オープンキャンパス 研究室見学 2011/6/18 水循環と水質 富山県立大学工学部 環境工学科 水循環工学講座 奥川 光治 １．水循環工学講座 生命と産業を支える健 全な水循環をめざす 環境水質学 環境衛生工学 環境計量学 水処理工学 大気物理化学 環境毒性学 水環境の保全 水資源の有効 活用 水文学 水圏生物学 河川工学 生態毒性学 ２．健全な水循環 降水 自然の水循環と 人工の水循環 蒸発散 工業用水 生活用水 河川 農業用水 地下水 海 健全な水循環 「流域を中心とした一連の水の流れの過程に おいて，人間社会の営みと環境の保全に果 たす水の機能が，適切なバランスの下に、と もに確保されている状態」 (健全な水循環系構築に関する関係省庁連絡会議) 環境省，国土交通省，厚生労働省， 農林水産省，経済産業省 水循環系の問題点 平常時の河川 流量の減少 水需給の逼迫 渇水の頻発 洪水・渇水被害ポ テンシャルの増大 都市型水害の多発 地下水位低下 湧水枯渇 非常時の用水 確保の困難化 地盤沈下 水質汚濁の進行 新たな水質問題 ヒートアイランド 親水機能の低下 水文化の喪失 生態系への影響 小雨化傾向， 多雨・小雨の 格差拡大 要因 水質汚濁負荷の増大 汚濁物質の多様化 各種用水需要 の増大 地下水の 過剰取水 安全な水，おい しい水のニーズ の増大 各種施設の整備等に よる水循環系の変化 渇水に対する社会・ 経済の弾力性低下 流域の涵養機能 保水・遊水機能 自然浄化機能の低下 水面・水辺空間・緑地 空間の減少 地域における水管 理体制の弱体化 背景 気象の変化 都市の急激な人 口・産業の集中 及び都市域拡大 土地利用の変化 ライフスタイルの 変化(多消費型社 会への変化等) 経済の高度化 効率性重視 過疎化，高齢化 少子化の進行 国民ニーズの多様化 産業構造の変化 ３．研究紹介 物質の水環境における動態とそのモデル化， 制御手法について研究 多環芳香族化合物 農薬 有機物，栄養塩類 ミネラル 研究テーマ 水環境，生態系における多環芳香族炭化水 素の動態 休耕田を利用した地下水涵養における水質 変化と細菌類の消長 生態系を利用した窒素，リンの制御 汽水域の水質特性 水環境，生態系における 多環芳香族炭化水素の動態 背景 化石燃料の燃焼などで発生 一部に発がん性，内分泌攪乱性 長距離汚染？ 調査 大気 降水 降下物 土壌，生態系 休耕田を利用した地下水涵養 背景 都市化，水田面積減少による涵養量の減少 消雪用水利用による地下水位低下 工場の新規立地による地下水利用 調査期間：2005～ 調査場所：砺波市柳瀬 消雪用水利用と地下水位低下 高岡・砺波地域 富山県環境白書(2007) 実験休耕田 流入口から全景 流入口付近 休耕田を利用した地下水涵養 実験・調査のまとめ 耕作中の水田と比較して 大きな浸透量が期待できる 地下水水質への大きな影響は認められない 優れた地下水涵養手法 浄化用水の導入 (1980)内川浄化揚水機場 (1998)内川流域揚水機場 汽水域の水質特性 背景 汽水域の水質特性とその評価 地域活性化と水環境改善 調査 流況：ADCP 水質：有機汚濁，栄養塩，重金属など 生態系：底生生物，プランクトン，魚類など ４．水質環境基準 環境行政の目標 人の健康の保護に関する環境基準 水銀，カドミウム，クロム，鉛，PCB・・・ 生活環境の保全に関する環境基準 基礎的水質項目 pH, BOD or COD(有機汚濁指標)，溶存酸素など 富栄養化項目 窒素，リン 水生生物保全項目 亜鉛 ５．水質分析 機器分析 全有機炭素計 窒素リンオートアナライザー イオンクロマトグラフ 高速液体クロマトグラフ ガスクロマトグラフ 原子吸光分析 誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析 誘導結合プラズマ(ICP)質量分析 全有機態炭素計(TOC計) 差し引き法 全炭素(TC)測定 精製空気 燃焼 試料 CO2 非分散型赤外線吸収方式 ガス分析(NDIR) CO2 非分散型赤外線吸収方式 ガス分析(NDIR) 無機態炭素(IC)測定 酸 試料 TOC = TC – IC 通気 全有機態炭素計(TOC計) 不揮発性有機態炭素(NPOC)法 酸 試料 精製空気 燃焼 通気 IC POC CO2 非分散型赤外線吸収方式 ガス分析(NDIR) 窒素リンオートアナライザー 全窒素 ペルオキソ 二硫酸カリウム 試料 分解 イミダゾール NO3 窒素化合物 還元 NO2 銅カドミカラム スルファニルアミド N-1-NED 発色 吸光度 窒素リン オートアナライザー 全リン ペルオキソ 二硫酸カリウム 試料 リン化合物 分解 モリブデン酸ナトリウム アスコルビン酸 PO4 発色 吸光度 オートアナライザーの原理： 連続流れ分析とは？ チューブ内の水の流れを空気で分節 完全混合・完全反応が可能 BLTEC社HPより 比重差のある試薬で も混合コイルを使用 することによって完璧 に混合させることが 可能 イオンクロマトグラフ 試料 塩化物イオン Cl硝酸イオン NO3硫酸イオン SO42試料 電気伝導率 カラム 電気伝導率 より広く、学ぶ。より深く、研究する。 未来を担う、環境のスペシャリスト をめざして 富山県立大学工学部 環境工学科
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