貧酸素海域の環境特性を考慮した酸素収支モデルの構築

考虑缺氧海域环境特征的氧平衡模型构建

基本信息

批准号：
07J12045
负责人：
遠藤徹
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

閉鎖性水域の水環境は,密度成層が発達する夏季になると底層水の貧酸素化によって劣悪な状況に陥る.港湾海域では,底層への酸素供給を促進する人工構造物やエアレーション装置が開発されているが,これらの技術の貧酸素化改善効果を明らかにするためには,底質の酸素消費特性を明らかにする必要がある.本研究は,港湾海域において年間を通じた現地調査を実施して,底質の酸素消費特性の季節変化について検討した.調査は,大阪湾奥部の堺泉北港にて,2008年4月から2009年3月に2週間毎に実施した.調査では,人為的に酸素を供給することが可能なチャンバー装置を用いて底質の酸素消費量を計測し,これと同時に,海域の水塊構造(水温・塩分・DOの鉛直分布),底層水の水質(リン酸・アンモニア態窒素・酸化還元電位・鉄・硫化物)を測定した.これらの調査より,チャンバー内のDO濃度が減少する過程において,底質の酸素消費フラックスは底質直上の酸素濃度に依存する形態とそうでない形態を有していることが明らかとなった.また,酸素供給により底質の直上水中のDO濃度が高い領域でDO濃度に依存する形態が支配的となることが明らかとなった.季節的な変化に関しては,底層が貧酸素化している季節はDO濃度に依存する酸素消費の影響が大きくなり,底層の貧酸素化か解消した季節はその影響がほとんどみられなくなった.このとき,酸化還元電位との関係から,DO濃度に依存する形態は化学的な酸素消費であると考えられた.さらに,酸素消費フラックスから求められる酸素消費速度は,全調査期間において底質直上のDO濃度と反比例の傾向を示していた.両者の関係から,DO濃度と酸素消費速度の関係を回帰的に定式化し酸素消費特性をモデル化しか.このように底質直上のDO濃度から求めることのできる底質モデルによって,海域の貧酸素化の改善効果を正確に予測することが可能となる.

在夏季，密度分层发展时，封闭水体的水环境由于底层水的氧气耗尽而变得恶劣。在港口海域，已经开发了人工结构和曝气装置来促进底层的氧气供应。，这些技术为了明确改善缺氧的效果，需要明确底层沉积物的耗氧特征。本研究我们在港口海域进行了全年的实地调查，调查了底层沉积物的耗氧量。我们研究了底部沉积物的耗氧量特征。该调查从2008年4月至2009年3月每两周在大阪湾内部的堺仙北港进行一次，测量氧气消耗量，同时测量该海域的水团结构。从这些调查中，我们发现了DO浓度的变化过程。室内沉积物的耗氧通量减小。很明显，有些形式取决于沉积物正上方的氧气浓度，而有些形式则不依赖于沉积物正上方的水中的溶解氧浓度因氧气供应而较高的区域。取决于溶解氧浓度，很明显该季节将占主导地位。对于节点变化，在底层贫化的季节，耗氧量对DO浓度的影响变大，而在底层脱氧的季节几乎没有影响，从与氧化还原电位的关系来看，对溶解氧浓度的依赖性被认为是化学耗氧量。此外，在整个研究期间，根据耗氧通量计算的耗氧率显示出与沉积物正上方的溶解氧浓度成反比的趋势。两者之间，D O 浓度和耗氧率之间的关系可以递归地表达，并且可以对耗氧特性进行建模。这样，通过使用可以根据沉积物正上方的 DO 浓度确定的沉积物模型，我们可以估计改善海域的氧气消耗可以做出准确的预测。