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水土壌圏環境研究領域における研究活動(平成 19年度)
Research Activities of the Water and Soil Environment Division

研究課題コード
0610FP016
開始/終了年度
2006~2010年
キーワード(日本語)
水界生態系、閉鎖性水域、富栄養化、重金属汚染、排水処理、流域
キーワード(英語)
AQUATIC ECOSYSTEM, ENCLOSED WATER AREA, EUTROPHICATION, HEAVY METAL POLLUTION, WASTEWATER TREATMENT, WATERSHED

研究概要

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研究の性格

  • 主たるもの:-
  • 従たるもの:-

全体計画

流域を構成する河川・湖沼・海域・地下水などの水圏及び土壌圏について、水の循環やそれに伴う栄養塩・有機物などの循環の解明、また、水圏・土壌圏における汚染防止対策を主な研究対象とする。広域海洋汚染といった地球環境問題や、湖沼・海域で見られる富栄養化、さらに近年特に深刻化している土壌汚染などの地域環境問題について、観測、現象解明、予測等の基礎研究を実施する。水質環境管理上、現在問題となっている事項について課題を整理し科学技術的に解明することで、今後の管理手法改善を目指す。さらに、劣化した環境を修復するために、有機性廃棄物・低濃度排水の管理とエネルギー化技術、沿岸環境修復技術などの開発及び環境修復技術の評価手法を開発する。環境修復技術開発は、重点研究プログラム(アジア自然共生研究プログラム、循環型社会研究プログラム)と連携して実施する。水環境質研究室では、陸水・地下水の化学物質や金属等による汚染実態を把握し、水系生態系での物質循環を物理・化学・微生物学的な見地から定量的に解析する。さらに水環境保全の観点から、新たな排水処理・土壌浄化システムの開発や、地下水汚染対策技術の影響評価手法に関する研究を行う。湖沼環境研究室では、長期的なモニタリングにより湖沼の水質や生態系の変動を把握し、特に有機物による汚濁機構を解明する。有機炭素ベースの湖沼流域モデル開発と検証、有機物組成と反応性の関係解明、湖沼の有機物指標の見直し、浄水・下水処理の適正化等を通し、湖沼環境保全施策の方向性を示す。海洋環境研究室では、日本をとりまく広域海洋及び閉鎖性海域について、その環境汚染および生態系変質の進行状況の評価と機構解明を行う。特に、陸域から流入する各栄養塩負荷・組成の変化による有害微細藻類の増加、浅海域の自然浄化機能の喪失、汚染物質流入による生態系影響とその軽減手法に関する研究を行う。土壌環境研究室では、鉛、レアメタル等の金属汚染や都市域における土壌汚染実態、及び土壌圏における物質循環を、物理・化学・微生物学的な観点から把握し、流域(森林・土壌・水循環)モデル開発、汚染物質の土壌動態パラメータの整備、汚染対策技術の影響評価、慢性的土壌劣化等に関する研究を行う。

今年度の研究概要

経常研究費で実施する研究課題に加え、2課題の特別研究、1課題の奨励研究、地球環境研究総合推進費による1課題の研究、2課題の産業技術研究助成による研究、環境省環境技術開発等推進費による1課題の研究、科学技術振興調整費による1課題の研究、及び科学研究費補助金による6課題の研究を実施する。特別研究「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」では、東京湾を対象として、プランクトン由来の有機物と陸起源の有機物による貧酸素水塊形成への寄与の把握、底泥における酸素消費速度の時空間分布特性の把握、貧酸素による底生生物生息環境への影響評価、流動・生態系モデルに基づく貧酸素水塊形成過程の解析を行う。これらを総合して、海域環境の健全性を現すための、溶存酸素を基本とした新たな指標体系を確立し、水質環境基準(生活環境項目)の改訂に指針を与えることを目標とする。重点研究プログラムのアジア自然共生研究プログラムの関連プロジェクトとして位置付けられる特別研究「省エネルギー型水・炭素循環処理システムの開発」では、生物膜利用型のメタン発酵プロセスを提案し、ラボスケール実験により排水の水温、有機物濃度の低下が排水処理性能、メタン生成能に与える影響の評価を行ってプロセス最適化に関する知見を収集する。また、提案する省エネルギー型水処理システムの安定運転、高効率運転のための基礎的知見収集のために運転条件の変化(水温、有機物負荷など)がメタン発酵槽保持生物膜の物性、微生物群集構造、活性などに与える影響を評価する。奨励研究(長期モニタリング)「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」では、霞ヶ浦を対象に、湖沼と陸域の境界領域であるエコトーンに対して複合的にモニタリングを行い、湖のデータとあわせて、再生事業の影響、導水路工事前の状況を含めて湖全体の生物群集と物質循環のトレンドを明らかにする。科学技術振興調整費による「伊勢湾流域圏の自然共生型環境管理技術開発」では、自然環境がもつ物質循環機能の最大限の活用によって、流域圏に展開する人間活動が周辺環境に与える影響を可能な限り軽減するとともに、この機能を提供している生態系が持続的に維持されるような流域を形成していくための技術体系を開発する事を目的とした研究を実施する。地球環境研究総合推進費による「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」では、黒海の生態系解析用に作られたBIOGENモデルを簡略化・調整して1ボックスモデルとし、既存知見による窒素、リン、硅素流入量および生態系フラックスの実験値を求めて、モデルの基礎作りを行う。また、衛星データを解析し、円石藻の海域・季節ごとの出現確率と人為影響の関連を調べる。

課題代表者

木幡 邦男