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琵琶湖深部の貧酸素化にともなうマンガン・ヒ素大量溶出モデルの構築

Research Project

Project/Area Number 25281007
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Environmental dynamic analysis
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

板井 啓明  愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 講師 (60554467)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 白石 史人  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30626908)
田中 万也  広島大学, サステナブル・ディベロップメント実践研究センター, 特任講師 (60377992)
加 三千宣  愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 准教授 (70448380)
熊谷 道夫  立命館大学, 琵琶湖Σ研究センター, 教授 (40234512)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2013: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Keywords琵琶湖 / マンガン / ヒ素 / 低酸素化 / 酸化還元 / 堆積物 / 水質
Outline of Annual Research Achievements

本年度の実施内容は、(1)間隙水の化学分析に基づくマンガン拡散フラックスの推定、(2)堆積速度の計測、(3)微小電極実験系の発展、の三点であった。
間隙水の分析から、(1) 全ての調査地点で堆積物-湖水境界から深度2cm以内にMn濃度のピークがあること、(2) ピーク深度は季節変化するが、湖底1mのDOとの対応は不明瞭であること、(3) 計算した拡散溶出フラックスは通年高値であること、が明らかになった。このことから、前年度観測された湖底水中マンガン濃度の季節変化の規制要因として、堆積物からの溶出フラックスの変化よりも溶出後の酸化速度の変化が大きいことが示唆された。
堆積速度の計測結果、今津沖中央および安曇川沖中央において、1960-1980年にかけて堆積速度が上昇した可能性が示された。堆積物表層へのマンガンの濃集は、基本的には堆積速度が遅いほうが進行しやすく、本研究における年代データは1970年代後半から2010年にかけてのマンガン濃集層の成長原因を議論するうえで興味深い結果を与えた。
微小電極実験系は、現場の試験に応用するには至らなかったものの、Mn2+やFe2+の測定に一定の目処がつくところまで技術改良が進んだため、今後室内実験への応用が期待できる。
最後に、本研究は低酸素化がマンガン溶出に及ぼす影響に焦点を当てる一方で、溶出したマンガンの酸化が湖底の酸素消費にフィードバックをかけるという仮説を別途検証していた。間隙水のデータから算出したマンガン溶出フラックスはこの仮説の重要性を支持した。また、堆積物由来の還元性物質が湖底の酸素消費に及ぼす影響について重要な仕事を進めているスイス水質科学研究所(EAWAG)のグループを訪問し、今後の共同研究の方向性について議論を進めることができた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 琵琶湖の酸素とマンガンの関係2014

    • Author(s)
      板井啓明.
    • Journal Title

      化学と教育

      Volume: 62 Pages: 290-291

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 琵琶湖の酸素とマンガンの関係2014

    • Author(s)
      板井啓明
    • Journal Title

      化学と教育

      Volume: 62

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Interannual decrease of hypolimnetic oxygen level and its effect on Mn and As release from sediment in Lake Biwa, Japan2014

    • Author(s)
      Takaaki Itai
    • Organizer
      EAWAG Seminar
    • Place of Presentation
      Eawag Kastanienbaum, Luzern, Switzerland
    • Year and Date
      2014-11-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Seasonal variation of manganese release from sediment of the monomictic lake. -A case study in the Lake Biwa, Japan-2014

    • Author(s)
      Takaaki Itai, Yuika Hyobu, Kosuke Chikaoka, Yohei Morishita, Yoshiki Shin, Adi Slamet Riyadi, Keisuke Fukushi, Shin-ichi Nakano, and Shinsuke Tanabe
    • Organizer
      The 17th International Conference on Heavy Metals in the Environment
    • Place of Presentation
      Guizhou International Convention Center, Guizhou, China
    • Year and Date
      2014-09-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 琵琶湖北湖における溶存酸素濃度の季節変化とマンガン溶出量の関係2014

    • Author(s)
      板井 啓明,近岡 浩介, 森下 洋平, 新 典樹, Riyadi Adi Slamed, 中野 伸一, 熊谷 道夫, 田辺 信介
    • Organizer
      第23回環境化学討論会
    • Place of Presentation
      京都大学・京都府・京都市
    • Year and Date
      2014-05-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of DO fluctuation on the manganese cycle around the sediment water interface in bottom of the Lake Biwa2014

    • Author(s)
      Takaaki Itai, Yuika Hyobu, Kosuke Chikaoka, Yohei Morishita, Yoshiki Shin, Michio Kumagai, Shin-ichi Nakano, and Shinsuke Tanabe
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合 連合大会 2015年大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜・神奈川県・横浜市
    • Year and Date
      2014-04-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 北湖三地点の水質観測結果に基づく湖底のマンガン動態2014

    • Author(s)
      板井啓明
    • Organizer
      「琵琶湖湖底の貧酸素化にともなうMn・As大量溶出モデルの構築」報告会
    • Place of Presentation
      京都大学生態学研究センター・京都府・京都市
    • Year and Date
      2014-04-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] マンガン微小電極測定法の確立2014

    • Author(s)
      白石史人
    • Organizer
      「琵琶湖湖底の貧酸素化にともなうMn・As大量溶出モデルの構築」報告会
    • Place of Presentation
      京都大学生態学研究センター・京都府・京都市
    • Year and Date
      2014-04-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] マンガン酸化物構造体"メタロゲニウム"の培養について2014

    • Author(s)
      田中万也
    • Organizer
      「琵琶湖湖底の貧酸素化にともなうMn・As大量溶出モデルの構築」報告会
    • Place of Presentation
      京都大学生態学研究センター・京都府・京都市
    • Year and Date
      2014-04-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 琵琶湖におけるマイクロセンサーを用いた底泥中の溶存酸素濃度分布とVentの動態2014

    • Author(s)
      熊谷道夫
    • Organizer
      「琵琶湖湖底の貧酸素化にともなうMn・As大量溶出モデルの構築」報告会
    • Place of Presentation
      京都大学生態学研究センター・京都府・京都市
    • Year and Date
      2014-04-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 湖底の酸素消費に対するマンガン酸化反応の寄与について2014

    • Author(s)
      板井啓明
    • Organizer
      「琵琶湖湖底の貧酸素化にともなうMn・As大量溶出モデルの構築」報告会
    • Place of Presentation
      京都大学生態学研究センター・京都府・京都市
    • Year and Date
      2014-04-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 琵琶湖湖底のDO変化が堆積物―湖水境界のマンガン挙動に及ぼす影響2014

    • Author(s)
      板井 啓明, 兵部 唯香, 近岡浩介, 森下洋平, 新典樹, 中野 伸一, 田辺 信介
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 琵琶湖北湖における溶存酸素濃度の季節変化とマンガン溶出量の関係2014

    • Author(s)
      板井 啓明,近岡 浩介, 森下 洋平, 新 典樹, Riyadi Adi Slamed, 中野 伸一, 熊谷 道夫, 田辺 信介
    • Organizer
      第23回日本環境化学討論会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 琵琶湖北湖盆の貧酸素化にともなうマンガン・ヒ素の溶出・沈澱過程2013

    • Author(s)
      板井啓明,兵部唯香,中野伸一,田辺信介
    • Organizer
      第22回環境化学討論会
    • Place of Presentation
      東京農工大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Different diagenetic behaviors of As, Mo and Sb in Lake Biwa, Japan2013

    • Author(s)
      Itai, T., Hyobu, Y., Kumagai, M., Tanabe, S.
    • Organizer
      Goldschmidt 2013
    • Place of Presentation
      フィレンチェ イタリア
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 湖底の貧酸素化による琵琶湖底泥からのマンガン溶出挙動解析 -酸化層厚減少にともなう拡散予測モデル-2013

    • Author(s)
      板井啓明, 兵部唯香, 田辺信介
    • Organizer
      2013年度 日本地球化学会年会
    • Place of Presentation
      つくば大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 地球化学・環境化学における微量元素形態分析の重要性

    • Author(s)
      板井啓明
    • Organizer
      徳島地区分析技術セミナー
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 琵琶湖北湖底泥からのマンガン・ヒ素の溶出機構

    • Author(s)
      板井啓明, 兵部唯香 他6名
    • Organizer
      環日本海域環境研究センターシンポジウム 「環日本海域研究の新展開」成果報告会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-21   Modified: 2019-07-29  

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