琵琶湖深部の貧酸素化にともなうマンガン・ヒ素大量溶出モデルの構築
【研究分野】環境動態解析
【研究キーワード】
琵琶湖 / マンガン / ヒ素 / 低酸素化 / 酸化還元 / 堆積物 / 水質
【研究成果の概要】
本年度の実施内容は、(1)間隙水の化学分析に基づくマンガン拡散フラックスの推定、(2)堆積速度の計測、(3)微小電極実験系の発展、の三点であった。
間隙水の分析から、(1) 全ての調査地点で堆積物－湖水境界から深度2cm以内にMn濃度のピークがあること、(2) ピーク深度は季節変化するが、湖底1mのDOとの対応は不明瞭であること、(3) 計算した拡散溶出フラックスは通年高値であること、が明らかになった。このことから、前年度観測された湖底水中マンガン濃度の季節変化の規制要因として、堆積物からの溶出フラックスの変化よりも溶出後の酸化速度の変化が大きいことが示唆された。
堆積速度の計測結果、今津沖中央および安曇川沖中央において、1960-1980年にかけて堆積速度が上昇した可能性が示された。堆積物表層へのマンガンの濃集は、基本的には堆積速度が遅いほうが進行しやすく、本研究における年代データは1970年代後半から2010年にかけてのマンガン濃集層の成長原因を議論するうえで興味深い結果を与えた。
微小電極実験系は、現場の試験に応用するには至らなかったものの、Mn2+やFe2+の測定に一定の目処がつくところまで技術改良が進んだため、今後室内実験への応用が期待できる。
最後に、本研究は低酸素化がマンガン溶出に及ぼす影響に焦点を当てる一方で、溶出したマンガンの酸化が湖底の酸素消費にフィードバックをかけるという仮説を別途検証していた。間隙水のデータから算出したマンガン溶出フラックスはこの仮説の重要性を支持した。また、堆積物由来の還元性物質が湖底の酸素消費に及ぼす影響について重要な仕事を進めているスイス水質科学研究所（EAWAG）のグループを訪問し、今後の共同研究の方向性について議論を進めることができた。
【研究代表者】