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2011 Fiscal Year Annual Research Report

湖沼において漸増する難分解性溶存有機物の特性・起源と物質収支

Research Project

Project/Area Number 21241008
Research InstitutionNational Institute for Environmental Studies

Principal Investigator

今井 章雄  独立行政法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 室長 (40203286)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小松 一弘  独立行政法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 主任研究員 (20391104)
高津 文人  独立行政法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 主任研究員 (30514327)
佐藤 貴之  独立行政法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 特別研究員 (10552086)
川崎 伸之  独立行政法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 特別研究員 (00446387)
Keywords溶存有機物 / 難分解性溶存有機物 / 湖沼 / フミン物質 / 親水性酸 / 底泥間隙水 / 同位体比 / 三次元流動モデル
Research Abstract

霞ヶ浦のろ過湖水を用いて,溶存有機物(DOM)の分解培養実験を実施した。バクテリア2次生産速度,DOM濃度,アミノ酸濃度・組成,糖類組成・濃度等を培養時間に伴って測定・分析した。結果,培養初期数日間でのバクテリア2次生産はとても高く(20-35μC/L/day),霞ヶ浦でのバクテリア活性の高さが示された。バクテリアのバイオマーカーであるD-アミノ酸を用いて霞ヶ浦DOMプールへのバクテリア由来DOMの寄与を算定した。湖水DOMの40-50%はバクテリア由来であり,海洋DOMの算定値(20-30%)よりも顕著に高いことがわかった。この結果は,陸水DOMプールに対するバクテリア寄与が算定された初めてのケースであり,陸水環境における炭素や窒素循環に対して,バクテリアは想定されていたよりもはるかに重要な役割を担っているを示している。加えて,近年多くの湖沼で報告されているDOM(あるいは難分解性DOM)濃度の上昇もバクテリア由来DOMの増大に起因していると推察された。
霞ヶ浦5地点において,3次元流動モデル(100m×100mメッシュ,鉛直5層)を用いて,2001年~2007年において,湖水中の難分解性フミン物質(AHS)濃度の長期シミュレーションを実施した。結果として,相対誤差は12.2%(n=420)とモデル予測値は実測値に良好に対応した。起源別に見ると,霞ヶ浦湖心では難分解性AHSの80%以上は河川水由来,下水処理水由来は5%以下,底泥溶出由来は10%~20%程度であることがわかった。湖面への直接降雨の影響は無視できた。霞ヶ浦湖盆域において底泥溶出由来の難分解性AHSは2005年まで減少傾向にあったが,2006年に急激に増加に転じた。この変化は,2006年以降に観察されたアオコ発生と関係していると推察された。

  • Research Products

    (19 results)

All 2012 2011

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] 巻頭言溶存有機物の研究-最近の動向-2011

    • Author(s)
      今井章雄
    • Journal Title

      水環境学会誌

      Volume: 34(A) Pages: 129

  • [Journal Article] 湖沼における難分解性溶存有機物の特性評価2011

    • Author(s)
      小松一弘
    • Journal Title

      水環境学会誌

      Volume: 34(A) Pages: 139-144

  • [Journal Article] Effect of light availability on Microcystis aeruginosa bloom in shallow hypereutrophic Lake Kasumigaura2011

    • Author(s)
      Tomioka N., et al
    • Journal Title

      J.Plankton Research

      Volume: 33 Pages: 1263-1273

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 硝酸イオンの窒素・酸素安定同位体比測定のための自作による安価な自動前処理ラインの開発2011

    • Author(s)
      高津文人, 他
    • Journal Title

      Radioisotopes

      Volume: 60 Pages: 231-240

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct evidence for the alteration of 13C natural abundance during early diagenesis in Lake Kasumigura, Japan2011

    • Author(s)
      Kohzu A., et al
    • Journal Title

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      Volume: 12

    • DOI

      doi:10.1029/2011GC003532

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fast and precise method for HPLC-size exelusion chromatography with UVA and TOC (NDIR) detection : Importance of multiple detectors to evaluate the characteristics of dissolved organic matter in aquatic environments2011

    • Author(s)
      Kawasaki N., et al
    • Journal Title

      Water Research

      Volume: 42 Pages: 6240-6248

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 筑波山周辺の渓流水中の硝酸イオンの酸素・窒素安定同位体比による硝酸イオンの生成・混合・消費プロセスの解析2011

    • Author(s)
      高津文人, 他
    • Journal Title

      陸水学雑誌

      Volume: 73 Pages: 1-6

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 栄養状態の異なる湖沼における藍藻類の増殖要因に関する研究2012

    • Author(s)
      渡邊史郎, 他
    • Organizer
      第46回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      東洋大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-03-16
  • [Presentation] 硝酸イオン・懸濁態有機物の同位体組成による2000~2005年における霞ヶ浦湖水柱での窒素循環の解析2012

    • Author(s)
      高津文人, 他
    • Organizer
      第46回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      東洋大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] 底泥間隙水中の溶存有機物の分画分布および分子サイズ2012

    • Author(s)
      今井章雄, 他
    • Organizer
      第46回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      東洋大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-03-14
  • [Presentation] 三次元励起蛍光マトリックス(EEM)における「フミン様物質」が示すもの2012

    • Author(s)
      小松一弘, 他
    • Organizer
      第46回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      東洋大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-03-14
  • [Presentation] 十和田湖における溶存有機物の特性・起源および動態-2004年,濃度上昇の原因とは-2011

    • Author(s)
      今井章雄
    • Organizer
      平成23年度十和田湖環境保全会議
    • Place of Presentation
      十和田冨士屋グランドホテル(青森県)
    • Year and Date
      2011-12-26
  • [Presentation] The introduction of the denitrifier method for the analysis of nitrate delta 15N and delta 180 and their variation in the surface water of Lake Kasumigaura from 2000 to 20052011

    • Author(s)
      Kohzu A., et al
    • Organizer
      The 4th IWA-ASPIRE Conference & Exhibition Toward Sustainable Water Supply and Recycling Systems
    • Place of Presentation
      Tokyo International Forum (Tokyo)
    • Year and Date
      2011-10-05
  • [Presentation] Seasonal dynamics of Microcystis aeruginosa in eutrophic Lake Kasumigaura2011

    • Author(s)
      Tomioka N., et al
    • Organizer
      The 4th IWA-ASPIRE Conference & Exhibition Toward Sustainable Water Supply and Recycling Systems
    • Place of Presentation
      Tokyo International Forum (Tokyo)
    • Year and Date
      2011-10-05
  • [Presentation] Distribution patterns of dissolved carbohydrates in eutrophic Lake Kasumigaura2011

    • Author(s)
      Satou T., et al
    • Organizer
      The 4th IWA-ASPIRE Conference & Exhibition Toward Sustainable Water Supply and Recycling Systems
    • Place of Presentation
      Tokyo International Forum (Tokyo)
    • Year and Date
      2011-10-05
  • [Presentation] Seasonal changes of dissolved organic matter properties in Lake Kasumigaura and its sediment pore water using size-exclusion chromatography with both UV and TOC detectors2011

    • Author(s)
      Kawasaki N., et al
    • Organizer
      The 4th IWA-ASPIRE Conference & Exhibition Toward Sustainable Water Supply and Recycling Systems
    • Place of Presentation
      Tokyo International Forum (Tokyo)
    • Year and Date
      2011-10-04
  • [Presentation] 日本における有機物環境基準について2011

    • Author(s)
      今井章雄
    • Organizer
      日本陸水学会第76回大会公開シンポジウムI「指定湖沼が直面する諸問題~湖はどうあるべきか~」
    • Place of Presentation
      島根大学(島根県)
    • Year and Date
      2011-09-24
  • [Presentation] 霞ヶ浦底泥および底泥間隙水における炭水化物動態と栄養塩の濃度分布との関係2011

    • Author(s)
      佐藤貴之, 他
    • Organizer
      日本陸水学会第76回大会
    • Place of Presentation
      島根大学(島根県)(優秀パスター賞,受賞)
    • Year and Date
      2011-09-23
  • [Presentation] 浄水・排水処理プロセスにおける溶存有機物(DOM)の特性評価-DOMの分画分布と分子サイズ分布で見る-2011

    • Author(s)
      今井章雄
    • Organizer
      CREST研究「持続可能な水利用を実現する革新的な技術とシステム」
    • Place of Presentation
      京都メルパルク(京都府)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-06

URL: 

Published: 2013-06-26  

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