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湖沼における有機炭素の物質収支および機能・影響の評価に関する研究 (平成 13年度)
Studies on mass balance of dissolved organic carbon in lake and its effects on lake ecosystems and water quality

予算区分
AG 特別研究
研究課題コード
0103AG112
開始/終了年度
2001~2003年
キーワード(日本語)
湖水, 難分解性有機物, 溶存有機物, 溶存有機炭素, 物質収支, フミン物質
キーワード(英語)
LAKE-WATER, RECALCITRANT ORGANIC MATTER, DISSOLVED ORGANIC MATTER, DISSOLVED ORGANIC CARBON, MASS BALANCE, AQUATIC HUMIC SUBSTANCES

研究概要

1980年代後半琵琶湖北湖で注目された湖水中の難分解性溶存化学的酸素要求量(COD)濃度の漸増現象は、その後、十和田湖、霞ヶ浦、印旛沼、さらには内湾である富山湾で観察され遍在的な広がりを見せている。湖沼での溶存有機物(DOM)濃度の上昇は、植物プランクトン増殖・種組成を含む湖沼生態系の変化、重金属・農薬等の有害物質の可溶化、水道水源水としての湖沼の健康リスク(トリハロメタン等)上昇および異臭味等、湖沼環境に甚大な影響を及ぼすと考えられる。湖沼環境保全上、緊急に、湖水中の難分解性DOMの漸増メカニズムを定量的に把握する必要がある。
現在の湖沼有機物指標である過マンガン酸カリウム法CODは加算性がないという物質収支を取る上で致命的な問題を抱えている。難分解性DOMの漸増を定量的に把握するためには物質収支の取れる有機物指標、すなわち有機炭素(TOC)等を採用する必要がある。
本研究の目的は、湖水DOMの特性・起源、湖沼生態系への機能・影響に関する科学的知見を集積し、湖沼における難分解性DOMの主要発生源を有機炭素等の物質収支により定量的に明らかにすることである。

全体計画

13年度 有機炭素原単位を求め、流域・湖内モデルを構築に着手し、湖水および主要流入河川水を頻度高く採取しDOM分画手法に供する。また、藻類増殖能試験を開発し、湖水中の細菌や藻類に対する微生物群集構造解析手法を開発・実施し、同時に3次元蛍光特性解析等により湖水DOMの特性を評価する。
14年度 前年度に引き続き原単位の算定、モデル構築、DOM分画を実施する。2種混合培養実験を行う。溶存有機態鉄濃度の測定手法を開発・確立する。底泥間隙水調査および藻類培養を行い、底泥由来および藻類由来DOMの特性を把握する。優占らん藻類同定手法、増殖状態評価手法を開発・確立・実施する。
15年度 流域発生源モデルによる河川水DOM収支、湖内モデルによる湖水DOM収支を計算し、実測データとの比較・検討して湖水中の難分解性DOMの主要発生源を推測する。藻類培養実験により湖水DOMの藻類増殖・種組成に及ぼす影響を総合的に評価する。前年までのデータを解析し、底泥由来DOMと藻類由来DOMの生産性、微生物群集構造と環境条件の関係、DOMの特性・起源について総合的に評価する。

今年度の研究概要

有機炭素原単位を求め、流域・湖内モデルを構築に着手し、湖水および主要流入河川水を頻度高く採取しDOM分画手法に供する。また、藻類増殖能試験を開発し、湖水中の細菌や藻類に対する微生物群集構造解析手法を開発・実施し、同時に3次元蛍光特性解析手法等を解析し湖水DOMの特性を評価する。

課題代表者

今井 章雄

  • 企画部
  • フェロー
  • Ph.D. (土木工学)米国テキサス大学オースチン校
  • 工学,化学
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担当者