土壌水流に伴う溶質分散が脱窒過程窒素同位体分別係数に及ぼす影響の検討

反硝化过程中土壤水流溶质扩散对氮同位素分馏系数的影响考察

基本信息

批准号：
05858066
负责人：
川西琢也
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05858066/
关键词：
土壌物質移動脱窒同位体分別係数同位体自然存在比

项目摘要

土壌水流に伴う溶質分散が窒素同位体分別過程に及ぼす影響を明らかにするためには、まずは土壌の透水性等の動的水分特性を検討する必要がある。このためカラムにテンシオメータを取付け一定流量で水を供給する装置で、内灘海岸の砂について透水係数と土壌のぬれ具合について検討した。また、分散係数については、小型のカラムで上向流で硝酸態窒素溶液をステップ入力で供給し、出口濃度の経時変化をフラクションコレクターを用いて採取、計測することにより求めた。このようにして土壌における溶質の移動についてある程度明らかになった砂について、小型のカラムを作り、硝酸態窒素とグルコースを同時にカラムに上向流で供給して脱窒を行わせ、入出硝酸態窒素量より、脱窒量、脱窒率を算出し、これと流出液の窒素同位体存在比より脱窒過程における窒素の同位体存在比を算出した。また、実験と並行して、数理モデルを用いて、カラムの様に有限の長さを持つシステムにおいて溶質の分散が流出水の同位体分別係数に及ぼす影響について検討を加えた。この結果については論文として水環境学会誌に報告した。土壌の溶質分散が見かけの同位体分別係数に影響が顕著になるのは、土壌水流がごく遅い場合に限られるので、これを実験的に再現するのが難しかった。また、得られた測定点数が少ないため、今年度内には分散係数と見かけの同位体分別係数の関係を議論するところまでは至らなかった。この研究課題については、今後も実験を継続していく予定である。

为了阐明土壤水流伴随的溶质扩散对氮同位素分馏过程的影响，首先需要考察土壤渗透性等动态水特性。为此，我们使用了通过在柱上安装张力计以恒定流量供水的装置，并调查了内滩海岸沙子的水力传导率和土壤湿度。另外，通过将硝酸氮溶液以向上流的方式逐步供给到小柱中，并使用馏分收集器收集和测量出口浓度随时间的变化来确定分散系数。对于这样土壤中溶质的运动已得到一定程度澄清的沙子，制作一个小柱，将硝态氮和葡萄糖同时向上流供给该柱，以引起反硝化量。由该量计算出脱氮率和反硝化率，并由此和出水的氮同位素丰度比计算反硝化过程中的氮同位素丰度比。此外，在实验的同时，我们使用数学模型研究了有限长度系统（例如塔）中溶质分散对流出物同位素分馏系数的影响。研究结果发表在《日本水环境学会杂志》上的一篇论文中。只有当土壤水流极其缓慢时，土壤中溶质的分散才会对表观同位素分馏系数产生显着影响，而这种影响很难通过实验重现。此外，由于获得的测量点数量较少，我们无法在本财年讨论离散系数与表观同位素分馏系数之间的关系。我们计划继续进行有关该研究课题的实验。