| Project/Area Number |
19K22908
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
Tsunogai Urumu 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (50313367)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 溶存酸素 / 呼吸速度 / 光合成速度 / 安定同位体 / トレーサー / 海洋 / 湖沼 / 伊勢湾 / 同位体トレーサー法 / 酸素同位体 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、極微量安定同位体である質量数17の酸素原子を標識トレーサーに用いた、高感度かつ高確度、そして簡便な水試料中の呼吸速度定量法を開発することを目的とする。具体的には、質量数17の酸素原子を濃縮した酸素ガスを水試料に添加して培養し、その間に進行した呼吸反応が引き起こす、水の酸素同位体比変化を超高精度で定量化することで、呼吸速度を求める。また伊勢湾で観測を行い、同湾における貧酸素水発生の主要因を明らかにするとともに、その大きさを規定する主要環境因子を考察する。また、光環境の影響を無視して定量化する従来法の問題点について考察する。
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| Outline of Final Research Achievements |
A new method to quantify the respiration rates in water columns by using the trace stable oxygen isotope (O-17) as a tracer is developed. In this method, the oxygen molecules of which oxygen atoms have been replaced by O-17 are added to water samples sealed in glass bottles. Because the added oxygen molecules were converted to water molecules in the bottles through respiration, the respiration rates can be estimated by measuring temporal variations in the triple oxygen isotopic compositions of water. By using the new method, vertical distributions of respiration rates were measured in the water columns of a costal ocean area and a mesotrophic lake where hypoxic water mass can be found at the bottom. We concluded that the water column respiration is as important as the respiration in the water-sediment interface during the formation of the hypoxia in each water column. The new method can be applicable to determine the respiration rates in the open ocean water columns as well.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
各水環境における水中の酸素消費速度 (=呼吸速度) の大きさや、その季節変動や長期変化の実態を把握すること、さらにその大小を規定する環境因子を明らかにすることは、人類にとってきわめて優先度の高い課題であるが、暗瓶法等の従来の呼吸速度定量法は検出感度が低く、また確度にも問題があった。本研究で開発した新手法は高感度、高確度かつ簡便に水中の呼吸速度定量を実現する画期的な手法であり、水中呼吸速度の観測を一般化・普遍化出来る。貧酸素水塊発生時期予測の高精度化が実現し、貧酸素水塊発生原因の解明も、容易になる。
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