第4章 印旛沼および流入河川の水質と汚濁負荷

4.1 水質の推移

 千葉県が法律「水質汚濁防止法」第16条に基づき、毎年、策定が義務づけられている公共用水域水質測定計画で定められた印旛沼および流入河川のそれぞれにおける水質測定点は(平成27年度現在)、第4.1図に示すとおりである(千葉県環境生活部水質保全課資料より作成)。この中で沼の水質測定点「上水道取水口下」は、印旛沼における環境基準点として定められている。また、沼と流入河川における水域類型の指定等については、第4.1表に示すとおりである(千葉県環境生活部水質保全課資料より作成)。

 印旛沼は、昭和45年9月1日に水質汚濁に係わる環境基準の水域類型が「湖沼A」、また昭和59年3月27日には全窒素および全りんに係わる環境基準の水域類型が「湖沼Ⅲ」にそれぞれ指定され、そして、さらに昭和60年12月には、「湖沼水質保全特別措置法」(昭和59年7月制定)に基づき、指定湖沼に指定された(関連:平成28年8月現在における指定湖沼は全国で11湖沼、第6章6.1参照)。

 このことから、千葉県は、すでに昭和60年度に策定していた「ふるさと千葉5カ年計画」および「ふるさと千葉環境プラン」を基調として、新たに昭和62年3月には、昭和59年7月に閣議決定された湖沼水質保全基本方針に沿って第1期の「印旛沼に係る湖沼水質保全計画」(計画期間:昭和61年度~平成2年度)を策定した。そしてその後、第2期(平成3年度~平成7年度)、第3期(平成8年度~平成12年度)、第4期(平成13年度~平成17年度)、第5期(平成18年度~平成22年度)、第6期(平成23年度~平成27年度)に基づき、それぞれの水質計画目標に向けて各種施策を総合的に推進してきた。そして現在は、第7期の「印旛沼に係る湖沼水質保全計画」(計画期間:平成28年度~平成32年度)の策定を目指し、鋭意、作業しているところである。


第4.1図 印旛沼および流入河川における水質測定点

第4.1表 印旛沼および流入河川の水域類型と環境基準

4.1.1 印旛沼

 印旛沼の水質についてCOD(化学的酸素要求量)を指標として、その経年変化をみると〔水質測定点:上水道取水口下(西印旛沼)および北印旛沼中央(北印旛沼)〕、第4.2図に示すように〔千葉県「公共用水域水質測定結果及び地下水の水質測定結果」より作成〕、環境基準点である西印旛沼の上水道取水口下では、昭和46年度には、すでに5.7mg/ℓと環境基準(COD:3mg/ℓ以下)の倍近くの値を示していた。この後は増減を繰り返しながらも、傾向としては増加を示し、昭和59年度には13mg/ℓと、その前後に類をみることのない最高濃度を示すに至った。これ以後は減少傾向に転じ、平成3年には7.3mg/ℓを示したものの、その後、再び増加を辿り、平成7年度、そして平成11年度には、ともに12mg/ℓを示すに至った。しかし、平成12年度以降は、再び減少を辿り、平成17年度には8.1mg/ℓと、これまでの10年間の中では最も濃度も低く、環境省が発表する全国湖沼水質ワーストのランクでは、第4.2表に示すように、上位ワースト5の中からの脱皮を成し遂げた。しかし、これも束の間、平成18年度は8.6mg/ℓと濃度を増加させ、全国湖沼水質ワースト4にランクされる結果となっている。

 そして、平成19年度は11mg/ℓと、さらに水質を悪化させ、全国湖沼水質ランクでは、最悪のワースト1となった。しかし、翌年の平成20年度は8.5mg/ℓに急激に減少し、全国湖沼水質ランクではワースト6に改善された。その後は、平成21年度に8.6mg/ℓ、平成22年度は8.9mg/ℓと、巨視的には横這いの状況を示したものの、平成23年度には11mg/ℓと急激に増加、そして水質ランクは全国ワースト1であった。この悪化状況は、平成24年度も継続、そして平成25年度にはさらに水質が悪化し、12mg/ℓの高濃度を示したが、平成26年度および平成27年度は、ともに1mg/ℓ減少し11mg/ℓを示したものの、水質悪化は依然として続いている。

 このように、印旛沼の水質は、最近、想定の域を逸するように目まぐるしく変化を示しているが、この理由について関係者は、長きにわたって印旛沼の水中や底泥に蓄積した有り余るほどの窒素およびりんを背後に抱き、その年の気候に影響され沼で大量発生する藻類、いわゆる専門用語で言う内部生産*注1)の多寡が大きく関与していると指摘している。

 実際、印旛沼の最近10年間における窒素およびりんの濃度をみると、第4.3表に示すように〔千葉県「公共用水域水質測定結果及び地下水の水質測定結果」より作成〕、いずれの項目とも、環境基準を大幅に超え、それらの濃度は湖沼の栄養度*注2)で富栄養湖に分類される濃度(全窒素:0.5~1.3mg/ℓ、全りん:0.01~0.09mg/ℓ)を遙かに上回る、いわば超富栄養化の状態にあるといえる。

 いずれにしても、印旛沼における藻類の大量生産に基づく内部生産*のCODに対する割合をみてみると、第4.3a図および第4.3b図のそれぞれに示すように、北印旛沼では昭和60年度~平成27年度の平均で45.2%、また西印旛沼では昭和55年度~平成27年度の平均で50.3%を占めている。しかしながら、ここで、この結果とは無関係に、注目すべきことは、印旛沼の水質は、それぞれの沼での窒素およびりんを限りなく削減し、内部生産の抑制(藻類の生産を抑制)を行ったとしても、北印旛沼および西印旛沼でのCODは、いずれにおいても環境基準を達成するまでには至らないことを示しており、今後、各沼流域におけるCOD発生負荷量の削減対策のより一層の強化が必要であることを示唆している。

第4.2図 印旛沼におけるCOD経年変化

第4.2表 全国湖沼水質(COD)のワースト5の推移と印旛沼

第4.3表 最近10年間における北および西印旛沼のCOD、全窒素および全りんの濃度変化

第4.3a図 北印旛沼の内部生産

第4.3b図 西印旛沼の内部生産

トピックス

 印旛沼の水質(COD)は、すでに第4.2図の経年変化で示したように、北印旛沼と西印旛沼で異なり、平成15年以降は北印旛沼が西印旛沼に比べ明らかに悪化している。 環境省が発表する印旛沼の全国湖沼における水質ランクは、第4.1図に示した西印旛沼の上水道取水口下での水質測定値で比較した結果である。もし、北印旛沼の北印旛沼中央地点での水質測定結果で比較したならば、印旛沼の水質ランクは……?

水質測定結果

*注1) 内部生産CODとは、湖沼等において窒素およびりんの栄養塩類物質を栄養源として増殖した藻類(主として植物プランクトン)を指し、次式によって求められる。
 内部生産COD =(全COD)- (溶存態COD)
ここで、全CODは、過マンガン酸カリウム(KMnO4)のような酸化剤を用いて定量されたCOD値、また溶存態CODは、試水をガラス繊維ろ紙(口径;1.0μm)でろ過し、そのろ液を全CODと同様の分析法によって定量した値である。

*注2)りんと窒素濃度による湖沼の栄養度について〔文献;坂本(1966): Primary production by phytoplankton community in some Japanese lakes and its dependence on lake depth. Arch.Hydrobiol., 62,1〕

りんと窒素濃度による湖沼の栄養度

4.1.2 流入河川

 印旛沼に流入する主な7河川の最近10年間(平成18~27年度)における水質(BOD)をみると、第4.4表に示すとおりであるが〔千葉県「公共用水域水質測定結果及び地下水の水質測定結果」より作成〕、環境基準(第4.1表参照)との比較では、鹿島川、高崎川、手繰川、師戸川および桑納川の5河川は平成18年度以降平成27年度まで、それぞれの類型指定に基づく環境基準を達成している。しかし、神崎川は環境基準を達成していない。また、印旛沼放水路上流(新川)については平成16年度以降、環境基準値(5mg/ℓ)前後を示しているが、傾向としては環境基準の達成にいまだ不安が残っているといえる。

  一方、窒素およびりんについては、河川のそれぞれの類型指定に基づく環境基準が設定されていないが、いずれの項目とも、第4.5表に示すように、印旛沼の環境基準(第4.1表参照)を大きく上回るとともに、いずれの流入河川も、ここ10年間、大きな改善が見られず、横這いの状況にある。

 なお、河川ごとにおける窒素およびりんの比較では、窒素は桑納川、高崎川、鹿島川、新川、神崎川が師戸川や手繰川に比べて倍近い濃度を示している。また、りんについては、巨視的には窒素が高い河川で同様に高く(例えば桑納川)、低い河川では同様に低い(例えば師戸川)傾向がみられる。

第4.4表 主要流入河川の最近10年間における水質(BODおよびCOD)の推移

第4.5表 主要流入河川の最近10年間における全窒素(T-N)および全りん(T-P)の推移

4.2 水質汚濁をもたらす社会的条件

 印旛沼および流入河川の水質の悪化をもたらす社会的条件としては人口、土地利用、産業構造の変化および流域人口の生活排水処理施設などのインフラ整備状況が考えられる。なかでも、特に土地利用形態とともに変化を強いられる系別汚濁発生源(生活系、産業系、面源系)と、生活排水の形態別処理人口の変化に起因する水質汚濁の影響はきわめて大きいといえる。

4.2.1 流域における汚濁発生負荷量

(1) 系別汚濁発生量の推移

 印旛沼および流域河川等の水質悪化をもたらす汚濁発生源は、系別的には、大きく下水処理場(印旛沼流域内の生活排水は流域外の千葉市花見川区磯辺に建設されている花見川終末処理場等で処理されているので印旛沼流域内には、下水道処理場は存在しない)、一般家庭などの生活系、工場・事業場、畜産などの産業系、そして山林、畑、水田、市街地等などの面源系の三つに分けられるが、これらの系別における発生汚濁負荷量は、それぞれ時代の社会経済的変化にともなう土地利用の形態や産業構造の変化、住民の生活様式の変化にともなう生活排水量や質の変化によって負荷量算出原単位が異なるため、年度ごとに算出したそれら負荷量を横並びに比較し評価するには、難があることは否めないが、ここでは、各期の水質保全計画の策定に際して使用したそれぞれにおける原単位をベースにして算出した系別汚濁負荷量を第4.6表〔資料:千葉県環境生活部水質保全課より作成〕に示す。

 先ず、汚濁項目ごとにおける一日当たりの系別発生負荷量をみると、CODは、昭和60年度をベースにして平成27年度では生活系で71.8%、また産業系は36.8%と、それぞれともに減少している。これに対し、面源系は、逆に17.1%の増加を示すとともに、COD総発生負荷量に占める割合が77.3%と極めて大きく、他の系別発生負荷量を凌いでいる。

 全窒素については、生活系と産業系が昭和60年度をベースとして、平成27年度でそれぞれ56.8%、58.2%と大幅に減少している。これに対し、面源系は、0.9%のわずかな減少を示すものの、総発生負荷量に占める割合はCODと同様、66.5%と大きい。

 一方、全りんについては、生活系と産業系が昭和60年度をベースとし て、平成27年度でそれぞれ50.7%、39.9% と減少しているのに対し、面源系は15.6%の増加となっている。特に、面源系発生源の中でも、後述するように、市街地等からの発生負荷が大きい。

第4.6表 印旛沼流域における系別発生負荷量の推移

(2) 個別的汚濁発生源とその対策

 系別における個別的発生源としては、生活系では流域下水道、公共下水道、農業集落排水施設、合併処理浄化槽、単独処理浄化槽、し尿処理場(くみ取り式の便所からし尿をバキュームカーでくみ取り、し尿処理場で処理)、自家処理(農地への肥料として利用)、産業系では特定事業場、事業場一般、畜産(馬、牛、豚)、そして面源系には山林、水田、畑、公園・緑地、市街地等、湖面(主に降雨にともなう大気中の汚濁物質)があるが、これらの個々の発生源からの負荷量の多寡は、汚濁項目によって大きな違いがみられる。

 第4.7a表第4.7b表および第4.7c表は、COD、全窒素(T-N)および全りん(T-P)のそれぞれにおける発生負荷源ワースト5の推移を示してあるが(千葉県環境生活部水質保全課資料より作成)、CODについては昭和60年以降、現在まで市街地等がワースト1にランクされている。ワースト2以下は年度で多少順位が異なるが、巨視的には平成17年度以前はワースト2およびワースト3を単独処理浄化槽およびし尿処理場の生活系、そしてワースト4およびワースト5は面源系の水田と畑がそれぞれランクされていたが、平成17年度以降はワースト2に水田がランクされ、単独処理浄化槽がワースト3、ワースト4に畑、ワースト5にはし尿処理場、山林のそれぞれがランクされている。

 全窒素は昭和60年度以降、畑が不動のワースト1を占めている。そしてワースト2は昭和60年度~平成2年度に単独処理浄化槽、ワースト3は市街地等となっているが、ワースト4およびワースト5はし尿処理場と特定事業場のいずれかが順を変えランクされている。しかし、平成17年度以降は市街地等が連続してワースト2、また単独処理浄化槽と合併処理浄化槽の生活系発生源はワースト3およびワースト4に順を変えてランクされているが、ワースト5に面源系の発生源である水田が新たにランクされている。

 全りんは、ワースト1は昭和60~平成12年度に単独処理浄化槽であったが、平成17年度以降は市街地等が取って代わり不動となっている。ワースト2以下は、年度によって異なるが、CODおよび全窒素のワースト5の中の常連であった畑は姿を消し、畜産(豚)や特定事業場が新たにワーストに加わっている。

 いずれにしても、以上の結果から、印旛沼および流域の水域の主な汚濁発生源としては、汚濁項目で異なるが、個別的には、生活系の単独処理浄化槽、合併処理浄化槽、し尿処理場、面源系の市街地等、水田、畑、そして産業系として特定事業場、畜産(豚)であり、今後、それぞれにおける汚濁防止対策に対し個別的に強化を図る必要がある。

第4.7a表 印旛沼流域におけるCOD排出負荷源ワースト5

第4.7b表 印旛沼流域における全窒素(T-N)排出負荷源ワースト5

第4.7c表 印旛沼流域における全りん(T-P)排出負荷源ワースト5

4.2.2 生活排水処理形態別人口

 印旛沼流域における住民の生活排水処理は、流域13市町のうち栄町(公共下水道)を除き、ほとんど印旛沼流域下水道で行われている。その普及率(流域総人口における印旛沼流域下水道人口の占める割合)は、第4.8表に示すように〔千葉県環境生活部水質保全課資料より作成〕、昭和60年度に30.2%であったが、平成27年度現在では76.0%と、約2.5倍の増加となっている。また、流域下水道以外での生活排水の処理、いわゆるし尿と生活雑排水を同時に処理する形態としては公共下水道、農業集落排水処理施設、そして合併処理浄化槽があるが、これらの処理形態別の利用人口割合は、平成27年4月1日現在でそれぞれ2.8%、0.6%、13.4%(通常型と高度型を合わせて)と、上述の印旛沼流域下水道を含め、流域総人口全体(783,545人)の92.7%に相当する726,707人である。

 一方、し尿処理は単独処理浄化槽、くみ取り(し尿をバキュームカーで収集し、し尿処理場で処理する形態)および自家処理(肥料等)のそれぞれで行うが、生活雑排水は未処理のまま放流する人口は、平成27年度現在で流域総人口の7.2%に相当する56,838人である。特に、これら雑排水未処理人口の中にあって、単独処理浄化槽人口は昭60年度以降漸次的に減少し、平成27年度は昭和60年度と比べ76,703人減少し、そして流域総人口に対する割合では4.7%となっている。この減少については、平成12年に厚生省(現厚生労働省)が浄化槽の定義からし尿のみを処理する浄化槽(従来の単独処理浄化槽)を除外、要するに浄化槽の新設においては合併処理浄化槽の設置を義務づけることを趣旨として「浄化槽法」を一部改正し、平成13年4月1日から施行したことと同時に、最近、流域の各市町が単独処理浄化槽から合併処理浄化槽への転換、また高度処理型合併処理浄化槽の導入や浄化槽の適正な管理のために補助金を交付する制度を拡充したことによるものと考えられる。

第4.8表 印旛沼流域における生活排水処理形態別人口の推移

4.2.3 印旛沼流域下水道の計画と普及

 印旛沼流域における生活排水の抜本的対策である印旛沼流域下水道は、昭和40年代の流域の急速な開発と人口増加を背景に、第4.9表に示すように〔千葉県県土整備部都市整備局下水道課資料より作成〕、昭和43年12月に印旛沼流域を主な対象とする印旛沼流域下水道*注1)が都市計画決定され、そしてそれに基づく全体計画を策定し、千葉県が建設を進めている。当該流域下水道は、平成28年3月現在、単独公共下水道*注2)で排水処理している栄町を除く流域11市1町(印旛村および本埜村が印西市に吸収合併)に習志野市を加えた12市1町の生活排水および工場排水と、その他接続関係として成田国際空港の排水を千葉市美浜区磯辺にある「花見川終末処理場」(昭和49 年4 月に供用開始)および美浜区豊砂と習志野市にまたがる「花見川第二終末処理場」(平成6年6月供用開始)で処理しているが、この他に下水道の多目的利用として、以下の事業を行っている。

  • 再生水利用下水道事業:標準活性汚泥法によって処理された2次処理水を、さらに高度処理し、平成元年度より幕張新都心の一部地区でホテル、商業ビルなどの水洗トイレ等に利用する他、公園等の修景用水として利用。(公共施設:3施設、民間施設:5施設に供給)(日最大給水能力:4,120m³、平成27年度日平均給水実績:約780m³)
  • 下水処理水再利用事業(地域冷暖房):下水処理水の持つ熱(水温は年間を通じ15~25℃)の有効利用として、その一部を東京都市サービス(株)が平成3年度より幕張新都心の一部(供給区域:約49ha)で実施する地域暖房事業の熱源として供給(日最大送水能力:200,000m³、平成27年度日平均送水実績:約55,000m³)
  • 下水高度処理水還元事業:花見川第二終末処理場で浄化した下水高度処理水を海老川水系の長津川および飯山満川に平成19年度10月から還元放流を開始(最大送水量:両川合わせて0.259m³/秒、平成27年度送水実績:約710,000m³)

 なお、第4.10表には、流域13市町の印旛沼流域下水道における計画の諸元と関連市町における下水道普及率を示してある。また、第4.11表には、平成27年度の印旛沼流域下水道における流入水および放流水(処理水)の水質状況を示す。

第4.9表 印旛沼流域下水道の全体計画と進捗状況

第4.10表 印旛沼流域下水道計画の諸元と関連市町におけると下水道普及率

第4.11表 H27年度における印旛沼流域下水道の流入・放流水の水質(年間平均)

*注1) 流域下水道とは、2つ以上の市町からの下水を受け、処理するための下水道で終末処理場と幹線管きょから構成され、事業主体は都道府県。千葉県では印旛沼、手賀沼、江戸川左岸の3流域下水道がある。

*注2) 公共下水道とは、主に市街地における雨水や汚水を単独公共下水道、または流域下水道(流域関連公共下水道)に接続し、処理する。事業主体は、原則として市町が行っている。
なお、千葉県全体(54市町村)おける下水道普及率は、平成28年3月末で72.8%である。