[H-TT16] 環境トレーサビリティ手法の開発と適用

[HTT16-04] 複数の窒素化合物のδ¹⁵Nを用いた多摩川の人為的窒素負荷の把握と窒素汚染指標としての特性の検討

鈴木 珠生^1,2、*梅澤 有¹、上羽 涼太郎¹、村部 一星¹、中田 聡史³、由水 千景⁴、陀安 一郎⁴、木庭 啓介⁵ (1.東京農工大学、2.筑波大学、3.国立環境研究所、4.総合地球環境学研究所、5.京都大学生態学研究センター)

キーワード：河川生態系、窒素汚染、窒素安定同位体比、複合的指標

水中で様々な形態をとる窒素は河川や沿岸域の富栄養化の要因となる元素であり，河川水によって輸送されるため，河川水中の窒素管理（起源解析と実際に藻類に利用される窒素形態の把握）は必要不可欠である。本研究では，窒素の起源解析に有効である窒素安定同位体比（δ¹⁵N）に着目し，藻類に利用される硝酸イオン（NO₃^-）やアンモニウムイオン（NH₄⁺），植物プランクトンの利用する窒素を反映する粒子状有機物（POM），より長期の窒素源情報を記録する固着性藻類や現場培養藻類などのδ¹⁵N値から，多摩川における窒素の起源と実際の生物利用性を推定すると同時に，それぞれの窒素化合物のδ¹⁵Nの汚染指標としての特性と有効性を明らかとすることを目的とした。
NO₃^-濃度とδ¹⁵N-NO₃^-は下流に向かうにつれて上昇し，有色溶存有機物（CDOM）濃度とも相関を見せたことから，下水処理水由来の窒素が河川水質に影響を及ぼしていると考えられた。また、ロガーを用いて簡易に高い時空間密度で測定できるCDOMを、多摩川におけるNO₃^-濃度の簡易指標として利用できることが示された。各地点のδ¹⁵N-NO₃^-は1994年の観測結果（熊澤ら，2000）と変化は見られず，多摩川の主な窒素起源に大きな変化がないことが示唆された。δ¹⁵N-付着藻類は、δ¹⁵N-NH₄⁺と連動して推移しており、低濃度であっても河岸の藻類はNO₃^-よりNH₄⁺を取り込んでいることが、時間積算記録として示された。一方で、δ¹⁵N-POMはδ¹⁵N-NO₃^-と連動した変化を示し植物プランクトンによる高濃度のNO₃^-の利用を示唆した。しかしながら、δ¹⁵N-POMがδ¹⁵N-NO₃^-よりは5~10‰程度も軽い値を示したことは，上流のδ¹⁵Nが低いPOMのキャリーオーバー効果などを反映しており，現場の環境指標としての有効性は低いと考えられた。同一地点であっても試料ごとに異なるδ¹⁵Nが確認され，それぞれの試料の特性を理解してδ¹⁵Nを用いることが河川の窒素管理の上で重要であるとわかった。