2015 Fiscal Year Annual Research Report
ポリミクティックな湖沼での底質中物質動態の高解像度観測、モデル化と浄化対策
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26281039
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
福島 武彦 筑波大学, 生命環境系, 教授 (90124354)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日比野 忠史 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50263736)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 湖沼 / 底質 / モデル化 / ポリミクティック / 石炭灰造粒物 / 栄養塩溶出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．現地調査 霞ヶ浦数地点で底質コアサンプルを採取し、表層約10 cmの酸化還元電位と溶存酸素の鉛直分布を電極で測定した。測定条件を確認し、底泥表層部の嫌気状態が水塊条件、季節によりどのように変化するかや間隙水中の栄養塩濃度との関係を調べた。
２．室内実験 昨年度に実施した静置溶出実験サンプルの底泥リン分画を継続して行った。物質収支の観点で、溶出条件下でのリンの底泥粒子、間隙水、上層水間での移動量を解析し、モデリングによる再現を試みた。
３．モデリング 昨年度に構築した底質サブモデルを対象に、各種パラメータのキャリブレーションを行い、現地に対応したモデルとなるよう改良を進めた。また、霞ヶ浦、北浦、涸沼、曽原湖、小野川湖で採取した底泥コアサンプル中の放射性セシウム鉛直分布を測定し、昨年度以前の分布とあわせて、その分布変化を再現するために表層底泥堆積・混合モデルの構築を開始した。
４．石炭灰造粒物を用いた実験 昨年度と同じく霞ヶ浦環境科学センターの屋外実験層を借用して、5月から11月の半年間に以下のような実験を行った。直径約50cm、深さ約80cmの容器を７つ用意し、霞ヶ浦底泥、石炭灰造粒物、ろ過湖水を異なる条件で積み重ね、上層水の水質を定期的に採取して、栄養塩、無機イオン、重金属濃度を測定した。好気、嫌気状態の違いによる栄養塩や重金属の溶出量の違いなどを中心に解析を行った。昨年度の実験結果とは異なり、嫌気性条件の場合、石炭灰造粒物を入れたケースでは入れないケースと比較して、リン、窒素といった栄養塩の溶出を大きく抑制した。上記の実験とあわせて、小型の容器を用いて、石炭灰造粒物の溶出抑制機能の要因解析、粒径の違いによる効果への影響解析、上層水を淡水、海水とした場合の栄養塩抑制効果の比較、などを行うとともに、昨年度実験に使用した底泥の物理、化学特性を調べた。
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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
現地調査、室内実験、モデル化、石炭灰造粒物を用いた実験とも、ほぼ計画通りに進行している。室内実験結果に関しては論文としてまとめるとともに、モデリングに関しても国際学会での発表を目指して解析を進めている。石炭灰造粒物に関する実験では、平成２６年度と平成２７年度の実験結果に大きな差が見られ、その原因を解析することから石炭灰造粒物の底泥に及ぼす影響を定量的に捉えることが可能と考えている
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| Strategy for Future Research Activity |
水ー底質の相互作用、底泥内での物質動態に関して、調査、室内実験、モデリングの成果をあわせて総合的な理解を深める。石炭灰造粒物を用いた溶出抑制に関しては、淡水域での利用可能性に関して基礎的な情報を整理し、公表する。
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| Causes of Carryover |
石炭灰造粒物の実験費用、電極購入費用を抑制することができた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
未分析の資料の分析・解析、モデリング作業などの謝金として使用予定である。
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