No.294 研究課題 / Project
多元素同位体分析による多摩川上流・中流・下流域の堆積物と河川水の供給源の解明と汚染状況の把握Elucidation of sources of Tamagawa upstream, midstream and downstream sediments and water and pollution| 学術研究 Academic Research |
No.294 |
|---|---|
| 代表研究者 Principal Investigator |
鹿園 直建 Naotatsu Shikazono |
| 所属（採択当時） Affiliation |
慶應義塾大学理工学部 教授 Keio University, Science and Technology |
| 研究内容要約 Research Summary |
本研究では、下流域－上流域における多摩川堆積物および河川水の多元素同位体分析を行った。主な実施内容、得られた結論は以下の通りである。 堆積物中の重金属元素(Cr, Ni, Cu, Zn, Pb)は下流になるほど、重金属元素濃度は高くなる傾向にあった。基準地点からの濃度変動を元素ごとに比較した結果、すべての元素においてSandよりもSilt値のほうが増加する傾向が大きいこと、Cr, Ni間、Cr, Zn間で挙動が類似していることが示された。またEFcよりCr, Ni, ZnよりもCu, Pbの高い移動性が示唆された。 Hall et al. (1996)の5段階抽出法により河川堆積物の抽出実験を行った。その結果、Cu, NiはResidualの割合が高く、これらの元素は自然由来の割合が高く、挙動が類似しているといえる。CuとPbはResidualよりその他の吸着態等の割合が高く、移動しやすいといえる。 河川水、岩石のSr同位体比の結果より、花崗岩地域と堆積岩地域で明瞭な相異が見い出され、河川水のSr同位体比は周囲の岩石からのSrの溶出により決められているといえる。 鉛同位体組成は、中流域と下流域で明瞭な相異を示した。また、堆積物中の抽出実験よりイオン吸着態とその他のフラクションで鉛同位体組成は明瞭な相異を示した。これらのデータより、下流域の堆積物は人為的鉛汚染を示すことがいえる。 酸素・水素同位体比に関しては、標高が高い地域に関しては標高が上がるにつれてその値は低くなり、高度効果により説明される。 今後、予想される効果としては、以下があげられる。③で述べたように、本研究において、下流域での堆積物の重金属元素濃度が高く、汚染指標が高いこと、鉛同位体組成より、下流域の重金属汚染がみられた。 重金属元素の中では、Cr, Niは人為起源より自然起源の割合が高いが、Cu, Pbは人為起源の割合が高く、抽出実験の結果より、Cu, Pbが移動しやすいといえる。 しかし、河川水中のこれらの元素濃度が高くはない。したがって、今後は堆積物中よりこれらのCu, Pb汚染を取り除くという対策を立てることが望まれる。 In this study, Tamagawa river sediments and water were analyzed for multi-elements and isotopes. The concentrations of base metal elements (Cr, Ni, Cu, Zn, Pb) increase from upstream towards downstream. Geoaccumation index and enrichment factor values of river sediments increase in downstream sediments, indicating they are polluted by base metal elements. Five step extraction method (Hall et al., 1996) indicates residual fraction is high for Cr and Ni and their correlation is high and adsorption fraction is high for Cu and Pb, suggesting their mobility is high. Sr isotopic compositions of river water, river sediments and rocks from granitic area and sedimentary rock are distinctly different, indicating Sr isotopic compositions of river water are controlled by country rock type. Pb isotopic compositions of midstream and downstream sediments are distinctly different. Pb isotopic compositions of adsorption fraction and the other fractions are different. These data indicate that downstream sediments are anthropogenicaly polluted. Oxygen and hydrogen isotopic compositions of river water decrease with elevation. This trend is explained by elevation effect. As mentioned in ③, this study showed that downstream river sediments contain high amounts of base metal elements, Cr and Ni are mostly of natural origin rather than anthropogenic origin, and Cu and Pb are highly mobile from extraction experiments. Therefore it is required that Cu and Pb are removed from the downstream sediments. |
| 共同研究者 Collaborators |
中野 孝典（京都大学環境科学研究所 教授） Nakano Takanori |
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