基盤的な調査・研究
研究課題名　水土壌圏環境研究

実施体制

基盤研究の展望と研究実施内容

水土壌圏環境研究領域では、河川・湖沼・海域・土壌などで構成される流域圏における水の循環とそれに伴う物質の循環について、健全性の維持・回復と適正な管理を目指した総合的な研究を実施し、その成果に基づき水土壌環境政策に方向性・指針を与え、ひいては水土壌環境における国民の安全と安心を確保することを目標とした研究を実施している。流域圏における水土壌環境では、湖沼・内湾等のように閉鎖性の高い水域において環境基準の達成率が依然として改善されない原因とされる富栄養化などの問題や、金属や化学物質による地下水や土壌の汚染など多くの未解決の課題があり、さらに、有害金属による市街地の土壌汚染のような潜在的な課題もある。これらの課題を解決するためには、単に各事象を対象とした研究を実施するだけでなく、流域圏全体を視野に入れ相互の関連性にも着目した総合的な研究への取組が必要となる。このような状況から、第2期中期計画では、領域内4研究室（水環境質、土壌、湖沼、海洋）の協力体制の下に、また他ユニットと連携しながら次の3つのテーマを柱とした研究を推進することとしている。

1） 水環境保全及び流域環境管理に関する研究

現在の水質環境基準（生活環境項目）の体系は設定から37年以上経過しており、その間に、公共用水域の保全・利用状況と水質・生態系の変化、水質分析に関する技術的な進展、国内外の諸制度の変化といった水質環境基準を取り巻く社会・自然状況は大きく様変わりしている。汚濁負荷削減対策の進展に伴い主な河川では水質環境基準達成率は向上している一方、多くの湖沼では依然として環境基準達成率は低いままであり、閉鎖性海域における貧酸素水塊の発生など水産生物を含む水生生物の生息状況は悪化している例がみられる。このような背景から、水質環境基準（生活環境項目）の見直しの必要性及び新しい水環境評価と改善手法の開発が喫緊の課題として挙げられている。また、土壌汚染対策法の施行から５年が経過し、この間、法律に基づいた土壌汚染の調査・対策が行われてきたが、法律の施行を通して浮かび上がってきた課題等を整理検討することが必要とされている。そこで、当領域では、このような課題に対し科学的基礎資料を与え、環境管理の目標に関する新たな知見の整備を目的とした研究、さらに、流域における健全な水・物質循環を維持することを目的とした研究を実施した。それらの主なものは、次の所内外の競争的資金等を得て実施した課題である。

(1) 水系溶存有機物の特性・反応性を評価するための有機炭素検出クロマトグラフィーシステムの開発に関する研究（環境省-環境技術推進費）平成18〜平成19年度

(2) 貧栄養湖十和田湖における難分解性溶存有機物の発生原因の解明に関する研究（環境省-公害一括）平成19〜平成21年度

(3) 貧酸素水塊の形成機構と生物への影響評価に関する研究（所内特別研究）平成19〜平成22年度

(4) 流下栄養塩組成の人為的変化による東アジア縁辺海域の生態系変質の評価研究（環境省-地球推進費）平成18〜平成20年度

(5) 伊勢湾流域圏の自然共生型環境管理技術開発、サブテーマ３（文科省-振興調整費）平成18〜平成20年度

(6) 森林土壌炭素蓄積量の推定精度向上に向けた日本の統一的土壌分類案の適用に関する研究（文科省-科研費）平成17〜平成19年度

(7) 水質環境基準（生活環境項目）等設定基礎調査（環境省-請負）平成17〜平成19年度

2） 流域における環境修復・改善技術に関する研究

流域における健全な水・物質循環を実現するためには、流域で発生する負荷の削減や汚染された水・土壌環境の修復、湖岸や藻場・干潟等にみられる劣化した生物生息場の回復を効率的に行える技術開発が必要である。例えば、我々の日常生活や産業活動の結果多量に排出される有機性排水は、環境保全のために好気性微生物処理が施されているが、この処理に伴う電力消費は莫大なものとなっている。一方、地球温暖化防止の観点から、エネルギー消費の少ない適切な排水処理技術の開発が求められている。このような状況の下、本領域では、有機性排水の無加温処理に対応した省・創エネルギー型のメタン発酵排水処理技術を中心とした処理技術を開発した。また、地下に漏出した有機溶剤を洗剤注入により浄化する技術の有効性と安全性を評価するための研究、及び、油汚染被害に対して特に環境が脆弱な地域について有効な対応策である微生物による浄化法の実用化を図る研究を実施した。それらの主なものは、次の所内外の競争的資金等を得て実施した課題である。

(1) 省エネルギー型水・炭素循環処理システムの開発（所内特別研究）平成18〜平成20年度

(2) 嫌気性生物膜の高度利用による排水処理技術（NEDO）平成18〜平成20年度

(3) 無曝気・省エネルギー−型次世代水資源循環技術の開発「無加温嫌気処理における有機物分解特性の評価」（NEDO）平成18〜平成20年度

(4) 地下に漏出した有機溶剤の洗浄剤注入による回収効率と下層への汚染拡散に関する研究（文科省-科研費）平成19〜平成23年度

(5) オホーツク海沿岸環境脆弱域における油汚染影響評価とバイオレメディエーション実用化に関する研究（共同研究）平成18〜平成21年度

(6) 腐植物質還元微生物の特性の把握と環境浄化への応用に関する研究（文科省-科研費）平成18〜平成19年度

３）流域における生態系保全のための現象把握・現象解明に関する研究

中長期的に流域における健全な水・物質循環を維持するためには、継続的なモニタリングを通して環境変動を検出し、現状を把握して、課題となる現象を解明することが必要である。このことによって初めて将来予測が可能となる。さらに、水・土壌環境圏にて潜在的な汚染実態を調査し、警鐘を鳴らすことも、当基盤領域の使命の一つと考える。これらのことから、霞ヶ浦を中心とした水環境のモニタリング及び関東地方の土壌を対象としたモニタリングを継続している。次に示すのは、それらの内、所内外の競争的資金等を得て実施した課題である。この他に経常研究費による課題を継続的に実施している。

(1) 霞ヶ浦エコトーンにおける生物群集と物質循環に関する長期モニタリング（所内奨励：長期モニタリング）平成15〜平成19年度

(2) 湖沼における溶存鉄の存在形態分析と鉄利用性がアオコ発生に及ぼす影響（文科省-科研費）平成17〜平成19年度

(3) アミノ酸光学異性体(D/L-体)を利用した溶存有機物の起源推定（文科省-科研費）平成19〜平成20年度

研究予算