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河川—湖沼のコネクション:霞ヶ浦流域圏におけるリン化合物負荷の定量化に関する研究(平成 29年度)
Connection between river and lake: quantify phosphorus loading within the Lake Kasumigaura basin.

予算区分
CD 文科-科研費
研究課題コード
1517CD020
開始/終了年度
2015~2017年
キーワード(日本語)
核磁気共鳴装置,リン
キーワード(英語)
Nuclear Magnetic Resonance, phosphorus

研究概要

霞ヶ浦流域圏において、河川から流入するリン化合物の定量化が最終的な目的である。実際には、以下のことを行う:
1. 霞ヶ浦の流入河川において、溶存態のリン化合物の分析手法を開発する。
2. 霞ヶ浦の湖水に含まれるリン化合物の分析手法を開発する。
3. 河川において、高頻度の採水を行い、河川から湖沼に流出するリンの量を定量化する。

以上のことを行うことで、河川水が湖沼に流入した際の影響について定量化する。

研究の性格

  • 主たるもの:基礎科学研究
  • 従たるもの:応用科学研究

全体計画

初年度は、1.霞ヶ浦の流入河川において、溶存態のリン化合物の分析手法を開発する について、行う。実際のところ、行うことは以下の通りである:
(1):限外濾過法を用いて、濃縮を行い、リン化合物の濃縮法を確立する。
(2):(1)で濃縮したサンプルに関して、核磁気共鳴装置を用いてリン化合物の定量化を行う。

2年目は、以下の項目について行う。
(1):霞ヶ浦の流入河川において、採水を行い、初年度開発した方法を用いて分析を行う。
(2):霞ヶ浦流域の複数地点で採水を行い、土地利用割合などと、存在するリン化合物との関係を明らかにする。

3年目は以下の項目を行う。
(1):霞ヶ浦湖水と、流入河川水とで、分解実験を行い、実際に、化合物がどのように変化するかについて分析を行う。
(2):自動採水器を用いて、高頻度の採水を行うことで、河川水に含まれるリン化合物の変動について明らかにする。

今年度の研究概要

昨年度までの現地観測によって、懸濁物に存在する炭素(C)、窒素(N)、リン(P)含量については概ね判明している。その結果を見たところ、霞ヶ浦流入河川の中では最大の桜川では、懸濁物中のC:P、あるいはN:P比が割合小さいが、河川から湖に流入し、流下するにつれてC:P比、N:P比が上昇する傾向がある。つまり、C、Nに比べてPの減少量が大きい可能性がある。これは存在する植物プランクトンや、バクテリアのバイオマスの中に存在するリン含有量が流下と共に異なっているためである可能性が高い。また、元素の比の変化によって植物プランクトン、バクテリアの細胞内に、異なるリン化合物が存在する可能性もある。そこで、今年度は3種類の手法を用いてどのようなリンがそのC:Pおよび、N:P比に影響を与えているか,解析を行う。これは河川から流入したPの行き先に関してどのような形態へと変化するのかをも予測するものである。
一つ目のアプローチは、Pの化合物分析である。以前開発したカートリッジフィルターでの懸濁態リンの分析を用いる.つまり,0.45umのカートリッジフィルターを用いて濾過を行い,その中に含まれている化合物を核磁気共鳴装置で分析することで,どのようなリン化合物が流下と共に変化しているかを解析する。
二つ目のアプローチは、粒径別のリン含有量の分析である。懸濁物中に含まれている物質は、粒径別に概ね異なる.たとえば,0.7〜2.0umの間にはシネココッカス類が多く含まれている.粒径別の分画を行うことで,どのような物質がC,N,Pの存在比を変化させるのかを明らかにする.
以上2点の手法を行うことで、どのような画分のリンが、どのようなファクターで変動し、富栄養化に寄与しているかを明確化する。

備考

特になし。

関連する研究課題

課題代表者

篠原 隆一郎

  • 地域環境研究センター
    湖沼・河川環境研究室
  • 主任研究員
  • 博士(環境学)
  • 土木工学,工学,地理学
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