水質調査の現地観測手法について 茨城大学農学部 黒田 久雄
軸 キーワード 制限 空間 広さ，地域 面積，均一性 時間 期間，間隔 測定・分析能力 量 水収支，採水 水文量，採水量 水質問題を考える上での思考軸 軸 キーワード 制限 空間 広さ，地域 面積，均一性 時間 期間，間隔 測定・分析能力 量 水収支，採水 水文量，採水量
水質研究の目的と方法 水質研究の目的 水質流出機構の解明 水質汚濁防止対策 水質研究の方法 調査 実験 モデル
面源問題解決の難しさ 水質研究は，水文学と同様に収支（負荷量）の概念が必要 面源： 水田，畑地，樹園地，草地，林地，放牧地，原野 面源問題解決の難しさ 面源： 水田，畑地，樹園地，草地，林地，放牧地，原野 面源の特徴： 物質は降水・用水とともに流入し，地表水と地下水とともに流出する 面源観測の難しさ： 水系、土地利用間の関係が複雑である 物質収支は，水文観測と水質測定を同様の精度で行う必要がある 水質測定は測定間隔によっても精度が決定される 水質研究は，水文学と同様に収支（負荷量）の概念が必要
調査地の設定方法 集水域調査： 土地利用を同じ比率で小規模にする。 または単独にして、特徴を明らかにする。 霞ヶ浦の富栄養化問題を例に取ると 調査地の設定方法 目的により異なるがここでは集水域調査を例に取る 集水域調査： 土地利用を同じ比率で小規模にする。 または単独にして、特徴を明らかにする。 霞ヶ浦の富栄養化問題を例に取ると １．霞ヶ浦流域と土地利用比率の似た集水域を選定 ２．単一土地利用の集水域を選ぶ ３．特徴的な汚染源や浄化源を含む集水域調査
採水地点（どの場所で）と採水ポイント（どこから採水） 採水地点は，集水域調査では末端と要所を押さえる できるだけ代表点と思われる地点で採水することが重要 土地利用と土地配置が水質におよぼす影響がある 採水地点を決めるには細かな予備調査が必要である 調査面積によっては，採水地点により水質が大きく変わる例もある
谷津田 林地 畑地 ●S3 ●S5 ●S1 ●S4 ●S2 ●S6 ● 井戸 湧水 8.4m 5.7m 26.2m 22.3m 13.9m
NO3-N濃度 湧水と地下水地点 70 60 50 40 30 20 10 W1L S1 W1R W2L S2 W2R W3L S3 W3R 10 20 30 40 50 60 70 NO3-N濃度 湧水と地下水地点
採水ポイント 採水ポイント ○河川断面のどこで採水すればよいか？ ○平均水質の場所で採水するのが理想だが，平均水質とは？ 採水ポイント 採水ポイント ○河川断面のどこで採水すればよいか？ ○平均水質の場所で採水するのが理想だが，平均水質とは？ ○懸濁態成分は，質量により水質分布が形成される． ○水質分布は不均一なので，採水ポイントを固定した 自動採水器を用いた採水では注意が必要である ○懸濁態、特に砂は河川中より河床移動の方が大きいのではないか？
採水の時間間隔 時間におよぼす要因 ○分析方法による物理的採水本数 ○移動時間による制限（面積） ○自動採水器などの自動化機械の有無 ●定期調査 ○連続測定 ●集中調査 ○インターバル測定 時間におよぼす要因 ○分析方法による物理的採水本数 ○移動時間による制限（面積） ○自動採水器などの自動化機械の有無 ○気象による測定の限界
増水時の流出負荷量割合 土地利用が最も単純な林地の場合 豊水量以上の水量を増水時とした場合 増水時分
増水時と平常時の負荷割合
６時間間隔の採水から考えられる測定間隔 ６時間間隔で測定した値を真値と仮定する 誤差 10% 20% NO3-N負荷量 3日間隔以下 ６時間間隔の採水から考えられる測定間隔 ６時間間隔で測定した値を真値と仮定する 誤差 10% 20% NO3-N負荷量 3日間隔以下 10日間隔以下 T-N負荷量 1日間隔以下 2日間隔以下 SS負荷量 数時間以下
デジタルとアナログ 新規連続測定技術の発展 ノート型PCの高機能化 メモリーの大容量化 水質センサ反応の発展 デジタルとアナログ アナログならではの連続観測もあるが、デジタル測定のメリットが大きい 新規連続測定技術の発展 ノート型PCの高機能化 メモリーの大容量化 水質センサ反応の発展 今後期待できるコンピュータ測定技術開発 バイオチップなど新規センサの開発 燃料電池などの長時間バッテリの開発
今後の展望（１） 水質測定と現地測定との関連 採水 ○少量サンプルで可能な分析方法（測定項目・頻度をあげられる） ○少量サンプルで可能な分析方法（測定項目・頻度をあげられる） 懸濁態成分の水質項目の測定精度向上 ○降雨連動採水器などを利用して、降水時と平常時の測定頻度を変える ○濁度計で連続観測し，懸濁態成分とのキャリブレーションを取る 測定 ○コンピュータ利用可能技術の利用
今後の展望（２） 水質モデルの開発に伴う現地データの重要性 例： GIS活用に伴う調査方法の開発 衛星データの水質への利用 例： GIS活用に伴う調査方法の開発 衛星データの水質への利用 広域で行っている行政データの活用