北海道 地質由来有害物質情報システム GRIP【試験公開版】

H23-25 重点研究 報告書「北海道内における自然由来有害物質の分布状況」

有害物質の濃集・拡散過程

内陸域から海域への自然由来有害物質の移動

地表にさらされている岩石は,風化・浸食作用を被り,砕屑粒子や流水等の溶存成分として下流域へ移動する.これに伴って岩石中に含まれる自然由来有害物質も移動することとなる.また,温泉にも砒素・ホウ素等の自然由来有害物質が含まれる場合があることから,温泉水も自然由来有害物質の供給源となり得る.このように岩石や温泉から供給された自然由来有害物質は,主に河川によって下流域へと運搬され,内陸域・沿岸域・海域といった領域でそれぞれの堆積環境に応じ,「堆積物」として固定される.

本研究では,堆積物への有害物質の移動・濃集は,「堆積場への供給量」,「海水の影響」,「堆積物の特性」,「波浪・風による影響」の4つの物理化学的メカニズムによって異なると考えた.すなわち,地質体における自然由来有害物質のリスクは,堆積環境(生成過程)におけるこれらの4つの要因の組み合わせで表現できるとするものである.以下に,それぞれの要因について記述する.

堆積場への供給量

然由来有害物質の溶出/含有リスクが供給量によって変化する地質体としては,以下のものが挙げられる(表2;巻末資料).

内陸域堆積物では,「氾濫平野堆積物【高い砒素供給量】」,「氾濫平野堆積物【高い鉛供給量】」,「氾濫平野堆積物【高い水銀供給量】」,「崖錘堆積物」,「河成段丘堆積物」が該当し,沿岸域堆積物では「旧河道堆積物」が該当する.また,海域堆積物では「海底細粒堆積物(海底熱水活動を伴う)」が該当する.

岩石や温泉から供給された自然由来有害物質の一部は,内陸域堆積物に固定される.内陸域に固定されなかった有害物質は,さらに,下流に移動し,沿岸域もしくは海域まで運搬される.

鉱床には,砒素・鉛・水銀などが濃集している.また,温泉にも砒素・ホウ素等の有害物質が高濃度に含まれる場合がある.したがって,これらの鉱床・温泉は,他地域と比較して下流域に対する砒素・鉛・水銀などの供給量が高いことが想定される.事実,氾濫平野堆積物の有害物質の溶出量/含有量を,鉱床・温泉の有無に着目して比較すると,下流域の氾濫平野堆積物の砒素・鉛・水銀全岩含有量・溶出量に大きな差が認められた(図3〜図5).砒素は,後背地に硫黄・硫化鉄鉱床や高濃度の砒素を含む温泉水が存在する場合(図3),鉛は大規模な銅・鉛・亜鉛鉱床が後背地に存在する場合(図4),水銀は大規模な水銀鉱床が後背地に存在する場合(図5),高い溶出量/全岩含有量を示す.

砒素は,河川水中の懸濁粒子に収着した粒子態として挙動することが知られている(辰巳ほか,2002).鉛は,鉱床の下流域で方鉛鉱や鉱石細片として河川底質に保持されることがある(松尾・田結庄, 2012).また,水銀は水に対する溶解度が非常に小さく(島田,2011),河川水中では辰砂や含水銀鉱物などの固体として移動するものと思われる.

これらは,堆積物として固定されやすい鉱物などの固体粒子状である.そのため,後背地において鉱床の存在,温泉水の河川への混入などの高い供給条件があれば,その下流域の内陸域堆積物において砒素・鉛・水銀の溶出/含有リスクが高くなるものと考えられる.

したがって,鉱床や温泉により特に高い供給条件となっていることが想定される場合には,砒素・鉛・水銀の溶出/含有リスクに注意が必要である.なお,高い砒素・鉛・水銀供給量となり得る鉱床タイプについては,巻末資料「変質帯」を参照のこと.