報告書番号

V09037

タイトル（和文）

窒素安定同位体比を用いた貯水池集水域における窒素負荷源の解析

タイトル（英文）

Estimation of sources of nitrate by nitrogen isotope ratios in the watersheds of a reservoir

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

貯水池集水域を対象に，窒素安定同位体比（δ15N値）を利用して，河川水中窒素の起源を推定するため，負荷源構成の異なる計16個の流域を設定し，出水時を含む河川水質の通年調査を行った。出水時，平水時ともに，下流域では上流域に比べてδ15N値が高かった。一般的に生活・畜産排水等に含まれる窒素のδ15N値は高いといわれており，出水時は下流域で窒素濃度も高かったことから，人為的な影響が表れたと考えられた。一方，平水時は，下流域において窒素濃度が上流域とほぼ同じであるにもかかわらず，δ15N値が高い流域がみられた。これは，人為起源の窒素供給，および河川流下過程での脱窒等の窒素循環に伴うδ15N値の上昇を反映していると推察された。さらに，硝酸態窒素濃度とδ15N値をパラメータとした負荷量算定法により，発生源別の負荷量を推定し，原単位法による負荷量の算定結果と併せて解析を行った。その結果，河川水中の窒素の起源として，原単位法では負荷はない，あるいは農耕地由来の負荷としてカウントすることの多い牛・鶏の糞尿の影響が無視できないことが分かった。さらに，原単位法による豚の負荷量が，原単位の設定値や飼養頭数（フレーム値）が不正確であることに起因し，過大に評価されている可能性が高いと推察された。以上より，δ15N値を用いて窒素の起源を推定し，限定的ではあるが原単位法の誤差要因を抽出できる可能性のあることが明らかとなった。

概要 （英文）

The feasibility of using nitrogen isotope ratios of nitrate (NO3-) for elucidating sources and transformations of riverine nitrate was evaluated in a comparative study of the 16 watersheds, which have wide variation in land use and in the number of human and livestock, of a reservoir in Japan. Stream water samples were collected repeatedly at the outlets of the watersheds under the conditions of low and high discharge between May 2005 and March 2006 for determining the concentrations and 15N values of riverine nitrate. Under high discharge, the watersheds with anthropogenic sources such as agricultural land and livestock had higher concentrations and 15N values of nitrate than the three forested watersheds without anthropogenic sources. Comparison between the watersheds revealed that increasing 15N values were accompanied by increasing nitrate concentration. These results indicate nitrate with higher 15N values is derived from the anthropogenic sources. Under low discharge, some watersheds with anthropogenic sources had almost equal nitrate concentration with forested watersheds, although the watersheds had higher 15N values than forested watersheds. This implies that nitrogen derived from anthropogenic sources is supplied to streams, and that loss of nitrate and increase in 15N values is caused by nitrogen removal processes such as denitrification wihtin streams. Comparison of sources estimated based on the concentrations and 15N values of nitrate with those estimated based on land use data, the number of human and livestock, and load factor revealed that 15N values is useful to identify nitrate derived from livestock waste and to evaluate uncertainty in sources estimated by load factor method.

報告者

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