水俣湾における底泥内残留水銀の動態予測モデルの開発に関する研究

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本研究は、水俣湾に残留する大量の無機水銀が底泥中の懸濁態粒子に吸着し、あるいはメチル水銀CH_3Hg^+の状態で溶出し、高波浪時に巻上げられるとともに、潮流などの流れによって輸送されながら八代海内を移流拡散していく過程を高精度に予測できる水銀動態モデルの開発を最終目標とし、平成17年度は下記の4項目を中心に研究を展開した。(1)底泥中の懸濁態粒子の巻上げに関する現地観測;平成16年度と同様に、波浪や潮流などの外力と底泥の巻上げ量(濁度)との相関関係を明らかにするため、初年度に開発した連続濁度観測システムを水俣湾西側湾口の中央部に沈設するとともに、2005年8月17日〜9月17日の約1ヶ月間に亘り連続観測を実施した。その結果、平成16年度と同様の流動データが収集できた。(2)底泥内残留水銀濃度および直上の海水中水銀濃度の測定;平成16年度と同様に波浪や潮流などの物理学的要因によって底泥が巻上げられた場合に、「残留水銀が懸濁態粒子に吸着した状態」および「メチル水銀(CH_3Hg^+)が海水に溶出した状態」の組成比を解明するため、夏季の連続濁度観測期間中の大潮期および小潮期(7日毎に)に同地点で底泥コアおよび直上の海水を採取するとともに、両者の水銀濃度を国立水俣病総合研究センターで測定した。結果については、現在、解析中である。(3)水俣湾における残留水銀の動態予測モデルの開発;2年間に亘って実施した現場観測から得られたデータおよび第一次モデルを参考にしながら、潮流流速、底泥の巻上げ量(濁度)および海水中の残留水銀濃度との相関関係について検討した。得られた結果に基づき、形態別水銀の組成を考慮した残留水銀の動態予測モデルを開発中である。(4)水俣湾の流動特性および水銀動態の数値シミュレーション;5つの湾口部で観測した潮位データを境界条件として与えて、八代海・水俣湾の流動特性の数値シミュレーションを行った。さらに、その結果(潮汐残差流)と本研究で開発した残留水銀の動態予測モデルを用いて、八代海・水俣湾における残留水銀の3次元移流拡散シミュレーションを実施するためのアルゴリズムを作成中である。