硫黄の循環におけるCOS・DMS生成メカニズムと動態解析の同位体化学的研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09680511
• Research Institution: JAPAN WOMEN'S UNIVERSITY
• Principal Investigator: 蟻川 芳子 日本女子大学, 理学部, 教授 (00060666)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今泉 幸子 日本女子大学, 理学部, 助手 (10247091)
• Keywords: 硫黄同位体比 / 硫化カルボニル(COS) / ジメチルスルフィド(DMS) / Tiobacillus thioparus / 赤潮 / 動態解析 / 過酸酸化反応 / 同位体分別

Research Abstract

環境における硫黄化合物の動態を解析するために、化石燃料の硫黄同位対比についてはすでに多くのデータを得てきたが、本研究ではCOSおよびDMSの硫黄同位体比特性を明らかにする計画であった。COSは微生物を用いて実験室的に生成し、基質として用いた硫黄化合物の同位体分別の程度を明らかにしたが、天然に発生するCOSを捕集し、同位体比測定をするには至らなかった。DMSについては赤潮原因藻による実験室的生成が不可能なため、海洋からのサンプリング法を検討し、実際に船上でサンプリングを行ったが、DMSを多量に発生するといわれる赤潮時に遭遇しなかったのと、期間が制限されているためDMSの捕集を行うことはできなかった。しかし、これらの経験は、本研究の基本的なステップとして評価できるものと思われる。
1.Tiobacillus thioparusによるCOSの実験室的生成条件の検討と同位体分別の考察
1mmol/lのチオシアン酸カリウムを基質として、Tiobacillus thioparusによるCOSの生成過程をチオシアン酸カリウムの減少を測定しながら追跡したところ、生成は6日間でほぼ終了した。微生物の代謝による同位体分別は約-3パミルであることが確認された。
2.DMSサンプリング法の検討とガスクロマトグラフィー(GC)による同定
DMSは海面大気からエアサンプラーによりエタノール中に捕集したのち、安定化学種に変換した。メタクロロ過安息香酸との過酸酸化反応によりジメチルスルホンとし、エタノールを蒸発させて結晶を得る。これをスズ(II)-強リン酸と280℃で加熱、硫化銀を経て、真空系で酸化銅(I)と加熱することにより二酸化硫黄を生成、同位体比測定に導く。また、ジメチルスルホンとしてGC測定でのリテンションタイムは13.25秒であった。なおDMSとジメチルスルホンとの間には、化学反応による同位体分別は起こらないことが確認できた。

Research Products

• [Publications] Arikawa Y. et al.: "Evaluation of chemical oxygen demand (COD) based on coulometric determination of EOD using a surface oxidized copper efectrode"Analytica Chimica Acta. 398. 161-171 (1999)
• [Publications] Arikawa Y. et. al.: "Chemical oxygen demand sensor emplying a thin layer electrochemical cell"Analytica Chimica Acta. 386. 211-220 (1999)
• [Publications] Arikawa Y. et. al.: "An automatic flow-injection analysis system for determining phosphate ion inriver water using pyruvate oxidase G"Talanta. 50. 799-807 (1999)