含有量を粒径ごとに把握する、また各サイトの粒度組成か

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(1)鳥取県湖山池の枝川河口部近傍における底質の形態別リンに関する研究鳥取大学大学院工学研究科学生会員 ○片岡怜二鳥取大学大学院工学研究科正会員増田貴則、細井由彦、赤尾聡史鳥取大学大学院工学研究科非会員島野直宏 1. はじめに. ルイ分けを行った。これは、底質中に含まれる形態別リン. 鳥取県鳥取市の北西部に位置する湖山池では、富栄. 含有量を粒径ごとに把握する、また各サイトの粒度組成か. 養化の原因物質であるリンの環境基準がいまだ達成され. ら、土粒子の流出特性を把握するためである。測定方法. ていない。これは、ノンポイント汚染源から水路、河川を通. は、底質試料を 105℃に設定したドライオーブンで 2 時間. して湖沼に流入する懸濁態物質による汚濁負荷も原因の. 乾燥させフルイ分けにより粒径別に分類した。粒径区分に. 1 つとして考えられる。そこで、本研究では湖山池流入河. ついては 710μm 以上、 355～710μm、 212～355μm、106. 川の 1 つである枝川の河口部近傍を対象とし、底質中に. ～212μm、75～106μm、45～75μm、 20～45μm、20μm 以. 含まれる懸濁態のリンを生物の利用されやすさにより形態. 下の 8 区分とした。粒径別に分類した試料は、各粒径ごと. 別に分類し測定を行うことで、懸濁態リンの動態について. に炭素、窒素、形態別リン測定を行った。炭素、窒素につ. 考察した。本報では既存研究により測定された湖山池流. いては CN コーダー(JM1000CN)を用いて測定し、形態別. 入河川の 1 つである長柄川、枝川の流域土壌と長柄川沖. リンについては図 3 に示す連続抽出法を用いて測定した。. 合底質の各形態別リン測定結果と比較して論じることで、. 全リン測定については炭素、窒素測定後の試料を硝酸硫. 流域土壌、枝川底質、長柄川沖合底質の形態別リンの含. 酸法にて分解し、モリブデン青法により測定を行った。. 有量変動の特徴について報告する。. 底質試料0.1(g) 蒸留水50(ml). 2. 研究方法. ろ過、H2O-P測定. 図 1 に本研究の研究フロー、図 2 に本研究の底質採取. ろ過に用いたろ紙と 1N NH4Cl(50ml). ろ過、NH4Cl-P測定. 6時間振騰. 4時間振騰. を行った地点および既存研究の採取地点を示す。本研究では図 2 中に示す St.1～St.4 の 4 地点にて底質採取を行. ろ過に用いたろ紙と 0.1N NaOH (50ml). った。その後底質を持ち帰り、含水率、強熱減量の測定を. ろ過、 NaOH-P測定. ろ過に用いたろ紙と0.5N HCl(50ml). 16時間振騰. ろ過、HCl-P測定. 24時間振騰. 行った。続いて、形態別リンを測定する前に底質試料のフ底質採取. 図 3 連続抽出法. 3. 研究結果強熱減量、含水率. 粒径別に分類. 炭素、窒素測定. 形態別リン測定. 3.1 含水率、強熱減量測定結果図 4 に St.1～St.4、および図 2 中の長柄川沖合の含水率、強熱減量の結果を示す。含水率は St.1 と比較して St.2 が小さく、St.2 から St.4 に向かうにつれ値が増加している。続. 全リン(T-P)測定. いて St.4 と長柄川沖合を比較すると、St.4 が大きい値を示. 図 1 研究フロー. した。強熱減量に関しては、St.1 から St.4 にかけて値が増加し、St.4 と長柄川沖合を比較すると、長柄川沖合がおよ長柄川沖合. 長柄川. そ 2 倍大きな値を示している。これらの結果より枝川底質よ 60. 流域土壌. 枝川枝川における. 湖岸から最も離れた地点：St.4. 河道部(St.1)と河口部(St.2). 河川の有機物が堆積している地点：St.3. 図 2 サンプリング地点. 測定値(%). 50 40. 含水率強熱減量. 30 20 10 0 St.1. St.2. St.3. St.4. 長柄川沖合. 図 4 含水率、強熱減量測定結果.

(2) り沖合底質が水分量、有機物量ともに多く含まれているこ. なるにつれ含有量が増加する傾向が見られた。窒素含有. とと、St.4 と長柄川沖合底質を比べた場合、水分量に大き. 量はどのサイト、どの粒径においても含有量分布は炭素含. な違いは見られないが、有機物量は沖合底質が多いこと. 有量分布と類似した傾向となった。含有量に関しては炭素. が分かった。. の 1/10 以下を示した。全リンに関しては、長柄川流域土壌. 3.2 粒度分布測定結果. では粒径が小さくなるにつれ含有量が増加する傾向が見. 図 5 に流域土壌、枝川底質、長柄川沖合底質の粒度組. られた。St.1、St.2 では 106μm 以上の粒径では流域土壌の. 成の結果を示す。流域土壌では 20μm 以下の粒径を除き、. 値と比べ含有量が多いが、106μm 以下の粒径では逆に少. 割合が均等になった。St.1～St.4 では、355μm 以上の粒径. ない結果となった。St.4 では St.1、St.2 に比べ 106μm 以上. は St.1 から St.4 に行くにつれ割合が減少傾向にあり、. の粒径の含有量は増加し、106μm 以下の粒径では減少. 106μm 以下の粒径は増加にある。St.4 と長柄川沖合では. する傾向となったが、20μm 以下の粒径では St.2 の値に比. 粒径 212～355μm、106～212μm は長柄川沖合の割合が. べ増加している。St.4 と長柄川沖合の値では粒径別含有. 大きいが、106μm 以下の粒径は長柄川沖合の割合が St.4. 量の分布が大きく異なる結果となった。. の約半分となっている。よって、これらの傾向より流域土壌. 20μm以下 75μm～106μm 355μm～2mm. で流出した 355μm 以上の大きい土粒子は河川底に堆積し、106μm 以下の土粒子は河川底にはあまり堆積せず、. 分かった。 20μm以下. 20μm～45μm. 45μm～75μm. 45μm～106μm. 75μm～106μm. 106μm～212μm. 212μm～355μm. 355μm～710μm. 355μm～2mm. 100% 90% 80%. 20. 80% 70%. 10. 60%. 0 50% 長柄川流域土壌 40%流域土壌. St.1. St.2. 3. 0%. 2. St.1. 0% 長柄川流域土壌流域土壌. St.1. St.2. St.3. St.4. 長柄川沖合. 図 5 粒度組成結果. St.2. St.3. St.4. 長柄川沖合. 1. 50%. 10%. 長柄川沖合. 10%. 長柄川流域土壌. St.1. 流域土壌. 20%. St.4. 4 20%. 0. 30%. St.3. (a) 炭素含有量. 5 30%. 60%. 40%. 73.12. 30 90%. 全リン含有量(mg/g). 粒度組成(%). 70%. 105.30. 45μm～106μm 355μm～710μm. 40100%. 窒素含有量(mg/g). 710μm以上. 炭素含有量(mg/g). に、長柄川沖合と St.4 では粒度組成が大きく異なることが. 45μm～75μm 212μm～355μm. 50. 粒度組成(%). 枝川沖合で多く堆積する傾向があることが分かった。さら. 20μm～45μm 106μm～212μm 710μm以上. St.2. St.3. St.4. 長柄川沖合. St.4. 長柄川沖合. (b) 窒素含有量. 4 3 2 1 0. 長柄川流域土壌流域土壌. St.1. St.2. St.3. (c) 全リン含有量. 図 6 炭素、窒素、全リン含有量 3.3 炭素、窒素、全リン測定結果図 6 に流域土壌、枝川底質、長柄川沖合底質の炭素、. 3.4 形態別リン測定結果. 窒素、全リン含有量測定結果を示す。炭素含有量に関し. 図 7 に流域土壌、枝川底質、長柄川沖合底質の各形態. ては、長柄川流域土壌では 20μm 以下の粒径で含有量. 別リン含有量測定結果を示す。形態別リンは H2O-P、. は他の粒径より多いものの、他の粒径は 20(mg/g)と近似し. NH4Cl-P、NaOH-P、HCl-P の 4 種類を測定し、H2O-P、. た値を示している。しかし St.1、St.2 をみると 106μm 以下の. NH4Cl-P、NaOH-P、Org-P(有機態リン)を生物利用可能リ. 粒径の含有量が途端に増加する結果となった。続いて. ン(BAP)とした。Org-P(有機態リン)は全リンから各形態別リ. St.4 をみると 355μm 以上の粒径の含有量の値が St.1、St.2. ンの合計を差し引くことで算出した。H2O-P に関しては、ど. に比べて極端に大きな結果となった。St.4 と長柄川沖合の. の粒径においても流域土壌より St.1、St.2 で含有量が少な. 値をみると、双方とも 212μm 以下の粒径では粒径が小さく. い結果となった。St.1、St.2 では小粒径ほど含有量が増加.

(3) 向が見られたが、St.1～St.4 ではこの傾向は見られなかっ. ン)に関しては、流域土壌より St.1 で 212～355μm の粒径. た。NaOH-P に関しては、流域土壌より St.1 で 106μm 以. では含有量が少なく、残りの粒径では含有量が多い結果. 上の粒径では含有量が少なく、106μm 以下の粒径では. となった。長柄川沖合は NH4Cl-P を除く形態で粒径が小さ. 含有量が多い結果となった。さらに、710μm 以上を除く粒. くなるほど含有量が増加する傾向が見られたが、St.4 では. 径で St.1、St.2 より St.4 で含有量が少ない結果となった。. どの形態においてもこの傾向が見られなかった。これは長. 20μm～45μm 20μm以下 106μm～212μm 75μm～106μm 710μm以上 355μm～2mm. られる。図 8 に枝川流出水の粒度分布、図 9 に枝川流出水の粒度分布を考慮した流域土壌から St.1 まであるいは St.4 までの各形態別リン変化量を示す。H2O-P は図 7 より 20μm. 長柄川流域土壌. 40%. 流域土壌. 以下の粒径で流域土壌より St.1 で含有量が少ない結果と St.1. St.2. St.3. (a) H2O-P (a) H2O-P. St.4 長柄川沖合. なっているが、これは図 8 で 20μm 以下の粒度組成が約 50%を占めている、そして図 9 の H2O-P 含有量変化が最も大きいことが湖山池の短期的汚濁負荷に大きく影響していると考えられる。NaOH-P は図 9 の結果より 45μm 以下. St.1. St.2 St.1. St.3 St.2. 長柄川沖合の粒径で St.4. St.4 St.3. も含有量変化が H2O-P より大きいため水中への汚濁負荷流域土壌長柄川 St.1 St.2 St.3 流域土壌 (b) (b)NH NH44Cl-P Cl-P. が大きいことが考えられる。Org-P(有機態リン)は 20μm～. St.4 長柄川沖合. 45μm の粒径で流域土壌から St.4 で変化量が大きく、長期的汚濁負荷に大きく影響していると考えられる。以上の. 1200. ことより、流出水による湖山池へのリンによる汚濁負荷を抑. 900. 制するためには、小粒径の土粒子を多く含む流域土壌が. 600. 河川へ流出するのを抑制する対策が求められる。流域土壌長柄川. St.1. 流域土壌. 400. St.2. St.3. (c) NaOH-P (c) NaOH-P. 20μm以下 20μm以下 45μm～106μm 45μm～106μm 212μm～355μm 212μm～355μm 710μm以上. 300 200 100%. 100. 100% 90%. 0. 流域土壌長柄川. 90%. St.1. 流域土壌. 80%. St.280% St.3 70%. 70% (d)60% HCl-P. 2500. 60% 50%. 2000. 50% 40%. 1500. 30% 40%. 1000 500 0. St.4 長柄川沖合. 流域土壌. St.1. 80% 80%. St.4 長柄川 70% 70% 沖合 60% 60% 50% 50% 40% 40% 30%. 20% 30%. 20%. 10% 20%. 10%. 0% 10%. 流域土壌長柄川. 710μm以上 100% 100% 90% 90%. St.2 0% St.3. (e) Org-P. 20μm以下. 20μm以下 20μm～45μm 45μm～106μm 20μm～45μm 45μm～106μm 75μm～106μm 212μm～355μm 75μm～106μm 212μm～355μm 355μm～710μm 710μm以上 100% 355μm～710μm 710μm以上. 0%. St.1 St.2 St.4 長柄川 St.1 沖合St.2. 図 7 各形態別リン含有量. 20μm以下 20μm～45μm 45μm～106μm 75μm～106μm 20μm以下 20μm～45μm 20μm以下 20μm～45μm 45μm～75μm 45μm～106μm 75μm～106μm 212μm～355μm 355μm～710μm 45μm～106μm 75μm～106μm 106μm～212μm 212μm～355μm 20μm以下 20μm～45μm 45μm～75μm 212μm～355μm 355μm～710μm 355μm～2mm 10355μm～710μm 30 710μm以上 20μm～45μm 45μm～75μm 45μm～106μm 106μm～212μm 710μm以上 710μm以上75μm～106μm 20μm～45μm 45μm～75μm. 45μm～75μm 75μm～106μm 212μm～355μm 20μm以下 45μm～75μm 75μm～106μm 106μm～212μm 355μm～710μm 710μm以上 100% 45μm～106μm 106μm～212μm 355μm～710μm 355μm～2mm 100% 212μm～355μm 355μm～2mm 710μm以上 90%. 100% 90%100%. 90% 80%. 106μm～212μm 355μm～710μm 20 20μm～45μm 106μm～212μm 355μm～2mm 75μm～106μm 355μm～2mm 10 355μm～710μm. 0. 変化量(μg/g). 300 0. H2O-P と同様水中への溶出が考えられる。しか長柄川沖合. 45μm～75 106μm～2 45μm～75 106μm～2 355μm～2 355μm～2. 355μm～2mm 45μm～75μm 106μm～212μm 5 355μm～2mm. 0. 80% 90% (a) H2O-P (b) NH4Cl-P 80% 100% 80% 60% 70% 120 100 80% 70% 40% 70% 90% 0 60% 20% 70% 80 60% 80% 60% 0% -100 60% 50% 70% 50% 50% 40 -200 50% 図 8 枝川流出水 40% 60% 40% 40% -300 0 40% 粒度分布30% 50% 30% (d) Org-P (c) NaOH-P 30% 30% 40% 含有量 20% 図 920% 流出水粒度分布を考慮した流域土か 20% 20% 30% 10% 10%ら St.1、St.4 の各形態別リン変化量 10% 10% 20% 0% 0% 0% 0% (粒径 106μm 以上：流域土壌－St.1) 10% St.1 St.2 St.3 St.4 St.1 St.3 St.4 St.1 St.2 St.3 長柄川沖合 St.4 長柄川沖合 St.1 St.2 St.3 St.4 St.3 St.4 長柄川沖合St.2 0% St.1 St.2 St.3 106μm St.4 長柄川沖合 (粒径以下：流域土壌－St.4) で算出 St.1 St.2 St.3 St.4 長柄川沖合 St.3 St.4 長柄川沖合. 変化量(μg/g). 1500. 柄川沖合より、St.4 で河川による影響が少ないことが考え. 45μm～106μm 355μm～710μm. 4 まとめ. 50%. 3030% 2520% 2010% 150% 10 5 0. 45μm～106μm 45μm～75μm 355μm～710μm 212μm～355μm. 変化量(μg/g). 0%. 含有量(μg/g). 10%. 含有量(μg/g). 20%. 含有量(μg/g). 30%. 70 60 100% 50 40 90% 30 80% 20 70% 10 60% 0. 45μm～75μm 20μm～45μm 212μm～355μm 106μm～212μm 710μm以上. 変化量(μg/g). 40%. より St.4 で含有量が少ない結果となった。Org-P(有機態リ. 粒度組成(%) 粒度組成(%). 50%. となった。流域土壌では小粒径ほど含有量が大きくなる傾. 粒度組成(%). 60%. 径では流域土壌より St.1、St.2 で含有量が多く、St.1、St.2. 粒度組成(%) 粒度組成(%). 70%. m 以上および 45μm 以下の粒径で含有量が少ない結果. 粒度組成(%) 粒度組成(%). 80%. 含有量が近似した値となった。さらに、106μm 以下の粒. 粒度組成(%) 粒度組成(%). 90%. なかった。NH4Cl-P に関しては流域土壌より St.1 で 106μ. 粒度組成(%) 含有量(μg/g). 100%. HCl-P に関しては 212～355μm、106～212μm の粒径で. 含有量(μg/g). 粒度組成(%). 0μm以下 5μm～106μm 55μm～2mm. する傾向が見られたが、St.3、St.4 ではこの傾向は見られ. 長柄長柄.

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