2017 Fiscal Year Research-status Report
分光光度計測に基づく河川水中の有機物と栄養塩の総合モニタリング手法の開発
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17K06571
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
木内 豪 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (00355835)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 紫外可視分光光度計 / 河川水質 / 栄養塩 / 有機物 / 浮遊物質 / モニタリング / 吸光度スペクトル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
河川等における有機物や栄養塩等の水質計測・モニタリングは水圏・地圏の物質動態に関わる科学分野から公共用水域の環境管理分野に至る幅広い場面で必要とされる基本的技術である。従来の水質計測・モニタリングには定期的採水等に基づく室内分析や現場設置型の自動分析装置が用いられてきたが、前者は多大な労力を要するにもかかわらず現象の動的変動特性が十分に把握できず、また、後者は装置の設置・維持に多大な費用がかかるため多項目の総合的計測が困難という課題があった。そこで、本研究では、近年、小型化が進み現場利用が可能となってきた分光測定技術（spectroscopy）を活用して、高時間解像度で精度よく河川水中の有機物、リン、窒素の溶存態および懸濁態の濃度をモニタリングする新たな水質計測・定量化手法の確立を目指す。
平成29年度においては、水質特性の異なる複数河川を対象に吸光度スペクトルの現地計測と室内分析及び各種水質分析を行い、吸光度スペクトルの現地計測性能を評価するとともに、吸光度スペクトルデータから浮遊物質及び溶存態と懸濁態の有機物・リン・窒素を定量する手法の検討を行った。対象河川としては、霞ヶ浦に流入する富栄養化河川（7河川）に加えて、多摩川と相模川を対象とした。これらの河川で平水時と洪水時に携帯型の紫外可視分光光度計による吸光度スペクトル計測を行うとともに、河川水試料の栄養塩・有機物・浮遊物質濃度について分析を行った。また、室内での吸光分析も実施した。これらのデータをもとに、重回帰分析（部分最小二乗法）を用いた水質の定量化を試みた。その結果、適切にキャリブレーションを行うことでいずれの水質項目も良好に同定できることが明らかとなった。
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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
比較的濁りの少ない平水時のみならず高濁度を呈する洪水時のサンプルも台風時の計測で取得され、幅広い条件で多様な河川のデータが得られた。得られたサンプル数には限界があったものの、データ解析手法の適用性について予定通り検討を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、より多くの実河川におけるスペクトルデータと水質分析の結果を得ることで、重回帰分析手法の検討を更に進めて行く。また、当初の計画通り、実河川にセンサーを設置して、比較的長期間のモニタリングを行う予定である。
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| Causes of Carryover |
吸光光度計のレンタル費用を想定よりも安く抑えることができたこと、および、当初想定した規模の出水が数多くは生起しなかった分、予定の調査費用が出費されなかったため。この分はH30年度の調査等で支出されるとともに、成果の発表等でも使用する予定である。
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