下水処理水を受け入れている河口干潟部における窒素変換機能と一酸化二窒素の生成

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450198
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 楠田 哲也 九州大学, 大学工学研究科, 教授 (50037967)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山西 博幸 九州大学, 大学院工学研究科, 助手 (20240062) ; 大石 京子 九州大学, 大学院工学研究科, 助手 (20110835) ; 久場 隆広 九州大学, 大学院工学研究科, 助教授 (60284527)
• Keywords: 下水処理水 / 咸潮域 / 一酸化二窒素 / 硝化 / 脱室 / 遊存酸素 / 底泥 / ガスフラックス

Research Abstract

下水処理水の放流を受ける対象水域において、栄養塩類は下水処理場からの負荷以外に、かなりの内部生産が認められた。特にN_2Oの生産量が多く、底泥の役割が大きかった。そこで底泥におけるN_2O生産にDO濃度が与える影響を室内実験により検討した。DO濃度が低いほどNO_3-Nの除去速度およびN_2Oへの転換率共に大きく、DO濃度が高い場合でもDO濃度が低い場合の70%程度のNO_3-Nの除去速度およびN_2Oへの転換率を示した。一方、NH_4-NはDO濃度が高い場合でもほとんど除去されず、またN_2Oの生成も認められなかった。したがって、底泥でのN_2Oの生成は、主に脱窒由来であると考えられる。さらに、DOを高濃度から低濃度に変化させた場合、一時的にN_2Oへの転換率が増加した。したがって、DOの変化時に底泥微生物の窒素変換機能は大きな影響を受けると考えられる。
次に、下水処理場からの負荷や放流後水域で内部生産されたN_2Oの大気への輸送の現状を把握した。一潮汐間における河川直上の大気中のN_2Oの濃度は、干潮時に底泥表面が干出した場合に高くなるなど、大気中のN_2O濃度の日変動の傾向や水表面・地表面から放散するN_2O濃度の挙動が明らかとなった。また、水-大気界面からのガスフラックスを検査体積内の物質収支式およびチャンバー法より求めた結果、摩擦速度の増加とともにN_2Oのガスフラックスが増加する傾向がみられた。さらに、ガス輸送係数と摩擦速度との関係も同様の傾向がみられた。