４－１　河川的水质净化功能

（１）河川自净作用的概要

１） 净化的概要
　　河川来自流域的各种各样的原因，流进的无机物、有机物（包括有害物），导致污染现象。想到这些除了有害物之外，用ＢＯＤ测定的有机物，如果超过了河川的自净能力，就会消耗河川水中的溶存氧气变成厌氧状态，从而发生恶臭以及给生物带来不良影响。
　　河川本来具有的自净功能，既有捕捉流进来的污染物的功能、又有分解捕捉的污染然物减少污染物的功能。捕捉污染物的功能是由于沉淀等原因而堆积在河床上的污染物质，用过滤（浸透）的方法等分开、用吸附的方法进行分离。
　　分解的功能是捕捉的污染物质利用溶存氧生存的需氧性微生物进行分解，最终变成水和二氧化氮减少污染物质。
　　一个正常的河川的捕捉的功能和微生物的功能以及补充氧气功能是有限的，如果超过了其限度，污染将迅速的进展。
　　河川的直接净化对策，人为地加强、补增像这样的河川具有的自净能力，通过适当的管理和增加最低限度的能量，一定会减少河川的污染。

２） 河川的自净功能
　　河川是其河道的形态和多种多样的流水状态，并且，通过利用在其生存的各种各样的生物，流水中的固体物质和溶解性物质，根据各种各样的机构，进行稀释、沉淀、过滤、扫流、吸附、分解、氧化等减少或者是变化。河川是由这些机构组成来进行净化河川的。像这样的功能被称为河川的自然净化功能，基本上显示以下现象。

①沉淀
　　河川是由浅滩和深渊相互交错而形成的，上游・中游・下游三个部分的深渊和浅滩的大小虽然不同，但是基本上是这些的重复。
　　这种场合，因为深渊和浅滩相比水流的流速明显的缓慢，所以具有很好的沉淀效果。可是浅滩方面，也有石头和石头之间的流速缓慢的的地方，这个与深渊相比虽然小，但是也可以发挥沉淀的功能。

②过滤
　　河川是由地表水和地下水构成的，地下水是指埋藏在地面以下，存在于岩石和土壤的孔隙中、裂隙、洞穴中可以流动的水体。地下水在有落差和堤坝的地方混入地表水，地表水得到了稀释效果变的干净。

　　如果把碳素纤维设置到水中，通过碳素纤维具有的大表面积形成的生物膜，进行促进吸着・分解有机物。

ｂ．利用水生植物的吸着、分解
　　河道里生存着各种各样的水生生物，通过植物体表面上粘合的微生物群的吸着・分解，以及利用植物的根吸收溶解性物质等功能，作为营养成分吸收河流的地下水中具有的氮・磷等，最终结果减少了成为污染原因的物质。再者，在植物的密集域方面，通过降低流速引起物理上的沉淀，对于净化也有很大的帮助。
　　植物等在水中的功能虽然是吸收、除去氮和磷，但是，其吸收量只是植物的生存时所必须的量，很难全部除去严重受到污染的水域的营养盐。

④利用水流和落差的溶解氧
　　利用浅滩的起浪和河道里的落差溶解大气中的氧气，保持水中的溶存氧。这个结果，对于保护粘合在藻类和石头表面上的生物的功能，也有很大的帮助。

　　平原地域的城市污染河川，因为既平坦、又倾斜面小，不能发挥浅滩的功能，因此，氧的溶解量少，为了供给氧进行设置落差工等。

⑤稀释
　　通过污染的河水和干净的河水的汇合，污染水得到稀释了、水量增加了，这样的话既降低了水质污染浓度，又得到了水质改善。

⑥扫流
　　通过河川的自净功能，将氧化、吸收、吸附的物质进行固体化，根据流速以剥离或者沉淀污泥的形式在河床内进行堆积。堆积的这些污泥，通过发水时被以非常快的流速进行扫流，因此可以恢复河川的自净功能。

　　自然净化作用按照原理进行分类的话，可以分成物理上的作用、化学上的作用、生物上的作用。

●物理上的作用：根据河水的水力特征产生的净化功能
　　　　　　　　沉淀、过滤、曝气、扫流、稀释

●物理・化学上的作用：通过水流和水流与河床构成材的接触，所产生的净化作用。
　　　　　　　　吸着、凝集、（氧化・还原）

●生物上的作用：把水中等生存的的微生物作为媒质，所产生的净化作用
　　　　　　　　根据接触材表面的微生物，吸着・氧化・分解・合成有机物
　　　　　　　　利用植物吸收有机物、营养盐类，通过接触进行沉淀