広域地下水中の硝酸汚染実態及び自然浄化プロセスの解明に関する研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13480152
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 唐 常源 千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (80251198)
• 研究分担者: 近藤 昭彦 千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 助教授 (30201495) ; 佐倉 保夫 千葉大学, 理学部地球科学科, 教授 (70153947)
• キーワード: 土壌・地下水汚染 / 硝酸態窒素 / 同位体 / 自然浄化プロセス / 汚染浄化 / 水循環

研究概要

1999年に硝酸性窒素が地下水環境基準に指定されたが、その主要な負荷源が農業活動を中心とした非特定汚染源・面源で、実効的な浄化方法がないこともあり、広域的な汚染を安価に処理浄化する方法、とくに原位置での浄化法の早急な確立が求められている。面的で広範な汚染を安価に浄化するには、自然の浄化機能を最大限に利用することであるが、自然の浄化プロセスについては必ずしも明確になっていない。すなわち、窒素の浄化は脱窒により、還元的状悪で炭素源が存在することが条件として知られているが、地下水帯ではどこで、どのような条件下で起こっているのかは必ずしも明らかになっていない。そこで本研究では、千葉市、鳥取大学乾燥地研究センター及び中国の河北平原における飽和・不飽和帯における水浸透と硝酸態窒素の移動との関係を調べ、その背後にある地形的特徴、地質、土地利用変化から地中水流動状況及び流域における硝酸性窒素の変遷機構を明らかにすることを目的とする。
本年度は次のようなことを把握した。
(1)千葉市では、台地から低地へかけて、地下水及び硝酸の分布を調べた。調査結果から、調査地域の硝酸起源が台地の畑作の施肥である。谷地で深度別にペゾメーター及び湧水中の硝酸濃度が深いほど高く、地下水が湧出過程で脱窒により硝酸濃度を減少することを示唆した。
(2)鳥取砂地における土壌水の浸透特徴及び物質輸送から見られる硝酸性窒素汚染の歴史、経路、プロセスを現地での詳細調査を実施した。砂丘における硝酸窒素の移動が非常に速いことがわかった。
(3)中国では、肥料利用量の増大や都市汚水灌漑などのことから、硝酸態窒素による地下水汚染が深刻しつつあることが明らかにした。
また、来年度の継続研究は、(1)現地での詳細調査、(2)地中水の硝酸態窒素挙動の把握、および(3)酸素、水素同位体、水質及び地下水流動を調べれば、流域の水循環を知ることが出きる。それに基づいて、硝酸性窒素汚染のプロセスを解明することができると考えている。

研究成果

• [文献書誌] Tang, C., Kawai, T., Sakura, Y., Kamichika, M.: "Water and heat transport in sand dune-A case study in Tottori,Japan"New Approaches Characterizing Groundwater Flow. 799-802 (2001)
• [文献書誌] Chen, J.Y., Tang, C., Sakura, Y., Kondo A., Shen, Y.J., Ouyang, Z.: "The impacts of diversion from the Yellow River on the local aquifer:Case study in Shandong Province,China"New Approaches Characterizing Groundwater Flow. 1143-1147 (2001)
• [文献書誌] 近藤昭彦, 田中正, 唐常源, 佐倉保夫, 嶋田純, 芝野博文, 劉昌明, 張万軍, 胡春勝, 劉小京, 李紀人, 陳建耀, 沈彦俊: "中国華北平原の水問題"水文・水資源学会誌. 14巻5号. 376-387 (2001)