カドミウム汚染土のファイトレメディエーションのための合理的な土壌管理技術の確立―根域・根圏での動態把握と圃場内変異の解析―

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重金属汚染土壌を適切に浄化するためには、現場における汚染状況の把握が必要である。特に、圃場スケールで汚染レベルの空間変異を評価することは、効率的かつ安全な浄化のために不可欠である。そこで本年度の研究では、実際に重金属汚染を被っている農耕地において、ジオスタティスティクスの手法を用いて圃場スケールでの重金属濃度の空間変異を解析し汚染レベルの3次元的評価を行うとともに、その圃場の土壌を用いた植物生育試験によりファイトレメディエーションにおける空間変動の解析を行うことを目的とした。ある汚染地における5枚の水田合計1haから、9m間隔で表層土120点を採取し、また下層土のサンプリングも行った。サンプリング地点の位置情報の測定に加え、得られた試料について、カドミウム(Cd)、亜鉛(Zn)、鉛(Pb)、銅(Cu)の全量と0.1N塩酸抽出量(可給態量)を測定した。調査地の表層土における重金属濃度は、全量平均でCdが3.88ppm、Znが422ppm、Pbが23.5ppm、Cuが45.5ppmであり、CdとZnの汚染が顕著であった。可給態の全量に占める割合はCdが62.4%と最も高かった。さらに表層土におけるCd濃度の変動係数は全量、可給態量ともに比較的小さく、また下層土への汚染も最も進んでいた。これらはいずれもCdの土壌中での相対的な可動性の高さを反映していた。空間変動解析の結果、重金属濃度はPbの全量を除いて空間依存性が発達し、またその依存距離はZn全量以外で80m以上であった。また、これら重金属濃度は、各圃場内の位置よりも調査地全体における地形に応じた位置(比高)の方により強く規定されていた。従って、圃場の大きさも考慮すると、25-30m程度の間隔で表層土のサンプリングを行うのが最も合理的であると結論された。また本研究では植物のCd吸収量に明瞭な空間依存性は見られなかった。