河川の富栄養化対策において, 流域由来負荷 (生活排水・工業排水・農地等に由来する成分) と大気沈着由来負荷の分離は重要であるが, 大気から沈着し長期間流域に蓄積されたレガシー成分までを完全に分離推定することは困難である。そこで本研究では, 全寄与の分離を目的とせず, 公開されている長期観測データのみを用い, 大気質の改善に対して即応的に低減可能な河川窒素負荷 (改善余力) を推定するトップダウン型の簡易統計モデルを提案した。本モデルは, 水質安定時におけるTNと全リン (TP) の強い相関に着目し, TPを伴わない窒素成分 (切片項) のうち, 大気中NOx濃度からの短期的な遅れ (0-2か月) に追従する成分を抽出するものである。その際, 大気由来の寄与が物理的に負にならないよう非負制約を課している。相模川水系桂川に適用した結果, 大気中の窒素酸化物が完全に排除されたと仮定した場合, 非降雨の水質安定時における河川窒素負荷量の2021年時点での最大改善余力は約9%と推定された。この結果は, 2021年時点の対象流域において依然として排水等の流域対策が支配的な効果を持つことを示唆している。本手法は, 追加調査なしに既存データのみで大気対策による改善余力を概算でき, 大気・水質対策の優先順位付けに向けた迅速な診断を可能にする。
