亜酸化窒素生成の小さいオンサイト硫黄脱窒による農地から水系への窒素負荷の軽減

通过现场硫脱氮和低一氧化二氮产量，减少农田到水系统的氮负荷

• 批准号: 10480140
• 负责人: 花木 啓祐
• 金额: $ 3.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10480140/
• 关键词: 硝酸態窒素除去; 亜酸化窒素; 硫黄脱窒; 地下水; 農地土壌水系; 一酸化窒素; FISH法; Thiobacillus denitrificans; 亜酸化窒系; 脱窒; 農地; 畑地; 水田; 硫黄

バッチ実験により、硫黄脱窒を実地施用するにあたっての、最適な環境条件を検討した。その結果、pH調整のため、炭酸カルシウムを元素硫黄と同時に土壌に埋め込むことで、脱窒がスムーズに進行することが確認された。また、適用区域が重量含水率40%以上の高含水率に保たれるように設定し、より無酸素に保つことで、充分な硝酸態窒素除去及びN_2O発生割合の軽減が可能となることがわかった。しかし、その場合、還元状態が進みすぎて、硫化物が生成するのはできる限り抑える必要があり、導入水量の適切な管理が必要といえる。土壌カラム試験では硫黄の埋込法の検討を行った。その結果、土壌と硫黄を混合した層を数十cmにわたり設けなくとも、数cmの層状に硫黄を埋め込むのみで、その層で、十分な硝酸態窒素除去が可能であることが確認された。これは実用化する場合に、実地施工がより簡易な方法でよいことを示している。また、有機物が存在しても、硫黄脱窒と従属栄養的脱窒が同時に進行し、硫黄脱窒の活性も十分保たれることがわかった。有機物添加は、特にNO(一酸化窒素)の発生量を抑えるのには有効であることが、実験結果より明らかとなったが、有機物の存在は硫酸還元を促進するデメリットの方が大きいことから、硫黄脱窒の適用区域には、有機物の流入を極力抑えるのが良いと結論づけられた。FISH法による硫黄脱窒細菌Thiobacillus denitrificansの検出では、純菌検出は十分行えることが確認された。しかし、土壌中での検出においては、土壌の自家蛍光と、probeの土壌粒子への非特異結合が問題となることが、滅菌土壌を用いた実験から明らかとなり、今後の更なる検討が必要と考えられた。

Youdaoplaceholder0 experiment によ, sulfur dehumidification を application するにあたって するにあたって, most suitable な environmental conditions を検 for た た. そ の results, pH adjustment の た め, carbon acid カ ル シ ウ ム を element sulfur と に soil at the same time 壌 に buried め 込 む こ と で, smothering が ス ム ー ズ に for す る こ と が confirm さ れ た. ま た が weight more than 40% of moisture content, suitable area の high moisture content に keep た れ る よ う に set し, よ り acid free element に bartender つ こ と で, fully な smothering element to remove nitrate state and び N_2O 発 raw cut close の 軽 may reduce が と な る こ と が わ か っ た. し か し, そ の occasions, also state が into み す ぎ て, sulfide が す る の は で き る limit り え suppression る necessary が あ り, import water の appropriate な management が necessary と い え る. Soil カラム experiment で で sulfur <s:1> burial 込 method <e:1> 検 seek を practice った. そ の results, soil 壌 と sulfur を mixed し た layer を dozens of cm に わ た り set け な く と も, several cm の layered に sulfur を buried め 込 む の み で, そ で の layer, very な nitric acid smothering element may remove が で あ る こ と が confirm さ れ た. こ れ は be used chemical す に る occasions, be construction が よ り simple な methods で よ い こ と を shown し て い る. ま た, organic が し て も, sulfur smothering と 従 of tech students.their ownship keep off the smothering が に し, sulfur at the same time to take off the smothering の active も ten reinsurance た れ る こ と が わ か っ た. Adding organic matter は, に NO (acidification smothering element) の 発 production を え suppression る の に は have sharper で あ る こ と が, be 験 results よ り Ming ら か と な っ た が, organic matter exist の は acid also yuan を promote す る デ メ リ ッ ト の party が big き い こ と か ら, sulfur smothering の applicable regional に は, organic matter の inflows を strongly inhibitory え る の が good い と conclusion づ け ら れ Youdaoplaceholder0. The FISH method による Thiobacillus sulfur denitrifying bacteria denitrificans 検 検 obtained で された, pure bacteria 検 obtained, ten-line える える とが とが confirmed された. し か し, soil 壌 で の 検 out に お い て は, soil 壌 の their 蛍 と, the probe light 壌 の soil particle へ の nonspecific が problem と な る こ と が, sterilization 壌 を with い た be 験 か ら Ming ら か と な り, future の more な る beg が 検 と necessary test え ら れ た.

项目成果

長谷川聖,花木啓祐,松尾友矩: "土壌中の硫黄脱窒過程における硝酸態窒素除去及び亜酸化窒素生成の評価"環境工学研究論文集. 36. 456-479 (1999)

Kiyoshi Hasekawa、Keisuke Hanaki、Tominori Matsuo：“土壤中硫反硝化过程中硝酸盐氮去除和一氧化二氮生成的评估”环境工程研究杂志 36. 456-479 (1999)。

K.Hasegawa,K.Hanaki,T.Matsuo and S.Hidaka: "Nitrous Oxide from the Agricultural Water System Contaminated with High Nitrogen "Chemosphere : Global Science Change. 2. 335-345 (2000)

K.Hasekawa、K.Hanaki、T.Matsuo 和 S.Hidaka：“受高氮污染的农业水系统中的一氧化二氮”化学圈：全球科学变化。

長谷川聖、花木啓祐、松尾友矩: "土壌中への硫黄添加型脱窒過程における亜酸化窒素生成に対する影響因子への評価" 第33回日本水環境学会年会講演集. (1999)

Kiyoshi Hasekawa、Keisuke Hanaki、Tominori Matsuo：“通过向土壤中添加硫来评价反硝化过程中一氧化二氮产生的影响因素”日本水环境学会第33届年会论文集（1999年）。

長谷川聖,花木啓祐,松尾友矩: "土壌中の硫黄脱窒過程における硝酸態窒素除去及び亜酸化窒素生成の評価"土木学会環境工学研究論文集. 36. 465-476 (1999)

Kiyoshi Hasekawa、Keisuke Hanaki、Tominori Matsuo：“土壤中硫反硝化过程中硝酸盐氮去除和一氧化二氮生成的评估”环境工程研究杂志，日本土木工程师学会 36. 465-476 (1999)。

長谷川聖、花木啓祐 松尾友矩、日高伸: "高濃度硝酸態窒素流入のある水田及び小河川における亜酸化窒素の生成と分解" 水環境学会誌 10号. 21巻. 676-682 (1998)

Kiyoshi Hasekawa、Keisuke Hanaki、Tominori Matsuo、Shin Hidaka：“高浓度硝酸盐氮流入的稻田和小河流中一氧化二氮的生成和分解”日本水环境学会杂志，第 10 期，第 21 卷， 676-682 (1998))