2016 Fiscal Year Research-status Report
海水中光化学反応過程に係る活性酸素種の動態把握および役割解明
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16K05622
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
佐久川 弘 広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (80263630)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹田 一彦 広島大学, 生物圏科学研究科, 准教授 (00236465)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 活性酸素種 / フリーラジカル / 瀬戸内海 / 光化学反応過程 / 溶存有機物の光分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、広島大学生物生産学部練習船の豊潮丸航海（2016年7月および8月）において瀬戸内海（広島湾、安芸灘、播磨灘、大阪湾、紀伊水道）において表層海水をニスキン採水器で採取した。水中光量子、CTD、GPS、気象データ等は船の観測システムから得た。
採取した海水試料はガラス繊維ろ紙でろ過した後、船上にて直ちに、もしくは研究室に持ち帰り、活性酸素種の測定を行った。過酸化物（H2O2，ROOH）は、HPLC蛍光分析により測定した。ラジカル類（OH, O2-,NO）は、疑似太陽光照射装置（ソーラーシミュレーター）による光照射後、HPLC蛍光分析により測定を行うことにより、光化学生成速度、消失速度定数、半減期、定常状態濃度を求めた。またラジカル類の発生源であるDOM、H2O2、NO2-などの発生寄与率をそれぞれ求めた。これらの測定を通して、活性酸素種の瀬戸内海表層での継時的および鉛直的動態を明らかにした。
上記の活性化学種以外に、1O2, ONOO-、LOOHなども新規の測定法を開発した。１O2は、光照射後に発生する１O2をfurfuryl alcohol試薬と反応させた後に、HPLC紫外吸光分析により測定することを試みた。ONOO-は、Coumarin boronic acid蛍光試薬と反応させた後に、HPLC蛍光分析により測定を試みた。LOOHは、Liperfluo蛍光試薬を用いたフローインジェクション分析で測定した。これらの物質の測定法開発にあたっては、発色試薬との反応性、検出限界、再現性、干渉や妨害の有無を調べ、方法の有効性を確認した後に、実海水試料の測定をおこなった。
海水中の溶存有機炭素濃度は、全有機体炭素計で測定した。蛍光性DOMは、3次元蛍光スペクトルを分光蛍光光度計で測定することにより、腐植物質などのDOMの特定を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
課題ごとの進捗状況は以下の通りである。
1．既存の分析法による海水中のH2O2，ROOH,OH, O2-,NOなどの活性酸素種の測定ーーー当初の計画以上に進展している。
2．本研究で新規に開発中の活性酸素種（1O2, ONOO-、LOOH）測定法ーーーおおむね順調に進んでいる。ただし、ONOO-に関しては、多少測定法開発が遅れているが、平成29年度前期までには開発が終了する予定。
3．その他の関連化学物質の分析ーーーおおむね順調に進んでいる。
4．活性酸素種と溶存有機物や金属類との反応速度過程の解析ーーー平成29年度以降に重点的に取り組む課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
広島大学生物生産学部練習船の豊潮丸航海（2017年7月および8月）において瀬戸内海（広島湾、安芸灘、播磨灘、大阪湾、紀伊水道）において表層海水をニスキン採水器で採取する。水中光量子、GPS、気象データ等を船の観測システムで得る。
採取した海水試料中のOH, O2-,H2O2，NO, ROOH,１O2,ONOO-，LOOHなどの活性酸素種濃度を平成28年度と同様な方法で測定する。採取した海水試料中のDOMを平成28年度と同様な方法で測定し、また溶存金属の測定法を検討する。海水試料への光照射実験を行い、DOMの光分解速度や金属との反応速度を求める。
得られた研究成果は、学会発表および国際学術雑誌に投稿することにより公表する。活性酸素種の高感度測定法に関する特許出願を行う。
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| Causes of Carryover |
本申請課題は、2016年10月に追加交付内定を受けた。したがって、実質的な研究期間が短く、申請時に予定していた実験や観測の全てを年度内に実施できなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
瀬戸内海海水中の活性酸素種と溶存有機物や金属類との反応過程解析に関する研究が平成28年度中に十分に実施できなかった。そこで、平成29年度は、海水中の活性酸素類の測定とともに、活性酸素種の中で反応性の高いOHや1O2などの活性酸素種と溶存有機物や金属類との反応過程の解明を試みる。特に、農薬類やメチル水銀などの有害化学種との海水中での反応過程を調べる実験を行う。これらの実験に必要な試薬類や有機溶媒などの消耗品を平成29年度の主な予算項目として計上する。
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