4,402
2025年夏にメキシコ湾で観測された貧酸素水塊の面積(平方マイル/約1万1,400km²)
93.7%
日本の汚水処理人口普及率(2024年度末)。残る約6%の生活排水は未処理で流れ出る
30%
みどりの食料システム戦略が2050年までに目指す化学肥料使用量の低減幅

海の色が変わる日がある。港の内側が赤茶色に濁り、養殖のいけすで魚が浮き、砂浜に貝の殻が打ち上げられる。その引き金は、多くの場合、はるか内陸でまかれた窒素とリンだ。畑の肥料、牛舎の排せつ物、家庭の台所から流れる水――どれも私たちの暮らしを支える営みの副産物であり、それ自体は「毒」ではない。むしろ植物プランクトンにとっては待ち望んだごちそうである。

問題は量とタイミングだ。海が受け取れる以上の栄養が、雨のたびにまとまって流れ込むとき、その恵みは富栄養化という災厄に姿を変える。プランクトンが爆発的に増え、死んで沈み、分解される過程で海底の酸素が使い尽くされる。そこでは魚もエビもカニも生きられない。米国の研究チームが2025年7月にメキシコ湾で測定した貧酸素水塊は4,402平方マイル(約1万1,400km²)――秋田県の面積にほぼ匹敵する広さの海底が、夏のあいだ生き物の住めない場所になっていた。

この記事では、視点を「海の中」ではなく「陸から海へ」に置く。窒素とリンがどこで生まれ、どの経路をたどって海に届くのか。日本が半世紀かけて負荷を減らしてきた道のりと、その結果として直面している「減らしすぎた海」という予想外の課題。そして流域のどこに手を入れれば効くのかを、環境省・国土交通省・農林水産省・NOAAの一次資料をたどりながら整理していく。

この記事で学べること

  • 窒素とリンが「栄養」から「汚染」に変わる境目はどこにあるのか
  • 海に届く窒素・リンの出どころ(生活排水・産業排水・農地・畜産・大気)と、それぞれの減らしにくさ
  • 栄養塩が増えてから海の底で酸素が尽きるまでの、時間差のある連鎖のしくみ
  • メキシコ湾とバルト海という、世界最大級の富栄養化対策の到達点と限界
  • 日本が1979年から積み上げてきた水質総量削減の実績と、いま起きている「きれいすぎる海」問題
  • 下水道・浄化槽・農地・食卓のそれぞれで、負荷を減らすために何ができるか

富栄養化とは何か――「栄養が多すぎる」とき海で起きること

富栄養化(eutrophication)とは、水域に窒素やリンなどの栄養塩類が過剰に供給され、植物プランクトンや藻類が異常に増殖して水域の生態系バランスが崩れる現象を指す。もともとは湖沼が長い時間をかけて泥や有機物をため、貧栄養湖から富栄養湖へと移り変わる自然の老化過程を表す言葉だった。それが20世紀後半、人間活動によって数十年という速度で進むようになった。

窒素とリンが「必須の栄養」である理由

窒素はタンパク質と核酸を、リンはDNA・RNAと細胞膜、そしてエネルギー通貨であるATPをつくるのに欠かせない。海の食物網の土台にいる植物プランクトンも例外ではなく、光と二酸化炭素だけでは増えられない。海洋学者アルフレッド・レッドフィールドは1930年代、外洋の植物プランクトンが炭素・窒素・リンをおよそ106:16:1の原子数比で取り込むことを見いだした。このレッドフィールド比は、どの栄養素が増殖の頭打ちを決めているか(制限要因)を判断する物差しとして今も使われている。

外洋の多くの海域では、窒素が足りずにプランクトンの量が抑えられている。ところが河口や内湾のように陸からの水が集まる場所では話が逆転し、窒素もリンも供給過剰になりやすい。淡水の湖ではリンが、海ではおおむね窒素が制限要因になりやすい――この違いが、湖と海で対策の重点がずれる理由でもある。

「点源」と「面源」――減らしやすい汚れと、減らしにくい汚れ

負荷の出どころは、大きく2種類に分けられる。工場や下水処理場の排水口のように、どこから出ているか特定できる「点源(ポイントソース)」と、農地や市街地や森林から雨のたびに広く薄く流れ出す「面源(ノンポイントソース)」である。

この分類は単なる学術的な区分ではない。点源は排水基準をかけ、処理施設を建て、監視すれば確実に減らせる。実際、日本を含む先進国が20世紀後半に達成した水質改善の大半は点源対策の成果だ。一方の面源は、排水口も所有者も特定できず、雨の降り方次第で流出量が数十倍も変動する。規制の網をかけにくく、費用対効果も読みにくい。富栄養化対策が「あと一歩」で足踏みする国が多いのは、残っているのが面源だからである。

区分主な発生源特徴対策の難易度
点源(ポイントソース)下水処理場、工場・事業場排水、養殖場の給餌排出口が特定でき、量も比較的安定。監視・規制が可能技術と費用があれば確実に下がる
面源(ノンポイントソース)農地、畜産、市街地の路面、山林、雨水吐き降雨時に集中して流出。量の変動が大きく、責任主体が分散規制になじまず、流域全体の合意形成が必要
大気経由自動車・工場の窒素酸化物、アンモニアの揮散沈着して水域に入る。国境を越えることもある大気汚染対策と一体で進める必要
汚濁負荷の3つの経路。同じ1トンの窒素でも、どこから出たかで打ち手はまったく異なる

この記事で押さえたい3つの視点

  • 富栄養化は「海の事故」ではなく、流域という広い舞台で起きるゆっくりした変化である
  • 窒素とリンは悪者ではない。多すぎる場所と少なすぎる場所が同時に存在する
  • 点源対策はほぼやり切った国が多く、これからの主戦場は面源と流域管理にある
点源と面源の違いを示す図解。左に排水管から出る点源、右に農地や市街地から広く流れ出す面源が描かれている
点源は蛇口を締めれば止まるが、面源は流域全体からにじみ出る。この違いが対策の難しさを決めている

窒素とリンはどこから来るのか――陸から海への4つの流れ

海に届く栄養塩をたどると、その源流は驚くほど身近な場所にある。ここでは主要な4つの経路を、日本の統計とともに見ていく。

① 生活排水――いちばん身近で、いちばん大きい

内湾の負荷を語るとき、意外に思われるのが生活排水の存在感である。環境省の発生負荷量等算定調査によれば、東京湾に流入するCOD(化学的酸素要求量)負荷のうち生活系がおよそ3分の2を占め、産業系が約2割、その他系が1割強という構成になっている。人口が密集する都市圏の内湾では、工場よりも私たちの台所と風呂とトイレのほうが、量としては上回るのだ。

もちろん、その多くは下水処理場を経由する。国土交通省・農林水産省・環境省が2025年8月に公表した集計では、2024年度末時点の汚水処理人口普及率は93.7%(前年度から0.4ポイント増)。内訳は下水道が1億140万人(普及率81.8%)、浄化槽が1,175万人(9.5%)、農業集落排水などが283万人(2.3%)である。裏を返せば、いまも人口の約6%――800万人近く分の生活排水が、十分な処理を受けずに川へ、そして海へ流れている。

処理されていれば安心かというと、そう単純でもない。標準的な下水処理(標準活性汚泥法)は有機物の除去には優れるが、窒素とリンは思ったほど落ちない。窒素・リンまで狙って除去するには、嫌気・好気を組み合わせた高度処理が必要になる。同じ理由で、し尿だけを処理して生活雑排水を素通しにする単独処理浄化槽は、いまや新設が原則禁止され、合併処理浄化槽への転換が全国で進められている。

② 農地――肥料の一部は、必ず作物の外へ出る

作物に与えた窒素肥料のすべてが収穫物になるわけではない。土壌中で硝酸イオンに変わった窒素は水に溶けやすく、土に吸着されにくいため、雨や灌漑水とともに地下水や排水路へ抜けていく。リンは土壌粒子に吸着されやすい分、溶けて流れるより土そのものが濁水として流出する形で失われることが多い。だから代かき期の濁水対策や、畑からの土壌流亡防止が、そのままリン対策になる。

人類が農業のために生み出す窒素の量は、地球化学的なスケールでも無視できない大きさになった。1900年代初頭にハーバー・ボッシュ法が確立され、空気中の窒素からアンモニアを工業的に合成できるようになって以降、人為的な窒素固定量は自然界の固定量に匹敵する規模まで拡大している。地球の安全な活動領域を9つの指標で評価するプラネタリーバウンダリーの枠組みでも、窒素とリンの生物地球化学的循環は「限界を超えた」と判定されている項目のひとつだ。気候変動と並ぶ、あるいはそれ以上に超過が進んだ領域として扱われている。

③ 畜産――年間8,000万トンの排せつ物をどう回すか

農林水産省の推計によれば、日本国内で1年間に発生する家畜排せつ物はおよそ8,000万トン(近年は約7,800万トンとされる)。かつては野積みや素掘り貯留による地下水汚染が問題になったが、1999年の家畜排せつ物法(家畜排せつ物の管理の適正化及び利用の促進に関する法律)を経て管理は大きく改善し、現在は大部分が堆肥化・液肥化されて農地に還元されている。

ただし「堆肥にしたから安心」ではない。畜産が集中する地域では、地元の農地が受け入れられる量を超えて堆肥が生産され、同じ畑に繰り返し施用されて土壌のリンが過剰に蓄積する例がある。蓄積したリンは、その後何年にもわたって濁水とともに流出し続ける。窒素・リンの地域内での需給バランス(物質循環)をどう取るかが、畜産地帯の水環境を左右する。

④ 市街地と大気――見落とされがちな2つの経路

アスファルトに積もった土ぼこり、落ち葉、ペットのふん、タイヤの摩耗粉。晴天が続いたあとの最初の強い雨は、これらをまとめて洗い流して河川へ運ぶ。降り始めに濃い汚れが集中するこの現象はファーストフラッシュと呼ばれ、都市域の面源負荷の中心をなす。合流式下水道の地域では、大雨時に処理しきれない下水が雨水とともに越流し、未処理のまま放流される問題も残る。

さらに、自動車や工場から出る窒素酸化物、畜舎や施肥から揮散するアンモニアは、大気を経て雨や乾性沈着として水域に降り注ぐ。海面に直接落ちる分もあり、内湾では無視できない寄与になる。水の問題を水だけで閉じて考えると、答えを見誤るのはこのためだ。

経路主な物質の形流出のタイミング効きやすい対策
生活排水アンモニア態窒素、有機態窒素、リン酸年間を通じてほぼ一定下水道の高度処理化、合併処理浄化槽への転換
農地硝酸態窒素(溶存)、土壌粒子に吸着したリン施肥直後と降雨時に集中施肥の適正化、緩衝帯、濁水流出防止、被覆作物
畜産アンモニア、有機態窒素、リン堆肥施用後の降雨時、貯留施設からの浸出堆肥の広域流通、適正施用、施設整備
市街地・大気硝酸、アンモニウム、粒子状の有機物降り始めの雨(ファーストフラッシュ)雨水浸透施設、路面清掃、合流式下水道の改善、大気汚染対策
経路ごとに物質の形も流出のタイミングも違う。ひとつの万能策はなく、組み合わせが必要になる
窒素とリンが陸から海へ届く4つの経路を示す流域断面図。上流の農地、畜産、市街地、下流の下水処理場から矢印が河口へ伸びる
生活排水・農地・畜産・市街地――出どころは違っても、水は最後に同じ海に集まる

「窒素が足りない」場所もある

外洋の広い海域では、むしろ窒素不足が植物プランクトンの増殖を抑えている。海全体で栄養塩が余っているわけではなく、陸に近い場所に偏って集中しているのが富栄養化の本質だ。この偏りは、後半で扱う瀬戸内海の「栄養塩不足」問題とも直結している。

過剰な栄養が海を壊すまで――時間差でつながる連鎖

栄養塩が流れ込んでから海底で酸素が尽きるまでには、いくつもの段階と、数週間から数か月の時間差がある。原因と結果が離れているために気づきにくいのが、この問題の厄介なところだ。

第1段階:植物プランクトンの爆発的増殖

栄養塩が十分にあり、水温が上がり、日射が強く、風が弱くて水が混ざりにくい――この条件がそろうと、植物プランクトンは数日で何十倍にも増える。海面近くの水が変色するほど密度が高まった状態が、いわゆる赤潮である。増えるのが渦鞭毛藻か珪藻か、あるいはラフィド藻の仲間かによって、海の色は赤褐色にも茶褐色にも緑がかった色にもなる。

この段階でもすでに被害は出る。魚のえらに藻類が詰まって窒息する、種類によっては魚毒性のある物質を出す、二枚貝が毒を蓄積して食べられなくなる。養殖業にとっては直接の打撃だ。赤潮そのものの発生メカニズムと日本各地の被害の詳細は、赤潮・青潮と富栄養化のすべてで詳しく扱っている。

第2段階:死骸が沈み、海底で分解される

増えたプランクトンは長くは生きない。数日から数週間で死に、動物プランクトンの食べ残しや糞とともに、有機物の粒子となって沈んでいく。海底に降り積もったこの有機物を、今度はバクテリアが分解する。分解は酸素を消費する反応であり、プランクトンが増えれば増えるほど、海底の酸素消費量が増える

ここに、もうひとつの条件が重なる。夏、表層の海水が太陽で温められると、冷たく重い底層水との間に密度の差ができ、上下の水が混ざらなくなる。これが成層である。大気から酸素が供給される表層と、酸素を消費し続ける底層が分断された状態で、海底の酸素は補充されないまま減っていく。

第3段階:貧酸素水塊とデッドゾーン

溶存酸素が概ね2mg/L以下になった水塊を貧酸素水塊(hypoxia)と呼ぶ。NOAAもこの2mg/Lを基準にメキシコ湾のデッドゾーンを測定している。この濃度を下回ると、逃げられる魚は逃げ、逃げられない貝やゴカイ、カニなどの底生生物は死ぬ。移動できない生き物にとっては、静かに広がる窒息そのものだ。

酸素が完全になくなると、今度は硫酸還元菌が働き始め、硫化水素が発生する。この硫化物を含む底層水が風で沿岸に湧き上がると、海水が乳青色に濁る青潮となり、大量の貝類が斃死する。東京湾や三河湾で夏から秋にかけて繰り返されてきた光景だ。貧酸素化のメカニズムと世界のデッドゾーンの分布は、海の酸素が減る「貧酸素化」とデッドゾーン拡大でさらに詳しく解説している。

抜け出しにくい「悪循環」――底泥からの溶出

厄介なのは、いったん貧酸素になった海底が自分で栄養塩を吐き出し始めることだ。酸素があるとき、リンは鉄と結びついて底泥に固定されている。ところが酸素がなくなると鉄が還元されて結合がほどけ、蓄えられていたリンが水中に溶け出す。窒素も同様に、アンモニアの形で底泥から回帰する。

つまり、陸からの流入を減らしても、海底に蓄積した「過去の負荷」が内部負荷として供給を続ける。これが富栄養化対策の効果が現れるまでに長い時間がかかる最大の理由であり、多くの湾で数十年の粘り強い取り組みが必要になる根拠でもある。

富栄養化の連鎖を示す断面図。表層でプランクトンが増殖し、死骸が沈降し、底層が酸素不足になっていく様子
増殖 → 沈降 → 分解 → 酸素消費。表層のにぎわいが、海底の窒息をつくる

見えにくいから、遅れる

  • 赤潮は目に見えるが、貧酸素水塊は海面からは何も見えない
  • 原因(春の流入)と結果(夏の貧酸素)に数か月のずれがある
  • 底泥に蓄積した栄養塩が、対策後も長く供給源として残る
  • 被害が出るのは移動できない底生生物から。漁獲統計に表れるころには進行している

世界のデッドゾーン――メキシコ湾とバルト海が教えること

富栄養化は日本固有の問題ではない。むしろ海外の巨大な事例のほうが、流域対策の難しさを鮮明に映し出している。

メキシコ湾――大陸の農地が海に描く貧酸素の地図

ミシシッピ川は、米国本土の約4割にあたる流域から水を集めてメキシコ湾に注ぐ。その流域には世界有数の穀倉地帯、コーンベルトが広がる。春先の施肥と融雪・降雨が重なると、大量の硝酸態窒素が川を下り、初夏のメキシコ湾北部で植物プランクトンの大増殖を引き起こす。

NOAAと研究機関は毎夏、この貧酸素水塊の面積を実測している。2025年7月20日から25日の調査で測定された面積は4,402平方マイル(約1万1,400km²)。39年間の観測史上15番目に小さい値で、平年を下回った年だった。しかし喜べる数字ではない。直近5年の平均は4,755平方マイルで、ミシシッピ川/メキシコ湾貧酸素タスクフォースが掲げる2035年目標(5年平均1,900平方マイル未満)の2倍以上にとどまっている。

この差が意味するところは重い。米国は下水処理場の高度化をほぼ完了させており、残る削減余地の大半は農地からの面源負荷にある。数十年にわたる自主的な保全プログラムの積み重ねをもってしても、目標との距離はまだ2倍以上ある。面源対策の難しさを、これほど雄弁に示す数字はない。

バルト海――9か国が国別の上限を分け合う実験

バルト海は、外洋との水の交換が極端に乏しい半閉鎖性の海だ。塩分の低い表層と重い深層が年間を通じて強く成層し、深層の水が入れ替わるのは数年から十数年に一度の大規模な海水流入時に限られる。地形的に、世界でもっとも富栄養化に弱い海のひとつである。

沿岸9か国と欧州連合が参加するヘルシンキ委員会(HELCOM)は、バルト海行動計画(BSAP)のもとで、海域ごとに「最大許容負荷量(MAI)」を科学的に算定し、それを各国の削減義務(国別入力上限)に配分するという野心的な枠組みを運用している。ひとつの海を共有する国々が、負荷の総量を分け合って管理するという考え方だ。

成果は出ている。HELCOMの2023年の包括評価(HOLAS 3)では、栄養塩と有害物質の流入がバランスの取れた水準に近づき、前回評価から改善したと報告された。国によっては窒素流入を基準期間から大幅に削減している。それでも同じ評価は、富栄養化が依然としてバルト海の生態系にとって最も深刻な課題のひとつであり続けると結論づけた。海の応答は、対策よりもはるかに遅いのだ。

海域主な負荷源枠組み到達点
メキシコ湾北部(米国)ミシシッピ川流域の農地(面源が中心)ミシシッピ川/メキシコ湾貧酸素タスクフォース2025年は4,402平方マイル。5年平均は2035年目標の2倍以上
バルト海(欧州9か国)農地、生活排水、大気沈着HELCOM バルト海行動計画(国別の入力上限)流入は削減傾向。ただし富栄養化は依然として最重要課題
東京湾・伊勢湾・瀬戸内海(日本)生活排水が中心。産業・面源が続く水質総量削減制度(1979年〜、現在は第9次)CODは大幅改善。一部海域では逆に栄養塩不足が課題化
アプローチは違っても、共通するのは「点源は減らせた、面源が残った」という構図である

直近5年間の平均面積は4,755平方マイルで、2035年の目標値の2倍以上にあたる。

― NOAA National Centers for Coastal Ocean Science(2025年夏のメキシコ湾貧酸素水塊測定結果)
メキシコ湾北部の貧酸素水塊の分布を示す模式地図。ミシシッピ川河口から西へ帯状に赤い領域が広がる
貧酸素水塊は河口から沿岸に沿って帯状に広がる。その面積は毎年の雨量と施肥のタイミングで大きく揺れる

日本の半世紀――水質総量削減という長い実験

日本は、富栄養化対策で世界に先んじた国のひとつである。高度経済成長期の激烈な水質汚濁を出発点に、50年近くかけて負荷を削り続けてきた。その歩みは、成功と副作用の両方を含む貴重な記録だ。

琵琶湖から始まった――1979年、世界に先駆けた条例

1977年5月、琵琶湖で淡水赤潮が大発生した。悪臭を放つ赤褐色の水を前にして、原因のひとつが合成洗剤に含まれるリンだと分かると、滋賀県民のあいだで「石けん運動」が広がる。リンを含む洗剤の使用をやめ、天然油脂を原料とする粉石けんに切り替えようという、生活の側から始まった運動だった。

この市民運動を背景に、滋賀県は1979年、滋賀県琵琶湖の富栄養化の防止に関する条例(琵琶湖条例)を制定する。工場・事業場に窒素・リンの排水基準を課すのみならず、リンを含む合成洗剤の販売・使用の禁止、肥料の適正使用、家畜ふん尿の適正処理までを盛り込んだ包括的な内容で、窒素・リンを対象とした排水規制としては日本初、世界的にも先駆的な取り組みだった。

琵琶湖条例が示したのは、規制と生活習慣の変化を組み合わせれば水は良くなるという事実である。日本の水環境政策の原点として、いまも参照される。

水質総量削減制度――濃度規制から総量規制へ

個々の排水口の濃度を規制しても、排出する事業所が増えれば湾に入る総量は減らない。この限界を踏まえ、1978年の水質汚濁防止法改正で導入されたのが水質総量削減制度である。東京湾・伊勢湾・瀬戸内海という3つの閉鎖性海域を指定水域とし、指定地域から流入する汚濁負荷の総量そのものに目標を定めて削減する仕組みだ。

当初の対象はCODのみ。2001年の第5次からは窒素とリンが加わり、富栄養化そのものに正面から向き合う制度になった。国が総量削減基本方針を定め、関係都府県が削減計画を策定し、事業場には総量規制基準がかかる。おおむね5年ごとに見直され、現在は第9次にあたる。

環境省が示した第9次の削減目標量は次のとおりである(単位はトン/日、令和元年度=2019年度の実績値と令和6年度=2024年度の目標値)。この表を眺めると、この制度がいま「何をしようとしているか」が読み取れる。

海域項目2019年度実績2024年度目標
東京湾COD154150
東京湾窒素162159
東京湾リン12.111.8
伊勢湾COD131127
伊勢湾窒素106106
伊勢湾リン8.07.9
瀬戸内海COD374372
瀬戸内海窒素380389
瀬戸内海リン24.324.6
第9次総量削減基本方針の削減目標量(トン/日)。瀬戸内海の窒素・リンは、目標値が実績値を上回っている点に注目

東京湾と伊勢湾はなお削減を続ける一方、瀬戸内海では窒素380→389、リン24.3→24.6と、目標値が実績値より大きい。これは書き間違いではない。制度が「もうこれ以上減らさない」方向へ舵を切ったことを示す数字であり、日本の富栄養化対策が新しい局面に入ったことの表明でもある。

50年で何が変わったか

制度が始まった当時と現在を比べると、成果ははっきりしている。環境省の資料によれば、東京湾のCOD負荷量は総量削減が始まった1979年度(昭和54年度)の477トン/日から、2019年度(令和元年度)には154トン/日へと68%減少した。工場排水の規制と下水道の急速な整備が効いた結果である。瀬戸内海の赤潮発生件数も、1976年(昭和51年)の年間299件をピークに減少し、近年は100件を下回る年が続いている。制度としては、間違いなく成功した部類に入る。

しかし、削減幅は次第に小さくなっている。第9次の目標値を見ればわかるとおり、東京湾のCOD削減幅は154から150へ、わずか4トン/日にすぎない。安く大きく減らせる部分はすでに削り終えたのだ。ここから先の1トンを減らすには、以前の10トン分に相当する投資と調整が要る。しかも残っているのは、責任主体の特定しにくい面源と、雨に左右される不確実な流出である。日本もまた、メキシコ湾やバルト海と同じ壁の前に立っている。

穏やかな瀬戸内海の多島美の風景。手前の海面に小舟、奥に大小の島影が連なる
「瀕死の海」と呼ばれた瀬戸内海は、半世紀の削減努力で水質を回復させた。その先に現れたのが、次章で扱う新しい課題である

日本の水質政策 50年の流れ

  • 1970年:水質汚濁防止法制定。濃度規制で工場排水を抑える
  • 1977年:琵琶湖で淡水赤潮が大発生し、石けん運動が広がる
  • 1978年:水質汚濁防止法改正で水質総量削減制度を導入(CODが対象)
  • 1979年:滋賀県が琵琶湖条例を制定。窒素・リンの排水規制は日本初
  • 1999年:家畜排せつ物法。野積み・素掘りを解消し堆肥化へ
  • 2001年:第5次総量削減から窒素・リンが対象に加わる
  • 2021年:瀬戸内海環境保全特別措置法改正。栄養塩類管理制度を創設

「きれいすぎる海」という逆説――瀬戸内海の方向転換

かつて「瀕死の海」と呼ばれた瀬戸内海は、厳しい排水規制と総量削減によって劇的に水質を改善した。透明度は上がり、大規模な赤潮の発生件数は往時の数分の一になった。ところがその先で、誰も予想しなかった問題が浮かび上がる。

ノリが色を失う

養殖ノリは、海水に溶けた無機態窒素(DIN)を取り込んで光合成色素をつくる。栄養が足りないと色素が薄れ、黒々とした艶を失って赤みがかった薄い色になる。これが色落ちである。色落ちしたノリは味も香りも落ち、市場価値が大きく下がる。

瀬戸内海や有明海のノリ漁場では、この色落ちが冬季の深刻な課題になった。原因は単一ではなく、水温上昇でノリの生育期がずれること、植物プランクトンとの栄養の奪い合い、そして海域そのもののDIN濃度低下が絡み合う。「きれいになった海」が、必ずしも「豊かな海」ではなかったという現実が突きつけられた。

2021年の法改正――減らす制度から、管理する制度へ

2021年6月、瀬戸内海環境保全特別措置法が改正され、栄養塩類管理制度が創設された。関係府県の知事が「栄養塩類管理計画」を定めることで、環境基準の枠内で、特定の海域・特定の季節に限って栄養塩類を供給できるようにする仕組みである。一律に減らす制度から、場所と時期を選んで加減する制度への転換だ。

環境省は2022年3月に策定ガイドラインを示し、同年10月には兵庫県が関係府県に先駆けて栄養塩類管理計画を策定した。続いて香川県、岡山県、山口県などが計画を定め、海域ごとの目標値と測定方法、モニタリング体制を整えている。

下水処理場の「季節別運転」という現場の工夫

計画を支える具体的な技術が、下水処理場の栄養塩管理運転(季節別運転)である。通常は窒素を極力除去するよう運転している処理場で、ノリの養殖期にあたる冬季だけ、硝化や脱窒の進み方を抑えて放流水の窒素濃度を意図的に高める。夏場は従来どおり除去率を上げ、赤潮や貧酸素のリスクを避ける。

兵庫県は播磨灘で、全国に先駆けて下水道計画に季節別の総窒素の水質目標を位置づけた。2016年時点で県内20か所の処理場がノリ漁期を中心とした栄養塩管理運転を実施し、放流先に近い沿岸の漁場ほどノリの色が良好になる傾向が観測されている。有明海沿岸でも、佐賀県などが同様の共同研究を進めてきた。

もっとも、これは綱渡りでもある。窒素を増やす運転はBOD(生物化学的酸素要求量)の上昇を伴いやすく、加減を誤れば赤潮や貧酸素を呼び戻しかねない。だからこそ計画には環境基準の遵守とモニタリングが組み込まれ、順応的な管理が求められる。人が海の栄養バランスに能動的に手を入れる以上、その結果を測り続ける責任がついて回る。

この「人が手を入れることで海が豊かになる」という発想は、瀬戸内海で育まれてきた里海の思想とも重なる。守るために遠ざけるのではなく、関わり続けることで豊かさを保つ。栄養塩類管理制度は、その考え方を法制度として形にした試みだと言える。

ノリ養殖の海面風景。冬の海に整然と並ぶノリ網の列と、収穫作業をする小舟
ノリの色は海の栄養状態をそのまま映す。透明度の高い海が、必ずしも生産力の高い海ではない

この転換が示していること

  • 水質の目標は「きれいさ」だけでは測れない。生物生産という軸が必要になる
  • 適正な栄養塩の水準は、海域ごと・季節ごとに異なる
  • 減らす技術と同じくらい、必要なときに供給する技術と合意形成が要る
  • 手を入れる以上、モニタリングと軌道修正(順応的管理)が不可欠になる

流域で減らす――下水道・浄化槽・農地でできること

では、これから負荷を減らす余地はどこにあるのか。点源をやり切った先に残るのは、地味で、時間がかかり、けれども確実に効く取り組みである。

下水道の高度処理化

標準的な活性汚泥法は有機物の除去には優れるが、窒素・リンは十分に落ちない。嫌気槽と好気槽を組み合わせて硝化・脱窒を進める窒素除去、微生物にリンを過剰に取り込ませる生物学的リン除去、あるいは凝集剤による化学的除去――こうした高度処理を導入すれば、放流水の窒素・リンは大きく下げられる。

課題は費用と時間だ。既存施設の改造には多額の投資が必要で、エネルギー消費も増える。日本の下水道は多くが更新期を迎えており、老朽化対策と高度処理化をどう同時に進めるかが、自治体財政の重い宿題になっている。人口減少が進む地域では、施設の規模を適正化しながら処理水準を上げるという、二重の難題にもなる。

近年は、処理の副産物である下水汚泥を「資源」として捉え直す動きも広がっている。汚泥には窒素とリンが濃縮されており、これを肥料として回収すれば、海に流す量を減らしながら輸入依存の高いリン資源を国内で循環させられる。海に出せば汚染物質になり、畑に戻せば肥料になる――同じ物質が、置かれる場所によって価値を変えるという当たり前の事実が、対策の設計思想を変えつつある。

下水処理場の反応タンクを俯瞰した風景。複数の長方形の水槽が並び、曝気で水面が泡立っている
高度処理は、この反応タンクの中で微生物に嫌気と好気を行き来させて窒素・リンを取り除く。同じ設備が、季節によって除去率を変える運転にも使われる

浄化槽――「単独」から「合併」へ、そして高度処理型へ

下水道が届かない地域を支えるのが浄化槽である。し尿だけを処理する単独処理浄化槽は、台所・風呂・洗濯の生活雑排水を未処理のまま流してしまう。新設は原則禁止となったが、既存のものは今も全国に多数残っており、環境省と自治体が合併処理浄化槽への転換を補助制度で後押ししている。

さらに窒素・リンまで狙うなら、嫌気ろ床槽で脱窒菌を働かせ、鉄電極などでリンを化学的に除去する高度処理型合併処理浄化槽がある。閉鎖性水域の流域では、これを標準として整備を進める自治体も増えている。1基あたりの効果は小さくても、流域全体で数万基が積み上がれば無視できない量になる。

農地――「減らす」と「留める」の両輪

農地対策の基本は2つ。ひとつは入れる量を最適化すること。土壌診断に基づく施肥設計、作物が必要とするタイミングに合わせた分施、被覆肥料による溶出の制御、局所施肥。過剰な施肥をやめることは、環境負荷を下げると同時に生産コストも下げる。

もうひとつは出ていく分を途中で留めること。水田や畑と水路のあいだに草地や樹林の緩衝帯(バッファーゾーン)を設ければ、流出する濁水と栄養塩を受け止められる。冬に何も植えない畑にライムギやヘアリーベッチなどの被覆作物(カバークロップ)を入れれば、余った窒素を吸収して土壌流亡も防ぐ。水田では、代かき期の落水管理を工夫して濁水の流出を抑える取り組みが各地で進む。

政策の側では、農林水産省が2021年に策定したみどりの食料システム戦略が、2050年までに化学肥料の使用量を30%低減し、有機農業の取組面積を耕地面積の25%(100万ha)に拡大するという目標を掲げている。同戦略は化学農薬のリスク換算50%低減や農林水産業のCO2ゼロエミッション化も併せて掲げる包括的な枠組みだ。肥料価格の高騰が続くなか、堆肥や下水汚泥由来の肥料の活用と合わせ、環境と経営の両面から施肥の見直しが進みつつある。

畜産――堆肥を「余らせない」しくみ

年間約8,000万トンの家畜排せつ物は、適切に堆肥化されれば土づくりに欠かせない資源であり、土壌への炭素貯留にもつながる。問題は偏在だ。畜産の盛んな地域では堆肥が余り、耕種農業の地域では化学肥料に頼る――この需給のミスマッチを解消するため、堆肥のペレット化による広域流通、耕種農家とのマッチング、成分を保証した堆肥製品化などが進められている。

市街地・雨水――降り始めの汚れを受け止める

都市域では、雨水浸透ますや透水性舗装、雨庭(レインガーデン)といったグリーンインフラが、雨水を地下に浸透させて路面の汚れが一気に川へ流れ込むのを和らげる。合流式下水道の改善(雨水滞水池の整備、遮集能力の増強)も、越流による未処理下水の放流を減らす直接的な対策だ。これらは同時に、都市型水害のリスクを下げる効果も持つ。

対策主な対象期待できる効果課題
下水道の高度処理化生活・産業排水(点源)窒素・リンを大幅に削減。効果が確実で測りやすい改造費用とエネルギー消費、施設更新との両立
合併処理浄化槽への転換下水道未整備地域の生活排水生活雑排水の未処理放流をなくす個人負担、住民の理解、高齢化した地域での更新
施肥の適正化農地(面源)負荷削減とコスト削減が両立作柄への不安、営農指導体制の確保
緩衝帯・被覆作物農地(面源)流出した栄養塩と土壌を途中で捕捉作付面積の減少、管理の手間
堆肥の広域流通畜産(面源)地域内の物質循環を改善輸送コスト、品質のばらつき
雨水浸透・グリーンインフラ市街地(面源)ファーストフラッシュの緩和、治水にも寄与用地確保、維持管理
打ち手は数多くあるが、単独で解決するものはない。流域の条件に応じた組み合わせが要る
農地と水路のあいだに設けられた草地の緩衝帯。手前に水路、奥に畑、その間に丈の高い草が茂る
農地と水路のあいだの数メートルの草地が、流出する栄養塩と土を受け止める。地味だが確実に効く対策のひとつ

食卓と洗剤と流域――私たちの側にある選択

富栄養化は、行政と農家と事業者だけの問題ではない。琵琶湖の石けん運動が示したように、生活の側からの変化が制度を動かした例も、この国にはある。

台所から出ていくもの

家庭排水のなかで、汚濁負荷が最も大きいのは台所からの排水だといわれる。使い切れずに捨てる食用油、皿に残ったソースやスープ、洗い流される食べ残し。これらは有機物として、また窒素・リンの供給源として下水に入る。皿の汚れを紙で拭き取ってから洗う、油を流さない、といった小さな習慣は、下水処理場の負荷を確実に下げる。

洗剤については、日本ではリンを含む家庭用洗濯洗剤はすでにほぼ姿を消している。ただし食器用洗剤や業務用の一部、あるいは輸入品にはリン酸塩を含む製品もあり、成分表示を見る習慣は無駄ではない。

食べ方が、流域の窒素を決める

少し遠回りに見えるが、食品ロスを減らすことは窒素・リンの負荷を減らすことでもある。捨てられる食べ物のために使われた肥料と飼料は、そのまま無駄になった環境負荷だ。畜産物は生産に必要な飼料作物の分だけ窒素の投入量が大きくなるため、食生活の組み立て方も流域の窒素収支に効いてくる。

同時に、環境に配慮した生産物を選ぶことは、取り組む生産者を支えることになる。有機農産物、環境保全型農業の認証、地域の循環型堆肥を使った農産物――売り場でのそうした選択が、施肥の見直しに踏み切る農家の背中を押す。

流域を「自分の場所」として見る

自分の住んでいる場所が、どの川の流域にあり、その川がどこの海に注いでいるかを知っている人は、意外に少ない。けれど富栄養化は、まさにその線に沿って起きる。地元の川の水質データを見る、河川や海岸の清掃に参加する、地域の水環境の会合をのぞいてみる。陸と海を別々のものとして見ないこと――それが、この問題に対して個人ができる最も本質的な態度かもしれない。

そしてもうひとつ、忘れたくないことがある。富栄養化の話は危機の話ばかりになりがちだが、その先にあるのは「豊かな海を取り戻す」という目的だ。ノリが黒々と艶を持ち、干潟にアサリが戻り、内湾に魚がにぎわう。瀬戸内海の栄養塩類管理制度が目指しているのは、汚れのない海ではなく、生き物でにぎわう海である。減らすことは手段であって、目的ではない。

今日からできること

  • 食器の油汚れは紙で拭き取ってから洗う。食用油は流さず、固めるか回収に出す
  • 洗剤の成分表示を確認し、必要以上の量を使わない
  • 食品ロスを減らす。買いすぎない、使い切る
  • 自宅が単独処理浄化槽なら、合併処理浄化槽への転換補助制度を調べてみる
  • 自分の家がどの川の流域にあり、どの海に注いでいるかを地図で確かめる
  • 地元の河川・海岸の清掃活動や水質モニタリングに参加してみる
澄んだ内海の浅瀬で子どもたちが生き物を探している風景。奥に穏やかな海と小島が見える
目指すのは「汚れのない海」ではなく「生き物でにぎわう海」。その違いが、これからの水環境政策の焦点になる

参考文献・出典

  1. 環境省 – 化学的酸素要求量、窒素含有量及びりん含有量に係る総量削減基本方針(東京湾、伊勢湾及び瀬戸内海)の策定について(第9次総量削減)
  2. 環境省 – 栄養塩類管理計画策定に関するガイドライン(令和4年3月)
  3. 環境省 – 瀬戸内海環境保全基本計画・瀬戸内海環境保全特別措置法(2021年改正/栄養塩類管理制度)
  4. 国土交通省 – 令和6年度末の汚水処理人口普及状況について(汚水処理人口普及率93.7%)
  5. 農林水産省 – みどりの食料システム戦略の策定について(2050年までに化学肥料使用量30%低減)
  6. 農林水産省 – 家畜排せつ物の発生と管理の状況(年間発生量約8,000万トン)
  7. NOAA National Centers for Coastal Ocean Science – Below Average Summer 2025 'Dead Zone' Measured in Gulf(2025年の貧酸素水塊は4,402平方マイル)
  8. HELCOM(ヘルシンキ委員会) – Nutrient input reduction scheme(バルト海行動計画の最大許容負荷量と国別入力上限)
  9. 滋賀県 – 行政による琵琶湖の水環境保全に向けた制度設計、取組(1979年 琵琶湖富栄養化防止条例)
  10. 兵庫県 – 兵庫県栄養塩類管理計画~豊かで美しい里海を目指して~(2022年10月策定)

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