火山性ガスを起源とする酸性雨と土壌の反応に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07651148
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 糸井 龍一 九州大学, 工学部, 助教授 (50108768)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 和田 信一郎 九州大学, 農学部, 助教授 (60108678)
• Keywords: 酸性雨 / 土壌 / 火山ガス / 酸吸着 / 赤ホヤ

Research Abstract

大分県九重火山の火山性噴気地帯(通称九重硫黄山)から放出される酸性の火山ガスを取り込んだ酸性雨の化学特性の空間的分布および時間的変動を明らかにするために、1995年3月から1996年12月までの2年間にわたって、周辺地域に雨水計(11カ所)を設置し2週間間隔で雨水の採取および化学分析を実施した。この間、1995年10月11日に、九重硫黄山において約250年ぶりに噴火活動が開始し、このような火山活動の活性化が周辺地域の雨水の酸性化にどのような影響を及ぼすかを定量的に評価することができた。さらに、雨水データをもとに推定した噴気帯からのHClガス放出速度は噴火の約2.5カ月前から急増しており、このことは10月11日の噴火活動の再開以前に地下深部のガス圧が上昇したこと示唆している。酸性雨の地下浸透に伴う土壌との反応については、現地土壌のイオン吸着量と土壌種の関係から、地下に浸透した酸を酸吸着により中和する機能を持つ赤ホヤに注目し、この土壌を用いて円筒形の土壌カラムを作成し、これに2年分の雨量に相当するpH3の人工酸性雨を添加する室内実験を実施した。その結果、人工酸性雨中の硫酸イオンはほとんど土壌に吸着され、流出水はほぼ中和されていることが分かった。しかし、カラム上部では土壌の酸吸着能がほぼ消費され、土壌水pHの低下にともない粘土鉱物の破壊にいたりアルミニウムイオンが溶出していた。これらの結果から、酸性雨の地下浸透と火山灰土壌との中和反応をモデル化し、数学モデルを構築するための基礎資料を収集することができた。今後、酸性雨の地下浸透と酸と土壌との化学反応をカップリングした数学モデルを開発し、酸性雨の負荷にともなう土壌および土壌水の深さ方向の特性変化を予測評価するシステムの構築につなげたい。

Research Products

• [Publications] 糸井龍一・甲斐辰次・福田道持: "活発な火山性噴気帯からの塩化水素ガス放出速度の推定-九重火山での観測-" 九大地熱研究報告. 5. 200-209 (1996)
• [Publications] Itoi,R.,Kai,T.& Fukuda,M.: "Volcanic Activity of kuju Volcano and its Effects on Acidification of Rain in the Local Area" Proc.of Int.Congress of Acid Snow and Rain. (to be presented). (1997)