| 研究課題/領域番号 |
16K00621
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| 研究機関 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
山西 博幸 佐賀大学, 低平地沿岸海域研究センター, 教授 (20240062)
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| 研究分担者 |
大石 京子 佐賀大学, 低平地沿岸海域研究センター, 客員研究員 (20110835)
鈴木 祥広 宮崎大学, 工学部, 教授 (90264366)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 河川感潮域 / 硝化抑制 / アンモニア態窒素 / 下水処理場 / 放流水 / ノリ養殖 |
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| 研究実績の概要 |
地域産業として河口域に広がるノリ養殖場の生産性向上を目的に，海域への栄養塩供給の取り組みとして下水処理場の運転管理がなされ，硝化反応が抑制された処理水の放流を実施している．本研究では，硝化抑制処理水の放流の実情とその効果，および周辺水域に及ぼす短中期的な影響について現地調査・室内実験を通して明らかにする.そのため，平成28年度は主として，(1)潮の干満に応じた放流水の流動調査，(2)河川水の流動変化に伴う栄養塩の挙動と周辺場への影響調査，(3)放流水中の栄養塩濃度の調整前後における水環境に及ぼす影響，についての現地調査を実施し，現状把握と懸案事項を客観的に抽出することに注力した．また，ノリ生長に及ぼす処理水の影響についての予備調査を実施した．主な結論は以下のとおりである．
①流れとともに移動する水塊をトレースした結果，放流水が河口のノリ養殖場に到達していることを確認した．②半潮汐間における水塊移動での栄養塩濃度の低下には，希釈・拡散効果の寄与が大きい．③水中内のNH4+除去に対し，塩分は負の効果をもたらし，SSとの吸着量に影響を与える．このことは，放流水由来のNH4+が下流域でSSの吸着除去の作用を受けず，さらに海域に向かって輸送される可能性を示唆するものといえる．④現地調査より放流水由来と思われる高濃度のNH4+-N水塊が河川上流4～5㎞付近まで遡上していることを確認した．⑤室内実験から水中からのNH4+除去の効果を塩分およびSSの関係からもとめ，本河川におけるNH4+の河道内底泥への蓄積・移行の潜在的水域を示唆した．⑥下水処理水放流口とノリ養殖場近傍（のりひび）の海水の混合率を変量とし，ノリ殻胞子の生長促進を生物応答試験で比較した結果，放流口の海水は，のりひびの海水と比較して，14日間で約3倍の生長促進が確認された．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は，地域特性に応じた下水処理場の弾力的運用として実施されている硝化抑制された放流水の周辺水域への影響調査の一環として実施したもので，硝化抑制前後でのNH4+-N濃度の流下変化およびその広域分布を調査した．また，放流水を受け入れる河川感潮区間におけるNH4+濃度の高い処理水の挙動を現地調査に基づき整理した．その結果，(1)放流水が河口水域のノリ養殖場に到達していることを確認した．(2)水中内のNH4+除去に対し，塩分は負の効果をもたらし，SSとの吸着量に影響を与える．このことは，放流水由来のNH4+が下流域でSSの吸着除去の作用を受けず，さらに海域に向かって輸送される可能性を示唆した．(3)放流水由来と思われる高濃度のNH4+-N水塊が河川上流4～5㎞付近まで遡上していることを確認し，NH4+の河道内底泥への蓄積・移行の潜在的水域を示唆した．
一方で，放流水のノリ養殖に対する影響を十分に検証するまでには至らなかった．また，河道内の底質環境調査が十分に実施できず，硝化抑制前後での明確な差として明示できなかった．いずれも，継続的な調査とともに，別途ノリの生長に及ぼす処理水の影響実験といったバイオアッセイを行う予定である．さらに，河道内堆積物とともに河道内植生といった水際生態系との一体的なモニタリングの実施を考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度に引き続き，硝化抑制された放流水のノリ漁場を含めた水環境の現状把握を主とした表層水の挙動とそれらに基づく問題点の洗い出しのための水質調査を実施する．とくに，前年度の調査で放流水がノリ養殖場に到達していることは確認したものの，硝化抑制前後での海域における栄養塩の分布・濃度とノリ生産量との関係については十分に検討できていないため，放流口から放出された高濃度のアンモニア態窒素の流下過程およびその硝化変換過程をさらに検討したうえで，季別運転の本来の目的となっているノリ漁場への効果を明らかにしたい．なお，本庄江川同様に下水処理抑制水を受け入れている有明海沿岸の堂面川についても平成29年度に調査を行う．また，平成28年度の現地調査も踏まえ，下水処理場の運転管理の切り替えがノリの生長に及ぼす影響について，ノリ殻胞子の生物応答試験によって定量的に評価する．さらに，平成28年度に一部実施した現地底質調査から，硝化抑制前後で底質に及ぼすデータを蓄積しており，これをもとに主として室内実験による検討を行う．実験では，現地にて採取した底泥上の表層水濃度を変えながら，バッチカラム内の底泥のアンモニアの挙動を把握する．その際，実現象に合わせるため，カラム内を撹拌し，底泥の巻き上げを考慮しながら底泥内部への浸透を詳細に観察し，干潟環境への影響を考察する．加えて，冬季に底泥に移行したアンモニア成分が水温上昇とともに硝化活性の高まる春先にかけて，干潟環境に影響を及ぼす可能性等について検討を進める．一連の調査データをもとに，地域特性といえる有明海湾奥部特有の大きな干満差のある水域に栄養塩濃度を調整した処理水の挙動把握とともにノリ養殖への効果の有無について科学的根拠をもって示すとともに，放流水による水・干潟環境および河口沿岸域の生態系に及ぼす影響について明らかにしていきたい．
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