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Investigation of the Sources and Behavior for Particulate Trace Metals in the Oceans Based on Stable Isotope Ratio Analysis

Research Project

Project/Area Number 20K19957
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Takano Shotaro  京都大学, 化学研究所, 助教 (40758439)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords微量金属 / 安定同位体比 / 生物地球化学循環 / 海洋 / 分析化学 / 同位体比 / 大気エアロゾル / 沈降粒子 / 海水 / エアロゾル
Outline of Research at the Start

海洋の微量金属は,過去・現在・未来の海洋環境についての強力な生物地球化学的トレーサーまたはプロキシとなる可能性があるため,それらの生物地球化学循環が活発に研究されている.本研究の目的は,微量金属安定同位体比を用いて海水中粒子態微量金属の起源および溶存態―粒子態変換過程を理解し,現代海洋における微量金属の供給―輸送―除去過程を解明することである.主な研究内容は,(i)大気エアロゾル粒子中微量金属濃度・同位体比分析による微量金属の起源および溶解度の定量的解明,(ii)エアロゾル,海水,沈降粒子,堆積物の微量金属濃度・同位体比を用いた溶存態・粒子態微量金属の海洋ボックスモデルの構築である.

Outline of Final Research Achievements

In the ocean, trace metals such as Fe, Ni, Cu, Zn, Cd, and Pb are essential or toxic to organisms. Their cycling is affected by biogeochemical processes such as biological activities, ocean circulation, and redox.
In this study, we have developed a method for determining stable isotope ratios of trace metals in natural samples and used the method to elucidate the origin and behavior of trace metals in atmospheric aerosols, seawater particles, and seawater.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

海水中の微量金属は,海洋の生物多様性や一次生産に影響を与える.本研究で得られた海水中微量金属の起源に関する知見は,人間活動による海洋汚染の規模推定や,その汚染が未来の海洋環境に与える影響の評価に役立つ.また,本研究で提案する海水中微量金属の海底への輸送メカニズムは,海底堆積物に保存されている微量金属から過去の海洋環境を復元できる可能性を示唆する.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Taiwan Academia Sinica(その他の国・地域)

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  • [Journal Article] 海水中粒子に含まれる重金属の起源を調べる2023

    • Author(s)
      高野 祥太朗
    • Journal Title

      同位体環境学がえがく世界

      Volume: なし Pages: 241-243

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  • [Journal Article] Isotopic evolution of dissolved Ni, Cu, and Zn along the Kuroshio through the East China Sea2022

    • Author(s)
      Takano Shotaro、Liao Wen-Hsuan、Ho Tung-Yuan、Sohrin Yoshiki
    • Journal Title

      Marine Chemistry

      Volume: 243 Pages: 104135-104135

    • DOI

      10.1016/j.marchem.2022.104135

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Zn elemental and isotopic features in sinking particles of the South China Sea: Implications for its sources and sinks2021

    • Author(s)
      Liao Wen-Hsuan、Takano Shotaro、Tian Hung-An、Chen Hung-Yu、Sohrin Yoshiki、Ho Tung-Yuan
    • Journal Title

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      Volume: 314 Pages: 68-84

    • DOI

      10.1016/j.gca.2021.09.013

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Isotopic analysis of nickel, copper, and zinc in various freshwater samples for source identification2021

    • Author(s)
      Shotaro Takano, Mao Tsuchiya, Shoji Imai, Yuhei Yamamoto, Yusuke Fukami, Katsuhiko Suzuki, Yoshiki Sohrin
    • Journal Title

      Geochemical Journal (accepted)

      Volume: -

    • NAID

      130008119470

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 南マリアナトラフにおけるFe, Ni, Cu, Zn, Cd, Pbの同位体比分布2023

    • Author(s)
      金村英雄,高野祥太朗,宗林由樹
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会 「微量元素・同位体を用いた海洋生物地球化学研究 (GEOTRACES-Japan)」
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  • [Presentation] 海水中溶存態Fe, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb安定同位体比分析法の開発2022

    • Author(s)
      金村英雄,高野祥太朗,宗林由樹
    • Organizer
      日本地球化学会年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 海水中溶存態Fe, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb 安定同位体比分析法の開発2022

    • Author(s)
      金村英雄,高野祥太朗,宗林由樹
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      同位体環境学シンポジウム
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  • [Presentation] 東シナ海における溶存態ニッケル,銅,亜鉛の同位体比分布2022

    • Author(s)
      高野祥太朗,Wen-Hsuan Liao,Tung-Yuan Ho,宗林由樹
    • Organizer
      日本地球化学会年会
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  • [Presentation] 微量金属の精密同位体分析法の開発とその海洋・地球化学への応用2022

    • Author(s)
      高野祥太朗
    • Organizer
      プラズマ分光分析研究会115回講演会
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    • Invited
  • [Presentation] 同位体比分析に基づく日本海沈降粒子中重金属の起源解析2021

    • Author(s)
      高野祥太朗, 乙坂重嘉, 宗林由樹
    • Organizer
      日本地球化学会第68回年会
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  • [Presentation] 安定同位体比を用いた大気エアロゾル中微量金属の起源解析2021

    • Author(s)
      高野祥太朗, 坂田昂平, 宗林由樹
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「微量元素・同位体を用いた海洋生物地球化学研究の推進と新しい展開に向けて」
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  • [Presentation] 微量金属同位体比分析に基づく大気・海洋化学研究について2021

    • Author(s)
      高野祥太朗
    • Organizer
      分析化学会近畿支部講演会
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    • Invited
  • [Presentation] 天然試料中微量金属の同位体比分析2021

    • Author(s)
      高野祥太朗
    • Organizer
      プラズマ分光分析研究会講演会
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    • Invited
  • [Presentation] 安定同位体比を用いた大気エアロゾル中微量金属の起源解析2021

    • Author(s)
      高野 祥太朗、坂田 昂平、宗林 由樹
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会 「微量元素・同位体を用いた海洋生物地球化学研究の推進と 新しい展開に向けて」
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] エアロゾル中ニッケル,銅,亜鉛,鉛同位体比分析法の開発2020

    • Author(s)
      高野 祥太朗、坂田 昂平、宗林 由樹
    • Organizer
      第10回同位体環境学シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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