化学センサーによる海洋における酸化還元指標物質の長期モニタリングシステムの開発

• Project/Area Number: 15710012
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Environmental dynamic analysis
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 岡村 慶 京都大学, 化学研究所, 助手 (70324697)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 化学センサ / 長期観測 / 海中 / 地殻変動 / 半閉鎖海域 / 現場分析 / 硫化物 / 圧力試験 / 海洋 / センサー / 硫黄 / 現場計測 / 貧酸素 / 内湾

Research Abstract

火山活動に伴う地殻変動や人類の生産活動などによって環境中に放出される酸化還元指標物質のうち、比較的濃度変化の大きな成分である硫化物イオンとその金属化合物などの関連物質の測定と、その濃度変動によりそれぞれの活動様相の把握と将来の濃度変動の傾向の把握を目指した化学センサーの開発を行った。
本年度も、現有機器である現場型化学成分自動分析装置をベースにおき、深海で作動する分析装置の基礎検討を引き続き行った。まず、制御部のCPUなどを組み込む耐圧容器の外部処理を行い、耐触性の向上を図った。サンプルの高速吸入などを行うための駆動部を収納する油漬け被圧容器の設計も試みた。腐食対策のため、アクリル及びテフロン素材の使用や、アルミ素材の皮膜処理などに関して検討を行った。その後、東京大学生産技術研究所の耐圧試験水槽を用いて、加圧実験を行った結果、実際の使用に耐えうることを確認した。光ファイバを用いたセンシング手法に関して、肉厚のプラスティック製ファイバが圧力下での作動に良好であることを前年度までに確認したが、今年度はこのファイバの取り回し手法に関して設計改良を行い、より強固なセンシング手段を開発することに成功した。電気化学センサ部分の基礎検討も引き続き行った結果、約30秒に1データ程度の高速サンプリングを行うことが可能となった。本年度もサンプル中の溶存化学成分の濃度が高い領域である、沖縄トラフ、伊豆小笠原海域など海底熱水域から、比較的硫化物濃度の大きいサンプルを得る事に成功した。

Research Products

• [Journal Article] 化学トレーサーを用いた水曜海山熱水プルーム中における微生物活動の定量化 (2005)
  • Author(s): 角皆 潤
  • Journal Title: 海の研究 14 Pages: 279-296
• [Journal Article] 海底熱水活動地帯の化学環境を明らかにする試み (2005)
  • Author(s): 石橋純一郎
  • Journal Title: 海の研究 14 Pages: 251-266
• [Journal Article] Development of an in situ manganese analyzer using micro-diaphragm pumps and its application to time-series observations in a hydrothermal field at Suiyo seamount (2004)
  • Author(s): Kei OKAMURA
  • Journal Title: Geochemical Journal 38 Pages: 635-642
  • NAID: 10014093390
• [Journal Article] 海底ケーブルに設置・応用可能な化学分析装置と化学センサー (2004)
  • Author(s): 岡村 慶
  • Journal Title: 月刊地球 26 Pages: 281-286
• [Journal Article] In situ observations of dissolved Manganese in hydrothermal vent plumes at Mariana trough (2004)
  • Author(s): Kei OKAMURA
  • Journal Title: EOS Transaction AGU 85(47)
• [Journal Article] Development of a deep-sea in-situ chemical analyzer for Mn, Fe and alkalinity using flow-through analysis (2004)
  • Author(s): Kei OKAMURA
  • Journal Title: EOS Transaction AGU 84(52)
• [Book] 海と湖の化学 微量元素で探る「第4章 海底熱水と海底湧水の化学」,253-271(監修:藤永太一郎、編集:宗林由樹,一色健司) (2005)
  • Author(s): 岡村 慶
  • Total Pages: 560
  • Publisher: 京都大学学術出版会
• [Publications] 岡村慶, 畑中弘, 宗林由樹: "マイクロ・ダイアフラムポンプを用いた海水中マンガンの現場フロースルー式分析法の微少量分析化及び省電力化"分析化学. (印刷中). (2004)
• [Publications] 岡村 慶: "海底ケーブルに設置・応用可能な化学分析装置と化学センサー"月刊地球. 26・4(印刷中). (2004)