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樹木を利用した地下水中の硝酸イオンの吸収・浄化

利用树木吸收和净化地下水中的硝酸根离子

基本信息

批准号：
16651001
负责人：
田瀬則雄
金额：
$ 1.86万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16651001/
关键词：
硝酸性窒素地下水汚染浄化脱窒植生吸収シミュレーション

项目摘要

硝酸性窒素による地下水汚染は、農業的な活動(施肥)が主な汚染源となっているため台地などで広範囲に認められ、これまでの点源的浄化対策では対応することができていない。窒素に対する自然の浄化機能は、谷地や水田などの湿地で発揮されるとされ、いわゆる土地利用・地形連鎖(畑地と水田、台地と谷地)として認められ、硝酸性窒素に汚染された地下水が台地から谷地へ湧出する際に浄化されている。しかし、台地部の汚染を浄化するための方策が求められており、その可能性として植物浄化、とくに樹木による硝酸栄養塩の吸収・浄化が期待できる。本研究では、「どのような条件下で樹木が硝酸性窒素の浄化帯として機能できるのか」を現地での調査・観測と数値シミュレーションにより明らかにし、実用化の可能性の検討を目的とした。研究対象地域として、つくば市の台地末端部の谷地の谷壁緩斜面に生育する樹齢数十年と推定されるムクノキを選定し、周辺に多数のピエゾメータを設置することにより、高濃度に硝酸イオンで汚染された地下水の挙動を追跡した。地下水面は地表面下1m程度にあり、着葉期には吸水の影響と考えられるコーン状の水位低下が確認され、落葉期の汚染プルームの分布と窒素同位体比の比較から、吸収による浄化と根系域での脱窒が示唆された。また、樹林帯上流域で放出された家畜排せつ物の挙動を追跡し、樹林帯の浄化能を評価した。この樹林帯では地下水面が深かったこともあり、吸収による減少よりも浸透した雨水による希釈効果が有効であることが判明した。東広島市の河川沿いの樹林帯において、評価のために観測ネットワークを構築し、観測を行い、ハイポレーイック効果による堆積物中での浄化(植生による吸収を含む)を確認した。また、樹木による吸水により、地下水流動系が修飾され、浄化を促進することも明らかとなり、量的にもこの効果が大きいことが推察された。これらの成果をもとに、数値シミュレーションモデルによる検討を行っている。

Nitric acid is the main source of groundwater pollution and agricultural activities (fertilization). The natural chemical functions of nitrogen are: valley, paddy field, wetland, land use, topographical linkage (paddy field, terrace and valley), recognition, nitrogen pollution, groundwater, terrace and valley, and chemical emission. In addition, the pollution of the plateau and the forest is expected to be reduced by the possibility of plant pollution and nitric acid absorption. The purpose of this study is to investigate the chemical properties and functions of nitric acid in trees under different conditions, and to explore the possibility of its application. The study focused on the study of groundwater movement in the valley wall slope at the end of the plateau, which was estimated to be several decades old. The influence of water absorption on groundwater surface at the depth of 1m below the ground surface during leaf stage was studied. The results showed that the water level in the root system was lower than that in the leaf stage. The distribution of pollution in the root system was higher than that in the leaf stage. In addition, the forest belt drainage area has been released, and the movement of livestock and animals has been tracked. The forest belt chemical energy has been evaluated. The forest is deep, the water is low, the rain is low, the water is low, the rain is low. The forest belt along the river in Higashi-shima City was constructed and evaluated, and the vegetation (including vegetation and absorption) was confirmed in the deposit. Water absorption by trees, groundwater flow system modification, water purification, water purification, The results of this study were discussed in detail.