2018 Fiscal Year Research-status Report
流入起源の懸濁態リンが湖内水質に与える影響に関する研究
| Project/Area Number |
18K14262
|
|---|
| Research Institution | Shimane University |
|---|
Principal Investigator |
江川 美千子 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助手 (20565882)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 汽水湖宍道湖 / 斐伊川 / 無機態リン / 細砂，シルト / 表層堆積物 / リンの溶出 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
アオコ発生の重要因子として，夏季における湖底からのリン溶出量の増加が指摘されている．本研究の目的は，出水時に，斐伊川から汽水湖宍道湖に流入する懸濁粒子（細砂やシルト）が湖底に堆積した後，それに含有する無機態リンが湖底で生成される硫化水素と反応しリン酸を溶離するプロセスの実態を，新規に開発した形態別無機態リンの分画定量法（江川ら，2017）を用いて解明することにある．
2018年度（初年度）は，先ず斐伊川から宍道湖に流入するシルトや細砂に含まれる無機態リン（易溶解性リン，Fe型リン，Al型リンおよびCa型リン）の実態把握を目的に調査した．その結果，斐伊川下流のシルト中に含まれるFe型リン，Al型リンおよびCa型リンは，それぞれ1 g当たり51，55および493 μgP/g-dry（細砂は1 g当たり11，24および283 μgP/g-dry）となり，細砂に比べてシルトの各型の無機態リン濃度が高いことが明らかになった．また，細砂とシルトにおける各型リンの占める割合を観ると，Al型リン（細砂7.5％，シルト9.2％）とCa型リン（細砂89％，シルト82％）及びFe型リン（細砂3.5％，シルト8.5％）となり，シルトではFe型リンの占める割合が高くなる傾向を示した．
次に，斐伊川水が流入する宍道湖西側，湖心および東側の3地点の表層堆積物の結果では，Fe型リンの割合は湖心の20%に対し，ほかの地点では10%程度であった．この結果は，①出水時に流入するシルト分は湖心付近まで（より遠く）輸送されること，②底成層の形成・破壊（嫌気・好気）を繰り返すことでFe型リンの割合が変動することを示唆する．また2018年は，湖心の底層および堆積物内で硫化水素はほとんど検出されず，底層水のリン酸の濃度が全地点とも低濃度であった．したがって，Fe型リンからの溶出はほとんどなかったものと考えられ，このことがアオコ発生の抑制に寄与したものと推察された．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Ⅰ．湖底堆積物中の無機態リンの連続分画定量法を一部改変し，斐伊川河床堆積物に適用することができた（改変後，試料量：0.2 g，硫化水素濃度：100 mgS/L）．その方法を用いて，斐伊川上流，中流および下流の3地点を対象に河床堆積物（細砂，シルト）中の無機態リンの分画定量を秋季と冬季に実施した．また，宍道湖湖底堆積物についても西側，湖心および東側(大橋川流入部)の3地点で秋季と冬季に調査を行った．
「河床堆積物中の無機態リンの連続分画定量」について学術誌に投稿準備中
Ⅱ．本法でのFe型リンの定量は，抽出剤に硫化ナトリウム溶液を用い，硫黄との親和性が強い鉄を硫化鉄として沈殿させてリンを溶離し，モリブデン青吸光光度法で定量する方法である．過剰の硫化水素はジアミン混合溶液でメチレンブルー(酸化型)に変換後，Sep-Pak C18カートリッジに通水し吸着除去するという前処理を行う．しかしながら，この固相抽出カートリッジは高価であり，且つ，使い捨てであることから，定量操作の簡便化および経費節減のために，この器具を用いることなく定量可能な方法（酸化型メチレンブルーをアスコルビン酸溶液で還元・脱色させた後，モリブデン青吸光光度法で測定する方法）を開発した．
「硫化水素共存下におけるリン酸イオンの定量」について学術誌に投稿準備中
|
| Strategy for Future Research Activity |
初年度に引き続き，斐伊川河床堆積物について上流，中流，下流および最下流の4地点と，宍道湖湖底堆積物については西側～東側までの5地点を対象に，本法を用いてFe型リン，Al型リンおよびCa型リンのそれぞれの濃度の実態把握を目的に調査する．宍道湖湖底堆積物については季節変化，並びに出水時の前後の変動を軸に検討する．また，基礎データとして底層の環境要因（水温，塩分，DO，ORP，pH，硫化水素）を経月的に調査すると共に，出水時の前後にも調査を実施し変動要因の解析に資する．特に，夏季には湖底堆積物中で高濃度の硫化水素が生成・蓄積することから宍道湖湖水へのリン負荷の寄与はFe型リン起源が大きいと考えられるため，その挙動に注視し調査研究を遂行する．
また，中海に流入する飯梨川と中海湖心を調査対象に加え，斐伊川および宍道湖との比較検証を行う．特に，斐伊川水系と飯梨川水系におけるFe型リンの存在割合の相違に着目し検討する．宍道湖および中海の堆積物中無機態リンの形態別リンの分布を明らかにすると共に，Fe型リンの挙動を明らかにすることで溶出プロセスを解明し，新たなリン循環モデルの構築に資する．
|
Research Products
(3 results)
