2017 Fiscal Year Annual Research Report
海洋酸性化に伴う微生物起源温室効果気体の生成過程の量的および質的変化の解明
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17H01851
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
豊田 栄 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30313357)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉川 知里 国立研究開発法人海洋研究開発機構, その他部局等, 研究員 (40435839)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 一酸化二窒素 / 安定同位体 / 海洋酸性化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、海洋酸性化によって一酸化二窒素（N2O）などの微生物起源微量気体の放出量やその生成・消滅過程がどのように変化するのかについて、実験室で行う微生物純粋培養実験および船上で行う現場海水を用いた培養実験でN2Oの濃度と安定同位体比を分析することによって明らかにすることを目的としている。H29年度は以下のように研究を進めた。
海洋性硝化細菌(Nitrosococcus Oceani NS58株)を研究協力者から譲り受け、継代培養（実験で用いる菌株を維持するための培養）を開始した。ジャーファーメンター（温度、溶存酸素濃度およびpHを制御可能な連続培養装置）の整備を行うとともに、赤外分光式多成分ガス分析計を導入し、硝化菌を培養しながら、発生するN2Oの濃度モニタリングと同位体比測定用試料の採取を可能とする実験系を構築した。継代培養と同じ条件（アンモニア初期濃度38ｍM、pH7.8、25℃、溶存酸素濃度は大気飽和）で予察的な実験を行い、数日間にわたってN2Oの生成とその濃度変化が追跡できることを確認した。同位体比の測定も数点行ったところ、SP値（N2O分子内の15N分布を表す指標）から、N2Oが主にヒドロキシルアミン（NH2OH）経由で生成していること、培養期間中で若干亜硝酸（NO2-）経由の生成も起き、その寄与率が変動することがわかった。今後、pH以外の条件がN2Oの生成にどのような影響を与えるのかについても検討しつつ、海洋酸性化を模擬した実験を行ってN2O生成速度と生成過程についての解析を進める予定である。
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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
当初、糸状菌等による汚染などの問題が発生したものの、実験材料である硝化菌の純粋培養を東工大で継続的に行えるようになった。赤外分光式多成分ガス分析計を導入したことにより、N2Oだけでなく、CO2、CH4、H2Oの濃度もリアルタイムで計測でき、室内大気の混入の有無を確認しながら連続培養できるようになっている。ジャーファーメンターを2セット用意し、濃度測定を一定時間毎に切り替えながら行えるように配管を工夫し、同一条件での繰り返し実験を同時に行ったり、異なる条件の実験を並列で行ったりできるようにした。
以上のようにほぼ計画通りに純粋培養実験系が構築できたので、おおむね順調に進捗しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
純粋培養実験については、初年度に構築した実験系を用いてpHを低下させた場合のN2O生成速度と安定同位体比を調べて酸性化影響を調べる。溶存酸素濃度と温度によってpH依存性が変化するかどうかについても調べる。
船上で行う培養実験については、本年11-12月に東インド洋にて予定されているJAMSTEC白鳳丸航海に向けて実験手法を検討、予備実験等を行って準備する。航海に乗船参加し、現場海水を用いた培養実験のほか、複数の測点における海水試料採取も行い、東インド洋におけるN2Oの濃度および同位体比分布についても併せて調べる。
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Research Products
(1 results)
