黄海底部冷水塊における残留性有機汚染物質の濃度上昇に関する現場検証と機構解明
| Project/Area Number |
20KK0239
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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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 | Ehime University |
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Principal Investigator |
郭 新宇 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (10322273)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉江 直樹 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 講師 (50374640)
後藤 哲智 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 特定研究員 (90825689)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 黄海 / 底部冷水塊 / 残留性有機汚染物質 / 数値モデル / モデリング研究 / 黄海冷水塊 / 植物プランクトン / 懸濁粒子 / 吸着・脱着過程 / 粒子沈降 / 粒子分解 / 濃度上昇 |
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| Outline of Research at the Start |
成層が発達する夏季に、海底付近の水温が周辺より低い分布が沿岸域でしばしば見られる。このような水温の低い水塊は底部冷水塊と呼ばれる。残留性有機汚染物質（POPs）は大気や河川水を介して沿岸域へ輸送され、海洋環境中では粒子態・溶存態として存在する。粒子態のPOPsは底部冷水塊に沈降した後、その一部は海水に再分配されることから水塊中のPOPs濃度は夏季に上昇傾向を示すものと推察される。本研究課題では、世界有数の底部冷水塊形成域である黄海を対象にフィールド調査を実施し、化学分析と数理モデル解析双方のアプローチから、上記の作業仮説の検証とメカニズムの解明を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では現場観測と数値モデリングを展開している。今年度は、まず2020年11月にTang博士グループの黄海航海で得られたサンプルについて分析作業を行った。その後、昨年度に測定した2020年6月と8月のサンプルとの比較を行い、表層海水の全サンプルと底層海水の94%サンプルから、デクロランプラス（Dechlorane Plus, DP）が検出されることが明らかとなった。一方、数値モデリングでは、理想化された海底地形を用いて底部冷水塊の計算結果の解析を行い、底部冷水塊におけるPOPsの蓄積過程の理解を深めた。特に、シミュレーションの感度実験から、底部冷水の崩壊に伴いそこに蓄積されていた高濃度のPOPsが表層へと移動することや、POPsの粒子吸着係数を変化させることにより異なる鉛直プロファイルが生じることが分かった。また、あるPOPsの底部冷水塊における蓄積する度合いについて、そのPOPsのヘンリー常数と植物プランクトンへの生物濃縮係数から予測する手法を開発できた。
さらに、上記のモデルを東シナ海・黄海・渤海に適用させ、底部冷水塊が発達する黄海におけるシミュレーションの結果を検討した。モデル計算の対象は、物理化学特性が異なるポリ塩化ビフェニルとポリ臭素化ジフェニルエーテルの主要異性体2種（CB-153及びBDE-209）とした。溶存態PCB-153の濃度は、春から夏にかけて高く、秋に低くなるが、粒子態PCB-153の濃度は初春に一番高くなり、一方BDE-209では、溶存態の濃度は夏に高く、冬に低くなるが、粒子態濃度はやはり初春に高くなることが示された。さらに、夏に溶存態PCB-153とBDE-209は、それぞれ海底と海面に蓄積されることが分かった。このように生化学的特性の異なるPOPsは、同じ海洋環境においても異なる挙動を示すことが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では2種類の粒子を取り扱う予定である。これまで、植物プランクトン由来の生物粒子を中心に数値モデルの構築を行ってきたが、モデル中の懸濁粒子と堆積物の取り扱いはやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現地観測において主にTang博士の研究グループの観測結果をベースにして底部冷水塊の役割を検討するが、モデル研究においては、準備し始めた懸濁粒子モデルの開発を速めると同時に、成果発表を積極的に行う。さらに人的な交流は正常になりつつであるため、対面形式の打ち合わせの回数を増やしていきたいと考えている。
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Report
(3 results)
Research Products
(13 results)
