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土壌水流に伴う溶質分散が窒素同位体分別過程に及ぼす影響を明らかにするためには、まずは土壌の透水性等の動的水分特性を検討する必要がある。このためカラムにテンシオメータを取付け一定流量で水を供給する装置で、内灘海岸の砂について透水係数と土壌のぬれ具合について検討した。また、分散係数については、小型のカラムで上向流で硝酸態窒素溶液をステップ入力で供給し、出口濃度の経時変化をフラクションコレクターを用いて採取、計測することにより求めた。このようにして土壌における溶質の移動についてある程度明らかになった砂について、小型のカラムを作り、硝酸態窒素とグルコースを同時にカラムに上向流で供給して脱窒を行わせ、入出硝酸態窒素量より、脱窒量、脱窒率を算出し、これと流出液の窒素同位体存在比より脱窒過程における窒素の同位体存在比を算出した。また、実験と並行して、数理モデルを用いて、カラムの様に有限の長さを持つシステムにおいて溶質の分散が流出水の同位体分別係数に及ぼす影響について検討を加えた。この結果については論文として水環境学会誌に報告した。土壌の溶質分散が見かけの同位体分別係数に影響が顕著になるのは、土壌水流がごく遅い場合に限られるので、これを実験的に再現するのが難しかった。また、得られた測定点数が少ないため、今年度内には分散係数と見かけの同位体分別係数の関係を議論するところまでは至らなかった。この研究課題については、今後も実験を継続していく予定である。
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