Isotope hydrograph separation for modeling of runoff mechanisms of atmospherically derived chemical and radioactive pollutants

大気降下起因の化学汚染物質・放射性汚染物質の流域移行挙動モデルのための同位体を用いた流出成分分離

松永 武; 柳瀬 信之; 半澤 有希子  ; 都築 克紀  ; 長縄 弘親  

Matsunaga, Takeshi; Yanase, Nobuyuki; Hanzawa, Yukiko; Tsuzuki, Katsunori; Naganawa, Hirochika

久慈川水系の支流において、雨水・河川水中の水素及び酸素の安定同位体(H, O)をトレーサーとして、降水時の水流出成分の分離を研究した。降雨時の水流出を、降雨の前から河川を涵養している「古い水」(地下水流出成分)と、その降水から来る「新しい水」の2つに分離した。この観測では、「新しい水」の水流出としての寄与は極めて小さいことが見いだされた。次に、流出する微量元素の由来を、河川水中の濃度変動と地下水中濃度に基づいて、その2つの成分に分離した。この結果、幾つかの有害性微量元素(Sb, Cu, Cr)は、「新しい水」にかなりの比率(24-54%)が由来することが推定された。この結果は、「新しい水」が大気から降下した有害性微量元素の流出挙動に大きな役割を有することを示唆している。

In a tributary watershed of the Kuji River of Japan, the hydrological components of runoff associated with a rain storm event were investigated using isotope tracers of hydrogen (H) and oxygen (O) in precipitations and stream water. The runoff was separated into either "old water" (pre-existing in the ground before the storm) and "new water"(from the storm precipitation). It was found that the discharge of several hazardous trace elements (Sb, Cu, Cr) was largely (24-54%) attributable to that of the new water in spite of its small contribution to the total water discharge. These investigations suggest that the new water may play an important role in the migration of atmospherically derived, hazardous trace elements to streams during rain storms.