経常研究

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水土壌圏環境部

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研究課題	１）環境汚濁物質の水土壌環境中における挙動に関する基礎的研究
〔担当者〕	内山裕夫・冨岡典子・徐　開欽・越川　海
〔期　間〕	平成９〜１３年度（１９９７〜２００１年度）
〔目　的〕	水土壌環境中において有機塩素化合物，リグニン酸，フミン酸，重金属等の環境汚濁物質の挙動および生物影響を明らかにするために，これらの生成および分解にかかわる生物を検索し，汚濁物質の代謝・変換量等を計測・予測することを目的とする。
〔内　容〕	土壌・地下水汚染物質であるトリクロロエチレンをはじめとする各種有機塩素化合物の，土壌中に普遍的に生息するメタン酸化細菌に及ぼす影響について検討した。その結果，化合物によって菌体内でストレスタンパクが誘導され，暴露化合物の種類によってその種類も異なった。これらケミカルストレスタンパクは熱ショックタンパクとは明らかに異質であったが，汚染環境においても生残するための応答機構の１つであることが示唆された。
〔発　表〕	ｇ-１０

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研究課題	２）流域水環境管理モデルに関する研究
〔担当者〕	村上正吾・井上隆信・天野邦彦・林　誠二
〔期　間〕	平成８〜１０年度（１９９６〜１９９８年度）
〔目　的〕	河川流域の持続的発展のためには治水・利水に加えて生態系を含む水環境の管理・保全が必須条件となる。本研究は，まず流域内の水と物質循環の質と量にかかわる個々の物理化学的機構の解明を行う。次にこれらの個々の機構が全系として影響を与える水界生態系，陸上生態系を含む形のトータルシステムとしての理解を進め，水・物質・エネルギーの効率的な配分と生態系機能の適切な管理を可能にする流域環境手法の開発を目的としている。
〔内　容〕	日本の場合，河道沖積地に人間の生産社会活動が集中し，こうした低平地における水の輸送現象の理解が重要である。本年度は開発が進行する低平な農業地帯である涸沼川流域と，局所的には保全されつつも，流域を通じた形で人間活動の影響が徐々に現れてきている釧路湿原を含む釧路川流域を対象に，低平地における降雨流出モデルと洪水氾濫解析モデルの開発を進め，それらの適用性を涸沼川・釧路川両流域で検証した。
〔発　表〕	ｇ-２７，２８

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研究課題	３）水環境修復のための生態工学の活用に関する基礎的研究
〔担当者〕	西村　修
〔期　間〕	平成８〜９年度（１９９６〜１９９７年度）
〔目　的〕	タンカーの座礁等の重油流出事故の後，海洋汚染対策としてオイルフェンス等の物理的処理のほか，微生物製剤，分散剤等の散布により分解促進がはかられている。しかしこのような散布物質や，重油分解産物が海洋生物にいかなる影響を及ぼすかについては十分な知見は集積されていない。本研究ではエコトーンの保全という観点から，重油の流達する現場の中でも重要な浄化の場である干潟への影響評価を行う。
〔内　容〕	実験はプラスチックビーカー内に干潟を模擬して行った。干潟の底生生物は環形動物多毛類ゴカイＮｅａｎｔｈｅｓ ｊａｐｏｎｉｃａで代表させ，重油，分散剤を単独あるいは混合させた懸濁物をモデルに添加した。実験より重油・分散剤がゴカイの摂食能や成長抑制を引き起こすこと，また，底質がない場合，ゴカイに対する分散剤や重油による直接的な影響はみられないことが認められ，影響評価の観点から干潟モデルの重要性が示唆された。
〔発　表〕	ｂ-１２

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研究課題	４）リモートセンシング，地上実測及び地理情報による蒸発等の水文・環境解析に関する研究
〔担当者〕	宇都宮陽二朗・藤沼康実＊１（＊１地球環境研究センター）
〔期　間〕	平成８〜１０年度（１９９６〜１９９８年度）
〔目　的〕	水文・熱環境解析システムの構築のため，地表温度と植被の関係解明，画像と地理情報とのリンクに関する研究を実施する。さらに，地理情報を分析し空間概念や地球観の変遷の解明を試みる。
〔内　容〕	衛星情報と地上実測，地理情報のリンクによる水収支情報ベース及び水温情報ベースの構築に関する成果を報告した。自然環境基礎調査結果に植物生態学的情報を加え，森林の植被分類を試み，行政情報の科学的活用法と意義及び画像処理法を示した。また，実験圃場における微気象観測を継続するとともに，地球観・空間概念の史的変遷の解明のため１９世紀中期の地理情報を分析した。
〔発　表〕	Ｇ-８〜１１，ｇ-１３〜１６

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研究課題	５）衛星及び地理情報による中国東北部を中心とした東アジア地域の環境解析
〔担当者〕	宇都宮陽二朗・藤沼康実＊１（＊１地球環境研究センター）
〔期　間〕	平成８〜１０年度（１９９６〜１９９８年度）
〔目　的〕	中国東北部を中心とした東アジア地域の衛星，地上観測及び地理空間情報による熱及び水文環境の広域解析を行う。
〔内　容〕	ＮＯＡＡ等の衛星情報，地上モニタリング及び地理空間情報により中国東北部を中心とした熱及び水文解析のため，中国側研究者と情報交換を行った。なお，広域解析のグランドトルースとしての水温情報ベースの構築，熱収支情報ベースシステム構築に関する成果を報告した。
〔発　表〕	Ｇ-１０，１１

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研究課題	１６）土壌中における無機汚染物質の挙動に関する研究
〔担当者〕	高松武次郎・金尾昌美
〔期　間〕	平成８〜１２年度（１９９６〜２０００年度）
〔目　的〕	人間活動，特に自動車の排気ガスなどによって環境に放出される重金属（Ｚｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ａｓなど）量は膨大で，その一部はエアロゾルなどに伴われて遠隔地に運ばれ，土壌生態系に影響を与える。この大気経由の重金属汚染量を調べるため，１９９７年７月に周囲に特定汚染源の少ない山上湖（赤城小沼・大沼）で堆積物コア（約３０ｃｍ深）を採取し，含有重金属をＩＣＰ-ＡＥＳで分析した。
〔内　容〕	堆積物コアは１ｃｍ間隔に切断・乾燥後，Ａｌ，Ｃａ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ａｓ，Ｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｐ，Ｓ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｐｂ，Ｓｃ，Ｙなどを分析した。特徴的な分布を示したのはＺｎとＰｂで，これらの濃度は１５ｃｍ以浅の堆積層で顕著に高く，特に１０〜１５ｃｍ層ではそれぞれ約２００ｐｐｍと５０ｐｐｍ（ＢＧ：それぞれ約１００ｐｐｍと２０ｐｐｍ）に達した。また，１０ｃｍ以浅の堆積層では徐々に減少した。約４０年前から大気経由の重金属負荷が約２倍に増えていることがわかった。

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研究課題	７）土壌中における微生物の挙動に関する研究
〔担当者〕	向井　哲
〔期　間〕	平成８〜１２年度（１９９６〜２０００年度）
〔目　的〕	これまでの研究において，オートクレーブ処理をした土壌中における接種ＢＨＣ分解菌の生残性が，オートクレーブ処理をしない土壌の場合と比較して，著しく低下することが認められた。そこで，その原因が土壌をオートクレーブ処理すると生成するＣＯ（殺菌作用がある）にあると考えられたので，オートクレーブ処理に伴う各種土壌からのＣＯ生成量を明らかにすることとした。
〔内　容〕	土性あるいは有機物含量を異にした６種類の土壌について，オートクレーブ処理を１回及び３回施して，生成するＣＯ量を測定した。その結果，オートクレーブ処理を１回行った場合，生成されたＣＯ量は８０〜１，５００ｐｐｍｖ（乾土２０ｇ相当の供試風乾細土を含む全内容積３０８．５ｃｃの耐熱ねじ口びん中の濃度）であった。また，その処理を３回行った場合は，ＣＯ生成量が増大し，２４０〜２，２００ｐｐｍｖであった。

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研究課題	８）土壌の酸性化が土壌生態系に及ぼす影響
〔担当者〕	服部浩之
〔期　間〕	平成８〜１０年度（１９９６〜１９９８年度）
〔目　的〕	酸性降下物による土壌の酸性化が問題となっている。土壌中の重金属の多くは不活性の形態で存在しているが，土壌が酸性化すると可溶化し土壌微生物や植物に影響を及ぼすことが予想される。本研究は，土壌の酸性化が土壌中の各種重金属の形態変化に及ぼす影響を明らかにし，さらにそれらの重金属の形態変化が土壌微生物や植物に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。
〔内　容〕	汚泥を連用し，汚泥由来の重金属が蓄積した火山灰土壌に，硫酸アンモニウム（硫安）を連用して，土壌ｐＨを低下させた。この土壌と硫安無添加の対照土壌にコマツナを栽培し，その生育，土壌及び植物体中の重金属含量を比較した。その結果，土壌中の重金属含量（亜鉛，銅）は両土壌で差がみられなかったが，硫安連用土壌ではコマツナの生育が劣り，コマツナ中の重金属濃度が数倍高いことが認められた。

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研究課題	９）地盤と地下水の環境に関する物理・化学的研究
〔担当者〕	陶野郁雄・土井妙子・稲葉一穂
〔期　間〕	平成９〜１１年度（１９９７〜１９９９年度）
〔目　的〕	地盤と地下水に関する環境問題について，物理的・化学的な手法を用いてその実態を把握し，それを解明することを目的として研究を行うものである。
〔内　容〕	〕（１）新潟県上越市や六日町に設置し新たに開発した観測装置を用いて経常的な観測を続け，データの蓄積をはかった。その観測データを分析し，装置の測定精度，長期安定性等の検証を行った。六日町に設置した観測システムのうち，地下水位の変化を記録するのを取りやめ，井戸の中に細い鉄管を挿入し，この管頭の抜け上がり量とアラミド繊維による地層の収縮量の変化との整合性を比較検討した。 （２）非破壊ガンマ線計測による２１０Ｐｂ年代測定法を行うため，検出器のバックグラウンド，ガンマ線の検出効率，検出限界を求め堆積物の年代測定に適用できるか検討した。

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研究課題	１０）降水・大気中の天然放射性核種の挙動に関する研究
〔担当者〕	土井妙子
〔期　間〕	平成８〜１０年度（１９９６〜１９９８年度）
〔目　的〕	地表土壌と大気中に存在する地殻起源天然放射性核種の２１０Ｐｂと主に成層圏を起源とする宇宙線生成核種の７Ｂｅの降水・降下物及び大気中濃度から，これらの核種の挙動を明らかにして，環境汚染物質の輸送・拡散のメカニズムの解明を行う。
〔内　容〕	平成７年度に引き続き中国大陸の気団が日本へ及ぼす影響を知るために，中国大陸と本邦の間に位置するソウルにおいてエアロゾル試料中の２１０Ｐｂ濃度のレベルと濃度変動パターンを観測した。濃度レベルは１．６１ｍＢｑ／ｍ３で，つくば市の観測値０．４８ｍＢｑ／ｍ３より高く，中国大陸内陸部のレベルに近く，変動パターンも大陸内陸部の変動パターンと類似していたが，中国大陸内陸部と異なり春季の濃度増大が観測された。このためソウルは本邦と中国大陸内陸部の両方の特徴を持っていると考えられる。
〔発　表〕	ｇ-２５

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研究課題	１１）浅海域における熱および物質の輸送機構に関する研究
〔担当者〕	竹下俊二・木幡邦男
〔期　間〕	平成８〜１０年度（１９９６〜１９９８年度）
〔目　的〕	東京湾奥の海底に存在する堆積物は物質の分子および乱流拡散に基づく溶出のほかに，運動量（移流）の乱流拡散に基づく表層への輸送がある。この高濃度の有機汚濁物質を含む低層の貧酸素水塊が熱と風によって表層に上昇するメカニズムを数値シュミレーション，室内実験および現地観測によって検討，明らかにする。
〔内　容〕	風速・風温，水温・塩分成層強さを初期・境界条件として，ＳＯＬＡ法を用いて上昇流を規定する鉛直２次元流れの数値計算を行った。結果は水温より低い風が連吹すると，表層に生成した冷水塊が下降し，鉛直混合を繰り返しながら水温・塩分躍層の位置を低下させ温度・塩分成層を破壊するため，水温以下の離岸風の下では底層の貧酸素水塊は粒子状汚濁物質を同伴しながら上昇することを示し，室内実験及び現場観測結果と十分に一致した。
〔発　表〕	ｂ-９７

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研究課題	１２）有機化合物の含水酸化物に対する吸着（奨励研究Ａ）
〔担当者〕	金尾昌美
〔期　間〕	平成９年度（１９９７年度）
〔目　的〕	環境中における有機化合物の土壌粒子に対する吸着挙動の解明には，化合物の化学的性質のほか，その立体構造の影響を考慮する必要がある。本研究では，モデル化合物として，化学的性質は互いに似通っているが立体構造の異なる多数の異性体をもつ糖類を選び，モデル化合物を用いた室内実験を行ってその吸着挙動を調べ，官能基の種類および立体構造の効果を明らかにすることを目的とした。
〔内　容〕	官能基の種類および立体配置の効果が認められた。各種官能基をＣ-６位に持つ場合を比較したところ，中性ｐＨにおいて，リン酸エステル及びカルボキシル基は吸着を促進し，硫酸エステルは吸着を妨害した。酸性ｐＨにおいて，硫酸エステルも吸着を促進した。アルカリ性ｐＨにおいて，カルボキシル基は吸着に影響せず，リン酸エステルおよび硫酸エステルは吸着を妨害した。リン酸エステルをＣ-１位に導入した場合はＣ-６位に導入した場合と比べて，アルカリ性ｐＨで低い吸着率を示した。

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研究課題	１３）海・湖沼堆積物の年代測定に関する基礎的研究（奨励研究Ａ）
〔担当者〕	土井妙子
〔期　間〕	平成９年度（１９９７年度）
〔目　的〕	海・湖沼の堆積物はその時々の平均的な水質を反映しており，時代的に順序よく保持されているので長期間の環境変化を追跡するのに適している。この堆積物に時間軸を組み込むことにより人間活動による環境変化を追跡することができる。本研究は非破壊ガンマ線計測法を百年位の年代測定に用いられる２１０Ｐｂ法に適用して，より簡便に堆積物の年代測定を行う方法を確立することを目的としている。
〔内　容〕	ガンマ線検出器の周辺をアクリル，無酸素銅，鉛で囲み検出器のバックグラウンドの低減をはかった。定量のため，測定試料の量と形状に合わせた標準試料を作製して測定するガンマ線エネルギーの検出効率を求めた。バイカル湖底で採取された柱状堆積物試料を用いて２１０Ｐｂ法による堆積物年代測定を試みた。堆積した各層の堆積物の量は少なかったが，年代測定に必要な過剰鉛が求められ，この過剰鉛は表層から下層にかけて減少している様子がみられた。