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安定同位体比測定による海洋生物起源メタン・硫化カルボニルの生成過程の解明

Research Project

Project/Area Number 19030007
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

豊田 栄  Tokyo Institute of Technology, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (30313357)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山田 桂太  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (70323780)
上野 雄一郎  東京工業大学, グローバルエッジ研究院, 特任助教 (90422542)
吉田 磨  酪農学園大学, 環境システム学部, 講師 (20448830)
木庭 啓介  東京工業大学, クローバルエツジ研究院, 特任助教 (90311745)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥8,000,000 (Direct Cost: ¥8,000,000)
Fiscal Year 2008: ¥4,300,000 (Direct Cost: ¥4,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Keywords安定同位体比 / メタン / 硫化カルボニル / 植物プランクトン / 測定法開発 / 大気海洋 / 環境分析 / 地球化学
Research Abstract

直接・間接的に地球の放射エネルギー収支に寄与するメタン(CH_4)と硫化カルボニル(COS)は、海洋表層-大気下層において生物活動に起因して生成するが、好気的CH_4生成の有無とその機構、COSの物質収支については不明な点が多く残されている。本研究では安定同位体比を利用して、植物プランクトンの培養実験による酸化的CH_4生成の検証と生成機構の解明、およびCOSの高感度・高精度硫黄同位体比測定法の開発と大気・海水試料への適用を試み、本年度は以下の成果が得られた。
1. 研究協力者(学外研究者および大学院生)の協力も得て木崎湖、深見池、諏訪湖で植物プランクトンを採取し、無菌的に室温自然光条件下で培養した。CH_4の生成を確認するとともにその炭素同位体比を測定した。前年度北太平洋において採取した海水試料の分析結果の解析を進め、この海域で観測された亜表層の過飽和溶存メタンは微小粒子内の還元環境下でメタン生成菌によって生成されたものと推定した。今後、種々のプランクトンについて純粋培養して生物種、温度、光条件などに対する依存性についての研究を展開することにより、酸化的CH_4生成の重要性が明らかになると期待される。
2. フラグメンテーションを利用したCOSの高精度硫黄同位体比測定法の開発を進めた。研究協力者(大学院生)の協力を得て、COS硫黄同位体比の標準試料の国際標準物質(CDT)に対する較正を行うために、COSの標準ガスを精製後、SF6に変換して4種硫黄同位体比を測定した。並行して大気・海水中に存在する微量COSを抽出、濃縮、分離するための前処理装置を試作し、GC/FPDと組み合わせて基礎実験を行った。今後、分析精度の向上、海水試料の分析法開発に取り組むことにより海洋表層-大気下層におけるCOSの挙動解明が期待される。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Isotopomeric analysis of N2O dissolved in a river in the Tokyo metropolitanarea2009

    • Author(s)
      Toyoda, S., H. Iwai, K. Koba, and N. Yoshida
    • Journal Title

      Rapid Communications in Mass Spectrometry 23

      Pages: 809-821

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  • [Journal Article] Quadruple sulfur isotope analysis of ca. 3.5 Ga Dresser Formation : new evidence for microbial sulfate reduction in the Early Archean2008

    • Author(s)
      Y. Ueno, S. Ono, D. Rumble, S. Maruyama
    • Journal Title

      Geochimica et Cosmochimica Acta 72

      Pages: 5675-5691

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Isotopomeric characterization of N_2O produced, consumed, and emitted by automobiles2008

    • Author(s)
      S.Toyoda, S.Yamamoto, S.Arai, H.Naia, N.Yoshida, K.Kashiwakura, K.Akiyaina
    • Journal Title

      Rapid Communications in Mass Spectrometyr 22

      Pages: 603-612

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurements of stable carbon isotopic composition of ethane and propane over the western North Pacific and eastern Indian Ocean: auseM indicator of atmospheric transport process2007

    • Author(s)
      H.Naia, S.Toyoda, N.Yoshida
    • Journal Title

      Journal of Atmospheric Chemistry 56(3)

      Pages: 293-314

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of nitrification and denitrification on the nitrous oxide in the eastern tropical North Pacific and Gulf of California2007

    • Author(s)
      Yamagishi H., M.B.Westley, B.N.Popp, S.Toyoda, N.Yoshida, S.Watanabe, K.Koba, Y.Yamanaka
    • Journal Title

      J. Geophys. Res.-Biogeosciences 112

      Pages: 020151010192006-020151010192006

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    • Author(s)
      上野雄一郎、ダニエラチェセバスチャン、吉田尚弘、ジョンソンマシュー
    • Organizer
      日本地球化学会
    • Place of Presentation
      東京(招待講演)
    • Year and Date
      2008-09-19
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      Y. Ueno and S. O. Danielache
    • Organizer
      Asrtobiology Science Conference
    • Place of Presentation
      Santa Clara, California, USA(招待講演)
    • Year and Date
      2008-04-16
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      戸張賀史, 木庭啓介、柴田英昭、豊田栄、佐藤冬樹、吉田尚弘
    • Organizer
      日本生態学会第55回大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      2008-03-16
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  • [Presentation] Distribution of Methane at WOCE-P01+P03 lines in the North Pacific2008

    • Author(s)
      Imai, S., O. Yoshida, K. Kawano, S. Toyoda, A. Fujii, K. Yamada, S. Watanabe, and N. Yoshida
    • Organizer
      Fourth International Symposium on Isotopomers
    • Place of Presentation
      東京
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  • [Presentation] 北太平洋WOCE-PO1・PO3におけるメタンの挙動2008

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      今井翔、吉田磨、河野恒平、豊田栄、藤井彩子、山田桂太、渡邉修一、吉田尚弘
    • Organizer
      日本地球化学会第55回年会
    • Place of Presentation
      東京
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    • Author(s)
      A.Makabe, K.Koba, S.Toyoda, N.Yoshida
    • Organizer
      2007 AGU Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Moscone Center West, San Francisco
    • Year and Date
      2007-12-13
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  • [Presentation] Isotopomer analysis of N2O produced during waste water treatment2007

    • Author(s)
      S.Toyoda, A. Fujiwara, N. Yoshida
    • Organizer
      2007 AGU Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Moscone Center West, San Francisco
    • Year and Date
      2007-12-13
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  • [Presentation] バイオマス燃焼起源水素ガスの安定同位体特性2007

    • Author(s)
      林田茉莉子、山田桂大、豊田栄、吉田尚弘
    • Organizer
      日本地球化学会2007年年会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2007-09-20
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  • [Presentation] 施肥された農耕土壌から放出されるN_2Oのアイソトポマー比2007

    • Author(s)
      矢野翠, 豊田栄、木庭啓介、秋山博子、早川敦、須藤重人、西村誠一、八木一行、吉田尚弘
    • Organizer
      日本地球化学会2007年年会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2007-09-19
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  • [Presentation] 牛ふん堆肥化過程で発生するN_2Oのアイソトポマー比2007

    • Author(s)
      深澤真、豊田栄、前田高輝、長田 隆、白石誠、吉田尚弘
    • Organizer
      日本地球化学会2007年年会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2007-09-19
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 安定同位体比から見た琵琶湖における一酸化二窒素の生成機構2007

    • Author(s)
      真壁明子、木庭啓介、由水千景、小川奈々子、陀安一郎、KIM Chulgoo、大河内直彦、豊田栄、吉田尚弘、永田俊
    • Organizer
      日本陸水学会第72回水戸大会
    • Place of Presentation
      茨城大学水戸キャンパス
    • Year and Date
      2007-09-11
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 対流圏大気中N_2Oのアイソトポマー比の分布と経年変動2007

    • Author(s)
      豊田栄、吉田尚弘、町田敏暢、遠嶋康徳、高橋善幸
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2007年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2007-05-21
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 数百ppmレベルの大気水素の迅速同位体比測定2007

    • Author(s)
      山田圭太、林田茉莉子、豊田栄、吉田尚弘
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2007年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2007-05-21
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      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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