水文・水環境研究部会企画セッション
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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-. 神戸大学農学部      ○多田明夫. 農業土木における. 水質測定項目と. 分析法について. 制約. 測定項目の選定要因. 1) 研究目的. 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. → 将来、 安定同位体/環境ホルモン/農薬・重金属 の分析へ?.

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神戸大学農学部      ○多田明夫

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Presentation Transcript


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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-

神戸大学農学部      ○多田明夫

農業土木における

水質測定項目と

分析法について


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制約

測定項目の選定要因

1)研究目的

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


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農業土木での測定項目(1)


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農業土木での測定項目(2)


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測定項目についての整理

→将来、安定同位体/環境ホルモン/農薬・重金属の分析へ?

・水温/pH/EC/SS - 基本

・N/P/COD      - 主要

・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


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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

    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


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←100~300万円

←15~40万円

測定機器(1)

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


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←150~500万円

←2000万円~

測定機器(2)

3)原子吸光・フレーム光度計

・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


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←150~600万円(MSは2500万円~)

←350~500万円

←30~50万円

←2000~5000万円

測定機器(3)

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


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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

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


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・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

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)

→・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。


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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


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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)


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これからの研究・分析展望(4)

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


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ダウン・サイジング

組込(オンライン)化

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


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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


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解決すべき課題(2)

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


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