農業土木における水質研究手法－観測・分析・ひろがり－ 水文・水環境研究部会企画セッション8-2 農業土木における水質研究手法－観測・分析・ひろがり－ 農業土木における 水質測定項目と 分析法について 神戸大学農学部　　　　　　○多田明夫

測定項目の選定要因 1)研究目的 制約 2)機器導入コスト 3)ランニングコスト 4)サンプル数 5)手間(煩雑さ・処理時間) 6)環境基準

農業土木 での 測定項目 (1)

農業土木 での 測定項目 (2)

測定項目についての整理 ・水温／pH／EC／SS － 基本 ・N／P／COD － 主要 ・汚水還元や浄化→ ＋重金属 ・汚水還元や浄化→　＋重金属 湖沼　　　　　　　　→　＋バクテリアとChl-a →オーソドックス／新しい変化　小 →将来、安定同位体／環境ホルモン／農薬・重金属の分析へ？

測定法について 基本的に公定法に準ずる 1)工業用水試験法(JISK0101) 2)工業排水試験法(JISK0102) 3)上水試験法 　　　　3)上水試験法 　　　　4)下水試験法 　　　　5)水の分析 　　　　6)土壌養分分析法 　　　　7)土壌標準分析・測定法 　　　　8)分析関連の学会報告・論文 →測定法間の互換性に問題／Cross Check　必要

測定機器(1) ←15～40万円 ←100～300万円 2)電気化学法 ・ISE／pH計／DO計／ORP計 1)吸光光度分析(比色法) 　・分光光度計／吸光光度計(UV/VIS) 　※FIAの導入 　　　　　　　　　ー無機イオン、(重)金属イオン 2)電気化学法 　・ISE／pH計／DO計／ORP計 　・EC計 　・ポーラログラフ　　　－各種元素

測定機器(2) ←150～500万円 3)原子吸光・フレーム光度計 ・励起⇔基底 黒鉛炉付→高感度 ←2000万円～ 4)発光分光分析 　・励起⇔基底　黒鉛炉付→高感度 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　－各種(重)金属 4)発光分光分析 ・ICP、ICP-MS　　　　－各種元素の一斉分析 5)蛍光光度分析／蛍光X線分析 　　－各種(重)金属・無機化合物／各種元素

測定機器(3) ←150～600万円(MSは2500万円～) 6)クロマトグラフィー ←350～500万円 7) ・TOC計／C/Nコーダー ←30～50万円 ←150～600万円(MSは2500万円～) ←2000～5000万円 ←350～500万円 6)クロマトグラフィー ・LC、HPLC、LC-MS、イオンクロマト ・GC、GC-LC ・CE(キャピラリー電気泳動法)、CEC 　　　　－無機・有機イオン、有機化合物、VOC、　　　　　農薬、ガス成分 7) ・TOC計／C/Nコーダー 　 ・富栄養計／簡易水質計(Hack等) 　 ・MS　－同位体 　　・ガス拡散法　・赤外分光　－有機化合物・官能基

これからの研究・分析展望(1) 問題点(1) 1)調査・分析・機器メンテナンスの 経済的・時間的コスト 2)分析法の習熟度に関する不安 　　　　　　　　　　経済的・時間的コスト 2)分析法の習熟度に関する不安 3)水文観測への不安・不備 →経験者への問合せ窓口必要？ 　　→水文関係では学会内によい窓口がない　　　　→研究グループ集団の創生

これからの研究・分析展望(2) 問題点(2) 農業土木の特徴(水質研究) ・農地・農村中心のフィールド研究 ・水質＋水量などのフラックスの研究 →・水文観測の精度が不十分。水収支がとれない →・水文観測の整備された試験圃場・流域の 　　　　　　　　　　　　　共同研究・維持管理が重要 →・過去20年を振り返って、 　　　　抜本的な技術的／方法論的進展がない。

これからの研究・分析展望(3) 研究の方向性 1)自動分析法・省力化－連続モニタリング 2)ガス成分の分析とフラックス評価 3)土壌養分分析・土壌中の物質移動 4)微生物などの生物系分野との連携 5)農薬・環境ホルモンによる汚濁／地球環境／農業問題との境界領域

方向性を決めるもの 1)従来の延長路線(閉塞) →新しい技術的な方法論の導入 ・新たな分析法(高頻度化) ・水収支フラックスの観測方法 　　　　　→新しい技術的な方法論の導入 ・新たな分析法(高頻度化) ・水収支フラックスの観測方法 ・新たな水質・物質測定項目 2)従来の研究場での新Topic →①リサイクル・浄化・環境ホルモンなどの化学物質など、②対象の拡大(土壌・大気)

これからの研究・分析展望(4) 1)ICP、MS(質量分析計)、LC-MS、GC-MSなど高価な機材を要する特異物質の計測と環境中での追跡 分析の観点からは2極化が進行 1)ICP、MS(質量分析計)、LC-MS、GC-MSなど高価な機材を要する特異物質の計測と環境中での追跡 2)モニタリングの重要性の増大 　←第5次水質規制やTMDLs等の面源管理 　→自動分析法・現地観測機器の導入

注目すべき分析技術の 動向 1)センサ ー半導体技術の応用・微小化 ・ISFET－pH計のみ実用化 ダウン・サイジング 2)半導体技術の応用 注目すべき分析技術の 動向 1)センサ　ー半導体技術の応用・微小化 　・ISFET－pH計のみ実用化 2)半導体技術の応用 　　　　　(国策としてのナノテクノロジ・新技術推進) 　・μ-TAS　－(考え方として) 　　　　　　　ラボ・オン・チップなどへの応用 　・キャピラリーを用いたクロマトグラフ・CE(C)法 　　－ポンプやバルブ類のマイクロ化の進行 　　　　　　　→さらなる微量化・高感度化へ ダウン・サイジング 組込(オンライン)化

新しいモニタリング技術・アプローチの必要 解決すべき課題(1) 1)環境シミュレーションへの対応 ・欧米では流域の水質管理などで進展 　　－GISベースの水文モデル＋水質モデル 　　　　　　　　　　　　研究だけでなく行政ツールに ・詳細なデータ蓄積・モニタリングの進展 　　　　　　　　　　　　←日本よりも深刻な水質被害 ↓ 新しいモニタリング技術・アプローチの必要

解決すべき課題(2) ①関連分野の研究者の共同研究が必要 ②新しいモニタリング技術の必要 2)広域水管理・流域管理と物質循環の把握 ・環境保全・浄化も考慮した広域の物質循環の把 　握が必要 ・ベースとなる流域データの蓄積・詳細なデータ・ 　モニタリングの進展が重要 ・ガス態の移動・土壌吸着などのフラックスの計　 　測評価 ↓ ①関連分野の研究者の共同研究が必要 ②新しいモニタリング技術の必要