Transcript 3 - 水文・水環境研究部会

水文・水環境研究部会企画セッション8-2
農業土木における水質研究手法－観測・分析・ひろがり－
神戸大学農学部
○多田明夫
測定項目の選定要因
1)研究目的
2)機器導入コスト
3)ランニングコスト
4)サンプル数
5)手間(煩雑さ・処理時間)
6)環境基準
制約
農業土木
での
測定項目
(1)
農業土木
での
測定項目
(2)
測定項目についての整理
・水温／pH／EC／SS － 基本
・N／P／COD
－ 主要
・汚水還元や浄化→ ＋重金属
湖沼
→ ＋バクテリアとChl-a
→オーソドックス／新しい変化 小
→将来、安定同位体／環境ホルモン／
農薬・重金属の分析へ？
測定法について

基本的に公定法に準ずる
1)工業用水試験法(JISK0101)
2)工業排水試験法(JISK0102)
3)上水試験法
4)下水試験法
5)水の分析
6)土壌養分分析法
7)土壌標準分析・測定法
8)分析関連の学会報告・論文
→測定法間の互換性に問題／Cross Check 必要
測定機器
(1)
1)吸光光度分析(比色法) ←100～300万円
・分光光度計／吸光光度計(UV/VIS)
※FIAの導入
ー無機イオン、(重)金属イオン
2)電気化学法
←15～40万円
・ISE／pH計／DO計／ORP計
・EC計
・ポーラログラフ
－各種元素
測定機器
(2)
←150～500万円
3)原子吸光・フレーム光度計
・励起⇔基底 黒鉛炉付→高感度
－各種(重)金属
4)発光分光分析
・ICP、ICP-MS
←2000万円～
－各種元素の一斉分析
5)蛍光光度分析／蛍光X線分析
－各種(重)金属・無機化合物／各種元素
測定機器
(3)
6)クロマトグラフィー
←150～600万円
(MSは2500万円～)
・LC、HPLC、LC-MS、イオンクロマト
・GC、GC-LC
・CE(キャピラリー電気泳動法)、CEC
－無機・有機イオン、有機化合物、VOC、
農薬、ガス成分
←350～500万円
・富栄養計／簡易水質計(Hack等) ←30～50万円
・MS －同位体
←2000～5000万円
7) ・TOC計／C/Nコーダー
・ガス拡散法 ・赤外分光 －有機化合物・官能基
これからの研究・分析展望
(1)
問題点(1)
1)調査・分析・機器メンテナンスの
経済的・時間的コスト
2)分析法の習熟度に関する不安
3)水文観測への不安・不備
→経験者への問合せ窓口必要？
→水文関係では学会内によい窓口がない
→研究グループ集団の創生
これからの研究・分析展望
(2)
問題点(2) 農業土木の特徴(水質研究)
・農地・農村中心のフィールド研究
・水質＋水量などのフラックスの研究
→・水文観測の精度が不十分。水収支がとれない
→・水文観測の整備された試験圃場・流域の
共同研究・維持管理が重要
→・過去20年を振り返って、
抜本的な技術的／方法論的進展がない。
これからの研究・分析展望
(3)
研究の方向性
1)自動分析法・省力化－連続モニタリング
2)ガス成分の分析とフラックス評価
3)土壌養分分析・土壌中の物質移動
4)微生物などの生物系分野との連携
5)農薬・環境ホルモンによる汚濁／地球環
境／農業問題との境界領域
方向性を決めるもの
1)従来の延長路線(閉塞)
→新しい技術的な方法論の導入
・新たな分析法(高頻度化)
・水収支フラックスの観測方法
・新たな水質・物質測定項目
2)従来の研究場での新Topic
→①リサイクル・浄化・環境ホルモンなどの化
学物質など、②対象の拡大(土壌・大気)
これからの研究・分析展望
(4)
分析の観点からは2極化が進行
1)ICP、MS(質量分析計)、LC-MS、
GC-MSなど高価な機材を要する特異
物質の計測と環境中での追跡
2)モニタリングの重要性の増大
←第5次水質規制やTMDLs等の面源管理
→自動分析法・現地観測機器の導入
注目すべき分析技術の動向
1)センサ ー半導体技術の応用・微小化
・ISFET－pH計のみ実用化
ダウン・サイジング
組込(オンライン)化
2)半導体技術の応用
(国策としてのナノテクノロジ・新技術推
進)
・μ-TAS －(考え方として)
ラボ・オン・チップなどへの応用
・キャピラリーを用いたクロマトグラフ・CE(C)法
－ポンプやバルブ類のマイクロ化の進行
→さらなる微量化・高感度化へ
解決すべき課題
(1)
1)環境シミュレーションへの対応
・欧米では流域の水質管理などで進展
－GISベースの水文モデル＋水質モデル
研究だけでなく行政ツールに
・詳細なデータ蓄積・モニタリングの進展
←日本よりも深刻な水質被害
↓
新しいモニタリング技術・アプローチ
の必要
解決すべき課題
(2)
2)広域水管理・流域管理と物質循環の把握
・環境保全・浄化も考慮した広域の物質循環の把
握が必要
・ベースとなる流域データの蓄積・詳細なデータ・
モニタリングの進展が重要
・ガス態の移動・土壌吸着などのフラックスの計
測評価
↓
①関連分野の研究者の共同研究が必要
②新しいモニタリング技術の必要