2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of high-precision nitrogen isotope analysis as a new index of dissolved organic matter sources in aquatic environments
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18K18189
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| Research Institution | Lake Biwa Environmental Research Institute |
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Principal Investigator |
山口 保彦 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 主任研究員 (50726221)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 溶存有機物 / 窒素循環 / 窒素同位体比 / 分子サイズ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は、以下の2項目について、下記の通り、研究を進めた。
(1) 溶存有機物（DOM）の分子サイズ別分画濃縮：限外濾過と固相抽出を組み合わせ、環境水からDOMを分子サイズ別に分画濃縮するための手法開発に取り組んだ。分画濃縮試料のサイズ排除クロマトグラフ-全有機炭素計（SEC-TOC）分析から、分子サイズ分画の効率を評価した。分子量カットオフサイズ30kDaの限外濾過膜で濃縮と脱塩を十分に実施することで、低分子DOMと無機窒素を除去した、ほぼ純粋な高分子DOMを回収できた。また、限外濾過の濾液を固相抽出することで、高分子DOMと無機窒素を除去した、ほぼ純粋な低分子DOMを回収できた。これにより、高分子DOMと低分子DOMそれぞれの窒素同位体比の値を分析できるようになった。
(2) DOMの分子サイズ別の分解特性解明：琵琶湖湖水や野洲川河川水を用いた長期有機物分解実験試料（合計18実験）のSEC-TOC分析から、高分子DOMと低分子DOMそれぞれの生分解特性（分解速度定数、易分解割合）を調べた。分子サイズ別の分解速度定数の変動について、SEC-TOCの分析パラメータを用いて回帰分析を実施した。分子サイズ別濃度比や腐植様蛍光強度等の値を用いることで、高分子DOMと低分子DOMそれぞれの分解速度定数を予測できることが分かった。これにより、天然環境中でのDOMの生分解特性を、分解実験をしなくとも、高い時空間解像度で把握できるようになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
「研究実績の概要」に記載の通り、2022年度には、DOM分画濃縮法の開発と、DOM分子サイズ別生分解性の解明について、研究を進展させることができた。一方で、7月から育休取得のため研究を実施できない期間があった影響で、天然DOM試料の窒素同位体比分析には未到達である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は、分子サイズ別に濃縮回収した琵琶湖湖水DOM試料について、バルク窒素同位体比を測定し、アミノ酸組成等の指標とも組み合わせて、起源を推定する。
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| Causes of Carryover |
COVID-19の影響により、研究会と打合せがオンライン開催となり、旅費の支出が無かった。また、消耗品の購入価格を想定よりも抑えることができた。2023年度には、成果発表のための支出（学会参加費、論文英文校閲費等）と、消耗品の購入に活用する予定である。
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