Environmental chemistry of rivers and lakes. Part IX. Variations in the total-nitrogen and -phosphorus concentration and their compositions in the last 12 years in Lake Biwa, Japan.

Abstract

In order to find useful measures to elucidate trophic status, future changes and the degree of natural cleaning processes in Lake Biwa, a series of thirty-three (once every three months) observations of total-nitrogen (TN) and total-phosphorus (TP) were carried out over the last +, years from September, +330 to May, , **2, along with fractional analyses of TN into dissolved organic-nitrogen (DON) and particulate-nitrogen (PN) and of TP into dissolved organic-phosphorus (DOP) and particulate-phosphorus (PP). The mean and standard deviation (SD) of the TN/TP ratios and those of the concentrations of DON, PN, DOP, and PP were calculated for the Northern (represented by sampling station Ie-1) and Southern Basins (Nb-5) of the lake. The mean values with SD are expected to be practical measures to elucidate the usual or ordinary trophic status of the lake water and specify water masses with unusual status compared with the usual levels. In the present study, we really noticed unusually high values in TN/TP ratios three times at Ie-1 and once at Nb-5, although no clear explanation for the values was obtained because of a lack of monitoring of bioactivities in the water mass. It is also noteworthy to point out the coincidence between the unusually high ratios in TN/TP and PN/PP.

1996年9月から2008年5月に至る12年間, びわ湖水中の全窒素(TN)と全リン(TP)濃度をほぼ3ヶ月に一回の頻度で連続観測した. またこの観測では, 全窒素の画分である溶存態有機窒素(DON)と懸濁態窒素(PN)並びに全リンの函分である溶存態有機リン(DOP)と腎濁態リ ン(pp)濃度も併せて調査した. びわ湖の北湖(代表点le-1)と南湖(Nb-5)のそれぞれに対して, この12年の観測結果を, 観測項目毎の平均値(±t標準偏差)として表すと次のようになる. すなわち, le-1については[Nb-5については角括弧内に示す], TN/TP51±t27[41±24];TN=1 9±6[ 22.7±9.2]μM;TP=0.43±0.18[0.65±0.25]JμM;DON/DOP=61:44[47±32]; PN/PP=17±18[17±18];DON=8.6±4.2[7.9±t5.3]μM;DOP=0.18±0.12[0.20±0.ll]μM;P N=3.2±2.7[7.1±6.1]μM;PP=0.21±0.12[0.45±0.26]μMであった. 本研究で得た各項目の平均値と, 標準偏差で表現した変動幅は, びわ湖の水質の現状を客観的に評価するための有用な尺度になると考えた. すなわち, 観測された栄養状態に関する数値について, それが異常値なのか平常値なのかを判定する基準を得たことになる. これは, 将来の水質観測においても同様な働きをすると考えた. なお, 今回の観測では, le-1で3回, Nb-5で1回, 異常に高いTN/TP比を観測した. しかし, 残念ながら生物学的調査を並行して実施していなかったので, 異常値出現の理由は不明のままに終わった. 加えて特筆できる点は, TN/TP比に異常値が現れるときにはPN/PP比にも異常値が同期して現れることである.