問題
富栄養化した湖沼の水質に関する記述として，誤っているものはどれか。
⑴ 光合成によって二酸化炭素が消費されると，pHは低下する。
⑵ 表層に近い好気的な環境の下では，植物プランクトンの死骸などは微生物によって分解・無機化していく。
⑶ 水域が成層すると，表層から酸素が深層に供給されにくくなる。
⑷ 貧酸素化した底質で行われる嫌気分解は，好気分解に比べ効率が悪いので，完全に無機化されない懸濁態有機物が蓄積されやすい。
⑸ 底質が長期にわたり貧酸素状態となると，鉄やマンガンのイオン態の溶出，脱窒による窒素ガスの発生などが起こりやすくなる。
正解
（１）
解説
（１）
光合成の反応式は次の通り。
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
また、光合成を行うには水中のCO2だけでは足りないためHCO3–も消費されます。
そしてCO2、HCO3–などは水中で以下の平衡が成り立っています。
CO2 + H2O ⇄ H2CO3 ⇄ HCO3– + H+ ⇄ CO32- + 2H+
よって光合成によりCO2やHCO3–が消費されるとこの平衡を保つために水素イオンが消費が進む、つまりpHは上昇するので誤り。
（２）
記載の通り、好気的な環境の下では，植物プランクトンの死骸などは微生物によって分解・無機化していきます。 好気条件での有機物の分解は酸化分解で、CO2、水、NO3–、PO43-などに回帰します。
これらは混合によって表層に供給されると、再び植物プランクトンによって利用され有機物合成に使われます。
（３）
成層とは水、空気、その他の物質が層を成し、混ざり合わず、層状に分かれている状態を言います。水域が成層すると，表層と深層とで水の混合がほとんど起こらなくなるため、表層から酸素が深層に供給されにくくなります。
よって正しい。
（４）
嫌気分解は，好気分解に比べ効率が悪いです。なので表層から大量に有機物が供給された場合（＝富栄養化が進んだ状態下の場合）、底質に完全に無機化されない懸濁態有機物が蓄積（＝ヘドロの形成）されます。
よって正しい。
（５）
底質が長期にわたり貧酸素状態となると，底質の中で安定していた物質が還元されます。
底質には鉄やマンガンの塩が含まれていますが、それらが還元され、鉄やマンガンのイオン態として溶出します。
また、硝酸塩は亜硝酸塩（NO2–）へ還元され、そしてNOやN2Oとなり最終的にはN2ガスへと還元されていきます。この過程を脱窒と呼び、嫌気的な条件で起こります。
よって正しい。
