Quantification of Nitrous Acid (HONO) emission and Understanding its Mechanism Using Rice Paddy Soil and Tea Plantation as Model Cases

以稻田土壤和茶园为例量化亚硝酸（HONO）排放并了解其机制

• 批准号: 21K12213
• 负责人: 峰島 知芳
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: International Christian University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12213/
• 关键词: 亜硝酸; HONO; 硝化; 脱窒; 水田; 茶畑; 菌叢; インタクトコア; 活性汚泥; 亜硝酸; HONO; 硝化; 脱窒; 水田; 茶畑; 菌叢; インタクトコア; 活性汚泥

気相亜硝酸 (HONO)は大気中でOHの前駆体である為、HONOの挙動を研究することはOHの濃度を推定するのに有用である。HONOの日中における放出源が未解明で、土壌からの放出が示唆されている。HONO放出量は亜酸化窒素（N2O）放出量と比較しても無視できない量であることが明らかになってきた。また、硝化脱窒のダイナミクスは、これまでアンモニウムイオン（NH4+）、硝酸（NO3-）の動態を中心として考察されてきたが、新しい知見をもとに亜硝酸（NO2-）を中心として窒素動態を捉え直す必要性が近年提案された。日本の主要農地である水田と茶畑は、共にN2O放出量が非常に多い。しかし、その土壌環境は好対照で、嫌気条件の長い水田と好気条件の長い茶畑ではHONO発生・放出プロセスが大きく異なると考えられる。そこで本研究では日本の主要農地である水田と茶畑から放出されるHONOを定量し、その発生メカニズムを比較・解明することを目的とする。最初の目標はHONOは土壌からどれだけ出ているのか計測し、アクティブな菌叢を明らかにすることである。これまで、実験のポット試験の練習として、畑土壌からのHONO発生量を計測した。ダイナミックチャンバーとフィルターパック法を用い、捕集されたHONOは、イオンクロマトグラフィーで分析した。また、窒素負荷量の違いによるHONOフラックスの変化を確かめるため、施肥量を変えてHONO発生量の経日変化を測定した。土は東京農工大学農学部の畑から採取した。当畑の土は通常尿素を肥料として加えているため、室内実験でも同様に尿素を添加した。窒素負荷量の違いによるHONOフラックスの窒素負荷量の違いによって、HONOフラックスに大きな変動は見られなかった。むしろ窒素を加えていない系が最も高いフラックスを示していた。硝化があまり起こっていない可能性があるため、これからその原因を探る。

由于气相亚硝酸盐（HONO）是OH在大气中的前体，因此研究HONO的行为对于估计OH的浓度很有用。尚未透露白天释放的源头，这表明其从土壤中释放出来。显然，即使与一氧化二氮（N2O）相比，Hono释放的量也不可以忽略不计。此外，已经研究了硝化硝化的动力学，主要是基于铵离子（NH4+）和硝酸（NO3-）的动力学，但是基于新的发现，需要重新考虑氮气动力学，主要是硝酸盐（NO2-）。在日本主要农业土地上，帕迪田和茶场都散发出了大量的N2O。但是，土壤环境良好的对比度，人们认为，在具有较长厌氧条件的帕迪领域，霍诺的产生和释放过程差异很大，有氧条件长的茶场。因此，这项研究旨在量化从稻田和茶场，日本主要农业用地释放的霍诺，并比较和阐明其发生的机制。第一个目标是衡量从土壤中涌出多少霍诺并揭示活跃的植物群。到目前为止，作为实验中锅测试的实践，我们测量了从田间土壤产生的HONO量。使用动态室和过滤包方法通过离子色谱法分析了收集的HONO。此外，为了检查由于氮负荷差异而导致的HONO通量变化，更改了受精量以衡量HONO产生的量的每日变化。土壤是从东京农业大学农业学院的田地收集的。由于通常在我们领域的土壤中添加尿素作为肥料，因此在室内实验中以相同的方式添加尿素。由于HONO通量的氮负荷量差异，HONO通量没有显着变化。相反，没有氮的系统显示出最高的通量。硝化可能性不大，因此我们现在将调查原因。