2016 Fiscal Year Annual Research Report
Identification of nitrogen contamination mechanisms of groundwater in coastal areas of Central Vietnam by using microbial technologies and stable isotope analyses
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15H05255
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
前田 守弘 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (00355546)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近森 秀高 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (40217229)
井上 大介 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (70448091)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 窒素 / ベトナム / 地下水汚染 / 安定同位体比 / 国際情報交換 / 微生物機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ベトナム中部沿岸農業地帯では地下水のNH4-N濃度が高い．これは一般的な地下水汚染がNO3-Nである場合が多いのに対し，特異な現象である．汚染原因として，野菜栽培が盛んであること，家庭排水，し尿処理，家畜ふん尿処理が不十分であること等が考えられる．本研究では，現地研究者と協働し，現地の地下水汚染機構を解明する．また，解明した汚染機構を編入した野菜畑窒素（N）溶脱モデル，地下水流動モデルを開発する．
2016年度は6月と11月にQuang Thanh社6農家，Phu Mau社3農家の圃場および地下水を調査した．地下水のN・硫黄安定同位体比，大腸菌，酸化還元電位の結果から，地下水のN汚染はごく近傍の影響を強く受けていることがわかった．すなわち，Quang Thanh社の安全野菜圃場ではNH4-Nが数mg L-1あり，施肥Nと由来と推定された．一方同社慣行圃場では，NH4-NまたはNO3-Nが10 mg L-1程度と高く，生活排水，し尿，家畜排せつ物などが原因と思われた．一方，Phu Mau社では，NO3-N濃度が数十mg L-1と高く，圃場によって，汚染源が異なった．また，硝化活性試験とN循環に関わる微生物群集の解析を行ったところ，土壌の硝化活性がアンモニア酸化細菌（AOB）数と相関を有し，Nitrosospiraが常在する主要なAOBであり、Nitrosomonasの存在は時季や場所に依存することなどが明らかになった．さらには，地下水流動モデルに関連した地理情報を整理し，Shuttle Radar Topography Mission（STRM）により整理された標高データと，インターネット上で入手できる地図データ（Google Map）を用いて，有限要素法適応に必要な三角形網の作成と，川幅の計測を行い，詳細な現地調査が困難な場合でも地下水流動の概算を実施できる可能性を示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
窒素による地下水汚染源の解明，窒素代謝に関わる微生物群集の構造および硝化活性の解析，地下水流動のための対象地域のモデル化がほぼ完成するなど予定通り研究が進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度は，これまでと同様，参画研究者および研究協力者が乾季および雨季に共同調査を実施する．具体的内容は以下の通りである．
サブテーマ1（各種活性試験および分子生物学的手法を用いた窒素循環機能の網羅的解析） リアルタイムPCR法やDNAマイクロアレイ法による微生物群集機能の定量・定性解析および活性試験を継続し，土壌・地下水中で優占する／欠けている窒素循環機能を特定することを通じて，NH4-N汚染機構の解明を試みる．
サブテーマ2（化学形態別窒素安定同位体測定に基づく農地・地下水系における窒素動態および地下水のNH4-Nの由来解析） 他のサブテーマの結果と照合しつつ，エンドメンバー法等によって土壌・地下水系における窒素動態および地下水の高濃度NH4-NおよびNO3-Nの由来解析を行う．
サブテーマ3（窒素溶脱モデルSOILN-jpnによる野菜畑からの窒素溶脱評価） 現地調査で得たデータ，パラメータをSOILN-jpnに適用し，現地の肥培管理が窒素溶脱に与える影響を解析する．また，窒素溶脱と地下水NH4-N汚染との関係を明らかにする．
サブテーマ4（沿岸農業地域における地下水流動モデルの開発） 研究協力者Thang博士の協力のもと，引き続き，関連する過去の水文気象データ等を収集する．また，APHRODITEの研究対象流域におけるデータベースを用いて，地下水流動シミュレーションを行い，観測データと比較することにより，統計的特性を調べ，将来予測のために必要なバイアス補正を行う．次いで，タンクモデルなどの降雨-流出モデルを利用して，地下水涵養源となる河川の流量推定を行う．さらには，地下水による窒素の移動を再現し，対象地域における地下水窒素汚染の将来予測およびシナリオ解析を行う．
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Research Products
(9 results)
