黒川及び白川の水質

誌名誌名熊本県保健環境科学研究所報 = Annual report of Kumamoto PrefecturalInstitute of Public Health and Environmental Science

ISSNISSN 13416480

巻/号巻/号 34

掲載ページ掲載ページ p. 50-60

発行年月発行年月 2005年11月

農林水産省 農林水産技術会議事務局筑波産学連携支援センターTsukuba Business-Academia Cooperation Support Center, Agriculture, Forestry and Fisheries Research CouncilSecretariat

熊本県保健環境科学研究所報第34号 (2004)

4)黒川及び白JIIの水質

慶畑 昌章* ノト後康人

要 旨黒JrI及び白川の本流及び、支流の水質について，主要無機イオン成分を中心に調査した。

黒川は， Ca-S04型の水質をもっ幾つかの支流の流入により， Ca-HC03型からCa-S04型の

水質へと変化するとともにふっ素濃度が環境基準を超過した。一方，自JrIは，流下に伴い

Ca-S04型からCa-HC03・S04型の水質へと変化したが，黒川の流入により再度Ca-S04型

へと変化した。両河川とも，その支流の水質は五岳側と外輪山側とで大きく異なり，五岳

側の支流により多くの成分が含まれていた。また，一部の支流において，特異な水質を示

すとともにふっ素濃度が環境基準を超過していた。

キーワード:巣川，白JlI，河川水質，ふっ素

はじめに

熊本県の人口の半数が集中する熊本地域(熊本市及

び周辺15市町村)では，水道水源を100%地下水に依

存するなど豊富な地下水に窓まれているが，近年，地

下水位は低下傾向を示しており 1) 各地で自噴の停止

:黒)11本流

:白)11本流

〉 、黒)11支流

ζ=:>:自)11支流

N

関 1 調査地点函

*現熊本県環境生活部環境保全課水保全対策室

(50)

や湧水量の減少が見られる。その主な原因として，農

地の市街化や水田の転作等といった掴養面積の減少等

が挙げられており，行政をはじめ各方富から様々な対

策がなされているものの有効な対策が取りにくいのが

現状である。今後も水需要が減少するような要素は少

JII

熊本県保健環境科学研究所報第34号 (2004)

なく，これまで同様緬養域面積の減少が続けば，将来

の水需要に備え，新たな水資源の確保が重要な課題と

して浮上してくることが予想される。その新たな水資

源として，白川の河川水利用が考えられる。

白川は，熊本地域の中心部を流れており，地理的に

最も有利といえるが，阿蘇中央火口丘群にその源を発

するが故に特異的な水質を示し，平成15年度公共用水

域水質調査2)においても，ふっ素(以下. F-と略。)濃

度が中流の吉原橋で、0.82mgjCと水質汚濁に係る環境基

準(以下，環境基準と略。)である0.8mgjCを超過し，

県内の他の河川に比べて高い傾向にある。 Fーは，通常

の浄水処理法では除去できないことから，新たな71<資

糠として利用する際の障害となることが考えられる。

しかしながら，白JiIの水質がどのように形成されるの

か調査した例は少ない。そこで，今閤，この白川の水

質がどのように形成されるのかを明らかにするため，

黒川及び8J'1の本流及び支流の主要無機イオン成分を

中心に調査したので報告する。

調査方法

1 調査日及び調査地点

採71<は，一部を除いて平成10年11月8日及び9日に

実施した。

採水地点を臨 1に示した。また，黒川及び白川本流

の採水地点名及び河川名を表 1に，支流の採水地点名

及び河)11名を表2-1及び去2に示した。黒)11及び自JiI本

流では，黒)11については白川に合流するまでの16地点，

白川では黒川が合流するまでの 8地点及び黒川合流後

の2地点とした。一方，支流については，黒J'1及び自

JiIへの合流前 1地点について実施し，計72地点(黒JiI

43地点，自)1129地点)とした。

表 1 黒JII及び自JlI本流の採水地点

河

川

名

市町ヰす名地点

番号採JJ(地点 !日町

村名

地区名

器問一舟智一

町一本一

の二三

門-第-

AA

同

nD-

五時vr-

中坂梨E訴しーの l三聖子山下宮町[手富一一一

1 '字通滋下原B 小倉

小池

内牧

2 内牧翌 I示…一 』一一一ー勾叩骨骨ー一一;ニ i小野

匂 ι 下村

跡ヶ瀬

約石

無間

K叶C

阿

蘇

市

橋一橋一一一一一橋一橋一一一

山ι

倉}矯ι

掠橋愉}

ι

橋一村ι

代…橋一掠橋川一揖機愉

山風一小一町一牧一括犠糊一ニ一戸戸一下一回一内一}ま止一帰

小一新一今一内一新一折…新一下一山山門一大一宙車十

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円

Pド品二骨nU伊ロμ叩ごご苧TBii品白こ守

叩一…宇--一也一---一-…悶一守一時一

K一K一K…K一K一K一K一vK瓜一K一五一ν五込

累

川

:~~j~l~~!，一一:::lE:-T-l謹二二

表 2-1 黒川支流の採水地点

地点| 河川|

番号| 名

採水

地点

K-1 1豆本υ 黒川合流前

日 |古都古城小前

K-3 1泉)11 第一古城橋

K-4 1水路 |黒川合流前

K-5 1部11 いちのしよう治議

K-6 1水路 |黒川合流前

ト7 1東岳)11 黒川合流部

K-8 1今町)11 宮の本橋

K-9 1西岳)11 泉川合流前

十10 1花原)11 花原橋

五111駄原)11 駄原橋

心12 1累戸JII 1 ilJ崎橋

ト13 1 甲賀)11 甲賀橋

K-14 1水路 |黒)11合流前

五…15 1水路 |黒川合流前

十16 1乙姫)11 泉)11合流前

K-17 1小}II 小野橋

K-18 1水路 |黒)11合流前 j 臨

K-19 I小川 iうとはし j 帯K-20 1四ツ江川1 1下中村荷

K-21 1水路 [議)11合流前

十22 1 '水路 i黒川合流前

K-23 1 .水路 i祭)11合流前

K-24 1水路 j累)11合流前

K-25 1水路 j蒸)11合流前

任26 1市の)11 げず犠

ル271 .水路 !黒川合流前

K-28 1水路 |黒)11合流前

K-29 1 ;水路 |黒川合流前

五一30 1 '水路 |黒川合流前

必31 1水路 |黒)11合流前

や32 1水路 |黒)11合流前

K-33 1水路 |一黒)11合流前

K-34 1 '水路 |黒)11合流前

K-35 1 ;水路 |黒)11合流前

K-36 1水路 i 黒川合流前

K-37 1ノj、)11 黒)11合流前

K-38 1 J来翻 床瀬橋

K-39 I小)11 援流キャンプ場| 南

-LL611tif-l亙;扇子ジデ喜一ljZ K-41 I濁川 I!笠流キャンプ場| 村

K-42 1 i勇水池 i壁流キャンプ場

K-43 1小)11 蒸)11合流前

(51)

市町村名

r-，srur--I 地区名

村名

中坂梨豆札

三聖子山下

一 i三野ilJ下

2 1手長一一二田T，手野

中退問下Jjj(中通西下河原

i小池

i 15主流町1商小溺

駄原

山崎

山崎

広瀬

下ノ原

登原

小里子

下回代

狩尾

下村

一， jj主小屋議長 i市ノ原

町 i市ノ涼

跡ヶ瀬

跡ヶ提案

市の)11的石

的石

的石

的石

殿塚

然回

無回

無関

無関

牽帰

黒)11黒)11

長 1 f可湯践 i 荷揚キナト一一伊 一

11可湯1 1可錫1 i可陽

第34iラ(2004)

び42の6地点が7.0よりわずかに低い値を示した。

ECは， K-9， 11， 13， 14， 15， 23及び24の7地点

が500μS/cmを超え，特に， K-23は916μS/cmとい

う非常に高い値を示した。幾つかの地点については，

pHが低いほどECが大きい傾向が見られる。

熊本県保健環境科学研究所報

地区名ρ布野村利

町一中巾

採水地点j可)11

名

表2-2

地点

番号

口

鶴

時

開

命

拙

噛

回

開

(km¥Oヨ)

wuujdH司一

山

川

C

F

0

4

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]日調

ovr

8.5

8.0

7司5

ヱa

7.0

白水村

次に，黒川各支流の各成分の濃度について，図3にNa+，

K+， Ca2+， Mg2+， cr及びN03-の6成分について，圏

4にHC03-，S042-及びSi02の3成分について示した。

K-9， 11~15 ， 22~24， 34~36の計12地点で，他

の地点に比べて高い濃度を示しており，特に， K悶 12及

び23では特に高い濃度を示した。 9成分中，調査地点

聞の濃度差が大きかったのは Ca2+及びS042-の2成分

であり，それぞれK-12では92.4mglC及び454mg/.e，

K-23では73.2mg/.e及び370mg/.eと高い濃度を示した。

これら 2成分に対し， HC03-及びSi02には，鵠査地点

間の大きな濃度差は見られず，特に， Si02は40~

60mg/.eの濃度範囲を推移するのみであった。

黒川支流のpH及びモC変化関2

:長陽村

100

分析項目及び分析方法

分析項目は， pH，電気伝導度(以下， ECと略。)，

主要無機イオン成分及びSi02である。各項目の分析方

法は，次のとおりである。

.pH:ガラス電極法

2

御手水

8)11

竹崎

竹崎

L__________L無罰

j久木野村 i桑原r-~~J~~----r 祇園i 白水村 ト

i御寺r ---------T~j、牧麦春

;久木野村トi麦春摺尾

j白水村 1)11地後言百 :--~:~~---T 下関 ゆ

両長湯村 ト蘇: ••••• • • L1'田村柿野

岸野

j久木野村 |河陰

i八史木1 )11後回

:長陽村 I喜多見瀬

1-見瀬:久木野村 |見瀬

柏野

|柏野

栃木

栃木

栃木

S-1 1水路 |自)11合流前

S-2 I下の)11 下の)11橋

S-3 1 倶手l訪日羅谷)111白)11合流前

S-4 1 i可併)11 竹崎橋

S-5 1保手谷川 |自)11合流前

シ6 1迫)11 迫前原橋

S-7 1 i高木)11 光照寺橋

S-8 1 j反)11 二本木前様

S-9 1長谷川 1 ;長谷機

S-10 1 湿谷)11 白川合流前

S-l1 1大谷)11 大河原橋

S-12 1滑)11 1 j習尾穣

シ13 1;水口)11 1 I会)11合流前

シ14 I水路 |白川合流前

S-15 I渋谷)11 下回橋

シ16 I 1等木谷)11 I柿野谷橋S-17 1;本谷)11勾 |東屋橋

シ18 1 岸谷)11 岸谷下橋

シ19 1牛玉谷川1 1 I当)11合流前

S-20 1垂玉)11 長隊叡

シ21 1小)11 1 8)11合流前

S-22 1柏野谷川 1 8)11合流前

S-23 1晃瀬西川 1 8)11合流前

S-24 1小)11 1 8)11合流前

シ25 I小)11 釘)11合流前

シ26 1小)11 白川合流前

S-27 1小)11 自)11合流前

S-28 I小川白川合流前

S-29 I温泉排水 !白川合流前

80

-::; 60 ¥ 凶

ε

襲40

20

.EC: ECメーター

-主要無機イオン成分

. Na+， K+， Ca2+， Mg2十， F-， Cl二S042-，N03-:イオン

クロマトグラフ法

. HC03-:硫酸潟定法によるpH4.3アルカリ度から計算

. Si02 :モリブデン黄法

黒川支流の 6成分の濃度変化

次に，黒川各支流の?の濃度を留 5に示した。 F-は

K-6， 8， 9， 11~14， 18， 22~24， 29， 32及び35の

計14地点で環境基準である0.8mg/.eを超過しており，

調査した黒川の支流43のうち ほぽ1/3の支流で環境

盟3

(52)

結果及び考察

まず，図 2に黒111各支流のpH及び(ECについて示した。

pHは，大部分の地点が7.0~8.0の範囲内にあったが，

K-7が8.0をわずかに超え， K-12， 13， 18， 23， 38及

支流の水質

1 -1 黒川

1

熊本県保健環境科学研究所報第34号 (2004)

基準を超過していたことになる。なお，最高は， K-23

の6.70mg/eであった。

500

400

気込4

1る300E

制緩 200

O

HCO:i

K-135 7 91113151719212325272931333537394143 認査地点

旬、、

7.0

6.0

5.0

E 4.0 )

襲3.0

2.0

1.0

0.0

関4 黒川支流の3成分の;濃麗変化

Kω1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 2325272931 3335373941 43 調査地点

盟5 黒川支流の F 濃度変化

黒)11各支流の水質を函 6にトリリニアーダイヤグラ

ムで，図 7にヘキサダイヤグラムで表示した。

まず， トリリニアーダイヤグラムでは，大きく 3つ

の水質に分類で、き， 1のアルカ 1)土類炭殻塩裂に18地点，

IVのアルカリ土類非炭酸塩型に 8地点及びVの中間型

に17地点が含まれた。なお Eのアルカリ炭酸塩型及

びEのアルカリ非炭酸塩型の水質は見られなかった。

カチオン，アニオン別に見ると，カチオンの組成にあ

まり大きな変動が見られないのに対して，アニオンの

組成では大きな変動が見られ，特に， Cl の紘成が 5~

15%とほとんど変動が見られないのに対して，日C03-

及びS042一+N03の組成が大きく変動している。

また， F-濃度が環境基準を超過した地点(図 6で着

色した地点)は， IVのアルカリ土類非炭酸塩裂に 7地

点及びVの中間型に 7地点見られた。小笹 3) によれば，

阿蘇管内の地下水でF濃度が環境基準を超過した地点

の水質は，多くが Iのアルカリ土類炭費量塩型及びVの

(53)

中間型に見られており， IVのアルカリ土類非炭駿塩型

を示す地点では， F濃度は環境基準を超過していない。

これは，今自の讃査と異なる結果であるが，慶畑4) に

よれば，阿蘇谷の湧泉の水質は，黒川以南(五岳側)

で多くの地点がWのアルカリ土類非炭殻塩型及びVの

中間型を示し，黒川以北(外輪山側)に比べてF濃度

が高い傾向にあることから これらの湧泉の影響ある

いは温泉排水の影響を受けたものと考えられる。

O L

100 ←Ca2+

100

。。

理費色した地点i主、下車重度が環境基準鎚(O.8mg/lJを超過した地点

CI→ 100

関6 黒川i各支流のトリリニアーダイヤグラム

。

次に，ヘキサダイヤグラムから各地点の水質をみると，

K-9， 1l ~15及び23の 7 地点は，他の地点と異なりより

多くのイオン成分を含むCa-S04型を示した。また， K-22，

24， 34~36の 5 地点は， Na-S04型を示した。しかし，

これら12地点を除く残り31地点の多くがよりイオン成分

の少ないCa-HC03型またはCa-S04型を示した。

なお，地域ごとに見た場合 大きく外輪山側からの

支流と五岳側からの支流とで水質が異なっていた。

外輪山側からの支流には， K-3， 5， 10， 19， 30及び

43のようにCa-HC03型を示す地点が多く，一方，五岳

側から支流にはK-9，12， 23及び29のようにCa-S04

型が多く見受けられる。次に流域別に見ると，調査地

域内の上流域では溶存成分をあまり多く含まない支流

が多いのに対し，中流域では， K“ 9，12， 23及び29の

ように多くの溶存成分を含む支流が多い。また中流域

から下流域にかけてK-22及び34のようなNa-S04型を

示す地点がいくつか見られた。

1-2 白 111

まず，閣 8に自)11各支流のpH及び~ECについて示した。

熊本県保健環境科学研究所報第34号 (2004)

K怜刺-斗1(I)伶制K-16沌百s百白 Mω6(1小L制~斗

K-2C一吃て2(1)怜削附刀1行百7芯0>問 [) K-~トk

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図7 黒川各支流のヘキサダイヤグうム

pHは，大部分の地点が7.0~8.0の範盟内にあったが，

S-5及び29が7.0よりわずかに抵く，合22及び23が8.0を

わずかに超えていた。全体的により下流側の支流ほど

pHが高くなる傾向が見られた。

ECは，特に， S-29は1.76mS/cmという非常に高い

値を示した。他の地点は S-15が500μS/cmを超えた

が，大部分の地点が100~300μS/cmの範囲内にあった。

また，黒川のようにpHが低いほどECが大きい値を示

すような傾向は見られなかった。

次に，白川各支流の各成分の濃度を図 9にNa+，K+，

Ca2十，Mg2+， cr及びN03-の6成分について，関10に

HC03-， S042-及び、Si02の3成分について示した。

8.5 2000

8.0ト国繍醐時開路線協附(主的¥Oヨ)

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E調査地点

盟8 白JII支流のpH及びEC変化

会13~15及び29の 4地点では，各成分とも他の地点

に比べてより高い濃度を示した。特に， S-29は非常に

高い濃度を示しており，これは，水温が40.30

Cと高い

ことから，付近の栃木温泉からの排水の流入の影響が

あるものとみられる。この温泉の水質はNa-HC03・

幻 4型でありの，その水賓の影響を受け， Na+ (185mg/i)，

HC03 -(321mg/ i)， S042-(5 79mg/ 1')が特に多く含

まれていた。しかし， これらの 4地点以外の地点では

若干の濃度の違いは見られるものの，大きな違いは見

られなかった。

70

60

50 G込J

E40 襲30

20

。 ξ執ミ語数古漁設時論議ifP-。、。

議室聖地点

図9 自111支流の6成分の濃度変化

10

300

50

250

~ 200 宮、J¥、

j150

鍵100

S-1 2345 67 89 101112131415161718192J剖 22232425 26 27 2829 調査地点

図10 自111支流の3成分の濃度変化

(54)

熊本県保健環境科学研究所報第34号 (2004)

次に，白)I [各支流のFの濃度を図11に示した。 Fは，

S-7でのみ環境基準を超過し， 0.92mg/.eであった。黒

川と比較して全体的に濃度は低く， 14地点で環境基準

を超過していた黒川とは対照的であった。

1.2

1.0

0.2

~ 0.81 ミ |070

~ 0.6~0， 緩 10.51

0.4

朝一

S-l 234567891011121314151617181920212223242526272829 認変地点

図11 自川支涜の F-濃度変化

白川各支流の水質を図12にトリリニアーダイヤグラ

ムで，図13にヘキサダイヤグラムで表示した。

。100 。。←Ca2

+ cr→

関12 自JII各支流のトリリニアーダイヤグラム

まず， トリリニアーダイヤグラムでは，黒川の支流

と異なり， Nのアルカリ土類非炭楼塩型の水質は見ら

れず， 1のアルカリ土類炭酸塩型に16地点及びVの中

間型に13地点が含まれた。黒川!の支流詞様，カチオン

の組成に大きな変動が見られないのに対して，アニオ

ンの組成では大きな変動が見られ，特に， crの組成が

ほぼ10%と変動が見られないのに対して，日C03-及び、

S042-+ N03-の紐成が大きく変動している。

次に，ヘキサダイヤグラムから各地点の水質をみると，

他の地点と大きく異なる濃度を示したS-13，14及び28

の3地点はNa-S04型を示し，また， S-15はより多くの

成分を含むCa-S04型を示した。一方， S-29は，より多

くの成分を含むNa-S04型を示した。しかし， これら 4

地点を除く残り 25地点の多くがよりイオン成分の少な

いCa-HC03型またはCa-S04型を示した。

なお，地域ごとには，黒川同様，外輪山側からの支

流と五岳儲からの支流とで水質が異なっていた。外輪

山側からの支流は， S-4， 10， 12， 16， 19及び22の

ように，多くが漉存成分の少ないCa-HC03型の水質を

示し，一方，五岳側からの支流は， S-2，5，7及び20

のようなCa-S04型，あるいはS-15及び27のような溶存

成分の多いCa-HC03型が多く見られた。

(meq/C) 202202202

。

S別一→1<J小江 刊 (])S臼刊一4引2引1巳シ日2<]心￥ シ別叩1η川'(])φ ふ叩、b シ討3<J色江剖巳叩 b糾、心 S芥可下h¥S一q'(D 4己c 刊 q斗斗 戸「¥ヲうヲデ2お5

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S-29

¥ 〉「¥¥図13 白JII各支流のヘキサダイヤグラム

次に，流域iJlJに見ると，中流域では， S-13及び14に

(55)

熊本県保健環境科学研究所報第34号 (2004)

見られるNa-S04型やS-15に見られるより多くの成分を

含むCa-HC03型など特異的な水質を示す支流が見られ，

また。下流域では， S-27及び29のようなN合 S04型を示

す支流も見られた。

2 本流の水嚢変化

2-1 黒

まず，関14に黒}I1本流のpH及びECについて示した。

pHは，全ての地点が7.0~8.0の範劉内にあり， K-A及

びK-Pを除くと全体的により下流に行くほど徐々にpH

が低くなる傾向が見られた。

ECは， S-A及びK-J~K-Oでは， 400μS/cm程度の

鑑を示したが，その他の地点では 1地点を除いて200

~300μS/cmの範囲にあった。また，黒川の支流の場

合同様，全体的にpHが低い値を示す地点ほどECが大

きい績を示す傾向が見られる。

_"'.0-、'O--o.__Qp--合

、、 捌画語4崎島

f J ， ，

、、

， 、

p__O 、ht3J

200:;

=& IJ¥，、、。 ρ向。

同 100~ ¥U0 、3

a 、 〆

7.0 冶，

6.5ト

6βl 。 '0K-A K-8 K-C K-O試-EK-F抗“GK-H K-I怜JK-K K司 LK-M K-N K-O K-P

調査地点

鴎14 黒JII本流のpH及び印変化

次に，黒川本流の各成分の濃度を図15にNa+，K+， Ca2+，

Mg2+， cr及びN03ーの 6成分について，悶16にHC03-，

S042-及び、Si02の3成分について示した。

O

F

B

O

A-

。。。。

ミ25国

E 遍20

緩 15

5 ---o---o--.oーや---0 ---0 ---0---0---0一也

。耳目AK-B K-C K-O K-E K-F K“G K同 HK-I K-J 抗K K-L K-M K-N K同 oK四 p

認変地点

図15 黒川本涜の 6成分の濃度変化

流下に伴う各成分の濃度変化の傾向は，濃度変化が

小さかったK+，N03-及びSi02の3成分と濃度変化が大

きかった他の 7成分との 2つに大きく分けられた。濃

度変化が小さかった 3成分はK-Aを除きそれぞれK+は

5 ~ 6 mg/J!， N03はほぼ 4mg/J!， Si02は 50~

60mg/J!を推移するのみであった。

180

1601-Q

140ト¥

。¥可 HC03-

<>ーーーペ::>__-0ーーぺ:>-__-0_ー吋ご弘

c; 120

E i∞ 塁80

60

40

20 Sul-。

K-A K-8 K-C抗-0K-E托ーFK-G K-H K-I Kサ K司 KK司 LK-M K“純正ーoK-P 調査地点

図16 黒JII本流の 3成分の濃度変化

一方，濃度変化が大きかった他の 7成分については，

その濃度はK-AからK-Dまで一様に減少傾向を示した。

K-E以後は， HC03-のみ異なる挙動を示し，77mg/J!か

ら60mg/J!へと徐々に減少するのみであった。一方，

HC03ーを除く残りの 6成分は， K-Iまで徐々に濃度が増

加し， K-Jまで大きく増加した後，徐々に減少し， K-P

で激減した。このK-IからK-Jにかけて急激な濃度上昇は，

支流K同1l ~15の流入によるものであり， これら支流は，

1-1で述べたとおり， ECが大きく，他の支流に比較し

てより高濃度のイオン成分を含んでいた。

次に，黒JII本流のF-の濃度を閤17に示したo F-は，

K-AからK-Iまで0.3~0.6mg/J!の濃度範罰にあるものの，

K-Jで急増し，0.85mg/J!となり，環境基準を超過した。

これは， K-Oまで続き， K-Oで最高の1.05ロ19/J!を示した。

1.2 1.05

1.0

1 需主塑

襲MlGOMM0.61

0.2 0.3

0.0 K叫 AK同8K-C K-O K-王正也FK-G正也HK-I K-J K同虻 K-LK-M紅白NK-O K-P

認査地点

図17黒川本流の F-濃度変化

(56)

熊本県保健環境科学研究所報第34号 (2004)

黒川本流の水質を図18にトリリニアーダイヤグラム，

図19にヘキサダイヤグラムで表示した。

100

。100 。。

CI→ 100 ←Ca2+

図18 黒川本流のトリリニアーダイヤグラム

まず， トリリニアーダイヤグラムでは，支流と異な

りNのアルカリ土類非炭駿塩型の水質は見られず， 1

のアルカリ土類炭駿塩型 (6地点)及びVの中間型(10

地点)の 2つの水質に分類できた。支流同様，カチオ

ンの組成にほとんど変動が見られないのに対して，ア

ニオンの組成では支流ほどではないものの大きな変動

が見られ，特に， crの組成がほぼ10%と変動が見られ

ないのに対して， HC03-及びS042-+N03の組成が大き

く変動している。

(meq/l) 202 20220 2

立プGCD刊ぐKK-B cl>阿川 Kγト¥十CCI)やlCIJγト¥K-D CI> γト¥K-Plli K-E CDγゎ¥肝 Dγへ

圏内巣)11本流のヘキサダイヤグラム

次に，ヘキサダイヤグラムから各地点の水質をみると，

K-Aで、はやや極端なCa-HC03型を示し， K-BからK-D

にかけて徐々にイオン成分濃度が低下していくものの，

K-Fまで基本的にCa-HC03型を示した。これは， K-D

まで流入する外輪山側からの支流が，イオン成分の少

ないCa-HC03型を示すことによる。 K市GからK-Iにか

けては，硫酸イオン濃度が増加し， K-J以降はCa-S04

型を示した。このK-Jでの大きな水質の変化は，先に述

べたように支流K-11~15の流入によるものである。支

流K-11~15は， K“ 12を示したように極端なCa-S04型

であり，流量が少ないもののその極端な水質のために

黒)11の水質をCa-HC03型からCa-S04型へと変えたも

のといえる。

。2-2 自

まず，悶20に自)11本流のpH及びECについて示した。

pHは，全ての地点が7.0~8.0の範鹿内にあり， K-A及

びK-Pを除くと全体的により下流に行くほど徐々にpH

が低くなる傾向が見られた。

ECは， S-AからS-Gまで250μS/cm程度の値を示し

たが，黒川の合流によりS-Hで448μS/cmまで上昇し

た後， 350μS/cm程度の値を示した。他の地点は， S-

15が500μS/cmを超えたが 大部分の地点が100~

300μS/cmの範囲内にあった。

8.5 500

8.0

、

入、代7F F r

， ， ，，Aφ V

。。。。曹。句。

司 ---0 事事

300謀畿日事

200~ (/) 、、、

1001

400

7.5

ヱa

7.0

6.5 固6.0 。

&A &日号-C &D &-壬 &F S-DトH 剖 EトJ議査地点

圏20 白川本流のPH及びEC変牝

次に，白川本流の各成分の濃度を図21にNa+，K+， Ca2+，

Mg2+， cr及びN03ーの 6成分について，国22にHC03-，

S042-及びSi02の3成分について，さらに図23にFーにつ

いて示した。

黒川とは対照的に，上流からS-Gまでほとんど大きな

濃慶変化を示さなかった。これは，白川本流の水量が

大きいため，流入する支流の水質が白川本流の水質に

大きく彰饗されないということのみならず，むしろ類

似した水震をもっ支流が流入することによるものであ

(57)

S-Iでは，多くの成分がS-Gでの各成分の濃度近くまで

減少しているが，これは黒JIIの合流による。しかし， F-

のみが異なる挙動を示しており， S-Hまで0.4~0，5mg/R

の濃度であったものが. S-IでO.72mg/Rまで急増した。

このS-Iでの?濃度の急増は 黒川により多くのF-が含

まれているためである。ただし，黒川の白川合流麗前

のK-PにおけるF一濃度は0.61mgfRしかなく， この濃度

では，自JII本流のF-濃度をS-Hの0.41mgfRからS-Iの

O.72mg/Rまで、上昇させることはできない。このK-Pに

おけるF濃度が0.61mgfRしかないにも関らずS-Hにお

けるF同濃度がO.72mgfRまで、上昇している原因は，念日

とS-Iの間に，黒川発電所からの排水が流入しているこ

とによるものと考えられる。黒川本流のKωNとKωOとの

開，詳継には黒川支流Kω36とKω37との障で，黒川本流

の一部は発電用水として分離され，黒JII本流の流入地

点よりも下流側で合流している。今回はこの発電所か

らの排水の水質を測定できていないが，黒川から取水

している地点の前の測定地点であるK-Nでは， F-濃度は

0.94mgfRであることから この発電所からの排水も間

程度の濃度と考えられ，この排水の流入により， S-Iの

F濃度が0.72mg/Rまで上昇しているものと考えられる。

熊本県保健環境科学研究所報第34号 (2004)

ると考えられる。実際，上流からS-Gまでに流入する支

流のうちS-13. 14及び15を除いて，その水質は大きく

異なるものではない。

n

U

F

O

n

u

凋

斗

の

d

q

d

とど 25 "" 言20

終 15

5

。S-A S-B s-c S…D S-E S-F S-G S→ S-j S-J

調査地点

圏21 白JII本流の6成分の濃度変化

140

120 P

/'外去、

HC03 i 司 4..._-0-

100 、，E80 襲60

Si02

40 'ω

S04"

20

。S-A S喝 S-C S向。 シE S-F S-G S-H 剖 EトJ

調変地点

図22 由JII本涜の3成分の濃度変化

S-Hでの各成分の挙動は，濃度変化が小さかったF-.

N03-及びSi02の3成分と濃度変化が大きかった 7成分

との 2つに大きく分類された。濃度変化が小さかった 3

成分について，まず.F及びN03-は， S-Hで大きな変化

を示さず， S-AからS-Jまで減少するのみであった。次に，

Si02はS-Hで76.49mg/Rを示したが，他の地点での60~

65mg/Rに比べるとさほど大きな変化で、はなかった。

これら 3成分に対し，残りの 7成分については. S-H

で大きな濃度変化を示し S-Gにおける濃度の約2倍の

値を示した。特に， Na+及び、S042“の 2成分は大きな濃

度変化を示し，それぞれ.12.27mg/R， 32.43mgfR.

43.52mg/Rから100.60mg/Rまで2倍以上の濃度となっ

ている。これは. Na-S04型の水質をもっ支流S-29の流

入による。さらに. S-29はNa+及び、S042以外にも多く

の溶存成分を含み，水量的には白川本流よりも少ない

ものの，各成分の濃度が大きいため，自J11本流にこの

ような大きな水質変化をもたらしたものといえる。

1.2

1.0

pa p均一v

ハυ

nu

no nU

06

氏V

A

-

AU

内

υ

ハυ

(旬、E)制緩

0.72 0.70

0.2

。。S決§召 Sベ:; s-o Sモ号ヂ S-G S山 H S-I S-J

議査地点

図23 白川本流の f濃度変化

白川本流の水費を国24にトリリニアーダイヤグラム，

図25にヘキサダイヤグラムで表示した。

まず， トリリニアーダイヤグラムでは，黒JII及び白川

支流と巽なり Vの中間型の水質しか見られず，カチオン

及びアニオンの組成にほとんど変動が見られなかった。

次に，ヘキサダイヤグラムから各地点の水嚢をみると，

S-AからS-Gまでは， Ca-S04型から徐々にCa-HC03・

S04型へと変化しているが，その変化は小さかった。

しかし. S-Hでは，全成分とも増加し，他の地点とは大

きく異なるNa-HC03'S04型べと水質が変化した。こ

れは，前述したようにS-GからS-H間に流入する支流S-

(58)

熊本県保健環境科学研究所報第34号 (2004)

29の水質が，よりイオン成分を多く含むNa-S04型で

あることによる。その後， S-I及びS-Jでは， Ca-S04型

の水質を示す黒JiIの流入により， Ca-S04型を示した。

100

。 。100 。。 cr→ 100 ←ci+

函24 白川本流のトリリニアーダイヤグラム

色小

S-Aili

シBぐb

図25 自JlI本流のヘキサダイヤグラム

3 中央火口氏側支流と外輪山側支流との水質の

棺違

2で述べたように，黒JII及び白JIIともに外輪山側か

らの支流と五岳側からの支流とで水質が大きく異なっ

ていたことから，中央火口丘側の支流と外輪山側の支

流について成分ごとに比較した。

表 3に阿蘇谷及び中央火口丘側支流と外輪山側支流

の各成分の平均績を示した。黒JiI支流の各成分の平均

値と白J11支流のそれとを比較しでも， HC03及びS042-

以外にはあまり大きな差は見られなかった。 S042ーは黒

J 11支流の方が大きく，その差は29.25rng/fと大きかった。

また，日C03では白JiIの方が大きく，その差は18.08mg/f

であった。 Fについては，濃度差は小さかったものの

黒川の方が0.91mg/fであるのに対し，自J11は0.31mg/f

と黒川の4割弱程度であった。

表3 阿蘇谷及び中央火口丘僻支流と外輪出慨支流の各

成分の平均値

河川名 黒JlI 自}II

河川i帰属 五岳:外輪山 平均 五岳外輪山 平均

河川数

73ぉ3花0:;:722臼18D1ii734必0.23|||ii i 13:

16 29

pH 7.42 7.75 7.60

EC 0nS/cml 429 151 276

Na' (mg/e) 20.. 49: 15. 72 18.27 32.17・8.27 18. 98

K' (mg/e) 5.95 4.0.1 5.0.4 7.79 : 2.83 5.0.6

Ca" (mg/e) 33. 65: 13. 53 24.29 29.51 13.2応 20..54

M!f (mg/e) 16.45 8. 12 12.57 15.42 : 4.24 9.25

H叫 (開g/e) 52.0.7・61.36 56.39 93.47: 59.0.4 74.47

ド (凱g/f.) 1. 38 ; 0..37 0..91 0..51 : 0..15 0..31

cr (mg/e) 18.82 7.97 13.78 16.33 4.28 9.68

記D3 (担g/e) 3.62 1.96 2.84 4.28 4.19 4.23

so.t (阻g/e) 128. 0.3: 43. 13 88.54 110..78: 17.44 59.29

SiU:1 (回g/e) 57.27: 52.99 55.28 72.61: 47: 40. 58. 70.

次に，黒JII及び白JIIの支流を流下してくる方向すな

わち中央火口丘側と外輪山側とに分類してその水質を

比較した。

まず，両河JiI内で中央火口丘側からの支流と外輪山

側からの支流とで比較すると，黒JIIのHC03ーを除いて，

全ての成分が，外輪出側よりも中央火口丘側に多く含

まれていた。特に， S042ーで顕著であり，中央火口丘側

では100mg!.eを超えるのに対し，外輪山側では黒川で

43.1mg/f，白)11で17.4mg/fと少なかった。また，

Ca2+についても閤様の傾向が見られ，中央火口丘側で

はほぼ30mg/fであるのに対し，外輪山側では13mg!.e

程度であった。また， Fは黒川の中央火口丘側で

1.38mg/fであり，非常に高い濃度で含まれていた。

次に，南河川の中央火口丘側及び外輪山側同士で比

較すると，中央火口丘側では顕著ではないが，外輪山

側では， N03-以外は全て白JiIよりも黒JiIの方により多

くの成分が含まれていた。

中央火口丘側により多くの成分が含まれる理由として，

河川の水源となる湧水の水質が挙げられる。先に慶1:Is4，6)

は阿蘇地域の湧水の水費について報告した。その中で，

黒JII及び自J11を境にして，中央火口丘側に位置する湧

水の水質と外輪出側に位置する湧水の水質とが大きく

異なることを報告している。中央火口丘側ではCa-S04

型，外輪山側で、はCa-HC03型を示す湧水が多く，中央

火口丘側の湧水により多くの成分が含まれていた。こ

のことから，地域的な湧水の水質が，河川の水嚢に反

映されているものと考えられる。

(59)

熊本県保健環境科学研究所報第34号 (2004)

また，自JIIでは， Na+及びHC03“の 2成分が，中央

火口丘側により多く含まれていたが，これは，主にNa-

HC03・S04型を示すS-29の影響による。

4 水道水源としての活用に関する検討

今問の白川本流の調査結地点のうち最も下流域にあ

るS-J地点では， F-は0.70mg/i!と，環境基準同様，水

道水質基準を満足しており， F-だけをみた場合に，水

道水源としての可能性が示唆される。しかしながら，

これまでの謂査結果では F叩は環境基準及び水道水質

基準を超過した例が報告されていることから，季節的

な変動，その他の原国によるEγ濃度の上昇も考えられ，

水道原水として利用するにはよりFωの低減を回る必要

がある。

白JII本流のFーは，黒)I [の合流によりS-HからS-1にかけ

て0.41mg/fから0.72mg/i!へと怠増しており，黒JIIのFー

が白)iI本流の?濃度に大きく寄与しているものと判断さ

れる。黒川本流は， K守IからK-JにかけてFーが0.53mg/i!

から0.85mg/i!へと急増しており，その後K-Oまで0.85

~1.05mg/fと環境基準及び水道水質基準を超過している。

このことから，黒)I [本流のK叩IからK-Jにかけて流入する

支流のF-除去処理により，黒川本流のみならず白川本流

のF濃度の低減が間られ より水道水源としての利用の

可能性が高められるものと思われる。

今後，本流及び各支流の水量の測定により，支流の

F-除去処理による黒JII及び白)iI本流の水質の変化につ

いてのシミュレーション等の検討が必要である。

まとめ

黒川及び白)11の本流及び支流の主要無機イオン成分

を中心に調査した。

1)黒)I[は，幾つかの支流の流入により， Ca-HC03型

からCa-S04型の水質へと変化するとともにF濃度が

環境基準を超過した。

2)一方，白川は，流下に伴いCa-S04型からCa-HC03・

S04型の水質へと変化したが，黒川の流入により再

度Ca-S04型へと変化した。

(60)

3)自JII本流では， Fは， 0.41 ~O.72mg/i!の範囲内に

あり環境基準を超過していなかったが，黒)11では，

K-J~K-O地点まで，環境基準を超過し 0.85~

1.0 5 mg/fの値を示した。

4)再河川とも一部の支流において，特異な水質を示

すとともにFーが環境基準を超過していた。特に，黒

)11の一部の支流では，非常に高い濃度を示した。

5) 黒川i及び白)11ともに外輪山側からの支流と五岳側

からの支流とで水質が大きく異なり，黒)11のHC03

を除く全ての成分が，外輪山側よりも中央火口丘側

に多く含まれていた。

6)黒)iI本流のK-1からK-Jにかけて流入する支流の水

質浄化 (F-除去処理)により，黒川本流のみならず

白川本流のF濃度の低減が密られ，より水道水源と

しての利用の可能性が高められることが示唆された。

謝辞

トリリニアーダイヤグラム作成プログラムは， 2003

年度末に本県を退職された塘詞穣氏が以前作成された

ものであり，ここに謝意を表します。

参考文献

1)熊本県・“平成8年度熊本の水資源 p91-92.

2)熊本県:“平成15年度公共用水域水質調査 p70.

3)小笹康人:熊本県保健環境科学研究所報， 33， 43，

(2003).

4)慶熔昌章:熊本県保健環境科学研究所報， 25， 54，

(1995).

5)熊本県衛生公害研究所:“熊本県鉱泉誌第E巻.. 95，

昭和53年 3月.

6 )慶畑昌主義:熊本県保健環境科学研究所報， 26， 64，

(1996).