コプロスタノールによる硝酸汚染地下水の原因分離と汚染源評価手法の開発
| Project/Area Number |
20K12209
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 64010:Environmental load and risk assessment-related
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
中川 啓 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 教授 (90315135)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 硝酸性窒素 / 地下水汚染 / 汚染物質指標 / コプロスタノール / 汚染指標物質 / カラム実験 / 数値シミュレーション |
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| Outline of Research at the Start |
硝酸性窒素による地下水汚染において，その汚染源位置および汚染原因を正確に把握することは，対策を講ずる上で重要である．この汚染原因を把握する方法は，これまでにいくつか提案されているものの，しばしば不可能なケースに直面するといった問題が残されている．そこで，本研究では，新たな汚染原因の分離方法および汚染源特定方法を確立することを目的として，糞便汚染指標の一つであるコプロスタノールの濃度を利用することを提案し，数値シミュレーションによる汚染源位置の同定を試みる．この手法の適用事例として，名水百選や水の郷に選定され，本来水のきれいな地域とされる島原市において生じている深刻な地下水汚染を対象とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究対象地とした長崎県島原市は，硝酸性窒素による地下水汚染が深刻であり，効果的な地下水汚染対策を実施するために，汚染原因を分離する指標物質として 糞便汚染指標の一つであるコプロスタノールの利用を提案してきた.しかしながらその河川水中の濃度と地下水中の濃度のレベル間に差が認められ，その要因は 土壌や堆積物中における吸着などと予想されている. 本研究では，こうした関係性を明らかにするためにコプロスタノールの特性について，実験及びフィールド調査に基づき検討を加えている．今年度は，申請当初計画Iである地下水中のコプロスタノール濃度決定要因となる吸着特性についての検討に加え，計画IIであるコプロスタノール濃度についてのフィールド調査を行った．計画Iについては，昨年度実施した土及び砂に関する吸着試験に加え河川堆積物を対象として実験を行い，結果を取りまとめた．計画IIについては，6月, 11月, 1月にサンプリングを実施して，地下水水質やステロール類の濃度を測定し，季節的な変動要因や汚染原因特定に関する新たな提案について検討を加えた．ここで明らかにされた季節変動について，より確証を得るため，年間の測定が必要と考えられるため，次年度も引き続き，フィールドサンプリングを進めることを計画している．計画Iに関しては，吸着実験により明らかにされた特性に基づき，表層土壌サンプルにおける硝酸性窒素とステロール類の関係性について検討を加えたいと考えている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究プロジェクトの3年目であった2022年度は，ようやくコロナ禍の影響が緩和されつつあり，フィールド調査なども実施することができた。研究対象物質であるコプロスタノールの吸着に関する実験は，再現性を確認するための実験なども加え，またその特性について明らかになってきたことを含め論文投稿を行うことができた．また3回のフィールド調査も実施することができ，コプロスタノール自体の季節的な変動特性などを明らかにすることができた．現在は更なる調査を実施する予定である．以上のように本研究課題の実施に基づく成果がいくつか見えてきたことから，おおむね順調に進展していると評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた実験結果を踏まえ，本研究プロジェクトで明らかにすべきコプロスタノールの反応輸送特性における吸着特性を解明するための実験方法や留意点について取りまとめる．申請当初予定していたカラム実験については，少し視点を変え，新たにチャレンジしてみたいと考えている．また，現地における様々な土壌に対する吸着性能を評価するために収集した土壌サンプルについて評価を行う．フィールド調査を継続し，その時間変動特性について要因を明らかにする．フィールド調査結果をサポートするため，数値計算モデルを検討することや既存の数値シミュレーション結果を用いた評価を検討する．
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Report
(3 results)
Research Products
(42 results)
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[Presentation] The Spatiotemporal Change Features of Groundwater Nitrogen Content in Miyakonojo River Basin, South Japan2021
Author(s)
Yu, Z-Q, Nakagawa, K, Berndtsson, R, Hirano, T, Suzuki, Y
Organizer
The 4th Environmental and Natural Resources International Conference (ENRIC 2021)
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