超音波抽出法による流域土壌と河川懸濁物質中の生物利用可能性リンの定量的解析

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K21331
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: NGUYEN MINHNGOC 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60909240)
• 研究期間 (年度): 2021-08-30 – 2023-03-31
• キーワード: 生物利用可能性リン / 超音波抽出 / 河川水中懸濁態物質 / 農地流出 / 富栄養化

研究実績の概要

本研究は富栄養化の制限要因であるリンの発生源対策として、農地から流出する懸濁物質中の生物利用可能性リンをより速く定量的に解析することを目的としている。従来の解析方法では時間がかかるため、本研究は超音波抽出法を用いて、生物利用可能性リンをより速く測定する手法を考案した。
具体的には上記の条件にあう、農業地帯に囲まれている愛知県豊橋市の梅田川を対象としている。特に水田や畑地が多く存在している梅田川の畑ヶ田橋を対象として、降水後、河川の試料を取得した。その後、採取したサンプルの形質に合わせて、サンプルの特性が失わないように適切な保管手順かつ適切な分析方法（遠心分離方法あるいはろ過方法）を確立した。それから、超音波抽出法で生物利用可能性リンを評価する。
1年目にあたる2021年度において、降雨時に、梅田川のサンプルを多く採取し、サンプルの保管補法や分析方法などの手順は確立できた。また、超音波洗浄機で同時に多数の試料の抽出ができた。ここで、抽出したリンでAGP試験を実施し、生物利用可能性を検証するのが2021年度の一つの目標だったが、藻類を培養するためのグロースキャビネットは修理がきかいないほど故障してしまった。また、新規購入するのに資金が不足したため、最終検証まではできなかった。しかし、今までの実験は予想通りに順調に行えた。
グロースキャビネットが故障した後に、資金を集めて、2022年5月中に新しく購入する予定となった。新規グロースキャビネットが納入された後、早急にAGP実験を行い、遅延挽回の計画をしている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2021年度においては、対象である梅田川のサンプルを採取し、保管方法や分析方法を選定し、実験手順を確立することと、AGP試験で実験結果を検証することが目標だった。
しかし、2021年度が終了した時点では、サンプル採収や保管方法それから分析方法は確立できたが、AGP試験による検証はできなかった。なぜなら、実験用のグロースキャビネットは修理がきかいほど故障してしまった。
今年度に持ち越しすることになったが、今までの実験結果は良好だったため、よほどな事がなければ、予想通りの検証結果が得られると想定している。
また、これまでの研究成果は水環境学会が開催していた学会で発表をし、今後の研究課題について意見交換できた。

今後の研究の推進方策

前述の通り、AGP試験に必要なグロースキャビネットを新規購入することで、AGP試験による検証を実施できるようになるので、これまでの研究結果の確からしさを証明することを確実に実施する。その検証結果に基づいて、新たなBAP測定手法の手順を確定し、リンの流出を定量的に解明する。
最終的には、新BAP基準を設け、環境負荷の低減ガイドを作成する。
5月中には、新しいキャビネットを購入し、検証実験を再開する。6月から9月にかけて、AGP試験を行い、今までの実験結果の確からしさを証明する。

次年度使用額が生じた理由

2021年度は実験が順調に進んでいると思ったところに、思いがけない最終の検証に使用しているグロースキャビネットは修理がきかないほど壊れてしまったため、最後の検証はできなかった。今後の実験のために、昨年度の残金と今年度の支給額で新しいグロースキャビネットを購入することを決定した。昨年度の金は1,018,406円が残り、今年度の支給額は1,200,000円があり、合わせて2,218,406円がある。
そのうち、新しいグロースキャビネットを購入するのに、1,500,000円がかかる。それから、抽出したリンは生物利用可能性の根拠を残すために、自動で藻類の細胞数を数えられて写真を撮れる機器（セルカウンター）を購入するので、500,000円を使用する。残り218,406円は藻類や消耗品を購入する予定している。

研究成果

• [学会発表] 超音波抽出法による河川懸濁物質中の生物利用可能性リンの定量 (2022)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Minh Ngoc, Mohd Hidayat Bin Ruslan, Nguyen Tan Phong, 横田久里子, 井上隆信
  • 学会等名: 第56回日本水環境学会年会