窒素負荷削減のための物質循環モデルの構築

• 研究課題/領域番号: 11128223
• 研究種目: 特定領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 戸田 任重 信州大学, 理学部, 助教授 (60291382)
• 研究分担者: 沖野 外輝夫 信州大学, 理学部, 教授 (50020681)
• 研究期間 (年度): 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 1999年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 窒素 / 窒素負荷 / 水質汚染 / 物質循環モデル / 集水域 / 河川 / 千曲川 / 長野県

研究概要

中山間地の典型である長野県千曲川・犀川流域を対象とし、行政統計資料を用いて、過去20〜30年間にわたる窒素負荷発生量の変遷を調べ、主要な汚染源を明らかにし、河川水の水質との関係を検討した。
1.流域内では1965年から1995年にかけて、人口、市街地は漸増、トリ飼育数は1970年、ブタは1980年がピークで両者ともにその後半減、ウシはほぼ横ばいであった。農耕地は登録面積は2割減であるが、休耕田が1970年より増加し始め、1995年でほ水田全体の1/3近くに達している。
2.流域内の最大の窒素負荷発生源は、家畜排泄物であり、次が家庭排水、農耕地からの流出の順であった。家畜飼養頭数・農耕地面積の減少にともない、家畜・農耕地由来の窒素負荷発生は減少している。
3.1980年以降、化学肥料流通量は、農耕地での必要施肥量を大きく下回るようになり、その分畜産排泄物の農地還元が進んでいるものと考えられる。1990年以降は、畜産排泄物の大部分は、農地に還元されている計算になる。
4.流域内では1960年代より下水道の普及が始まり、1995年には平均で約40%の普及率になっている。
5.上記の行政データに基づいた計算では、流域内の窒素流出量は、過去30年間で23,000トンから13,000トンへ半減した。それには、畜産廃棄物の農耕地還元と化学肥料使用量の減少が大きく寄与している。ただし、この窒素流出量の減少は、河川の窒素流下量には必ずしも反映されていなかった。
6.本年度行った千曲川での毎週観測、降雨時観測の結果から、降雨時増水を考慮した場合には、窒素流下量が1.5倍に増加することが示された。
河川への窒素流入負荷を今後さらに削減するには、下水処理場での窒素除去効率の改善、農耕地からの窒素流出の抑制が効果的であることがわかった。