 14 0.187 0.0071 0.0728 10.3
TS : Total Solids TN-SLD : Total Nitrogen of SolidsVS : Volatile Solids TC-SLD : Total Carbon of Solids
(C/N)SLD : TC-SLD/TN-SLD
99
生物学的な代謝微生物による物質分解と酸素要求
・有織物／無機物＋O２＋好気性微生物
→ エネルギー（ATP）＋細胞増殖+生成物
・TOC成分の酸化：従属栄養微生物による分解
（有機物の酸化・分解 酸素要求）
・TN成分の酸化 ：独立栄養微生物による硝化
（ｱﾝﾓﾆｱから硝酸への形態変換 酸素要求）
・硝酸成分の除去：従属栄養微生物による脱窒素
100
手賀沼の汚濁物負荷量の概算１Ⅰ 炭素成分の酸素要求量：C-BOD堆積底泥からのTOC（全有機炭素）成分の推定溶出量
（単位：ｇ／ｍ３－湿潤底泥）
項目 原底泥 浮上分離処理 石灰処理 石灰散布量
TOC 29 5 318 400ｇ／ｍ２
計 34 352溶出推定総量 18.4 ton* 190 ton*（＊：手賀沼の推定堆積底泥量 540,000 ｍ３について積算）
TOC成分の安定化(酸化)に要する酸素要求量：
190（ton‐TOC）ｘ 2.67 ＝507.3 ton‐O２
TOC ＋ O２ ＝ CO２＋H2O+エネルギー12g 32g （従属栄養微生物）
1g 32g／12g ＝ 2.67
101
手賀沼の汚濁物負荷量の概算２Ⅱ 窒素(NH3)成分の酸素要求量：N-BOD項目 原底泥 浮上分離処理 石灰処理
TN 41 1 112計 42 154
溶出推定総量 22.7 ton* 88.2 ton＊
（＊：手賀沼の推定堆積底泥量540,000 ｍ３について積算）
TN成分の安定化（硝化反応）に要する酸素要求量：
88.2（ton‐TN）ｘ 4.57 ＝403.1 ton‐O２
2NH3 ＋ 3O2 ＝ 2NO2- ＋ 2H ＋ ＋ 2H2O ： 亜 硝 酸 生 成
(Nitrosomonas)2NO2
-＋ O2 ＝ 2NO3- ：硝酸生成
(Nitrobactor)NH3 ＋ 2O2 ＝ NO3
- ＋ H＋ ＋ H2O 硝化反応
14 g-N → 2x32=64 g-O2
1 g-N → 64 g-O2/14 g-N ＝ 4.57
102
手賀沼の汚濁物負荷量の概算３全酸素要求量
Ⅱ 堆積底泥の汚濁物負荷量：底泥の酸素要求量
＝507.3 ton‐O２＋403.1 ton‐O２
＝910.4 ton‐O２
Ⅲ 手賀沼の水に起因する酸素要求量：溶解性COD・COD＝20 ｍｇ／L （or 20ｇ-O２／ｍ３ ）
・手賀沼の湛水量 5,600,000ｍ３
・手賀沼水の酸素要求量
＝ 20ｇ-O２／ｍ３ｘ 5,600,000 ｍ３
＝ 11.2 ton-O２
（流入水（38万ｍ3／日）のCODはそのまま流出と仮定）
手賀沼の全酸素要求量＝堆積底泥酸素要求量＋沼水酸素要求量
＝ 910.4 ton-O２＋11.2 ton-O２
＝ 921.6 ton-O２
103
手賀沼の汚濁物負荷量:人口当量
手賀沼の全酸素要求量＝堆積底泥の酸素要求量＋沼水の酸素要求量
＝ 910.4 ton-O２＋11.2 ton-O２
＝ 921.6 ton-O２
人間の汚濁物負荷量（酸素要求量）：50ｇ‐O２／人・日
・手賀沼底泥の潜在的汚濁物負荷量の人口当量
＝ 921.6 ton-O２／50ｇ-O２／人・日
＝ 18,432,000人・日
人間の平均酸素必要量：515 ｇ-O２／人・日
・手賀沼底泥汚濁物負荷量の人口当量
＝ 921.6 ton-O２／515ｇ‐O２／人・日
＝ 1,789,5000 人・日
104
NO2-NO3
- N2
N2O
NH4+ NO2
- NO3-
N2O
温室効果ガス N2O（亜酸化窒素）の発生回路大気への放出
無酸素相
脱窒反応脱窒反応
硝化反応硝化反応DO供給
光合成反応
( 堆積底泥層でのDO消費 )
湖沼における
105
ＣＯＤの斬増が懸念される琵琶湖
106
硝酸カルシウム Ca(NO3)2 4H2O の注入により
・ NO3－の遊離（電子e - の供給）
・Fe3+ + PO43ー → FePO4（ｓ） + H + （ ＜pH 7 ）
N2
FePO4（ｓ）
107
酸化・還元反応
基礎反応式
• 電子供与（酸化反応）
Ｃ６Ｈ１２O６ + 6Ｈ２O → 6ＣO２ + 24H+ + 24e-• 電子受容（還元反応）
NO3- + 6Ｈ+ + 5e- → 0.5Ｎ２ + 3Ｈ２OO２ + 4Ｈ+ + 4e- → 2Ｈ２O
• 2NO2ー + 8Ｈ+ + 6e- → Ｎ２ + 4Ｈ２O• O3 + 2Ｈ+ + 2e- → O２ + Ｈ２O
108
電子受容（還元反応）
NO3- + 6Ｈ+ + 5e- → 0.5Ｎ２ + 3Ｈ２O
O２ + 4Ｈ+ + 4e- → 2Ｈ２O
• Ca(NO3)24H2O = Ca++ + 2NO3－ + 4H2O
• Ca=40 N=14 O=16 Ca(NO3)24H2O=236g/mol
• 2NO3－ ：124g/236g = 0.525
• 4/5 （NO3－） ＝ 4e- ＝ O２
4/5x124g ＝ 4e- ＝ 32 g
65g- NO3－ ＝ 32g-O２
1g- NO3－ ＝ 0.492g-O２
1Kg-NO3－ = 1.9Kg-Ca(NO3)24H2O＝0.492Kg-O２
・硝酸カルシウム1Kg は約26万mgのDOに相当する
109
硝酸塩ならびに亜硝酸塩からの脱窒反応
• 5Ｃ６Ｈ１２O６+ 5x6Ｈ２O→ 5x6ＣO２ + 5x24H+ + 5x24e- ：酸化反応
• 24xNO3ー + 24x6Ｈ+ + 24x5e-→ 24x0.5Ｎ２ + 24x3Ｈ２O ：還元反応
-----------------------------------------------------------------------------• 5Ｃ６Ｈ１２O６ + 24NO3
ー
→ 12Ｎ２ + 30ＣO２ + 24OHー + 18Ｈ２O
( 単位脱窒量あたりの消費炭素量
：1.07 g-C-Ｃ６Ｈ１２O６/ g-NO3ー-Ｎ )
110
有機物の酸化分解
• Ｃ６Ｈ１２O６ + 6Ｈ２O→ 6ＣO２ + 24H+ + 24e- ：酸化反応
• 6O２ + 6x4Ｈ+ + 6x4e-→ 6x2Ｈ２O ：還元反応
--------------------------------------------------------------------------Ｃ６Ｈ１２O６ + 6O２ → 6ＣO２ + 6Ｈ２O
72g-C/6x32g-O2 = 0.375 g-C/g-O2
111
有機物の分解
好気的分解(aerobic breakdown)• Ｃ６Ｈ１２O６ + 6O２ → 6ＣO２ + 6Ｈ２O
非酸化的分解（anoxic breakdown)• 5Ｃ６Ｈ１２O６+24NO3
-→12Ｎ２+30ＣO２+24OH-+18Ｈ２O
電子の受容体が O2 あるいは NO3-
112
次世代の湖沼環境保全技術に向けて：熊谷 道夫
土木学会誌 Vol.83 pp.6-8, May 1998
113
湖沼の水質保全対策
流入水の浄化：生物処理によるN除去
堆積底泥の処理：浚渫・被覆・不活性化
藻類の増殖抑制：除去・除草
植物浄化：よし・ホテイアオイによるN・P摂取
曝気循環：酸素供給（堆積底泥の溶出抑制）
希釈：浄化用水導入
114
藻類優先種の支配因子は
• 水質 ： N,Pの濃度比／増殖律速濃度
• 気候 ：水温・日照
• 水理学的滞留時間Tdと希釈率D = 1/Td• 増殖速度 Growth Rate ：μ• 藻類の増殖 ：μ＞D
μ＜D の場合、細胞の系外流出発生
115
Factors on Algae Growth • Water quality ： N and P concentrations as a growth
rate limiting factor• Climate ： Water Temperature and sun light • Hydraulic Retention Time Td and Dilution Rate D
Td = V/Q = 1/DV : Lake Volume, Q : Flow Rate
• Growth Rate Constant of algae μ= 0.43～0.8 day-1 for Microcystis species
116
Effect of Inflow on Algae Growth• Basic Cell Mass Balance Eqn. on Algae in a lake
d(V･X)/dt= Q･Xo － Q･X + V･kｘ･Xunder complete mixing assumption
• Xt/Xt=0 = 10 ( kx – Q/V)t
= 10 ( kx – D)t = 10 (μ – D)t
Xt: Algae conc. at time t Xt=0 : Algae conc. at time 0 Xo: Algae conc. in influent (≒０)kx or μ : Algae growth rate const. Q: Inflow Rate V: Lake Volume D = Q/V : Dilution Rate
If (μ – D) > 0, then cell concentration Xt increases. That is, if μ< D or μ < (1/Td), then
cell wash-out occurs for larger D or smaller Td.
117
手賀沼の現況
手 賀 沼 の 現 状 と 水 質 （ 2002 ） 項 目 水 質
・ 水 面 積 650 ha ・ T-COD 25 mg/l・ 平 均 水 深 0.86 m (max 3.8m) ・ TOC 10 mg/l ・ 流 域 人 口 479,000 Cpt. ・ T-N 4～ 5 mg/l・ 流 域 面 積 14,88 5 ha ・ T-P <0.5 mg/l・ 流 入 水 量 380,000 m3/day ・ pH 9.3・ 平 均 滞 留 時 間 14.7 days・ 堆 積 底 泥 量 540,000 m3
Flow Rate 10 m3/sec
利根川100-200 m3/sec
118
北千葉導水路関連施設模式図
（手賀沼への導水量10m3/秒,2001）
119
毎秒10㌧の水量を手賀沼へ導入
手賀沼第二機場流量.avi
120
10 m3/secの流入は？
• 水理学的平均滞留時間 Tｄ
Tｄ＝湛水量（V）／流入水量（Qo）
＝ 6,500,000m2x0.86m/（380, 000m3/day）
＝ 14.7 days (導水前)＝ 6,500,000 m2 x 0.86 m/ (380,000+864,000
m3/day)流入量 導水量
＝ 4.5 days (導水後)・ D＝1/Td＝0.222 1/day
121
0.0E+00
2.0E+03
4.0E+03
6.0E+03
8.0E+03
1.0E+04
1.2E+04
1 2 3 4 5 6 7Time Lapse ( days )
Rel
ativ
e C
onc.
( X
t/X0 )
（Xt／Xo）0.8
（Xt／Xo）0.43
Growth Curve for typical Blue-Green Algaewith its Growth Rate Constant k=0.8 or 0.43 day-1
K= 0.8 day-1
K= 0.43 day-1
増殖速度：dX/dt=kX log(Xt/Xo) = kｔ
122
123
124
アオコが及ぼす生態系への影響
• 水辺の景観悪化
• 光阻害による植物プランクトン量の減少
• プランクトン多様性が減少
• 食物連鎖による毒性の心配
• 水草の減少（透明度の低下）
• 酸素欠乏による魚類への影響
• 泥質化の促進
125
アオコと水草繁茂の関係
• 近年、水草繁茂によって入り江の桟橋付近
が閉鎖性水域が形成され、湾内水が滞留し、
アオコ形成種やカビ臭生成種が局所的に大
量発生する現象が明らかとなった。
• 今後の対策のため、底泥調査や閉鎖性水域
を形成している水草帯の刈り取りや河川の
流入負荷削減対策を考えていく必要性が示
唆された。
126
アオコ対策 １
• アオコ回収
アオコが発生した場合、専用船で湖面に浮遊す
るアオコの除去、回収。
霞ヶ浦では以前、アオコを水面清掃船で採取し、
リン・窒素を多量に含むアオコを回収して肥料化。
• 底泥の浚渫
湖底の底泥より溶出するチッ素、リンを除去する
ため底泥を浚渫。浚渫された底泥は、公園等の
造成用の盛り土に活用。
127http://www.kita-e.kashiwa.ed.jp/gakusyu/sotugyou/index.htm
みずすまし号
ドロシーホテイアオイ
3.富栄養化と光合成反応
128
Horizontally Equipped Devices
Vertically Equipped Devices
Other On-site Water Purification Example for BOD Removal in Rivers
Brush or Net like Cell Anchoring Equipment
129
アオコ対策 ２
• ヨシ原の復活
ヨシ原はリンや窒素を栄養分として根や茎で吸収
するとともに、サギやカイツブリ等の水鳥の休息
の場、魚の産卵場や孵化した幼魚の生息場。ま
た、波をやわらげ、直接護岸にぶつかるのを防ぐ
役割もある。
• ビオパーク造成
水耕生物濾過という自然のエコシステムで水質
の浄化をはかる。水生植物を栽培することで、ア
オコ原因プランクトンの栄養源を取り除く。
130
アオコ対策 ３
• 流入負荷削減アオコが増加出来ない水質改善のため、汚濁物質排出の発生源を取り除くとともに、湖に流入してくる河川水に含まれる汚濁物質を取り除く対策が必要。
• オゾン処理オゾン酸化による処理、紫外線によるアオコや細菌の遺伝子を死滅させるという特性がある。限られた水域の水質浄化を図る事が可能。
131
今後の課題
• 先手必勝で現状の把握
• 定期パトロールによる予報・速報の強化
• 大学等とのパイプ拡大
• 毒性調査と影響の追求
• アオコの判断基準の明確化
• 水辺環境の保全（環境教育）
132
水圏環境システム研究室の“アオコの発生防止”に関する研究
1.植物によるN（窒素）・P（リン）の吸収摂取
2.二枚貝マシジミによるアオコの捕食・解毒効果は？・効果的な生息密度は？
3.枯葉を用いたアオコの発生防止・増殖抑制か阻害か殺藻か？
5.対応策
133
水環境を保全するためには
• 栄養塩類の流入量削減
• 自然環境での許容負荷量の維持
• 堆積負荷量の削減除去:二次汚濁の防止
• 低負荷を維持
• 生態系の多様性の保持
• 適切な生物処理法の導入
• 流速と水量は維持：沈殿堆積の防止
134
多自然型浄化システムの例
： 窒素・リンの摂取除去よし原のやくわり
・水質浄化（N・Pの除去）
・野鳥や魚類の産卵場所
・親水空間の確保
・地下茎による岸辺の護岸
（よし：いね科の多年草）
5.1植物による窒素の吸収摂取
135
よし原のやくわり
・水質浄化（栄養塩類の除去）
・野鳥や魚類の産卵場所
・親水空間の確保
・地下茎による岸辺の護岸
（よし：いね科の多年草）
5.対応策
1361999年夏 曙橋近辺
137
手賀沼の航空写真
大津川
大堀川
沼南町
我孫子市
5.対応策
大堀川
我孫子市大津川
沼南町
1381967年1月撮影 1993年1月撮影
139
140
141
よし原の栄養塩類除去効果
・よしの組成に基づくTN （窒素）成分摂取量
2.5～13.8 ｇ-TN／m2･年
・ TN成分負荷量原単位：人の排出量
12.5 ｇ-TN／人・日
・手賀沼の水面積：650 ha （ 6.5 Km2 ）
・人口当量換算（単位：人）
よし原面積 TN成分摂取人口当量（人）
6,500 m2 （ 0.1 ％） 4 ～ 2065,000 m2 （ 1.0 ％） 36 ～ 197
650,000 m2 （ 10 ％） 360 ～ 1,9706,500,000 m2 （100 ％） 3,600 ～ 19,700
5.1植物による窒素の吸収摂取
142
よし原の栄養塩類除去効果
・よしの組成に基づく炭素と窒素の摂取量
炭素成分 226～1243 ｇ－TC／m2 ･年
窒素成分 2.5～13.8 ｇ－TN／m2 ･年
・手賀沼の水面積：650 ha （6.5 Km2 ）
・汚濁物負荷量原単位
BOD：50 ｇ－O2／人・日
TN ：12.5 ｇ－O2／人・日
・人口当量換算（単位：人）
よし原面積 TC成分 TN成分
6500 m2 （0.1％） 161 ～ 885 3.6 ～ 19.765000 m2 （1.0％） 1610 ～ 8850 36 ～ 197650000 m2 （10％） 16100 ～88500 360 ～1970
5.対応策
143
手賀沼流域河川に生存するマシジミ
手賀沼流域河川でマシジミを採取する学生
マシジミ:Fresh water clam Corbicula leana
144
開放系回分試験におけるマシジミの濁度除去傾向
経過時間
Control
P.D.140
P.D.350
P.D.700
0 hrs 1 hrs 3 hrs 6 hrs 24 hrs 2 days 6 days 10 days 14 days
P.D.：生息密度 (マシジミの個数/m2)
5.2マシジミによるアオコの捕食
145
開放系回分試験装置
Control P.D. 140 P.D. 350 P.D. 700P.D. : Population Density ( N/m2 )
生息密度
5.2マシジミによるアオコの捕食
手賀沼流域で採取したマシジミ
146
解放系回分試験における濁度除去の経日変化傾向
0
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8 10 12 14Time Lapse (days)
Tur
bidi
ty
Control P.D.140
P.D.350 P.D.700
Turbidity removed at PD 140
Turbidity removed at PD 700
147
マシジミがアオコを捕食ろ過する！
• 手賀沼の湛水量 5,400,000 m3 (平均水深0.86m）
• ろ水速度 2 L／（個・日）
• 生息密度 300～350 個／m2 と仮定する場合,
マシジミが手賀沼の水全量を1回ろ過するに要する時間 ： 4.3～5 日
マシジミによるアオコ捕食の研究課題• 効果的なアオコの捕食が可能か?• アオコ毒性物質ミクロキスチンの解毒は可能か?
5.2マシジミによるアオコの捕食
148
アオコの発生を防止するには：主因である藍藻類の除去
☆物理的除去：最終処分はどうするか？
☆化学的除去：薬剤散布による殺藻は
環境への負荷が大：二次汚染
☆他の方法は？・・・・生物学的除去
・捕食 ・・・・・・・・・自然浄化の原則
☆より合理的方法は？
・自然界の機能を応用する増殖の抑制
または阻害 ・・・・ 科学的
5.対応策
149
枯 葉 大 作 戦
桜の枯葉 枯葉からの成分抽出
藻類増殖抑制・阻害試験
150
“くぬぎ” 属名：ブナ科コナラ属 学名：Quercus acutissima
151
気温が低い冬では、葉の全面から水が奪われるため、広葉樹は冬の前に葉の付け根に「離層］」を作り枯死させ、落葉します。
離層は、光合成による葉中の糖分は、茎へ移動出来ずに蓄積され、そのため、赤色の色素（アントシアン）が作られ、葉は赤く色づく。カエデ科（モミジの仲間）の葉は紅葉の代表例。
離層により、葉中のクロロフィル（葉緑素）が分解され、カロチノイドとよばれる黄色の色素が目立つ。そのため、葉は黄色に色づく。イチョウの葉は黄葉の代表例。
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トウカエデ枯葉からの抽出液
153
プランクトン計数板にて簡易計法
154
1 .0E+05
1 .0E+06
1 .0E+07
0 2 4 6 8
Time(Days）
Bio
mass(c
ells/m
l)
CONTROL 0.7×10-8(mg/cell)
1.3×10-8(mg/cell) 2.0×10-8(mg/cell)
トウカエデ抽出液による増殖抑制試験
増殖阻害効果
増殖抑制効果
CONTROL
5.3枯葉抽出液によるアオコの増殖抑制
155
水圏環境システム研究室Aqua Environment System Lab
モットー：自然が好き人間、集合！
構成 ：若くて粋のよい学校大好き助手
吉田 征史（ゆきひと）
院生 ：喜多村（後期）・
長川・野田・大里・古谷（前期）
卒研生：13名
ゼミ生 ：11名
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水環境保全とは
自然界において微生物や動植物そして人が共生し得る環境を構築すること．
ご清澄ありがとうございました.