1

1

琵琶湖の水環境問題の現状と歴史（１）

滋賀県立大学 井手慎司

2

琵琶湖流域

琵琶湖には約460本の河川（1級河川118）が流れ込む

⇔自然の流出河川は瀬田川のみ

天増川

藤子川

百井川

3

琵琶湖と集水域湖盆 北湖 南湖

沿岸国 日本

湖沼成因 断層湖

気候区太平洋側気候・日本海側気候・瀬戸内海型気候

流域型 開放型

塩分区分 淡水

標高 85.6 m

表面積 616 km2 58 km2

流域面積 3,174 km2

容積 27.3 km3 0.2 km3

最大水深 103.6 m 8 m

平均水深 44 m 3.5 m

滞留時間 5.5 年 0.04年

流域人口 130万人

人口密度 378 人/km2

LakeWatch 2003

1/6

北湖

南湖

湖は滋賀県の県域面積の６分の１，湖を含む流域は県土の９０%を占める．また湖の流域の９７%は県内にある．

4

北湖と南湖について北湖と南湖は別の湖

琵琶湖は北湖と南湖に分かれる 琵琶湖大橋がある狭窄部で北湖と南湖に分かれる．両湖

は湖沼学的（物理的，生態学的，化学的）にまったく別の湖盆．法律上も別の水域… …

琵琶湖の大きさのイメージ

実 際 仮 想

長さ全 体 約 60 km 3 m南 湖 約 15 km 0.75 m

幅 最 大 約 20 km 1 m

深さ最 大 約 100 m 5 mm南 湖 約 4 m 0.2 mm

琵琶湖の特徴

流入河川が団扇（うちわ）

型の流域をもつ

琵琶湖に流入する主要河川のほとんどは天井川

全国217の天井川のうち約4割（81）が滋賀県に（国交省2012年度調べ）

【集水域または流域】

降った雨が集まり，一本の川，一つの湖に流れ込む．そんな範囲を集水域または流域と呼ぶ．

5 6

琵琶湖と流入河川の水質どう変わってきたか，そして今は

2

7

主要湖沼の比較（COD）それほど悪くない琵琶湖の水質

0

5

10

15

20

25

十和田湖

尾瀬沼

霞ヶ浦

手賀沼

諏訪湖

琵琶湖北湖

琵琶湖南湖

宍道湖

CO

D75%値

（m

g/L）

1998 2007

全国湖沼資料集第１２集（1998）／第２１集（2007）

青森・秋田

福島・群馬

茨城

千葉

長野

島根

8

主要湖沼の比較（全リン）それほど悪くない琵琶湖の水質

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

十和田湖

尾瀬沼

霞ヶ浦

手賀沼

諏訪湖

琵琶湖北湖

琵琶湖南湖

宍道湖

T-P

平均

値(m

g/L)

1998 2007

全国湖沼資料集第１２集（1998）／第２１集（2007）

青森・秋田

福島・群馬

茨城

千葉

長野

島根

9

琵琶湖の水質の変化（透明度）かつての北湖中央は透明度が10㍍（今の南湖の4倍）

滋賀の環境（資料編）

0

2

4

6

8

10

1920 1940 1960 1980 2000

透明

度(m

)

年

北湖中央

北湖

南湖

1966年滋賀県による琵琶湖の水質調査はじまる

悪化した時期のデータが欠如している問題

1915年滋賀県水産試験場による「琵琶湖定期定点観測」はじまる

0

2

4

6

8

1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

KM

nO

4(m

g/L)

年

10

水道水原水としての琵琶湖の水質

三井寺沖の過マンガン酸カリウム（KMnO4）消費量データ（大阪市水道局）

琵琶湖の水質は集水域における人々の産業活動に左右されてきた琵琶湖の水質は集水域における人々の産業活動に左右されてきた

高度成長期以降の急激な悪化高度成長期以降の急激な悪化

それに匹敵する戦前の悪化それに匹敵する戦前の悪化

一時的によかった昭和３０年ごろの水質

一時的によかった昭和３０年ごろの水質 昭和５０年以降

は改善傾向昭和５０年以降

は改善傾向

11吉良竜夫「世界の湖と琵琶湖」，新潮社

0

0.2

0.4

0.6

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

全窒

素(m

g/L)

年

南湖 北湖

12

琵琶湖の水質の変化（全窒素）横ばい状態から減少傾向に

環境基準

滋賀の環境（資料編）

3

0

0.01

0.02

0.03

0.04

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

全リ

ン(m

g/L)

年

南湖 北湖

13

琵琶湖の水質の変化（全リン）減少傾向 北湖は環境基準達成

環境基準

滋賀の環境（資料編） 14

琵琶湖の水質の変化（クロロフィルa）富栄養化の一つの指標 植物プランクトン量は減少傾向

滋賀の環境（資料編）

0

2

4

6

8

10

12

14

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Chlo

roph

yll a

(g

/L)

年

南湖

北湖

だんだん小さくなる北湖と南湖の差値が乱高下しはじめる

15

琵琶湖の水質の変化（赤潮とアオコ）

Uroglena americana

Microcystis

滋賀の環境

0

20

40

60

80

100

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

発生

延べ

水域

年

赤潮 アオコ

0

1

2

3

4

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

mg/

L

年

南湖 北湖

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琵琶湖の水質の変化（BODとCOD）減少する生物化学的酸素要求量（BOD）

増加する化学的酸素要求量（COD）

滋賀の環境（資料編）

COD

BOD

COD環境基準

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富栄養化eutrophication

元来は湖沼等閉鎖水域が、長年にわたり流域から窒素化合物及び燐酸塩等の栄養塩類を供給されて、生物生産の高い富栄養湖に移り変わっていく自然現象をいう。

近年人口および産業の集中等により、湖沼に加えて東京湾、伊勢湾、瀬戸内海等の閉鎖性海域においても窒素、リン等の栄養塩類の流入により急速に富栄養化している。

富栄養化になると藻類等が異常増殖繁茂し、水中の酸素消費量が高くなり貧酸素化し、また藻類が生産する有害物質により水生生物が死滅する。また、水質は累進的に悪化し、透明度が低く水は悪臭を放つようになる。緑色、褐色、赤褐色等に変色する。

出典：EICネット環境用語集

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富栄養化はなぜ悪い？過ぎたるは及ばざるが如し

かつて，水草の繁茂は緑肥として歓迎され，湖は魚で溢れていた……腐った野菜土壌の劣化嫌気性（悪臭，本能的嫌悪）病原菌．

水道水源としての水質の悪化（悪臭，トリハロメタン前駆物質）

4

19

J.F. von Liebig（リービヒ）の最小原理

Liebig（1803～1873）：有機化学者 リン酸肥料開発

最小原理：定常状態における，ある種の個体群サイズは供給が最も少ない資源によって拘束される（様々な長さの側板で作られた桶）．自然界における多くの生物集団は窒素とリンによって制限を受けている

改訂版「Redfield」比（海洋の植物プランクトン）

0.0050.716110263106 FePSNOHC

リービッヒの樽（最少律）

アナベナ スピロイディスビワクンショウモ

ウログレナ アオコ（水の華）

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

1954 1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009 2014

総漁獲量

貝類

魚類

漁獲高の減少（トン/年）

21

•産卵場所の消失•水位操作の影響•外来魚による摂餌•農薬の流入

出典：琵琶湖漁業魚種別漁獲量 22滋賀県琵琶湖環境科学研究センター佐藤祐一 作成

化学物質

プランクトン

魚類

23

そもそも水質とは？

水質：広義の水質《【狭義の水質：物理的，化学的，細菌学的】，生物学的，【審美的？】》

水質とは様々な観点

から見たときの水の特性．より具体的には，水温であるとか，含まれている化学物質や細菌類，プランクトンや生息する魚などの種類や数，量によって総合的に特徴づけられるもの．

24

琵琶湖の水質の変化（まとめ）

他の湖と比べれば，それほど悪くない琵琶湖の水質

琵琶湖の化学的水質は全体的に改善傾向（次第に小さくなる北湖と南湖の差） … …生物学的水質は？

唯一の例外は北湖のCOD それでも毎年のように発生するアオコ

富栄養化にも質的な変化の兆しが

琵琶湖の水質が，昔と今では，質として変化してきている

5

25

流入河川の水質の変化（COD）南湖は減少 北湖は増加から横ばい

0

1

2

3

4

5

6

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

CO

D (m

g/L)

年

南湖瀬田川流入河川平均（10河川）

北湖東部流入河川平均（９河川）

北湖西部流入河川平均（５河川）

滋賀県環境白書（資料編） 26

流入河川の水質の変化（BOD）明らかな減少傾向（主要河川のほとんどが環境基準を達成）

0

1

2

3

4

5

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

BO

D (

mg/

L)

年

南湖瀬田川流入河川平均（10河川）北湖東部流入河川平均（９河川）北湖西部流入河川平均（５河川）

滋賀県環境白書（資料編）

27

流入河川の水質の変化（全窒素）南湖は減少 北湖は？

0

1

2

3

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

T-N

(m

g/L)

年

南湖瀬田川流入河川平均（10河川）

北湖東部流入河川平均（９河川）

北湖西部流入河川平均（５河川）

滋賀県環境白書（資料編） 28

流入河川の水質の変化（全リン）減少傾向あるいは横ばい状態

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

T-P

(m

g/L)

年

南湖瀬田川流入河川平均（10河川）

北湖東部流入河川平均（９河川）

北湖西部流入河川平均（５河川）

滋賀県環境白書（資料編）

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流入河川の水質の変化（まとめ）

全体的に琵琶湖に流入する主要河川の水質は改善傾向

気になる北湖西部の河川（CODと全窒素） ただし 琵琶湖に流入する主要河川のほとんどは天井川

つまり市街地からの汚濁物質はすべて都市河川へ しかし都市河川の水質は完全には把握できていない

ファーストフラッシュによる流出負荷が把握できていない（河川の水質調査は晴天時に月1回… … ただし，雨天時の流出負荷はどれだけ湖とって本当の負荷となるのかは？）

30

湖への負荷と水質の変化（ヒステリシス曲線）悪化は急激に，改善はゆっくりと

湖への負荷

湖の水質

悪化

改善

悪い

良い